Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Особенности почвообразования и свойств почв городских территорий 6
1.1. Городские почвы как объект изучения 6
1.2. Особенности факторов городского почвообразования 8
1.3. Свойства почв городов 14
1.4. «Память» городских почв 30
1.5. Трансформация почв городских территорий 35
Глава 2. Объекты и методы 38
2.1. Объекты исследований 38
2.1.1. Условия почвообразования на территории природно-исторического парка «Покровское-Стрешнево» 41
2.1.2. Условия почвообразования на территории природно-исторического парка «Тушинский» 44
2.2. Методы исследований 46
Глава 3. История изменения характера землепользования исследованных территорий 48
3.1. Парка «Покровское-Стрешнево» и прилегающих кварталов 49
3.2. Парка «Тушинский» и прилегающих кварталов 59
Глава 4. Почвенный покров изучаемых территорий : 69
4.1. «Покровское-Стрешнево» 69
4.2. «Тушинский» 71
Глава 5. Морфологические свойства почв 74
Глава 6. Физические свойства почв 85
Глава 7. Физико-химические и химические свойства почв
Глава 8: Биологические свойства почв 127
Глава 9: Антропогенная трансформация почв городских лесопарковых и прилегающих селитебных территорий 136
Выводы 147
Список литературы
- Особенности факторов городского почвообразования
- «Память» городских почв
- Условия почвообразования на территории природно-исторического парка «Тушинский»
- «Тушинский»
Введение к работе
Актуальность. Как места компактного проживания большого числа людей, города должны иметь анклавы земель, предназначенных для рекреации. Как правило, подобные участки имеют статус особо охраняемых природных территорий (ООПТ) и имеют давнюю историю хозяйственного освоения (Рысин, 2003).
Известно, что любой тип антропогенной деятельности способен менять свойства почв (Schleuss, Wu, Blum, 1998), что подтверждается исследованиями почв ООПТ г. Москвы (Мартыненко, Прокофьева, Строганова, 2008; Парамонова и др., 2010). При этом, ООПТ сохранены от масштабной городской застройки, стирающей результаты до-городского воздействия. Поэтому, эти участки являются подходящими объектами для изучения всего пути трансформации почв городских территорий (Lehmann, Stahr, 2007).
Свойства трансформированных почв в городах отличаются от природных. К настоящему моменту существует значительный объем работ, посвященный этим особенностям (Агаркова, Целищева, Строганова, 1991; Строганова, 1998; Прокофьева, 2001; Герасимова, Строганова, 2003; Craul, 1992; Alexandrovskii, 1997; Blum, 1997; Norra et al., 2006; Lehmann, Stahr, 2007). Возрастающий интерес вызывают почвы парков (Раппопорт А.В. и др., 2001; Стома, 2005; Александровский, 2007; Мартыненко, Прокофьева, Строганова, 2008; Рахлеева, Строганова, 2008; Парамонова и др., 2010; He, Zhang, 2009; Burghardt, Penner, 2009). Однако большинство работ посвящено изучению отдельных их свойств, а вопросы антропогенной трансформации почв городов освещены недостаточно.
Поэтому, целью работы является выявление основных закономерностей антропогенной трансформации автоморфных почв городских лесопарковых и прилегающих селитебных территорий. Для достижения указанной цели перед работой были поставлены следующие задачи:
-
Изучить особенности землепользования на исследуемых территориях на протяжении минувших 4-5 столетий, характеризующихся непрерывной антропогенной нагрузкой;
-
Охарактеризовать разнообразие автоморфных почв парков с окрестностями: фоновых и трансформированных, с учетом диагностических горизонтов;
-
Определить морфологические, физические, физико-химические, биологические свойства почв;
-
Выявить связь между свойствами почв и почвенного покрова и историей их функционального использования;
-
На основе полученных данных о свойствах почв охарактеризовать основные ряды и тенденции антропогенной трансформации автоморфных незапечатанных почв современных городских парковых и окрестных жилых территорий.
Объектами исследования были выбраны два природно-исторических парка г. Москвы - «Покровское-Стрешнево» и «Тушинский».
Предметом исследования является трансформация почв современных парковых территорий с окрестностями на разных этапах развития.
Методологической основой исследований являются: принципы исследования и таксономии почв городов, разработанные М.Н. Строгановой, Т.В. Прокофьевой, А.В. Раппопортом; концепция почвенной памяти - записи и сохранения условий почвообразования в свойствах почв, предложенная В.О. Таргульяном и И.А. Соколовым; взгляды на антропогенную трансформацию почв, предложенные М.Н. Строгановой, С.В. Зонном, A. Lehmann; знания о свойствах почв поселений, изложенные в трудах А.Л. Александровского, А.А. Гольевой, С.А. Сычевой, W. Burghardt, L. Haumaier, W. Blum; основы применения исторических документов в почвоведении, изложенные А.В. Гедыминым, В.А. Долотовым; знания об эволюции почв пашен, изложенные в трудах Б.А. Никитина, О.Ю. Барановой и др.
