Особенности морфологии и физических свойств городских почв Владивостока

15. Лугопастбищные травы / под ред. М.М. Антонова. - М.: Колос, 1966. - 408 с.

16. Ресурсосберегающие технологии в луговом кормопроизводстве: сб. науч. тр. по мат-лам Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 120-летию со дня рождения академика И.В. Ларина. - СПб., 2009. - С. 25, 57-59.

17. Попова Л.А., Макарьина С.В. Агроэкологическое состояние пойменных лугов Северной Двины // Генезис, география, антропогенные изменения и плодородие почв (Сибирцевские чтения): тез. докл. XI съезда РГО (Архангельск, 2000 г.). - СПб., 2000. - С. 76-77.

18. Еленевский Р.А. Вопросы изучения и освоения пойм. - М., 1936. - 100 с.

УДК 631.43 Е.А. Жарикова

ОСОБЕННОСТИ МОРФОЛОГИИ И ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГОРОДСКИХ ПОЧВ ВЛАДИВОСТОКА

Автором статьи выявлены и исследованы различные типы профилей городских почв. Установлен ряд морфогенетических признаков и физических свойств, отличающих почвы городских территорий от естественных фоновых почв.

Ключевые слова: городские почвы, бурозем, морфогенетические особенности, физические свойства почв.

E.A. Zharikova MORPHOLOGY PECULIARITIES AND PHYSICAL PROPERTIES OF THE URBAN SOILS IN VLADIVOSTOK

Various types of the urban soil profiles are revealed and researched by the author of the article. A number of morphogenetic signs and physical properties that distinguish the urban territory soils from the natural background soils is determined.

Key words: urban soils, burozem, morphogenetic peculiarities, soil physical properties.

Введение. Урбанизация - неотъемлемая часть развития современной цивилизации. В условиях города антропогенное воздействие становится доминирующим фактором, активно влияющим на процесс почвообразования. Владивосток, основанный в 1860 г., является молодыми городом с исторической точки зрения и его почвы представляют собой относительно новые компоненты окружающей среды, в настоящее время практически неизученные.

Объекты и методы исследований. Город расположен в южной части полуострова Муравьева-Амурского, имеющей довольно сложный рельеф: превалирует мелкосопочник с округлыми куполообразными, реже коническими вершинами и пологим склоном. Ориентация сопок преимущественно широтная, южные склоны отличаются большими уклонами.

Метеоклиматические условия характеризуются отчетливо выраженной муссонностью. Зима сухая и холодная, ветры северного и северо-западного направления. Весна продолжительная, прохладная, с частыми колебаниями температуры. Лето тёплое и влажное, с максимальным количеством осадков, ветры южные и юго-восточные. Осень довольно тёплая, сухая. Сумма активных температур 2400-2200°С, гидротермический коэффициент 1,6-2,0 [5].

Почвообразующие породы представлены грубообломочным элювием плотных пород с небольшим количеством мелкозема. В нижней части склонов мощность рыхлых отложений больше, чем на вершинах, и они имеют более тяжелый гранулометрический состав и меньшую каменистость [2-3].

Основной фон исходного почвенного покрова Владивостока составляют буроземы типичные, на пологих склонах встречаются буроземы оподзоленные, на выровненных поверхностях с затрудненным водооб-

меном - буроземы глееватые. Естественный почвенный покров на большей части городской территории практически уничтожен или кардинально трансформирован. В настоящее время он сохранился лишь локально на участках с остаточной естественной растительностью (вершины сопок, лесопарковые зоны).

Под влиянием деятельности человека в городе сформирован новый почвенный покров, для исследования которого были заложены почвенные разрезы на 8 трансектах, пересекающих основные элементы рельефа. В образцах определяли гранулометрический состав по Качинскому, плотность сложения и плотность твердой фазы [6], для оценки использовали критерии [8].

Результаты исследований и их обсуждение. Классификация почв урбанизированных территорий наиболее полно разработана в трудах [1-2, 7] и в настоящее время в наилучшей степени отражает разнообразие городских почв. Но в литературе очень редко можно увидеть морфологическое описание почв, поэтому постараемся восполнить этот пробел. Названия антропогенно преобразованных почв даны с учетом мощности профиля [1].

