esoilБюллетень Почвенного института имени В.В. ДокучаеваDokuchaev Soil Bulletin0136-16942312-4202V.V. Dokuchaev Soil Science Institute10.19047/0136-1694-2021-108-55-82esoil-636Research ArticleСтатьиДиагностика почв, расположенных в градиенте урботехногенного воздействияDiagnostics of soils located in the gradient of urban-technogenic impacthttps://orcid.org/0000-0003-2387-2656НовиковС. Г.NovikovS. G.

Научный сотрудник лаборатории лесного почвоведения ИЛ КарНЦ РАН

канд.биол.наук

novikovsergey.nsg@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-2543-3123МедведеваМ. В.MedvedevaM. V.

Заведующая лабораторией лесного почвоведения ИЛ КарНЦ РАН

канд.биол.наук

mariamed@mail.ruПеккоевА. Н.PekkoevA. N.

Заведующий лабораторией динамики и продуктивности таежных лесов Института леса КарНЦ РАН

pek-aleksei@list.ruТимофееваВ. В.TimofeevaV. V.

Научный сотрудник лаборатории ландшафтной экологии и охраны лесных экосистем Института леса КарНЦ РАН

timofeevavera2010@yandex.ruИЛ КарНЦ РАНРоссияForest Research Institute of the Karelian Research Centre of the Russian Academy of SciencesRussian Federation20212509202101085582Copyright © Новиков С.Г., Медведева М.В., Пеккоев А.Н., Тимофеева В.В., 20212021Новиков С.Г., Медведева М.В., Пеккоев А.Н., Тимофеева В.В.Novikov S.G., Medvedeva M.V., Pekkoev A.N., Timofeeva V.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://bulletin.esoil.ru/jour/article/view/636

В настоящее время на фоне высоких темпов урбанизации происходит сокращение экологически ценных земель лесного фонда. Граничащие с городской территорией лесные экосистемы в результате интенсивной застройки подвергаются мощному техногенному воздействию и со временем необратимо деградируют. В этой связи работа в области анализа экологического состояния основных компонентов лесных экосистем, находящихся в условиях техногенного пресса различной интенсивности, является актуальной. Исследование проводилось на территории города Петрозаводска на участках с разрушенной, слабо нарушенной и ненарушенной лесной экосистемой. На каждом участке проводили оценку состояния почв, описание древостоя и живого напочвенного покрова. На основании полученных данных установили, что почвы слабонарушенной лесной экосистемы соответствуют естественным фоновым (подзол иллювиально-железистый). Выявлены изменения их морфологических и химических свойств по сравнению с почвами контрольной ненарушенной территории. Установили изменение мощности и зольности верхнего органогенного горизонта почв слабонарушенного участка. Лесная экосистема находится на переходной от I–II к III стадии рекреационной дегрессии и нуждается в благоустройстве. На участке, разработанном под застройку, произошло разрушение лесной экостистемы. В результате необратимой трансформации природной среды древесная и напочвенная растительность отсутствует. Естественные зональные почвы уничтожены, диагностические горизонты не определяются. По всей глубине разреза наблюдается большое количество камней, антропогенных включений. В соответствии с Классификацией почв России, данные образования относятся к подгруппе органолитостратов техногенных поверхностных образований. Полученные данные являются основой при проведении урбоэкологического мониторинга почв. По результатам исследования даны рекомендации для сохранения и улучшения санитарно-гигиенических и эстетических функций лесных массивов, прилегающих к землям городской застройки. 

The rapidly progressing urbanization results in decline of environmentally valuable forest territory. Intact ecosystems bordering urban communities suffer from heavy technogenic pressure and degrade irreversibly over time. This situation necessitates studies that analyze the ecological condition of major components of forest ecosystems exposed to various levels of such pressure. The survey was carried out in the city of Petrozavodsk in sites with degraded, slightly disturbed, and undisturbed forest ecosystems. For each site, the soil condition was assessed, the tree stand and the living ground cover were described. As a result, it was found that soils in the slightly disturbed forest ecosystem generally corresponded to the natural background (Ferric Illuvial Podzol). Changes in their morphological and chemical properties compared to soils in the undisturbed reference plot were identified. The thickness and ash content of the upper organic horizon in the slightly disturbed site changed. The forest ecosystem was in the transitional stage (from I–II to III) of recreational digression and required infrastructural improvements. The forest ecosystem in the built-up site was totally destroyed. Irreversible transformation of its natural environment resulted in the loss of woody and ground vegetation. The native zonal soils were ruined, and their diagnostic horizons cannot be identified. There was observed a large amount of rocks and anthropogenic inclusions throughout the profile. According to the Russian soil classification, these formations belong to the subgroup of organo-mineral strata of technogenic surface formations. The collected data can be used as the basis for ecological monitoring of urban soils. Based on the findings, recommendations were given on how to conserve and improve the sanitary and esthetic functions of forest areas adjoining urban built-up land.

