Почвоведение

Обзор существующих методов показал, что несмотря на то, что со времен В.В. Докучаева прошло более 100 лет, принципиально новых подходов к крупномасштабному картографированию почв не предложено. До сих пор в основе существующих подходов лежат идеи о связи почв с факторами почвообразования. Отмечены немногочисленные попытки увеличить информационную емкость почвенных карт путем отображения микронеоднородностей почвенного покрова, а также добавления на почвенные карты информации о современных почвенных процессах (динамичность границ и пластика рельефа). Все эти методы могут быть использованы для модернизации процесса картосоставления. Предложено дополнить методы традиционного составления карт уточнением границ почвенно-географических выделов по данным дистанционного зондирования, насыщением выделов информацией о структуре почвенного покрова с показом границ мезоструктур почвенного покрова с учетом потоковых структур пластики рельефа, а также с отражением многолетней динамичности границ почвенно-картографических выделов. Большая часть операций по составлению подобных почвенных карт в настоящее время может быть автоматизирована. Подобные карты будут более точно отражать реальную географию почв и их свойств, а также процессы переноса почвенного вещества под действием водных потоков и гравитационных сил, что позволит существенно повысить практическую значимость почвенных данных.

Впервые проведено сравнительное изучение магнитной восприимчивости двух подтипов черноземов Сибири в зависимости от особенностей их географического распространения, формирования свойств и состава. Исследовано 12 почвенных разрезов, девять из которых представлено черноземами обыкновенными, три – черноземами выщелоченными длительно промерзающими и мерзлотными Западной, Средней и Восточной Сибири. Объемную магнитную восприимчивость черноземов определяли специально разработанным, запатентованным, точным, экспрессным способом с помощью малогабаритного каппаметра КМ-7. Удельную магнитную восприимчивость (χ) рассчитывали по формуле: χ = χ/ρ, где ρ – плотность почвы, кг/м³. Показано, что исследуемые черноземы Сибири формируются в контрастных ландшафтно-климатических условиях почвообразования и литогенного состава почвообразующих пород, что приводит к значительным различиям их магнитной восприимчивости, проявляющимся как на подтиповом уровне, так и на уровне отдельных педонов. Установлены тесные положительные корреляционные связи между удельной магнитной восприимчивостью данных черноземов и содержанием гумуса, фракций крупного и среднего, а также мелкого песка, отрицательные – для рН_H2_O, суммы легкорастворимых солей и СаСО₃. Если для черноземов обыкновенных промерзающих Европейской территории России характерен типично аккумулятивный тип магнитного профиля, то для длительно промерзающих и мерзлотных Сибири – регрессивно-аккумулятивный. При этом черноземы обыкновенные мерзлотные отличаются от длительно промерзающих большими статистически достоверными значениями удельной магнитной восприимчивости, что связано с процессами криогенного ожелезнения.

Дана сравнительная оценка рН, концентраций и потоков растворенного органического углерода и растворенного общего азота для березняка злакового, березняка ольхово-ивового высокотравного и луга разнотравно-злакового, расположенных на заброшенной пашне Череповецкого района Вологодской области. Почва – дерново-подзолистая постагрогенная остаточно-карбонатная (Albic Endocalcaric Retisols). Поступление растворенного органического углерода в лесных биогеоценозах в 4.2 раза больше, чем в луговом; вынос в лесных экосистемах в 3.6 раз ниже по сравнению с лугом. Поступление растворенного общего азота не различалось в исследуемых биогеоценозах, в то время как вынос в луговом биогеоценозе в 5.4 раза больше по сравнению с лесными. Аккумуляция углерода в почвенном профиле лесных биогеоценозов в среднем составляет 48.5 кг C/(га год), в то время как для лугового биогеоценоза баланс между поступлением с атмосферными выпадениями и выносом с почвенными водами близок к нейтральному (–1.7 кг C/(га год)). Аккумуляция азота в лесных экосистемах составляет 1.5–1.7 кг N/(га год), в луговом биогеоценозе 1.0 кг N/(га год). Показано, что формирование древесной растительности на заброшенной пашне оказывает значительное влияние на потоки растворенного органического углерода и общего азота в биогеоценозах, как при миграции сквозь древесный полог, так и по почвенному профилю.

