Почвоведение, 2024, № 3
научный журнал
Покупка
Новинка
Тематика:
Почвоведение
Издательство:
Наименование: Почвоведение
Год издания: 2024
Кол-во страниц: 148
Дополнительно
Тематика:
ББК:
- 40: Естественнонаучные и технические основы сельского хозяйства
- 41: Общее растениеводство
- 44: Защита растений
УДК:
- 631: Общие вопросы сельского хозяйства
- 632: Вредители растений. Болезни растений. Защита растений
- 633: Полеводство. Полевые культуры
ОКСО:
ГРНТИ:
- 68.05.33: География почв
- 68.29.03: Агрофизика
- 68.31.27: Эрозия почв и борьба с ней
- 34.35: Экология
- 68.05: Почвоведение
- 68.29: Земледелие
- 68.31: Сельскохозяйственная мелиорация
- 68.33: Агрохимия
- 68.37: Защита сельскохозяйственных растений
- 68.47: Лесное хозяйство
- 34.27.23: Экология микроорганизмов
- 34.35.25: Биоценозы. Экосистемы
- 34.49.23: Радиоэкология
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
Российская академия наук ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 3 2024 Март Основан в январе 1899 г. Выходит 12 раз в год ISSN: 0032-180Х Журнал издается под руководством Отделения биологических наук РАН Главный редактор П.В. Красильников Редакционная коллегия: М.И. Герасимова (ответственный секретарь), А.Н. Геннадиев (заместитель главного редактора), Н.Б. Хитров (заместитель главного редактора), А.О. Алексеев, Б.Ф. Апарин, Р.У. Арнольд (США), В.Е.Х. Блюм (Австрия), А.Г. Болотов, К.Б. Гонгальский, С.В. Горячкин, Г. Жан (Китай), А.Л. Иванов, Э. Костантини (Италия), В.Н. Кудеяров, А. МакБратни (Австралия), О.В. Меняйло, А. Мермут (Турция), Т.М. Минкина, И.Ю. Савин, А.Л. Степанов, А. Хартеминк (США), С.Н. Чуков, Е.В. Шеин, К. Штар (Германия), С.А. Шоба, А.С. Яковлев Зав. редакцией Е.В. Манахова Е-mail: esoils@yandex.ru Адрес редакции: 119991, Москва, Ленинские горы, 1, стр. 12 Москва ФГБУ «Издательство «Наука» © Российская академия наук, 2024 © Редколлегия журнала “Почвоведение” (составитель), 2024
СОДЕРЖАНИЕ Номер 3, 2024 ГЕНЕЗИС И ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ Формирование почв на суглинистых отложениях в техногенных ландшафтах таежной зоны северо-востока европейской части России И.А. Лиханова, Е.Г. Кузнецова, Ю.В. Холопов, С.В. Денева, Е.М. Лаптева 375 ХИМИЯ ПОЧВ Методы измерений массовой доли углерода органических соединений в почвах, содержащих карбонаты (обзор) Е.В. Шамрикова, Е.В. Ванчикова, Е.В. Кызъюрова, Е.В. Жангуров 394 БИОЛОГИЯ ПОЧВ Влияние загрязнения Ag, Bi, Te и Tl на ферментативную активность чернозема обыкновенного Т.В. Минникова, С.И. Колесников, Н.А. Евстегнеева, А.Н. Тимошенко, Н.И. Цепина, К.Ш. Казеев 412 Чистая первичная продукция степных экосистем и причины ее пространственной изменчивости А.А. Титлянова, Е.К. Вишнякова, Е.Н. Смоленцева 428 Аккумуляция углерода в торфяных почвах пойменных болот северо-востока Среднерусской возвышенности Е.М. Волкова, О.А. Леонова, А.В. Головченко 439 Экологические особенности и адаптационные возможности цианобактерий пустынных экосистем (обзор) Ю.В. Батаева, Л.Н. Григорян 451 ДЕГРАДАЦИЯ, ВОССТАНОВЛЕНИЕ И ОХРАНА ПОЧВ Оценка экотоксичности таллия по биологическим свойствам почв Н.А. Евстегнеева, С.И. Колесников, А.Н. Тимошенко, Т.В. Минникова, Н.И. Цепина, К.Ш. Казеев 470 Влияние весенних палов на свойства гумусового горизонта чернозема (юго-восток Западной Сибири) И.Н. Семенков, С.А. Леднев, Г.В. Клинк, Д.П. Касымов, М.В. Агафонцев, С.Н. Кострова, Т.В. Королева 482 Микропластик в почвах Холмов Тала, Восточная Антарктида Т.И. Кухарчик, С.В. Какарека, К.О. Рябычин 493 Сезонное влияние пирогенного угля на надземное и подземное разложение различных типов опада в бореальных лесах С.В. Брянин, А.В. Кондратова, А.В. Данилов, Е.С. Суслопарова 506