урбанизациялесная экосистемагородские почвысвойства почвтехногенные поверхностные образованияurbanizationforest ecosystemurban soilssoil propertiestechnogenic surface formationsИЛ КарНЦ РАНReferencesБабинцева Р.М., Горбачев В.Н., Лебедева А.А. Применение методов картографии при планировании и ведении лесопаркового хозяйства // Известия ОГАУ. 2008. № 19–1. C. 45–48.Babintseva R.M., Gorbachev V.N., Lebedeva A.A., Primenenie metodov kartografii pri planirovanii i vedenii lesoparkovogo khozyaistva (Application of cartographic methods in planning and maintaining forest parks), Izvestiya OGAU, 2008, No. 19–1, pp. 45–48.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.Vasenev V.I., Romzaykina O.N., Hajiaghaeva R.A., Van Oudenhoven A.P.E., The ecological functions and ecosystem services of urban and technogenic soils: from theory to practice (a review), Eurasian soil science, 2018, Vol. 51(10), pp. 1119–1132, DOI: 10.1134/S1064229318100137.ГОСТ 17.4.3.01-2017 Охрана природы (ССОП). Почвы. Общие требования к отбору проб.State Standard, GOST 17.4.3.01-2017 Nature Conservation (SSOP). Soils. General requirements for sampling.ГОСТ 25100-2020 Межгосударственный стандарт. Грунты. Классификация.State Standard, GOST 25100-2020 Interstate standard. Soils. Classification.ГОСТ 26423-85 Почвы. Методы определения удельной электрической проводимости, рН и плотного остатка водной вытяжки.State Standard, GOST 26423-85 Soils. Methods for determination of electrical conductivity, pH and solid residue of aqueous extract.ГОСТ 27784-88 Почвы. Метод определения зольности торфяных и оторфованных горизонтов почв.State Standard, GOST 27784-88 Soils. Method for determining the ash content of peat and peat soil horizons.Климат Петрозаводска / ред. Ц.А. Швер. Л., 1982. 210 с.Shver Ts.A. (Ed.), Climate of Petrozavodsk, Leningrad, 1982, 210 p.Коломыц Э.Г., Розенберг Г.С., Глебова О.В., Сурова Н.А., Сидоренко М.В., Юнина В.П. Природный комплекс большого города: Ландшафтно-экологический анализ. М.: Наука; МАИК “Наука/Интерпериодика”, 2000. 286 с.Kolomyts E.G., Rosenberg G.S., Glebova O.V., Surova N.A., Sidorenko M.V., Yunina V.P., Prirodnyi kompleks bol'shogo goroda: Landshaftno-ekologicheskii analiz (Natural complex of a big city: Landscape-ecological analysis), Moscow: Nauka; MAIK “Nauka/Interperiodika”, 2000, 286 p.Лантратова А.С., Ициксон Е.Е., Марковская Е.Ф., Куспак Н.В. Сады и парки в истории Петрозаводска. Петрозаводск: ПетроПресс, 2003. 160 с.Lantratova A.S., Itsikson E.E., Markovskaya E.F., Kuspak N.V., Sady i parki v istorii Petrozavodska (Gardens and parks in the history of Petrozavodsk), Petrozavodsk: PetroPress, 2003, 160 p.Лесные экосистемы и урбанизация / ред. Л.П. Рысин. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2008. 226 с.Rysin L.P. (Ed.), Lesnye ekosistemy i urbanizatsiya (Forest ecosystems and urbanization), Moscow: Tovarishchestvo nauchnykh izdanii KMK, 2008, 226 p.Медведева М.В., Новиков С.Г., Федорец Н.Г. Экологическая оценка состояния почв промышленной зоны города Петрозаводска // Проблемы региональной экологии. 2015. № 2. С. 6–10.Medvedeva M.V., Novikov S.G., Fedorets N.G., Ekologicheskaya otsenka sostoyaniya pochv promyshlennoi zony goroda Petrozavodska (Ecological assessment of soils in the industrial zone of the city of Petrozavodsk), Problemy regional'noi ekologii, 2015, No. 2, pp. 6–10.Моисеев В.С., Тюльпанов Н.М., Яновский Л.