Статьи

В работе представлены результаты исследования почвенного покрова высотных поясов Хибинских гор в пределах Полярно-альпийского ботанического сада-института. Почвенный покров состоит из природных преимущественно альфегумусовых почв и трансформированных в ходе строительства или создания благоприятных условий для интродуцентов. Ботанический сад находится в зоне влияния апатитонефели- новых фабрик и заводов цветной металлургии. В верхних почвенных горизонтах аккумулируется ряд элементов, в том числе тяжелые металлы и металлоиды: Ni, Си, РЬ, As, Zn, V, Sr.

Проведены почвенно-зоологические исследования арборетума Никитского ботанического сада и заповедника «Мыс Мартьян» (Южный берег Крыма). В насыпных стратоземах сада и в естественных красноцветных почвах заповедника обнаружены 22 таксономические группы крупных беспозвоночных почвенных животных, чья численность составила около 1000 экз/м², а биомасса - около 25 г/м². Территория ботанического сада характеризуется большей биомассой и таксономическим разнообразием почвенной макрофауны, чем мыс Мартьян, но структура сообществ обеих территорий имеет черты сходства. Более высокие биоразнообразие и биомасса в саду объясняются повышенной влажностью почв за счет дождевания и высокой мозаичностью растительности в дендрарии. Обе территории обладают большой внутренней неоднородностью почвенного населения, что связано с вариабельностью свойств почв, которая определяется различиями в насыпных грунтах Никитского сада и линейным характером эрозионного смыва почв мыса Мартьян. Эти факторы вкупе с разнообразием растительного покрова оказывают влияние на неоднородность распределения макрофауны и обеспечивают высокое биологическое b-разнообразие территории.

В статье рассмотрены агрохимические факторы как условия культивирования лекарственных растений, позволяющие увеличить их биомассу, а также повлиять на изменение фракционного состава и концентрацию каротиноидов в Calendula officinalis L. В вегетационном эксперименте прослежено действие разных доз цинка и цинка с дополнительным внесением азота на морфологические изменения, цветение и продуктивность растений календулы сорта Кальта. Изучено поступление основных элементов и микроэлементов в надземную часть растений по вариантам с использованием химических методов. С помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) установлен качественный состав каротиноидов и их количество. На основании полученных данных определено расчетное значение накопления каротиноидов растениями за весь вегетационный период. Результаты статистически обработаны. Факторы, подобранные нами в вегетационном опыте, сформировали контрастные варианты, позволяющие определять максимально эффективную агротехнологию выращивания лекарственной культуры.

На основе изучения минералогического состава крупных фракций дерново-подзолистых почв и подзолов восточной части Костромского Заволжья подтверждена одна из версий местоположения на этой территории границы раздела отложений московского и днепровского оледенений, расширяющей площадь более благоприятных по минералогическому фону осадков московского возраста и формирующихся на них почв. Установлены признаки разрушения не устойчивых при выветривании минералов крупных фракций в подзолистом горизонте, указывающие на роль этого процесса в обеспечении минеральными элементами почв на бедных ледниковых отложениях.

Исследование минералогического состава фракций песка (0,25-0,05 мм) и крупной пыли (0,05-0,01 мм) позволило установить значительную неоднородность почвообразующих пород на территории биостанции. Преобладание рудных минералов в составе тяжелых фракций (до 42% зерен) и в меньшей степени роговой обманки и биотита объясняет ожелезнение профилей и побурение почв легкого гранулометрического состава. Эта особенность, наряду с незначительным присутствием илистой фракции, дает основание отнести почвы с не дифференцированными по элювиально-иллювиальному типу профилями к отделу железисто-метаморфических, более дифференцированные - к отделу элювиальных.

Изучен состав водных вытяжек из почв, подстилок и наземного опада в зоне гнездовий серой цапли и фоновых участков в области распространения серых лесных почв под широколиственным лесом Тульского региона. Установлено, что деятельность птиц приводит к поступлению экскрементов, формированию специфических лесных подстилок, увеличению доли крупного древесного опада в процессе строительства гнезд. Показано, что верхние горизонты почвы, подстилка и опад в условиях гнездовий характеризуются повышенным содержанием таких макроэлементов, как кальций, калий и магний, среди микроэлементов - меди, цинка и стронция, а также анионов - NO₃^-, PO₄^3- и Cl^-.

