CC BY
102
УДК 631.4 + 504.5 (571.63) В.А. Семаль, В.Г. Трегубова, О.В. Нестерова
ПОЧВЫ ЛАЗОВСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ПРИРОДНОГО ЗАПОВЕДНИКА им. Л.Г. КАПЛАНОВА*
В статье дана характеристика почвенного покрова Лазовского заповедника, в котором преобладают буроземы, формирующиеся на автоморфных поверхностях на различных по литологии почвообразующих породах под разными типами растительности.
Ключевые слова: почвы Дальнего Востока, бурозем, Лазовский заповедник.
V.A. Semal, V.G. Tregubova, O.V. Nesterova SOILS OF LAZOVSKY STATE NATURE RESERVE NAMED AFTER L.G. KAPLANOV
The characteristics of Lazovsky nature reserve soil cover in which the burozems being formed on auto-morphous surfaces in different on lithology soil-forming materials under different types of vegetation prevail is given in the article.
Key words: Far East soils, burozem, Lazovsky nature reserve.
Пространственное размещение почв Лазовского заповедника подчиняется закономерностям, прежде всего, связанным с горным характером территории: экспозицией и крутизной склонов, высотой горных отрогов, составом биоценозов. Основными факторами классификационной дифференциации почвенного покрова заповедника являются положение почвы в рельефе, пестрота растительного покрова и характер покровных отложений. Исследования проводились с целью комплексного изучения почв территории Лазовского заповедника, отражающей типичный почвенный покров юго-восточных макросклонов Сихотэ-Алиня, а также обоснования организации мониторинговых исследований почвенного покрова на территории заповедника. Названия почв даны по классификации почв России [1]. Данное исследование дополняет информацию по почвам и почвенному покрову особо охраняемых природных территорий юга Дальнего Востока [2—6].
Почвы бассейна реки Перекатная (урочище Америка) можно условно разделить на три группы: почвы, формирующиеся на речных террасах, почвы склонов и почвы вершин водоразделов. Все группы почв относятся к разным подтипам буроземов, формирующихся на разных элементах рельефа, на различных по генезису покровных отложениях, отличающихся по степени дезинтеграции и дренируемости.
Почвенный покров района водосбора рек Прямушка и Известковая (падь Кедровая) более разнообразен по сравнению с бассейном реки Перекатная. Причиной является наличие известковых пород, обусловливающих специфику почвообразования. Помимо разных подтипов буроземов, аналогов почв бассейна реки Перекатной, здесь встречаются буроземы темные остаточно-карбонатные.
Наиболее разнообразен почвенный покров бассейна реки Проселочная (падь Проселочная), что связано с большим разнообразием форм рельефа, литологии и растительности. Помимо буроземов, занимающих автоморфные поверхности, здесь встречаются почвы, относящиеся к другим типам: петроземы (гумусовые, перегнойно-глеевые), серогумусовые (дерновые), аллювиальные серогумусовые орудинелые, псаммоземы гумусовые. Все они формируются на разной по генезису литогенной основе и под разной растительностью.
В целом в почвенном покрове Лазовского заповедника наибольшие в процентном отношении площади занимают буроземы типичные, формирующиеся на крутых склонах и вершинах сопок, на высоких речных террасах, то есть на поверхностях с достаточно мощными, хорошо дренируемыми щебнисто-мелкоземистыми покровными отложениями под широколиственными и кедрово-широколиственными лесами. На поверхности их отмечается свежий растительный опад, под ним, как правило, лежит подстилка (органо-перегнойный горизонт), иногда слоистая, состоящая из растительных остатков разной степени разложенности.
Аккумулятивный гумусовый горизонт имеет темно-серый с буроватым оттенком цвет. Этот горизонт часто маломощный, от 10 до 15 см, обычно рыхлый, рассыпчатый, густо пронизан корнями, с хорошо выраженной комковато-зернистой структурой, прикрепленной к корневым волоскам. Этот горизонт чаще легко-, реже среднесуглинистый.