Н. Ландшафтная таксация и формирование насаждений пригородных зон. Л.: Стройиздат, 1977. 224 с.Moiseev V.S., Tyulpanov N.M., Yanovskiy L.N., Landshaftnaya taksatsiya i formirovanie nasazhdenii prigorodnykh zon (Landscape taxation and the formation of plantings in suburban areas), Leningrad: Stroyizdat, 1977, 224 p.Моисеев В.С., Яновский Л.Н., Максимов В.А. Строительство и реконструкция лесопарковых зон: на примере Ленинграда. Л.: Стройиздат, 1990. 288 с.Moiseev V.S., Yanovsky L.N., Maksimov V.A., Stroitel'stvo i rekonstruktsiya lesoparkovykh zon: na primere Leningrada (Construction and reconstruction of forest park zones: the case of Leningrad), Leningrad: Stroyizdat, 1990, 288 p.Наставления по отводу и таксации лесосек в лесах Российской Федерации. М., 1993. 71 с.Instructions on Allocation and Taxation of Cutting Areas in the Forests of the Russian Federation, Moscow, 1993, 71 p.Новиков С.Г. Оценка загрязнения тяжелыми металлами почв различных категорий землепользования на территории города Петрозаводска // Труды КарНЦ РАН. № 1. Сер. Экологические исследования. 2015. C. 78–85. DOI: 10.17076/eco23.Novikov S.G., Assessment of heavy metal contamination in soils of different land use types in Petrozavodsk, Trudy KarNTs RAN, 2015, No. 1, Ser. Ekologicheskie issledovaniya, pp. 78–85, DOI: 10.17076/eco23.Ольхин Ю.В., Ольхина Е.С. Рост вегетативных органов Picea abies (L.) Karst под влиянием рекреации в различных условиях произрастания // Resources and Technology. 2008. Т. 7. С. 89–92.Olkhin Yu.V., Olkhina E.S., Growth of vegetative organs of Picea abies (L.) Karst under the influence of recreation in different growing conditions, Resources and Technology, 2008, Vol. 7, pp. 89–92.Полевая геоботаника. М., 1964. Т. 3. 530 с.Field geobotany, Moscow, 1964, Vol. 3, 530 p.Полякова Г.А., Малышева Т.В., Флеров А.А. Антропогенное влияние на сосновые леса Подмосковья. М.: Наука, 1981. 144 с.Polyakova G.A., Malysheva T.V., Flerov A.A., Antropogennoe vliyanie na sosnovye lesa Podmoskov'ya (Anthropogenic influence on the pine forests of the Moscow region), Moscow: Nauka, 1981, 144 p.Постановление Законодательного Собрания Республики Карелия от 19 апреля 2018 года N 643-VI ЗС О создании лесопаркового зеленого пояса вокруг города Петрозаводска и о его площади. URL: http://ecology.gov.karelia.ru/about/6871/.Resolution of the Legislative Assembly of the Republic of Karelia of April 19, 2018 N 643-VI ЗС On the creation of a forest-park green belt around the city of Petrozavodsk and its area, URL: http://ecology.gov.karelia.ru/about/6871/.Почва. Город. Экология / ред. Г.В. Добровольский, М.Н. Строганова. М.: Фонд “За экономическую грамотность”, 1997. 320 с.Dobrovolsky G.V. (Ed.), Pochva. Gorod. Ekologiya (Soil, City, Ecology), Moscow: Fond “Za ekonomicheskuyu gramotnost'”, 1997, 320 p.Путеводитель экскурсий. Карелия. Межд. союз по изучению четвертичного периода. XI конгресс. М., 1982. 47 с.Putevoditel' ekskursii. Kareliya (Excursion guide. Karelia. International Union for the Study of the Quaternary), XI Congress, Moscow, 1982, 47 p.Россомахин В.И. Рекреационное использование пригородных лесов г. Ленинграда // Лесохозяйственная информация, ЦБНТИлесхоз. № 7. М., 1978. 7 с.Rossomakhin V.I., Rekreatsionnoe ispol'zovanie prigorodnykh lesov g. Leningrada (Recreational use of the suburban forests of Leningrad), Lesokhozyaistvennaya informatsiya, TsBNTIleskhoz, Moscow, 1978, No. 7, 7 p.Рысин Л.