Рассмотрены свойства репрезентативных почвенных профилей альфегумусовых подзолов (Podzols), включенных в базу данных Единого государственного реестра почвенных ресурсов России. В результате обработки и анализа массива данных (53 разреза - измеренные профили) скорректированы диапазоны значений ряда параметров. Установлено, что в большинстве случаев свойства альфегумусовых подзолов имеют более широкий интервал значений по сравнению с приведенными в литературе оценочными профилями (мощность альфегумусового горизонта, содержание гумуса в гор. Е). В то же время диапазон значений содержания гумуса для иллювиального горизонта оказался у2же. Выявлена специфика альфегумусовых подзолов отдельных регионов, образованных путем объединения почвенных провинций Карты почвенно-экологического районирования. Закономерности прослеживаются в географии мощности профиля этих почв, содержания гумуса и его профильного распределения. В сибирских регионах гумус преобладает в элювиальном горизонте почв, на европейской территории страны и в Приморье - в иллювиальном.

В гидроморфных почвах важное значение имеют не только устойчивые Fe-минералы, определяемые традиционно в высушенной почве, но и неустойчивые, изменяющие цвет глея после извлечения образца из разреза и ослабляющие признаки оглеения в сухой сезон. Для их дополнительной характеристики предложены два новых показателя. Первый характеризует взаимодействие активных Fe-минералов с коллоидами и представлен индексом I , равным ЕКО/Fe_свобод, где ЕКО - емкость катионного обмена. Второй - показатель изменения красноты (Dа*) глея после высыхания, выраженный в оптической системе CIE-L*a*b*. В глее ожелезненном редуцированном (Gr), с низким значением I (~ 0,1) и сильным приростом Dа* (» 9) при высыхании, грин раст превращается в бурый лепидокрокит. Во время снижения влажности переход редуцированного глея в окисленный сопровождается приростом Dа* (» 3) и изменением состава грин раста: превращением фужерита в требурденит - Fe-эфемер с более высокой степенью окисления железа. При высыхании окисленного глея (Go) со средним значением I , равным 2-8, медленный прирост Da* объясняется ингибированием кристаллизации Fe-гидроксидов коллоидами. В глее обезжелезненном (Gdf) с высоким значением I , равным 6-27, отсутствие прироста красноты (Dа* » 0) при высыхании обусловлено, вероятно, инертностью Fe-филлосиликатов.

В статье представлен сравнительный анализ структурных и функциональных характеристик микробных сообществ серой лесной почвы залежных и интенсивно возделываемых участков. Длительное антропогенное воздействие с массивным ежегодным внесением минеральных удобрений при выращивании монокультуры картофеля приводит к деградации почвенной микробной системы. Катастрофическое снижение функционального потенциала микробной системы (экологические услуги) показано с помощью экоэксергии как термодинамического показателя «здоровья» почвы.

Методами лазерной дифрактометрии, седиментационного и электронно-микроскопического анализов изучен состав донных отложений р. Симми, малого притока Амура (заповедник «Болоньский», Хабаровский край, Россия). Установлено, что их гранулометрический состав на исследуемом участке представлен главным образом мелкоземом и характеризуется накоплением мелкого песка, что соответствует озерно-аллювиальному генезису территории. В приустьевой части реки отложения формируются преимущественно взвешенными наносами с преобладанием илистой фракции. На их состав определяющее влияние оказывает гидрологический режим принимающего воды реки оз. Болонь, колебания уровня которого соответствуют изменению уровня воды в Амуре. Показано, что коагуляция и осаждение взвешенных наносов при низком содержании органического вещества (до 1%) приводит к образованию объемно-агрегированных, плотных и вязких отложений. При высоком содержании органического вещества (> 6% - р. Кирпу, приток р. Симми) происходит «узловая» дифференциация объемно-агрегированных пространственных структур с образованием пористых микроагрегатов.

