АНТРОП
ГЕНЕЗИС
ГЕОГРАФИЯ
РЕКУАЬТИВАЦИ
а
щ
HbJE
доршши
1
^w
МОСКВА

М.И. Герасимова, М.Н. Строганова, Н.В. Можарова,
Т.В. Прокофьева
Антропогенные почвы
(генезис, география, рекультивация)
под редакцией академика РАН Г.В. Добровольского
Рекомендовано научно-методическим советом по почвоведению
Учебно-методического объединения университетов России в качестве
учебного пособия для студентов, обучающихся по специальности и
направлению (013000 и 510700) «Почвоведение»
Москва
2003

УДК 631.4:504.53/54
ББК 40.6
Г 37
Рецензенты:
Профессор В.Д. Васильевская
(ф-т почвоведения Московского государственного университета)
Профессор Т.А. Трифонова
(зав. кафедрой экологии Владимирского государственного университета)
Издание осуществлено при финансовой поддержке
Российского фонда фундаментальных исследований
по проекту № 03-04-62019
Г 37 М.И. Герасимова, М.Н. Строганова, Н.В. Можарова, Т.В.
Прокофьева. Антропогенные почвы: генезис, география,
рекультивация. Учебное пособие. Под редакцией академика РАН Г.В.
Добровольского. Смоленск: Ойкумена, 2003. - 268 с.
Учебное пособие представляет собой научно-педагогическое издание, содержащее
важнейшие понятия науки об антропогенных почвах, их развитии и современном состоянии.
В учебном пособии изложены проблемы антропогенной трансформации почв. В нем
описываются различные воздействия человека на почвенный покров. Рассматриваются проблемы
формирования, эволюции, классификации и трансформации антропогенных почв, включая
антропогенно-измененные, используемые в лесном и сельском хозяйствах, пахотные почвы
различных регионов мира и сконструированные почвы, в частности древнеорошаемые, рисовые и
другие интенсивно используемые почвы.
Большое внимание уделено техногенно-измененным почвам, связанным с формированием и
трансформацией почв в районах горных разработок, техногенным почвам в районах добычи и
транспортировки нефти и в районах газовых месторождений и газохранилищ, а также городским
почвам.
Рекомендуется студентам по специальности почвоведение, а также специалистам -
экологам, географам, лесоводам, мелиораторам и землеустроителям.
ISBN 5-93520-039-2 ББК 40.6
О М.И. Герасимова, М.Н. Строганова,
Н.В. Можарова, Т.В. Прокофьева, 2003
© Оригинал-макет: Ойкумена, 2003

ПРЕДИСЛОВИЕ
Трудно переоценить вклад промышленной, сельскохозяйственной
и интеллектуальной деятельности людей конца последнего тысячелетия
в функционирование ландшафтов и почв. О влиянии человека на почвы,
о деградации почв, антропогенной эволюции и многих других аспектах
изменения почв и почвенного покрова написаны сотни статей и десятки
монографий. Тем не менее, на почвенных картах России и отдельных ее
регионов, во многих курсах лекций по географии почв и почвоведению
антропогенным трансформациям почв уделено чрезвычайно мало
внимания. У будущих специалистов и практиков в области экологии,
рационального природопользования, физической географии, а иногда и у
почвоведов складывается впечатление о нетронутости всех почв, их
соответствии идеальным факторам, зонам и генетическим типам. С другой
стороны, может казаться, что свои многообразные функции в наше
время выполняют те же самые почвы, что были при Василии Васильевиче
Докучаеве. Многие современные почвенные модели, системы почвенно-
(гео)химического мониторинга базируются на «классических»
исключительно природных схемах: факторы —> процессы —> свойства.
Подобные представления о почвах и их географии иногда резко
нарушались теориями окультуривания почв, идеями о специфичности аг-
рогенной эволюции, описаниями искусственных почв, а также
публикациями о катастрофических явлениях деградации почв на полях или в
результате вредных воздействий промышленных или горнодобывающих
предприятий. Справедливости ради отметим, что в некоторых учебниках
по почвоведению и географии почв антропогенным почвам все-таки
посвящались небольшие разделы.
К сожалению, в большинстве своем антропогенные изменения почв
рассматривались как какие-то особые события или факты, слабо
связанные с общей теорией почвообразования и реальной картиной
почвенного покрова. Другими словами, случаи антропогенных модификаций
свойств почв и строения почвенного покрова нередко изучались и
анализировались сами по себе, независимо от природных почв,
почвообразовательных процессов и определенных ландшафтных условий.
Изолированность генетико-географических и классификационных разработок для
природных почв от исследований почв, испытывающих воздействие
человека, еще более характерна для западных научных школ.
3

