Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Экологическая устойчивость почв "Лесной опытной дачи МСХА" к антропогенным нагрузкам

ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Экологическая устойчивость почв "Лесной опытной дачи МСХА" к антропогенным нагрузкам"

На правах рукописи

РГ6- од

- 4 дгк ггл

САЗОНОВ Сергей Леонидович

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ ПОЧВ «ЛЕСНОЙ ОПЫТНОЙ ДАЧИ МСХА» К АНТРОПОГЕННЫМ НАГРУЗКАМ

Специальность 03.00.27 - почвоведение

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва—2000

Диссертационная работа выполнена на кафедре почвоведения МСХА Научные руководители: доктор сельскохозяйственных наук, профеш Савич В.И., кандидат химических наук, старший научный сотрудник Пуховский А.1

Официальные оппоненты: доктор биологических наук профессор Яш1 И.М., кандидат химических наук, старший научный сотрудник Кузнецов А.В. Ведущая организация - Почвенный институт им. В.В.Докучаева

Защита диссертации состоится 18 декабря 2000 г. в 14 30 час. на заседаю Диссертационного совета Д. 120.35.02 в Московской сельскохозяйственной академ* им. К.А.Тимирязева

Адрес: 127550 Москва ул. Тимирязевская, 49 С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ МСХА Автореферат разослан /Я ноября 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук

Общая характеристика работы Актуальность исследований. Оценка устойчивости почв лесопарковой ы мегаполисов к антропогенным стрессам представляет несомненный теоретики й и практический интерес. Постоянное возрастание протонной нагрузки, сте-и рекреационных воздействий подтопление территории и загрязнение мусо-, водными и воздушными токсикантами приводит к снижению биопродуктив-ги угодий. Это сопровождается как усиливающейся деградацией почв, так и ньшением поступления в атмосферу кислорода, загрязнением водоемов и грун->|х вод. В конечном итоге, развивающиеся процессы снижают фитосанитарную в лесопарковых угодий, что приводит к уменьшению производительности тру-увеличению заболеваемости людей, уменьшению продолжительности жизни, им образом, деградационные процессы почвенного и растительного полова >парковой зоны городов приводят для общества к большим экономическим по-1М. Поиск путей предотвращения этих процессов актуален не только с почвен-'кологической, но и с экономической точки зрения.

Цель и задачи исследования. Целью исследования являлась разработка типов и методов комплексной оценки экологической устойчивости почв лесо-сового пояса к антропогенным нагрузкам. Для выполнения поставленной цели ались следующие задачи: 1) оценка устойчивости дерново-подзолистых почв юй степени задернованности, оподзоленносги и глееватости, торфяно-тнойно-глеевьгх почв к кислотным дождям; 2) оценка устойчивости изучаемых I к развитию оглеения; 3) оценка изменений свойств исследуемых почв под [нием избыточного уплотнения; 4) оценка изменений состояния в почвах со-гений поливалентных катионов при загрязнении среды тяжелыми металлами; аз работка экспрессных методов анализа степени деградации системы почва-ение под влиянием антропогенных стрессов; 6) оценка устойчивости почв юй опытной дачи МСХА к деградации под влиянием суммарного воздействия ичных антропогенных стрессов.

Научная новизна. В работе доказывается, что устойчивость почв к антро-нному воздействию определяется устойчивостью к воздействию всех компо-

нентов экологической системы (рельефа, растительности, биоты, порЬд). Устойчивость к разным антропогенным воздействиям (уплотнению, затоплению, кислотным осадкам, загрязнению) проявляется у разных почв и у одной почвы в разных интервалах воздействия в неодинаковой степени. Эффект воздействия химических компонентов на почву зависит не только от их валового содержания, а также активности, содержания положительно и отрицательно заряженных соединений, протекающих реакций конкурирующего комплексообразования.

Показано, что уровень деградации почв может идентифицироваться по уменьшению их комплексообразующей способности, биологической активности почвенного раствора. Показана возможность использования экспрессных полярографических методов анализа уровня загрязнения почв тяжелыми металлами. Показана перспективность использования для экспрессной оценки сорбционных свойств почв поглощения почвами Аз, КЬ, оцениваемого методом ренггенофлуо-ресцентного анализа. Для опенки степени загрязнения растений тяжелыми металлами и поиска путей оптимизации обстановки предлагается использование систем обратной связи - электрофоретическое введение токсикантов или регуляторов в растения - идентификация ответной реакции растений.

Практическая значимость. Полученные материалы позволяют прогнозировать изменение почвенного покрова Лесной опытной дачи МСХА под влиянием кислотных дождей, вытаптывания, затопления, загрязнения тяжелыми металлами. Разработанные принципы подхода и методики рекомендуются к апробации в системе почвенно-экологической службы.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на научной конференции молодых ученых в Пензенском с/х институте на научной конференции «Геохимическая экология и биогеохимическое изучение таксонов биосферы», Горно-Алтайск, 2000, на факультете почвоведения, агрохимии и экологии Московской ах академии им. К.А. Тимирязева, 2000 г.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликованы 2 статьи и 2 чаходятся в печати.

Объем работы. Диссертация изложена на стр. машинописного текста, 1жит,^ ^ таблиц/У графиков и рисунков. Список использованной литературы чаетяЗб наименований, в том числе ££ на иностранных языках.

Объекты исследования Объектом исследования выбраны почвы таежно-лесной зоны, южно-таежной >ны, среднерусской провинщш дерново-подзолистых почв. Изучение прове-на 25 разрезах Лесной опытной дачи МСХА, представленных дерново-шистыми почвами разной степени задернованности, оподзоленности и глеева-, легко и среднесуглинистого гранулометрического состава, а также торфяно-нойно-глеевыми почвами пониженных элементов рельефа. Анализ почвенно-срова проводился с учетом почвенной карты, составленной Греч иным И.П. По данным Гречина И.П (1957) рН(КС1) дерново-среднеподзолистых почв колебалось от 3,5 до 4,0 при сумме поглощенных оснований от 1,2 до 7,8 мг-X) г. Гидролитическая кислотность составляла от 3 до 16 мг-экв/100 г при сойти подвижного А1 от 11 до 25 мг/100 г почвы. В дерново-слабоподзолистых х рН(КС 1) доходило до 4,0-4,5; в сильно подзолистых до 3,8. Следует отметить, что с момента составления почвенной карты Гречиным ¡1954) произошли существенные изменения в степени загрязнения почв (она чилась), в степени переувлажнения (наблюдается увеличение степени гидро-чости). В связи с развитием города Москвы отмечается и увеличение средне-ой и среднемесячной температуры. В то же время для условий города отмеча-величение количества выпадающих осадков и уменьшение солнечной радиа-/казанные причины привели как к изменению растительного покрова, так и гв почв. В основном, отмечается усиление степени гидроморфизма, умень-: проективного покрытия древостоем и травянистым покровом, увеличение нения, угнетение древостоя.

Выпадение кислотных осадков компенсируется ослаблением подзолообразо-»ного процесса, в связи с загрязнением почв тяжелыми металлами, аэральным ос ом кальция и магния, засолением почв вблизи дорог, и за счет выпадения ых пород, неустойчивых к загрязнению. В связи с указанными причинами, за

прошедший с 1954 года промежуток времени существенного подкисления почв не произошло. В 1988 году, по данным Мосиной Л.В. и Грачевой Н.М. рН(КС1) в почвах 1 и 3 кварталов ЛОД составляло также от 3,6 до 4,4 при содержании подвижного А1 от 0,5 до 3 мг-экв/100 г почвы. По полученным нами данным, в 1999 году на значительных плошадях рН(КС1) доходило до 5,0 (изменяясь под различными насаждениями и на отдельных почвах).

Взаимосвязи в системе почва-растение изучены на пробных площадках ЛОД на 100 летних посадках лиственницы, а также под древостоем сосны, дуба, березы. Гранулометрический состав, физико-химические и агрохимические свойства исследуемых почв соответствуют типичным показателям для рассматриваемых почв данного региона. Валовой состав исследуемых почв приведен в таблице №1.

Таблица 1

Валовое содержание элементов в исследуемых почвах (п= 140) Почвы : 7л1 : № : ЙЬ : Мп : РеГ%

м г / к г

легко суглинистые и супесчаные на песке

А, 58,0±1,8 22,1±0,7 77,6±1,4 943,1±71,7 1,4+0,03

А2 34,1±1,5 17,4±0,7 69,9±1,7 473.1 ±96,8 1,2±0,05

В 37,812,2 28,5+1,8 70,3±2,1 473,9±77,0 2,0±0,08

легко суглинистые на суглинке

А, 58,4+4,3 23,9±2,2 76,0±2,1 855,5±152,9 1,5 ±0,1

А2 37,1+2,1 18,4±0,8 76,1 ±2,2 421,3 ±48,0 1,2±0,1

В 43,9±1,0 29,4±1,3 80,9±2,0 348,1±21,3 2,0±0.1

среднесуглинистые на суглинке

А, 58,8±8,3 22,6±2,1 77,8±2,7 1011,3 ±55,0 1,4+0,1

А2 36,5±3,9 15,7±1,1 65,9±4,0 401,2±143,2 1,3±0,1

В 40,5±1,1 30,6±1,9 71,7±3,0 377,4±56,2 2,2±0,1

Содержание свинца в почвах 4 квартала составило в горизонтах Аь А» и В соответственно 56,2±9,2 мг/кг; 16,1+3,1 и 17,9±4,6; содержание кобальта соответственно 23,4±5,8; 22,2±7,2 и 39,9±6,1; содержание хрома соответственно 14,1+4,5; 3,7±1,0 и 4,9±2,8 мг/кг.

Участки Лесной опытной дачи испытывают существенное антропогенное

влияние как в целом города Москвы и региона, так и загрязнения вблизи дорог и многочисленных свалок по краям лесного массива, избыточного уплотнения, а на отдельных участках подкисления и развития анаэробиозиса. При этом степень проявления деградации почв и растительного покрова на отдельных территориях ЛОД

одинакова. Как указывает Грачева КМ, (1992), за последние 80-90 лет содер-ние свинца в мг/кг изменилось в центре квартала 6, в 30 м от магистрали квар-га 14 и в 10 м от автомагистрали квартала 10 соответственно от 6 до 62, от 6 до \ и от б до 139 мг/кг. Содержание кадмия изменилось по этим же вариантам от »4 до 0,42; от 0,04 до 0,75 и от 0,04 до 0,65 мг/кг. Содержание цинка по этим же жантам изменилось от 11,5 до 45,5; от 11,5 до 153 и от 11,5 до 211 мгУкг. По лшм Гребенниковой В.В. (1997), содержание №, Со, Си, Сё не увеличилось с 10 года, а содержание РЬ возросло с 19 мг/кг до 22 в 1952 году и 28 в 1992 го-(Однако, указанные изменения должны быть подтверждены с использовани-статистических методов обработки).

На отдельных участках территории ЛОД отмечается избыточное уплотне-; до 1,3-1,4 г/см3, а на тропинках до 2,0 г/см3. Загрязнение почв и их переуп-гнение привели к существенному снижению биологической активности почв, еремещению бактерий в менее плотные и загрязненные нижние слои гумусо-х> горизонта, к уменьшению численности и видового состава микроорганиз-з, к возрастанию споро образующих бактерий (Грачева КМ., 1992; Переверзе-АЛ., Кузнецов Е.В., 1985; Мосина Л.В., 1984,88).

Методика исследования

В работе проведены полевые исследования, поставлены модельные опыты, полнены анализы почв, растений и вод по традиционным и оригинальным работанным методикам. В полевых условиях уточнена геологическая, гидро-ическая и геоморфологическая ситуация на объекте исследования. На проб-

< площадках изучено состояние почв и растительности; взяты пробы различ-

< горизонтов почв, корней, стеблей и листьев растений, вод. Проведены поле: исследования с использованием методов химической автографии на основе ктролиза и ионитовых мембран; определения параметров состояния растений.

В модельных экспериментах оценена устойчивость различных почв к за-лению, к подкислению, к воздействию тяжелых металлов, к переуплотнению.

Оценены сорбционные свойства корневых систем растений, по отношению к токсикантам.

В лабораторных условиях определены валовой состав почв, минералогический состав почв, содержание в почвах подвижных форм элементов питания и токсикантов. Определен фракционный состав тяжелых металлов на основе конкурирующего комплексообразования. Изучено содержание положительно и отрицательно заряженных соединений ионов в почвах, корнях, стеблях и листьях. Оценено содержание функциональных групп органических соединений почв, комплексо-образ)тошая способность почвенного раствора.

