Заметную роль в земельном фонде регионов сахарной индустрии России играют специфические антропогенные ландшафты, которые формируются на действующих и заброшенных очистных сооружениях сахарных заводов. По словам экспертов Института географии РАН, свойства и влияние таких ландшафтов на окружающую среду до настоящего времени изучены не были, а детальный состав их почв ученым еще только предстоит узнать в лабораторных условиях. Однако уже сейчас они уверены: некоторые новообразованные почвы «сахарных» ландшафтов черноземной зоны центра Русской равнины потребуют новых позиций в почвенных классификациях.
Сахарная индустрия в России возникла в 17 веке с переработки привозного сахарного тростника, а с начала 19 века сахар стали получать из сахарной свеклы, производя большое количество отходов, которые содержат органические остатки, известь, азот, фосфор и другие элементы. В последние десятилетия переработка для нужд сельского хозяйства и других отраслей позволила существенно сократить объемы отходов. Тем не менее, их часть вместе с огромным количеством воды, потребляемой при производстве сахара, пройдя несколько стадий предварительной очистки, уходит в очистные сооружения или поля фильтрации. Последние состоят из серии прудов-отстойников, называемых картами, и наполняются и дренируются поочередно. За десятилетия функционирования комплексы очистных сооружений превращаются в специфические антропогенные ландшафты, занимающие большие территории и играющие заметную роль в земельном фонде регионов сахарной индустрии. К одному из них относятся Льговский и Курчатовский районы Курской области, где в ходе полевых работ учеными отдела географии и эволюции почв Института географии РАН были впервые изучены почвы и ландшафты, сформированные на действующих и заброшенных очистных сооружениях сахарных заводов лесостепной зоны России.
Снимок с дрона (фото – А. Добрянский)
«Эти специфические антропогенные ландшафты формировались на полях фильтрации в разных условиях рельефа, растительного покрова, периодичности и длительности действия вод, сбрасываемых сахарным заводом, и их свойства и влияние на окружающую среду до сих пор не изучались, – говорит руководитель работ, специалист Института географии РАН в области антропогенных почв Игорь Замотаев. – В результате исследования мы выяснили, что за время деятельности очистных сооружений на их территории сформировался широкий спектр почв разной степени дренированности, но в равной степени сильнощелочных и даже обызвесткованных, обогащенных органическим веществом и активно перерабатываемых почвенной мезофауной. Детальный состав накапливающихся в почвах химических элементов, поступающих из сбрасываемых вод, будет изучен в лабораторных условиях. Возможно, некоторые новообразованные почвы потребуют новых позиций в почвенных классификациях».
Обызвесткованная почва (фото – Р. Грачева)
Почва действующего карта (фото – Ю. Коноплянникова)
Геохимические и биологические процессы, протекающие в специфических условиях очистных сооружений, и их влияние на окружающие территории ученым еще предстоит выяснить. Исследования приобретают особое значение в связи с тем, что новообразованные почвы являются хранилищами больших объемов органического углерода, поступающего в почву не только с производственными стоками, но также с обильным опадом клена ясенелистного (Acer Negundo, признанный опасным инвазивным видом), покрывающего обсыхающие поверхности плотными зарослями.
Почва под зарослями клёна ясенелистного (фото – Ю. Коноплянникова)
«Мы получили первые полевые данные по оценке эмиссии парниковых газов – диоксида углерода и метана – на различных стадиях функционирования и зарастания полей фильтрации сахарных заводов – ныне действующего Льговского и закрытого в начале 2000-х годов Пенского, – говорит участник экспедиции, специалист Института географии РАН по потокам парниковых газов в ландшафтах Дмитрий Карелин. – С помощью специальной методики нам впервые удалось оценить надводную эмиссию СО2 и СН4 из полностью обводненных карт. Поля фильтрации сахарных заводов стали частью почвенного покрова и в целом ландшафтного фона регионов сахарной индустрии. Они вносят свой, практически неизвестный вклад в природные процессы лесостепной и степной зон».
Измерение наводной эмиссии парниковых газов (фото – И. Замотаев)
Исследование почв и ландшафтов, сформированных на действующих и заброшенных очистных сооружениях сахарных заводов лесостепной зоны России, являются пионерными и проводятся в рамках проекта РФФИ «Деградация и техногенное загрязнение почвенного покрова черноземной зоны центра Русской равнины в условиях трансформации землепользования и под влиянием климатических изменений» (руководитель – И.В. Замотаев). Полевые работы ученых Института географии РАН сезона 2020 г. должны стать начальным этапом комплексных исследований этих специфических ландшафтов, созданных человеком, и их почвенного покрова. Предварительные результаты по этому вопросу были доложены почвоведами Института географии РАН на конференции Международной ассоциации ландшафтной экологии (IALE) в сентябре 2020 г.