Минеральный срединный горизонт бурого, коричневато-бурого, желтовато-бурого цвета очень часто разделяется на подгоризонты, которые различаются между собой, прежде всего, интенсивностью окраски, плотностью сложения, и главное гранулометрическим составом мелкозема и щебнистостью.
* Работа выполнена при финансовой поддержке ГК № 02.740.11.0678.
Разрез 6-02. Лазовский заповедник, бассейн реки Перекатная. Водораздел, вершина 749 м. Кедровошироколиственный лес. В травянистом покрове: лапчатка, серпуха, горчичник. Проективное покрытие 30 %.
Лесная подстилка мощностью до 8 см, многослойная, с разной степенью разложенности растительных остатков, сверху прошлогодний листовой опад.
AY 0-10 см. Однородноокрашенный, коричневато-серый, легкосуглинистый, мелко-комковатозернистый, рыхлый, густо переплетен корнями, свежий, переход ясный, граница волнистая.
ВM1 10-19 см. Однородноокрашенный, желто-коричневый, среднесуглинистый, плотный, комковато-ореховатый, единично щебень, корни, свежий, переход заметный.
BM2 19-48 см. Однородноокрашенный, желто-коричневый, среднесуглинистый, мелкозем и щебень плотно упакованы, встречаются корни, много дресьвы, переход постепенный.
С 48-57 см. Однородноокрашенный, ярко бурый, сильно дресвянистый, много щебня и обломков гранита, мало мелкозема, мелкозем и щебень плотно упакованы.
Буроземы типичные имеют кислую или сильнокислую реакцию среды. В средней и нижней части профиля обычно реакция среды более кислая, чем в гумусово-аккумулятивном горизонте. Для почв характерна ненасыщенность и слабая насыщенность почвенного поглощающего комплекса основаниями (даже в гумусовом горизонте). Распределение общего количества поглощенных оснований имеет преимущественно аккумулятивный характер. По содержанию и распределению органического вещества буроземы типичные можно разделить на две группы. К первой группе принадлежат почвы с аккумулятивным характером распределения органического вещества. Это, как правило, почвы с маломощным гумусово-аккумулятивным горизонтом (11-12 см) и высоким содержанием в нем органического вещества (23-26 %). Во второй группе почв распределение органического вещества по профилю постепенное и содержание его в верхнем горизонте не столь высокое (9-13 %). По качественному составу гумуса эти почвы также имеют некоторые различия. У буроземов первой группы гумус в верхних гумусово-аккумулятивных горизонтах в основном гуматный, а в нижележащих горизонтах - гуматно-фульватный и фульватный. У буроземов второй группы нет такой резкой дифференциации гумуса по составу, гумус верхних горизонтов фульватно-гуматный и постепенно переходит в гуматно-фульватный.
Буроземы грубогумусированные формируются непосредственно на водораздельных поверхностях, на достаточно крутых склонах под зарослями разновозрастного кедра, под дубняками рододендровыми с разреженным травянистым напочвенным покровом, а также в кедровниках мертвопокровных. В этих почвах под маломощной подстилкой лежит органо-аккумулятивный горизонт с присутствием хорошо разложившейся (по типу трухи) органикой. Этот горизонт войлокообразный, густо переплетен живыми корнями, не имеет хорошо выраженной комковато-зернистой структуры мелкозема, как это отмечается у буроземов типичных. Мелкозем этих горизонтов не оструктурен, порошистый, с обилием недоразложившихся растительных остатков. В нижней части грубогумусный горизонт, как правило, либо полностью прокрашен гумусом, либо имеет хорошо выраженные гумусовые затеки.
Разрез 16-09. Лазовский заповедник, вершина горы Кит, 494 м над уровнем моря. Гребень сопки, с крутыми склонами на запад и восток. Ширина гребня около 20 м. Дубняк с существенной примесью кедра в подросте. Напочвенный покров почти мертвопокровный с небольшими пятнами осочки. Лесная подстилка маломощная, около 2,5 см, преимущественно из хвои.
