Статьи

Приведена сравнительная характеристика структурно-функциональной организации опада и подстилок в ходе естественного постагрогенного лесовосстановления в хроноряду экосистем 12, 40 и 100 лет. По мере увеличения возраста древостоя увеличиваются общие запасы и разнообразие типов подстилок, в опаде снижается доля легкоразлагаемых компонентов, их рН и зольность. Травяной напочвенный покров заменяется травяно-кустарничковым, что указывает на спад трофности экосистем. Свойства подстилки адекватно отражаются на составе напочвенного покрова. По мере восстановления древостоя происходит закономерное падение интенсивности разложения наземного детрита и скорости биологического круговорота. Пространственная дифференциация типов подстилки служит пусковым механизмом для последующей дивергенции органопрофилей почв.

При периодическом переувлажнении поверхностными водами и чередовании восстановительных и окислительных условий сумма доступных растениям фракций (водорастворимой и обменной) и подвижных (водорастворимой, обменной и собственно подвижной) ²²⁶Ra в 2-10 раз выше, чем ²³²Th. Формирующиеся в элювиальных горизонтах этой почвы сегрегационные железистые конкреции оказывают слабое влияние на подвижность ²²⁶Ra, но существенно снижают подвижность ²³²Th, значительная часть которого прочно фиксируется внутри кристаллических решеток новообразованных минералов.

Вертикальные профили ²²⁶Ra, ²³²Th и ⁴⁰K исследованы во взаимосвязи с почвенными свойствами: рН_вод, суммой обменных оснований (Са²⁺ и Mg²⁺), степенью насыщенности основаниями, содержанием гумуса, подвижных форм фосфора и калия. Выявлено увеличение удельной активности ²²⁶Ra, ²³²Th и ⁴⁰K в верхнем 10-сантиметровом слое гор. А в почве дубравы, сопряженное с накоплением гумуса и биогенной аккумуляцией подвижных форм калия и фосфора. Зафиксирован вынос ²²⁶Ra из средней части профиля темно-серой лесной глубоковскипающей почвы. Выявлена положительная корреляционная связь между удельной активностью ²²⁶Ra и суммой обменных оснований (Са²⁺ и Mg²⁺) в гор. А, А(АЕ), АВ и нижележащих В1, В2, В3, указывающая на сопряженное поведение этих элементов-аналогов. Отмечен вынос ²³²Th из гор. А(АЕ) и его накопление в гор. АВ в условиях локального оподзоливания темно-серой лесной почвы в березняке.

Предложен экспресс-метод косвенной оценки мобильности тяжелых металлов по удельной электропроводности почвы в модельных экспериментах с заданными параметрами и однородной средой. Установлено, что показатели удельной электропроводности, полученные при прямом измерении электрического сопротивления почвы, тесно коррелирует с таковыми инструментального метода количественного анализа элементов. Максимальная эффективность сорбента проявляется по отношению к кадмию, степень поглощения которого достигает 61,6% при компонентном составе 1:3 (сапропель к извести). Для свинца эффективный состав сорбента при соотношении тех же компонентов 1:1 - 14,3% сорбированных ионов, для цинка при соотношении 1:5 - 6,4%.

Предложен подход к оценке экосистемных услуг различных компонентов ландшафта городских лесопарков. Методология учитывает природоохранные и рекреационные функции территории, основывается на взаимосвязи экосистемных услуг, экологических функций и свойств отдельных компонентов ландшафта. Оценка осуществляется дифференцированно с учетом снижения качества предоставляемых услуг в условиях значительной антропогенной нагрузки. Показано. что наибольший вклад в стоимость услуг вносит почва.

