855

Таблица 1

Морфометрия и содержание роренштейнов размером более 1,0 мм в почвах пойм малых рек г. Перми

Разрез 80. Урбо-аллювиальная серогумусовая глеевая химически слабозагрязнённая почва, пойма реки Ива

Разрез 90. Хемозём среднезагрязнённый по урбо-аллювиальной серогумусовой глеевой почве, пойма реки Егошиха

Разрез 100. Хемозём среднезагрязнённый по урбо-аллювиальной серогумусовой глеевой почве, пойма реки Данилихи

Разрез 110. Хемозём среднезагрязнённый по урбо-аллювиальной серогумусовой глеевой почве, пойма реки Верхняя Мулянка

Разрез 120. Урбо-аллювиальная серогумусовая глееватая химически малозагрязнённая почва, пойма реки Ласьва

Рисунок 4. Роренштейны почв пойм малых рек. А) горизонт АYg,ur,Х (0-22 см) хемозёма среднезагрязнённого по урбоаллювиальной серогумусовой глеевой почве (разрез 100), пойма р. Данилиха; В) слой С2g,h,Х (30-50 см) урбоаллювиальной серогумусовой глееватой химически малозагрязнённой почвы (разрез 120), пойма р. Ласьва.

51

2.2 Гранулометрический состав, общие физические свойства, почвенно-гидрологические константы

ифизико-химические свойства почв

Влабораторных условиях гранулометрический состав, физические и физико-химические свойства почв определены по общепринятым методикам [6, 24]. Обработка результатов исследований выполнена с помощью стандартных статистиче-

ских методов [93] в пакетах StatSoft STATISTICA 10.

Гранулометрический состав почв пойм. Содержание и распределение гранулометрических фракций по горизонтам влияет на физико-химические и водно-физические свойства почв, характер ОВ-процессов, определяющих подвижность и доступность химических элементов с переменной валентностью в почвенном профиле [83]. Концентрации многих химических элементов в фоновых почвах пойм обычно возрастают от грубых к более тонким фракциям [162, 172, 180]. В связи с чем рассмотрим особенности распределения фракций в профиле изучаемых почв.

Гранулометрический состав почв пойм верхних течений рек Малая Ива, Егошиха и Данилиха соответственно средне-, легко- и тяжелосуглинистый песчанисто-крупнопылеватый или крупнопылевато-песчанистый (таблица 2).

Фракции мелкого песка преобладают в почве поймы р. Егошиха – 37–49 %, а крупной пыли в почвах пойм рек Ива

иДанилиха – 34–41 %. Формирование гранулометрического состава аллювия происходит в результате переотложения в поймах механических элементов из разных источников: донных отложений, продуктов выветривания пород пермской геологической системы и четвертичных отложений, залегающих непосредственно на коренных породах, зональных почв.

52

Таблица 2

Гранулометрический состав почв пойм малых рек г. Перми

верхнее течение

Разрез 85. Серогумусовая глееватая среднесуглинистая песчано-крупнопылеватая почва, пойма реки Малая Ива

Разрез 95. Серогумусовая глееватая легкосуглинистая крупнопылевато-песчаная почва, пойма реки Егошиха

нижнее течение

Разрез 80. Серогумусовая глеевая среднесуглинистая песчано-крупнопылеватая почва, пойма реки Ива

Разрез 100. Серогумусовая глеевая среднесуглинистая крупнопылевато-песчаная почва, пойма реки Данилиха

Разрез 110. Серогумусовая глеевая среднесуглинистая крупнопылевато-песчаная почва, пойма реки Верхняя Мулянка

Разрез 120. Серогумусовая глееватая легкоглинистая крупнопылевато-илистая почва, пойма реки Ласьва

Примечание: в почвах пойм нижних течений рек содержание физической глины (<0,01 мм) приводится по данным Водяницкого, Васильева, Власова [48].

