Статья посвящена исследованию постпирогенных изменений химического состава каштановых почв агролесомелиоративных насаждений Волгоградской области. Результаты исследования показали значительные изменения содержания общего и минерального азота, гумуса, подвижного фосфора и калия в результате воздействия пожара, что влияет на экосистемные процессы и плодородие почвы. Потери органического вещества при пожарах связаны с термическим разложением гумуса. Содержание общего и минерального азота на участках, подвергшихся воздействию пожара, было ниже по сравнению с контрольными участками. Снижение содержания всех форм азота в почве после пожара может привести к его дефициту для растений, что ограничивает их рост и продуктивность на начальных стадиях восстановления. Полученные данные могут быть полезны для разработки рекомендаций по восстановлению и улучшению почвенных ресурсов в условиях агролесомелиорации.
В статье изучены физические свойства почв под искусственными лесонасаждениями (сосна обыкновенная) эколого-климатической станции «Камышин» Волгоградской области. Объектами исследования стали почвы участков, расположенных в межкроновом и подкроновом пространстве. Почвы представлены двучленным профилем с погребенной тёмно-каштановой почвой. Наличие погребенного профиля определяет распределение основных физических свойств с глубиной. Увеличение величин изученных свойств приурочено к началу погребенного профиля более тяжёлого гранулометрического состава. В целом почвы характеризуются высокой уплотнённостью (более 1,6 г/см3) и низкой влажностью (менее 9 % по профилю до глубины 60 см). Почвы межкронового пространства имеют более высокую плотность и влажность в силу утяжеления гранулометрического состава и отсутствия сформированного гумусового горизонта. Среди гранулометрических фракций преобладает доля физического песка (до 80 %), доля илистых фракций незначительна (до 8 %). Сравнительный анализ показал, что почвы в межкроновом пространстве менее подвержены процессам дефляции и опесчанивания.
Устойчивость любой агроэкосистемы во многом определяется не только особенностью почвенного компонента, его формированием и эволюцией, но и способом ведения сельскохозяйственного производства, внедрением биологических методов и способов повышения продуктивности сельхозпроизводства и сохранения стабильности почвенного компонента. В статье рассматривается модель внедрения бинарных посевов с использованием многолетней бобовой культуры - галеги восточной (козлятника восточного) - качестве сопутствующей культуры при возделывании подсолнечника. Выявлено достоверное повышение почвенного плодородия за счет стабилизации гумусного состояния чернозема типичного, а также увеличения доли щелочногидролизуемого азота в бинарных посевах с многолетней бобовой культурой по сравнению с монокультурой подсолнечника. При использовании бинарных посевов отмечается сохранение почвенной влаги за счет сокращения физического испарения с почвенной поверхности. В результате происходит увеличение продуктивности агроэкосистемы вследствие роста урожайности основной культуры, а также получения питательной травосмеси после раннего сенокошения многолетней бобовой культуры - козлятника восточного.
Цель: изучение воздействия различных мелиорантов и их сочетаний, а также промывки на свойства почв рисовых чеков в лабораторных условиях для установления возможности дальнейшего их использования. Материалы и методы. В ходе данной научно-исследовательской работы было проведено почвенно-мелиоративное обследование земель рисовых чеков в Ростовской области. Анализы почвенных образцов выполнялись в эколого-аналитической лаборатории по общепринятым методикам. Для ла-бораторного опыта взяты почвы с различным химизмом, степенью засоления и степе-нью солонцеватости, разным содержанием гипса. Основываясь на результатах обследования почвенных образцов, в качестве мелиорантов использовали фосфогипс, электро-лит травления стали и их сочетания. Результаты. Промывки без мелиорантов способ-ствовали уменьшению общего содержания солей. На слабозасоленной почве хлоридно-сульфатного химизма их количество сократилось на 54 %, а на среднезасоленных почвах сульфатного засоления всего на 5 %. Мелиоранты, особенно фосфогипс, в незасоленных почвах увеличивали их количество в 5 раз, а в слабозасоленных – в 2,7 раза за счет накопления сульфатов кальция. В среднезасоленных гипсоносных почвах их накопление не наблюдалось. Электролит травления стали снизил их количество, по сравнению с контролем, на 18 %. Почвенный поглощающий комплекс незасоленных и слабо-засоленных почв оптимизировался, а в гипсоносных почвах практически не изменился. Выводы. Лабораторные опыты показали, что почвы хлоридно-сульфатного засоления, обладающие магниевой солонцеватостью и недонасыщенностью обменным кальцием в почвенном поглощающем комплексе, можно улучшить, используя в качестве мелиоранта фосфогипс и электролит травления стали, как наиболее доступные для земле-пользователей. Они способствуют образованию гипса, ускоряющему процессы замены обменного магния и натрия кальцием. Мелиорация высокозагипсованных почв с со-держанием гипса более 20 % и легкорастворимых солей более 1,0 % традиционными методами малоуспешна.