AYao 0-14(16) cм. Сверху очень темно-коричневый (10YR2/2), в средней и нижней части темнокоричневый (10YR3/3), рыхлый, очень много полуразложившейся органики вперемешку с порошистым мелкоземом, много грибного мицелия. Мелкозем среднесуглинистый, есть дресьва, единично щебень выветре-лого гранита, уплотнен корнями. Переход заметный по цвету и сложению, граница затечная.
ВМ 14(16)-72 см. Насыщенно-коричневый (7,5YR5/8), дресвянистый, много щебня, мелкозем не оструктурен, предположительно тяжелосуглинистый, налипший на щебне и дресьве. Щебень и обломки породы выветрелые, разбиваются лопатой на дресьву. Горизонт достаточно плотный, благодаря упаковке щебня, дресвы и мелкозема. Встречаются корни, переход постепеный.
С 72 см и далее. Выветрелый рухляк гранита.
Почвы эти кислые, не насыщенные основаниями, содержание гумуса варьирует в широких пределах от 4 до 10 % в органо-аккумулятивных горизонтах и до 1 % и менее в нижних горизонтах почвенного профиля. По качественному составу гумус в верхней части профиля гуматный, в нижней - фульватный.
Буроземы оподзоленные имеют локальное распространение в почвенном покрове заповедника. Формируются они на крутых склонах с березовыми зарослями, являющимися послепожарными сукцессиями, где плоскостной сток преобладает над внутрипочвенным, в результате чего идет осветление нижней части гумусового горизонта. Встречаются буроземы оподзоленные также в нижних, выположенных частях склонов, на хорошо дренируемых мелкоземисто-обломочных отложениях выветривающихся гранитов. Оподзолива-ние проявляется в наличии отмытых светлых зерен минералов в мелкоземе нижней части гумусового горизонта или в верхней части подгумусового, то есть в местах наиболее интенсивного плоскостного или внутри-почвенного стока.
Разрез 11-02. Лазовский заповедник, водораздел, высота 631 м. Привершинная часть склона восточной экспозиции, крутизна склона более 15-160. Смешаный кедрово-широколиственный лес, с примесью березы, осины. В подросте много разновозрастного кедра, кустарничковый ярус в основном из рододендрона, в напочвенном покрове осочка.
Лесная подстилка маломощная около 3,5 см, с признаками пожара в нижней части.
AYe 0-15 см. Однородноокрашенный, светло-серый с более светлыми пятнами отмытых зерен минералов в нижней части горизонта, легкосуглинистый, структура плохо выражена, мелкокомковатая, горизонт уплотнен корнями, мелкозем рыхлый, даже сыпучий. Сверху на границе с подстилкой древесные угольки -следы пожара. Переход в нижележащий горизонт ясный, граница неровная.
ВМ 15-45 см. Неоднородноокрашенный, пятнистый, пятна оксидного железа на выветрелых обломках породы (гранита) и на крупных зернах минералов. В горизонте много дресьвы, щебня. Горизонт плотный (упаковка щебня и мелкозема плотная), мелкозем предположительно средне-тяжело-суглинистый, не ост-руктурен, встречаются единично корни. Переход к почвообразующей породе постепенный.
С 45 см и ниже. Монолитные крупные обломки выветривающегося гранита.
Буроземы оподзоленные по реакции среды кислые и сильнокислые, ненасыщенные основаниями, гумус преимущественно гуматно-фульватного и фульватного состава.
Буроземы темные типичные формируются в нижних частях склонов, по бортам выпуклых гребневидных вершин, на пологих склонах, примыкающих к речным долинам и на высоких надпойменных речных террасах под кедрово-широколиственными и широколиственными лесами с густым подлеском (в подросте разновозрастный кедр). Почвообразующими породами служат щебнисто-мелкоземистые плотно упакованные покровные отложения, образующиеся в результате процессов выветривания, транспортировки и аккумуляции. Эти отложения очень часто перекрывает аллювиально-пролювиальный материал речных долин. Для буроземов темных типичных характерно наличие подстилки гумифицированного типа мощностью до 7 см. Отличительными морфологическими чертами буроземов темных является слабая дифференцирован-ность почвенного профиля, мощный гумусово-аккумулятивный горизонт от 18 до 31 см темно-серой, почти черной окраской с хорошо выраженной мелко-комковато-зернистой структурой легко- и среднесуглинистого гранулометрического состава. Четко выраженные переходные горизонты отсутствуют, темноокрашенная толща лежит непосредственно на продуктах выветривания плотных пород, темноокрашенный мелкозем заполняет пустоты между обломками камней.