Contents No 3, 2024 GENESIS AND GEOGRAPHY OF SOILS Soil Formation on Loamy Deposits in Technogenic Landscapes of the Taiga Zone in the North- Eastern Part of European Russia I.A. Likhanova, E.G. Kuznetsova, Yu.V. Kholopov, S.V. Deneva, and E.M. Lapteva 375 SOIL CHEMISTRY Methods For Measuring Organic Carbon Content In Carbonate Soils (Review) E.V. Shamrikova, E.V. Vanchikova, E.V. Kyzyurova, and E.V. Zhangurov 394 SOIL BIOLOGY Assessment of Enzymatic Activity of Haplic Chernozem Soils Contaminated with Ag, Bi, Te, and Tl T.V. Minnikova, S.I. Kolesnikov, N.A. Evstegneeva, A.N. Timoshenko, N.I. Tsepina, and K.Sh. Kazeev 412 Net Primary Production of Steppe Ecosystems and the Reasons for its Spatial Variability A.A. Titlaynova, E.K. Vishnyakova, and E.N. Smolentseva 428 Carbon accumulation in peat soils of floodplain mires of the North-east of the Middle-Russian Upland E.M. Volkova, O.A. Leonova, and A.V. Golovchenko 439 Ecological Features and Adaptive Capabilities of Cyanobacteria in Desert Ecosystems (Review) Yu.V. Bataeva, and L.N. Grigoryan 451 DEGRADATION, REHABILITATION, AND CONSERVATION OF SOILS Assessment of the Ecotoxicity of Thallium According to the Biological Properties of Soils N.A. Evstegneeva, S.I. Kolesnikov, A.N. Timoshenko, T.V. Minnikova, N.I. Tsepina, and K.Sh. Kazeev 470 Influence of Spring Burns on the Properties of Humus Horizon of Chernozem in the Southeast of Western Siberia I.N. Semenkov, S.A. Lednev, G.V. Klink, D.P. Kasymov, M.V. Agafontsev, S.N. Kostrova, and T.V. Koroleva 482 Microplastics in the Soils of the Thala Hills, East Antarctica T.I. Kukharchyk, S.V. Kakareka, and K.O. Rabychyn 493 Season-Dependent Effect of Fire-Derived Charcoal on Above- and Belowground Litter Decomposition in Boreal Forests S.V. Bryanin, A.V. Kondratova, A.V. Danilov, and E.S. Susloparova 506
ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2024, № 3, с. 375–393 ГЕНЕЗИС И ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ УДК 631.442.4’1:631.432.2(470.1/.2-924.82) ФОРМИРОВАНИЕ ПОЧВ НА СУГЛИНИСТЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ В ТЕХНОГЕННЫХ ЛАНДШАФТАХ ТАЕЖНОЙ ЗОНЫ СЕВЕРО-ВОСТОКА ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РОССИИ © 2024 г. И. А. Лихановаa, *, Е. Г. Кузнецоваa, Ю. В. Холоповa, С. В. Деневаa, Е. М. Лаптеваa aИнститут биологии Коми научного центра Уральского отделения РАН, Коммунистическая, 28, Сыктывкар, 167982 Россия *e-mail: likhanova@ib.komisc.ru Поступила в редакцию 25.05.2023 г. После доработки 25.10.2023 г. Принята к публикации 25.10.2023 г. Рассмотрено формирование почв на суглинистых отложениях в ходе первичной сукцессии растительности после биологической рекультивации техногенно нарушенной территории (карьер). Исследования проводили в подзоне средней тайги на северо-востоке европейской части России (Республика Коми). Показано, что посадка культур ели сибирской на территории карьера активизирует формирование древесного яруса и способствует ускорению процессов формирования почв. В дренированных условиях к началу третьего десятилетия сукцессии в почвах карьера отмечены: обособление органогенных горизонтов (подстилок), снижение плотности почв в верхней минеральной части профиля, тенденция к перераспределению и дифференциации в профиле илистой фракции и соединений железа и алюминия. Последнее может свидетельствовать о начале элювиирования. Неоднородность поверхности карьера (наличие повышений и понижений с перепадом высот до 2–6 м) способствует перераспределению влаги в пределах карьера и появлению участков с поверхностным переувлажнением почв. В этих условиях усиливается роль консервации органических остатков (оторфовывание) и активизируются процессы глееобразования. В ряду увеличения поверхностного переувлажнения почв четко прослеживается возрастание кислотности, запасов углерода и азота, что характерно для аналогичного ряда фоновых почв. Рассчитана скорость аккумуляции органического углерода в формирующихся на карьерах почвах. В дренированных условиях она для слоя 0–20 см составляет 0.4 т/га в год. Возрастание поверхностного переувлажнения почв способствует ее повышению до 1.0–1.2 т/га в год. В верхней 20-сантиметровой толще профиля запасы Сорг в молодых почвах в 2–4 раза меньше по сравнению с фоновыми. Ключевые слова: первичное почвообразование, поверхностное переувлажнение, почвенный углерод, карьер, рекультивация