В работе применены методы исследований: картографический, историко-картографический, морфологические, химико-аналитический, математико-статистический.
Научная новизна. Впервые проведено подробное комплексное изучение генезиса и свойств почв, сформированных под влиянием разнотипного и разновременного антропогенного воздействия разной степени трансформированности. Впервые проводилось комплексное исследование почв, измененных на разных стадиях освоения территории. Описаны варианты совмещения разнотипного и разновозрастного воздействия на почвы. Установлены промежуточные варианты трансформации почв при совмещении пахотного и селитебного воздействия. Выявлены основные черты сходства и различия одновозрастных почв аналогичного типа трансформированности на различной исходной почвенно-породной основе. Выяснены особенности почв троп и дорог. Выявлены тенденции трансформации почвенного покрова в пределах парковых и окрестных жилых кварталов.
Защищаемые положения:
-
Почвенный покров описываемых объектов включает и природные, и антропогенно-трансформированные почвы разных времен формирования. В пределах города такой набор почв характерен лишь для парковых территорий.
-
Антропогенное воздействие приводит к полному или частичному изменению свойств почв всех автоморфных территорий внутри городской черты.
-
Антропогенная деятельность на территории поселений, пашен, дорог и троп приводит к формированию специфических почвенных горизонтов, отличающихся по комплексу свойств от природных горизонтов той же глубины залегания.
-
Антропогенное воздействие на территории поселений приводит к конвергентному сближению некоторых свойств исходно различных почв.
Практическая значимость. Результаты работы содержат подробное описание почв автоморфных территорий парков «Покровское-Стрешнево», «Тушинский» и прилегающих кварталов. Эта информация может быть использована для оптимизации землепользования на городских территориях, в том числе для проведения мониторинговых исследований, выявления участков территорий с не- или слабонарушенным почвенным покровом для заповедования. В условиях природно-исторических парков результаты также могут быть использованы для археологических исследований, исторических реконструкций поселений прошлого.
Апробация работы. Основные положения диссертации были представлены: на X и XIII конференциях «Докучаевские молодежные чтения «Почвы и техногенез» (Санкт-Петербург, 2007, 2010); на Ломоносовских молодежных чтениях (Москва, 2007); на 4й международной конференции SUITMA (Nanjing, China, 2007); 5-ом Съезде почвоведов им. В.В. Докучаева (Ростов-на-Дону, 2008); на Конгрессе Европейского общества почвоведов EUROSOIL 2008 (Vienna, Austria, 2008); Конференции «Эволюция почвенного покрова - история, идеи и методы, голоценовая эволюция, прогнозы» (Пущино, 2009). Результаты работы были обсуждены на заседаниях кафедры географии почв факультета Почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова и на семинаре «Почвы во времени и пространстве» ИГ РАН, МГУ им. М.В. Ломоносова, Почвенного института им. В.В. Докучаева (2010).
Публикации. По теме диссертации опубликованы 10 работ, в т.ч. 2 - в рецензируемых журналах из списка ВАК.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, __ глав и выводов, изложенных на ___ страницах машинописного текста, содержит ___ таблиц и ___ рисунков. Список литературы насчитывает ___ наименований, использовано ___ исторических картографических источников.
Благодарности. Автор выражает искреннюю благодарность за помощь в работе над диссертацией научному руководителю - Прокофьевой Т.В., за ценные консультации В.О. Таргульяну, И.А. Мартыненко, Н.А. Кошелевой, М.С. Розановой, Ю.Л. Мешалкиной и М.А. Цейцу, за помощь при проведении анализов Н.В. Орешниковой, А.А. Рахлеевой, С.А. Кулачковой, Туровой И.В., А.В.Кирюшину, А.М. Кузнецовой и Г.Н. Федотову, выпускникам кафедры географии почв Н.А. Григе и А.А. Артамонову, а также сотрудникам каф географии почв.