Задача разработки и внедрения принципиально новых, доступных, безопасных с экологической точки зрения «природоподобных» технологий, обеспечивающих «сток» углерода или существенное снижение эмиссии парниковых газов во всех агроладшафтах, включая занятые под возделывание риса, весьма актуальна. В полевых экспериментах, проведенных в провинции Хунань (Китай), оценено влияние кремниевых удобрений на фиксацию СО2 корнями растений риса. Ее величина зависит от содержания доступного кремния в агрохимических средствах, частоты и длительности их применения, а также гранулометрического состава почвы. Полученные данные указывают на большую роль кремниевых удобрений в процессах связывания углерода и снижения выброса парниковых газов при выращивании риса. Их внесение позволяет повысить урожаи культуры на 12,1-71,2% и увеличить фиксацию СО2 корнями растений на 0,95-14,9 т/га в течение одного сезона. Возвращение углерода в почву и воспроизводство ее плодородия может быть обеспечено более интенсивным развитием корневой системы растений и увеличением массы корневых остатков после уборки урожая. Агрохимикаты, содержащие доступный для растений кремний, должны быть включены в технологии реализации 4R-СТРАТЕГИИ минерального питания сельскохозяйственных культур.

Выражение результатов валового химического анализа в форме оксидов имеет существенные недостатки: эта условная форма записи не соответствует реально присутствующим в почвах минералам и искажает представление о соотношении в ней различных элементов. Очевидно, что валовой химический состав надо выражать в форме элементов, включая кислород - элемент с максимальным кларком. При этом надо учесть поправку на потери кислорода при прокаливании почв. Изученные автоморфные почвы по величине поправок на кислород можно разделить на три группы. У подзолов Русской равнины после поправок значение содержания кислорода возрастает незначительно, валовой химический состав практически не меняется. У вертисолей юга Сибири оно повышается на 3-4%; неучет этого факта ведет к заметной ошибке в содержании калия. У оксисоли о. Норфолк, с высокой долей гиббсита, неустойчивого при прокаливании почвы, после поправок значение содержания кислорода возрастает на 7-8%, что ведет к заметной ошибке в содержании O, Al, Fe и особенно Ti. Для них поправка на кислород обязательна.

Исследован процесс минерализации органических веществ почвенных растворов, выделенных методом вакуумных лизиметров из горизонтов подзолистой почвы. Устойчивость растворенных органических веществ (РОВ) различается в зависимости от горизонта. Наибольшее количество устойчивых к биодеструкции РОВ (минерализуется < 50%) содержится в верхних органогенных горизонтах, вниз по профилю оно уменьшается. Доля минерализованного углерода обратно пропорциональна относительному содержанию в составе РОВ гидрофобной фракции и фенольных соединений. Самую низкую долю (23%) минерализуемого углерода имеют вещества из гор. ЕLhi, где максимально содержание гидрофобной фракции (44%). В ходе окислительной трансформации повышается степень ароматичности РОВ: коэффициент экстинкции (Е-280) увеличивается в 2-12 раз, доля фенольных соединений возрастает в 2-10 раз, до 5-5,5 кДа уменьшается молекулярная масса. Эти признаки интенсивнее изменяются в растворах из нижних горизонтов. Таким образом, неразлагаемый остаток этих РОВ представлен веществами, максимально устойчивыми к разложению.

Определено содержание и распределение сложных эфиров фталевой кислоты в поверхностных слоях почв Москвы. Суммарное содержание пяти фталатов (диметилфталат, диэтилфталат, диизобутилфталат, ди(н)бутилфталат, ди(2-этилгексил)фталат) в почвах города лежит в диапазоне 4,39-397,00 мг/кг при среднем значении 62,70 мг/кг и медиане 31,22 мг/кг и характеризуется логнормальным распределением. Вклад данных фталатов в их спектр в почве составляет 0,6; 0,7; 14,2; 57,9 и 26,6% соответственно. Выявлена значимая положительная корреляция между содержанием в почве исследуемых фталатов. Наибольшая сумма фталатов отмечена в почвах зоны резерва и селитебной, наименьшая - в селитебно-транспортной и парково-рекреационной.