53

В нижнем течении рек гранулометрический состав почв супесчаный крупно-песчанистый в пойме р. Егошиха и среднесуглинистый песчано-крупнопылеватый и крупнопылеватопесчанистый в поймах рек Ива, Данилиха и Верхняя Мулянка.

Впочвах преобладают фракции мелкого песка – 28–49 %, и только в горизонте АYg,ur,х почвы поймы р. Ива крупная пыль – 34 %.

Почва поймы в нижнем течении р. Ласьва имеет легкоглинистый крупнопылевато-илистый состав. Содержание физической глины снижается от урбо-серогумусового горизонта до слоя аллювия С2g,h~~,Х, а ниже в слое С3g~~,х доминируют крупный и средний песок, и в слое С4g~~,х – мелкий песок.

Всоставе физической глины доля ила превышает 50 %.

Супесчаный и среднесуглинистый гранулометрический составы, преобладание частиц крупных фракций в почвах пойм нижних течений рек Ива, Егошиха, Данилиха и Верхняя Мулянка обеспечивает их относительно высокую водопроницаемость и способствует профильному гидрогенному загрязнению ТЭ. Механизмы гидрогенного загрязнения легких почв поймы реки Верхняя Одра на территории городско-сельских гмин (волостей) Кржижановице (Krzyzanowice) и Гжегожовице (Grzegorzowice) в Польше были описаны D. Ciszewski [330, 331].

Следует также отметить, что в почвах легкого гранулометрического состава происходит вынос ТЭ за пределы профиля [181]. Вместе с тем относительно высокое содержание ила в почвах способствует закреплению в их профиле ТЭ.

От гранулометрического состава почв зависят общие физические и водно-физические свойства.

54

Общие физические свойства, почвенно-гидрологиче-

ские константы. Ранее было установлено, что бессистемная рекреационная нагрузка на почвы поймы реки Москвы [221], реки Томи [101] способствует их переуплотнению. Почвы пойм малых рек г. Перми испытывают более слабую рекреационную нагрузку, так как долины рек имеют каньонообразное строение и поэтому малопригодны для прогулок.

Плотность почвы определяли методом режущих цилиндров, плотность твёрдой фазы – пикнометрическим способом [24]. Повторность трёхкратная.

Плотность урбо-серогумусовых горизонтов почв пойм нижних течений малых рек Егошиха, Данилиха и Ива относительно низкая: 1,03; 1,04; 1,06 г/см3 соответственно (таблица 3). Поверхностные горизонты почв пойм нижних течений рек Ласьва и Верхняя Мулянка менее плотные – 0,97 и 0,90 г/см3. Плотность оглееных горизонтов почв низкая – 1,03 г/см3 в почве поймы р. Верхняя Мулянка и 1,18 г/см3 в почве поймы р. Егошиха.

Плотность твёрдой фазы в гумусированных горизонтах варьирует от 2,39 в почве поймы р. Данилиха до 2,51 г/см3 в почве поймы р. Ласьва. Относительно низкие значения плотности твердой фазы указывают на включение в состав аллювия легких минеральных фракций строительного и городского мусора. В глеевых горизонтах в связи с увеличением содержания фракции крупного песка плотность твёрдой фазы несколько выше – 2,48–2,57 г/см3. В слое аллювия почвы поймы р. Ласьва плотность твёрдой фазы достигает 2,55 г/см3.

Общая пористость постепенно снижается с глубиной профиля. В поверхностных гумусовых горизонтах она варьирует от 56 до 64 %. Пористость глеевых горизонтов почв пойм остается относительно высокой – свыше 50 %.

55

Таблица 3

Общие физические свойства и гидрологические константы почв пойм нижних течений малых рек г. Перми

Максимальная гигроскопичность (МГ) в гумусовых горизонтах изменяется в интервале от 3,8 до 6,3 % и зависит от содержания ила. В глеевых горизонтах почв величина МГ несколько ниже и варьирует от 3,6 до 4,7 % в почвах пойм рек Ива и Егошиха.