Особенности факторов городского почвообразования
В последнее время, из-за повышения темпов урбанизации, доля антропогенных почв вообще и городских почв в частности в почвенном покрове мира стала весьма значительной (Lehmann, Stahr, 2007). Однако, городские почвы стали полноправными объектами изучения в генетическом почвоведении относительно недавно — примерно во второй половине XX века (Агаркова, Целищева, Строганова, 1991; Строганова, 1998; Craul, 1992; Blum, 1997; Norra, Stuben, 2003; Lehmann, Stahr, 2007). До этого, участие человека в трансформировании не-пахотных почв почти не учитывалось — несмотря на то, что измененные почвенные профили (селитебных, нарушенных, рекультивируемых территорий) уже существовали (Morel, De Kimpe, 2000). Единичные работы, посвященные изучению городских почв, существовали и ранее. Еще в 1847 г. немецкий ученый Фердинанд Зенфт (Ferdinand Senft) дал определение городским почвам - с его точки зрения, они характеризуются как «малоплодородные почвы из-за отложения на их поверхность токсичного мусора» (Lehmann, Stahr, 2007). В 1890 году В.В. Докучаев выступил за «детальное естественно-историческое, физико-географическое и сельскохозяйственное исследование Санкт-Петербурга и его окрестностей» («Почва. Город. Экология.», 1997). С течением времени изучение городских трансформированных почв вызывало все больший интерес, однако носило специфический характер — наибольшее число публикаций было посвящено вопросам загрязнения почв и их ремедиации.
К настоящему времени, при рассмотрении свойств городских территорий как антропогенно-природных образований существует несколько точек зрения (Pickett et al, 2008). Часть исследователей полагает, что городские почвы схожи с природными, хотя и имеют фундаментальные отличия биогеохимических циклов от природных из-за антропогенного контроля над поступлением, круговоротом и выносом некоторых элементов. Другая часть исследователей считают, что городские поверхностные образования не являются почвами в полном смысле этого слова, из-за своей значительной нарушенности и ослабленных механизмов саморегуляции (Кауе et al. 2006). Также, в последнее время почвы городских территорий привлекают внимание не только почвоведов, но и ученых других специальностей (Рысин, 2008; Norra, Stiiben, 2003; Lehmann, Stahr, 2007). Это еще более увеличивает различия в точках зрения и подходах изучения одних и тех же объектов.
Поэтому, единого и общепризнанного определения для термина «городские почвы» нет. Существует, как минимум, 2 основные точки зрения на трансформированные почвы городских территорий (Герасимова, . Строганова и др., 2003): - поверхностный субстрат городских территорий из-за значительного антропогенного влияния уже нельзя назвать почвами, поэтому поверхностные объекты городских территорий должны исследоваться не почвоведами, а инженерами-геологами и рекультиваторами. - согласно другой точке зрения, городские почвы - это полидисперсные биокосные системы, во многих чертах схожие с природными аналогами и развивающиеся под действием схожих факторов почвообразования. Поэтому, городские почвы могут рассматриваться в качестве объектов изучения науки почвоведение. Например, с точки зрения американских почвоведов, термин «почва» в целом можно охарактеризовать как «сообщество природных тел на поверхности Земли, локально антропогенно-преобразованных или вновь созданных из материала почв и грунтов, содержащих живое вещество и поддерживающее (или способное поддерживать) рост растений на открытых пространствах» (Soil Survey Staff, 1975). Таким образом, значительно трансформированные почвы городов могут рассматриваться как объект изучения генетического почвоведения и к ним могут быть применены все те способы исследования, что и к природным почвам. Об этом же говорит определение, данное Ф. Кроулом (F. Craul) — городские почвы представляют собой «почвенный материал, имеющий не-пахотный поверхностный горизонт мощностью более 50 см, созданный перемешиванием, добавлением инородного материала или загрязнением материала дневной поверхности городских и пригородных территорий» (Craul, 1992). Данная формулировка является преобразованным определением городских почв Бокхейма, сформулированным в 1974 году («Почва. Город. Экология.», 1997; Lehmann, Stahr, 2007). Другой пример - определение, данное английским ученым Холлисом: городские почвы - «любой неконсолидированный органогенный или минеральный материал земной поверхности, потенциально способный поддерживать рост растений» (Hollis, 1991 - цитируется по Lehmann, Stahr, 2007).
Сам термин «городские почвы» также может трактоваться по-разному. Под ним могут пониматься как все почвы городских территорий (широкий смысл термина), так и почвы, находящиеся под воздействием городской среды и/или сформированные деятельностью человека в городе («Почва. Город. Экология.», 1997). С точки зрения некоторых исследователей (Lehmann, Stahr, 2007; Pouyat et al., 2007), городские почвы чаще всего неверно понимаются в чересчур узком смысле - исключительно как значительно трансформированные почвы, часть культурного слоя.
Дневная поверхность селитебных территорий может быть представлена не только почвами, но и грунтами (естественными и техногенными) и запечатанными образованиями (экраноземами, а также запечатанными грунтами; Прокофьева, 1998).
