Пространственно-временная дифференциация интенсивности биологической деструкции органического вещества в городских почвах в зоне воздействия автотранспорта
- Авторы: Кречетов П.П.1, Черницова О.В.1, Шарапова А.В.1, Мушникова Н.А.1, Сушенцова М.В.1
-
Учреждения:
- МГУ им. М.В. Ломоносова
- Выпуск: № 5 (2025): Специальный выпуск, посвященный изучению роли естественных и антропогенно-преобразованных почв в городских экосистемах
- Страницы: 577-590
- Раздел: ХИМИЯ ПОЧВ
- URL: https://journal-vniispk.ru/0032-180X/article/view/294799
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0032180X25050039
- EDN: https://elibrary.ru/BWJIMO
- ID: 294799
Цитировать
Аннотация
Выполнена оценка интенсивности трансформации органических веществ в городских почвах, находящихся под влиянием автотранспорта. Комплексные сезонные полевые исследования проведены в 2023–2024 гг. в юго-западной части г. Москвы. Изучены химические свойства почв, а также оценена их биологическая активность с использованием двух показателей: целлюлозолитической активности и биологического потребления кислорода. Величина pH придорожных почв составила 7.8 ± 0.6 ед., удельная электропроводность (суспензия т : ж = 1 : 2.5) – 185 ± 98 мкCм/ см, содержание органического углерода – 4.8 ± 2.1%, что соответствует литературным данным по городским почвам Москвы. Установлено, что биологическая активность почв придорожных участков и разделительных полос автомобильных дорог Москвы характеризуется значительной вариабельностью значений, от 38 до 87%, в зависимости от сезона. Наибольшая целлюлозолитическая активность для почв зон влияния автотранспорта выявлена в летне-осенний и весенний сроки наблюдения, 11.9 ± 7.6 и 12.2 ± 3.7 мг/г органического вещества в сутки (мг/(г сут)) соответственно. Осенью и зимой она существенно меньше, в среднем 4.1 ± 3.1 мг/ (г сут). Установлено, что весной биологическая активность условно фоновых почв лесопарков в 6 раз ниже, чем почв на участках вдоль автомагистралей. В остальные сезоны достоверных зависимостей между изученными показателями и интенсивностью движения не выявлено. Ведущими факторами, определяющими скорость биологической деструкции органических соединений в городских почвах, являются особенности почвообразования в конструктоземах, специфика городского микроклимата, а также геохимический фактор, связанный с использованием различных химических веществ в работах по обслуживанию дорожной инфраструктуры.
Ключевые слова
Полный текст

Об авторах
П. П. Кречетов
МГУ им. М.В. Ломоносова
Автор, ответственный за переписку.
Email: krechetov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0116-0316
Россия, Ленинские горы, 1, Москва, 119991
О. В. Черницова
МГУ им. М.В. Ломоносова
Email: krechetov@mail.ru
Россия, Ленинские горы, 1, Москва, 119991
А. В. Шарапова
МГУ им. М.В. Ломоносова
Email: krechetov@mail.ru
Россия, Ленинские горы, 1, Москва, 119991
Н. А. Мушникова
МГУ им. М.В. Ломоносова
Email: krechetov@mail.ru
Россия, Ленинские горы, 1, Москва, 119991
М. В. Сушенцова
МГУ им. М.В. Ломоносова
Email: krechetov@mail.ru
Россия, Ленинские горы, 1, Москва, 119991
Список литературы
- Абашеева H.Е., Инешина Е.Г., Меркушева М.Г., Кожевникова Н.М., Митыпов Б.Б. Влияние лантансодержащих микроудобрений на биологическую активность каштановой почвы // Агрохимия. 2003. № 8. С. 39–44.
- Ананьева Н.Д., Иващенко К.В., Сушко С.В. Микробные показатели городских почв и их роль в оценке экосистемных сервисов (обзор) // Почвоведение. 2021. № 10. С. 1231–1246. https://doi.org/10.31857/S0032180X21100038
- Апарин Б.Ф., Сухачева Е.Ю., Булышева А.М., Лазарева М.А. Гумусовые горизонты почв урбоэкосистем // Почвоведение. 2018. № 9. С. 1071–1084.