В работе использованы современные метода анализа: рентгеноструктурный анализ, дериватография, инфракрасная спектроскопия, ренггенофлуоресценгный анализ, полярография; система ионселективных электродов, система методов химической автографии почв и растений на основе электролиза и ионитовьпс мембран, метод конкурирующего комплексообразования; определение загрязнения почв на основе систем обратной связи по активности хлоропластов. Изучены кривые водоудерживающей способности почв разной степени переуплотнения. Все данные обработаны методами вариационной статистики. Принятый уровень вероятности р=0,95!

Экспериментальная часть

При проведении комплексной оценки устойчивости почв и растений ЛОД к антропогенным стрессам оценивалось их изменение под влиянием кислотных дождей, уплотнения, развития оглеения, загрязнения тяжелыми металлами. Показано, что устойчивость почв к деградации под влиянием антропогенных стрессов зависит от устойчивости к деградации под влиянием рассматриваемых стрессов всех компонентов рассматриваемой экологической системы. Для почв ЛОД это, в первую ичередь, растительный покров, рельеф, грунтовые воды и псявообразующие породы. Наиболее наглядно это прояатяется при анализе системы почва-растение. Де-' радация напочвенного покрова приводит к деградации почв ЛОД и наоборот.

В работе установлено, что устойчивость почв к деградации под влиянием ан-ропогенных факторов неодинакова, в зависимости от вида внешнего воздействия,

йств, процессов и режимов почв, фазы развития почв и степени развития дегра-ии под влиянием рассматриваемого фактора, от влияния на почву других фак-ов внешней среды, от интенсивности и продолжительности воздействия факто-зеградации.

Устойчивость дерново-подзолнстых в торфяно-перегнойно-глеевых 1в к протонной нагрузке

Для оценки устойчивости почв ЛОД к выпадению кислотных дождей сравнись свойства почв в настоящий момент, в 1953 г. и в 1984 г.; проводилась нка устойчивости почв к протонной нагрузке поданным потенциометрического рования почв 0,1н НС1; по данным модельных опытов при промывании образ-почв ненарушенного сложения 0,01н НС1; 100; 300; 500 мл и затем 0,1н НС1 -мл. В таблице №2 приведена буферность исследуемых почв в кислотном ин-вале.

Таблица 2

Буферность исследуемых почв к протонной нагрузке по данным

модельных опытов_

гаа, горизонт: Необходимо добавить мг-экв Н7100 г почв для сдвига рН до войны ________________________________________________________________________________

! А, А2В

гАвт

_

Как видно из представленных данных, буферность к протонной нагрузке не у торфяно-перегнойно-глеевых почв, по сравнению с дерново-подзолистыми, верхних горизонтов, по сравнению с нижними. При этом буферность в разных ервалах рН неодинакова, в связи с разной долей и емкостью карбонатной, сшш-юй, катионообменной, алюминиевой и железной буферных систем.

При количестве осадков 600 мм в год и рН осадков 4,0 подкисление почв до =5,5 (при работе силикатной и катионообменной буферных систем) возникает я 50 лет в дерново-подзолистых почвах и через 250 лет в торфяно-перегнойно-:вых почвах. Очевидно, что воздействие на минеральную часть почвы ионов Н* [сит от их активности и состава кислых продуктов. Воздействие на почву про-

5,5 : 4,0 : 3,0 : 2,4

< 1 5-50 5-50 100

< 1 <1 5-50 100

>5 <50 100 >100

>5 «50 50-100 >100

тонированных липщдов комплексообразователей, водорастворимых органических вешеств почв значительно сильнее, чем воздействие на твердую фазу минеральных кислот.

Очевидно, необходимо различать воздействие на почву кислотных осадков и ионов Н*, образующихся в почве (в результате разложения опада растений, ферментативной и микробиологической активности, протекания ряда физико-химических процессов). Протонированные органические лиганды поступают в почву и из стекающих с растительного покрова осадков, при выделении ЬГ корнями растений. При этом ионы водорода, поступающие в почву с осадками, являются первопричиной последующих изменений кислотно-основного состояния почв. В данном случае разрушающее действие на почву обусловлено не только рН субстрата (рКа его функциональных групп), но и его комплексообразующей способности по отношению к Ме2+ и Ме3+, эффективными константами устойчивости образующихся комплексов. В связи с указанным, расчет устойчивости почв к кислотным осадкам только по наличию в них иона водорода в достаточной степени условен.

В то же время неблагоприятные в экологическом отношении значения рН могут появляться значительно раньше. Они обусловлены нижним пределом рН, приемлемым для растений, биоты, значениями рН, вызывающими появление в почве токсичных концентраций алюминия, марганца, свинца, кадмия и т.д. С практической точки зрения, важно знать не только возможность изменения под влиянием кислотных осадков значений рН, но и изменение подвижности при этом поливалентных катионов. Полученные нами данные приведены в таблице 3.

Таблица 3

Изменение подвижности катионов в почвах ЛОД при высокой протонной

нагрузке (вытяжка 0,1 н КС1, мг/л)

Почвы : рН : Мп : 2п : Ре : М8 : Си

ТПГ 6,0-7,0 6,4±1,8 1,6±0,2 0,7±0,1 18,9±1,8 0,13±0,01

2,0-3,0 14,2±3,1 7,4±2,0 61,б±18,8 17,7±1,3 0,6±0,1

ДП2 6,0-7,0 8,0±1,9 0,9±0,1 0,7±0,3 9,5±1,0 0,13±0,03

2,0-3,0 20,9±0,4 4,7±2,0 26,1 ±3,8 12,4±4,1 0,7±0,1

По полученным данным, при подкислении почв подвижность в них Мп, 2п, Ре, Мё, Си, РЬ, Сс1 значительно возрастает. Однако, степень увеличения подвижно-

двух и поливалентных катионов при подкислении неодинакова для разных . С практической точки зрения, важно, при какой протонной нагрузке в той иной почве появится токсичная концентрация этих катионов. Данные таблицы казывают, что с подкислением среды происходит последовательное вьггесне-

13 почв определенных фракций ионов.

Таблица 4

_Устойчивость исследуемых почв к протонной нагрузке

Вариант : рН : М8 : Бе м г / : Мп л : РЬ : Сё : Си : 7п

ово-подзолистая почва

- 250 мл 6,5 1,0 0,2 0,02 0,02 0,004 0,03 0,05

Эмл0,01нНС1 3,1 27,2 0,7 3,1 2,0 0,03 0,16 1,7

Змл0,01нНС1

Эмл0,1нНС1 1,4 12,1 9,5 5,5 0,3 0,03 0,30 1,6

1Яно-перегнойная почва

- 250 мл 6,4 3,8 3,4 0,1 0,15 0,006 0,03 0,10

Э мл 0,01н НС1 6,2 21,6 0,5 2,6 0,25 0,03 0,13 1,45

Омл0.01нНС1

Э мл 0,1н НС1 1,4 15,7 36,6 2,4 0,56 0,03 0,30 1,85

С практической точки зрения важно, что при последующем промывании

: все возрастающими порциями кислых растворов содержание в них катионов в деленные моменты времени будет падать и только потом при растворении но-более прочно связанных фракций — снова возрастать. При этом рН нижних го-нтов в определенные моменты , времени будет даже увеличиваться, в связи с уплением туда оснований из верхних горизонтов (Соколова Т.А., 1993).

Сравнение концентрации в растворах железа, марганца, меди, цинка, кад-свинца с диаграммами растворимости их осадков показало, что концентрация за в почвенных растворах исследуемых почв определяется растворимостью >Н)3 и Ре3(ОН)8, а концентрация марганца, меди, цинка, кадмия, свинца - эф-■ивными константами ионного обмена и константами нестойкости комплексов.

Деградация почв и растений под влиянием подкисления зависит как от сосания их подвижных форм, так и от продолжительности воздействия на почву, ени открытости системы, формы соединений кислых продуктов. Образование ых продуктов при разложении растительного опада определяется количеством

опада, его химическим и биохимическим составом, гидротермическими условиями разложения.

В Москве в последние годы произошли изменения общих экологических условий функционирования почвенного покрова (потепление н смягчение городского климата, постоянный привнос материалов, содержащих продукты жизнедеятельности человека, разомкнутый биологический круговорот и т.д.) (Строганова М.М., 1990). Для почв Лесной опытной дачи характерно изменение растительного покрова, увеличение степени пироморфизма. Уменьшение в опаде доли дубильных веществ и смол, увеличение рН опада, повышение температуры, очевидно, способствуют уменьшению интенсивности развития процесса подзолообразования и, как следствие, формированию почв с менее кислой реакцией. В то же время почвы города Москвы имеют существенно более высокие значения рН (до 8,0-9,0) и значительно более высокую степень насыщенности основаниями (до 75-100%) (Строганова М.Н., 1990). Д ля почв ЛОД степень насыщенности основаниями в верхнем горизонте доходит только до 10-20%.

На основании полученных данных составлена карта-схема устойчивости ЛОД к подкислению под влиянием кислотных осадков. Приняты допущения, что устойчивость почв к протонной нагрузке увеличивается с утяжелением гранулометрического состава, емкости поглощения, доли минералов с высокой емкостью катионного обмена, с увеличением содержания гумуса, с увеличением рН, суммы поглощенных оснований, СаСОз, М§С03, с увеличением буферности почв в кислом интервале. Устойчивость почв к протонной нагрузке уменьшается с увеличением подзолистого горизонта, временного анаэробиозиса, с уменьшением рН опада и увеличением в нем доли дубильных веществ и смол; с увеличением массы опада, на вогнутых склонах и понижениях; при усилении промывного типа водного режима, при усилении элювиального процесса под определенными насаждениями, при усилении деградации почв и компонентов биогеоценоза по другим параметрам Устойчивость дерново-подзолистых и торфяно-перегнойно-глеевых почв к развитию анаэробиоэиса

Развитие восстановительных процессов в почвах является одной из причин их деградации. Усиление этого процесса в почвах лесопаркового пояса возникает, в

10

а с усилением степени их пидроморфизыа и повышением температуры. При усиление пироморфизма связано как с поднятием уровня грунтовых вод. так меныпением водопроницаемости территории при ее уплотнении, асфальтиро-и и при закрытии дренажных систем. Это усиливается в связи с меньшей ис-емостью, обусловленной появлением в городах загрязнения воздуха, смога.

В работе оценена буферность почв в восстановительном интервале на осно-и модельного опыта и результатов потенциомегрического титрования почв Кмп04 в 0,1 н Н2504. Как видно из данных таблицы 5, скорость падения попала при затоплении (величина ДЕЬ/АО выше в почвах с бот ее высокими ис-ыми значениями ЕЛ и ниже в оглеенных почвах. В то же время относительная чина изменения ЕЬ при затоплении (ЛЕИ IООШ • ЕЬ«*) выше в почвах большей ени пироморфизма. Таблица 5

Буферность почв в восстановительном интервале по данным модельного

га

Почвы : ЕЬ, мв по ХСЭ (время -20 дней)

ДЬЬШ мв/с

ЕЩ2 ЕЬ> 350 мв 20,3 5,6

ДП2 ЕЬ >350-100 мв 14,0 4,9

Г ср/с ЕЬ < 100 мв 3,1 50,5

С нашей точки зрения, буферность почв в восстановительном интервале сле-оценивать по четырем показателям: 1) по абсолютной скорости падения попала при затоплении; 2) по относительной скорости падения потенциала при пленин; 3) по конечному значению потенциала в конце срока затопления; 4) по гчеству токсичных продуктов, образовавшихся в конце срока затопления. Эти затели оценивают буферную емкость в ОВ интервале с разных сторон.

Данные таблицы 6 показывают, что при затоплении увеличивается подвиж-ъ как водо-раствор имых, так и кислотно-растворимых соединений железа, ме-иарганца, кадмия, свинца. Однако, для разных почв рассматриваемая зависишь выражена в неодинаковой степени.