Особенности факторов городского почвообразования Функционирование почв на территории городов характеризуется измененным набором протекающих почвообразующих процессов, которые могут включать совершенно - новые, нехарактерные для природных территорий. Доминирующим почвообразующим макропроцессом в трансформирующихся почвах является антропедогенез (Kosse, 1990), под которым понимается комплекс частных почвообразовательных процессов -педотурбации, внесение посторонних веществ (от удобрений до строительно-бытового мусора), культивационные процессы, воздействия ирригационных вод и т.д. (Effland, Pouyat, 1997). Этот термин был выдвинут вместо менее удачного аналога - «метапедогенез» (Yaalon and Yaron, 1966; Effland, Pouyat, 1997). Масштабная форма проявления процессов антропедогенеза может быть названа «антропогеоморфными процессами» (Effland, Pouyat, 1997). По аналогии с антропедогенезом, процессы городского почвообразования стали называть «урбопедогенезом» (Строганова, 2008).
Несмотря на то, что урбопедогенез является средообразующим процессом для почв городских территорий, он не отменяет действие «природных» факторов почвообразования (Строганова, 1998; Craul, 1992). Урбопедогенез - совокупность природных процессов, однако значительно измененных по набору составляющих, их соотношению и по масштабу воздействия (Schindelbeck et al, 2008; Pickett, Cadenasso, 2009). Так или иначе, в крупных городах воздействие всех факторов почвообразования изменено, по сравнению с таковым в природных территориях («Почва. Город. Экология.», 1997; Герасимова, Строганова и др., 2003):
«Память» городских почв
Большинство техногенных горизонтов сформированы на заключительной стадии освоения и не имеют никаких признаков обратных трансформационных процессов, приближающих их к свойствам природных горизонтов аналогичной глубины. Исключением является профиль PSTS
В верхней части этого профиля сохранился насыпной грунтовй горизонт, вероятно сформированный во второй половине XX века "во время реконструкции усадьбы. На настоящий момент времени по своим морфологическим свойствам он близок к естественному серогумусовому горизонту, однако хуже агрегирован, имеет признаки глыбистости, уплотнения, а также локально карбонатен (вскипает). Приобретение близких к фоновым свойств в случае данного профиля не является правилом. Оно связано с несколькими локальными особенностями: формированием из исходно гумусированного субстрата (вероятно, из материала горизонтов пахотного или усадебного типа), формированием под действием лесных ассоциаций (с подростом и подлеском, не характерных для современных городских кварталов) в течение долгого времени (более сотни лет).
Степень сближения свойств техногенных почв разных объектов не так значительна, как в случае урбопедогенной трансформации почв, так как в образовании техногенных горизонтов ведущее значение имеют местные почвы и грунты.
В отличие от окрестных жилых кварталов, в обоих парках широко проявляется рекреационное воздействие. Как следствие, на территории парков развита тропиночная сеть, в т.ч. с гравийным покрытием. Установлено, что профили почв грунтовых (V 1-2, PS 13-08; TUT, ART 3; приложение №4, рис. 25) и гравийных (PS 1-06; ART 1, ART 2, ART 4, ART 5, приложение №4, рис. 27) дорог могут иметь различия по своим свойствам, в том числе и морфологическим.
Отличием профилей почв грунтовых дорог и троп является формирование поверхностного горизонта с признаками урбопедогенеза -AYur (приложение №4, рис. 26). Ему присущи часть черт, свойственных горизонтам U, но в меньшей степени выраженности. Помимо формирования нового горизонта, рекреационная нагрузка приводит к изменению всего профиля целиком. Так, уменьшается его мощность (для урбодерново-подзолистых почв парка «Тушинский» средняя мощность толщи до нижней границы горизонта ВТ составляет 66 см, тогда как для дерново-подзолистых средняя мощность аналогичного слоя составляет 79 см). Помимо сокращения мощности, отмечаются признаки переуплотнения горизонтов в пределах первого полуметра (редко более), субстрат верхней части профиля консолидируется, доля пор снижается. Как следствие, аэрация первых 50-60 см профиля почв тропинок затруднена, что приводит к оглеению (в виде сизых тонов окраски, наличия Fe-Mn стяжений). Признаки осветления проявляются также в меньшей доле плазменного материала периферийной части агрегатов. Для субстрата характерны признаки турбированности. Структура субстрата до верхнего полуметра приобретает горизонтальную ориентацию. Из-за интенсивной механической нагрузки минеральные зерна поверхностных горизонтов трещиноваты и корродированны. Степень трансформированности профиля зависит от интенсивности нагрузки. Так, для некоторых грунтовых дорог парка «Тушинский» характерна весьма значительная степень «сжатости» почвенного профиля. Это может быть связано с расположением троп на местах старых дорог, имеющих долгую историю использования.