DOI: 10.31857/S0032180X24030017, EDN: YIXZWK ВВЕДЕНИЕ В настоящее время все более расширяющееся техногенное воздействие на природные экосистемы обусловливает увеличение площади нарушенных земель. В связи с этим особую актуальность приобретают работы, направленные на выявление закономерностей восстановления почвенно-растительного покрова на нарушенных территориях в зависимости от биоклиматических условий региона или характера почвообразующих пород [5, 21]. Исследователями подчеркивается ключевая роль почвенно-растительного покрова в формировании пула углерода в наземных экосистемах, его влияние на качество окружающей среды за счет активизации процессов очищения воздуха и природных (почвенно-грунтовых, грунтовых, поверхностных) вод, благоприятного влияния на микроклимат и биоразнообразие ландшафтов [1, 21, 46]. Активизировать процессы формирования почв и растительности позволяют рекультивационные мероприятия [5, 21, 49, 52]. Удобным объектом для изучения регенерации современных экосистем являются карьеры, образовавшиеся после добычи полезных ископаемых 375
ЛИХАНОВА и др. Цель работы – исследование особенностей почвообразования в ходе первичной сукцессии растительности на суглинистых отложениях в подзоне средней тайги на европейском северо-востоке России. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ Район исследований расположен на пологоувалистой равнине (160–190 над ур. м.), сложенной триасовыми породами, перекрытыми моренными валунными суглинками с плащом надморенных пылеватых суглинков, являющихся почвообразующими породами [6]. Согласно почвенно-географическому районированию [32], участок исследований относится к Луза-Сысольскому округу подзолистых и болотно-подзолистых почв подзоны средней тайги. Для рассматриваемой территории характерны мелкоконтурные сочетания почв с разной степенью увлажнения, что связано с недостаточной дренированностью территории, преобладанием осадков над испаряемостью и особенностями рельефа. По ботанико-географическому районированию [30], территория приурочена к полосе среднетаежных лесов Кольско-Печорской подпровинции Североевропейской таежной провинции Евроазиатской таежной (хвойнолесной) области. Под зеленомошными лесами развиты подзолистые пылевато-суглинистые почвы. В ряду увеличения поверхностного увлажнения они сменяются торфянисто-подзолисто-глееватыми почвами, формирующимися под пологом ельников долгомошных, затем – торфяно-подзолисто-глеевыми почвами под березово-еловыми сфагновыми лесами. Центральные части плоскоравнинных водоразделов, депрессии рельефа заняты массивами сфагновых болот с торфяными олиготрофными почвами [6]. Климат района исследования умеренно-континентальный, характеризуется длительной холодной зимой с устойчивым снежным покровом и коротким прохладным летом. Средняя температура июля +16.7°С, января – –15.2°С, среднегодовая температура +0.4°С; сумма температур выше +10°С составляет 1450°C при продолжительности периода активной вегетации 100 дней. За год осадков выпадает 560 мм [23]. Объектом исследования послужил карьер “Новый аэропорт” (61°35’49” N, 50°30’37” E площадью 28 га) (рис. 1). Его территория приурочена к третьей надпойменной террасе р. Сысола с абсолютными отметками поверхности 166−180 м над ур. м. Карьер разрабатывали с 1984 по 1994 гг. для добычи суглинка. Выработка грунта привела к снижению абсолютных отметок в карьере до 144−162 м над ур. м. В 2000 г. на территории площадью 10.1 га проведены лесорекультивационные работы, включающие посадку двулетних сеянцев ели сибирской (густота 5 тыс. шт./га). Внесение открытым способом [1, 20]. Восстановительный процесс на них наиболее приближен к природному сценарию первичных сукцессий и позволяет выявлять закономерности формирования и развития наземных экосистем с учетом биоклиматических и экотопических условий. Изучение особенностей формирования почв в техногенных ландшафтах на почвообразующих породах различного гранулометрического состава дает возможность получить фактический материал о скорости и направленности