Строение, свойства и распространение урбоагропочв в районах одноэтажной застройки г. Перми

ВЕСТНИК ПЕРМСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

2009 Биология Вып. 10

Почвоведение

УДК 631.41:504.75

СТРОЕНИЕ, СВОЙСТВА И РАСПРОСТРАНЕНИЕ УРБОАГРОПОЧВ В РАЙОНАХ ОДНОЭТАЖНОЙ ЗАСТРОЙКИ Г. ПЕРМИ

О.З. Еремченко, Н.В. Москвина, И.Е. Шестаков

Пермский государственный университет, 614990, Пермь, ул. Букирева, 15

Изучены почвы некоторых районов одноэтажной застройки г. Перми. Установлены морфологические, химические и физические свойства почв.

Введение

С появлением и развитием человеческой цивилизации возник новый фактор изменения почвенного покрова планеты. Характер антропогенной трансформации почв зависит от функционального назначения территории. В зависимости от разных видов деятельности человека его воздействия на почву можно сгруппировать следующим образом: техногенные (связанные с добычей и переработкой полезных ископаемых, промышленностью, транспортом, т.е. с техникой в прямом смысле), агрогенные (земледельческие) и урбогенные - связанные с воздействием городской среды (Герасимова и др.,

2003).

В настоящее время резко увеличилось число урбанизированных территорий с почвами, непригодными для возделывания, загрязненными пестицидами и тяжелыми металлами. Антропогенный фактор, как правило, приводит к деградации почв, однако в частных случаях комплексное воздействие факторов окультуривания способствует формированию высокоплодородных почв - культуроземов, которые встречаются преимущественно на территории скверов, садов, огородов. Культуроземы - городские почвы фруктовых и ботанических садов, старых огородов. Они характеризуются большой мощностью гумусового горизонта, наличием перегнойно-торфяно-компостных слоев мощностью более 50 см, развиваются на культурном слое или грунтах разного происхождения. Предложено выделять культуроземы дифференцированные и пахотные. Разделять их следует по степени педогенной трансформации гумусированной части профиля. К дифференцированным культуроземам относятся почвы старых дендропарков и бульваров, которые в течение значительного времени не перемешивались и в которых началась дифференциация профиля. К пахотным культуроземам относятся почвы цветников, огородов, фруктовых садов (Почва..., 1997).

В культуроземах, в отличие от многих антропогенно-преобразованных почв, изменения происходили постепенно, в результате длительных антропогенных воздействий, направленных на улучшение агрономических свойств и повышение плодородия почв. Российскими почвоведами предложено включить высокоокультуренные огородные почвы в Красную книгу почв РФ и обеспечить им особую охрану (Добровольский, Никитин, 2000).

Цель наших исследований - изучение особого подтипа городских почв - культуроземов, сформировавшихся в районах одноэтажной застройки г. Перми в результате длительного окультуривания природных почв на огородных участках.

Методы исследований

Исследовались культуроземы одноэтажных жилых районов в Мотовилихинском (микрорайон Вышка I) и Индустриальном районах. Почвенные разрезы закладывались до глубины 1 м, по морфологическим признакам диагностировались генетические горизонты. Свойства почв исследовались с применением следующих методик: гранулометрический состав почв -органолептическим методом; рН водной и солевой вытяжки - потенциометрическим методом; сумма обменных оснований - по методу Каппена, валовое содержание углерода - по Тюрину; выделение подвижных форм фосфора и калия провоиздилось в вытяжке по Кирсанову с определением калия на пламенном фотометре, фосфора - фотометрически.

Результаты и обсуждение

Согласно почвенно-географическому

районированию территория исследований расположена в Европейско-Западносибирской таежно-лесной области в подзоне дерновоподзолистых, умеренно промерзающих почв южной тайги и входит в Вятско-Камскую почвенную провинцию. По Н.Я. Коротаеву (1962), территория

© О.З. Еремченко, Н.В. Москвина, И.Е. Шестаков, 2009

160

г. Перми расположена в Осинско-Оханско-Пермском районе дерново-подзолистых тяжелосуглинистых почв.

В городской среде природные подзолистые почвы сохраняются преимущественно в парках и зеленых зонах. В жилых и промышленных зонах формирование городских почв может происходить на природных грунтах разного генезиса, состоящих из органо-минерального почвенного материала и остатков естественных почв, на природных и техногенных насыпных или намывных грунтах и на культурном слое (Почва..., 1997; Еремченко,

Москвина, 2005).