П. Рекреационные леса и проблема оптимизации рекреационного лесопользования // Рекреационное лесопользование в СССР. М.: Наука, 1983. C. 5–20.Rysin L.P., Rekreatsionnye lesa i problema optimizatsii rekreatsionnogo lesopol'zovaniya (Recreational forests and the problem of optimization of recreational forest management), In: Rekreatsionnoe lesopol'zovanie v SSSR (Recreational forest management in the USSR), Moscow: Nauka, 1983, pp. 5–20.Сорокина Е.П., Богачкова Б.И. Анализ состояния здоровья населения промышленного города в связи с техногенным загрязнением городской территории // Эколого-геохимический анализ техногенного загрязнения. М.: ИМ-ГРЭ, 1991. С. 158–161.Sorokina E.P., Bogachkova B.I., Analiz sostoyaniya zdorov'ya naseleniya promyshlennogo goroda v svyazi s tekhnogennym zagryazneniem gorodskoi territorii (Analysis of the health status of the population of an industrial city in connection with the technogenic pollution of the urban area), In: Ekologo-geokhimicheskii analiz tekhnogennogo zagryazneniya (Ecological and geochemical analysis of technogenic pollution), Moscow: IM-GRE, 1991, pp. 158–161.Сукачев В.Н., Зонн С.В. Методические указания к изучению типов леса. М., 1961. 144 с.Sukachev V.N., Zonn S.V., Metodicheskie ukazaniya k izucheniyu tipov lesa (Methodical instructions for the study of forest types), Moscow: 1961, 144 p.Федорец Н.Г. Полевая практика по лесному почвоведению для студентов лесохозяйственных специальностей (учебно-методическое пособие). Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2010. 56 с.Fedorets N.G., Polevaya praktika po lesnomu pochvovedeniyu dlya studentov lesokhozyaistvennykh spetsial'nostei (uchebno-metodicheskoe posobie) (Field practice in forest soil science for students of forestry specialties (teaching aid)), Petrozavodsk: Karel'skii nauchnyi tsentr RAN, 2010, 56 p.Федорец Н.Г., Медведева М.В. Экологическая оценка состояния почв города Петрозаводска. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2005. 96 с.Fedorets N.G., Medvedeva M.V., Ekologicheskaya otsenka sostoyaniya pochv goroda Petrozavodska (Environmental assessment of the state of soils in the city of Petrozavodsk), Petrozavodsk: Karel'skii nauchnyi tsentr RAN, 2005, 96 p.Федорец Н.Г., Морозова Р.М. Трансформация минеральных веществ и ее роль в формировании почвенного плодородия // Эколого-геохимические и биологические закономерности почвообразования в таежных лесных экосистемах: Сб. статей. Петрозаводск, 2009. С. 8–17.Fedorets N.G., Morozova R.M., Transformatsiya mineral'nykh veshchestv i ee rol' v formirovanii pochvennogo plodorodiya (Transformation of mineral substances and its role in the formation of soil fertility), In: Ekologo-geokhimicheskie i biologicheskie zakonomernosti pochvoobrazovaniya v taezhnykh lesnykh ekosistemakh (Ecological-geochemical and biological patterns of soil formation in taiga forest ecosystems), Сollection of articlesб Petrozavodsk, 2009, pp. 8–17.Шишов Л.Л., Тонконогов В.Д., Лебедева И.И., Герасимова М.И. Классификация и диагностика почв России. Смоленск: Ойкумена, 2004. 342 с.Shishov L.L., Tonkonogov V.D., Lebedeva I.I., Gerasimova M.I., Klassifikatsiya i diagnostika pochv Rossii (Classification and Diagnostics of Soils of Russia), Smolensk: Oikumena, 2004, 342 p.Яшин И.М., Кузнецов П.В., Петухова А.А. Экологическая оценка почв и лесопарков фаций Петрозаводска // Известия ТСХА. Вып. 4. 