первичного почвообразования в различных условиях. В работах, посвященных начальному педогенезу, выявлены закономерности дифференциации почвенного профиля, динамика физических и химических свойств, влияние разнообразия гранулометрического и минералогического составов почвообразующего субстрата на скорость почвообразования и его направленность, взаимодействие и взаимовлияние биотических и абиотических компонентов и др. [1, 12, 13, 16, 21, 28, 31, 39, 40, 49, 50]. Установлено, что основные процессы, определяющие формирование профиля молодых почв, – это биогенная аккумуляция и трансформация органического вещества [4, 21]. Некоторые авторы считают, что интенсивность формирования почв в значительной степени определяется различиями в свойствах пород [33]. Влияние породы на скорость ее преобразования максимально на начальном этапе педогенеза, оно снижается с возрастом почвы по мере усиления процессов выветривания и почвообразования [7]. Химически процессы педогенеза проявляются значительно раньше, чем морфологически [21]. Одним из решающих факторов, обусловливающих интенсивность и направленность процессов почвообразования, является гидрологический режим почв [14]. Антропогенная деятельность может существенно изменять рельеф местности, в связи с чем формирование почв на посттехногенных территориях, как правило, протекает в разных условиях увлажнения, особенно при отсутствии планировки поверхности (при наличии перепада высот) [8, 44]. Анализ литературы [1, 21] показал, что до настоящего времени на нарушенных территориях исследовали процессы формирования почвенно-растительного покрова при их развитии в автоморфных условиях, влияние рельефа местности и условий увлажнения на первичное почвообразование изучено в меньшей мере. Исследования [49], проведенные на карьерах с обнаженными в ходе техногенеза древнеаллювиальными песками, показали наличие определенных различий в скорости накопления и трансформации почвенного органического вещества в формирующихся почвах в зависимости от особенностей их увлажнения. Это обусловило необходимость продолжения аналогичных работ на других типах субстратов. ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 3 2024
ФОРМИРОВАНИЕ ПОЧВ НА СУГЛИНИСТЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ 377 D E ˪˨ ˪˨ ˨ ˨ ˨ ˪˨ Рис. 1. Карты-схемы территории расположения карьера “Новый аэропорт” (a) и окрестностей (b) с обозначением ключевых участков. Сплошные горизонтали проведены через 2 м. (Карты-схемы составлены с использованием программ QGIS, Google Earth Pro, SAS. Планета; источник – картографическая база данных ArcticDEM https://www.pgc.umn.edu/data/arcticdem/). – местоположение ключевых участков с опорными разрезами. почвенных профилей по горизонтам (при слабой развитости профиля – послойно), отобраны образцы почв для физико-химических исследований, определена плотность почв в ненарушенном сложении (повторность трехкратная). На ключевых участках с мая по ноябрь 2022 г. определяли полевую влажность весовым методом (послойно через каждые 10 см, повторность трехкратная) и измеряли температуру почв портативным почвенным термометром HI 98509 Checktemp1 HANNA. Физико-химические исследования выполняли в отделе почвоведения и сертифицированной Экоаналитической лаборатории Института биологии Коми НЦ УрО РАН. рН водной (рНН2О) и солевой (рНКСl) суспензий определяли потенциометрически (ГОСТ 26423-851 и ГОСТ 26483-852 соответственно); гранулометрический состав – по Качинскому [8]; плотность твердой фазы почв – пикнометрическим методом, влажность завядания (ВЗ) и наименьшую влагоемкость (НВ) – традиционными методами, полную влагоемкость (ПВ) – расчетным способом [8]. Содержание оксалаторастворимых соединений железа (Feox) и алюминия (Alox) оценивали методом Тамма, дитиониторастворимых (Fedith) – по Мера–Джексону [36]. Для характеристики степени гидроморфизма почв использовали 1 ГОСТ 26423-85 Почвы. Методы определения удельной электрической проводимости, рН и плотного остатка водной вытяжки. М.: Стандартинформ, 2011. 