Цель: оценка удобрительной ценности осадков сточных вод (ОСВ). Материалы и методы. В качестве материала для исследований использовались ОСВ муниципальных очистных сооружений г. Новочеркасска с трехлетним сроком пребывания на иловой карте. Исследования проводились в рамках вегетационного опыта на почвах, отобранных с сельскохозяйственных угодий Аксайского района Ростовской области. По данным анализов, почвы являются недеградированными, незасоленными с низким со-держанием гумуса и средним содержанием питательных веществ. В гранулометрическом составе почв преобладают крупнопылеватые фракции. ОСВ, напротив, характеризуется высоким содержанием органического вещества и питательных элементов, в гранулометрическом составе преобладают песчаные фракции. В качестве тест-растений использовали редис и кресс-салат как наиболее чувствительные к присутствию загрязнений. Оценку биопродуктивности почв проводили по показателям всхожести семян, общей биомассы и средней биомассы на одно растение. Результаты и обсуждения. Отмечена наилучшая всхожесть семян растений в вариантах с добавлением к почвам ОСВ в сравнении как с контролем, так и с вариантом использования удобрений в аналогичных дозах по дей-ствующему веществу. Под влиянием ОСВ отмечены изменения в качественном составе почв: увеличилось количество нитратов, фосфатов, ионов кальция и сульфатов, вырос-ло содержание органического вещества. Выводы. Установлено положительное влияние ОСВ на растения: урожай редиса на фоне применения ОСВ вырос на 55 %, а на фоне применения азофоски – всего на 10 %; урожай кресс-салата вырос на 29 % на фоне применения ОСВ и на 2 % – на фоне применения азофоски. В вариантах с внесением ОСВ наблюдается повышение содержания органического вещества в среднем на 30 %. В образцах почвы с ОСВ отмечен рост по сравнению с контролем содержания азота на 30–59 %, фосфора – на 67–78 %, а при внесении азофоски в сравнении с контрольными образцами количество азота повысилось на 5–23 %, а фосфора в среднем на 50 %.
Работы по мелиоративной оценке земель бассейна Саны проводились на основе контракта, заключенного Министерством мелиорации и водного хозяйства со стороны СССР и Министерством сельского хозяйства и рыбных ресурсов со стороны ЙАР.
Мелиоративная оценка земельного фонда бассейна Саны дана на основе обеспеченности почв влагой, как ведущего фактора, влияющего на формирование урожая в условиях специфического, сильно засушливого климата и требующего определенного комплекса мелиоративных мероприятий. На основе имеющихся материалов научных исследований прошлых лет и проведенных обследований и изысканий, в процессе которых изучены свойства почв, наличие и виды растительности, влаго- и теплообеспеченность продуктивных земель и виды хозяйственной деятельности человека, выделены почвенно-мелиоративные группы и подгруппы земель. Для каждой почвенно-мелиоративной группы и под- группы земель предложены мероприятия по улучшению и охране почв, включающие агротехнические мелиорации, химические мелиорации (внесение удобрений, промывку солончаков, гипсование солонцов), противоэрозионную организацию территории, методы орошения сельскохозяйственных угодий и улучшения естественных пастбищ.
Приведенные материалы могут представлять значительный интерес при производстве сельскохозяйственных культур в зонах террассированного земледелия на территории Дагестана, Осетии и др.
Предмет исследования: математическая модель потребления метана в почвах.
Цель исследования: разработать алгоритм численного решения обратной задачи идентификации скорости потребления метана в почвах.