В статье анализируются фоновые уровни содержания и распределение нефтяных углеводородов (НУВ) в почвах геохимически сопряженных ландшафтов южной части Сахалина. Рассматриваются основные типы почв, сформированные в данном регионе, и показатели, определяющие миграцию НУВ в ландшафтах. Показано, что наиболее высокий фоновый уровень содержания НУВ и глубину их проникновения в почвенную толщу имеют почвы транзитно-аккумулятивных и аккумулятивных ландшафтов. В случае аварийных разливов нефти в рассматриваемых условиях, наряду с латеральным перемещением по линии геохимического стока в аккумулятивные позиции ландшафта, значимую роль будет играть вертикальная миграция НУВ в почвенном профиле.

Оценена степень пространственного варьирования агрохимически важных свойств пахотного горизонта (рН_KCl, гидролитическая кислотность, емкость поглощения, степень насыщенности основаниями, содержание гумуса, подвижного фосфора и обменного калия). Показано, что разбиение совокупности на подсовокупности, соответствующие классификационным единицам, заметно уменьшает степень варьирования гумуса и физико-химических свойств, практически не изменяя вариабельность рН, содержания подвижного фосфора и обменного калия. Дискриминантный анализ показывает, что пахотные горизонты дерново-среднеподзолистых, серых лесных и темно-серых лесных почв удовлетворительно классифицируются при данном наборе свойств. Плохо классифицируются болотно-подзолистые и серые лесные оглеенные почвы, светло-серые лесные занимают промежуточное положение, тяготея к серым лесным.

В гор. (AО)EL подзолистой почвы в ризосфере клена остролистного ( Acer platanoides L.) и во вмещающей почве определяли содержание калия в целом и во фракциях > 5, 1-5 и < 1 мкм в вытяжках 1 М NH₄OAc, 2 M HCl и 10% HCl с кипячением. Установлено, что в ризосфере с более высоким количеством органического вещества по сравнению с вмещающей почвой обменного калия содержится достоверно больше. Исходя из существующих градаций обеспеченности этим элементом древесных культур, почва ризосферы относится к таковой с повышенной обеспеченностью, а вмещающая - к среднеобеспеченной калием. В почве ризосферы клена по сравнению с вмещающей почвой больше трудногидролизуемого калия, что можно объяснить переходом элемента в кислотную вытяжку из наиболее тонкодисперсных и плохо окристаллизованных слюд и иллитов. Предполагается, что повышенное содержание указанных минералов в ризосфере связано с интенсификацией в ней процессов иллитизации и физического дробления слюдистых и иллитовых частиц из более крупных фракций.

Обосновано совместное развитие дерново-подзолистых и светло-серых лесных почв в пределах южного склона Гороховецкого отрога северо-востока Владимирской обл. на землях, вышедших из сельскохозяйственного использования. Проанализированы особенности строения и физико-химические свойства обеих почв, обусловленные влиянием на процесс почвообразования как природных, так и антропогенных факторов.

Исследованы лесные подстилки некоторых хвойных и лиственных насаждений в пределах Ботанического сада МГУ им. М.В. Ломоносова. Установлено, что в лиственных насаждениях развиваются подстилки деструктивного типа, тогда как в хвойных - ферментативные и гумифицированные. Общие запасы подстилок колеблются в пределах от 500-800 в лиственных до 1000-5000 г/м² - в хвойных насаждениях. Мелколиственные насаждения характеризуются высокой скоростью круговорота, которая существенно снижается хвойных экосистемах. Впервые показано, что с увеличением доли листьев в подстилке возрастает общая скорость разложения наземного детрита, что подтверждает теорию «горячих точек» (hot points), предложенную в научной литературе.

Исследовано влияние личинок комаров-долгоножек (Diptera, Tipulidae) на функциональное разнообразие почвенных микробных сообществ, а также на активность процессов трансформации азота и углерода в почве. Установлено, что в результате их жизнедеятельности в почве значительно увеличивается скорость азотфиксации, денитрификации и метаногенеза, возрастают функциональное разнообразие (число потребляемых субстратов, метаболическая работа) и устойчивость микробного комплекса.