6 с. 2 ГОСТ 26483-85 Почвы. Приготовление солевой вытяжки и определение ее рН по методу ЦИНАО. М.: Стандартинформ, 2011. 6 с. органических и минеральных удобрений не проводили. Планировка поверхности днища карьера выполнена некачественно, что обусловило неоднородность рельефа и наличие различных экотопов (сухих, свежих и влажных) в его границах. Для проведения исследований на карьере заложены 10 участков, отличающихся по структуре и строению растительного покрова, а также специфике и особенностям увлажнения формирующихся почв (от автоморфных до гидроморфных). Ключевыми послужили три участка, выбранные для каждого биотопа: Т4 – сосново-еловый лес разнотравно-моховой на пелоземе гумусовом (155 м над ур. м.) (хорошо дренированные условия почвообразования); Т5 – сосново-еловый щучковый лес на пелоземе гумусовом потечно-гумусовом (153 м над ур. м.) (нарастание поверхностного переувлажнения); Т6 – осоковник на глееземе торфянистом иловато-перегнойном (151 м над ур. м.) (застойное поверхностное переувлажнение) (табл. 1). Фоновой послужила территория вблизи карьера (рис. 1), на которой было заложено 9 участков. Ключевыми выбраны три: ФТ1 – ельник чернично-зеленомошный на подзолистой почве (175 м над ур. м.) (автоморфные условия); ФТ2 – ельник осоково-сфагновый на торфяно-подзолисто-глеевой (169 м над ур. м.) (полугидроморфные); ФТ3 – сосняк сфагновый на торфяной олиготрофной (164 м над ур. м.) (гидроморфные) (табл. 1). В 2022 г. на выбранных участках сделаны геоботанические описания [3], заложены опорные разрезы. Проведено морфологическое описание ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 3 2024
ЛИХАНОВА и др. Окраска горизонтов по шкале Манселла* 10YR3/4– 7,5YR6/3– 10YR6/4– 7,5YR5/4– 10YR5/6–10YR5/8 10YR3/3–10YR5/3– 10YR5/3–10YR4/6– 10YR8/2–10YR7/3– 10YR6/4–10YR5/8– 10YR5/8–10YR5/6 7.5YR5/3– 7.5YR4/4– 7.5YR4/4– 7.5YR3/4–7.5YR7/2 10YR3/4–10YR5/4– 10YR5/4– 10YR5/4–10YR 5/4–10YR5/4– 10YR5/6–10YR5/6– 10YR5/8 10YR3/4–10YR5/3– 10YR5/4–10YR5/6– 10YR6/3 10YR3/3–10YR4/2– 10YR4/3–10YR5/6– 10YR5/6–10YR5/6– 10YR5/6–10YR6/3 Оao(0–8)–ЕLg,hi(8–20)– ЕLBg(20–42(51))–ВТ1(42(51)−60(62))– ВТ2(60(62)–90)–ВС(90–125) Т1(0–5)–Т2(5–15(16))–Т3(15(16)– 20(21))–ЕLhi(20(21)–25)– ЕLg,hi(25−28(30))–ЕLg,hi(28(30)−44)– ВЕLg(44–60)– ВТ1g(60–72)– ВТ2g(72−92))–ВСg(92–125) W1ао(0–3)–W2ao(3–4)–С=g,hi(4–5)– С=el,g(5–10)–C1=g(10–15)– C2=g(15–46)–C3=g(46–64)– C4=g(64–90) Wао(0–0.5)–C=hi(0.5–1)–C=el(1–4)– C=g,са(4–8(12))–C=са(12–40)– C=ca,g(40–60)–C=са,g(60–77)– C=са,g(77–110) Тmr (0–10)–С=g,hi(10–11)– С1=g(11–20)–С2=g (20–40)– СG(40–60) Название почвы по WRB Горизонт, глубина, см Сalcaric Stagnic Regosol Albic Folic Retisol Stagnic Regosol Histic Gleysols Dystric Территория карьера Фоновая территория Название почвы по классификации почв России Пелозем гумусовый грубогумусированный элювиированный глееватый остаточно-карбонатный Подзолистая грубогумусированная глееватая потечно-гумусовая Торфяно-подзолисто-глеевая потечно-гумусовая Albic Haplic Retisol Пелозем гумусовый грубогумусированный потечно-гумусовый элювиированный глееватый Растительное сообщество Молодой сосновоеловый лес моховой Ельник черничнозеленомошный Молодой сосновоеловый лес щучковый Участок, абсолютная высота над ур. м., м Т4, 154–156 ФТ1, 174–176 ФТ2, 168–170 Ельник осоковосфагновый ФТ3, 164 Сосняк сфагновый Торфяная олиготрофная перегнойно-торфяная Dystric Fibric Histosol ТO1(0–10)–ТO2(10–30)– Th(30–45)– Th(45–65)–Ghi(65–80) Т5, 152–154 Т6, 150–152 Осоковник Глеезем торфянистый иловато-перегнойный потечно-гумусовый Таблица 1. Характеристика объектов исследования на ключевых участках Примечание. Цвет по оптической системе Манселла приведен для воздушно-сухих образцов. ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 3 2024