Разрез 25-09. Лазовский заповедник, бассейн реки Проселочная. Борт выпуклого гребня сопки, юговосточная экспозиция, крутизна 3-40. Широколиственый лес, преимущественно дубняк, куртинами густые заросли лещины, в напочвенном покрове осочка, проективное покрытие около 10 %.
Лесная подстилка 5 см, сверху опадная, снизу полуразложившаяся.
AU 0-29 см. Однородноокрашенный, черный (5Y2,5/1), икрянистый, тиксотропный (при растирании пальцами мажется), среднесуглинистый, плотно пронизан корнями, рыхлый, единично выветрелый щебень, крошится, переход заметный.
ВМ1 29-47 см. Коричневый, однородноокрашенный (10YR5/3), тяжелосуглинистый, структура плохо выражена по типу плитчатой, щебень и обломки породы выветрелые, рассыпаются на дресьву, плотноватый, единично корни, переход постепенный.
ВМ2 47-73 см. Коричневый, неоднородноокрашеный из-за пятен оксидов железа выветривающихся зерен минералов. Горизонт сильно дресвянистый с малым количеством мелкозема, мелкозем предположительно тяжелосуглинистый, структура не выражена. Горизонт достаточно плотный, много выветривающихся обломков породы, рассыпаются при копке.
СМ 73 см и глубже. Выветривающийся рухляк гранита, крупнозернистый с пятнами оксидного железа.
В буроземах темных типичных реакция среды, по-видимому, определяется литогенной основой. Так, например, почвы, сформированные на делювиальных отложениях гранитов, как правило, кислые и сильнокислые, на продуктах выветривания известковых пород и на аллювиальных отложениях они слабокислые или близки к нейтральным. Степень насыщенности основаниями достаточно высокая 77-90 % в минеральных горизонтах и до 70 % - в гумусо-аккумулятивном.
Для буроземов темных типичных характерно высокое содержание гумуса по всему почвенному профилю (5-16 %). По составу гумус гуматного, фульватно-гуматного состава в верхней половине профиля и фульватный - в нижней.
Буроземы темные глееватые расположены в нижних пологих частях склонов под смешанным лесом с напочвенным покровом, состоящим из осоки (мелкими кочками) и на периферийных частях конусов выноса с вейниковым напочвенным покровом (бассейн реки Проселочная). Эти почвы испытывают значительно большее увлажнение и в морфологическом облике их появляются признаки слабого оглеения, проявляющегося в более плотном подгумусовом горизонте в виде мелких светло-серых пятен.
Петроземы гумусовые - слаборазвитые почвы, формирующиеся на каменистых развалах, на валунах, реже на скальных обнажениях, под мощной моховой подушкой, лежащей на камнях, под которой нахо-
дится слой дресвы выветривающейся породы. Тем не менее процессы почвообразования уже имеют место, поскольку идет накопление органического вещества в нижней части моховой подушки при интенсификации процессов выветривания.
Буроземы темные остаточно-карбонатные формируются преимущественно на покровных отложениях известковых пород. Они отличаются более мощными почвенными профилями и наличием до 40 см и более гумусово-аккумулятивного горизонта темно-серого или черного цвета, постепенно переходящего в почвообразующую породу. Иллювиально-метаморфический горизонт, наличие которого характерно для буроземов, здесь выражен слабо. Отсутствие четко выраженного иллювиально-метаморфического горизонта и одновременно формирование мощного гумусо-аккумулятивного свидетельствует о развитии в этих почвах преимущественно дернового процесса при слабой выраженности внутрипочвенного оглинивания. Поэтому отнесение их к типу буроземов типичных было бы неверным.
