Diagnostics of soils located in the gradient of urban-technogenic impact

В современном мире довольно большими темпами происходит увеличение антропогенной нагрузки на окружающую среду. Интенсивная застройка, промышленная деятельность способствуют расширению урбанизированных территорий, в то время как площадь экологически ценных земель, входящих в лесной фонд, сокращается. Лесные экосистемы на границе с городом, как правило, испытывают сильное техногенное воздействие, не успевают перестроиться и со временем необратимо деградируют. В этой связи исследование влияния антропогенного пресса на лесные сообщества позволяет оценить экологическую обстановку на урбанизированных территориях, а также планировать мероприятия, позволяющие снизить техногенную нагрузку на окружающую среду.

Почва является одним из главных компонентов экосистемы. Изменение свойств почв на фоне урбанистического пресса становится причиной ухудшения условий произрастания зеленых насаждений, которые очищают воздух от пыли и вредных газов, снижают уровень шума и электромагнитного излучения, создают особый микроклимат, благоприятно влияющий на здоровье и эмоциональное состояние людей (Сорокина, Богачкова, 1991; Burghardt, 1994; Luo et al., 2011) . При проведении инженерностроительных работ на территории города необходимо в максимальной степени учитывать особенности рельефа и эдафические условия произрастания фитоценоза. Это важно для обеспечения устойчивости почв в урболандшафте, а также поддержания их способности предоставлять экосистемные услуги, выполнять важные экологические и санитарно-гигиенические функции (Pavao- Zuckerman, 2008; Soils within Cities, 2017; Васенев и др., 2018; Da Silva et al., 2018; Li et al., 2018; O’Riordan et al., 2021) .

Одним из комбинированных видов антропогенного воздействия на природную среду является урбанизация, наряду с которой проявляются процессы субурбанизации и рурбанизации (Почва. Город. Экология, 1997; Коломыц и др., 2000; Лесные экосистемы…, 2008; Shi et al., 2012). Субурбанизация – это развитие пригородной зоны крупных городов, в результате чего образуются агломерации, а рурбанизация – это перенос городских форм и условий жизни на сельскую местность. Расширение городской территории – это сложный процесс, сопряженный с увеличением антропогенной нагрузки на природную среду, поэтому он требует решения целого ряда правовых и юридических вопросов. В Российской Федерации перевод земель лесного фонда в земли городской застройки регулируется соответствующим Федеральным законом “О переводе земель или земельных участков из одной категории в другую” от 21.12.2004 N 172-ФЗ. Вместе с тем есть про- блемы в области экологического законодательства РФ, которые связаны с разобщенностью теории и практики, с разрывом между планами хозяйственной деятельности и их осуществлением. Поэтому критериальная база законов об охране окружающей среды должна в обязательном порядке основываться на экспертных оценках специалистов и на объективном научном заключении об экологическом состоянии территории, выделяемой для расширения инфраструктуры города. В этой связи целью данного исследования являлась диагностика состояния и свойств почв, находящихся в условиях техногенного пресса различной интенсивности. Для достижения поставленной цели решались следующие основные задачи: 1) Оценить состояние древостоя на исследуемых участках. 2) Дать характеристику состояния живого напочвенного покрова, сформировавшегося в условиях урбанизации. 3) Оценить современное состояние почв, находящихся в условиях техногенного пресса. 4) Дать рекомендации по улучшению санитарногигиенических показателей и эстетических функций исследуемой территории.

Ранее на территории города Петрозаводска проводились исследования отдельных свойств почв (Федорец, Медведева, 2005; Новиков, 2015; Медведева, Новиков, 2015) . Данная работа является логичным продолжением исследований влияния урбанизации на природную среду. Полученные результаты могут быть использованы при проведении почвенно-картографических работ, урбо-экологическом мониторинге природной среды, а также стать основой для разработки общих рекомендаций, направленных на оздоровление и сохранение окружающей среды.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ

Исследования проводились в среднетаежной подзоне Карелии, на территории г. Петрозаводска (61°47′46″ N; 34°20′57″ E), которая находится на восточной окраине Балтийского кристаллического щита. Город расположен на западном террасированном склоне Петрозаводской губы Онежского озера в пределах полупо-гребенной тектонической депрессии (Путеводитель экскурсий, 1982). Климат данной местности умеренно-континентальный, в среднем выпадает до 650 мм осадков в год. Преобладающими вет- рами являются юго-западные и северо-восточные. Средняя годовая температура воздуха составляет +2.2 °C (Климат…, 1982). Изменение температуры на поверхности почвы в течение года значительно больше, чем воздуха. Средняя месячная температура поверхности почвы в январе – феврале равна –11 °C, в июле – +19 °C. Основными лесообразующими породами пригородных лесов являются типичные для среднетаежной подзоны Карелии сосна и ель. На территории города много искусственных насаждений – парков, скверов, аллей, доминирующими породами в которых являются береза, клен, липа, тополь (Лантратова и др., 2003). Важной особенностью города является сохранение в пределах городской черты крупных лесных массивов. Они образуют внутриквартальные куртины леса и “зеленый пояс” лесов по периметру города (Ольхин, Ольхина, 2008). Согласно Постановлению Законодательного Собрания Республики Карелия (Постановление…, 2018), в соответствии с пунктом 6 статьи 622 Федерального закона от 10 января 2002 года № 7-ФЗ “Об охране окружающей среды”, существует перечень территорий, включенных в лесопарковый зеленый пояс вокруг города Петрозаводска. Эти территории созданы в целях реализации права каждого гражданина на благоприятную окружающую среду и являются зонами с ограниченным режимом природопользования и иной хозяйственной деятельности.

Комплексное исследование влияния комбинированного антропогенного воздействия на экосистемы проводили в лесном массиве, примыкающем к городской застройке и расположенном на окраине планировочного района Кукковкка (61°45′16.7″ N 34°21′54.8″ E) (рис. 1). Данный участок, площадью 55 000 м2, интересен тем, что с 2008 г. он был включен в Генеральный план г. Петрозаводска, после чего началась его интенсивная застройка, т. е. процесс субурбанизации. В июле 2016 г., по решению Верховного суда Республики Карелия, ряд участков, включая исследуемый, были переведены обратно в земли лесного фонда. Однако эксплуатируемые в течение более 8 лет территории резко изменили свои экологические функции в урбоэкосистеме. Поэтому возникла необходимость провести анализ природной среды исследуемого участка. В данном лесном массиве было заложено два проб- ных участка, испытывающих различную степень антропогенного воздействия. В соответствии со шкалой экологической нарушен-ности лесных экосистем и почвенного покрова (Бабинцева и др., 2008) участки были индицированы как полностью разрушенный и слабонарушенный.

— разрушенная лесная экосистема; — слабонарушенная лесная экосистема; • место расположения почвенного разреза Рис. 1. Схема расположения участка исследования (картографические данные © Google 2021).

Fig. 1. Study area map (© Google 2021).

Разрушенная лесная экосистема . Данный участок представляет собой систему отдельных, горизонтально и вертикально антропогенно нарушенных возвышенностей и депрессий (рис. 2А).

Рис. 2. Изменение лесных экосистем на фоне антропогенного воздействия: А) – разрушенная лесная экосистема; Б) – слаборазрушенная лесная экосистема.

Fig. 2. Forest ecosystem change under human impact

Макрорельеф изучаемого участка равнинный. Формирование мезо- и микрорельефа обусловлено антропогенным воздействием на данную территорию: влиянием строительной техники, порубочными остатками деревьев, строительным мусором и пр.

Талые воды, образуя многочисленные ручьи, запруды, создают сезонную гипертрофию водного режима. Древостой и живой напочвенный покров полностью отсутствуют. Каменистость почвообразующей породы обусловливает распространение блюдцеобразных впадин и каменистых обнажений. Территория участка характеризуется значительной гетерогенностью почвенного покрова и представляет собой многочисленные ареалы антропогенно трансформированных почв, турбированных техникой на глубину от 50 см и глубже.

Слабонарушенная лесная экосистема . Участок расположен за пределами разработанной под застройку территории. Естественная древесная и напочвенная растительность сохранена, лесная подстилка вытоптана локально, сформирована редкая тропи-ночная сеть (рис. 2Б).

В качестве контроля ( ненарушенная лесная экосистема ) использовали близкий по экологическим характеристикам участок ельника черничного, расположенный в среднетаежной подзоне Карелии (Федорец, Морозова, 2009) .

Так как обследуемый участок леса был вовлечен в активную хозяйственную деятельность (жилая застройка), возникла необходимость оценки состояния древесного яруса, напочвенного покрова и почв на предмет биологической (охраняемые виды живых организмов) и рекреационной ценности данной территории.