ФОРМИРОВАНИЕ ПОЧВ НА СУГЛИНИСТЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ 379 критерий Швертманна – соотношение содержания в почвах оксалато- и дитиониторастворимых соединений железа (Feox : Fedith) [10]. Содержание общего азота (N) оценивали методом газовой хроматографии на элементном CHNS-O анализаторе ЕА 1100 (CarloErba, Италия), органического углерода (Сорг) – по Тюрину с фотометрическим окончанием. Рассчитывали запасы элементов (Q) в отдельных горизонтах (слоях) почв и в сумме для слоев 0–20, 0–50, 0–100 см (включая органогенный горизонт) [34]. Элементный состав определяли приближённо-количественным методом на рентгенофлуоресцентном спектрометре XRF-1800 (Shimadzu, Япония) в ЦКП “Геонаука” при Институте геологии ФИЦ Коми НЦ УрО РАН. Для диагностики и идентификации почв использовали принципы классификации почв России [27]. В табл. 1 приведена корреляция наименований почв с классификацией почв WRB [45]. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ С повышением увлажнения Picea obovata сменяется Pinus sylvestris (ФТ3). Доминанты сосняка пушициево-сфагнового – Eriophorum vaginatum, Sphagnum fallax, Sphagnum angustifolium. Карьер. Древостой сообществ карьера на участках Т4 и Т5 состоит из культур Picea obovata, активно внедряется Pinus sylvestris. В условиях застойного переувлажнения (Т6) древостой отсутствует. Для фитоценоза участка Т4 характерно низкое обилие сорных, луговых и опушечных трав при их достаточно высоком видовом разнообразии. Пестрый напочвенный покров слагают многочисленные виды мхов, среди них луговые (Brachythecium campestre, Sanionia uncinata), пионерные (Ceratodon purpureus, Pohlia nutans, Bryum sp.) и лесные (Hylocomium splendens, Pleurozium schreberi, Rhytidiadelphus triquetrus). Характерны латки лишайников. На участке Т5 обилие трав повышается, среди них преобладают влаголюбивые Deschampsia cespitosa, Equisetum sylvaticum, Carex leporina, Calamagrostis purpurea. За счет развития травостоя и древесного яруса покрытие мхов незначительное, начинают преобладать более теневыносливые и влаголюбивые виды (Sciuro-hypnum curtum, Cirriphyllum piliferum, Hylocomium splendens, Pleurozium schreberi, Ptilium crista-castrensis, Calliergonella lindbergii и др.). На участке Т6 доминируют осоки (Carex acuta, C. rostrata) и гигрофитные виды мхов (Warnstorfia fluitans, Calliergon giganteum, C. cordifolium, Drepanocladus aduncus, Вryum pseudotriquetrum). Морфологическое строение почв. Фоновые участки. В подзолистой грубогумусированной глееватой потечно-гумусовой почве ельника чернично-зеленомошного (ФТ1), испытывающей периодическое Характеристика растительного покрова. Фоновые участки (табл. 2). Растительный покров фоновых участков типичен для исследованной территории. В ельнике чернично-зеленомошном (ФТ1) древостой формирует Picea obovata. Доминантами травяно-кустарничкового яруса являются обычные для таежной зоны лесные кустарнички (Vaccinium myrtillus, V. vitis-idaea), мохового – зеленые мхи (Pleurozium schreberi, Hylocomium splendens, Dicranum sp.). Повышенную влажность почв ельника сфагнового (ФТ2) индицируют гигрофитная осока Carex globularis и мхи (Sphagnum angustifolium, S. russowii). Таблица 2. Характеристики фитоценозов карьера и фоновых участков Участок, № Характеристика древостоя Проективное покрытие яруса,% состав сомкнутость крон густота, тыс. шт./га высота, м диаметр, см ТК МЛ Фоновые участки в окрестностях карьера ФТ1 8Е1Б1П 0.6 1.3 20 21 40 80 ФТ2 8Е2Б 0.4 1.2 13 15 40 90 ФТ3 7C2Б1Е 0.3 1.1 12 14 30 100 Участки на территории карьера Т4 6Е3С1Б+Ос 0.4 3.8/2.3* 4.1/3.8 4.3/3.9 20 80 Т5 7Е2С1Ос+Б 0.6 4.3/3.4 7.0/6.6 5.8/5.5 50 50 Т6 – – – – – 80 20 Примечание. ТК – травяно-кустарничковый, МЛ – мохово-лишайниковый; *− через черту показатель для культур ели. ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 3 2024