Таблица 6

Изменение подвижности катионов в почвах в зависимости от влажности

компостирования, мг/л_

иант, десорбент РЬ : Ре : Си : Сс) : Мп_

влаж.;0,1нН2804 0,1 26,3 0,1 0,02 15,7

11

изб.влаж.;0,01нН2504 0,3 81,9 0,3 0,02 18,7

опт.влаж.; вода 0,1 2,9 0,03 0,01 2,2

изб.влаж.; вода_0^3_14Д_0,04 0,02_6/7_

В работе развиваются исследования Воробьевой Л.А. с соавторами по оценке

подвижности ионов тяжелых металлов в почве на основании диаграмм растворимости их трудно растворимых осадков, по расчету их эффективной растворимости с учетом рН, ионной силы раствора, ЕЬ, комплексообразующей способности почвенного раствора (Савич В.И., 1984). Содержание водо-растворнмых соединений железа, марганца в зависимости от рН и ЕЬ среды удовлетворительно описывалось диаграммами растворимости соединений в координатах ре + рН -> 1&Х моль/л.

На основании полученных материалов, составлена карта степени устойчивости почв ЛОД к деградации под влиянием оглеения. При составлении картограмм сделаны допущения о том, что устойчивость почв к избыточному увлажнению увеличивается на почвах более легкого гранулометрического состава, на выпуклых склонах, при усилении промывного типа водного режима, при подкислении почв, при уменьшении биомассы и микробиологической активности, при увеличении емкости почв в восстановительном интервале. Устойчивость почв к избыточному увлажнению уменьшается в пониженных элементах рельефа, при меньшей величине ЕЬ, при большей микробиологической активности, при большей величине рН, при появлении токсичных концентраций тяжелых металлов и сероводорода в почвах, при деградации почв, за счет рекреационных нагрузок.

Устойчивость почв ЛОД к загрязнению их тяжелыми металлами Территория Лесной опытной дачи испытывает существенное загрязнение тяжелыми металлами, за счет их переноса с сопредельных городских территорий, в виде водных и воздушных мигрантов, а также, в связи с остатками мусора, приносимого населением.

Проведенными ранее исследованиями установлено накопление в почвах ЛОД тяжелых металлов и увеличение их подвижности, а также проникновение в более глубокие слои почвенного профиля (Грачева Н.М., 1992; Мосина Л.В., Кузнецов А.В. и др., 1988). Авторами показана достоверная связь данных процессов с растительным покровом и удаленностью от источников загрязнения. Однако, не

исследованы буферные свойства почв Лесной опытной дачи к загрязнению. Спор-

12

[М является вопрос о допустимых уровнях содержания тяжелых металлов в поч-не вызывающих угнетения растений, т.к., несмотря на локальное загрязнение и 1Ысокий его уровень, отмечается существенное угнетение древостоя. В связи с м, в работе подробно рассмотрены вопросы, связанные с ГЩК.

Токсичность элемента, содержащегося в почве, определяется его концентра-:й, свойствами почв и толерантностью биологического объекта, по отношению к орому токсичность оценивается. При оценке степени загрязнения почв учиты-эт превышение содержания элемента в почве, по сравнению с фоном (кларком). -гако, в литературе указывается, что средние и допустимые значения концентра-[ (содержания) загрязняющих веществ в почвах даже одной классификационной надлежности не могут быть установлены. Это определяется тем, что природное странственное и временное варьирование содержания химических элементов нь велико и зависит от конкретной почвенно-экологической ситуации (Прохо-А.Н., Чернова О.В., 1997). Авторами предлагается создание системы регио-ьных почвенных эталонов, выделение фонового содержания химических соеди-ий для отдельных почв и почвенно-климатических зон (в первую очередь, для в различного гранулометрического состава). Это отмечается и в существующих грукциях («Охрана почв», 1996). Очевидно и для почв ЛОД вычисление пре-гения содержания элементов в почвах, по сравнению с кларками, вряд ли отра-г существующий уровень загрязнения ими.

Однако, степень превышения валового содержания элемента в почве, по щению с фоновой почвой, не всегда коррелирует со степенью его токсичности. >м случае, когда элемент прочно связан с твердой фазой почвы (в кристалличе-! решетке минералов или в виде трудно растворимых осадков) степень его ток-юсти значительно ниже, чем у подвижных форм. На необходимость разработки С дня подвижных форм токсикантов также указывается и в сборнике «Охрана !» (1996).

При более детальной оценке уровень токсичности тяжелого металла в почве деляется не только содержанием его подвижных форм, а активностью, коптами устойчивости и размерами образующихся комплексных соединений, ре-ми конкурирующего комплексообразования в системе почва-растение и т.д.

13

В частности, уровень токсичности зависит от прочности связи элемента с твердой фазой (гранулометрического и минералогического состава, емкости Поглощения, степени гумусированности), от скорости перехода токсиканта из твердой фазы в раствор и т.д.

В то же время концентрация токсиканта в любой вытяжке определяется эффективными произведениями растворимости его осадков, эффективными константами ионного обмена в системе твердая фаза почвы - почвенный раствор, эффективными константами нестойкости существующих комплексов. Эта величина далеко не полностью зависит от содержания токсиканта в почве (валовых или обменных форм).

Влияние токсиканта на растения дополнительно зависит от селективности к нему корневых систем растений, от специфики процессов метаболизма растений. Оно зависит от продолжительности воздействия токсиканта на растения, продолжительности жизни растения, скорости протекающих в нем процессов метаболизма (кратности включения токсиканта в циклы метаболизма), фазы развития растения и степени его угнетения под влиянием других внешних факторов.

Буферносгь почв по отношению к тяжелым металлам может быть оценена по увеличению их содержания и подвижности в наиболее корнеобитаемом слое на единицу поступающего извне токсиканта. В данном случае учитываются реально протекающие процессы элюирования, миграции и аккумуляции токсикантов растительностью. В лабораторных условиях буферносгь оценивается по изотермам сорбции токсикантов. Она пропорциональна сорбционнон емкости и прочности связи образующихся соединений тяжелых металлов с ППК (рКн^; ПРма^рКЛ степени селективности почв к исследуемым тяжелым металлам (Мотузова Г.В., 1992).

Взаимодействие почв и растений с тяжелыми металлами зависит в значительной степени от заряда, молекулярной массы и констант устойчивости их комплексных соединений. При этом образование таких комплексов происходит как при стекании тяжелых металлов вместе с осадками по стволам и кроне деревьев и по травянистым растениям, так и при взаимодействии их с опадом растений и в пе-регнойно-аккумулятивном горизонте.

ракционный состав соединений ионов в почвах отражает как условия формиро-ния почв и их генетические особенности, так и степень их окультуривания и це-адации. При деградации почв усиливаются процессы элюирования ионов из почв эслабляются процессы биологического накопления. Это приводит к уменьшению нового содержания элементов в верхних горизонтах почв и к уменьшению их движности. При этом на первой фазе развития процесса возможно вымывание иболее подвижных фракций и уменьшение их количества и доли в почве. При тенсивной деградации происходит разрушение ППК, алюмосиликатов и переход нее подвижных соединений в более подвижные.

В то же время привнос водных и воздушных мигрантов в почву (Э, РЬ, Сй, ц ¿п) увеличивает как их валовое содержание в почве, так и долю более подвиж-[X форм, в связи с постепенным заполнением все менее селективных к ним сорб-онных мест. Однако, и в данном процессе возможны две тенденции. На ранней 1дии загрязнения при очень малом содержании свинца, кадмия, меди, цинка в чве их концентрация в растворе не достигает уровня, необходимого для образа-пи осадков. Степень подвижности этих ионов в этом случае возрастает. При лижении концентрации поливалентных катионов в растворе, достаточной для >азования осадков, степень подвижности их резко снижается. Дальнейшее за-гзнение приводит к образованию более растворимых осадков.

В проведенных исследованиях оценивалось содержание соединений катио-$ кальция, магния, железа, марганца, меди, цинка, свинца, кадмия в снежном поте, в верховодке, в вытяжках Н20, СН3СООМН4 с рН=4,8; 0,1п КС1; 0,1п КС1 + 1т ЭДТА; 0,1н КС1 + 0,01м ЫТА; 0,1н КС1 с рН=2-3.

Тяжелые металлы в снежном покрове и, особенно, в верховодке были уже, в

читальной степени, представлены комплексами, что определяет и особый ха-

тер их взаимодействия с почвой. По полученным нами данным, содержание в

жном покрове ЛОД водорастворимого свинца достигало 0,14±0,01 мг/л, а ки-

торастворимого 0,26±0,03 мг/л. В верховодке весной содержание водораство-

юго свинца составляло 0,34±0,01 мг/л, а кислоторастворимых форм 0,52±0,04

п. По данным Грачевой Н.М., содержание тяжелых металлов в нерастворимом

атке снега составляло от 104 мг/кг для свинца, 703 мг - для цинка и 152 - для

15

меди в 30 м от автомагистрали, до 59 мг - для РЬ, 320 мг - для Zn и 103 мг/кг - для Си на участке в центре лесного массива. При этом величина нерастворимого остатка снега достигала до 1270 г на 1 м2 в 30 м от автомагитрали и до 320 г на 1 м2 в центре лесного массива.

Проведенный нами анализ инфракрасных спектров верховодки, отобранный ранней весной до полного схода снега (в соответствии с методикой Кончица В. А. и Черникова В.А., 1988), подтвердил наличие в ней комплексных соединений. Фракционный состав подвижных соединений исследуемых катионов в рассматриваемых почвах приведен в таблице 7.

Таблица 7

Фракционный состав соединений катионов в исследуемых почвах, мг/100 г

Вытяжки : Мп : Zn : Pb : Fe : Mg : Cu

Дерново-подзолистая почва

Н20 0,01 0,03 0,01 0,1 0,5 0,01

KCl 4,0 0,4 Н.Д. 0,3 4,8 0,05

KCl + NTA 5,2 0,5 0,2 0,6 5,8 0.08

KCl + ЭДТА 7,7 1,7 1,6 37,0 5,3 0,6

KCl, рН=2,0-3,0 10,4 2,3 - 13,0 6,2 ОД

Торфяно-перегнойная почва

Н20 0,05 0,05 0,07 1,7 1,9 0,01

KCl 3,2 0,08 0,8 0,4 9,9 0,05

KCl + NTA 2,7 0,6 0,1 0,6 7,8 0,05

KCl + ЭДТА 4,9 3,8 1,4 92,4 8,5 0,7

KCl, pH=2,0-3,0 7,1 3,7 - 30,8 8,8 03

Как видно из представленных данных, количество катионов, вытесняемых из

почв, возрастает с увеличением комплексообразующей способности десорбента и с подкнслением среды. Отмечается четкая зависимость количества вытесненных из твердой фазы почв Мл, 1п, РЬ, Ее, Си с константами устойчивости комплексов этих ионов с лига ндом десорбента (таблица 8).

Таблица 8

Влияние комплексообразующей способности десорбента на вытеснение катионов из почвы

Параметр : Mn : Zn : Pb : Fe : Mg : Cu

гэдтА 2 5 1 172 1 10

РНм-ЭДТА 17 21 16 32 13 22

Z NTA 1 1 Н.Д. 2 1 1

РКм-NTA 8,5 10,7 11,4 26 5,4 13,1

Ъ - соотношение количества ионов, перешедших в вытяжку КС1 и КС1 + ЭД--иш КС1 + ИТА; рКм.1,- отрицательный логарифм констант нестойкости обра-цихся комплексов._

Количество исследуемых подвижных катионов марганца, свинца, цинка, же, меди, кадмия было несколько больше вблизи дорог и по окраинам лесопарка, равнению с его центральной частью. Это соответствует данным Строгановой . (1990), согласно которым почвы всех типов местообитаний в городе (кроме парков) имеют повышенное количество (в 2-5 раз) таких тяжелых металлов, медь, цинк, свинец, кадмий в верхних слоях. Полученные материалы согласу-I и с экспериментальными дынными Грачевой Н.М. (1984), полученными для ке участков ЛОД.

На основании полученных данных составлена карта-схема устойчивости ! ЛОД к загрязнению их тяжелыми металлами. В соответствии с принятыми тениями, устойчивость почв к загрязнению тяжелыми металлами увеличива-при наличии в почве карбонатов, сульфатов, образующих с тяжелыми метал-I осадки, при утяжелении гранулометрического состава, увеличении степени ■сированности, емкости поглощения, при увеличении прочности связи тяжелых ллов в образующихся комплексах, осадках, при поглощении в ППК, при про-ном типе водного режима. Устойчивость почв к загрязнению тяжелыми метал-I уменьшается при развитии анаэробиозиса, при деградации растительного по-а, в депрессиях, на вогнутых склонах, при подкислении среды.

