Генезис и география почв
Сахабиев И. А., Рязанов С. С., Кольцова Т. Г., Григорьян Б. Р., Григорьян Б. Р. Выбор метода геостатистической интерполяции свойств почв государственных сортоиспытательных участков при использовании параметров цифровой модели рельефа // Почвоведение. 2018. № 3. С. 259-273. doi: 10.7868/S0032180X18030012
Рассмотрены 3 наиболее распространенных метода интерполяции почвенных свойств (ординарный кригинг (ОК), регрессионный кригинг с множественной линейной регрессией (RK+MLR), регрессионный кригинг с регрессией на главные компоненты (RK+PCR)) в масштабе поля. По результатам исследования составлен алгоритм выбора оптимального метода интерполяции почвенных свойств при использовании атрибутов цифровой модели рельефа. При сильной пространственной зависимости метод ОК показывает более высокую точность интерполяции, а включение вспомогательных переменных дает лишь незначительный прирост в точности прогнозирования. Метод RK+PCR становится не рациональным при уменьшении мультиколлинеарности атрибутов рельефа (менее 10 предикторов). В этом случае рекомендуется использование множественной линейной регрессии.
Ключевые слова: картографирование, вариограмма, ординарный кригинг, регрессионный кригинг, агрохимические свойства почв.
I. A. Sahabiev, S. S. Ryazanov, T. G. Kolcova, and B. R. Grigoryan ''Selection of a Geostatistical Method to Interpolate Soil Properties of the State Crop Testing Fields using Attributes of a Digital Terrain Model,'' Eurasian Soil Science, 51 (3), 255-267 (2018). doi: 10.1134/S1064229318030122
Химия почв
Ладонин Д. В. Элементы платиновой группы в почвах и уличной пыли Юго-Восточного административного округа г. Москвы // Почвоведение. 2018. № 3. С. 274-283. doi: 10.7868/S0032180X18030024
Определено содержание пяти элементов платиновой группы (Ru, Rh, Pd, Ir и Pt) в почвах и уличной пыли Юго-Восточного административного округа г. Москвы. Содержание элементов в почве может многократно превышать кларковый уровень в литосфере, отличается высоким варьированием и ассиметричным частотным распределением. Для Rh, Pd и Pt наблюдается тесная корреляция между содержанием элементов в почвах и уличной пыли. На основе уровней содержания элементов и элементных отношений сделан вывод о том, что главным источником загрязнения почв и уличной пыли округа является автомобильный транспорт.
Ключевые слова: тяжелые металлы, элементы платиновой группы, городские почвы, уличная пыль, масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой
D. V. Ladonin ''Platinum-Group Elements in Soils and Street Dust of the Southeastern Administrative District of Moscow,'' Eurasian Soil Science, 51 (3), 268-276 (2018). doi: 10.1134/S1064229318030055
Лукина Н. В., Ершов В. В., Горбачева Т. Т., Орлова М. А., Исаева Л. Г., Тебенькова Д. Н. Оценка состава почвенных вод северотаежных хвойных лесов фоновых территорий индустриально развитого региона // Почвоведение. 2018. № 3. С. 284-296. doi: 10.7868/S0032180X18030036
Дана оценка состава почвенных вод хвойных лесов, формирующихся в Мурманской обл. – индустриально развитом регионе севера России. Объекты исследований представляют собой наиболее распространенные в бореальной зоне ельники кустарничково-зеленомошные и сосняки кустарничково-лишайниковые, функционирующие на Al-Fe-гумусовых подзолах (Albic Rustic Podzols). Дана оценка концентрации и выноса органического углерода, выполняющего важнейшую биогеохимическую и педогенную функцию. Показано значительное внутри- и межбиогеоценотическое варьирование состава атмосферных выпадений и почвенных вод. Вынос углерода с почвенными водами из органогенных горизонтов в древесных элементарных биогеоареалах (ЭБГА) в 2–5 раз, а из минеральных горизонтов – в 2–3 раза (иногда в 10 раз) больше, чем в межкроновых. По минеральному азоту самый нижний критический уровень (0.2 мг/л) в древесных ЭБГА, в отличие от межкроновых, как правило, превышен. Концентрация сульфатов и тяжелых металлов в водах древесных ЭБГА в 3–5 раз больше, чем межкроновых. Обнаружены и существенное межбиогеоценотическое варьирование в составе вод, обусловленное различиями в размерах древесных растений и густоте древостоя. Таким образом, достоверная характеристика биогеохимических циклов, а также оценка критических уровней компонентов в почвенных водах лесных экосистем не могут быть проведены без учета их меж- и внутрибиогеоценотического варьирования.