ЛИХАНОВА и др. поверхностное переувлажнение, мощность органогенного горизонта Оао 4–8 см, элювиальный горизонт ЕLg,hi неоднородной мраморовидной окраски с чередованием белесых пятен с бледно-сизыми и желтовато-бурыми, в верхней части имеются гумусовые затеки. Палево-коричневый субэлювиальный горизонт BЕLg постепенно переходит в текстурный горизонт ВT, по граням структурных отдельностей темно-бурые примазки, глинистые кутаны, местами кутаны перекрываются светлыми песчано-пылеватыми скелетанами. В торфяно-подзолисто-глеевой потечно-гумусовой почве ельника чернично-осоково-сфагнового (ФТ2) мощность органогенного оторфованного горизонта (Т) достигает 20 см. Горизонт хорошо дифференцирован на подгоризонты, различающиеся степенью разложения растительного материала. Элювиальный оглеенный горизонт ЕLg,hi неоднородной окраски: серовато-коричневые, пропитанные потечным гумусом пятна чередуются с белесыми и сизо-серыми, а также ржаво-бурыми языками. В нижней части горизонта встречаются конкреции и темно-бурые примазки. Постепенно элювиальный оглеенный горизонт переходит в бурый текстурный ВТg с ржавыми и сизыми пятнами, примазками, конкреционными новообразованиями. В торфяной олиготрофной перегнойно-торфяной почве сосняка пушициево-сфагнового (ФТ3) мощность торфа 65 см. Слаборазложившийся светло-бурый слой постепенно сменяется средне-, а затем сильноразложившимся темно-бурым торфом, подстилаемым мажущейся черно-коричневой перегнойной массой. Под слоями торфа залегает сизо-серый суглинок (горизонт Ghi). Карьер. В сосново-еловом разнотравно-моховом сообществе (Т4) на поверхности формируется маломощный бурый (0.2–1 см) подгоризонт Wao, сформированный слаборазложившимися растительными остатками. Под ним тонкая (до 0.5 см) темно-серая, пропитанная гумусом прослойка переходит в слабоосветленный подгоризонт C═el, в нижней части с охристыми пятнами и конкрециями. Минеральная часть (до глубины 4 см) имеет четко выраженную белесоватость, которая, по-видимому, свидетельствует о протекании начальных процессов элювиирования. Ниже расположен подгоризонт C═g,са, который подстилается слабо преобразованной минеральной толщей с признаками оглеения и включениями обломков известняков и доломитов, о чем свидетельствует вскипание при обработке 10%-ным раствором НCl, интенсивность которого с глубиной увеличивается. Иллювиальные процессы на этой стадии развития почвенного профиля морфологически не выражены. В условиях средней тайги формирование карликового профиля с оторфованной подстилкой/гумусово-аккумулятивным горизонтом и маломощным прерывистым горизонтом EL (в виде отдельных пятен) с элементами тонкоплитчатой структуры, постепенно переходящим в бурую легкосуглинистую толщу, наблюдали к пятому десятилетию почвообразовательного процесса [37]. Процесс морфологической дифференциации профиля почв в условиях таежной зоны в течение нескольких десятилетий описан и другими авторами [2], как и формирование в почвах техногенных ландшафтов конкреционных новообразований [35]. На участке Т5 под сосново-еловым разнотравно-щучковым сообществом накопление хвои, остатков травянистых растений и мхов способствует формированию рыхлой подстилки Wао бурых тонов. Подстилка имеет мощность около 4 см, она представлена грубогумусовым материалом, состоящим из механической смеси различных по степени разложения органических остатков с включением минеральных частиц. Под подстилкой выделяется маломощный (1 см) черно-бурый из-за пропитки гумусом подгоризонт С═hi, переходящий в сизо-белесый подгоризонт С═el,g c ржаво-охристыми пятнами и черными примазками. Ниже расположен подгоризонт С1═g со слабыми признаками иллювиирования ила и соединений алюминия и железа. Для подгоризонта характерны черные примазки, рыжевато-бурые пятна. Глубже залегает слабо измененный субстрат С═g с признаками периодического переувлажнения (черные примазки, сизые и рыжевато-охристые пятна). С глубиной степень оглеения увеличивается. Вскипания при обработке 10% НCl не отмечено. Таким образом, при возрастании поверхностного переувлажнения активное поступление органического вещества за счет хорошо развитого древостоя и напочвенного покрова определяет сложное сочетание процессов подзоло- и глееобразования в профиле почвы. На участке Т6, для которого характерно застойное переувлажнение, в верхней части профиля формируется оторфованный иловато-перегнойный (Тmr) горизонт мощностью до 10–14 см. Ниже расположен пропитанный потечным гумусом горизонт С═g,hi, переходящий в бурый С═g с сизыми и ржавыми пятнами, подстилаемый