В настоящее время систематике торфяных почв не уделяется должного внимания, особенно в отношении таксономических единиц в ранге вида. Осуществление процедуры диагностики и определения систематического положения 51 профиля почв в ряде типов болотных олиготрофных биогеоценозов на территории природного парка «Нумто» (северотаежная подзона Западной Сибири) позволило сформулировать некоторые предложения по совершенствованию существующей их классификации. Предлагается: 1) ограничить мощность торфяного горизонта в типе тофяно-глееземов до 30 см; 2) ввести подразделение торфяно-глееземов на олиготрофные и эутрофные; 3) расширить перечень таксонов, определяемых по ботаническому составу торфа, за счет подразделения видов на подвиды почв, повышающих точность характеристики по этому критерию на основе разработанных в болотоведении классификаций торфов и торфяных залежей; 4) использовать в качестве одного из основных диагностических (индикационных) критериев при определении типовой принадлежности торфяных почв современную растительность болота; 5) для определения разряда торфяных почв использовать степень разложения торфяного слоя, их подстилающего. В статье обращается внимание на трудности в определении классификационного положения почв крупнобугристых мерзлых болот и предлагаются альтернативные пути решения этой проблемы.

Показана динамика высоты снежного покрова и его состав за период с 2013 по 2018 г. Для погодичной динамики характерно чередование высоких и низких величин. Ведущая роль в распределении снежного покрова принадлежит положению элементарного ландшафта в пределах геохимического. За годы исследования водный эквивалент снежного покрова характеризовался гидрокарбонатно-кальциевым составом. Содержание микрокомпонентов в целом одного порядка с приводимыми для южной тайги. Некоторое его превышение по отдельным компонентам по сравнению с мещерскими и байкальскими ландшафтами, принятыми за фон, связано с близостью изученной местности к магистральной дороге М-10 (Москва-Санкт-Петербург). Предполагается, что относительно повышенное содержание кальция в снеговой воде супераквального ландшафта связано с его возможным поступлением с поверхности лугово-болотных окарбоначенных почв, вскипающих с поверхности. Установлено, что сульфат-иону принадлежит ведущая роль при атмогеохимическом загрязнении.

Показано увеличение устойчивости к минерализации водорастворимых органических веществ (ВОВ), экстрагируемых из подстилки подзола, при их взаимодействии с минеральными горизонтами. Установлено, что после взаимодействия с элювиальным гор. Е падает как доля водорастворимого органического углерода, подверженного минерализации, так и средняя скорость его разложения. Эти показатели по сравнению с величинами, полученными для исходных ВОВ, снижаются в два и три раза соответственно. Сорбция в иллювиально-железистом гор. ВF дополнительно стабилизирует поступающие в него с раствором органические вещества. Относительное содержание минерализуемого углерода уменьшается до 2%, т.е. в восемь раз. В природных условиях устойчивость сорбированных органических веществ может быть выражена еще сильнее за счет более низких температур и меньшей биологической активности, поэтому поглощенное ВОВ может представлять основу для формирования запаса гумусовых веществ почвы. Накопление органического углерода в иллювиальном горизонте в результате сорбции ВОВ с учетом вычисленной скорости минерализации потенциально может доходить до 13,5 мг/100 г почвы в год. Однако данная величина зависит от концентрации органических веществ в почвенных растворах, гидрологического режима и других факторов.

Оценено влияние антропогенной деятельности на качество городских аллювиальных почв, условия произрастания и состояние древесных насаждений. Уровень негативных последствий для природных компонентов коррелирует со степенью воздействия человека. В профиле почв уменьшается влажность, разнонаправленно изменяется содержание гумуса, увеличивается рН_вод, электропроводность. В поверхностных горизонтах отмечается уплотнение почв и угнетение биологической активности. Коэффициент экологического состояния почв снижается относительно оптимума на 6-24%. Корреляционный анализ показал наличие значимой слабой обратной связи между состоянием растительности и качеством почв (коэффициент Спирмена равен -0,53).

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.