CC BY
86
УДК 631.4
О. А. Анциферова, Л. С. Мурачёва
К ХАРАКТЕРИСТИКЕ ПОЧВ ГОРОДСКИХ ПАРКОВ КАЛИНИНГРАДА
Приводятся результаты исследований почв двух парков г. Калининграда. Установлено морфологическое строение, физические и химические свойства, условия формирования буроземов, урбодерново-глеевых почв, урбопе-регнойно-глеевых почв, техноземов.
The article examines the morphological structure, chemical and physical properties of soils in Kaliningrad city parks.
Ключевые слова: парковые экосистемы, антропогенная трансформация, урбаноземы, артефакты.
Keywords: park ecosystems, anthropogenic transformation, urban soils, artifacts.
Вестник Российского государственнойВЯиЩНШета им. И. Канта. 2009. Вып. 7. С. 83-90.
В современных условиях интенсивного развития города парковые зоны выполняют важные и многоаспектные функции. Главным компонентом парков являются зеленые насаждения, стабильное существование которых напрямую связано с почвенным покровом. Деградация последнего будет означать гибель парковых фитоценозов. Современное разнообразие и состояние почв парков г. Калининграда изучены недостаточно [1]. Цель настоящей работы — изучить и классифицировать разнообразие эдафических вариантов парковых экосистем.
Объекты и методы
В качестве объектов исследования взяты ландшафтные парки г. Калининграда: ПКиО им. 40-летия ВЛКСМ и Макс-Ашманн-парк. В различных экологических условиях парковых экосистем закладывались полнопрофильные разрезы для диагностики почв. Почвенные образцы анализировались по следующим методикам: рН водной и солевой вытяжек — потенциометрически, гидролитическая кислотность — по Каппену, обменные основания Са2+ и Mg2+ — трилонометрическим методом, гумус — по Тюрину в модификации Симакова, подвижный фосфор и обменный калий — по Кирсанову, плотность сложения — объемным методом в почвах с ненарушенным строением [2].
Результаты и обсуждение
В различных экологических условиях ПКиО им. 40-летия ВЛКСМ были заложены два почвенных разреза. Разрез 357 заложен на выровненном уча-
стке антропогенно измененного рельефа в лесопарковом насаждении в 20 м от озера. Горизонтальная структура паркового фитоценоза представлена ярко выраженными ярусами, всего их четыре: 1-й ярус — древесный: дуб черешчатый (Quercus robur L.), ясень обыкновенный (Fraxinus excelsior L.), клен остролистный (Acer platanoides L.); 2-й ярус — подрост: дуб черешчатый, ясень обыкновенный, клен остролистный, единично граб обыкновенный (Carpinus betulus L.); 3-й ярус — подлесок: боярышник однопестичный (Crataegus monogina Jacq.); 4-й ярус — травянистый: гравилат городской (Geum urbanum L.), недотрога мелкоцветковая (Impatiens parviflora DC (I. nevskii Po-bed.)), мятлик луговой (Poa pratensis L.), ежа сборная (Dactylus glomerata L.), крапива двудомная (Urtica dioica L.) с примесью лютика едкого (Ranunculus acris L.), полевицы тонкой (Agrostis capillaries L.), ежевики обыкновенной (Ru-bus caesius L.), одуванчика лекарственного (Taraxacum officinale Wigg.), единично представлен купырь лесной (Anthriscus sylvestris (L.) Hoffm.). Общее проективное покрытие (ОПП) 90—100 %.
Профиль почвы имеет следующее строение:
0-1 см 1 - 20(24) см 20(24) - 45(48) см 45(48) -77(105) см 77(105)-123 см
* - [БИ-З] - насыпные горизонты.
Почва: технозем легкосуглинистый глеевый на валунных суглинках.
Диагностика проведена на основе предложенной систематики почв и почвоподобных тел [3]. При морфологическом описании выделяются три насыпных горизонта, верхний из которых гумусовый. Надо отметить, что в полевых условиях трудно точно диагностировать почву. Так, внешне профиль разреза 357 можно принять за дерново-подзолистую почву, так как горизонт Вк несколько осветлен, а ВЁ темнее предыдущего. Однако тщательное исследование профиля выявило, что все насыпные слои содержат артефакты (осколки кирпича, фрагменты железных изделий, мелкие кусочки древесного угля). Переход от насыпных горизонтов к глеевому четко просматривается на глубине 77-105 см по клиновидной нетипичной для природных почв границе.