I. Естественные ненарушенные почвы.

Бурозем типичный крайне мелкий легкосуглинистый на элюво-делювии. Разрез 45. Парк Минного городка. Западный склон с уклоном около 15°. Липа, дуб, ясень, сирень, виноград, леспедеция, полынь, спаржа, одуванчик, борщевик, вейник, осока, папоротник, лопух, покрытие около 80 %. На поверхности листовой опад, встречаются копролиты дождевых червей.

AY 0-10 см. Темно-бурый, почти черный, влажный, рыхлый, легкосуглинистый, комковато-порошистый, густо переплетен корнями, обильно встречаются дождевые черви, щебень, переход резкий, граница ровная.

Bm 10-60 см. Бурый, влажный, уплотнен, тяжелосуглинистый, комковато-глыбистый, встречаются корни диаметром до 1,5 см, сильнокаменистый (камни диаметром до 10 см), переход постепенный, граница волнистая.

BC 60-85 см. Ярко-бурый, влажный, плотный, глинистый, множественные ходы почвенной мезофау-ны,сильнокаменистый.

II. Антропогенно преобразованные.

1. Поверхностно преобразованные.

Урбоэмбриозем маломощный легкосуглинистый на элювии плотных пород. Разрез 17. Придомовая территория, ул. В. Терешковой. Аллея ясеней, посадки 1987 года (диаметр ствола 12-18 см), полынь, одуванчик, пырей, осока, конский щавель, покрытие около 40 %. Поверхность сильно захламлена осколками стекла, бумагой, пластмассой, металлом.

UAY 0-15 см. Серый с бурым оттенком, сухой, уплотнен, легкосуглинистый, слабо оструктурен, поро-шисто-комковатый, переплетен корнями, переход резкий, граница ровная.

D глубже 15 см. Скальная порода.

Урбобурозем маломощный легкосуглинистый на элювии плотных пород. Разрез 19. Сквер на ул. Калинина. Ясень, береза, орех маньчжурский, липа, клен, черемуха Маака, пырей, осока, купальница, мокрец, щавель, лопух, покрытие около 40 %. Тонкий слой древесного опада. На поверхности обломки кирпича, куски бетона, пластмасса, древесина, камни.

^ Ц 0-21 см. Неоднородной окраски, темно-бурый с включением черного и светло-бурого цвета, снизу пятна оглеения, влажный, уплотнен, легкосуглинистый, комковатый, граница волнистая, переход резкий. Обильно встречаются тонкие корни, следы пирогенеза (угли), множественные ходы почвенной мезо-фауны, многоножки, дождевые черви.

Bm 21-45 см. Светло-бурый с небольшими пятнами ожелезнения, влажный, уплотнен, супесчаный, бесструктурный, сильнокаменистый, встречаются камни диаметром до 15 см.

ВС ниже 45 см. Камни диаметром до 35 см с примесью мелкозема.

2. Глубоко преобразованные.

Агроурбанозем (культурозем) маломощный легкосуглинистый на элювии плотных пород.

Разрез 7. ул. Лесная. Огород. Верхняя треть склона южной экспозиции, уклон около 10°. На поверхности древесная стружка, камни.

Р 0-30 см. Серый с бурым оттенком, влажный, очень рыхлый, слабо оструктурен (мелкокомковато-порошистый), легкосуглинистый, корни диаметром до 2 мм, переход резкий, граница волнистая. Обильны включения уголь, зола, древесная стружка, щебень, пластмасса, металл.

Bm 30-45 см. Светло-бурый, влажный, плотный, комковатый, среднесуглинистый, отдельные корни диаметром до 0,5 см, сильнокаменистый ( щебень диаметром до 8 см), переход ясный.

BC глубже 45 см. Камни с примесью светло-бурого мелкозема.

Урбанозем насыпной среднемощный среднесуглинистый на техногенных отложениях, подстилаемых элювием плотных пород. Разрез 54. Сквер на ул. Уборевича. Ясень, клен, ива, сирень, лиственница, газонная трава, подорожник, одуванчик, покрытие около 60 %.

Uh 0-13 см. Темно-серый, почти черный, влажный, рыхлый, среднесуглинистый, слабо оструктурен, неясно комковатый, сильнокаменистый (камни диаметром до 5 см), обильно пронизан корнями (диаметром до 2 см), переход постепенный, граница ровная.

UII 13-54 см. Бурый, влажный, уплотнен, тяжелосуглинистый, слоисто-глыбистый, сильнокаменистый (камни диаметром до 10 см), отдельные тонкие корни, переход очень резкий, граница ровная.