Напочвенный покров, как фактор, определяющий устойчивость почв градации

В работе показано, что тяжелые металлы, поступая на растительный покров кдем, снегом и в виде воздушных лигандов затем мигрируют в почву как в со-ти взвесей твердых частиц, так и в виде комплексных соединений с различ-знаком заряда. При разложении растительного опада отдельных древесных тур образуются водо-растворимые компоненты с различной комплексообра-цей способностью по отношению к отдельным катионам. Корневые системы ячных культур обладают характеристической селективностью по отношению к тьным ионам. Это определяет специфику протекания под различными древо-ли процессов биологического накопления и оподзаливания. В таблице 9 при-

ведено валовое содержание в исследуемых почвах железа, марганца, цинка под различными культурами, характеризующее развитие указанных процессов.

Таблица 9

Валовой состав элементов в почвах ЛОД под различными насаждениями

Насаждения :Горизонты: Ре, % : Мп м г/100 г : Ъ\

береза А, 1,3 664 53,8

а2 1,0 208 30,5

В 2,6 361 40,5

лиственница А, 2,1 261 93,1

а2 1,4 248 30,5

В 2,3 273 43,8

Сосна А, 1,4 844 71,6

а2 1,0 271 23,3

В 2,1 348 36,0

Вычисление коэффициента элюирования показало, что под посадками бере-

зы выщелачивание из горизонта А2 железа и марганца значительно больше, чем под посадками лиственницы и сосны. Это согласуется с большей комплексообра-зуюшей способностью водо-растворимых продуктов разложения опада березы и их большей восстанавливающей способностью.

По данным, полученным совместно с Химиной Е.Г., накопление катионов в корнях, хвое, листьях, древесине коррелировало с их содержанием в почве. Пример такой связи приведен в таблице 10. Согласно полученным данным, растительный покров влияет на устойчивость почв к деградации, и почва влияет на устойчивость к деградации растительного покрова.

Таблица 10

Связь содержания положительно и отрицательно заряженных соединений Ре, Мп в почве и в органах лиственницы (мг/л) _

Ион : Почва • Корни Хвоя : Керн

: + : - + : - ; + : - ; + : -

железо 1,6 1,8 1,1 1,0 1,3 2,5 0,3 0,8

2,1 4,1 1,8 2,9 7,1 6,5 1,7 2,4

марганец 0,7 0,8 0,6 0,6 0,6 0,7 0,5

2,7 0,2 0,8 2,6 0,8 0,6 4,9 0,6

Проведенные исследования показали, что деградация растительного покрова

парка обусловлена совместным, негативным действием на растения загрязнения тяжелыми металлами почв, подкисления, анаэробиоз пса, уплотнения и влияния воздушных токсикантов.

• •

Устойчивых исследуемых почв к уплотнению

Проведенные исследования показали значительное уплотнение ряда участ-1 Лесной опытной дачи МСХА. Плотность почв составляла от 0,9 до 1,8 г/см3, еличение плотности почв приводило к уменьшению в них микробиологической ивности, гумусированности, комплексообразующей способности, изменению [рофизической характеристики почв, уменьшению биологической активности [венных растворов. При опенке структурно-энергетических характеристик почв яроены диаграммы структуры перового пространства (Березин П.Н., 1990). Ус-овлено. что все исследуемые образцы представляли собой слабо набухающие темы. Они являлись потенциально устойчивыми к слитогенезу. Образец с поденной плотностью имел более низкие значения текстурной пористости (18%) сравнению с другими образцами (32-37%) и характеризовался слабой слитого.

При деградации почв - загрязнении их тяжелыми металлами или уплотнении продуктивность участков уменьшается. Это ведет к уменьшению содержания уса в почвах и к уменьшению активности его функциональных групп (СООН, ). Данная тенденция соответствует уменьшению комплексообразующей спо-ности водо-растворимого органического вещества почв. В нижеследующей таб-е показано, что почвы большей степени уплотнения имели более низкие значе-оптической плотности почвенных растворов, П:Р=1:2 (Д^). Водная вытяжка га почв характеризовалась меньшей комплексообразующей способностью.

Таблица 11

Растворимость соединений Мп, РЬ, Мд в растворах, содержащих

органическое вещество почв, М1Ул

Д*>5 : Водная вытяжка ¡Растворение осадков в водной вытяж-

: Мп : МЙ : РЬ

0,7-0,4 1,0 0,2 8,9 2,7

0,4-0,2 0,8 0,1 6,7 2,3

Почвы, в большей степени уплотнения, отличались и меньшей биалогиче-I активностью, идентифицируемой по прорастанию семян в водной вытяжке из ; почв; в них существенно изменялась микробиологическая активность (Граче-1М., Мосина Л.В., Переверзева А.Л.).

С учетом полученных данных, составлена карта-схема устойчивости почв ЛОД к уплотнению. При этом, в соответствии с принятыми допущениями, устойчивость почв к уплотнению увеличивается на почвах более легкого гранулометрического состава, при наличии устойчивого к уплотнению травостоя, на почвах лучше хумусированных и оструктуренных. Устойчивость почв к уплотнению уменьшается при временном и постоянном анаэробиозисе почв, подкислении почв, загрязнении их тяжелыми металлами, калием, натрием, при меньшем проективном покрытии травостоем, при развитии эрозии, в пониженных элементах рельефа, при меньшей устойчивости почв к слитогенезу.

Комплексная оценка устойчивости почв ЛОД к деградации под влиянием различных факторов

Устойчивость почв к деградации под влиянием внешних воздействий зависит от устойчивости к деградации и состояния других компонентов биогеоценоза (вод, биоты, растений, пород, рельефа и т.д.). Деградация растений под влиянием одного фактора чаще уменьшает устойчивость их к деградации под влиянием других факторов. Так, например, Эйхлер В. (1993) указывает, что устойчивость лесов к деградации при воздействии воздушных токсикантов резко уменьшается, за счет подкисяения почв при воздействии кислотных осадков, освобождения из твердой фазы алюминия и образования очага развития анаэробиозиса в прикорневой зоне. Образовавшаяся зона нарушает водный баланс в системе почва-растение и препятствует поступлению воды в растения. Аналогичный эффект вызывает и засоление почв при применении на дорогах NaCl, KCl.

Однако, деградация почв под влиянием одного фактора может как увеличивать, так и уменьшать деградацию под влиянием другого фактора. Так, например, увеличение загрязнения почв тяжелыми металлами может повысить устойчивость к подкислению как за счет их основности, так и в связи с угнетением ряда микроорганизмов, разлагающих органические остатки с образованием кислых продуктов. Однако, в целом устойчивость системы к деградации при этом уменьшается. Накопление тяжелых металлов уменьшает кислотность почв, но одновременно ингибирует микробиологическую активность, что ведет к уменьшению накопления | ум уса, уменьшению комплексообразующей и структурообразующей способности

20

очвенного раствора. Это уменьшает устойчивость почв к переуплотнению, развито оглеения и, в конечном итоге, ограничивает и устойчивость почв к загрязне-то.

По полученным данным, почва может быть устойчива к воздействию кн-этных осадков, но неустойчива к развитию анаэробиозиса, уплотнению и т.д. |Казано, что буффность почв к внешним воздействиям (деградации) неодинакова разных стадиях деградации. Одна почва, по сравнению с другой, можегг быть iee устойчива к подкислению в интервале рН=6-5, но менее устойчива в интер-ie 5-4 и т.д. Одна почва, по сравнению с другой, может быть более устойчива к витию анаэробиозиса в интервале Eh=600-400 мв, но менее устойчива в интер-ie 400-200 мв. В данном случае устойчивость почв к подкислению и восстанов-[ию определяется наличием в них функциональных групп, протоннрующихся i восстанавливающихся в том или ином интервале рН и Eh.

При теоретической оценке буферных свойств почв по отношению к тяже-i металлам, подкислению, развитию анаэробиозиса использованы теоретиче-е разработки Мотузовой Г.В. (1992), согласно которым буферность почв обу-злена иерархической организацией системы, гетерогенностью, полифункцио-ьностью ее соединений и разнообразием реакций, в которых они участвуют. По нию автора, усложнение системы соединений химических элементов в почвах, »рое ведет к расширению перечня системообразующих процессов, обеспечива-силение ее буферных свойств. С этих точек зрения к увеличению буферное™ i ведет дифференциация почвенного профиля, образование в нем различных имических барьеров, образование комплексных органо-минеральных и органо-истых соединений, усложнение фракционного состава соединений ионов в е.

На основании проведенных исследований выделена буферность почв по шению к определенному внешнему фактору деградации, устойчивость почв к [дации, степень риска деградации отдельных компонентов экосистемы и всей >мы в целом под влиянием рассматриваемого фактора и совокупности дейст-гакторов.

Разработка экспрессных методов анализа степсян деградации системы почва-растение под влиянием антропогенных стрессов

Проведенные исследования позволили предложить экспрессные методы оценки устойчивости почв к деградации. Предложена методика экспрессной оценки сорбционных свойств почв по сорбции ими рубидия и мышьяка, идентифицируемой с использованием рентгенофлуоресцентного анализа. Предложена методика определения в почвах ЛОД тяжелых металлов полярографически с использованием прибора ЭКОТЕСТ-ВА.

Деградация почв под влиянием антропогенных нагрузок сопровождается уменьшением биопродуктивности угодий, активности биогы и, в конечном итоге, нарушением процессов саморегуляции у живых организмов. Зона высокого влияния на древесные растения тяжелых металлов отмечается, по литературным данным, при концентрациях, значительно ниже ПДК (слабое влияние отмечается при уровне 0,1-0,5 ПДК) (Степанов A.B., 1986; Гришина Л.А., 1988). В работе показана перспективность оценки степени деградации исследуемых почв с использованием биотестов. В качестве биотестов приняты: развитие проростков, активность хлоропластов, содержание хлорофилла и каротина в листьях и хвое, содержание в органах растений положительно и отрицательно заряженных соединений, состояние растений.

Оценка загрязнения по активности хлоропластов основана на принципе обратной связи — введение элементов в суспензию хлоропластов -идентификация ответной реакции по активности хлоропластов (Ягодин Б.А., Плешков A.C., 1988). Если растение загрязнено каким-либо ионом, то даже незначительное дополнительное введение его в суспензию хлоропластов резко понижает их активность.

> >

Нами предложена модификация этой методики. В листья растений в поле: условиях электрофоретически вводились различные элементы, в том числе и :елые металлы, а затем в контроле и по вариантам определяли активность хло-ластов. Исследования проведены на торфяно-перегнойно-глеевой и дерново-золистой почвах на растениях клена, березы, дуба. Эдектрофоретическое вве-не в листья цинка и свиниа в растения, развивающиеся вблизи автотрассы, лото загрязнение ими древесных культур.

Как показали наши исследования, помимо общего состояния растений, хо-шм индикатором несбалансированного питательного режима почв и уровня за-шения является поглотительная способность корневых систем растений, со-жание и соотношение положительно и отрицательно заряженных соединений ов в органах растений, содержание хлорофилла и каротиноидов, активность ропластов и параметры фотосинтеза растений.

Выводы

1. Предлагается оценка устойчивости исследуемых почв к кислотным дож-не только по величине изменения рН под влиянием протонной нагрузке, но и

вменению при этом подвижности поливалентных катионов.

2. Из исследуемых почв большей буферностью к подкислению обладают |>яно-перегнойно-глеевые почвы, по сравнению с дерново-подзолистыми, и ;ние гумусированные горизонты, по сравнению с нижними. Буферность от->ных почв в кислотном интервале неодинакова в разных интервалах рН.

3. Предлагается оценка устойчивости почв к развитию анаэробиозиса по юсти изменения ЕЬ при затоплении, по величине ЕЬ в конце срока затопления, сонцентрации поливалентных катионов в почвах, развившихся в анаэробных )виях. Эти показатели оценивают буферную емкость в ОВ интервале в разных юн.

4. Абсолютная скорость падения потенциала при затоплении выше в почвах с более высокими исходными значениями ЕЬ. Относительная скорость падения ЕЬ при затоплении выше в торфяно-перегнойных и дерново-глеевых почвах с более низкими исходными значениями потенциала.