- Брянская И.П., Васенев В.И., Брыкова Р.А., Маркелова В.Н., Ушакова Н.В., Госсе Д.Д., Гавриленко Е.В., Благодатская Е.В. Анализ ввозимых почвогрунтов для прогнозирования запасов углерода в почвенных конструкциях Московского мегаполиса // Почвоведение. 2020. № 12. С. 1537–1546. https://doi.org/10.31857/S0032180X23600385
- Васенев В.И., Ван Ауденховен А.П., Ромзайкина О.Н., Гаджиагаева Р.А. Экологические функции и экосистемные сервисы городских и техногенных почв: от теории к практическому применению (обзор) // Почвоведение. 2018. № 10. С. 1177–1191. https://doi.org/10.1134/S0032180X18100131
- Власов Д.В., Кукушкина О.В., Кошелева Н.Е., Касимов Н.С. Уровни и факторы накопления металлов и металлоидов в придорожных почвах, дорожной пыли и их фракции РМ10 в Западном округе Москвы // Почвоведение. 2022. № 5. С. 538–555. https://doi.org/10.31857/S0032180X22050112
- Воробейчик Е.Л. Сезонная динамика пространственного распределения целлюлозолитической активности почвенной микрофлоры в условиях атмосферного загрязнения // Экология. 2007. № 6. С. 427–437.
- Востров И.С., Петрова А.Н. Определение биологической активности почвы различными методами // Микробиология. 1961. № 30. С. 665–669.
- Гончарова О.Ю., Семенюк О.В., Матышак Г.В., Богатырев Л.Г. Биологическая активность городских почв: пространственная вариабельность и определяющие факторы // Почвоведение. 2022. № 8. С. 1009–1022. https://doi.org/10.31857/S0032180X22080032
- Добровольская Т.Г., Звягинцев Д.Г., Чернов И.Ю., Головченко А.В., Зенова Г.М., Лысак Л.В., Манучарова Н.А., Марфенина О.Е., Полянская Л.М., Степанов А.Л., Умаров М.М. Роль микроорганизмов в экологических функциях почв // Почвоведение. 2015. № 9. С. 1087-1096.
- Дорохова М.Ф., Исаченкова Л.Б. Биологическая активность почв территории научно-учебной станции МГУ “Сатино” // Вестник Моск. ун-та. Сер. 5, география. 2008. № 6. С. 34–38.
- Ермолаев А.М., Ширшова Л.Т., Медведева И.Ф., Быховец С.С. Динамика целлюлозолитической активности серой лесной почвы под сеяным лугом различного режима использования // Почвоведение. 1991. № 1. С. 59–66.
- Звягинцев Д.Г. Почва и микроорганизмы. М.: Изд-во МГУ,1987. 256 с.
- Иванников Ф.А. Трансформация почвоподобных техногенных образований в условиях урбоэкосистемы (на примере г. Москвы). Автореф. дис. … канд. биол. наук. М., 2011. 25 с.
- Иванова А.Е., Николаева В.В., Марфенина О.Е. Изменение целлюлозолитической активности городских почв в связи с изъятием растительного опада (на примере Москвы) // Почвоведение. 2015. № 5. С. 562–570.
- Колесников С.И., Кузина А.А., Вернигорова Н.А., Казеев К.Ш., Акименко Ю.В. Биологические свойства желтозема при загрязнении нефтью и тяжелыми металлами // Агрохимия. 2016. № 11. С. 58–64.
- Кошелева Н.Е., Дорохова М.Ф., Кузьминская Н.Ю., Рыжов А.В., Касимов Н.С. Влияние автотранспорта на экологическое состояние почв в Западном административном округе Москвы // Вестник Моск. ун-та. Сер. 5, география. 2018. № 2. С. 16–27.