Ключевые слова: леса, лизиметрические воды, органический углерод, тяжелые металлы, сульфаты,пространственное варьирование, оценка критических уровней
N. V. Lukina, V. V. Ershov, T. T. Gorbacheva, M. A. Orlova, L. G. Isaeva, and D. N. Teben’kova ''Assessment of Soil Water Composition in the Northern Taiga Coniferous Forests of Background Territories in the Industrially Developed Region,'' Eurasian Soil Science, 51 (3), 277-289 (2018). doi: 10.1134/S1064229318030079
Физика почв
Иванов А. В., Браун М., Татауров В. А. Сезонная и суточная эмиссия СО2 из почв кедровых лесов южного Cихотэ-Алиня // Почвоведение. 2018. № 3. С. 297-303. doi: 10.7868/S0032180X18030048
Представлены результаты измерений дыхания буроземов типичных (Dystric Cambisols) под кедрово-широколиственными лесами южной части Приморского края, произрастающими в условиях умеренного муссонного климата. Измерения проводились на протяжении трех сезонов 2014–2016 гг. камерным методом с использованием прибора на базе инфракрасного газоанализатора. Вычислены удельные и суммарные значения потоков СО2 из почвы на четырех модельных участках. При моделировании годичных потоков использованы данные с регистраторов температуры почвы, установленных на участках. Летняя эмиссия принимала значения в диапазоне 2.25–10.97 г моль/(м2 с), а общий поток за безморозный период по участкам изменялся от 18.84 до 25.56 моль/м2. Показано, что большая часть сезонной вариации дыхания почв контролируется температурой почвы (R2 = 0.5–0.7); влажность почвы также оказывает значимое влияние на временную изменчивость интенсивности эмиссии и детерминирует ее на 10%. Суточная динамика дыхания почвы в старовозрастном (200 лет) кедровнике имеет значимую связь с температурой воздуха (R2 = 0.51). Отмечено, что пирогенная трансформация кедровых лесов в малоценные дубняки сопровождается увеличением потока СО2 из почвы.
Ключевые слова: дыхание почвы, эмиссия СО2, температура и влажность, кедровые леса, буроземы типичные (Dystric Cambisols)
A. V. Ivanov, M. Braun, and V. A. Tataurov ''Seasonal and Daily Dynamics of the CO2 Emission from Soils of Pinus koraiensis Forests in the South of the Sikhote-Alin Range,'' Eurasian Soil Science, 51 (3), 290-295 (2018). doi: 10.1134/S1064229318030043
Биология почв
Смагин А. В., Смагина М. В., Садовникова Н. Б. Биологическое потребление кислорода в почвах и подстилках // Почвоведение. 2018. № 3. С. 304-317. doi: 10.7868/S0032180X1803005X
Исследовано биологическое потребление кислорода (БПК) минеральными и органогенными горизонтами дерново-подзолистых почв лесопаркового пояса Москвы, как показателя их микробного дыхания и потенциальной биодеструкторной функции. БПК почвенных образцов оценивали с помощью портативного электрохимического газоанализатора после инкубации в закрытых флаконах в оптимальных гидротермических условиях. Предложена универсальная для минеральных и органогенных горизонтов почвы градационная шкала этого показателя с диапазоном от “очень низкого” <2 г О2/(м3ч) до “чрезвычайно высокого БПК” >140 г О2/(м3ч). Разработана физически обоснованная модель вертикального распределения БПК в почве, сочетающая диффузионный транспорт кислорода из атмосферы и его биогенное поглощение в почве по типу реакции первого порядка. Получено аналитическое решение модели в стационарном состоянии, и по нему произведена оценка почвенной диффузивности кислорода и кинетические константы поглощения О2, а также рассчитана интегральная по профилю величина суммарного БПК (0.4–1.8 г О2/(м3ч)), тождественная с теоретической точки зрения потенциальному потоку кислорода с поверхности почвы при микробном дыхании. Все параметры модели отражают рекреационную нагрузку на почвенный покров уменьшением своих значений относительно контроля.