Более низкая общая пористость глеевых горизонтов почв пойм малых рек г. Перми определяет минимальные по профилю значения ПВ и ППВ.

56

Физико-химические свойства аллювиальных почв есте-

ственных и агрогенных ландшафтов определяются их геоморфологическим положением и условиями накопления аллювия [60, 153]. Формирование почв пойм городов происходит в условиях отложения урбаногенного аллювия, состав и свойства которого существенно отличаются от аллювия естественных ландшафтов. Физико-химические свойства почв пойм верхних (местный фон) и нижних течений малых рек имеют отличия (таблица 4).

В поймах верхних течений рек Ива, Егошиха и Данилиха серогумусовые горизонты почв и глееватые слои аллювия характеризуются очень низким содержанием гумуса – 1,4-1,6 % и 0,9-1,2 % соответственно.

Реакция среды в солевой вытяжке из серогумусового горизонта почвы поймы верхнего течения р. Малая Ива слабокислая – pHKCl 5,2. В глееватом слое аллювия она нейтральная. Повышение значений pH в нижней части профиля почв связано с влиянием гидрокарбонатных почвенно-грунтовых вод. Такое явление наблюдала А.М. Гущина [88] в пойме р. Немда на территории Кировской области. В профилях почв пойм верхних течений рек Егошиха и Данилиха реакция среды нейтральная – pHKCl 5,9–6,8. Исследования пермского почвоведа А.И. Паутова [228] показали, что аллювиальные почвы агроландшафтов в поймах рек южной тайги центра и юга Пермского края часто имеют щелочную реакцию среды. В гидроморфных условиях пойм на формирование реакции среды почв оказывают влияние карбонаты в составе коренных пород пермской геологической системы.

Сумма обменных оснований и ёмкость катионного обмена в почвах низкие, от 5,0 до 6,9 и от 5,6 до 9,1 Ммоль(экв) / 100 г соответственно. Степень насыщенности почв основаниями варьирует от повышенной до высокой (таблица 4).

Концентрация подвижных форм фосфора в поверхностных горизонтах почв пойм варьирует от 140 мг/кг у р. Егошиха до 250 мг/кг у р. Данилиха.

57

Таблица 4

Физико-химические свойства почв пойм малых рек города Перми

верхнее течение

Разрез 85. Аллювиальная серогумусовая глееватая химически загрязнённая почва, пойма реки Малая Ива

нижнее течение

Разрез 80. Урбо-аллювиальная серогумусовая глеевая химически загрязнённая почва, пойма реки Ива

АYg,ur,х, 0-15 3,1±0,2 18,8±0,9 19,2±0,8 98±0,3 7,0±0,2 108±9,2 60±5,5

G~~,Х, 15-30 2,7±0,1 16,8±0,7 17,2±0,7 98±0,2 6,9±0,3 222±12,3 54±4,8

C1g~~,Х, 30-50 0,5±0,2 14,4±0,5 14,8±0,5 97±0,3 6,9±0,4 215±10,7 73±5,7

Разрез 90. Хемозём по урбо-аллювиальной серогумусовой глеевой почве, пойма реки Егошиха

АYg,ur,Х, 0-15 4,2±0,2 14,0±0,6 14,5±0,7 96±0,5 7,0±0,4 235±10,2 121±9,5

Разрез 120. Урбо-аллювиальная серогумусовая глееватая химически загрязнённая почва, пойма реки Ласьва

Примечание: * – среднее ± стандартная ошибка, для n = 5; для почв пойм нижних течений рек значения величин: Р2О5, К2О приводятся по данным Водяницкого, Васильева, Власова [48].

58

По шкале Т.В. Прокофьевой [249], почвы относятся к категориям много- и очень много фосфоросодержащих. Источником фосфора в верхних течениях малых рек могут быть коренные породы, свалки бытового мусора.

