Элементный состав песчаных почв лесных биогеоценозов Марийского Заволжья
Authors: Демаков Ю.П. , Исаев А.В. 
Published: February 2025

Введение. Элементный состав почв несёт большой объём информации об их плодородии, генезисе и закономерностях эволюции. В каждом регионе он имеет свои особенности, обусловленные различиями подстилающих пород, рельефа и климата. Знания о процессах трансформации почв и изменениях их элементного состава под воздействием природных факторов необходимы для глубокого познания закономерностей протекания в лесных экосистемах биологического круговорота веществ. Цель исследования – оценка валового содержания химических элементов в песчаных почвах лесных биогеоценозов Марийского Заволжья и создание региональной типологической шкалы их кларков, необходимой для определения степени антропогенного воздействия на природную среду и познания процессов почвообразования. Результаты. Установлен элементный состав песчаных почв лесных биогеоценозов Марийского Заволжья и создана региональная шкала их кларков. Показано, что концентрация только Cu и Si несколько выше их содержания в земной коре, а у Cr и Zr близка к нему. Наиболее низки кларки концентрации в почвах Na (0,09), Mg (0,08), Rb (0,06) и Ca (0,04). Размах между максимальным и минимальным значениями кларка концентрации наиболее велик у Mn (13,5), что свидетельствует о высоком информативном значении этого элемента, отражающего особенности почвообразующих процессов. Меньше же всего его величина изменяется у Si (0,18). Самое высокое валовое содержание многих химических элементов отмечается в сосняках и березняках с липой, а наименьшее – в лишайниковом типе леса. По мере развития почв в них неуклонно возрастает от нижнего слоя к верхнему содержание органического вещества, а также Mn, S и P. Менее чётко увеличивается с возрастом почв также содержание в них Ca, Ti и Zr. Изменения элементного состава почв в ходе их эволюции происходят не монотонно, а скачкообразно, что связано мощным воздействием на биогеоценоз факторов внешней среды. Вывод. Содержание элементов в почвах определяется как орографическими и гидрологическими факторами, так и особенностями развития биоценозов. Особенно большие различия между типами леса и территориальными системами отмечаются по содержанию в почвах органического вещества, Zr, Mn, P и S. Производительность же древостоев зависит не столько от элементного состава почв, сколько от химизма грунтовых вод, а также наличия водоупорного горизонта, поддерживающего высокое содержание влаги в корнеобитаемом слое.

Introduction. The elemental composition of soils contains a large amount of information about soil fertility, its genesis and regularities of evolution. In each region, it has its own characteristics due to the differences in underlying rocks, terrain, and climate. Knowledge about the process of soil transformation and the changes in soil elemental composition under the influence of natural factors is important for a deep study of regularities of biological cycle of substances in forest ecosystems. The goal of the study is to assess the gross content of chemical elements in sandy soils of Mari Trans-Volga Region forest biogeocenoses and to develop a regional typological scale of their clarkes which is necessary to determine the degree of anthropogenic impact on the natural environment and study the soil formation processes. Results. The elemental composition of sandy soils of Mari Trans-Volga Region forest biogeocenoses was determined and a regional scale of their clarkes was established. It is shown that concentration of only Cu and Si is slightly higher than their content in the Earth's crust, while concentration of Cr and Zr is close to it. The lowest clarkes of Na (0.09), Mg (0.08), Rb (0.06), and Ca (0.04) concentration in soils are defined. The greatest range between the maximum and minimum values of clarke of concentration is found for Mn (13.5), which indicates a high informative value of this element, reflecting the features of soil-forming processes. Its value changes the least in Si (0.18). The highest gross content of many chemical elements is observed in pine and birch forests with linden, and the lowest one - in the lichen forest type. With the soil evolution, the content of organic matter, as well as Mn, S and P, steadily increases from lower layer to the upper one. The content of Ca, Ti and Zr also increases with the age of soils, but it is less clear. The changes in the elemental composition of soil in evolution do not occur monotonously, but abruptly, which is associated with a powerful impact of environmental factors on the biogeocenosis. Conclusion. The content of elements in soil is determined by both orographic and hydrological factors, as well as the peculiarities of biogeocenoses development. Particularly large differences between forest types and territorial systems are found in the content of organic matter in soils, Zr, Mn, P and S. Stands productivity more depends on the chemistry of groundwater and the presence of impermeable horizon that maintains a high moisture in the root layer, not the elemental composition of the soil.