Предисловие
Авторы учебного пособия пытались восполнить этот пробел в
идеологии профессионального образования почвоведов, географов, экологов
в ходе прочтения специальных курсов лекций по
антропогенно-измененным почвам. Лекции и, соответственно, данное пособие предназначены
для студентов старших курсов, магистрантов и аспирантов, имеющих
базовое образование в области почвоведения, географии почв,
специалистов по экосистемным исследованиям, специалистов лесного и
сельского хозяйства, ландшафтных архитекторов. Пособие представляет
собой первый в России опыт систематизации сведений о разнообразных
антропогенных воздействиях на почвы и их результатах в рамках
единого концептуального подхода.
Главная задача, которую ставили перед собой авторы - рассмотреть
«мир антропогенно-измененных и антропогенных почв» как единую
систему с ее внутренними и внешними связями. Этот мир авторы
стремились охарактеризовать с точки зрения почвенных процессов, а также
взаимодействий с факторами окружающей среды, как природными, так и
антропогенными.
Внутренние связи в мире антропрогенно-измененных почв
соответствуют идее континуума, т.е. постепенности изменений свойств почв в
зависимости от характера, времени и\или интенсивности воздействий,
наложении нескольких видов воздействий. Внешние связи выражаются
в существовании генетически переходных образований от
антропогенных к условно неизмененным и чисто природным почвам, с одной
стороны, и к непочвенным образованиям, с другой.
Отдельные разделы теории антропогенного почвообразования и
классификация антропогенно-измененных почв разрабатывались
разными исследователями. В первой главе мы попытались дать обзор наиболее
известных общих концепций (немногочисленных в этой области) и
показать на их основе механизмы формирования рассматриваемых в книге
почв. В последующих главах, посвященных анализу почв, измененных
разными видами воздействий, изложение построено по принципу: «от
слабых воздействий к сичьным». Вместе с тем, почвы объединены в две
большие смысловые общности: почвы, измененные
сельскохозяйственной деятельностью человека, и техногенные, включающие
трансформированные почвы районов добычи полезных ископаемых и городов.
Отдельная глава посвящена классификации и номенклатуре
антропогенно-измененных почв, не только как рабочих инструментов при их
исследовании, но и как показателей состояния проблемы в целом. Она
содержит анализ принципов и структуры ряда предложенных в
последние годы систем группировок антропогенно-измененных почв, места
4

Предисловие
почв, измененных человеком, в мировых системах почвенных
классификаций и завершается изложением основных подходов, принятых
авторами в настоящем пособии.
В разделении антропогенно-трансформированных почв авторы
придерживаются субстантивно-генетических принципов, выражающихся в
приоритетности генезиса и строения профиля: присутствия
генетических горизонтов или слоев для диагностики и группировки почв. Если для
пахотных почв современная классификация и номенклатура
относительно полно представлены в «Классификации почв России» 1997 (или
2000) г., то для техногенных почв какая-либо единая система
практически отсутствует и авторам пособия в значительной мере приходилось ее
разрабатывать.
Для этой цели были использованы принципы вышеназванной
классификации в сочетании с «технологическим подходом», то есть учетом
типа антропогенного воздействия и степени измененности почвенного
профиля. Под типом воздействия понимается влияние на почву
сельского и лесного хозяйства, горных разработок, вызывающих механические
и химические нарушения почвенного покрова и городской среды.
Авторские разработки были дополнены ранее опубликованными схемами,
например, по городским почвам.
Как известно, учебники и учебные пособия должны отражать
определенное, устоявшееся и общепринятое мнение по своей тематике. В
нашем случае это не совсем так. Во-первых, сама тема - «антропогенные
почвы» еще не вышла из детского научного возраста даже по отношению
к своим «родителям» - генетическому почвоведению и географии почв,
которым немногим более одного века. Следовательно, не завершена еще
стадия сбора основных фактов и лишь начинается стадия их анализа,
обобщения и классификации, поэтому до определенности выводов еще
далеко. Во-вторых, авторы имеют собственный научный опыт в данной
области, и это обстоятельство вносит элемент новизны, т.е. элемент,
свойственный монографическим трудам. Тем не менее, авторы надеются, что
представленный первый*-опыт «монографического учебного пособия»
будет полезен для учебного процесса, а для специалистов послужит
стимулом дальнейших исследований.
Авторы учебного пособия являются преподавателями Московского
Государственного Университета им. М.В. Ломоносова и имеют большой
опыт педагогической работы и научных исследований. В течение многих
лет ими читаются лекционные курсы, проводятся семинары и полевые
учебные практики со студентами, осуществляется руководство дипломны-
5