В случае создания гравийных троп насыпается поверхностный гравийный горизонт ТСН мощностью редко более 10 см. Его свойства зависят от применяемого субстрата; чеще всего, он имеет большую долю скелетных частиц, низкое содержание дисперсного ОВ (рис. 28). Так, описаны горизонты с наличием зерен оливина (приложение №4, рис. 29). Погребенные под гравийными слоями горизонты фоновых почв имеют также включении гравия и обугленных растительных остатков. Морфологические свойства нижележащей толщи трансформируется аналогично таковым в почвах грунтовых дорог.
Все описанные профили почв гравийных троп и большинство профилей почв грунтовых троп и дорог сформированы на последнем этапе освоения территорий. Из-за и активного использования они не имеют признаков обратной трансформации.
Антропогенное воздействие приводит к изменению строения почвенного профиля. Интенсивность воздействия убывает в ряду современные городские кварталы — старые поселения — окрестности старых поселений — грунтовые и гравийные тропы - сельские пашни. Оно может
выражаться в изменении мощности профиля (на территории поселений увеличивается, грунтовых дорог - может уменьшаться), формировании специфически горизонтов, включении непочвенного материала.
Отдельного рассмотрения заслуживают фрагменты УВ почв. В описанных естественных горизонтах УВ встречается реже, чем в антропогенно-трансформированных аналогах. Наибольшим количеством УВ характеризуются горизонты U, что обусловлено преимущественно антропогенным привносом каменного (приложение №4, рис. 30) и древесного (приложение №4, рис. 31) угля, или внутрипочвенным обугливанием растительных остатков. Аморфные углистые частицы не так распространены (приложение №4, рис. 32). В меньшей степени УВ встречается в горизонтах AYpa и AYur,pa. Частицы УВ в них имеют хорошо сохранившиеся признаки строения растительных тканей (приложение №4, рис. 33). Повышенным содержанием УВ в виде каменного угля и частиц пирогенного происхождения характеризуются также насыпные горизонты ТСН. Степень сохранности строения растительных тканей от возраста горизонтов не зависит, что подтверждается наличием частиц с ненарушенным морфологическим строением в горизонтах, сформированных на 1-Пм этапах антропогенного освоения. Химические особенности УВ описаны в главе 7.
Условия почвообразования на территории природно-исторического парка «Тушинский»
Для исследования сообществ почвенной мезофауны в обоих парках были выбраны по 4 типа площадок — на условно-фоновых территориях (разрезы V 2, Ти 3); территориях бывших пашен (V 1, Ти 4); старых поселений (Ти 6, PSTI 07а); современных кварталов (V 3 и Ти 6).
Для обоих парков наибольшая численность, биологическое разнообразие (12 экологических групп) и биомасса почвенных животных характерна для постагропочв (Рахлеева, Строганова, 2008; Рахлеева, Прокофьева, 2008; табл. 15, 16). Вероятно, это связано с наложением ареалов обитания представителей фауны разных сообществ: видов с пашен, характерных для открытых (молодых залежных) территорий и лесов. Меньшие значения численности и биомассы характерны для фоновых территорий, где эффект наложения разных сообществ отсутствует.
Меньшие, по сравнению с фоновыми почвами, значения по численности характерны для значительно трансформированных почв до-индустриальных поселений. Это может быть связано с неблагоприятными свойствами субстрата — низкой порозностью и трещинноватостью, загрязненностью ТМ (см. гл. 5, 6, 7). Также, некоторый вклад в изменение свойств сообществ беспозвоночных почв старых поселений вносит активная современная рекреационная нагрузка.
Наименьшие значения по численности беспозвоночных характерны для прилегающих к паркам жилых кварталов. Помимо неблагоприятных свойств (см. гл. 5-7), это может быть связано с молодостью почв и недоразвитостью комплекса почвенных животных. Однако, из-за особенностей видового состава животных (в реплантоземе окрестностей парка «Покровское-Стрешнево» доля кольцатых червей достигает 34%) почвы городских кварталов могут иметь высокую биомассу. И для постагрогенных железометаморфических, и для постагродерново-подзолистых почв число экологических групп одинаково, однако различаются соотношения трофических групп (рис. 33). Однако, из-за значительного количества червей в постагрогенной почве парка «Тушинский», биомасса беспозвоночных высока. Общим для постагропочв обоих парков является высокая доля организмов групп червей (Lumbricidae) и многоножек (Geophilidae). Содержание остальных групп в постагрогенных почвах разных парков варьирует. Для фоновых почв характерно несколько меньшее разнообразие; распространены группы червей (Lumbricidae), пауков (Aranei), сенокосцев (Opiliones) и ряда других групп. Высокое биологическое разнообразие почв фоновых и залежных облесенных территорий связано также и с низкой современной рекреационной активностью.