5. Содержание железа в почвенных растворах и водных вытяжках из почв удовлетворительно описывается диаграммами растворимости Ре(ОН)з; Ре3(ОН)8 в координатах ^ Ре м/л - рН; ^ Ре м/л - ре + рН. Содержание марганца, свинца, меди, цинка, кадмия в почвенных растворах и в водных вытяжках из почв ниже произведений растворимости их осадков, встречающихся в почвах. Очевидно, их концентрация в растворах контролируется эффективными константами устойчивости образуемых комплексов и эффективными константами ионного обмена в системе твердая фаза-раствор.

6. Вытеснение поливалентных катионов из почв в раствор десорбента прямо пропорционально константам устойчивости комплексов этих катионов с лнган-дами десорбента.

7. Исследуемые дерново-подзолистые почвы устойчивы к слигогенезу. Избыточное уплотнение почв соответствовало уменьшению текстурной пористости, биологической активности почвенных растворов, уменьшению их комплексообра-зуюшей способности.

8. Деградация почв, напочвенного покрова, почвенной биоты взаимосвязаны. Деградация одних свойств почв связана с деградацией других свойств, однако, устойчивость почв к одним антропогенным стрессам, не всегда соответствует устойчивости к другим антропогенным стрессам.

9. При оценке устойчивости почв ЛОД к антропогенным стрессам необходимо учитывать как свойства почв, так и устойчивость к деградации растительного покрова, пород, расположение почв по рельефу, интенсивность воздействующего фактора, продолжительность его действия, градиент между компонентами экосистемы.

10. Предлагается экспрессный метод оценки сорбционных свойств почв по сорбции ими рубидия и мышьяка, идентифицируемой рентгенофлуоресцентным

методам. Предлагается оценка степени деградации почв но комплексооб-'ющей способности их водо-растворимого органического вещества. Предпага-оценка деградация почв н напочвенного покрова с использованием системы; 1тной связи - электрофоретическое введение элементов, регуляторов метабола в листья - идентификация ответной реакции растений по активности ХЛОРОЗОВ.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Экспрессное вольтам пером етричес кое определение подвижных форм злых металлов в агроэкологических исследованиях,. «Геохимическая экология и еохимнческое изучение таксонов биосферы», Горно-Алтайск, 2000. стр. 173 (в горст в г).

2. Развитие древесных культур, как биологический тест на загрязнение I Лесной опытной дачи МСХА, Изв. МСХА, 2000, в печати (в соавторстве).

3. Экологическая! устойчивость почвенно-растительного покрова Лесной гной дачи МСХА к антропогенном нагрузкам, «Экология Московского регио-декабрь2000 г. стр. -стр.

1П 1

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Сазонов, Сергей Леонидович

I. Введение.

II. Обзор литературы. Устойчивость биогеоценозов к антропогенным нагрузкам.

1. Рассмотрение почв, как сложной многокомпонентной подсистемы биогеоценоза.

2. Устойчивость почв и растительного покрова к загрязнению тяжелыми металлами.

3. Устойчивость почв к кислотным дождям.

4. Устойчивость почв к развитию анаэробных условий.

5. Устойчивость почв к рекреационным нагрузкам.

6. Влияние антропогенного воздействия на микробиологическую и ферментативную активность почв.

7. Комплексная оценка устойчивости биогеоценозов к стрессовым ситуациям окружающей среды.

III. Объекты исследования.

IV. Методика исследования.

V. Экспериментальная часть.

1. Устойчивость почв Лесной опытной дачи к загрязнению их тяжелыми металлами.

2. Устойчивость почв Лесной опытной дачи к переуплотнению.

3. Устойчивость исследуемых почв к развитию восстановительных условий.

4. Устойчивость исследуемых почв к протонной нагрузке.

5. Растительный покров Лесной опытной дачи МСХА, как индикатор состояния и степени деградации почв.

6. Экспрессные методы оценки степени деградации системы почва-растение для лесопарковых зон. а) Экспрессные методы определения сорбционных свойств почв с использованием рентгенофлуоресцентного метода анализа. б) Экспрессное вольтамперометрическое определение подвижных форм тяжелых металлов в агроэкологических исследованиях. в) Оценка степени деградации почвенно-растительного покрова с использованием биотестов сорбционных свойств корневых систем выращиваемых растений; системы обратной связи - электрофоретическое введение элементов в растения - идентификация ответной реакции растений по активности хлоропластов.

7. Оценка предельно допустимых концентраций токсикантов для лесопарковых зон.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Экологическая устойчивость почв "Лесной опытной дачи МСХА" к антропогенным нагрузкам"

Оценка устойчивости почв лесопарковой зоны мегаполисов к антропогенным стрессам представляет несомненный теоретический и практический интерес. Постоянное возрастание протонной нагрузки, степени рекреационных воздействий, подтопления территории и загрязнения мусором, водными и воздушными токсикантами приводит к снижению биопродуктивности угодий. Это сопровождается как усиливающейся деградацией почв, так и уменьшением поступления в атмосферу кислорода, загрязнением водоемов и грунтовых вод. В конечном итоге, развивающиеся процессы снижают фитосан итарную роль лесопарковых угодий, что приводит к уменьшению производительности труда, увеличению заболеваемости людей, уменьшению продолжительности жизни. Таким образом, деградационные процессы почвенного и растительного покрова лесопарковой зоны городов приводят для общества к большим экономическим потерям. Поиск путей предотвращения этих процессов актуален не только с почвенно-экологической, но и с экономической точки зрения.

Целью исследования являлась разработка принципов и методов комплексной оценки экологической устойчивости почв лесопаркового пояса к антропогенным нагрузкам. Для выполнения поставленной цели решались следующие задачи: 1) оценка устойчивости дерново-подзолистых почв разной степени задернованности, оподзоленности и глееватости, торфяно-перегнойно-глеевых почв к кислотным дождям; 2) оценка устойчивости изучаемых почв к развитию оглеения; 3) оценка изменений свойств исследуемых почв под влиянием избыточного уплотнения; 4) оценка изменений состояния в почвах соединений поливалентных катионов при загрязнении среды тяжелыми металлами; 5) разработка экспрессных методов анализа степени деградации системы почва-растение под влиянием антропогенных стрессов; 6) разработка концептуальной модели устойчивости почв лесопаркового пояса, как компонента экосистемы, к антропогенным стрессам.

В работе доказывается, что устойчивость почв к антропогенному воздействию определяется устойчивостью к воздействию всех компонентов экологической системы (рельефа, растительности, биоты, пород). Устойчивость к разным антропогенным воздействиям (уплотнению, затоплению, кислотным осадкам, загрязнению) проявляется у разных почв и у одной -почвы в неодинаковой степени. Эффект воздействия химических компонентов на почву зависит не только от их валового содержания, а от активности, массы активных компонентов, содержания положительно и отрицательно заряженных соединений.

Для оценки уровня загрязнения почв и поиска путей оптимизации обстановки перспективно использовать физико-химические расчеты равновесий реакций, протекающих в почве и в системе почва-растение. Предлагается уточнение алгоритмов расчета взаимодействия тяжелых металлов с почвами с учетом рН и ЕИ среды, комплексообразующей способности почвенного раствора, знака и плотности заряда сорбируемых соединений. Показано, что уровень деградации почв может идентифицироваться по уменьшению их комплексообразующей способности, биологической активности почвенного раствора. Показана возможность использования экспрессных, полярографических методов анализа уровня загрязнения почв тяжелыми металлами. Показана перспективность использования для экспрессной оценки сорбцион-ных свойств почв поглощения почвами мышьяка и рубидия, определяемых методом рентгенофлуоресцентного анализа. Показано, что тяжелые металлы частично поступают в почву как водные мигранты, стекающие с растительного покрова в виде комплексных положительно и отрицательно заряженных соединений.

Доказывается, что предельно допустимые уровни воздействия на систему (в том числе ПДК) зависят от взаимодействия друг с другом воздействующих факторов (в том числе от взаимодействия ионов в растворе). Для оценки степени загрязнения растений тяжелыми металлами и поиска путей оптимизации обстановки предлагается использование систем обратной связи - электрофоретическое введение ионов, регуляторов метаболизма в листья -идентификация ответной реакции растений по активности хлоропластов.

Полученные материалы позволяют прогнозировать изменение почвенного покрова Лесной опытной дачи МСХА под влиянием кислотных дождей, вытаптывания, затопления, загрязнения тяжелыми металлами. Разработанные принципы подхода и методики рекомендуются к апробации в системе почвенно-экологической службы.

Основные положения диссертации докладывались на конференции молодых ученых в Пензенском с/х институте; на научной конференции «Геохимическая экология и биогеохимическое изучение таксонов биосферы», Горно-Алтайск, 2000 г.; на факультете почвоведения, агрохимии и экологии Московской с/х академии им. К. А.Тимирязева, 2000 г.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Экспрессное вольтамперометрическое определение подвижных форм тяжелых металлов в агроэкологических исследованиях, «Геохимическая экология и биогеохимическое изучение таксонов биосферы», Горно-Алтайск, 2000, стр. 173, в соавторстве.

2. Развитие древесных культур, как биологический тест на загрязнение почв Лесной опытной дачи МСХА, Известия МСХА, декабрь 2000, в соавторстве.

Автор выражает глубокую благодарность научным руководителям: доктору с/х наук профессору Савичу В.И. и кандидату химических наук старшему научному сотруднику Пуховскому A.B.; благодарность за помощь в работе и ценные замечания кандидату биологических наук Химиной Е.Г.; доценту кафедры физической и коллоидной химии кандидату химических наук Кончицу В.А., доктору биол. наук Чижиковой H.A., сотрудникам кафедры физики почв МГУ. Автор признателен за техническую помощь

II. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Устойчивость биогеоценозов к антропогенным нагрузкам

Заключение Диссертация по теме "Почвоведение", Сазонов, Сергей Леонидович

VII. выводы

1. Предлагается оценка устойчивости исследуемых почв к кислотным дождям не только по величине изменения рН под влиянием протонной нагрузки, но и по изменению при этом подвижности поливалентных катионов.

2. Из исследуемых почв большей буферностью к подкислению обладают торфяно-перегнойно-глеевые почвы, по сравнению с дерново-подзолистыми, и верхние гумусированные горизонты, по сравнению с нижними. Буферность отдельных почв в кислотном интервале неодинакова в разных интервалах рН.

3. Предлагается оценка устойчивости почв к развитию анаэробиозиса по скорости изменения Eh при затоплении, по величине Eh в конце срока затопления, по концентрации поливалентных катионов в почвах, развившихся в анаэробных условиях. Эти показатели оценивают буферную емкость в ОВ интервале с разных сторон.

4. Абсолютная скорость падения потенциала при затоплении выше в почвах с более высокими исходными значениями Eh. Относительная скорость падения Eh при затоплении выше в торфяно-перегнойных и дерново-глеевых почвах с более низкими исходными значениями потенциала.

5. Содержание железа в почвенных растворах и водных вытяжках из почв удовлетворительно описывается диаграммами растворимости Fe(OH)3; Fe3(OH)8 в координатах lg Fe м/л - рН; lg Fe м/л - ре + рН. Содержание марганца, свинца, меди, цинка, кадмия в почвенных растворах и в водных вытяжках из почв ниже произведений растворимости их осадков, встречающихся в почвах. Очевидно, их концентрация в растворах контролируется эффективными константами устойчивости образуемых комплексов и эффективными константами ионного обмена в системе твердая фаза-раствор.

6. Вытеснение поливалентных катионов из почв в раствор десорбента прямо пропорционально константам устойчивости комплексов этих катионов с лигандами десорбента.

7. Исследуемые дерново-подзолистые почвы устойчивы к слитогенезу. Избыточное уплотнение почв соответствовало уменьшению текстурной пористости, биологической активности почвенных растворов, уменьшению их комплексообразующей способности.

8. Деградация почв, напочвенного покрова, почвенной биоты взаимосвязаны. Деградация одних свойств почв связана с деградацией других свойств, однако, устойчивость почв к одним антропогенным стрессам, не всегда соответствует устойчивости к другим антропогенным стрессам.

9. При оценке устойчивости почв ЛОД к антропогенным стрессам необходимо учитывать как свойства почв, так и устойчивость к деградации растительного покрова, пород, расположение почв по рельефу, интенсивность воздействующего фактора, продолжительность его действия, градиент между компонентами экосистемы.