насыщенным водой глеевым сизым горизонтом СG. В таких условиях ведущим процессом почвообразования становится торфонакопление. Анализ литературы [9, 24] показал, что скорость торфонакопления может достигать 1–3 мм/год. Сизые тона окраски минеральной толщи исследователи отмечают в переувлажненных почвах антропогенно трансформированных ландшафтов [44]. Температура и влажность почв. Вегетационный период 2022 г. был более теплым и засушливым по сравнению со средними многолетними данными. Средняя температура июля была выше средних многолетних на 1°C, августа – на 4°C. Температура остальных месяцев близка к норме. Существенно меньше осадков отмечено в июле (около 50% ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 3 2024
ФОРМИРОВАНИЕ ПОЧВ НА СУГЛИНИСТЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ 381 Глеезем торфянистый 1 2 3 4 Рис. 2. Сумма осадков и динамика влажности почв карьера и фоновых почв. I, II, III – декады месяца, 1 – ВЗ–НВ, 2 – НВ, 3 – НВ–ПВ, 4 – >ПВ. Примечание: цифры на прямоугольных рисунках означают полевую влажность (мас. %). от значения средней многолетней). Остальные месяцы вегетационного периода характеризовались количеством осадков, близким к норме. Наблюдения за динамикой влажности, проведенные в 2022 г., показали, что почвы, формирующиеся на территории карьера, существенно различаются по условиям влагообеспеченности (рис. 2). Для почвы участка Т4 характерно наименьшее насыщение влагой – практически в течение всего вегетационного периода влагообеспеченность была на уровне ВЗ-НВ. Только весной и осенью влажность верхнего 0–10 см слоя повышалась до уровня НВ на короткий период времени. На участке Т5 отмечено максимальное влагонасыщение на уровне ПВ в первой половине вегетационного периода, что связано с приуроченностью этого участка к пониженным элементам рельефа и дополнительным переувлажнением за счет поступления влаги с повышенных элементов рельефа и верховодки. Во второй половине вегетационного периода наблюдается снижение влажности до диапазона влаги ВЗ–НВ. Последнее может быть обусловлено как недобором влаги в июле, так и активным ее потреблением растительностью при повышенных температурах воздуха. На участке Т6 практически во все сроки наблюдения все слои почвы (до глубины 40 см) находились на уровне ПВ, за исключением середины лета, когда до глубины 20 см влагонасыщенность снижалась до уровня НВ–ПВ (рис. 2). Гидрологический режим фоновых почв в целом характерен для сухих и теплых вегетационных периодов таежной зоны европейского Северо-Востока [19]. В автоморфной почве ФТ1 влагонасыщенность на уровне НВ-ПВ отмечена в первой половине вегетационного периода, во второй половине лета она снижалась до уровня ВЗ–НВ. Второй пик влагонасыщения до уровня НВ наблюдали в конце вегетации. В полугидроморфной почве ФТ2 отмечено полное насыщение влагой (ПВ) в течение более длительного периода времени (май-июнь, первая и вторая декады августа), а в гидроморфной почве ФТ3 – практически в течение всего вегетационного периода. В ряду возрастания поверхностного переувлажнения как в почвах карьеров, так и в фоновых почвах выявлено увеличение средних значений полевой влажности за вегетационный период (табл. 3). Минимальные значения полевой влажности и вариабельности этого параметра характерны для почв, формирующихся в относительно дренированных условиях (участки Т4 и ФТ1). Максимальная вариабельность полевой влажности отмечена в почвах, занимающих промежуточное положение по уровню поверхностного переувлажнения, – Т5 и ФТ2. Почвы карьера характеризуются более контрастным гидротермическим режимом, что обусловлено особенностями почвенно-растительного покрова на начальных этапах развития. В вегетационный период почвы карьеров теплее по сравнению с фоновыми почвами (табл. 4). Средние за вегетационный период температуры полугидроморфных почв как молодых, так и фоновых ниже, чем автоморфных, что связано с наличием более мощного подстилочно-торфяного горизонта, а также ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 3 2024