На опытных участках проводили описание древостоя, живого напочвенного покрова. На каждом участке закладывали разрезы почв, делали их морфологическое описание, из генетических горизонтов отбирали образцы на химические анализы. В случае участка с разрушенной лесной экостистемой, в которой почвенный профиль антропогенно трансформирован, отбор почв проводился с различных глубин с шагом 10 см. Определение химических показателей в отобранных образцах выполнено на научном оборудовании Центра коллективного пользования Федерального исследовательского центра “Карельский научный центр Российской академии наук”. Используемые в работе методы и изученные характеристики лесных фитоценозов представлены в таблице 1.

Таблица 1. Оцениваемые параметры и методы, используемые в работе

Table 1. Parameters assessed and methods used

Оцениваемые параметры, методы	Литература, оборудование
Растительный покров
Геоботаническое описание растительности	Сукачев, Зонн, 1961; Полевая геоботаника, 1964
Закладка пробных площадок и отбор почвенных образцов для анализов	ГОСТ 17.4.3.01-2017
Инструментальная таксация древостоя. Общепринятые методы таксации	Общепринятые методы таксации (Наставления…, 1993)
Рекреационная дигрессия живого напочвенного покрова	Россомахин, 1978; Полякова и др., 1981; Рысин, 1987
Эколого-рекреационная оценка лесов (категории санитарно-гигиенической оценки ландшафтов, классы эстетической оценки ландшафтов и др.)	Моисеев и др., 1977; Моисеев и др., 1990
Почва
Таксономическая принадлежность почв	Классификация и диагностика почв России, 2004
Морфологическое описание почв	Федорец, 2010
Гранулометрический состав почв	Лазерный анализатор частиц “LS 13 320” компании ВЕСКМАN COULTER
рН водной вытяжки; потенциометрический метод	рН-метр HANNA, (Германия); ГОСТ 26423-85
Зольность, ППП (потеря при прокаливании); сжигание в муфеле	ГОСТ 27784-88
Содержание общего углерода и азота	CHNS/O analyzer, Perkin Elmer PE 2400 Series II (США)

Обследуемые территории характеризуются однородными почвами в отношении почвообразующей породы, представленной завалуненными двучленными отложениями – песками, подстилаемыми в пределах метра суглинками. Это позволило провести сравнительный анализ природной среды, подверженной антропогенному воздействию, и корректно экстраполировать полученные данные на почвы прилегающих территорий. Данная почвообразующая порода является нетипичной для Республики Карелия, однако встречается на территории города Петрозаводска (Яшин и др., 2011) .

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Почвенно-экологическая оценка ненарушенного участка. На обследованной территории произрастает ельник черничный, возрастом 110–120 лет. Таксационная характеристика древостоя приведена в таблице 2. Он представлен чистым еловым древостоем (10Е) 120-летнего возраста. Класс бонитета – III. Древостой имеет относительную полноту 0.8, средний диаметр деревьев ели – 19.0 см, средняя высота – 20.9 м.

Таблица 2. Характеристика древостоя на обследуемой территории

Table 2. Characteristics of the tree stand in the study area

ее Ч В в н	О S3 4	н о н л Й	Средние		я © й	ее ч ко
			В	н о 3
Ненарушенная лесная экосистема, контроль
Е. чер.	Е10	120	19.0	20.9	0.8	III
Слабонарушенная лесная экосистема
Е. чер.	5E	110	24	22	0.6	II
	3Oc	55	28	22
	2Б	50	20	18

Общее проективное покрытие (ОПП) живого напочвенного покрова (ЖНП) контрольного участка составляет 60–70%. В травяно-кустарничковом ярусе доминируют лесные кустарнички Vaccinium myrtillus (ОПП – 30–40%) и Vaccinium vitis-idaea (ОПП – 2–3%). Покрытие других лесных видов сосудистых растений незначительно – в сумме не более 3–5% ( Goodyera repens , Luzula pilosa , Majanthemum bifolium , Platanthera bifolia , Rubus saxatilis , Trientalis europaea ). Мохово-лишайниковый ярус сложен преимущественно зелеными мхами Pleurozium schreberi и Hylocomium splendens (ОПП в сумме до 60%).

Почвенный разрез заложен в чернично-брусничной микрогруппировке и представлен характерной для среднетаежной подзоны Карелии почвой Al-Fe-гумусового генезиса. Почва – подзол иллювиально-железистый – имеет следующее морфологическое строение (рис. 3).