Почвы старых поселений характеризуются несколько пониженным биологическим разнообразием. Для урбанозема парка «Покровское-Стрешнево» характерно явное доминирование группы червей (81%) над остальными группами. Вероятно, это связано с активной современной нагрузкой на эти территории (как свободные от подлеска и подростаи хорошей приспособленностью червей к неблагоприятным условиям субстрата (уплотнение, загрязнение). Почвы современных кварталов, вероятно, не имеют устоявшихся сообществ. Их видовое разнообразие зависит от организмов, поступивших от окрестностей. Изменение соотношения трофических групп исследованных почв подчиняется, вероятно, локальным особенностям площадок заложения разрезов. Общей чертой следует отметить повешение доли миксофагов в молодых почвах современных городских кварталов (рис. 20).
Примерно схожие тенденции характеризуется и индексом биологического разнообразия Шеннона (рис. 34). Его максимальное значение приурочено к постагрогенной метаморфической почве парка «Покровское-Стрешнево», минимальное - к активно посещаемому отдыхающими урбанозему того же парка, а также к обильно заселенной червями постагродерново-подзолистой почвы. Несколько менее выражена разница между территориями разного функционального использования на территории парка «Тушинский». С индексом биологического разнообразия обратно связан индекс доминирования отдельных групп Бергера-Паркера. Он максимален в постагрогенной дерново-подзолистой почвы и уплотненном урбаноземе с. Покровское (что связано с доминированием кольчатых червей) и минимален в постагрогенной железометаморфической и ненарушенной дерново-подзолистой, что связано со значительным разнообразием беспозвоночных.
Индексы разнообразия Шеннона (Н ) и доминирования отдельных групп Бергера-Паркера (d). Пробные участки: парк «Покровское-Стрешнево»: 1 - фоновый ржавозем; 3 - постагрогенная железо-метаморфическая; 5 — урбанозем; парк «Тушинский»: 2 — фоновая дерново-подзолистая; 4 - постагродерново-подзолистая; 6 - урбанозем (Рахлеева,
Строганова, 2008). Подобное распределение индексов разнообразия и доминирования свидетельствует о том, что на свойства почвенных беспозвоночных животных влияет не только прошлая история формирования и трансформации почвенного профиля, но и его современное функциональное использование.
Свойства сообществ микроорганизмов. Свойства сообществ почвенных микроорганизмов фоновых почв разных объектов различаются (табл. 17). Для дерново-подзолистой почвы (профиль Ти 3) территории парка «Тушинский» характерна повышенная интенсивность эмиссии СОг (на 10-20 мкл/г ч), углерода микроорганизмов -Смикр - (на 200-600 мкг/г), а также доля последнего (1,5-6,5%) в общем Сорг почвы, по сравнению с этими характеристиками ржавозема типичного (профиль V 2), вскрытого на территории парка «Покровское-Стрешнево». Это может быть связано с различиями гранулометрического состава почв (см. гл. 6), или с большей степенью загрязненности ржавозема, по сравнению с дерново-подзолистой почвой. По сравнению с вне-городскими аналогами, перечисленные характеристики описываемых почв понижены, в особенности для ржавозема. Так, доля Смикр от Сорг уменьшена на 8-10%, в горизонте AY ржавозема территории парка «Покровское-Стрешнево» масса С микроорганизмов понижена на 1200-1300 мкг/г (Сусьян и др., 2009; Ананьева и др., 2010). Это можно объяснить влиянием поллютантов и периодическим сведением подлеска, а также - рекреационной нагрузкой (Ефремов, Новикова, 2006).
Сукцессионные изменения сообществ микроорганизмов изученных старопахотных почв обоих парков различаются (табл. 17). Для постагрогенной железометаморфической почвы (VI) характерно повышение массы Смикр (на 150-300 мкг/г), ее доли от Сорг (на 0,5-0,6 %) и уровня субстрат-индуцированного дыхания (на 3,5-5,2 мкл/г ч), по сравнению с типичным ржавоземом. Для постагродерново-подзолистых описаны обратные тенденции, согласующиеся с литературными данными для почв залежей аналогичного возраста (Ананьева и др., 2010). Сохраняющиеся различия в реакции почвенной биоты на агрогенное воздействие может быть связано как с исходным различием почв, так и особенностями ведения хозяйства на территории заложения.