Разрез 2-07. Лазовский заповедник, бассейн реки Прямушка, верхняя часть склона южной экспозиции, крутизна склона 220. Дубняк мертвопокровный с подростом кедра. Лесная подстилка мощная, около 8 см, слоистая, сверху рыхлая, из прошлогоднего опада.
AU 0-39 см. Однородноокрашенный, темно-серый, почти черный. Легкосуглинистый, мелкокомковато-зернистый, густо переплетен корнями, достаточно плотный, в нижней части на границе с нижележащим горизонтом дресвянистый. Переход заметный по цвету и сложению.
Вмса 39-76 см. Однородноокрашенный, темно-коричневый, среднесуглинистый, неоструктуренный, много мелких обломков породы и щебня. На щебне и обломках мелкоземистые рубашки, плотные, снимаются ножом пластами, единично корни.
Сса 76 см и глубже. Обломки породы и щебень с малым количеством мелкозема и дресьвы между ними. Буроземы темные остаточно карбонатные имеют слабокислую реакцию среды в гумусо-аккумулятивном горизонте и нейтральную - в минеральном. Почвенный поглощающий комплекс насыщен основаниями, максимум которых приходится на минеральную толщу. Тип гумуса гуматный.
На территории Лазовского заповедника наиболее распространенными почвами являются буроземы, являющиеся зональными почвами юга Дальнего Востока. В основе их формирования лежит буроземообразовательный процесс, в котором доминируют такие элементарные почвообразующие процессы, как метаморфизм органического вещества и сиаллитное оглинивание всей толщи, охваченной почвообразованием, ведущее к формированию глинисто-метаморфического горизонта ВM. Эти процессы имеют разную степень развития и разное качественное выражение, что и является одной из основных причин пространственного разнообразия почв на относительно небольшой территории. Буроземы по характеру проявления основного и сопутствующих ему процессов подразделяются на подтипы. Особенности морфолого-аналитических характеристик почв зависят от почвообразующих пород и растительности. Основными морфологическими особенностями описанных почв являются маломощность почвенного профиля (50-70 см), слабая дифференциация на генетические горизонты, сильная щебнистость. По химическим свойствам для буроземов характерна ненасыщенность и слабая насыщенность почвенного поглощающего комплекса основаниями, даже в гумусовом горизонте. Распределение общего количества поглощенных оснований имеет преимущественно аккумулятивный характер, что связано как с типом распределения гумуса в этих почвах, так и с преобладающим типом распределения илистой фракции. Исключением являются буроземы темные типичные и буроземы темные остаточно-карбонатные, развитые на переотложенных продуктах выветривания известковых пород. Мелкозем рассматриваемых буроземных почв представлен преимущественно суглинками с невысоким содержанием ила. Распределение ила имеет аккумулятивный характер с постепенным уменьшением содержания ила сверху вниз по профилю. Такие особенности в распределении илистой фракции обычно характерны для почв, формирующихся в толще выветривающихся коренных пород. Для почв, развивающихся на перемещенном и погребенном материале коры выветривания (делювии), имеет место равномерное распределение ила по профилю или даже увеличение его в нижней части профиля.
Литература
1. Классификация и диагностика почв России / Л.Л. Шишов, В.Д. Тонконогов, И.И. Лебедева [и др.]. -Смоленск: Ойкумена, 2004. - 342 с.
2. Семаль В.А. Почвенный покров Уссурийского заповедника: автореф. дис. ... канд. биол. наук. - Влади-
восток, 2005. - 20 с.
3. Семаль В.А. Состав и структура почвенного покрова южной части Сихотэ-Алиня (на примере Уссурий-
ского заповедника) // Почвоведение. - 2007. - № 8. - С. 901-908.
4. Семаль В.А. Организация почвенного мониторинга горных территорий южного Сихотэ-Алиня (на при-
мере Уссурийского заповедника) // Вестн. КрасГАУ. - 2008. - № 6. - С. 88-93.