Предисловие
ми, курсовыми работами, кандидатскими диссертациями. Авторами
написано немало научных статей в академических и университетских
журналах, а также несколько учебных пособий и научно-популярных статей.
Авторы учебного пособия написали следующие главы и разделы:
ГЕРАСИМОВА МАРИЯ ИННОКЕНТЬЕВНА - доктор
биологических наук, профессор, специалист в области генезиса и географии почв,
автор мелкомасштабных почвенных карт России и монографий о
природных почвах страны. Научные интересы лежат также в области
микроморфологии и классификации почв, в том числе
антропогенно-измененных. Участвовала в полевых исследованиях пахотных почв, а также
почв, трансформированных добычей нефти и угля. Переводчик и
редактор переводов фундаментальных зарубежных учебников и
монографий. Ею написаны: Глава 1. Общие представления о факторах и
процессах почвообразования с участием человека; Глава 2. Принципы
классификации антропогенно-измененных и антропогенных почв
(совместно с Т.В. Прокофьевой); Глава 3. Антропогенно-измененные почвы под
травянистыми и лесными сообществами, используемые в сельском и
лесном хозяйстве. Подглава 3.2. Почвы вырубок и лесных посадок
(совместно с М.Н. Строгановой); Глава 4. Агрогенные почвы (пахотные);
Глава 5. Агрогенные аккумулятивные почвы (сконструированные);
Подглава 7.2.3. Химически-преобразованные почвы в районах добычи
сернистых углей. Также ею осуществлена общая редакция пособия
(совместно с М.Н. Строгановой).
СТРОГАНОВА МАРИНА НИКОЛАЕВНА - доктор биологических
наук, профессор, автор работ в области географии и картографии почв,
структуры почвенного покрова естественных и антропогенных
ландшафтов. Изучала почвы и почвенный покров центра европейской части
России, Западной и Восточной Сибири, Дагестана и Дальнего Востока,
последние годы исследует роль и значение городских почв для экологии и
оздоровления городов. Ею написаны: Подглава 1.2. Распространение
антропогенно-измененных почв; Глава 6. Техногенные почвы: общая
характеристика (совместно с М.И. Герасимовой и Н.В. Можаровой); Глава
10. Городские почвы (совместно с ТВ. Прокофьевой); Приложение
(совместно с Т.В. Прокофьевой). Также ею проведена общая редакция
Пособия (совместно с М.И. Герасимовой).
МОЖАРОВА НАДЕЖДА ВАСИЛЬЕВНА - кандидат
биологических наук, старший научный сотрудник, специалист в области географии,
6

Предисловие
картографии и структуры почвенного покрова естественных и
антропогенных ландшафтов. Изучала почвенный покров Дагестана,
Чечено-Ингушетии, Северной Осетии, Ставропольского края, Монголии, центра
Европейской части России, последние годы исследует почвы и их
экологические функции на газоносных территориях. Участвует в работе по
экологической оценке и экспертизе влияния промышленных предприятий
на окружающую среду (ОВОС). Ею написаны: Глава 7. Техногенные
почвы в районах горных разработок (совместно с М.И. Герасимовой);
Глава 8. Почвы в районах добычи и транспортировки нефти (совместно с
М.И. Герасимовой); Глава 9. Почвы газоносных территорий.
ПРОКОФЬЕВА ТАТЬЯНА ВАДИМОВНА - кандидат
биологических наук, доцент, специалист в области почв городских территорий -
изучает современные и исторические аспекты городского
почвообразования, микроморфологию культурных слоев и аутигенного минера-
лообразования в них, почвы, запечатанные под дорожными
покрытиями, почвы древних поселений. Ею написаны (в соавторстве) - Главы 2,
10 и Приложение, а также выполнена компьютерная графика рисунков
в Главах 1-6 и 10.
Авторы выражают искреннюю благодарность за поддержку
инициативы написания этой книги и ценные рекомендации академику РАН
Г.В. Добровольскому. Мы глубоко признательны рецензентам -
профессорам В.Д. Васильевской и ТА. Трифоновой, за их доброжелательный
критический анализ учебного пособия и советы по его улучшению.
В процессе подготовки книги мы получили ценные замечания от
коллег-почвоведов, специалистов в области географии почв, в частности
антропогенных - профессоров В.Д. Тонконогова, В.О. Таргульяна и
И.С. Урусевской. Мы благодарны им за советы и обсуждение научных
вопросов, касающихся весьма дискуссионных проблем классификации
и генезиса антропогенных почв.
Авторы выражают признательность студенту каф. географии почв
ф-та почвоведения МГУ им. Ломоносова А.П. Кулиничу за помощь в
компьютерной обработке рисунков в главах 7-9.

ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ
О ФАКТОРАХ И ПРОЦЕССАХ
ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ
С УЧАСТИЕМ ЧЕЛОВЕКА
1.1. Мир почв, измененных деятельностью человека:
индивидуальность почвенных тел и континуальность
почвообразования
Почвы, измененные человеком или сформировавшиеся под его
воздействием как случайно, так и целенаправленно, занимающие огромные
пространства черноземных равнин или крошечные участки в городах и
поселках, улучшенные по сравнению с природными и полезные
человеку, или, напротив, техногенно загрязненные, опасные для его здоровья,
образуют разнообразный и сложный мир особых почв (рис. 1.1). Почти
все почвы Земли в большей или меньшей степени подвержены
антропогенным воздействиям: от минимальных, связанных с изменениями в
соотношении парниковых газов в атмосфере {условно природные почвы),
до почти полного уничтожения при добыче полезных ископаемых или на
строительных объектах. К немногим исключениям, т.е. почвам, не
испытавшим на себе явного прямого или косвенного антропогенного
влияния, относятся почвы заповедников, где строго соблюдается комплекс
природоохранных мер. В качестве примеров природных «абсолютно чистых»,
или собственно природных почв нередко приводятся почвы
африканских дождевых лесов, охраняемых религиозными культовыми правилами
и потому недоступные даже тем малочисленным племенам, которые
населяют эти леса.
без видимых антропогенных
трансформаций
естественно-исторические^
(природные)
Рис. 1.1. Приблизительное соотношение площадей, занятых почвами, в
разной степени измененными человеком
8
антропогенные
3%
антропогенно-измененные

/./. Мир почв, измененных деятельностью человека
Почти во все современные почвы поступают твердые и жидкие
загрязнители из атмосферы, на многих почвах изменяется растительность
под влиянием выпаса, пожаров, рубки леса, военных действий, не говоря
о распашке и гидротехнической мелиорации. Хозяйственная деятельность
человека, особенно добыча полезных ископаемых и градостроительство,
влияет на уровень грунтовых вод, экзогенные процессы,
гидрографическую сеть, микроклимат и другие компоненты ландшафта.
Почвы, в которых результаты деятельности человека выявляются
морфологически и/или аналитически в отдельных свойствах почв или
их сочетаниях, вплоть до формирования нового горизонта,
называются антропогенно-измененными (трансформированными,
модифицированными).
Термин «антропогенные почвы» и его зарубежный аналог
«Антресоли» предусмотрен для почв, испытавших сильные воздействия,
которые привели к формированию нового генетического профиля.
Примером антропогенных почв - Антросолей, являются искусственные почвы.
Термин антропогенно-преобразованные почвы кажется менее
удачным, поскольку в нем есть оттенок целенаправленности трансформации,
т.е. преобразования, переделки, что на самом деле справедливо далеко
не для всех почв.
♦ ♦ ♦
Первое беглое знакомство с антропогенно-измененными и
антропогенными почвами демонстрирует их многообразие. Последующее
более детальное рассмотрение морфологических признаков и химических
показателей, дополненное характеристиками антропогенных факторов,
является основой систематизации почв и выявления механизмов и
процессов формирования почв и их отдельных свойств.
По морфологическим признакам, прежде всего по набору
генетических горизонтов, можно выделить несколько крупных групп почв,
измененных или созданных человеком. На рис. 1.2 приведен генетический
ряд - континуум природных и антропогенных почв.
Почвы с морфологически не измененными профилями, но
новыми химическими свойствами. Отсутствие видимых
морфологических изменений отмечается при многих видах химического или
радиационного загрязнения, следовательно, при полевом изучении почву
практически невозможно отличить от естественной, поскольку ее профиль
полностью сохраняется. Поступление токсичных соединений в почву
проявляется в изменении биологического разнообразия и
биологической активности почвы, трансформации органических остатков и эле-
9

