Валовой химический состав антропогенно-преобразованных почв федеральной территории «Сириус»

Введение. Антропогенно-преобразованные почвы федеральной территории «Сириус» сформированы в условиях масштабной инженерной планировки, проведённой при подготовке Олимпийских игр 2014 года и последующего градостроительного развития Имеретинской низменности. Поверхностные горизонты этих почв сложены привезённым материалом тёмногумусового горизонта (AU) чернозёма миграционно-сегрегационного, который в условиях влажного субтропического климата подвергается не свойственной чернозёмам трансформации. Цель работы — оценить особенности валового химического состава антропогенно-преобразованных почв ФТ «Сириус» и характер ранней стадии трансформации чернозёмного материала с применением геохимических индексов выветривания и педогенеза.

Материалы и методы. Объекты исследования — антропогенно-преобразованные почвы территорий ФТ «Сириус», функционирующие 10–12 лет. Эталонные объекты — горизонты AU и Cca чернозёма миграционно-сегрегационного. Валовое содержание макроэлементов определяли методом рентгенофлуоресцентного анализа (РФА) портативным анализатором «МеталлТест». Для интерпретации применены индексы CIA, Ki, Kr.

Результаты исследования. В рекультивационно-гумусовом горизонте RAT установлено статистически значимое снижение SiO₂ при одновременном повышении Al₂O₃ и Fe₂O₃ по сравнению с генетически однородным горизонтом AU. По CaO, MgO и K₂O значимых различий не выявлено. По всем интегральным коэффициентам и большинству макроэлементов установлены достоверные различия RAT–Cca, что подтверждает существенную трансформацию чернозёмного материала за 10–12 лет.

Обсуждение и заключение. Выявленный сдвиг отражает раннюю стадию субтропического гипергенеза: декарбонатизацию, вынос оснований и относительное накопление полуторных оксидов в условиях промывного водного режима при сохранении карбонатно-щёлочного резерва, наследуемого от исходного чернозёма. Полученные результаты обосновывают необходимость регулярного геохимического мониторинга городских почв ФТ «Сириус» и могут быть использованы при разработке регламентов рекультивации в зонах влажных субтропиков.

1. Гончарова О.Ю., Семенюк О.В., Стома Г.В. Исследование почв на урбанизированных территориях: анализ методических аспектов и подходов (на примере г. Москвы). Вестник Московского университета. Серия 17. Почвоведение. 2021;(4):4–12.

2. Прокофьева Т.В., Герасимова М.И. Городские почвы: диагностика и классификационное определение по материалам научной экскурсии конференции SUITMA-9 по Москве. Почвоведение. 2018;(9):1057–1070. https://doi.org/10.1134/S0032180X18090095

3. Чижикова Н.П., Гуров И.А. Минералогический состав элювиально-глеевых желтозёмов (на примере почв дендрария г. Сочи). Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева. 2011;(69):60–76. https://doi.org/10.19047/0136-1694-2012-69-60-76

4. Zakharikhina LV, Malyukova LS, Ryndin AV. Genesis and Geochemistry of the Soils of Urban Landscapes of the Black Sea Coast of Russia. CATENA. 2022;210:105881. https://doi.org/10.1016/j.catena.2021.105881

5. Gerasimova MI, Gurov IA. Micromorphology of Zheltozems on Hard Sedimentary Rocks and Products of Their Decomposition: Pedogenic and Lithogenic Features (With the Sochi Arboretum as an Example). Eurasian Soil Science. 2012;45(1):22–32. https://doi.org/10.1134/S106422931201005X

6. Vasenev V, Kuzyakov Y. Urban Soils as hot Spots of Anthropogenic Carbon Accumulation: Review of Stocks, Mechanisms and Driving Factors. Land Degradation & Development. 2018;29(6):1607–1622. https://doi.org/10.1002/ldr.2944

7. Ivashchenko K, Lepore E, Vasenev V, Ananyeva N, Demina S, Khabibullina F et al. Assessing Soil-Like Materials for Ecosystem Services Provided by Constructed Technosols. Land. 2021;10(11):1185. https://doi.org/10.3390/land10111185

8. Tagiverdiev SS, Gorbov SN, Bezuglova OS, Skripnikov PN. The Content and Distribution of Various Forms of Carbon in Urban Soils of Southern Russia on the Example of Rostov Agglomeration. Geoderma Regional. 2020;21:00266. https://doi.org/10.1016/j.geodrs.2020.e00266

9. Skripnikov PN, Gorbov SN, Tagiverdiev SS, Salnik NV, Kozyrev DA, Terekhov IV et al. Carbon Accumulation Features in Different Functional Zones of Cities in the Steppe Zone. Environmental Monitoring and Assessment. 2024;196(7):601. https://doi.org/10.1007/s10661-024-12773-1

10. Минкина Т.М., Мотузова Г.В., Назаренко О.Г. Состав соединений тяжелых металлов в почвах. Ростов-на-Дону. «Эверест», 2009: 208.

11. Salnik NV, Gorbov SN, Tagiverdiev SS, Skripnikov PN, Bezuglova OS. On basic elementary soil-forming processes in urban soils of Rostov. Forest Science Issues. 2024;7(1):140. https://doi.org/10.31509/2658-607x-202471-140

12. Ravansari R, Wilson SC, Tighe M. Portable X-ray Fluorescence for Environmental Assessment of Soils: Not Just a Point and Shoot Method. Environment International. 2020;134:105250. https://doi.org/10.1016/j.envint.2019.105250

13. Nesbitt HW, Young GM. Early Proterozoic Climates and Plate Motions Inferred From Major Element Chemistry of Lutites. Nature. 1982;299:715–717. https://doi.org/10.1038/299715a0

14. Harnois L. The CIW index: A new Chemical Index of Weathering. Sedimentary Geology. 1988;55(3–4):319–322. https://doi.org/10.1016/0037-0738(88)90137-6

15. Fedo CM, Nesbitt HW, Young GM. Unraveling the Effects of Potassium Metasomatism in Sedimentary Rocks and Paleosols, With Implications for Paleoweathering Conditions and Provenance. Geology. 1995;23(10):921–924. https://doi.org/10.1130/0091-7613(1995)023<0921:UTEOPM>2.3.CO;2

16. Price JR., Velbel MA. Chemical Weathering Indices Applied to Weathering Profiles Developed on Heterogeneous Felsic Metamorphic Parent Rocks. Chemical Geology. 2003;202(3–4):397–416. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2002.11.001

17. Алексеев А.О., Калинин П.И., Алексеева Т.В. Почвенные индикаторы параметров палеоэкологических условий на юге Восточно-Европейской равнины в четвертичное время. Почвоведение. 2019;4:389–399. https://doi.org/10.1134/S0032180X19040026

18. Глушакова А.М., Лысак Л.В., Умарова А.Б., Прокофьева Т.В., Подушин Ю.В., Быкова Г.С. и др. Бактериальные комплексы урбанозёмов некоторых южных городов России. Почвоведение. 2021;(2):224–231. https://doi.org/10.31857/S0032180X21020052

19. Прокофьева Т.В., Мартыненко И.А., Иванников Ф.А. Систематика почв и почвообразующих пород Москвы и возможность их включения в общую классификацию. Почвоведение. 2011;(5):611–623.

20. Herrmann DL, Schifman LA, Shuster WD. Urbanization Drives Convergence in Soil Profile Texture and Carbon Content. Environmental Research Letters. 2020;15(11):114001. https://doi.org/10.1088/1748-9326/abbb00