Почвенный разрез хорошо дифференцирован на отдельные генетические горизонты, которые отличаются между собой по цвету и степени каменистости. По всему профилю преобладает среднезернистый песок, однако в его нижней части возрастает содержание более мелких частиц. В таблице 3 представлены химические свойства подзола иллювиально-железистого. Верхние почвенные горизонты имеют кислую реакцию среды, с глубиной кислотность снижается. Содержание золы в лесной подстилке низкое и составляет 23.8%. В минеральной толще беззольная часть имеет крайне низкие значения, тенденция возрастания показателя отмечена в иллювиально-железистом горизонте. Распределение общего азота и углерода элювиально-иллювиальное, что отражает особенности почв данного генезиса. Для исследуемых почв молекулярное отношение C/N достигает в подподстилочных горизонтах 19, что свидетельствует об оптимальных эдафических условиях для развития микроорганизмов, обеспечивающих высокую продуктивную способность древостоя.

Почвенно-экологическая оценка участка со слабонарушен-ной лесной экосистемой. На данной территории произрастает елово-лиственный древостой (5E1103Oc552Б50), который характеризуется II классом бонитета и имеет относительную полноту 0.6. Средний диаметр еловой части древостоя составляет 24 см, а средняя высота – 22 м (табл. 2).

Рис. 3. Подзол иллювиально-железистый.

Fig. 3. Ferric Illuvial Podzol.

O – 0–5(11) см, лесная подстилка, бурого цвета, свежая, слоистая, обильно пронизана корнями, сложена остатками хвои, кустарничков, веток, корней, переход в нижележащий горизонт по цвету, граница перехода волнистая.

E – 5(11)–11(25) см, серый, свежий, песчаный, много корней, уплотнен, в верхней части затеки гумуса, переход в нижележащий горизонт по цвету, граница перехода карманная.

BF – 11(25)–20(30) см, ржавобурый, свежий, песчаный, уплотненный, встречаются камни, хрящ, много тонких корней, переход в следующий горизонт по цвету, граница перехода размытая.

BF2 – 20(30)–31(36) см, ржавого цвета, свежий, песчаный, хорошо сортирован, уплотнен, корней мало, переход в следующий горизонт по степени каменистости, граница перехода размытая.

B3 – 31(36)–58 см, сероватого цвета, свежий, плохо сортирован (хрящеватопесчаный), много камней различного размера и разной степени окатанности, уплотнен, переход в следующий горизонт по цвету и гранулометрическому составу, граница перехода размытая.

C – 58–72 см, серого цвета, свежий, суглинок, более плотный, чем вышележащий горизонт, оструктурен.

Таблица 3. Химические свойства почв на обследуемой территории

Table 3. Chemical properties of soils in the study area

Горизонт / слой (см)	рН вод.	Зольность*, ППП	С	N	C N
		%
Ненарушенная лесная экосистема (контроль) Почва – подзол иллювиально-железистый
O, 0–5(11)	4.8	23.8*	44.74	1.57	28.5
E, 5(11)–11(25)	4.5	1.8	0.56	0.03	18.7
BF, 11(25)–20(30)	5.1	3.6	0.79	0.04	19.8
BF2, 20(30)–31(36)	5.4	2.1	0.31	0.03	10.3
В3, 31(36)–58	5.6	1.0	0.36	0.02	18.0
С, 58–72	6.2	1.1	0.21	0.02	10.5
Слабонарушенная лесная система Почва – подзол иллювиально-железистый
O, 0–15	4.2	25.9*	32.81	1.27	25.8
E, 15–25	4.9	2.4	0.30	0.03	10.0
ВF, 25–38	5.1	1.9	0.72	0.02	36.0
ВF2, 38–49	5.3	1.2	0.30	0.01	30.0
ВС, 49–55	5.5	0.3	0.11	0.02	5.5
С, 55–65	5.6	1.8	0.17	0.01	17.0
Разрушенная лесная экосистема Почва – органолитострат
1, 0–10	7.4	0.5	0.86	0.03	28.7
2, 10–20	7.7	1.3	0.96	0.02	48.0
3, 20–30	7.9	1.7	0.84	0.04	21.0
4, 30–40	7.8	3.3	2.19	0.08	27.4
5, 40–50	7.9	1.9	0.44	0.01	44.0

Подлесок развит умеренно и представлен типичными для подзоны средней тайги видами кустарников ( Juniperus communis , Rosa acicularis , Salix caprea , Sorbus aucuparia ).