Таким образом, каждый вид антропогенной деятельности приводит к формированию специфических для нее почв, с присущим им специфическим сочетаниям морфологических, физических, химических, биологических и других свойств. Для двух исследованных объектов, исходно различающихся по условиям почвообразования, однотипно трансформированные почвы во многом схожи. Так, постагрогенные почвы отличаются небольшой глубиной трансформации (редко более 30 см), морфологическими свойствами субстрата диагностического горизонта AYpa (общей гомогенностью, меньшей долей пор и т.д.), уплотненностью, низкой потенциальной активностью микроорганизмов при высоком разнообразии и биомассе мезофауны. Почвы доиндустриальных поселений (в меньшей степени -грунтовых дорог) уплотнены чуть менее постагрогенных, однако формируются в условиях постоянного седиментогенеза, морфологически неоднородны, имеют значительно количество включений, преимущественно легкосуглинистый гранулометрический состав с доминированием кварца средни скелетных зерен, повышенную реакцию среды из-за наличия карбонатных включений, измененный компклекс ОВ
«Тушинский»
Цвет субстрата - 10 YR 2/2, окраска связана с ОВ. Сложение субстрата рыхлое слабоструктурное, структура - комковато-зернистая с элементами торфоподобной и плитчатой. Преобладает несортированный материал. Скелетные зерна составляют приблизительно 20-30% от объема субстрата, имеют мелко- и среднепесчаный размер. В составе минералов крупных фракций доминирует кварц. Растительные остатки представлены преимущественно в форме сильноразложенных частиц, Тип гумуса - мор. Разнообразные антропогенные включения (кирпич, стекло, каменный уголь и т.д.). Слабое вскипание от соляной кислоты (10%) и бурное - от перекиси водорода (3%).
Цвет субстрата - 10 YR 7/3, окраска связана преимущественно с ОВ. Сложение субстрата уплотненное структурное, структура - комковато-глыбистая с элементами ореховатой. Преобладающий порядок агрегатов - 3-4й. Скелетные зерна составляют приблизительно 30% от объема субстрата, имеют крупнопылеватый-мелкопесчаный размер. Основное цементирующее вещество - глинистое и ОВ. Растительные остатки единичные, представлены преимущественно в форме слаборазложенных корневых остатков. Тип гумуса - модер. Новообразования представлены единичными выцветами карбонатов. Включения строительных остатков и бытового мусора. Бурное вскипание от соляной кислоты (10%) и бурное - от перекиси водорода (3%).
Цвет субстрата - 7,5 YR 7/3 к 7,5 YR 4/3, окраска связана преимущественно с минеральными зернами. Сформирован из субстрата текстурного горизонта ВТ. Сложение субстрата плотное бесструктурное, элементы крупноглыбистой структуры. Преобладающий порядок агрегатов - 4-5й, единичные. Скелетные зерна составляют приблизительно 90-95% от объема субстрата, имеют крупно-среднепесчаный размер. В составе минералов крупных фракций доминирует кварц. Растительные остатки единичные, преимущественно в виде включений древесины. Новообразования представлены перекристаллизованными карбонатными включениями, в еще более значительном количестве, по сравнению с верхним горизонтом. Разнообразные антропогенные включения (кирпич, стекло, каменный уголь и т.д.) до 3-5% объема. Бурное вскипание от соляной кислоты (10%) и перекиси водорода (3%).
Общее содержание скелетных зерен — около 60% площади шлифа (без пор). Содержание среднепесчаных зерен невелико (10-15%). Распределение скелетных зерен неравномерное. Размер зерен - от самых мелких (пылеватых) до среднепесчаных, преобладающий размер -крупная пыль. Зерна несортированы, признаки корродированности (трещины, неровные края ряда зерен, преимущественно полевошпатных). Форма зерен изометричная. Слабо окатаны. Полиминеральный, преобладают полевые шпаты, доля кварца - примерно 30%. Много зеленоцветных зерен крупно- и мелко- пылеватого размера (роговая обманка?). Зоогеная переработанность.
Пылевато-песчаное микростроение. Плазменное вещество гумусовое, реже железисто-гумусовое. Схематический рисунок глинистого вещества раздельно-чешуйчатый. Диффузное ОВ копролитарное сгустковое. ОВ распределено равномерно. Тип гумуса -модер. Единичные мелкие углистые частицы, сохранившие строение клеток.
BFM Общее содержание скелетных зерен - около 80% площади шлифа (без пор). Распределение скелетных зерен равномерное. Размер зерен - преимущественно среднепесчаное, реже крупно- и мелкопесчаное. Зерна несортированы. Форма зерен изометричная. Хорошо окатаны. Угловатые частицы имеют пылеватый размер, содержание незначительно. Полиминеральный, преобладают полевые шпаты, доля кварца - примерно 20-30%. Зелено-и красноцветные зерна крупно- и мелко- пылеватого размера.