- Методика выполнения измерений массовой доли металлов и оксидов металлов в порошковых пробах почв рентгенофлуоресцентным методом. М049-П/04. СПб.: ООО “НПО Спектрон”, 2016. 18 с.
- Методические рекомендации по гигиеническому обоснованию ПДК химических веществ в почве. М.: Мин-во здравоохранения СССР, 1982. 57 с.
- Мишустин Е.Н., Петрова А.Н. Определение биологической активности почвы // Микробиология. 1963. № 32 (3). С. 478–483.
- Николаева В.В., Иванова А.Е. Почвенные целлюлозолитические грибные сообщества при точечной застройке городских территорий (на примере Москвы) // Проблемы агрохимии и экологии. 2015. № 2. С. 45–50.
- Прокофьева Т.В., Мартыненко И.А., Иванников Ф.А. Систематика почв и почвообразующих пород Москвы и возможность их включения в общую классификацию // Почвоведение. 2011. № 5. С. 611–623.
- Прокофьева Т.В., Герасимова М.И., Безуглова О.С., Бахматова К.А., Гольева А.А., Горбов С.Н., Жарикова Е.А., Матинян Н.Н., Наквасина Е.Н., Сивцева Н.Е. Введение почв и почвоподобных образований городских территорий в классификацию почв России // Почвоведение. 2014. № 10. С. 1155–1164.
- Пряженникова О.Е. Целлюлозолитическая активность почв в условиях городской среды // Вестник Кемер. ГУ. 2011. № 3. С. 10–13.
- Родин Л.Е., Базилевич Н.И. Динамика органического вещества и биологический круговорот зольных элементов и азота в основных типах растительности Земного шара. М.: Наука, 1965. 254 с.
- Смагин А.В., Смагина М.В., Садовникова Н.Б. Биологическое потребление кислорода в почвах и подстилках // Почвоведение. 2018. № 3. C. 304–317. https://doi.org/10.7868/S0032180X1803005X
- Строганова М.Н., Мягкова А.Д., Прокофьева Т.В. Городские почвы: генезис, классификация, функции // Почва, город, экология. М.: Фонд “За экономическую грамотность”, 1997. C. 15–88.
- Теория и практика химического анализа почв. М.: ГЕОС 2006. 400 с.
- Шарапова А.В., Семенков И.Н., Кречетов П.П., Леднев С.А., Королева Т.В. Влияние керосина на целлюлозолитическую активность дерново-подзолистой и песчаной пустынной почв (лабораторный эксперимент) // Почвоведение. 2022. № 2. С. 244–251. https://doi.org/10.31857/S0032180X22020113
- Яковлева Е.В., Хабибуллина Ф.М., Виноградова Ю.А., Безносиков В.А., Кондратенок Б.М. Микробиологическая активность почв, загрязненных бенз(a)пиреном // Агрохимия. 2010. № 11. С. 63–69.
- Bardgett R., van der Putten W. Belowground biodiversity and ecosystem functioning // Nature. 2014. V. 515. P. 505–511. https://doi.org/10.1038/nature13855
- Bityukova V.R., Mozgunov N.A. Spatial Features Transformation of Emission from Motor Vehicles in Moscow // Geogr. Environ. Sustain. 2019. V. 12. P. 57–73. https://doi.org/10.24057/2071-9388-2019-75
- Chernova O.V., Duschanova K.S., Petrosyan A.A., Khomutova T.E. Problems of Estimation of Microbial Biomass in Soddy-Podzolic Soils (Forests of the Protected Areas of Moscow Region) // Eurasian Soil Sc. 2024. V. 57. P. 1231–1243. https://doi.org/10.1134/S1064229324600416
- Chew I., Obbard J.P., Stanforth R.R. Microbial cellulose decomposition in soils from a rifle range contaminated with heavy metals // Environ. Pollut. 2001. V. 111. P. 367-375. https://doi.org/10.1016/S0269-7491(00)00094-4