Общее проективное покрытие живого напочвенного покрова на условно слабонарушенном участке ельника черничного в 2–3 раза ниже, по сравнению с ненарушенным (контрольным) участком, и составляет не более 25%. В травяно-кустарничковом ярусе выявлено 27 видов сосудистых растений; доминантами покрова являются Vaccinium myrtillus (ОПП 10–15%), Calamagrostis arundinacea (5–7), Avenella flexuosa (3–5), Vaccinium vitis-idaea (ОПП 2–3%). Покрытие других видов незначительно и в сумме составляет до 7% ( Angelica sylvestris , Calamagrostis phragmitoides , Carex globularis , Chamaenerion angustifolium , Cirsium palustre , Dryopteris carthusiana , Linnaea borealis , Luzula pilosa , Lycopodium annotinum , Orthilia secunda , Oxalis acetosella , Pyrola rotundifolia , Solidago virgaurea , Viola epipsila , Viola selkirkii ). Отличительной чертой ЖНП данного лесного участка является привнесение во флору опушечных и луговых видов, устойчивых к активной рекреации ( Agrostis capillaris , Coccyganthe flos-cuculi , Deschampsia cespitosa , Juncus effusus , Luzula pallidula , Tussilago farfara , Veronica chamaedrys , Veronica officinalis ).

Мохово-лишайниковый ярус представлен зелеными мхами (ОПП 15 – 25%). Основу покрова составляют Pleurozium schreberi , Hylocomium splendens и Dicranum scoparium со спорадическим вкраплением куртин Polytrichum junipeinum , Ptilium crista-castrensis , Rhytidiadelphus triquetrus и Sphagnum girgensohnii . Большая часть лесных сообществ в пределах рассматриваемого участка находится на I – II стадиях рекреационной дигрессии, при которых изменения лесной среды обратимы и выражаются, главным образом, в нерегулируемом вытаптывании и повреждении стволов деревьев. Фрагменты ельников, находящиеся на границе с застройкой, трансформированы в большей степени и находятся на III стадии рекреационной дигрессии. Здесь уже в настоящее время необходимы меры по регулированию рекреационной нагрузки, а именно – организация дорожно-тропиночной сети, которая ограничит бессистемное вытаптывание живого напочвенного покрова.

На слабонарушенной территории заложено два почвенных разреза в чернично-зеленомошных микрогруппировках. Почва – подзол иллювиально-железистый на завалуненных двучленных отложениях: песках, подстилаемыми в пределах метра суглинками. Морфологический профиль почв имеет следующее строение (рис. 4).

Формирующиеся почвы на слабонарушенном участке имеют более мощную лесную подстилку по сравнению с контролем. Это может быть связано с увеличением количества поступающего в экосистему опада хвойных деревьев, представленного ветками, сучьями, хвоей, древесной ветошью. Также неблагоприятные эда-фические условия для произрастания растений могут вызвать поступление корневого опада вечнозеленых кустарничков, корневые системы которых локализованы в подстилке. При данном уровне азотного баланса микробиота не может выполнять в полном объеме свои экологические функции, микробная трансформация органического вещества заторможена, происходит накопление лесных подстилок.

Химические свойства почв на слабонарушенной территории представлены в таблице 3. Исследуемые почвы характеризуются слабокислой реакцией: наиболее низкое значение рН в верхнем органогенном горизонте, с глубиной кислотность постепенно снижается. На обследуемом участке выявлена тенденция увеличения показателя зольности лесной подстилки. Являясь слоем детрита, она способна выполнять свои экологические функции. Однако при достижении зольности 50%, по классификации грунтов, лесная подстилка переходит в органоминеральный субстрат (ГОСТ 25100-2020) . В этой связи необходимо наблюдать за данным показателем почв. В перераспределении беззольной компоненты в минеральной части профиля почв также были выявлены изменения, выражающиеся в снижении ее содержания.

В целом показатели рН, содержание элементов-биофилов, зольность отражают свойства почв данного типа, однако отмечена тенденция их изменения по сравнению с почвами контрольной ненарушенной территории.