U 54-80 см. Асфальт.

ВС 80-120 см. Камни с примесью бурого мелкозема.

Урбанозем среднемощный легкосуглинистый на аллювиально-пролювиальных отложениях.

Разрез 46. Парк Минного городка. Пойма ручья, ровная поверхность со слабым уклоном к югу. В напочвенном покрове осока, манжетка, лопух, полынь, вейник, герань, одуванчик, хмель японский, покрытие около 70 %.

Uh 0-10 см. Темно-серый, почти черный, влажный, рыхлый, легкосуглинистый, бесструктурный, обильно встречаются корни, дождевые черви, переход резкий, граница волнистая.

UIIg 10-30 см. Неоднородной окраски, темно-серый с ржавыми, черными и сизыми пятнами оглеения, влажный, рыхлый, супесь, встречаются отдельные корни, обильны включения (металл, целлофан, пластик), переход постепенный.

UIIIg 30-50 см. Темно-серый, почти черный с пятнами оглеения, преимущественно черными, влажный, рыхлый, тонкий песок, бесструктурный, встречаются отдельные камни, обильны включения (пластик, целлофан).

UIV 50-70 см. Камни, щебень, галька с примесью бурого мелкозема.

Урбанозем среднемощный легкосуглинистый на элювии плотных пород. Разрез 52. Придомовая территория, ул. Хабаровская. Застройка начала 60-х годов. Нижняя часть западного склона. Ясень (диаметр ствола до 35 см), мокрец, осот, пырей, герань, одуванчик, полынь, хмель японский, подорожник, покрытие около 40 %.

Uh 0-21 см. Грязно-серо-бурый, влажный, рыхлый, легкосуглинистый, бесструктурный, встречаются отдельные тонкие корни, сильнокаменистый, обильны включения (фанера, металл, обломки кирпича, бетона, осколки стекла), переход постепенный.

UII 21-60 см. Светлее предыдущего, влажный, рыхлый, легкосуглинистый, бесструктурный, встречаются отдельные тонкие корни, обильны включения (целлофан, провода, обломки кирпича), переход постепенный.

UIII 60-90 см. Темнее предыдущего, влажный, рыхлый, легкосуглинистый, бесструктурный, обильны включения шлака, обломков кирпича.

D глубже 90 см. Скальная порода.

III. Почвоподобные поверхностные образования (техноземы).

Реплантозем моломощный на элюво-делювии. Разрез 25. Верхний склон трассы ост. Чайка. Газонная смесь трав, покрытие около 50 %.

U I 0-5 см. Торфяно-минеральная смесь, увлажнен, рыхлый, комковато-пылеватый, обильно переплетен корнями, переход резкий, неравномерный.

Bm 5-37 см. Ярко-бурый, увлажнен, плотный, среднесуглинистый, глыбисто-комковатый, переход ясный.

ВС глубже 37 см. Камни с примесью бурого мелкозема

Технозем мощный легкосуглинистый на элюво-делювии. Разрез 9. Полоса отвода железной дороги между станциями Вторая Речка - Чайка, 5 м от полотна. Подножье склона, подрост кустарника, молочай, крапива, купена, чистотел, полынь, борщевик, покрытие 30 %. Поверхность сильно захламлена стеклом, целлофаном, обломками кирпича, металлом.

Uh 0-23 см. Темно-бурый, увлажнен, рыхлый, бесструктурный, легкосуглинистый, обильно встречаются тонкие корни, сильнокаменистый (щебень, камни), переход резкий.

U II 23-42 cм. Щебень, обломки кирпича, с тонкой прослойкой мелкозема, металл, осколки стекла, галька, переход резкий, граница ровная.

U hTI 42-57 см. Неоднородной окраски, темно-буро-черный мелкозем перемешан с черной дресвой, влажный, рыхлый, бесструктурный, легкосуглинистый, обильно корни диаметром до 2 см, переход ясный, граница волнистая.

U IV 57-70 cм. Темно-серый, почти черный мелкозем перемешан с дресвой и щебнем, влажный, рыхлый, бесструктурный, опесчаненно-ошлакованный суглинок, встречаются тонкие корни диаметром до 1,5 см, переход ясный.

U V 70-110 см. Перемешаны бурая дресва и темно-серый опесчаненый суглинок, влажный, рыхлый, бесструктурный, встречаются тонкие корни.