- Francini G., Hui N., Jumpponen A., Kotze D.J., Romantschuk M., Allen J.A., Setälä H. Soil biota in boreal urban greenspace: Responses to plant type and age // Soil Biol. Biochem. 2018. V. 118. P. 145–155. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2017.11.019
- Gavrichkova O., Brykova R.A., Brugnoli E., Calfapietra C., Cheng Z., Kuzyakov Y., Liberati D., Moscatelli M.C., Pallozzi E., Vasenev V.I. Secondary soil salinization in urban lawns: Microbial functioning, vegetation state, and implications for carbon balance // Land Degrad. Dev. 2020. V. 17. P. 2591–2604. https://doi.org/10.1002/ldr.3627
- Gerasimova M.I., Chernitsova O.V., Vasil’chuk J.Yu., Kosheleva N.E. GIS mapping of the soil cover of an urbanized territory: drainage basin of the Setun river in the west of Moscow (Russian Federation) // Geogr. Environ. Sustain. 2024. V. 17. P. 131–138. https://doi.org/10.24057/2071-9388-2024-3136
- Gómez-Brandón M., Herbón C., Probst M., Fornasier F., Barral M.T., Paradelo R. Influence of land use on the microbiological properties of urban soils // Appl. Soil Ecol. 2022. V. 175. P. 104452. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2022.104452
- Datta R. Enzymatic degradation of cellulose in soil: A review // Heliyon. 2024. V. 10. P. e24022. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e24022
- Deeb M., Groffman P. M., Blouin M., Egendorf S. P., Vergnes A., Vasenev V., Cao D. L., Walsh D., Morin T., Séré G. Using constructed soils for green infrastructure – challenges and limitations // Soil. 2020. V. 6. P. 413–434. https://doi.org/10.5194/soil-6-413-2020
- Hayakawa Ch., Funakawa Sh., Fujii K., Kadono A., Kosaki T. Effects of climatic and soil properties on cellulose decomposition rates in temperate and tropical forests // Biol. Fertil. Soils. 2014. V. 50. P. 633–643. https://doi.org/10.1007/s00374-013-0885-4
- Jouanneau S., Recoules L., Durand M.J., Boukabache A., Picot V., Primault Y., Lakel A., Sengelin M., Barillon B., Thouand G. Methods for assessing biochemical oxygen demand (BOD): A review // Water Res. 2014. V. 49. P. 62–82. https://doi.org/10.1016/j.watres.2013.10.066
- Kosheleva N.E., Vlasov D.V., Korlyakov I.D., Kasimov N.S. Contamination of urban soils with heavy metals in Moscow as affected by building development // Sci. Total Environ. 2018. V. 636. P. 854–863. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.04.308
- Krechetov P.P., Sharapova A.V., Semenkov I.N., Koroleva T.V. Protocol of conjugate evaluation of the biological activity of soils in terms of cellulolytic activity and biological consumption of oxygen // Methodsx. 2022. V. 9. 101841. https://doi.org/10.1016/j.mex.2022.101841
- Latter P.M., Walton D.W.H. The cotton strip assay for cellulose decomposition studies in soil: history of the assay and development // Cotton strip assay: an index of decomposition in soils. NERC, 1988. P. 7–10.
- Lorenz K., Lal R. Biogeochemical C and N cycles in urban soils // Environ. Int. 2009. V. 35. P. 1–8. https://doi.org/10.1016/j.envint.2008.05.006
- Mankiewicz P., Morin T., Cheng Z. Soils in Green Infrastructure // Soils within Cities. Global approaches to their sustainable management – composition, properties and functions of soils of the urban environment. Stuttgart: Schweizerbart Sci. Publ., 2017. P. 139–147.