На высоких водоразделах и коренных склонах долины р. Камы были сформированы дерновоподзолистые суглинистые почвы. Под влиянием антропогенного окультуривания на огородных участках дерново-подзолистые почвы превратились в культуроземы пахотные суглинистые, у которых существенно возросла мощность гумусового горизонта (до 47 см), в профиле культуроземов ослабели признаки оподзоливания. Еще большие изменения произошли с маломощными подзолистыми супесчаными почвами террас р. Камы. Окультуривание привело к общему увеличению мощности почвы, при этом гумусовый горизонт увеличился в несколько раз. В культуроземе пахотном супесчаном

морфологически не выражены признаки подзолистого процесса, повысилась мощность переходных горизонтов - АВ и В. Окультуривание изменило также признаки перегнойно-гумусовых оглеенных почв, которые залегали в понижениях террас р. Камы и имели органо-гумусовые горизонты, признаки оглеения в нижней части профиля. При окультуривании этих почв, как правило, водный режим становится менее

застойным (при отведении излишка воды, поднятии территории), образуется мощный гумусовый горизонт (до 70 см), признаки избыточного увлажнения проявляются в нижней части профиля в виде ржавых примазок, устойчивой высокой влажности. Трансформация природных почв в соответствующие окультуренные варианты

огородных почв представлена на рисунках.

При анализе почв районов многоэтажной застройки г. Перми было выяснено, что в почвенном покрове исследованной территории культуроземы занимали малые площади (менее 1%), а преобладали собственно урбаноземы с признаками «городского» почвообразования, занимающие более 70%

свободной площади. Собственно урбаноземы являются также преобладающими почвами на внутридворовых площадках.

Примерно равная доля (10-14 %) приходится на экраноземы, покрытые асфальто-бетоном, и реплантоземы - почвы зеленых газонов, клумб, палисадников. Данное соотношение городских почв, по-видимому, можно считать достаточно

распространенным в жилых многоэтажных районах

городов, застроенных во второй половине XX в. (Еремченко, Москвина, 2005). В районах одноэтажной застройки г. Перми преобладают культуроземы и урбоагропочвы, которые занимают большую часть площади исследуемой территории. Так, почвенный покров территории одноэтажной застройки микрорайона Вышка I на 70% состоит из культуроземов, урботехноземы занимают 15% площади почвенного покрова, почвы под застройкой - 10%, экраноземы - 3%, собственно урбаноземы - 2%, реплантоземы - незначительную

Рис. 1. Торфяно-глеевая почва и сформировавшийся из неё культурозем супесчаный

Рис. 2. Дерново-подзолистая почва и сформировавшийся из неё культурозем суглинистый

162

О.З. Еремченко, Н.В. Москвина, И.Е. Шестаков

Рис. 3. Мелкоподзолистая почва и сформировавшаяся из неё урбоагропочва

супесчаная

часть территории. В почвенном покрове

одноэтажной застройки Индустриального района почвы занимают 57% исследованной площади.

Подзолистые и дерново-подзолистые почвы территории исследований характеризуются низким содержанием гумуса (1,5-3,6%), высокой

актуальной и гидролитической кислотностью (4,5-6 мг-экв/100 г почвы). Сумма поглощенных

оснований колеблется от 10 до 18 мг-экв/100 г в зависимости от степени оподзоленности (Коротаев, 1962).

В почвах и ТПО жилых районов г. Перми емкость катионного обмена (ЕКО) почв колебалась от 5,5 до 90,9 мг-экв/100 г почвы и была связана с содержанием органического вещества и

гранулометрическим составом (Еремченко,

Москвина, 2005). В культуроземах и

урбоагропочвах ЕКО корнеобитаемого слоя (0-30

см) районов одноэтажной застройки составляла 16,1-38,1 мг-экв/100 г почвы; при этом супесчаные почвы характеризовались преимущественно низкой ЕКО (10,9-19,6 мг-экв/100 г), суглинистые - более высокой ЕКО (от 28,5 до 38,1 мг-экв/100 г почвы).

С глубиной емкость катионного обмена

преимущественно снижалась в связи с уменьшением содержания гумуса. Степень насыщенности основаниями корнеобитаемого слоя культуроземов очень высокая, она колеблется от 88 до 99 %.

Величина рНвод верхних горизонтов исследуемых культуроземов одноэтажной

застройки г. Перми находится в пределах 5,2-7,2 с преобладанием нейтральной реакции среды;

величина рНсол культуроземов районов одноэтажной застройки колеблется в пределах 4,82-6,95, от среднекислой до нейтральной реакции (таблица). В большинстве исследованных почв прослеживается подкисление почвенного раствора с глубиной. Городские почвы наследуют часть гумуса от природных почв, кроме того, процесс гумусообразования идет непосредственно в городской среде при участии живых организмов (растений, животных, микроорганизмов). Человек привносит в почвы города органогенные вещества: торф, навоз, органические загрязнители, сажу, которые со временем могут трансформироваться биотой в гумус. Содержание органического углерода в корнеобитаемом слое исследованных культуроземов колеблется в пределах от 0,8 до 4,5%, Несмотря на относительно невысокое содержание гумуса, общим для всех культуроземов является большая мощность гумусового горизонта (от 25 до 72 см).