Ключевые слова: поглощение кислорода почвами, минеральные и органогенные почвенные субстраты, биологическая активность, биодеструкция, моделирование, диффузия, кинетика, антропогенная нагрузка, рекреация
A. V. Smagin, M. V. Smagina, and N. B. Sadovnikova ''Biological Oxygen Demand in Soils and Litters,'' Eurasian Soil Science, 51 (3), 296-308 (2018). doi: 10.1134/S1064229318010143
Патова Е. Н., Новаковская И. В., Денева С. В. Влияние эдафических и орографических факторов на разнообразие водорослевых сообществ биологических почвенных корочек на пятнахмедальонах Полярного и Приполярного Урала // Почвоведение. 2018. № 3. С. 318-330. doi: 10.7868/S0032180X18030061
Изучено влияние эдафических и орографических факторов на формирование разнообразия водорослевых сообществ биологических почвенных корочек (БПК) в горных тундрах Полярного и Приполярного Урала. Исследования проведены на пятнах-медальонах с разным составом почвообразующих пород и степенью зарастания. Обнаружен 221 вид водорослей из шести отделов. Новыми для региона исследований являются 88 таксонов. Выявлены виды, которые являются постоянными компонентами БПК исследованных почв: Stigonema minutum, S. ocellatum, Nostoc commune, Gloeocapsopsis magma, Scytonema hofmannii, Leptolyngbya foveolarum, Pseudococcomyxa simplex, Sporotetras polydermatica, а также виды родов Cylindrocystis, Elliptochloris, Fischerella, Leptosira, Leptolyngbya, Myrmecia, Mesotaenium, Phormidium, Schizothrix. Основу альгоценозов БПК формируют космополитные цианопрокариоты и мелкоклеточные зеленые водоросли с утолщенными оболочками и мощной слизью, значительна доля азотфиксаторов. Дана характеристика физико-химических свойств первичных почв, формирующихся под корочками на пятнах-медальонах. Наиболее значимыми факторами, влияющими на видовой состав водорослей БПК, являются высотный градиент, температура, влажность почвы, а также содержание Ca, Mg, подвижных форм фосфора и общего азота.
Ключевые слова: пятнистые тундры, почвенные водоросли, физико-химические свойства первичных почв
E. N. Patova, I. V. Novakovskaya, and S. V. Deneva ''The Influence of Edaphic and Orographic Factors on
Algal Diversity in Biological Soil Crusts on Bare Spots in the Polar and Subpolar Urals,'' Eurasian Soil Science, 51 (3), 309-320 (2018). doi: 10.1134/S1064229318030109
Налиухин А. Н., Хамитова С. М., Авдеев Ю. М., Снетилова В. С., Суров В. В., Силуянова О. В., Белозеров Д. А. Изменение метагенома прокариотного сообщества как показатель плодородия пахотных дерново-подзолистых почв при применении удобрений // Почвоведение. 2018. № 3. С. 331-337. doi: 10.7868/S0032180X18030073
С использованием метода высокопроизводительного секвенирования гена 16S рРНК изучено влияние различных систем удобрения и известкования на изменение таксономической структуры прокариотного сообщества агродерново-подзолистой почвы (Albic Retisol (Loamic, Aric, Cutanic, Differentic, Ochric)) в стационарном полевом опыте Вологодской ГМХА. В качестве эталонного участка служила 25-летняя залежь, в которой интенсивность протекания микробиологических процессов приближается к целинным аналогам дерново-подзолистых почв. На первом этапе исследования были выявлены доминирующие филумы, доля которых была выше, чем остальных: Proteobacteria (45.3–56.2%), Actinobacteria (13.6–20.4%), Bacteroidetes (7.2–19.3%), Acidobacteria (7.1–11.5%), Verrucomicrobia (4.3–10.3%). Было выделено несколько групп микроорганизмов-индикаторов, изменяющих свое долевое участие под действием известкования, внесения удобрений и обработки почвы по сравнению с залежью. Используемый подход позволяет соотнести таксономическую структуру микробоценоза почвы с экзогенными факторами для оценки изменения структуры микробного комплекса почвы при разном использовании пашни.