Методы и объекты исследования: в данной работе рассматривается вопрос о восстановлении скорости потребления метана в почвах по данным замерам его концентрации в наборе точек. Математическая модель – обыкновенное дифференциальное уравнение второго порядка, а искомый коэффициент – младший коэффициент в уравнении. Данное уравнение основано на модели MeMo v1.0. Стоит отметить, что поставленная обратная задача ранее теоретически не исследовалась, а предложенные методы ее решения использовали достаточно большие наборы данных, в отличие от настоящей работы.
Основные результаты исследования: был получен алгоритм численного решения задачи, основанный на методе наискорейшего спуска, который показал достаточно хорошую сходимость для набора искусственных данных. Ошибка восстановления скорости потребления метана по глубине не превышает 19 %, а в среднем составляет 16 %. Ошибка восстановления концентрации метана по глубине для двукратного количества точек относительно измеренных составляет 2,3 %.
Представлен обзор исследований, проведенных в лаборатории биогеоценологии (БГЦ) ИПА СО РАН, по проблемам, связанным с теоретическими и прикладными аспектами эколого-эволюционного направления в учении о гумусе почв. Приводится анализ новых подходов, методов, приемов, использованных при изучении системы гумусовых веществ почв. Дается обзор теоретических и прикладных положений в рамках нового эколого-эволюционного направления в учении о гумусе почв. В период проведения исследований гумусовой составляющей почв, разработаны основы нового, не имеющего аналогов направления в учении о гумусе почв – эколого-эволюционного, в рамках которого выявлены основные закономерности процесса гумусообразования в меняющейся естественным и антропогенным путем природной обстановке.
Рабочая база данных по эколого-гумусовым связям, содержащая информацию о составе, структурных особенностях и свойствах более, чем десяти тысяч гуминовых кислот почв разного возраста и территориальной локализации, вместе с подробными сведениями об экологических условиях их формирования способствовала подбору рядов почв, отличающихся только по одному из факторов или их характеристик, и использованию монофакторного анализа для установления особенностей влияния каждого из них. Обобщение имеющихся данных позволило привести веские доказательства реальности существования гуминовых кислот, их пространственно-временной специфичности, а также высокой индикаторной значимости для классификации и диагностики состояния природной среды, реконструкции палеоприродной обстановки. Разработанный для этих целей, теоретически и экспериментально обоснованный педогумусовый метод дал возможность проведения многочисленных оценок состояния и изменения природной среды в условиях Антарктики (на примере почв оазиса Ширмахера) и разных регионов Евразии, а также осуществления палеоприродных реконструкций для разных отрезков плиоцен-голоценового периода на отдельных территориях.
Эколого-эволюционное направление в учении о гумусе почв способствует более рациональному и экономичному планированию теоретических и прикладных исследований почв, экосистем и биосферы в целом. В этой связи, предстоящие работы сотрудников лаборатории БГЦ д.б.н., проф. М.И. Дергачевой, к.б.н. Н.Л. Бажиной, Е.Г. Захаровой будут направлены на расширение доказательной базы сформулированных ранее положений эколого-эволюционного направления в изучении гумуса почв, детализации используемых методических подходов, оценке значимости разных приемов изучения, сжатия и интерпретации материалов, определения пределов количественных показателей для разных параметров гуминовых кислот и гумусовых веществ в целом, которые могут выступать в качестве индикаторов изменений, происходящих в биосфере на разном уровне ее организации. Аналитические и экспериментальные исследования, направленные на дальнейшую детализацию педогумусового метода для диагностики почв, определения состояния экологических условий их формирования, реконструкции палеоприродной среды позволят расширить область применения этого метода к объектам с разной историей происхождения и условий локализации.
Цель исследования. Оценить степень гидрофобности нефтезагрязнённых почв методом водяного пятна (метод «Water Spot»).
Место и время проведения. Исследования проводили в 2024 году в лабораторных условиях с чернозёмом типичным и серой лесной почвой.