В почвах многоэтажных жилых районов г. Перми содержание подвижных форм фосфора колебалось от 2,4 до 8,9 мг/100 г почвы (Еремченко, Москвина, 2005).

В корнеобитаемом слое культуроземов районов одноэтажной застройки содержание подвижных форм фосфора варьировало от 1,9 до 14,6 мг/100 г почвы, соответственно от низкой и до средней

Результаты статистической обработки свойств корнеобитаемого слоя (0-30 см) культуроземов

районов одноэтажной застройки г. Перми

Показатель Диапазон значений Среднее значение Ошибка среднего Коэффициент вариации

рН вод 5,2-7,2 6,4 0,18 9,9

рН сол 4,8-6,9 5,7 0,25 15,2

Гидролитическая кислотность, мг-экв/100 г 0,14-1,82 0,73 1,13 63,0

ЕКО, мг-экв/100 г 16,1-38,1 26,1 2,3 30,5

С гумуса, % 0,8-4,5 2,5 0,32 43,5

Р2О5, мг/100 г 1,9-14,6 7,0 1,15 57,3

К2О, мг/100 г 5,2-18,5 15,2 1,15 26,3

обеспеченности доступных для растений форм фосфора. С глубиной содержание подвижного фосфора несколько повышалось, что объясняется миграцией подвижных форм фосфора в условиях промывного водного режима почв.

Содержание подвижного калия в почвах жилых районов многоэтажной застройки г. Пермь варьировало от 9,2 до 65,0 мг/100 г (Москвина,

2004). Диапазон содержания подвижного калия в корнеобитаемом слое культуроземов районов одноэтажной застройки составлял 5,1-18,4 мг/100 г, преимущественно почвы характеризовались повышенным и высоким содержанием калия.

В физико-химических и химических свойствах культуроземов г. Пермь прослежена высокая степень изменчивости, что отражают результаты статистической обработки данных. Коэффициент вариации таких показателей, как сумма обменных оснований, содержание подвижного фосфора и калия, валовое содержание гумуса, гидролитическая кислотность и емкость катионного обмена составляет более 20%, что свидетельствует о их значительной изменчивости. Показатель рН колеблется незначительно (коэффициент вариации менее 10%).

Заключение

В структуре почвенного покрова районов одноэтажной застройки г. Перми урбоагропочвы и культуроземы занимают около 60 - 70% . Их свойства зависят от природной почвы, на которой они сформировались. Культуроземы на дерновоподзолистых почвах имеют суглинистый гранулометрический состав и значительную мощность гумусового горизонта (до 50 см). Урбоагропочвы на мелкоподзолистых супесчаных почвах обладают супесчаным составом и относительно небольшой мощностью гумусового горизонта. Большая мощность гумусового

горизонта (до 70 см) и признаки оглеения характерны для культуроземов супесчаных, которые были сформированы на перегнойногумусовых оглеенных почвах.

Культуроземы и урбоагропочвы характеризуются близкой к нейтральной реакцией среды почвенного раствора, низкой потенциальной кислотностью и высокой степенью насыщенности основаниями. Емкость катионного обмена корнеобитаемого слоя колебалась в пределах 16-38 мг-экв/100 г почвы, в значительной степени она связана с гранулометрическим составом. Содержание углерода гумуса в гумусовых горизонтах находилось в пределах от 0,8 % до 4,5 % при мощности гумусовых горизонтов от 25 до 70 см.

Библиографический список

Добровольский Г.В. Сохранение почв как незаменимого компонента биосферы / Г.В. Добровольский, Е.Д. Никитин. М.: Наука, 2000. 185 с.

Герасимова М.И. Антропогенные почвы: генезис, география, рекультивация / М.И. Герасимова, М.Н. Строганова, Н.В. Можарова, Т.В. Прокофьева. Смоленск: Ойкумена, 2003. 268 с. Еремченко О.З. Свойства почв и техногенных поверхностных образований в районах многоэтажной застройки г. Пермь / О.З. Еремченко и Н.В. Москвина // Почвоведение. 2005. № 7. С. 782-789.

Коротаев Н.Я. Почвы Пермской области / Н.Я.

Коротаев. Пермь, 1962. 168 с.

Почва, город, экология / под общей ред. акад. РАН Г.В. Добровольского; фонд «За

экономическую грамотность». М., 1997. 320 с.

Поступила в редакцию 01.06.2009

Structure, properties and distribution urboagrosoils to areas of one-storied building Perm

O.Z. Eremchenko, N.V. Moskvina, I.E. Shestakov

Are investigated soils of some areas of one-storeyed building of Perm. Changes morphological, chemical and physical properties soils are established.