Пылевато-песчаное к песчаному микростроение. Плазменное вещество железистое, реже глинисто-железистое. Железистая плазма хлопьевидная, сосредоточена преимущественно в трещинах и складках крупных минеральных зерен, реже образуют свободные сгустки. Схематический рисунок глинистого вещества компактно-чешуйчатый, реже параллельно-волокнистый. Наличие глинистых частиц вызвано преимущественно разрушением серицитизированных минеральных зерен полевых шпатов. Диффузного ОВ нет. Единичные крупные углистые частицы, сохранившие строение клеток.
ВС Общее содержание скелетных зерен - 80-90% площади шлифа (без пор). Распределение скелетных зерен равномерное. Размер зерен - преимущественно среднепесчаное, реже крупнопесчаное. Зерна несортированы. Форма зерен изометричная. Хорошо окатаны. Полиминеральный, преобладают полевые шпаты, доля кварца - примерно 20-30%. Зелено-и красноцветные зерна крупно- и мелко- пылеватого размера.
Песчаное микростроение. Плазменное вещество железистое. Железистая плазма хлопьевидная, сосредоточена преимущественно в трещинах и складках крупных минеральных зерен, реже образуют свободные сгустки.
Гранулометрический состав по профилю V2 меняется постепенно, сверху вниз к более песчаному. Доминирующий размер частиц меняется со средней и крупной пыли (AY) к среднему песку (ВС). Количество тонкодисперсного вещества постепенно снижается к нижней части профиля, их распределение меняется с равномерного (AY, AYBFM) до сгусткового в нижних горизонтах, где его содержание заметно снижено. В горизонте ВС распространение тонкодисперсного вещества имеет диффузно-островной характер. Имеет место разрушение зеленоцветных минералов, а также оглинивание (в пределах всего профиля).
Выводы: скорее всего, гранулометрический состав профиля изменяется in situ в результате процессов почвообразования. Однако, ввиду большого числа раздробленных зерен в верхнем горизонте, эти горизонты могли быть перемытыми (или физическое выветривание интенсифицировалось из-за биогенных процессов). Материал в пределах гумусового профиля значительно переработан почвенной мезофауной. Микростроение . соответствует микростроению буроземов в ранее опубликованных монографиях.
Общее содержание скелетных зерен - около 40-50% площади шлифа (без пор). Распределение скелетных зерен равномерное. Размер зерен - от самых мелких (пылеватых) до среднепесчаных, преобладающий размер - крупнопылеватый и мелкопесчаный. Зерна несортированы, окатаны, однако явны признаки корродированности (трещины на всех крупных зернах, в т.ч. кварца, неровные края ряда зерен, преимущественно полевошпатных). Форма зерен изометричная. Полиминеральный, преобладают кислые полевые шпаты, в т.ч микроклин; доля кварца - примерно 30%. Единичные зеленоцветных зерен крупно- и мелко- пылеватого размера (роговая обманка?). Зоогеная переработанность крайне слабая. Пылевато-песчаное микростроение. Плазменное вещество железисто-гумусовое. Схематический рисунок глинистого вещества раздельно-чешуйчатый. Содержание Несмотря на значительную приближенность макроморфологических признаков к таковым в серогумусовом горизонте фонового профиля, микроструктура восстановилась незначительно. Профиль соответствует микроструктуре буроземов, но слабо структурирован.
AYpa Общее содержание скелетных зерен - около 40 % площади шлифа (без пор). Распределение скелетных зерен равномерное. Размер зерен - от самых мелких (пылеватых) до щебнистых, преобладающий размер - мелкопесчаный. Зерна несортированы, окатаны, однако явны признаки корродированности (трещины на всех крупных зернах, в т.ч. кварца, неровные края ряда зерен, преимущественно полевошпатных). Форма зерен варьирует -угловатая, изометричная. Минеральный состав схож с фоновым. Зерна полевых шпатов имеют большее количество железистой плазмы вокруг них.
Песчано-пылеватое микростроение. Плазменное вещество железисто-гумусовое, местами глинисто-железистая (по граням разрушающихся зерен). Схематический рисунок глинистого вещества раздельно-чешуйчатый. Содержание глинистого вещества незначительно. Диффузное ОВ диффузное, распределено неравномерно, имеет бурый оттенок (из-за связи с железистыми соединениями?). Копролитарных сгустков очень мало. Тип гумуса - модер. Мелкие микроортштейны. Растительные остатки слабой степени разложенности, преимущественно корни. Включения древесных остатков (фрагменты плохо сохранившихся клеток). Крупные углистые частицы, фрагментарно сохранившие строение растительных клеток.