Анализ любой почвы начинается с определения рН. Второй насыпной слой бурно вскипает от НС1 и является карбонатным, реакция среды в нем среднещелочная (табл. 1). Скорее всего, горизонт состоит из карбонатных грунтов, вынутых при создании и/или углублении ближайшего озера. Другие горизонты являются нейтральными по рНка и слабощелочными по рНн2О. Почва содержит достаточно много обменных оснований, распределение гумуса по профилю - резко убывающее. Содержание подвижного фосфора в А1 очень высокое (441 мг/кг), обменного калия низкое (68 мг/кг). Плотность сложения гумусового горизонта оказалась выше, чем в природных лесных легкосуглинистых почвах (дерново-подзолистых или буроземах), для которых типичны величины в интервале 0,85 -1,10 г/ см3.
Ас А1 [St1]* Вк [Бі2са]
Вg [St3]
G
Второй из рассматриваемых разрезов (358) заложен в пониженном участке парка в 20 м от озера. В растительном покрове доминируют кустарниковые заросли с преобладанием бузины черной (Sambucus nigra L.) и примесью ивы белой (Salix alba L.). Вследствие рекреационной нагрузки травянистый покров очень разрежен (ОПП 10 — 30 %). Повсеместно в травянистом ярусе представлена крапива двудомная. Куль-туртехническое состояние парковой экосистемы неудовлетворительное: на поверхности почвы присутствует бытовой мусор (консервные банки, полиэтиленовая пленка, материя, кирпичи). Лесная подстилка выражена слабо, фрагментарна (до 10 % проективного покрытия). Почва имеет следующее строение:
АТК (H)ca* АВЄк CgK(CG)ca
0—45 (50) см 45(50)—65 см 65—123 см
* — индексы почв по классификации 2004 г.
Сверху залегает мощный черный перегнойный горизонт, верхняя часть (5 см) которого имеет хорошо выраженную зернисто-комковатую структуру. Глубже структура перегнойного горизонта становится пластинчатой с выраженным слоистым сложением. На гранях отдельностей и по ходам корней обильные ржавые (охристые) пленки. В горизонте встречаются раковины пресноводных моллюсков катушек, указывающие на то, что в прошлом почва прошла болотную стадию развития. Также в горизонте много артефактов (гаечный ключ, осколки кирпичей и т.д.). Весь горизонт вскипает от HQ и является карбонатным, хотя внешне карбонатных скоплений не отмечено. Следовательно, карбонаты равномерно пропитывают горизонт, а черная окраска маскирует их присутствие. Величины плотности сложения являются типичными для перегнойных горизонтов (табл. 2). Глубже залегает переходный горизонт АВє темно-сизовато-серого цвета легкосуглинистого состава. Горизонт прокрашен гумусом. Реакция среды по всему профилю слабощелочная (рНню), содержание обменных оснований высокое. Материнская порода оглеена. Почва диагностировалась по двум классификациям: 1) классификация 1977 г. — аллювиальная болотная перегнойно-глеевая, карбонатная; 2) классификация 2004 г. — аллювиальная перегнойно-глеевая.
Однако почва не является полностью природной. Наличие артефактов указывает на то, что в название следует внести дополнения. Согласно предложенной систематике поверхностных тел городских территорий [3, с. 220], почва входит в категорию урбопочв, т. е. имеет признаки урбаногенеза. Поэтому название будет звучать как урбоперег-нойно-глеевая карбонатная.
Анализ почв Макс-Ашманн-парка проведен на основании трех разрезов. На выровненном участке в старом лесопарковом насаждении заложен разрез 365. Здесь лесной фитоценоз также многоярусен: древесный ярус представлен грабом обыкновенным, дубом черешчатым с примесью бука лесного (Fagus sylvatica L.) и липы сердцевидной (Tilia cordata Mill.). Подрост высотой 10 — 20 см из граба обыкновенного и дуба
черешчатого. Травянистый ярус (ОПП 30—40 %): недотрога мелкоцветковая, ежа сборная, примесь бора развесистого (Milium effusum L.), звездчатки злаковидной (Stellaria graminea L.).
Строение почвы:
Ао Ai Bi B2g Cg
0 — 3 см 3 — 24(28) см 24(28)—48(52) см 48(52) — 75 см 75 — 126 см
Под лесной подстилкой залегает гумусовый горизонт бурой окраски, достаточно большой мощности и с высоким содержанием гумуса (см. табл. 1). Глееватый горизонт вскрывается с 48—52 см. Почва является полугидроморфной. Артефактов в профиле не обнаружено. Почва диагностирована как бурая лесная глееватая легкосуглинистая на моренных валунных суглинках. Строение и свойства почвы приближают ее к типичным лесным буроземам западной части области (табл. 1 — 3).