5. Семаль В.А., Нестерова О.В. Характеристика гуминовых кислот буроземов юга Сихотэ-Алиня по данным элементного анализа и ИК-спектрометрии (на примере Уссурийского заповедника) // Вестн. КрасГАУ. - 2009. - № 10. - С. 29-35.
6. Семаль В.А. Физико-химические свойства почв южной части Сихотэ-Алиня (на примере Уссурийского заповедника) // Почвоведение. - 2010. - № 3. - С. 303-312.
УДК 574.24:581.19 В.И. Полонский, Д.Е. Полонская, Т.С. Бородулина
ДИАГНОСТИКА УРОВНЯ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВЫ НА ОСНОВЕ МОРФОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАСТЕНИЙ И АКТИВНОСТИ МИКРООРГАНИЗМОВ
Авторами статьи в зависимости от возраста растений выделены показатели, которые значимо изменяются под влиянием различных уровней нефтезагрязнения почвы. По их данным, пороговый уровень поллютанта в почве (0,3 г/кг) можно определить по снижению интенсивности гуттации проростков пшеницы, ингибированию активности почвенной пероксидазы и уменьшению общей численности микроорганизмов.
Ключевые слова: нефть, почва, семена, проростки, интенсивность гуттации, пшеница, салат, микроорганизмы, пероксидаза, полифенолоксидаза.
V.I. Polonsky, D.E. Polonskaya, T.S. Borodulina
DIAGNOSTICS OF SOIL PETROPOLLUTION LEVEL ON THE BASIS OF PLANT MORPHOLOGICAL AND PHYSIOLOGICAL INDICATORS AND MICROORGANISM ACTIVITY
Depending on plant age the indicators which are significantly changed under the influence of various levels of soil petropollution are emphasized by the authors of the article. According to their data, pollutant threshold level in soil (0,3 g/kg) can be determined on guttation rate decrease in wheat germs, soil peroxidase activity inhibition and microorganism total number reduction.
Kew words: oil, soil, seeds, germs, guttation rate, wheat, lettuce, microorganisms, peroxidase, polypheno-loxidase.
Загрязнение природной среды нефтью и продуктами ее переработки - острейшая экологическая проблема, затрагивающая многие страны. Нефтезагрязнение окружающей среды сопровождается сильным негативным воздействием на растения [1, 14], также под влиянием нефти изменяется активность ряда ферментов [5, 16], что сказывается на жизнедеятельности микробоценоза [13, 15].
Известно, что мониторинг поллютантов в окружающей среде основан на их количественном содержании. К сожалению, не всегда удается установить зависимость между концентрацией загрязнителя в среде и ее пригодностью для обитания живых организмов [6]. Удобным методом определения интегральной токсичности почвы является биотестирование. Показателем степени токсичности при этом служит изменение выбранной тест-функции биоиндикаторного организма при его взаимодействии с пробой среды. Наиболее полный анализ интегральной токсичности достигается при применении набора биотестов с использованием различных тест-организмов при контроле их биологических параметров [7]. При мониторинге нефтяного загрязнения почв целесообразно использовать показатели активности оксидоредуктаз как более чувствительных к данному виду антропогенного воздействия, более информативных и менее варьирующих по сравнению с другими показателями биологической активности [8].
Проблема установления минимально допустимого нефтезагрязнения окружающей среды остается недостаточно изученной.
Цель исследований. Изучение морфофизиологических параметров модельных растений, роста микроорганизмов и активности оксидоредуктаз под влиянием низких уровней нефтезагрязнения почвы.
Методика исследований. Изучение влияния нефти на пшеницу сорта Новосибирская 29 и салат листовой сорта Парниковый проводили в три этапа (почва для исследований одинаковая).
1) При проведении лабораторного эксперимента использовали известную методику [4]. В чашки Петри с почвой вносили водную эмульсию сырой нефти из расчета конечных концентраций: 0,3, 1, 3, 6, 9, 12, 15 г/кг почвы. Через 1 сутки в них раскладывали по 25 шт. семян пшеницы и салата в 4-х повторностях. Семена про-