Закрытые запечатанные почвы.

Экранозем мощный. Разрез 15, ул. В. Терешковой

У 0-12 см. Слой асфальта.

U hTI 12-40 см. Буро-серый, увлажнен, очень плотный, среднесуглинистый, бесструктурный, смесь мелкозема, щебня, камней, по граням камней железистая пленка, включения металла, стекла, пластмассы, переход заметный.

У II 40-70 см. Темно-бурый с серым оттенком, увлажнен, очень плотный, среднесуглинистый, бесструктурный, включения металла, стекла, пластмассы, дерева, ткани, переход постепенный.

У III 70-150 см. Светлее предыдущего, среднесуглинистый, бесструктурный, очень плотный, сильнокаменистый, на камнях ржавые кутаны.

Характерной чертой почв Владивостока из-за особенностей рельефа и активно протекающих склоновых процессов является небольшая глубина профиля (в абсолютном большинстве случаев до 1 м) и сильная степень его каменистости. Мощность профиля зависит от времени освоения территории, как правило, на участках более старой застройки она несколько выше, а число урбанизированных слоев в профиле больше. Мощность гумусово-аккумулятивных горизонтов варьирует в пределах 2-25 см (за исключением агроурбаноземов, где она может достигать 30 см), при этом в большинстве урбоэмбриоземов и урбаноземов она не превышает 10 см, что при легкосуглинистом составе является нижним пределом для нормальной жизнедеятельности растений (табл.). В техноземах и экраноземах присутствуют погребенные гумусовые горизонты.

Большая часть почв придомовых территорий представлена урбоэмбриоземами средней и сильной степени уплотнения с невысоким проективным покрытием и растительностью, проявляющей признаки угнетения. Профили урбаноземов морфологически значительно отличаются не только от фоновых почв территории, но и друга от друга (разрезы 54, 46 и 52) в зависимости от условий формирования и интенсивности антропогенной нагрузки. В исследованных почвах в различной степени выражены и признаки зонального педогенеза (гумусовая аккумуляция, вынос и перераспределение минерального вещества, оглеение и др.).

В естественных и поверхностно преобразованных почвах наблюдается значительное количество почвенной мезофауны и следов ее жизнедеятельности. Поэтому плотность этих почв оптимальна, они хорошо агрегированы. В урбо-почвах отмечается большое количество бытовых включений и строительного мусора как на поверхности, так и в различных горизонтах профиля.

Сравнение гранулометрического состава естественных и городских почв позволяет заметить изменения в содержании и распределении различных фракций. Если типичные буроземы неурбанизированной части п-ва Муравьева-Амурского в большинстве своем относятся к средним и тяжелым песчано-пылеватым суглинкам [4], то абсолютное большинство городских почв имеют более легкий состав и классифицируются как пылевато-песчаный и песчаный легкий суглинок, т.е. происходит значительное накопление в профиле крупнопылеватых и песчаных частиц за счет антропогенного их привноса (деятельность коммунальных служб и строительных организаций). Подобное опесчанивание профиля, улучшая фильтрационные свойства почв, понижает их сорбционные буферные свойства и может приводить, во-первых, к активной миграции загрязняющих веществ в сопредельные среды, во-вторых, к быстрому иссушению верхних горизонтов и угнетению роста растений, в-третьих, к развитию ветровой эрозии в весенний период при наличии сильных ветров.

Морфологические и физические свойства почв

Почва Схема профиля Мощность верхнего горизонта и профиля, см Наличие антропогенных включений Гранулометрический состав Плотность верхних горизонтов, г/см3

сложения твердой фазы

Естественные ненарушенные почвы

Бурозем типичный ДУ, Вт, ВС 7-18 85-100 Нет Верхние горизонты средне- и тяжелосуглинистые, нижние супесчаные и легкосуглинистые среднекаменистые 0,50-0,75 2,20- 2,40

Поверхностно антропогенно преобразованные

Урбобурозем и и, Вт, ВС 15-21 45-95 Мало Верхние горизонты легко- и среднесуглинистые, нижние от легкосуглинистых среднекаменистых до легкоглинистых 0,70-1,25 2,45- 2,60

Глубоко антропогенно преобразованные

Урбоэмбриозем и, 0 2-25 Обильно От супесчаного до среднесуглинистого 1,15-1,50 2,35- 2,45

