Состав органического вещества некоторых почв Санкт-Петербурга

Для более детального изучения особенностей гумусовых горизонтов почв Санкт-Петербурга и для характеристики их органического вещества был проведен фракционно-групповой анализ органического вещества в гумусовых горизонтах различных почв города. Первая почва находится в парке им. И. В. Бабушкина и является слабоизмененной природной почвой. Это дерново-подзолистая урбо-стратифицированная почва на ленточных глинах (разрез 5/14). Две почвы образованы путем нанесения материала гумусовых горизонтов на техногенную породу и расположены вблизи от дороги. Первая из них находится на ул. Бабушкина в 5 метрах от дороги (разрез № 4/14) — педо-аллохтонная серогумусовая почва. Вторая (педо-аллохтонный псаммозем) — на газоне около пр. Энгельса (разрез № 11/14), в 7 метрах от дороги. Последняя почва (педо-аллохтонная темногумусовая) также сформирована, как и последние две, но привнесенный гумусовый горизонт лежит на естественной породе, которая, предположительно, была образована in situ. Она расположена в парке ЦПКиО им. С. М. Кирова (разрез 55/15).

Дерново-подзолистая почва урбо-стратифицированная (парк им. И.В. Бабушкина) характеризуется слабыми антропогенными изменениями. Реакция среды кислая (pH вод = 5,20 в AYur1; 5,22 в AYur2), легкосуглинистый гранулометрический состав, содержание углерода органических соединений в верхнем горизонте AYur1 — 2,26%, в AYur2 — 0,92% (табл. 2). Резкое снижение углерода в горизонте AYur2 связано, во-первых, с тем, что на поверхность горизонта поступает не характерный для естественных условий образования дерново-подзолистых почв лиственный опад, а также корневой опад (газонные травы). Во-вторых, этот горизонт меньше, чем вышележащий подвержен антропогенному воздействию. Верхний горизонт содержит угольки, которые завышают содержание углерода органических соединений. Также на дневную поверхность почвы могут оседать аэральные частицы, в составе которых возможно присутствие углерода.

Вслед за уменьшением общего содержания углерода органических соединений уменьшается и доля гуминовых кислот. Верхний горизонт обладает фульватно-гуматным типом гумуса с отношением углерода гуминовых кислот к углероду фульвокислот равным 1,6. В нижележащем горизонте AYur2 отношение снижается до 0,80, что соответствует гуматно-фульватному типу гумуса. Содержание гуминовых кислот несколько выше, чем это характерно для почв таежной зоны. В верхнем горизонте среди гуминовых кислот и фульвокислот преобладает фракция 1, что связано с поступлением новообразованных подвижных гуминовых кислот из опада. Меньшие значения имеют 2-я и 3-я фракции гуминовых кислот, что связано с кислой реакцией среды, а соответственно небольшим содержанием карбоната кальция, а также с общими условиями, характерными для данной местности (непродолжительный период биологической активности, промывной водный режим и т. д.).

В нижележащем горизонте AYur2 возрастает доля фульвокислот за счет фракций 1 и 1а, что связано с их большей подвижностью по сравнению с гуминовыми кислотами. Среди гуминовых кислот несколько возрастает доля 2-ой фракции, что, скорее всего, связано с увеличением здесь карбонатов кальция, поступивших вместе со строительным мусором, содержащемся в этом горизонте. Несколько больше становится гуминовых и фульвокислот 3-ей фракции, что может быть связано с увеличением доли физической глины и ила в этом горизонте, богатых глинистыми минералами.

Таблица 2. Фракционно-групповой состав некоторых почв Санкт-Петербурга

Примечание. Содержание фракций указано в % к массе почвы (верхняя строка) и в % к С общ (нижняя строка).

В целом, общие закономерности распределения групп и фракций органического вещества почвы парка им. И. В. Бабушкина близки к почвам дерново-подзолистого типа, характерных для окрестностей Санкт-Петербурга. Под действием антропогенного фактора возрастает доля гуминовых кислот, а среди фракций доля гуминовых кислот, связанных с кальцием.