Исследованы качественные и количественные характеристики сообществ микромицетов почв топокатены от поймы до вершины карбонатного плато в условиях горного ландшафта Полярного Урала. Биомасса грибов в исследуемых почвах варьирует в переделах 0.13 ± 0.01…1.63 ± 0.81 мг/г. Основной вклад в ее структуру вносят споры грибов (до 100% от общей биомассы). Длина мицелия микроскопических грибов в верхних органогенных горизонтах почв изменяется от 18.45 ± 8.70 до 162.71 ± 134.89 м/г. Общий таксономический список культивируемых микромицетов включает 38 видов грибов из 19 родов, двух отделов и стерильный мицелий. Наименьшее число видов (12) отмечено в почве под разнотравно-осоково-моховым сообществом в нижней части склона, а наибольшее – в почвах пойменного разнотравно-злакового луга и пятнистой дриадовой тундры – по 18 видов. Отдел Mucoromycota представлен 10 видами из родов Linnemannia, Mortierella, Mucor и Umbelopsis. Грибы отдела Ascomycota преобладают в микоценозах исследуемых почв на карбонатных породах. По числу видов лидирует род Trichoderma (8 видов). Род Penicillium в условиях слабокислой и слабощелочной реакции среды имеет низкое видовое разнообразие. Показано, что особенностью комплексов микромицетов почв на карбонатных породах является низкая численность, бедность видового и родового состава, доминирование стерильного мицелия. Установлено, что в условиях тундры в почвах на карбонатных породах количественные характеристики микоценозов зависят от состава и структуры растительного сообщества и содержания органического вещества в почвах. Содержание CaCO₃ не детерминирует общую численность и биомассу грибов в почвах, но через повышение pH может оказывать влияние на таксономическую структуру микромицетов.

C момента зарождения цивилизаций человеческая деятельность приводит к таким деградационным процессам, как эрозия, загрязнение, опустынивание и др. Однако изменения почв в результате боевых действий, даже на локальных участках, могут привести к полному выводу этих земель из хозяйственного оборота. Несмотря на то, что общая площадь территории, затронутой военными действиями, составляет всего 0.024% (121 406 км²) от общей площади Земли, ущерб почвенному покрову носит катастрофических характер. Цель работы – проанализировать литературные источники по изучению физических и химических изменений в почвах в результате военной деятельности. Поиск охватывал период с 1950 по 2024 гг. по всем известным военным конфликтам мира. Проанализировав работы, изменения подразделили на физические, морфологические и химические. Физические проявляются в виде уплотнения почв от гусеничной техники. Изменения морфологических свойств проявляются в виде удаления почвенных горизонтов в результате строительства оборонительных сооружений, перемешивания почв. Наибольший ущерб происходит в результате взрывов снарядов и бомб. Только за первые месяцы Первой мировой войны было образовано более 20 млн кратеров на всей территории театра военных действий. В локальных сражениях, например, Сталинградской битвы на площади менее 500 км² было насчитано более 40 тыс. кратеров и воронок. Описание процессов перемешивания и перемещения твердофазного материала позволило выявить новую форму педотурбации – бомботурбация. В результате взрывов снарядов и бомб почвы воронок имеют профиль O–A–(B)–C. При развитии военной науки к физическим и морфологическим нарушениям добавилось химическое загрязнение почв топливом, тяжелыми металлами, а также поступление нитроароматических взрывчатых веществ, фосфорорганических нервно-паралитических веществ, радиоактивных элементов, диоксинов из гербицидов. На протяжении десятилетий почвы на территории военных действий, а также военных полигонов сильно загрязнены токсичными соединениями, в основном взрывчатыми веществами и боеприпасами (и их остатками), содержащими вредные вещества, включая сурьму (Sb), свинец (Pb), уран (U), 2, 4-динитротолуол (DNT), 2, 4, 6-тринитротолуол (TNT). Эти соединения устойчивы к биологической деградации или переработке и становятся источником загрязнения, потенциально опасным для здоровья человека и окружающей среды. Масштабы химического загрязнения почв в результате военных действий колоссальны. Так, только в результате войны во Вьетнаме дефолиантами и гербицидами было загрязнено 14% территории страны. Накопленные экспериментальные и теоретические знания о влиянии военных действий позволят проследить трансформацию различных почвенных свойств.