- Mendelssohn I.A., Slocum M.G. Relationship between soil cellulose decomposition and oil contamination after an oil spill at Swanson Creek, Maryland // Mar. Pollut. Bull. 2004. V. 48. P. 359–370. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2003.08.015
- Morel J.L., Chenu C., Lorenz K. Ecosystem services provided by soils of urban, industrial, traffic, mining, and military areas (SUITMAs) // J. Soil Sediment. 2015. V. 15. P. 1659–1666. https://doi.org/10.1007/s11368-014-0926-0
- Nachimuthu G., Hundt A., Palmer B., Schwenke G.D., Knox O.G.G. Cotton strip assay detects soil microbial degradation differences among crop rotation and tillage experiments on Vertisols // J. Microbiol. Methods. 2022. V. 200. P. 106558. https://doi.org/10.1016/j.mimet.2022.106558
- Orlova K. S., Savin I.Yu. Ecosystem Services Provided by Urban Soils and Their Assessment: A Review // Eurasian Soil Sc. 2024. V. 57. P. 1072–1083. https://doi.org/10.1134/S1064229324600155
- Pindral S., Kot R., Hulisz P. The influence of city development on urban pedodiversity // Sci. Rep. 2022. V. 12. P. 6009. https://doi.org/10.1038/s41598-022-09903-5
- Pouyat R.V., Day S.D., Brown S., Schwarz K., Shaw R.E., Szlavecz K., Trammell T.L.E., Yesilonis I.D. Urban Soils // Forest and Rangeland Soils of the United States Under Changing Conditions. Cham: Springer, 2020. P. 127–144. https://doi.org/10.1007/978-3-030-45216-2_7
- Prokof’eva T., Umarova A., Bykova G., Suslenkova M., Ezhelev Z., Kokoreva A., Gasina A., Martynenko I. Morphological and physical properties in diagnostics of urban soils: case study from Moscow, Russia // Soil Sci. Annu. 2020. V. 71. P. 309–320. https://doi.org/10.37501/soilsa/131598
- Romzaykina O.N., Vasenev V.I., Paltseva A., Kuzyakov Y.V., Neaman A., Dovletyarova E.A. Assessing and mapping urban soils as geochemical barriers for contamination by heavy metal(loid)s in Moscow megapolis // J. Environ. Qual. 2021. V. 50. P. 22–37. https://doi.org/10.1002/jeq2.20142
- Sun Q., Fang H.L., Liang J., Qian X.W., Liu M. da, Zhang Q.F., Hao R.J., Hao G.J. Soil respiration characteristics of typical urban lawns in Shanghai // Chinese J. Ecol. 2009. V. 28. P. 1572–1578.
- Sushko S., Ananyeva N., Ivashchenko K., Vasenev V., Kudeyarov V. Soil CO2 emission, microbial biomass, and microbial respiration of woody and grassy areas in Moscow (Russia) // J. Soil Sediment. 2019. V. 19. P. 3217–3225. https://doi.org/10.1007/s11368-018-2151-8
- Taok M., Cochet N., Pauss A., Schoefs O. Monitoring of microbial activity in soil using biological oxygen demand measurement and indirect impedancemetry // Eur. J. Soil Biol. V. 4. P. 335–340. https://doi.org/10.1016/j.ejsobi.2007.03.007
- Técher D., Aran D., De Silva M., Claverie R., Erbrech M., Bojic C., Goncalves V., Maunoury-Danger F. Field evaluation of the cotton-strip assay for quantifying decomposition rates in extensive green roof substrates // Urban For. Urban Green. V. 94. 2024. 128292. https://doi.org/10.1016/j.ufug.2024.128292
- Vasenev V., Kuzyakov Y. Urban soils as hot spots of anthropogenic carbon accumulation: Review of stocks, mechanisms and driving factors // Land Degrad. Dev. 2018. V. 29. P. 1607–1622. https://doi.org/10.1002/ldr.2944
- Vasenev V., Varentsov M., Konstantinov P., Romzaykina O., Kanareykina I., Dvornikov Y., Manukyan V. Projecting urban heat island effect on the spatial-temporal variation of microbial respiration in urban soils of Moscow megalopolis // Sci. Total Environ. 2021. V. 786. P. 147457. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.147457
- Yang J.-L., Zhang G.-L. Formation, characteristics and eco-environmental implications of urban soils – A review // Soil Sci. Plant Nutr. 2016. V. 61. P. 30–46. https://doi.org/10.1080/00380768.2015.1035622
Дополнительные файлы