Урбанозем иі(иду), и2 (иЕ1_, и2д), и3(иВт), 0 3-30 45-90 Обильно Верхние горизонты супесчаные и легкосуглинистые, нижние от супесчаных до тяжелосуглинистых 0,90-1,55 2,45- 2,70

Агроурбанозем Р, Вт, ВС 20-30 45-60 Мало Верхние горизонты супесчаные и легкосуглинистые, нижние от среднесуглинистых до тяжелосуглинистых 1,10-1,25 2,40- 2,50

Реплантозем и, ис (иСд) 5-35 44-70 Мало или отсутствуют Верхние горизонты от супесчаных до среднесуглинистых, нижние от супесчаных до тяжелосуглинистых 0,70-1,00 2,30- 2,40

Технозем иі, иди, и2, и3, и4, и5, 0 10-23 100-110 Обильно Верхние горизонты супесчаные, нижние от супесчаных до тяжелосуглинистых 0,85-1,25 2,40- 2,45

к а СО рытые запечатанные почвы

Экранозем и^и иП, и2, из, 0 5-15 100-135 Обильно Верхние горизонты легкосуглинистые, нижние от среднесуглинистых до легкоглинистых Не опр. Не опр.

Легко- и среднесуглинистый гранулометрический состав почв при хорошей оструктуренности является оптимальным для большинства растений, но урбанизированные горизонты, как правило, бесструктурные или слабо агрегированы. Плотность сложения верхних горизонтов заметно изменяется при усилении антропогенного пресса, если ее значения в естественных городских почвах близки к фоновым значениям данной территории, то в урбо-почвах они заметно выше (табл.), на что обращали внимание и ранее [9]. Уплотнение поверхностных слоев способствует усилению поверхностного стока, а обильные интенсивные осадки в летний период активизируют процессы плоскостной и струйчатой эрозии, смыв почв со слабозадер-нованных склонов. Наблюдается также увеличение плотности твердой фазы урбаноземов, что в совокупности с увеличением плотности сложения свидетельствует о снижении общей порозности.

Заключение. Таким образом, в г. Владивостоке выявлен полный спектр городских почв согласно существующей систематике. Отмечаются значительные различия исследованных почв от фоновых по морфогенетическим признакам: изменение мощности генетических горизонтов, практическое отсутствие слоя лесной подстилки или травяного очеса, имеющих значение биогеоценотического экрана, невысокое в большинстве случаев проективное покрытие, сильная захламленность с поверхности и обилие антропогенных включений. Антропогенное влияние приводит к изменению водно-физических свойств городских почв вследствие увеличения плотности сложения и опесчанивания профиля, что способно значительно ухудшить их защитные буферные свойства и активизировать процессы ветровой и водной эрозии.

Литература

1. Агаркова М.Г., Целищева Л.К., Строганова М.Н. Морфолого-генетические особенности городских почв и их систематика // Вестн. МГУ. - 1991. - № 2. - С. 11-16.

2. Антропогенные почвы / М.И. Герасимова, М.Н. Строганова, Н.В. Можарова [и др.]. - Смоленск: Ойкумена, 2003. - 268 с.

3. Иванов Г.И., Журавков А.Ф. Почвы пригородных лесов Владивостока// Итоги изучения лесов Дальнего Востока. - Владивосток, 1967. - С. 72-74.

4. Иванов Г.И., Журавков А.Ф., Хохлюк А.П. Лесорастительные свойства почв лесопарковой зоны Владивостокского лесхоза // Учен. зап. ДВГУ. - 1969. - Т. 25. - С. 99-121.

5. Научно-прикладной справочник по климату СССР // Приморский край. - Л.: Гидрометеоиздат, 1988. -416 с.

6. Растворова О.Г. Физика почв. - Л.: Изд-во ЛГУ, 1983. - 196 с.

7. Строганова М.Н., Агаркова М.Г. Городские почвы: опыт изучения и систематики// Почвоведение. -1992. - № 7. - С. 16-24.

8. Некоторые критерии и методы оценки экологического состояния почв в связи с озеленением городских территорий / А.В. Смагин, Н.А. Азовцева, М.В. Смагина [и др.] // Почвоведение. - 2006. - № 5. -С. 603-615.

9. Шихова Н.С. Мониторинг физического состояния городских почв в связи с проблемами озеленения // Сиб. экол. журн. - 2005. - № 5. - С. 899-907.

---------♦'----------