2011. С. 30–43.Yashin I.M., Kuznetsov P.V., Petukhova A.A., Ekologicheskaya otsenka pochv i lesoparkov fatsii Petrozavodska (Ecological assessment of soils and forest parks of facies of Petrozavodsk), Izvestiya TSKhA, Iss. 4, 2011, pp. 30–43.Burghardt W. Soils in urban and industrial environments // Z. Pflanzenernahr. Bodenkd. 1994. Vol. 157. P. 205–214. DOI: 10.1002/jpln.19941570308.Burghardt W., Soils in urban and industrial environments, Z. Pflanzenernahr. Bodenkd, 1994, Vol. 157, pp. 205–214, DOI: 10.1002/jpln.19941570308.Da Silva R.T., Fleskens L., Van Delden H., Van Der Ploeg M. Incorporating soil ecosystem services into urban planning: status, challenges and opportunities // Landscape Ecol. 2018. Vol. 33. Iss. 7. P. 1087–1102.Da Silva R.T., Fleskens L., Van Delden H., Van Der Ploeg M., Incorporating soil ecosystem services into urban planning: status, challenges and opportunities, Landscape Ecol., 2018, Vol. 33, Iss. 7, pp. 1087–1102.Li G., Sun G.X., Ren Y., Luo X.S., Zhu Y.G. Urban soil and human health: a review // Eur. J. Soil Sci. 2018. Vol. 69. Iss. 1. P. 196–215.Li G., Sun G.X., Ren Y., Luo X.S., Zhu Y.G., Urban soil and human health: a review, Eur. J. Soil Sci., 2018, Vol. 69, Iss. 1, pp. 196–215.Luo X., Yu S., Li X. Distribution, availability, and sources of trace metals in different particle size fractions of urban soils in Hong Kong: implications for assessing the risk to human health // Environmental Pollution. 2011. Vol. 159. No. 5. P. 1317–1326. DOI: 10.1016/j.envpol.2011.01.013.Luo X., Yu S., Li X., Distribution, availability, and sources of trace metals in different particle size fractions of urban soils in Hong Kong: implications for assessing the risk to human health, Environmental Pollution, 2011, Vol. 159, No. 5, pp. 1317–1326, DOI: 10.1016/j.envpol.2011.01.013.O’Riordan R., Davies J., Stevens C., Quinton J.N., Boyko C. The ecosystem services of urban soils: A review // Geoderma. 2021. Vol. 395. 115076. DOI: 10.1016/j.geoderma.2021.115076.O’Riordan R., Davies J., Stevens C., Quinton J.N., Boyko C., The ecosystem services of urban soils: A review, Geoderma, 2021, Vol. 395, 115076, DOI: 10.1016/j.geoderma.2021.115076.Pavao-Zuckerman M.A. The Nature of Urban Soils and Their Role in Ecological Restoration in Cities // Restoration Ecology. 2008. No. 4. P. 642–649. DOI: 10.1111/j.1526-100X.2008.00486.x.Pavao-Zuckerman M.A., The Nature of Urban Soils and Their Role in Ecological Restoration in Cities, Restoration Ecology, 2008, No. 4, pp. 642–649, DOI: 10.1111/j.1526-100X.2008.00486.x.Shi B., Tang C.-S., Gao L., Liu Ch., Wang B.-J. Observation and analysis of the urban heat island effect on soil in Nanjing, China // Environmental Earth Sciences. 2012. Vol. 67. Iss. 1. P. 215–229.Shi B., Tang C.-S., Gao L., Liu Ch., Wang B.-J., Observation and analysis of the urban heat island effect on soil in Nanjing, China, Environmental Earth Sciences, 2012, Vol. 67, Iss. 1, pp. 215–229.Soils within Cities. Global approaches to their sustainable management – composition, properties, and functions of soils of the urban environment / eds. Levin M.J., Kim K.-H.J., Morel J.L., Burghardt W., Charzynski P., Shaw R.K. Schweizerbart Science Publ., 2017. 253 p.Soils within Cities. Global approaches to their sustainable management – composition, properties, and functions of soils of the urban environment, Levin M.J., Kim K.-H.J., Morel J.L., Burghardt W., Charzynski P., Shaw R.K. (Eds), Schweizerbart Science Publ., 2017. 253 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.