Содержание обменного K2O, оцененное по шкале Мачигина, в поверхностных горизонтах почв пойм очень низкое и варьирует от 18 мг/кг до 31 мг/кг соответственно в поймах рек Ива и Егошиха (таблица 4).

В почвах пойм нижних течений рек Ива, Егошиха, Дани-

лиха и Верхняя Мулянка содержание гумуса в поверхностных горизонтах выше, чем в верховьях рек, и варьирует от 3,1 до 4,5 %, а в глеевых от 2,7 до 4,8 %. В почвы пойм промыш- ленно-коммунальной зоны города органические вещества поступают в составе аварийных стоков коммунальных вод и в составе вод ливневых стоков. Содержание гумуса в поверхностных горизонтах почв поймы р. Ласьва составляет 3,7 %, а в глееватых слоях аллювия снижается до 0,5 %. В водах р. Ласьва концентрация антропогенных органических веществ меньше, чем в центре города.

Реакция среды в солевой вытяжке (pHKCl) во всех почвах пойм промышленно-коммунальной зоны центра города в основном нейтральная. Щелочной сдвиг реакции среды в городских почвах объясняется влиянием антропогенных частиц карбонатов кальция и магния (доломитовый щебень, строительный мусор), а также солей в составе антигололедных средств [26, 104, 144, 159]. Карбонаты кальция в почвах пойм, повышая значения рН, способствуют закреплению ТЭ [172, 312, 317, 337, 350].

Характерное подщелачивание аллювиальных почв было выявлено в поймах рек Левинка и Борзовка в г. Нижний Новгород [264], реки Москва в границах столичного мегаполиса [26, 246, 248], реки Иркут в г. Иркутске [145], рек Бира, Икура, Щукинка в г. Биробиджан [144], рек Берёзовая и Чёрная и ручье Гнилая Падь в г. Хабаровск [159].

59

Сумма обменных оснований в супесчаных почвах поймы р. Егошиха средняя (14,0 Ммоль(экв) / 100 г); в среднесуглинистых почвах пойм рек Ива и Верхняя Мулянка – повышенная (18,8-20,0 Ммоль(экв) / 100 г), а в пойме р. Данилиха – высокая (22,8 Ммоль(экв) / 100 г). В легкоглинистых почвах поймы р. Ласьва сумма обменных оснований очень высокая

(42,8 Ммоль(экв) / 100 г).

Ёмкость катионного обмена в супесчаных почвах поймы р. Егошиха низкая (14,5 Ммоль(экв) / 100 г); в среднесуглинистых почвах пойм малых рек Ива, Верхняя Мулянка и Данилиха – умеренно низкая (19,2-23,3 Ммоль(экв) / 100 г), а в легкоглинистых почвах поймы р. Ласьва – высокая (45,5 Ммоль(экв) / 100 г).

Степень насыщенности основаниями у почв пойм рек левобережной и правобережной части города высокая и варьирует от 94 до 98 %.

Количество подвижных форм фосфора в поверхностных горизонтах варьирует от среднего – 97 мг/кг, в почве поймы р. Ласьва, до высокого содержания – 235 мг/кг в почве поймы р. Егошиха. По шкале, предложенной Т.В. Прокофьевой [249], почвы пойм относятся к категориям средне- и очень много фосфоросодержащие. Источником фосфора в почвах пойм являются промышленно-коммунальные воды, загрязнённые речные воды [89, 223, 224, 225, 226, 271, 274, 291].

Содержание обменного калия (по Мачигину) в урбо-се- рогумусовых горизонтах колеблется от низкого (60 мг/кг), в почве поймы р. Ива, до среднего уровня (121 мг/кг), в почве поймы р. Егошиха.

Значительное накопление подвижных форм фосфора и калия также отмечали М.Ю. Карпухин [132] в почвах поймы реки Миасс в г. Челябинск, а также О.А. Варава [26], Т.В. Прокофьева [246, 248] в пойме реки Москва.

60