10. Предлагается экспрессный метод оценки сорбционных свойств почв по сорбции ими рубидия и мышьяка, идентифицируемой рентгенофлуорес-центным методом. Предлагается оценка степени деградации почв по комплексообразующей способности их водо-растворимого органического вещества. Предлагается оценка деградации почв и напочвенного покрова с использованием системы обратной связи - электрофоретическое введение элементов, регуляторов метаболизма в листья - идентификация ответной реакции растений по активности хлоропластов.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Сазонов, Сергей Леонидович, Москва

1. Агаркова М.Г. Эколого-генетические особенности почв городских экосистем, Автореф. канд. дисс., М., МГУ, 1991, 26 стр.

2. Агаркова М.Г., Строганова М.Н. Вестник МГУ, Почвоведение, сер. 11, 1994, №1, стр. 45-49.

3. Артюхов Д.Б., Дронова Т.Я., Лукьянова О.Н., Соколова Т.А., Тол-пешта И.И. Водорастворимые основания, как один из буферных компонентов лесных подзолистых почв, Вестник МГУ, сер. 17, Почвоведение, 1997, №2, стр. 42-46.

4. Акалу М.А. Влияние извести и навоза на урожайность и качество овощных культур на загрязненных тяжелыми металлами почвах, Автореф. канд. дисс., M., МСХА, 2000, 20 стр.

5. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях, Л., 1987.

6. Амирджанян Ж.А. Микроэлементы в почвах республики Армения и эффективность применения микроудобрений, Автореф. докт. дисс., М., Почв, ин-тим. В.В.Докучаева, 1993, 57 стр.

7. Башкин В.Н., Снакин В.В. Биогеохимические основы экологического нормирования, М., Наука, 1993, 304 стр.

8. Безопасность жизнедеятельности, под ред. Белова C.B., М., Высшая школа, 1999,448 стр.

9. Березин П.Н., Воронин А.Д., Шеин Е.В. Основные параметры и методы количественной оценки почвенной структуры, Почвоведение, 1985, №10.

10. Березин П.Н. Диагностика потенциальной и актуальной слитости почв по физическим критериям, Почвоведение, 1990, №5.

11. Большаков В.А., Орлова Л.П., Кахнович З.Н. Миграционные формы соединений меди и кальция в торфяной почве, в сб. «Тяжелые металлы в окружающей среде и охрана природы», М., 1988, №4-2, стр. 201-203.

12. Важенин И.Г. Методические рекомендации по обследованию и картографированию почвенного покрова по уровням загрязненности промышленными выбросами, М., 1987, Почвенный ин-т им. В.В.Докучаева, 25 стр.

13. Варшал Г.М., Велюханова Т.К. и др. Химические формы элементов в объектах окружающей среды и методы их определения, Изв. ТСХА, 1992, вып. 3, стр. 157-170.

14. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв, М., 1986.

15. Варламов В.А. Исследования миграции вещества в связи с генезисом и плодородием почв подзолистого типа, Автореф. канд. дисс., М., ТСХА, 1986, 16 стр.

16. Велизарова Э.Г. Влияние кислых осадков на химические свойства светло-серой лесной почвы и черноземов Болгарии, Автореф. канд. дисс., М., МГУ, 1993, 22 стр.

17. Вильяме В.Р. Земледелие с основами почвоведения, Сельхозгиз,1938.

18. Влияние химизации земледелия на содержание тяжелых металлов в почвах сельскохозяйственных угодий и продукции растениеводства, М., ЦИНАО, 1988, 142 стр.

19. Водяницкий Ю.Н., Добровольский Г.В. Железистые минералы и тяжелые металлы в почвах, М., Почвенный ин-т им. В.В.Докучаева, 1998, 216 стр.

20. Воробьева Л.А. Химический анализ почв, М., МГУ, 1998.

21. Воробьева Л.А., Новых Л.Л., Рудакова Т.А. О возможности прогноза состояния некоторых химических элементов в природных водных растворах по диаграммам растворимости, Вест. МГУ, Почвоведение, 1982, №2, стр. 10-14.

22. Глазовская М.А. Геохимические основы типологии и методика исследования природных ландшафтов, М., МГУ, 1964.

23. Грачева Н.М. Влияние антропогенного загрязнения на лесорасти-тельные свойства дерново-подзолистых почв, Автореф. канд. дисс., М., 1992, 16 стр.

24. Грачева Н.М. Влияние антропогенного загрязнения на лесорасти-тельные свойства дерново-подзолистых почв, Дисс., МСХА, 1992, 152 стр.

25. Голод Д.С., Красовский E.JI. Биохимические особенности накопления тяжелых металлов в растительном покрове и вопросы охраны окружающей природы, 1988, Материалы 2 Всес. конф. по тяж металлам.

26. Гончаров В.М. Влияние внешней уплотняющей нагрузки на структурно-функциональные свойства почв, Автореф. канд. дисс., М., МГУ, 1988, 24 стр.

27. Горбатов B.C. Устойчивость и трансформация оксидов тяжелых металлов (Zn, Pb, Cd) в почвах, Почвоведение, 1988, №1, стр. 35-43.

28. Гордеев A.M. Биофизические основы эколого-адаптивного земледелия, Смоленск, Смядынь, 1999, 316 стр.

29. Гречин И.П. Почвы Лесной опытной дачи ТСХА, Изв. ТСХА, 1957, №1(14), стр. 118-127.

30. Григорян К.В. Экологическая оценка компонентов биогеоценоза по активности ферментов почв в условиях техногенного загрязнения, Автореф. докг. дисс., М., МГУ, 1990, 32 стр.

31. Гришина Л.А. Воздействие тяжелых металлов на биоценозы, в сб. «Тяжелые металлы в окружающей среде и охрана природы», М., 1988, ч.1, стр. 36-41.

32. Гродзинский A.M. Аллелопатия растений и почвоутомление, Киев, Наукова думка, 1991.

33. Дементьев Н.А. Агроэкологический мониторинг в ландшафтах промышленной зоны г. Дорогобужа, Автореф. канд. дисс., М., МСХА, 2000, 32 стр.

34. Добровольский Г.В. и др. Почва, город, экология, М., 1997, 320 стр.

35. Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Функции почв в биосфере и экосистемах, М., Наука, 1990, 261 стр.

36. Елизарова Э.Г. Влияние кислых осадков на химические свойства светло-серой лесной почвы и черноземов Болгарии, Автореф. канд. дисс., М., МГУ, 1993, 22 стр.

37. Жугастр С.Н. Детоксикация соединений свинца автовыбросов биологическим методом, в кн. «Тяжелые металлы в окружающей среде и охрана природы», 2 конф., М., 1988, ч.2, стр. 252-256.

38. Зборшцук Н.Г. Изменение воздушного режима почв при их с/х использовании, в кн. «Взаимодействие почвенного и атм. воздуха», М., МГУ, 1985, стр. 75-91.

39. Звягинцев д.Г. Газовая фаза почвы и микроорганизмы, в кн. «Роль микроорганизмов в круговороте газов в природе», М., 1979.

40. Звягинцев Д.Г. Почвы и микроорганизмы, М., 1987, 256 стр.

41. Звягинцев Д.Г. и др. Почвоведение, 1997, №9, стр. 1124-1137.

42. Зырин Н.Г., Обуховская Т.Д. Ртуть в почвах и растениях, Агрохимия, 1980, №7, стр. 126-139.

43. Зубкова Т.А. Активные центры почвенной минеральной матрицы, Автореф. докт. дисс., М., МГУ, 2000,48 стр.

44. Зырин Н.Г. и др. Нормирование содержания тяжелых металлов в системе почва-растение, Химия в с/х, 1985, №6, стр. 45-48.

45. Иванова С.Е., Соколова Т.А., Лукьянова О.Н. Развитие работ А.А.Роде по изучению лесных подзолистых почв методом потенциометриче-ского титрования, в связи с проблемами изменения почв под влиянием кислых осадков, Почвоведение, 1995, №5, стр. 620-629.

46. Иванова С.Е. Оценка кислотно-основной буферности нативных и измененных модельными, кислыми осадками лесных подзолистых почв по данным непрерывного потенциометрического титрования, Автореф. канд. дисс., М., МГУ, 1998, 20 стр.

47. Игнатьев Н.Н. Влияние температуры на поглощение кислорода и выделение углекислого газа, Докл. ТСХА, 1977, вып. 138, стр. 22-23.

48. Ильин В.Б. Тяжелые металлы в системе почва-растение, Новосибирск, Наука, 1991.

49. Инцеди Я. Применение комплексов в аналитической химии, М., Мир, 1979, 375 стр.

50. Кабата-Пендиас К., Пендиас X. Микроэлементы в почвах и растениях, М., Мир, 1989, 377 стр.

51. Карпачевский Л.О. Экологическое почвоведение, М., МГУ, 1993.

52. Карпова Е.А. Мышьяк в почвах Сихотэ-Алиньского биосферного заповедника, Автореф. канд. дисс., М., МГУ, 1988, 24 стр.

53. Касатиков В.А. Агроэкологичеекие основы применения осадков городских сточных вод в качестве удобрения, Автореф. канд. дисс., М., ТСХА, 1989, 35 стр.

54. Карпухин А.И. Водорастворимые комплексы органического вещества подзолистых почв, Проблемы почвоведения, Сов. почвоведы Междунар. с-ду почвовед., Токио, 1990, М., 1990.

55. Карпухин А.И. Комплексные соединения органического вещества почв с ионами металлов, Автореф. докт. дисс., М., МГУ, 1986.

56. Кауричев И.С., Карпухин А.И., Степанова Л.В. Изучение состава и устойчивости водорастворимых железо-органических комплексов, Почвоведение, 1979, №2, стр. 39-52.

57. Кауричев И.С., Яшин И.М., Черников В.А.Теория и практика метода сорбционных лизиметров в экологических исследованиях, М., МСХА, 1996,144 стр.

58. Кауричев И.С., Латфуллина Г.Г., Савич В.И. Окислительно-восстановительные буферные свойства почв, Почвоведение, 1974, №4, стр. 73-82.

59. Каюмов М.Н. Программирование урожаев с/х культур, М., Агро-промиздат, 1989, 320 стр.

60. Киселева Е.В. Влияние никеля и соединений серы на некоторые показатели продуктивности дерново-подзолистой почвы, Автореф. канд. дисс., М.,МГУ, 1987,24 стр.

61. Киселева В.В. Изучение и моделирование реакции лесных почв на промышленное загрязнение азотом и серой, Автореф. канд. дисс., М., МГУ, 1998, 23 стр.

62. Кончиц В.А., Стрнад В., Черников В.А. Свойства водорастворимых фульвокислот, содержащих легкие и тяжелые металлы, Изв. ТСХА, 1986, вып. 2, стр. 106-109.

63. Коробова Н.Л. Характеристика кислотно-основного состояния подзолистых почв Центрального лесного государственного биосферного заповедника, Автореф. канд. дисс., М., 1996, МГУ, 33 стр.

64. Куйбышев C.B. Изменение биохимических свойств почвы под влиянием рекреационных нагрузок в условиях лесопаркового пояса Подмосковья, Автореф. канд. дисс., М., МГУ, 1987, 24 стр.

65. Кузнецов A.B. Методические указания по определению металлов в почвах с/х угодий и продукции растениеводства, М., 1992, 61 стр.

66. Кузнецов A.B. Контроль техногенного загрязнения почв и растений, Агрохимический вестник, 1998, стр. 7-9.

67. Кузнецов М.Ф. Микроэлементы в почвах микроудобрений, Автореф. докт. дисс., М., Почвенный ин-т им. В.В.Докучаева, 1996, 41 стр.

68. Кукушкин В.К., Наумов В.Д., Тарасов В.М., Фокин А.Д. Методика определения фракционного состава цинка в черноземах лесостепной зоны, Актуал. вопросы генезиса и мелиорации почв, M., ТСХА, 1986, стр. 40-46.

69. Кулаковская Т.Н., Богданович И.М. О модели плодородия дерново-подзолистых почв БССР, Модели плодородия почв и методы их разработки, М., Почв, ин-т им. В.В.Докучаева, 1982, стр. 25-36.

70. Кудеярова А.Ю. Педохимия орто- и полифосфатов, Автореф. докт. дисс., М., МГУ, 1995, 42 стр.

71. Лархер В. Экология растений, М., Мир, 1978, 362 стр.

72. Ладонин Д.В. Медь и цинк в почвах Среднеуральского промышленного района, Автореф. канд. дисс., М., МГУ, 1995,20 стр.

73. Летунова C.B., Ковальский В.В. Геохимическая экология микроорганизмов, М., Наука, 1978.