Ключевые слова: полевой опыт, микробоценоз почвы, высокопроизводительное секвенирование, индикаторные показатели, таксономия, известкование, удобрение
A. N. Naliukhin, S. M. Khamitova, A. P. Glinushkin, Yu. M. Avdeev, V. S. Snetilova, Yu. V. Laktionov, V. V. Surov, O. V. Siluyanova, and D. A. Belozerov ''Changes in the Metagenome of Prokaryotic Community as an Indicator of Fertility of Arable Soddy-Podzolic Soils upon Fertilizer Application,'' Eurasian Soil Science, 51 (3), 321-326 (2018). doi: 10.1134/S1064229318030092
Деградация, восстановление и охрана почв
Баркан В. Ш., Лянгузова И. В. Изменение уровня загрязнения органического горизонта Al-Feгумусовых подзолов при уменьшении аэротехногенной нагрузки (Кольский полуостров) // Почвоведение. 2018. № 3. С. 338-346. doi: 10.7868/S0032180X18030085
Сравнительное изучение уровня загрязнения органогенного горизонта Al-Fe-гумусовых подзолов (Albic Rustic Podzol) в зоне воздействия атмосферных выбросов комбината “Североникель” (Мурманская обл.) с 20-летним интервалом выявило неоднозначную картину пространственно-временных изменений валового содержания тяжелых металлов (ТМ) в почвах в ответ на уменьшение аэротехногенной нагрузки. Вследствие большого диапазона варьирования концентраций ТМ – корреляция между содержанием ТМ в органогенном горизонте почв и расстоянием от источника загрязнения отсутствует. В ответ на девятикратное уменьшение объемов атмосферных выбросов соединений Ni произошло достоверное (в среднем 2.5-кратное) уменьшение его валового содержания в органогенном горизонте подзолов, при этом трехкратное сокращение выбросов соединений Cu оказалось недостаточным для достоверного уменьшения уровня загрязнения почв этим металлом. В 2016 г. в некоторых пунктах отбора почвенных проб содержание ТМ даже увеличилось по сравнению с более ранним сроком наблюдений. Соотношение Ni : Cu в почвенных пробах также принципиально различалось за 2 срока наблюдений: в период 1989–1994 гг. валовое содержание ТМ убывало в ряду Ni > Cu > Co, а в 2016 г. – Cu > Ni > Co соответственно, что обусловлено соотношением ежегодных объемов атмосферных выбросов соединений этих металлов. Вследствие постоянного поступления ТМ из загрязненного воздуха уровень загрязнения ТМ органогенного горизонта подзолов остается высоким или очень высоким.
Ключевые слова: тяжелые металлы, загрязнение окружающей среды, Al-Fe-гумусовый подзол, Albic Rustic Podzol, Кольский полуостров, уменьшение аэротехногенной нагрузки.
V. Sh. Barkan and I. V. Lyanguzova ''Changes in the Degree of Contamination of Organic Horizons of Al–Fe-Humus Podzols upon a Decrease in Aerotechnogenic Loads, the Kola Peninsula,'' Eurasian Soil Science, 51 (3), 327-335 (2018). doi: 10.1134/S106422931803002X
Ларионов Г. А., Бушуева О. Г., Горобец А. В., Добровольская Н. Г., Кирюхина З. П., Краснов С. Ф., Литвин Л. Ф., Максимова И. А., Судницын И. И. Экспериментальное исследование факторов, влияющих на эродируемость почв // Почвоведение. 2018. № 3. С. 347-356. doi: 10.7868/S0032180X18030097
Исследовано влияние различных факторов и условий подготовки монофракционных образцов пахотного горизонта выщелоченного чернозема на эродируемость и ее связь с сопротивлением почвы разрыву (СПР). Выдерживание образцов при температуре 38°C сокращает эродируемость на 2 порядка. Высушивание образцов, напротив, увеличивает их эродируемость. Показано, что в продолжение опыта эродируемость уменьшается. Установлено, что инокулирование почвы культурами дрожжей (Naganishia albida, Lipomyces tetrasporus) привело к достоверному увеличению СПР в 1.5–1.9 раза. Стерильная почва размывалась на порядок интенсивнее нестерильной – 4.9 и 0.3 г/(м2 с) соответственно. Высушивание почвы с последующим увлажнением до исходной влажности (30%) практически во всех вариантах опыта не оказывало значимого влияния на величину СПР.
Ключевые слова: эрозия почв, интенсивность смыва, межагрегатные связи, плотность почвы, сопротивление почвы разрыву, влажность почвы, культуры дрожжей (Naganishia albida, Lipomyces tetrasporus), выщелоченный чернозем (Luvic Chernozem (Pachic)).