Необычным является только мощный гумусовый горизонт, в то время как у большинства таких почв его мощность не превышает 10 — 15 см. По всему профилю почва сильнокислая. Максимальное количество обменных оснований приурочено к гумусовому горизонту (см. табл. 1). Содержание подвижного фосфора в А1 среднее (95 мг/кг), а обменного калия высокое (172 мг/кг), что указыпвает на биогенную аккумуляцию.
Таблица 1
Химические свойства почв ПКиО им. 40-летия ВЛКСМ и Макс-Ашманн-парка
Разрез Горизонт, глубина рНн2О рНксі Гидролитическая кислотность Обменные основания Степень насыщенности основаниями, % Гумус, % С v-' орг/ °/ %
Са2+ Mg2+ сумма
мг • экв. на 100 г почвы
358 АТ 0-5 К 7,7 7,0 — 54,4 0,6 55,0 100 не опр. не опр.
АТ 5-20 К 7,8 7,1 — 56,2 1,3 57,5 100 — 10,22
АТ 20-45 7,6 7,1 — 60,0 2,6 62,6 100 — 9,49
5 VO - 5 4 « ад со < 7,5 6,8 0,7 17,8 1,0 18,8 96,4 3,73 2,16
Сек 65—90 7,8 — — 15,2 0,3 15,5 100 — —
CgK 90—123 7,8 — — 16,2 1,3 17,5 100 — —
357 Аі [St1] 1—20 7,3 6,4 1,0 13,8 0,6 14,4 93,5 2,69 1,56
St2cA 20—45 8,1 — — 8,0 0,2 8,2 100 0,41 0,24
St3 45 — 77 7,4 6,5 1,1 16,2 1,8 18,0 94,2
G 77—123 7,1 6,1 0,6 13,6 1,0 14,6 96,0
363 Аі 1—20 6,6 5,9 3,5 26,0 3,6 29,6 89,4 9,43 5,47
Аі 20—35 7,0 6,2 1,7 20,0 2,2 22,2 93,3 4,35 2,52
Bg 35—52 7,2 6,1 0,8 12,2 1,4 13,6 94,4 — —
BCg 52—70 7,1 6,1 0,8 19,0 3,7 22,7 96,6 — —
G 70 — 100 7,6 6,3 0,5 17,0 3,7 20,7 97,6 — —
364 Ad 0—4 5,3 4,6 10,5 19,2 3,0 22,2 67,9 9,74 5,65
Ai 4—20 5,4 4,6 6,3 16,2 2,0 18,2 72,3 4,77 2,77
Bg 20—38 6,3 5,2 1,7 16,2 2,4 18,8 91,7 — —
Gr 38 — 78 6,8 5,6 0,9 13,8 1,8 15,6 94,5 — —
365 Ai 3—24 5,2 4,1 8,9 8,2 2,6 10,8 54,8 5,23 3,03
Bi 24—48 5,3 4,2 6,0 9,2 1,8 11,0 64,7 1,52 0,88
B2g 48—75 4,9 4,0 6,8 6,0 1,6 7,6 52,8 — —
Cg 75—100 4,8 3,8 7,3 3,8 1,4 5,2 41,6 — —
Cg 100—126 4,7 3,7 5,1 5,2 0,8 6,0 54,0 — —
Таблица 2
Плотность сложения почв ПКиО им. 40-летия ВЛКСМ
Разрез Горизонт Плотность сложения, г/см3 Разрез Горизонт Плотность сложения, г/ см3
357 A1 [St1]* 1,23 358 АТ 0—10 0,67
Bk [St2cA] 1,59 АТ 35—45 0,75
Bg [St3] 1,55 Bg 1,23
G 1,71 cg 1,67
Таблица 3
Плотность сложения почв Макс-Ашманн-парка
Разрез Горизонт Плотность сложения, г/см3 Разрез Горизонт Плотность сложения, г/см3
365 А1 1,01 363 А1 2 — 20 1,03
B1 1,38 Bg 1,58
B2g 1,61 BCg 1,62
Cg 1,57 G 1,60
На ровном низменном участке в лесопарковом насаждении вблизи оз. Лесного заложен разрез 364. Древесный ярус: клены ложноплатановый (Acer pseudaplatanoides L.) и остролистный, ясень обыкновенный, тополь черный (Populus nigra L.), ольха клейкая (Alnus glutinosa (L.) Gaertn.). Подрост состоит из клена остролистного, в подлеске — лещина (Corylus avellana L.). Травянистый покров (ОПП 50 — 90 %) состоит из крапивы двудомной, гравилата городского, недотроги мелкоцветковой. На поверхности почвы бытовой мусор и осколки стекла. Выявлено следующее строение профиля:
Ао
Аі
Bg
BCg
G
0 — 1 см
1 — 35 см 35 — 52 см 52 — 70 см 70—100 см