Рис. 4. Подзол иллювиальножелезистый (разрез № 1) Fig. 4. Ferric Illuvial Podzol (soil pit No. 1)

О – 0–15 см, лесная подстилка, бурая, рыхлое сложение, опад растений находится на различных стадиях разложения, состоит из опада ели, шишек, сфагнового мха, разнотравья, отмерших веток и листьев кустарничков, горизонт густо пронизан корнями кустарничков, свежий, встречаются копролиты червей, переход в нижележащий горизонт по цвету и по плотности сложения, граница перехода в нижележащий горизонт затечная;

E – 15–25 см, светло-серых тонов, самый светлоокрашенный горизонт в профиле почв, свежий, уплотнен, структурные агрегаты слабо сцементированные, однородный по цвету и структуре, песчаный, корней нет, переход постепенный по цвету, граница перехода размытая;

BF – 25–38 см, светло-коричневых тонов, свежий, песчаный, встречаются выходы корней, по всему горизонту мелкие камни, переход по цвету равномерный, граница перехода постепенная;

ВF2 – 38–49 см, серо-коричневых тонов, свежий, песчаный, уплотненный, пронизан мелкими корнями растений, камни более крупных размеров, переход в нижележащий горизонт по цвету не ясный, граница перехода размытая;

BС – 49–55 см, переходный горизонт, темно-серый, влажный, уплотнен, по всему горизонту встречаются крупные камни, корней нет, ясный переход по цвету, граница перехода размытая;

C – 55–65 см и глубже, темно-серых тонов, сырой, суглинистый, более плотный, чем вышележащий горизонт, встречаются многочисленные ржавые пятна окиси железа по всей нижней части профиля почв, встречаются крупные камни.

Это свидетельствует, с одной стороны, о генетическом родстве исследуемых почв, а, с другой – об экологически неоднородных условиях вследствие антропогенного воздействия, в которых идет их формирование на современном этапе развития фитокомплекса.

Оценка эколого-рекреационного потенциала лесного массива показала, что обследуемый древостой нуждается в мероприятиях по улучшению санитарно-гигиенических и эстетических функций. Это предполагает создание дренажной канавы на границе древостоя, а также предотвращение эрозии почв около канавного пространства путем посадки устойчивых к эрозии древесных пород (сосна обыкновенная, различные виды ив), а также посева многолетних трав.

Почвенно-экологическая оценка участка с разрушенной лесной экосистемой. Территория обследуемого лесного участка характеризуется полным уничтожением древесной и напочвенной растительности. Почвенный покров в данном случае утратил свой первоначальный облик и представляет собой нарушенный профиль без отдельных генетических горизонтов – органолитострат (рис. 5). Разрезы заложены в различных частях участка, испытывающего максимальное антропогенное воздействие. В данном случае морфологическое описание и отбор почвенных образцов проводили по слоям.

Профиль органолитострата сформирован из отвалов естественных грунтов, образовавшихся при разработке данной территории под строительство (валка деревьев, выкорчевывание пней, вырубка кустов, удаление крупных валунов, равнение участка). Верхний органогенный горизонт полностью отсутствует. По всей глубине разреза наблюдали большое количество камней, антропогенных включений: бытовой и строительный мусор, остатки арматуры и другие техногенные артефакты. Также по профилю встречаются остатки лесной подстилки (черные комки органической массы), которые в результате проведения строительных работ перемешаны с минеральной толщей. На глубине 60–70 см была обнаружена верховодка.

Рис. 5. Органолитострат (разрез № 5)

Fig. 5. Organolitostrat (soil pit No . 5)

0–10 см, темно-коричневых тонов, свежий, рыхлый, бесструктурный, песчаный, корней нет, мелкие камни встречаются в верхней части профиля;

10–20 см, темно-коричневый, свежий, рыхлый, бесструктурный, песчаный, нет корней, остатки строительного мусора (битый кирпич);

20–30 см, светло- и темнокоричневых тонов, свежий, рыхлый, бесструктурный, песчаный, корни мертвой растительности, остатки строительного мусора (битый кирпич);

30–40 см, светло- и темнокоричневых тонов, сырой, рыхлый, бесструктурный, песчаный, корней нет, камни и валуны различных размеров, угли, черные включения органической массы;

40–50 см, светло- и темнокоричневых тонов, мокрый, рыхлый, бесструктурный, суглинистый, корни мертвых растений, камни различных размеров.