Методы. В просеянные и высушенные почвенные образцы добавляли нефть для достижения выбранного уровня концентрации (0, 0,2, 0,5, 1, 3 и 5% по массе), а также гексан и воду для уменьшения вязкости повышения влажности почвы, соответственно. После двух суток инкубации почвы в закрытом состоянии наносили раствор флуоресцеина натрия, и результат фотографировали в тёмном месте при свете ультрафиолетового светодиодного фонаря. Для определения эффективности хитозана (как природного сорбента) во второй серии экспериментов, проведённой по аналогичной первой серии схеме, наносили на образцы раствор хитозана, и инкубировали ещё двое суток для проявления действия хитозана на поверхности почвы. Результаты обрабатывали при помощи пакета программ CorelDRAW и пакета анализа в Microsoft Excel.
Основные результаты. При нефтяном загрязнении почв, как правило, отмечается нарушение водного режима. При повышении концентрации нефтепродуктов от 0,5 до 5% в почве происходит снижение впитывающей способности, которое проявляется в уменьшении площади водяного пятна на поверхности почвы. После обработки загрязнённых нефтепродуктами почвенных образцов 0,1% раствором хитозана площадь водяного пятна увеличивается на серой лесной почве в среднем на 43%, на чернозёме типичном – на 6%. При увеличении концентрации раствора хитозана в два раза площадь водяного пятна увеличивается на серой лесной почве в среднем на 48%, на чернозёме типичном – на 46%. Таким образом, раствор хитозана можно использовать в качестве сорбента при загрязнении почв нефтепродуктами.
Заключение. Метод водяного пятна (метод «Water Spot») применим, прост и может использоваться при оценке загрязнённости почв нефтепродуктами: при увеличении степени загрязнённости наблюдается уменьшение площади водяного пятна на почве.
В представленной статье обсуждается первая гибридная градостроительная модель, сформированная из разных функциональных зон на правом берегу Москвы-реки. Гибридизация показателей включала реновацию Крымской набережной и Центрального парка культуры и отдыха имени Максима Горького (парк им. М. Горького) в единую пешеходную зону. В частях новой гибридной модели наблюдалась интеграция общественно-деловых и рекреационных пространств с парковыми территориями в единый маршрут по набережной между парком им. М. Горького, пейзажным парком «Нескучный сад» с природным заказником «Воробьевы горы». А другая часть гибридной модели сформировалась от Крымской набережной с парком искусств «Музеон» к общественному пространству «Красный Октябрь» и в 2021 г. – к знаменитой ГЭС-2 после ее реконструкции. Общая протяженность маршрута в настоящее время составляет около 10 км для пешеходных и велосипедных прогулок с прекрасными видами на воду и природными территориями.
Цель. Рассмотреть свойства первой гибридной модели, их влияние на социокультурный сценарий пространства, а также экономическое, эстетическое и экологическое развитие центральной части Москвы. Однако не все свойства новой модели активно проявляются, а некоторые имеют отрицательные показатели, что снижает комплексное развитие как самой модели, так и объектов в её структуре. В то же время на современном этапе развития градостроительной практики вопросам управления урбанизацией и климатом через технологические решения с восполнением устойчивой природной составляющей в городе уделяется особое внимание. Конструктивные решения таких устойчивых проектов могут быть с успехом использованы в разных климатических зонах. В данном контексте автором поднимается вопрос о сохранении природных территорий в городе и анализируется международный опыт на тему «гибридности» свойств в моделях.
Результаты. Представлен авторский подход к проблемам изменения климата и устойчивости вновь создаваемых гибридных моделей с акцентом на группы объектов, в которых зеленые и голубые технологии (по восполнению природы и использованию дождевой воды) развивают и поддерживают формирование самих объектов в структуре гибридных моделей, а также стабилизируют структуру нового природно-инженерного каркаса города.
Выводы. Сформирована первая гибридная модель городского пространства на правом берегу Москвы-реки, обладающая рядом свойств. При интеграции большая часть из них активно проявлена в социокультурном и экономическом сценарии развития территории. В то же время экологический комфорт, безопасность и доступность новой гибридной модели полностью не раскрыты, и они связаны с транспортными решениями. На современном этапе необходима проработка инженерных и технологических решений в целях устойчивого градостроительного развития первой гибридной модели в XXI в., чтобы управлять процессами урбанизации и глобальным изменением климата.