Почва классифицирована как урбодерново-глеевая среднесуглинистая на моренных валунных суглинках. В слое 1 — 20 см реакция почвенной среды близка к нейтральной, затем сменяется нейтральной (по рНка). В нижней части глеевого горизонта отмечается слабое вскипание, что указывает на близкое залегание карбонатов. Почва имеет мощный гумусовый горизонт черного цвета с высоким количеством гумуса (см. табл. 1) и обменных оснований. Содержание подвижного фосфора в горизонте А1 очень высокое (366 мг/кг), а обменного калия высокое (242 мг/кг). Повышенное содержание биогенных веществ вообще характерно для почв, подвергающихся рекреационному антропогенному влиянию. В гумусовом горизонте обнаруживаются артефакты в форме бытового мусора и осколков стекла.
На влажном лугу в 25 м от оз. Лесного заложен разрез 364. Травянистая растительность образует сплошную дернину, и ОПП достигает 100 %. В растительном покрове влажного лугового фитоценоза преобладают растения гидро-, гигрофильного рядов: манник плавающий (Glyceria fluitans (L.) R. Br.) с примесью ситника развесистого (Juncus effuses L.), лапчатки гусиной (Potentilla anserina L.), подмаренника болотного (Galium palustre L.), ситняга (Eleocharis R. Br.), лисохвоста коленчатого (Alopecurus pratensis L.); рассеянно представлена молодая поросль ивы белой. Строение почвенного профиля:
Почва урбодерново-глеевая тяжелосуглинистая на моренных валунных суглинках. Оглеение заметно уже с поверхности, что выражено сизоватым оттенком. Грунтовые воды вскрываются с 78 см. В гумусовом горизонте встречаются артефакты (железные предметы, бытовой мусор). Максимальное содержание гумуса характерно для дернины (см. табл. 1). Почва среднекислая в гумусовых горизонтах, а глубже реакция среды изменяется на слабокислую и близкую к нейтральной. Это указывает на то, что заболачивание почвы обусловлено водами, содержащими ионы кальция. Возможно неглубокое залегание карбонатных пород. Содержание обменных оснований высокое, подвижного фосфора в А1 среднее (52 мг/кг), обменного калия высокое (192 мг/кг).
Исследования показали, что почвенный и растительный покров городских парков неоднороден. Выделяется несколько экотопов с характерными почвенно-гидрологическими условиями и составом растительности:
Ad 0—4 см
Aig 4 — 20 см
Bg 20 — 38 см
G
38—78 см
Заключение
— лесопарковые участки в полугидроморфных условиях со слабо-измененным почвенным покровом с преобладанием бурых лесных суглинистых глееватых почв;
— лесопарковые участки в полугидроморфных условиях с глубоко-преобразованными почвами — техноземами;
— лесопарковые участки в полугидроморфных условиях на осушенных урбодерново-глеевых суглинистых почвах и аллювиальных болотных почвах;
— переувлажненные луговины и побережья прудов с урбодерново-глеевыми суглинистыми почвами.
Список литературы
1. Анциферова О. А. Почвенно-экологические условия в парках г. Калининграда / / Лесной комплекс: состояние и перспективы развития: сб. науч. ст. Брянск, 2006. С. 57—59.
2. Воробьева Л. А. Химический анализ почв. М., 1998.
3. Герасимова М. И. Антропогенные почвы: генезис, география, рекультивация / под ред. Г. В. Добровольского. М., 2003.
Об авторах
О. А. Анциферова — канд. с.-х. наук, доц., КГТУ, kafedra_ape@mail.ru
Л. С. Мурачёва — асп., ассист., КГТУ, kafedra_ape@mail.ru
Authors
Dr. O. A. Ansiferova — Associate Professor, Kaliningrad State Technical University, kafedra_ape@mail.ru
L. S. Muracheva — PhD student, Assistant Professor, Kaliningrad State Technical University, kafedra_ape@mail.ru