Органолитострат на обследуемом участке характеризуется слабощелочной реакцией среды (табл. 3), что свидетельствует об отсутствии влияния биотической компоненты на почвообразовательный процесс. Подщелачивание почв обусловлено, возможно, осаждением строительной пыли, содержащей карбонаты кальция и магния. Монотонный характер распределения по глубине показателя зольности указывает на техногенный характер происхождения профиля.

Невысокое содержание углерода и азота, вызванное отсут- ствием, как отмечено выше, древостоя и растений напочвенного покрова, свидетельствует о невысокой трофообеспеченности грунта. Однако на глубине 30–40 см выявлено увеличение содержания углерода до 3.3%. Это связано с импрегнацией органического вещества, представленного, как было упомянуто ранее, остатками лесной подстилки, древесной ветошью. При уплотнении горизонтов, отсутствии кислорода, изменении окислительновосстановительного потенциала педосферы органическое вещество могло быть законсервировано в нижних горизонтах и не вовлекаться в общий круговорот веществ.

В целом исследуемые почвы до вовлечения их в хозяйственную деятельность обладали достаточно мощным слоем лесной подстилки (О), высоким содержанием органического вещества, что обеспечивало развитие высокопродуктивного древостоя. В настоящее время естественный почвенный покров полностью нарушен. Обнажение почвообразующей породы, упрощение морфологического строения и снижение плодородия почв в данном случае является последствием антропогенеза, что приводит к деградации природной среды.

На территории Карелии зональными почвами являются почвы Al-Fe-гумусового генезиса, которые постоянно подвергаются природно-антропогенному воздействию (урбанизация, вырубки, пожары и пр.), в результате чего нарушается их естественное морфологическое строение. По данному критериальному признаку такие антропогенно нарушенные почвы в современной Классификации почв России (Классификация…, 2004) в зависимости от интенсивности и характера техногенного воздействия могут быть отнесены к антропогенно-преобразованным почвам или техногенным поверхностным образованиям. Исследованные почвы на участке с разрушенной лесной экосистемой, минуя стадию антропогенно-преобразованных почв, трансформировались в техногенные поверхностные образования. Естественное восстановление таких почв проходит достаточно медленно, однако, при соблюдении рекомендаций по охране природной среды процесс реабилитации можно ускорить.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Фоновые почвы ненарушенных лесных экосистем представлены подзолами иллювиально-железистыми, сформировавшимися под еловыми древостоями. Они выполняют свои экологические функции, обеспечивая высокую продуктивность древесных насаждений. Лесные массивы, примыкающие к исследуемой антропогенно нарушенной территории, представлены еловолиственными древостоями. Большинство из них находится на переходной от I–II к III стадии рекреационной дигрессии и уже в настоящее время нуждается в благоустройстве (создании оборудованной дорожно-тропиночной сети), которое обеспечит сохранность естественной структуры фитоценозов и увеличит их способность к выполнению защитных и эстетических функций. Почвы слабонарушенных участков леса обладают комплексом свойств, с одной стороны, характерных для фоновых региональных почв (сильная каменистость, кислая реакция среды, легкий гранулометрический состав, невысокое содержание органического вещества), с другой стороны, отличающихся некоторыми специфическими особенностями, обусловленными антропогенным воздействием (изменение мощности и зольности лесной подстилки). Так на выделенных под строительство участках, где на момент проведения исследования лесная экосистема была разрушена, естественные зональные почвы полностью уничтожены, свойственные им генетические горизонты не диагностируются. По своим основным морфологическим и химическим свойствам данные образования, в соответствии Классификацией почв России (Классификация…, 2004) , отнесены к подгруппе органолитостра-тов техногенно поверхностных образований.

Для улучшения санитарно-гигиенических и эстетических функций лесного массива, прилегающего к обследуемой территории, можно рекомендовать создание дренажной канавы на границе древостоя. С целью предотвращения эрозии почв околоканавного пространства следует запланировать мероприятия по созданию посадок, состоящих из устойчивых к эрозии древесных пород (сосна обыкновенная, различные виды ив). Также в качестве одной из действенных мер по восстановлению нарушенной террито- рии можно рекомендовать посев многолетних трав, корневые системы которых способны закреплять почву, а наличие пожнивных остатков позволит изменить направление микробиологических внутрипочвенных процессов, повышающих плодородие почв. Это обеспечит оптимизацию состояния фитоценоза, гомеостаз всей урбоэкосистемы.