74. Летунова C.B., Ермаков В.В., Алексеева С.А. Роль почвенной микрофлоры в биогенной миграции ртути и сурьмы, Агрохимия, 1984, №4, стр. 77-82.

75. Летунова C.B. Биогеохимические критерии оценки ответной реакции микроорганизмов на загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами, Тр. биохим. лаб., 1990, т.21, стр. 72-88.

76. Лобанова Л.А. Состояние свинца в некарбонатных почвах, Автореф. канд. дисс., М., МГУ, 1983, 22 стр.

77. Левин Ф.И. Окультуривание подзолистых почв, М., Колос, 1972.

78. Лобков В.Т. Почвоутомление при выращивании полевых культур, М., Колос, 1994.

79. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии, М., Химия, 1979, 480 стр.

80. Лурье A.A. Хроматографические материалы (справочник), М., Химия, 1978, 440 стр.

81. Матвеев Ю.М., Прохоров А.Н. Проблемы экологического нормирования содержания химических соединений в почвах различных типов, в сб. «Проблемы антропогенного почвообразования», Между нар. конф., М., 1997, стр. 156-158.

82. Марфенина O.E. Микробиологические аспекты охраны почв, М., МГУ, 1991, 118 стр.

83. Мельников Л.В., Шинкарев A.A., Колосов Г.Ф. Изучение кинетики ионного обмена и специфической адсорбции на фракциях водопрочных агрегатов, Почвоведение, 1996,12, стр. 1426-1429.

84. Мельников Л.В. Кинетика специфической адсорбции Cu(II) водопрочными агрегатами гумусовых горизонтов темно-серой лесной почвы, Автореф. канд. дисс., М., 1997, МГУ, 20 стр.

85. Минеев В.Г. Экологические аспекты воспроизводства плодородия почв, Тез. докл. 8 Всес. с-да почвоведов, Новосибирск, 1989, кн.6, стр. 152.

86. Минеев В.Г. Химизация земледелия и природная среда, М., Агро-промиздат, 1990, 287 стр.

87. Москва: геология и город, М., АО «Московские учебники и картография», 1997,400 стр.

88. Мотузова Г.В., Зорина A.B., Карпова Е.А. Водорастворимые соединения меди и никеля в подстилках подзолистых природных техногенных ландшафтов Кольского п-ова, в сб. «Лизиметрические исследования», М., МГУ, 1998, стр. 229-231.

89. Мотузова Г.В. Системно-экологический анализ соединений микроэлементов в почвах, Автореф. докт. дисс., М., МГУ, 1992, 33 стр.

90. Мотузова г.В. Химические основы буферности почв, М., МГУ,1991.

91. Мотузова Г.В. Почвенно-химический мониторинг фоновых территорий, М., МГУ, 1990.

92. Мотузова Г.В. Устойчивость почв к химическому загрязнению, в сб. «Тяжелые металлы в окружающей среде и охрана природы», М., 1988, ч.1, стр. 41-45.

93. Моабад М. Влияние мелиорантов на состояние кадмия в системе почва-растение, Автореф. канд. дисс., М., 1990, МГУ, 25 стр.

94. Небольсин А.Н. Количественные взаимосвязи между содержанием подвижного А1 и реакцией дерново-подзолистых почв разной степени гумусности, Бюлл. Почв, ин-та ВАСХНИЛ, 1985, №36,48.

95. Недбаев Н.П. Влияние подкисления на состояние алюминия, железа и марганца в почвах лесных биогеоценозов, Автореф. канд. дисс., М., МГУ, 1995,24 стр.

96. Ницэ Л. Микробиологическая активность почвы в условиях адаптивного земледелия, Автореф. докт. дисс., М., МСХА, 1995, 38 стр.

97. Николаева С.А., Дерюжинская В.Д. Динамика подвижных соединений железа в лугово-глеевых почвах рисовых полей дельты Кубани, Почвоведение, 1981, №2, стр. 49-50.

98. Новых Л.Л., Воробьева Л.А. Карбонатно-кальциевое равновесие в дренажных водах, Науч. докл. высш. шк., Биол. науки, 1984, №5, стр. 94-98.

99. Новых Л.Л. Подвижность некоторых химических компонентов в осушенных дерново-подзолистых грунтово-оглеенных почвах на карбонатных породах, Автореф. канд. дисс., М., МГУ, 1984, 16 стр.

100. Нургалиев М.К. Изменение компонентов баланса азота и фосфора в агроценозах на дерново-подзолистых почвах под влиянием атмосферных выбросов НПО «Азот», Автореф. канд. дисс., М., МГУ, 1995, 19 стр.

101. Обуховская Т.Д. Трансформация соединений ртути в почвах и поступление элемента в растения, Автореф. канд. дисс., М., МГУ, 1983, 23 стр.

102. Обухов А.И., Ефремова Л.Л. Охрана и рекультивация почв, загрязненных тяжелыми металлами, Тяжелые металлы в окружающей среде и охрана природы, М., 1988, ч.1, стр. 23-26.

103. Обухов А.и., Цаплина М.А. Трансформация техногенных соединений тяжелых металлов в дерново-подзолистой почве, Вест. МГУ, сер. 17, Почвоведение, 1990, №3, стр. 39-44.

104. Орлов Д.С. Химия почв, М., МГУ, 1985, 375 стр.

105. Орлов Д.С., Саакян В.Г., Горшкова Е.И. Опыт составления картограмм кислотности и окислительно-восстановительных условий по данным полевых измерений, Современные физ. и хим. методы исследования почв, М., 1987, стр. 83-94.

106. Охрана почв, Сборник нормативных актов, РЭФИА, М., 1996, 232стр.

107. Панов Н.П., Савич В.И. Взаимовлияние катионов, поглощенных почвой, Изв. ТСХА, 1992, №2, стр. 120-125.

108. Палавеев Т., Тотев Т. Кислотность почв и методы ее устранения, Колос, 1983, 165 стр.

109. Парамонова Т.А. Влияние кислотных атмосферных осадков на почвы лесных экосистем восточной Литвы, Автореф. канд. дисс., М., МГУ, 1994, 24 стр.

110. Першикова Г.В. Свинец и кадмий в почвах государственного биосферного Сихотэ-Алиньского заповедника, Автореф. канд. дисс., М., МГУ, 1986, 16 стр.

111. Переверзева А.Л., Кузнецов Е.В. Влияние уксуснокислого свинца на состав микрофлоры и азотфиксирующей способности под некоторыми лесными насаждениями, Докл. ТСХА, 1985, стр. 21-43.

112. Первунина Р.И. Состояние кадмия в дерново-подзолистых почвах и поступление его в растения, Автореф. канд. дисс., М., МГУ, 1983, 24 стр.

113. Понизовский A.A., Пампура Т.В. Применение метода потенцио-метрического титрования для характеристики буферной способности почв, Почвоведение, 1993, №3 стр. 106-115.

114. Понизовский A.A., Пинский Д.Л., Воробьева Л.А. Химические процессы и равновесия в почвах, М., МГУ, 1986, 102 стр.

115. Покаржевский А.Д. Геохимическая экология наземных животных, М., Наука, 1985.

116. Попова A.A. Сезонная динамика и баланс тяжелых металлов в дерново-подзолистой почве, Автореф. канд. дисс., М., МГУ, 1992, 23 стр.

117. Поповичева JI.JI. Влияние мелиорантов на состояние свинца в загрязненных дерново-подзолистых почвах и его поступление в растения, Автореф. канд. дисс., М., МГУ, 1988, 24 стр.

118. Почва, город, экология, под ред. Добровольского Г.В., М., Фонд «За экологическую грамотность», 1997, 320 стр.

119. Прохоров А.Н., Чернова О.В. Создание системы региональных прчвенных эталонов, в сб. «Проблемы антропогенного почвоведения», М., 1997, стр. 163-164.

120. Пуховский A.B., Логинов Ю.М. Рентгенофлуоресцентное определение марганца, меди и цинка в агрохимических объектах с использованием многоканальных рентгеновских спектрометров типа СРМ-20М, Сб. науч. трудов, ЦИНАО, М., 1986, стр. 100-116.

121. Пуховский A.B. Экспрессное вольтамперометрическое определение подвижных форм тяжелых металлов в агроэкологических исследованиях, Агрохимический вестник, 2000, №3, стр. 37-48.

122. Рабо Дж. Химия цеолитов и катализ на цеолитах, м., Мир, 1980, т.1, 506 стр.

123. Регак M. Влияние межагрегатного внутриагрегатного уплотнения на водоудерживающую способность почв, Автореф. канд. дисс., М., МГУ, 1990, 25 стр.

124. Решетников С.И. Содержание и состояние меди в почвах естественных и техногенных ландшафтов Среднего Урала, Автореф. канд. дисс., М., МГУ, 1986, 23 стр.

125. Реуце К., Кырстя С. Борьба с загрязнением почвы, М., Агропром-издат, 1986, 208 стр.

126. Реймерс Н.Ф. Экология. Теория, законы, правила, принципы и гипотезы, м., Россия молодая, 1994,367 стр.

127. Риман В., Уолтон Г. Ионообменная хроматография в аналитической химии, М., Мир, 1983, 370 стр.

128. Рюбензам Э., Рауэ К. Земледелие, М., Колос, 1969, 515 стр.

129. Савич В.И., Трубицина Е.В., Муради Н.М. и др. Комплексообра-зующая способность почвенного раствора и органического вещества почв, М„ Изв. ТСХА, 1986, вып. 1, стр. 73-80.

130. Савич В.И. Термодинамика трансформации соединений ионов в почве, Итоги науки и техники, ВИНИТИ, Почвоведение и агрохимия, М., 1986, т.6, стр. 7-87.

131. Савич В.И. Теоретические основы определение фракционного состава соединений ионов в почве с применением комплексонов, Изв. ТСХА, 1980, №6.

132. Савич В.И., Аттикаинг Д. Корректировка оптимальных параметров почвенного плодородия с учетом сорбционных свойств корневых систем растений, Докл. ВАСХНИЛ, 1991, №11, стр. 11-14.

133. Савич В.И., Савич Л.В. Использование систем обратной связи для оценки потребности растений в элементах питания и загрязнения среды, Агрохимия, 1993, №4, стр. 9-18.

134. Савич В.И., Трубицина E.B. и др. Оценка состояния системы почва-растение по содержанию и соотношению положительно и отрицательно заряженных соединений, Почвоведение, 1990, №9, стр. 61-72.

135. Савич В.И., Савич JI.B., Вишняков Ю.А. Оценка предельно допустимой концентрации свинца по активности фотосинтеза, Докл. АН России, 1993, Общая биология, т.ЗЗЗ, стр. 121-123.

136. Савич В.И., Трубицина Е.В., Докучаев B.C. Экспрессметоды анализа почв, Земледелие, 1986, №2, стр. 60-62.

137. Савич В.И., Колыманова Л.А., Самозван H.H. Определение окислительно-восстановительной емкости почв, Докл. Высшей шк., Биол. науки, 1980, №6.

138. Савич В.И., Сидоренко О.Д., Яковлева H.H., Мамонов В.А. Фракционный состав окислительно-восстановительных систем почв под монокультурой риса, Докл. ТСХА, 1980, вып. 258, стр. 61-63.

139. Савченко Т.Н. Буферность почв и факторы почвенной кислотности, Химизация с/х, 1989, №2, стр. 40-43.

140. Садыкбаев Т.Н. Влияние выпаса на состояние и свойства горных каштановых почв северного склона хребта Киргизского алатао, Автореф. канд. дисс., М., МГУ, 1990, 25 стр.

141. Самохвалов С.Г., Кузнецов A.B. и др. Методические указания по определению тяжелых металлов в почвах сельхозугодий и продуктах растениеводства, М., 1989,61 стр.

142. Седов K.P. Корреляционная адаптометрия, как метод диспансеризации населения, Вест. АМН СССР, 1988, №10, стр. 69-74.

143. Селос Г. Очерки об адаптационном синдроме, М., Медгиз, 1960, 254 стр.

144. Снакин В.В., Мельченко В.Е., Бутовский П.О. и др. Оценка состояния и устойчивости экосистем, М., ВНИИ природа, 1992,127 стр.

145. Соколова Т.А., Дронова Т.Я. Изменение почв под влиянием кислотных выпадений, М., МГУ, 1993, 64 стр.

146. Свинец в окружающей среде, М., 1988.