G. A. Larionov, O. G. Bushueva, A. V. Gorobets, N. G. Dobrovolskaya, Z. P. Kiryukhina, S. F. Krasnov, L. F. Litvin, I. A. Maksimova, and I. I. Sudnitsyn ''Experimental Study of Factors Affecting Soil Erodibility,'' Eurasian Soil Science, 51 (3), 336-344 (2018). doi: 10.1134/S1064229318030067
Рухович Д. И., Рухович А. Д., Рухович Д. Д., Симакова М. С., Куляница А. Л., Королева П. В. Применение технологии спектральной окрестности линии почв для анализа интенсивности использования почвенного покрова в 1985–2014 гг. (на примере трех районов Тульской области) // Почвоведение. 2018. № 3. С. 357-371. doi: 10.7868/S0032180X18030103
Технология выделения спектральной окрестности линии почв (СОЛП – spectral neighbourhood soilline (SNSL)) позволяет провести количественную оценку интенсивности использования земель сельскохозяйственного назначения. Оценка проводится путем вычисления частоты встречаемости открытой поверхности почвы (ОПП). Установлено, что в период 1985–1994 гг. частота встречаемости ОПП была линейно связана с типом почвы в ряду: дерново-сильноподзолистые, дерново-среднеподзолистые, дерново-слабоподзолистые (Eutric Albic Glossic Retisols (Loamic, Aric, Cutanic, Differentic, Ochric)), светло-серые лесные (Eutric Retisols (Loamic, Aric, Cutanic, Differentic, Ochric)), серые лесные (Eutric Retisols (Loamic, Aric, Cutanic, Ochric)), темно-серые лесные (Luvic Retic Greyzemic Phaeozems (Loamic, Aric)), черноземы оподзоленные (Luvic Greyzemic Chernic Phaeozems (Loamic, Aric, Pachic)) и черноземы выщелоченные (Luvic Chernic Phaeozems (Loamic, Aric, Pachic)). Интенсивность эксплуатации наименее плодородных почв ряда и наиболее плодородных соотносились как 28 : 48%. Уже в следующее десятилетие – с 1995 по 2004 гг. – связь между типом почв и интенсивностью землепользования резко изменилась, а соотношение интенсивностей эксплуатации земель составило 14 : 43%. Фактически произошел заброс половины сельскохозяйственных земель исследуемой территории на подзолистых и серых лесных почвах. Причиной массового вывода земель из сельскохозяйственного оборота является экономическая нецелесообразность возделывания почв с меньшим естественным плодородием, чем черноземов оподзоленных в условиях экономического кризиса 1990-х годов. Пространственно-временная связь между почвенным покровом и интенсивностью эксплуатации земель выглядит как уменьшение частоты встречаемости ОПП от черноземов выщелоченных к дерново-сильноподзолистым почвам и от 1985 к 2014 г.
Ключевые слова: почвенная линия, спектральная окрестность линии почвы, интенсивность эксплуатации почв и земель, почвенные карты, данные дистанционного зондирования
D. I. Rukhovich, A. D. Rukhovich, D. D. Rukhovich, M. S. Simakova, A. L. Kulyanitsa, and P. V. Koroleva ''Application of the Spectral Neighborhood of Soil Line Technique to Analyze the Intensity of Soil Use in 1985–2014 (by the Example of Three Districts of Tula Oblast),'' Eurasian Soil Science, 51 (3), 345-358 (2018). doi: 10.1134/S1064229318030110
Можарова Н. В., Кулачкова С. А., Лебедь-Шарлевич Я. И. Эмиссия и поглощение парниковых газов в почвах Москвы // Почвоведение. 2018. № 3. С. 372-384. doi: 10.7868/S0032180X18030115
В городской структуре выбросов парниковых газов впервые проведены инвентаризация и районирование эмиссии и стока метана, углекислого газа из почв и техногенных поверхностных образований (ТПО) (Technosol) на техногенных, рекрементогенных и природных отложениях с учетом коэффициента глобального потепления (GWP) в условиях различной интенсивности образования названных газов, подтопляемости и запечатанности. По газогеохимическим критериям и особенностям антропогенного почвообразования выявлены основные источники эмиссии парниковых газов, их интенсивности и массовый выброс. Установлены массовые доли выбросов по секторам “отходы” и “землепользование”, выделяемым в кадастрах парниковых газов. Выявлены новые источники эмиссии газов по первому сектору, выбросы из которых на десятки процентов дополняют литературные и государственные сводки. По второму сектору выбросы в 70 раз превышают известные данные. Предложены оценочные критерии по степени проявления и химическому составу почвенно-геохимических аномалий и по емкостям барьеров. Определен сток парниковых газов из атмосферы и внутренний (скрытый сток) метана в почвах и ТПО. Показаны экологические функции почв и ТПО, вычислена доля скрытого стока метана. Бактериальное окисление метана в почвах и ТПО почти в сто раз превышает его эмиссию в атмосферу.
Ключевые слова: сток, метан, углекислый газ, кадастр выбросов парниковых газов, урбаноземы (Urbic Technosol), реплантоземы (Urbic Technosol Folic), техногенные поверхностные образования (Technosol), техногенно-рекрементогенные отложения
N. V. Mozharova, S. A. Kulachkova, and Ya. I. Lebed’-Sharlevich ''Emission and Sink of Greenhouse Gases in Soils of Moscow,'' Eurasian Soil Science, 51 (3), 359-370 (2018). doi: 10.1134/S1064229318030080