Почва, расположенная на газоне ул. Бабушкина (разрез 4/14), была сконструирована человеком, а также и на настоящий момент сильно подвержена антропогенному влиянию. Здесь фракционно-групповой состав органического вещества сильно трансформирован и уже не содержит черты природных почв. Сильных различий в содержании групп и фракций гумуса в слоях 0 — 5 см и 5 — 10 см нет, что говорит о единой для этих слоев природе. Отношение углерода гуминовых кислот к углероду фульвокислот составляет 1,47 и 1,60 в слоях 0 — 5, 5 — 10 см. Тип гумуса фульватно-гуматный. Не смотря на повышенные значения pH (6,90 — в слое 0 — 5 см, 7,20 — в слое 5 — 10 см), фракции, связанные с кальцием (ГК2 и ФК2), не только не преобладают, но и имеют наименьшие значения, по сравнению с содержанием других фракций. Такие результаты могут свидетельствовать о сильном влиянии различных органических загрязнителей на содержание углерода органических соединений и о попадании их в вытяжки с гуминовыми и фульвокислотами. Поэтому распределение групп и фракций может быть искажено и не давать истинной картины о фракционно-групповом составе гумуса этой почвы. Действительно, при морфологическом описании этой почвы были обнаружены угольки, которые могут содержать недоокисленные соединения углерода. Вероятно, они и искажают результаты анализа.

Профиль почвы, находящейся на пр. Энгельса (разрез 11/14), был создан совсем недавно. За несколько месяцев (около 6-ти) до времени заложения разреза (осень 2014) на этой территории прокладывали трубопровод. Профиль почвы состоит из маломощного (5 см) привнесенного гумусового горизонта и подстилающей песчаной толщи, мощностью более 60 см. Угольков или угольной пыли обнаружено не было. Также и содержание углерода органических соединений в гумусовом горизонте не является завышенным и составляет 1,98%. В составе гумуса несколько преобладают гуминовые кислоты, отношение углерода гуминовых кислот к углероду фульвокислот составляет 1,12. Среди гуминовых кислот преобладает фракция 2, что, должно быть, связано с нейтральной реакцией среды (pH вод = 6,64). Обращает внимание тот факт, что содержание углерода негидрализуемого остатка здесь значительно ниже, чем в двух предыдущих почвах. Объяснить это можно тем, что растительный покров на территории, где был заложен разрез, отсутствует. Следовательно, корешков и другого растительного материала здесь меньше.

Гумусовый горизонт почвы, находящейся в парке ЦПКиО им. С. М. Кирова (разрез 55/15), как и у почвы на ул. Бабушкина (разрез № 4/14) содержит значительное количество угольков. Поэтому содержание углерода органических соединений в верхних 12 см достигает 9,05%. Ниже в слое 19 — 28 см этот показатель снижается до 3,30%. Реакция среды характеризуется сильнокислыми значениями (4,35 и 3,76 в верхнем и нижнем слоях гумусового горизонта соответственно). Отношение гуминовых кислот к фульвокислотам в верхнем слое составляет 1,00, в нижнем — 0,64, что является сильным разбросом, но все же оба горизонта обладают гуматно-фульватным типом гумуса. Среди фракций преобладают фракции ГК1 и ФК1. Особенностью данной почвы является то, что в составе органического вещества доля негидрализуемого остатка невелика и составляет 14,59% в слое 0 — 12 см и 9,69% в слое 19 — 28 см.

Поскольку эта почва обладает очень высоким содержанием углерода органических соединений, растительных остатков в ней не было обнаружено, зато угольки содержатся в значительном количестве, следует, осторожно относится к результатам фракционно-группового анализа. Как и в почве ул. Бабушкина, реальная картина может искажаться.

Таким образом, близким к естественному составом гумуса обладает только дерново-подзолистая урбо-стратифицированная почва парка им. И. В. Бабушкина. В почве на пр. Энгельса наблюдается небольшое преобладание фракции связанной с кальцием, что характерно для городских почв (Почва, Город, Экология; 1997; Pouyat, 2002). В почвах, загрязненных органическими поллютантами (в т.ч. угольками и угольной пылью) данные фракционно-группового состава могут искажаться и не отображать истинную картину.