147. Спозито Г. Термодинамика почвенных растворов, JL, Гидрометео-издат, 1984, 242 стр.

148. Степанов A.M. К методике расчета индекса деградации биогеоценозов под воздействием выбросов промышленных предприятий, в сб. «Мониторинг лесных экосистем», Каунас, 1986, 215 стр.

149. Степанов A.M. Индикационное значение определения содержания тяжелых металлов в снегу антропогенных территорий, в сб. «Тяжелые металлы в окружающей среде и охрана природы», М., 1988, ч.2, стр. 308-310.

150. Стрнад В., Золотарева В.И. Взаимодействие фульватных комплексов свинца, кадмия, меди и цинка с минералами и почвами, Экол. кооп., 1988, №1, cip. 53-55.

151. Строганова М.Н., Агаркова М.Г., Жевелева Е.М., Яковлева A.C. Экологическое состояние почвенного покрова урбанизированных территорий (на примере Москвы и Пущино), Экологические исследования в Москве и Московской области, М., 1990, стр. 127-147.

152. Тимофеев В.П. Лесная опытная дача Тимирязевской академии, Изв. ТСХА, 1954, вып. 1(5).

153. Ткаченко В.М. Изучение механизма поглощения почвами ионов меди, связанных с различными лигандами, Агрохимия, 1986, №3, стр. 74-77.

154. Умаров М.М., Азиева Е.Е. Некоторые биохимические показатели загрязнения почв тяжелыми металлами в окружающей среде, М., МГУ, 1980, стр. 109-115.

155. Ушакова JI.А. Изменение физических свойств некоторых типов почв при их сельскохозяйственном использовании, Автореф. канд. дисс., М., МГУ, 1990, 23 стр.

156. Файза С.A.C. Влияние органических удобрений на подвижность тяжелых металлов в почвах и поступление в растения, Автореф. канд. дисс., М., МГУ, 1993,22 стр.

157. Фортескью Дж. Геохимия окружающей среды, М., Мысль, 1985.

158. Фрид A.C., Гребенников A.M. Устойчивость почв России к деградации по плодородию при кислых и щелочных воздействиях, Агрохимия, 1999, №6.

159. Фокин А.Д., Варламов B.A., Манькова Т.С. Миграция железа в песчаных, подзолистых почвах при усилении гидроморфизма под влиянием водохранилища, Почвоведение, 1984, №6, стр. 31-39.

160. Фокин а.Д. Почва, биосфера и жизнь на Земле, М., Наука, 1980, 176 стр.

161. Химия тяжелых металлов, мышьяка и молибдена в почвах, под ред. Зырина Н.Г. и Садовниковой Л.К., М., МГУ, 1985, 205 стр.

162. Цаплина М.А. Трансформация и миграция соединений свинца, кадмия и цинка в дерново-подзолистой почве, Автореф. канд. дисс., М., МГУ, 1991, 24 стр.

163. Черных H.A. Влияние различного содержания цинка, свинца и кадмия в почве на состав и качество растительной продукции, М., МГУ, 1988, 27 стр.

164. Шевелуха B.C. Рост растений и его регулирование в онтогенезе, М., Колос, 1992, 594 стр.

165. Шутов В.Н., Москевич Л.П., Дричко В.Ф. О некоторых закономерностях поступления щелочноземельных элементов из почвы в растение, Почвоведение, 1982, №3, стр. 31-36.

166. Шутов В.Н. Ионный обмен и миграция щелочноземельных элементов в системе почва-растение, Автореф. канд. дисс., МГУ, 1982, 24 стр.

167. Шутов В.Н., Дричко В.Ф., Попов Д.К. Зависимость констант обмена элементов щелочноземельной группы в почве от их атомного номера, Почвоведение, 1976, №10, стр. 122-125.

168. Шишов Л.Л., Кауричев И.С., Большаков В.А., Муромцев H.A., Яшин И.М., Орлова Л.П. Лизиметры в почвенных исследованиях, М., Почв, ин-т им. В.В.Докучаева, 1998, 264 стр.

169. Экологические последствия антропогенных изменений почв, ВИНИТИ, сер. «Почвоведение и агрохимия», М., 1990,130 стр.

170. Ягодин Б.А., Плешков A.C. Диагностика минерального питания растений, Методические указания, М., ТСХА, 1988, 32 стр.

171. Яшин И.М. Водорастворимые органические вещества почв таежной зоны и их экологические функции, Дисс. д-ра биол. наук, M., МСХА, 1993,491 стр.

172. Яшин И.М. Некоторые свойства соединений фульвокислотного характера дерново-подзолистых почв, М., ТСХА, 1983, стр. 43-55.

173. Яшин И.М., Шишов Л.Л., Раскатов В.А. Почвенно-экологические исследования в ландшафтах, М., МСХА, 2000, 560 стр.

174. Ярков С.П. Образование подзолистых почв, Доклад для 5 Между-нар. конгресса почвоведов, Изд. АН СССР, М., 1954.

175. Amin M. J.Biol. Sei. Res., 1989, 20, #1, p. 65-77.

176. Aringhieri R., PardiniG., Can. J. Soil Sei., 1985, 65,#1< p. 677-686.

177. Bache B.W. Plant, Cell ana Environ., 1984, 7, #6< p. 391-395.

178. Bache B.W. The measurements of cation exchange capacity of soils, J. Food and Agr., 1976, 27, p. 273-280.

179. Baham J. J. Environ. Qual., 1986,15, #3, p, 239-244.

180. Bergseth H. Acta Agr. Scand., 1978, 28, #1, p. 101-103.

181. Bergseth H. Selektivität von illt, vermicullit und smectit gegenubee Cu2+, Pb2+, Zn2+, Cd2+ und Mn2+, Acta Agr. Scand., 1980, Bd. 30, #4, p. 460-462.

182. Badura L. Pr. Nauk USI, Katowicach, Acta Biol., 1984,15, p. 63-73.

183. Bewley R.J.F., Parkinson D. "Pedología", 1986, 29, #2, p. 73-84.

184. Binkley D., Valentine D., Wells C., ute Valentine "Biogeochemistry", 1989, 8, #1, p. 39-54.

185. Bonneau M„ Dambrine E., Nys C„ Rangel J. "Bull. Ecol.", 1987, 18, #3, p. 127-136.

186. Bowen H. Environmental chemistry of the elements, London, 1979.

187. Brummer G. "Geoderma". 1983, 31, #4, p. 337-354.

188. Brummer G. "Geoderma", 1974, 12, #3, p. 207-222.

189. Federer C.A., Hornbeck J.W. "Water, Air and Soil Pollut", 1985, 26, #2, p. 163-173.

190. Frank U„ Gebhardt H. Trans. 14 Int. Congr. Soil Sei., Kyoto, 1990, v. 7, com. 7, p. 60-65.

191. Gupta V.K., Singh S. Molybdenum-iron relationship in soil under flooded conditions, Haryana Agr. Unit., J. Res., 1981, 11, #2, p. 259-261.

192. Gupta U.C. Effect of manganese and soil pH on the iron content of crops grown on podzol soils, J. Plant Nutr., 1982, 5, #10, p. 1229-1239.

193. HartinkainenH. "J. Agr. Sei. Finí", 1986, 58,#2,p. 36-43.

194. Hem T.D. Inorganic chemistry of lead in the environment, in "Geological survey professional paper", 1976, v. 957, p. 25-30.

195. Hartikainen H. Z. Pflanzenernahr und Bodenk, 1985, 148, #5, p. 519526.

196. Harrison J.B., Berkheiser V.E. Anion interactions with freshly prepared hydrous iron oxides, Clays and clay miner., 1982, 30, #2, p. 97-102.

197. Hati N., Fisher T.R., Upchurch W.J. Liming of acid soil, II Effect on plant available manganese and iron, J. Indian Soc. Soil Sei., 1979, 27, #4, p. 394398.

198. Havlin J.L., Soltanpour P.N. Greenhouse and field evaluation of the NH4HCO3-DTPA soil test for Fe, J. Plant Nutr., 1982, 5, #4, p. 769-783.

199. Horn D. Et al. Cation exchange capacity measurements, Communic. In Soil Sei. Plant Anal., 1982,13,10, p. 851-862.

200. Ibrahim M.E., Daif M.A., El-Baisari E., Holah Sh.Sh. Soil amendments to correct iron availability in Egyptian soils, Plant and Soil, 1979, 52, #2, p. 185194.

201. Ulner K. Zur Bodenentwicklung in Niedermooren, Arch. Acker und Planzenbau undBodenk, 1984,28, #10, p. 585-590.

202. James R. Copper in soil and plant, Proc. Golden Jubilee Int. Symp., Sydney, 1981, p. 47-68.

203. Kalbasi M„ Raez C.J. "Can. J. Soil Sei.", 1978, 58, #1, p. 61-68.

204. Kalra Y.P. Soil and plant analyses for agricultural and environmental researches, Canada, Symp. "Management of land and water resources for sustainable agriculture and environment, New Delhi, 1994, p. 202-225.

205. Kitagushi K. Eds. Heavy metal pollution in soil of Japan, Japan Sei. Soc. Press., Tokyo, 1981, 302 p.

206. Kaupenjohann M., Hantshel R. Z. Pflanzenernahr. Und Bodenk, 1987, 150, #3, p. 156-160.

207. Lavina E.R., Ciolkosz E. "Soil Sei. Soc. Amer. J.", 1988, 52, #1, p. 209-215.

208. Li G. J. Changchun Univ. Earth Sei., v. 18, #1, p. 63-73.

209. Lindsay W.L. Chemical Equilibrium in soils, J. Wiley NY, 1979.

210. Mayer R. Adsorptioneisothermen als Regelgrossen beim Transport von Schwermetal len in Boden, Z. Pflansenernahr, Und Bodenk, 1978, Bd 141, #1, p. 11-28.

211. Mantylahti V., Niskanen R. "Acta agr. Scand.", 1986. 36, #3, p. 339346.

212. Misopolinos N.D. J. Soil Sei., 1984, 35, #1, p. 93-98.

213. Nilsson J., Greenfield P. Critical loads for sulfur and nitrogen, Report from a workshop helt at skockloster Sweden, 1988, p. 107-138.

214. Norvell W.A. "Plant nutr.", 1982, v. 5, #11, p. 1285-1295.

215. Pagel H., Horst M. Pflanzennahrstoffe in tropichen Boden ihre Bestimmung und Bewertung, Berlin, 1982, 272 p.

216. Ronse A., De Tennmerman L., Guns M., De Borger R. "Soil Sei.", 1988,146, #6, p. 453-460.

217. Root Demographics and Their Efficiencies in Sustainable Agriculture, Grasslands and Forest Ecosystems, editor James E., Box Jr, Klumer academic publications, Dordrecht, Boston, London, 1998, Development in plant and soil sciences, v. 82, 793 p.

218. Santilan-Medrano J. Soil Sei. Soc. Amer. Prog., 1975, 39, p. 850-856.

219. Schaller G. Z. Pflanzenernahr. Und Bodenk, 1985,148, #3, p. 349-355.

220. Schaller G. "Plant and Soil", 1987, 97, #3, p. 439-444.

221. Schnitzer M. Soil organic matter, Elsevier, Amsterdam, 1978, 319 p.

222. Singh R.P. Indian Agr. Chem., 1986, 19, #2, p. 129-133.

223. Singh K. J. Indian Soc. Soil Sei., 1984, 32, #2, p. 368-370.

224. Stahlberg S. Acta Agr. Scand., 1984, 34, #1, p. 71-83.

225. Strzelec A. Rocz. Glebozn, 1982, 33, #1-2, p. 61-72.

226. Takamatsu T. Soil Sei., 1978, 125, #6, p. 377-387.

227. Ulrich B. Soil activity and its relation to acid deposition, Effect of accumulation of air pollution in forests ecosystem, 1983, p. 127-146.

228. Ulrich B. Z. Pflanzenernahr. und Bodenk, 1986, 149, #6, p. 702-717.

229. Wakatsuki T. Soil Sei. and Plant Nutr., 1975, 21, #4, p. 351-360.

230. Wakatsuki I. Soil Sei. and Plant Nutr., 1974, 20, #4, p. 353-362.

231. YadavD.C. Austral. J. Soils Res., 1986,24, #4, p. 527-532.

232. Youssef R.A., Chino M. "Soil Sei. and Plant Nutr.", 1989, 35, #3, p 461-468.