/. Общие представления о факторах и процессах почвообразования с участием человека
Естествен- Слабо изме- Измененные Антропогенные
ные почвы ненные почвы почвы почвы
1
г
А
В
С
Природная
/
А
В
С
J
С химиче
ким загря
нением
\
Я Atr
7
в
с
у
S]
в
с
/
(А)
CI 1
» <
' Ск '
! /
)
>
\,
ГЩ
сЧ
Почвы
г- С переме- С новым С новой На новой
з- шанным горизон- системой породе
горизонтом том горизонтов
Рис. 1.2. Генетический ряд почв с разной степенью антропогенных
трансформаций
ментов биологического круговорота. Обычно подобные изменения не
фиксируются в профиле почвы при относительно недавнем или слабом
загрязнении, либо не выходят за рамки естественного варьирования
свойств горизонтов.
Почвы с измененными и/или перемешанными верхними
горизонтами. Почвы сенокосов и пастбищ, городских парков и лесов, а
также почвы вблизи промышленных объектов часто испытывают влияние
деятельности человека только в пределах верхнего горизонта.
Под сенокосами и пастбищами в почвах меняются процессы гуму-
сонакопления и характер гумусового профиля. В городских парках
верхние горизонты почв отличаются повышенным уплотнением за счет
рекреационной нагрузки. В местах добычи полезных ископаемых имеют
место механические нарушения верхних горизонтов или поступление в
10

/./. Мир почв, измененных деятельностью человека
них чужеродных субстратов (нефть, угольные частицы, обломки
добываемых плотных пород, намываемые пески и пр.)
В недавно распаханных почвах, в почвах с мощными аккмулятивно-
гумусовыми горизонтами или при малоинтенсивном земледелии пахотный
слой по свойствам близок к естественному верхнему горизонту. Он
подвергается перемешиванию, периодически получает небольшие дозы
удобрений и обнаруживает сходство с аккумулятивно-гумусовым горизонтом
природных почв под травянистыми растительными сообществами.
Сходство проявляется также в том, что перемешивание верхних горизонтов
происходит и в естественных почвах: в лесных почвах оно обычно вызвано
ветровалами, в лесостепных и степных - роющими животными. Тем не менее,
различия между результатами перемешивания в естественных условиях и
под воздействием человека, как правило, достаточно очевидны и позволяют
отделить мало измененные пахотой горизонты от природных.
Почвы с новыми горизонтами, как природоподобными, так и
искусственными, встроенными в остатки исходного профиля. В
условиях интенсивного земледелия (с внесением большого количества
удобрений и частыми обработками), например на огородах, верхний
почвенный горизонт постепенно приобретает ряд новых свойств. Конечной
целью интенсивной высокозатратной системы земледелия является
придание пахотному горизонту черт плодородного темного гумусового
горизонта, свойственного, как минимум, дерновым почвам, а в идеале -
черноземным. В результате профиль сильно окультуренных или культурных
почв состоит из нового горизонта, с существенно иными свойствами в
таежно-лесной зоне и с заметными отличиями от исходных в степной.
Под новым горизонтом залегают срединные или нижние горизонты
первоначальной природной почвы.
Для быстрейшего достижения эффективного плодородия горизонта
или для выращивания особых культур, например цветов, поверхность
почвы перекрывается специально приготовленным субстратом (торфо-
компостной смесью, плодородным слоем «почвы-донора»), т.е.
образуется, точнее, создается почва с искусственным верхним горизонтом.
Постепенно он смешивается с материалом исходного горизонта, а если на
этом поле меняется тип ведения хозяйства или оно забрасывается,
начинают проявляться черты исходного почвообразования. В результате
профиль состоит из нового сильно трансформированного природного
(пахотного) или искусственного верхнего горизонта и слабо измененных
срединных и нижних горизонтов природной почвы.
Почвы этих трех групп представляют собой наиболее
распространенные варианты антропогенно-измененных почв.
11

/. Общие представления о факторах и процессах почвообразования с участием человека
Совершенно новые антропогенные почвы могут быть
сформированы различными способами, при которых трансформации охватывают
весь почвенный профиль.
Почвы со вновь созданными профилями -
трансформированной системой горизонтов - образуются путем постепенного
наращивания обрабатываемой толщи. В этом случае процесс преобразования
почвенными процессами привносимого субстрата протекает
одновременно с его поступлением. Так происходит с наилками, оседающими на
полях, длительное время орошаемых мутными речными водами великих
рек (Нил, Хуанхэ, Сыр-Дарья, Евфрат), или со стойловым навозом в
смеси с песком и/или соломой, создающим почвы «плагген» (Нидерланды,
Северная Германия). Важным условием развития подобных
антропогенных почв является длительность процесса - требуется несколько
столетий для образования полноразвитой почвы. Возможна некоторая
аналогия с естественным синлитогенным почвообразованием -
формированием аллювиальных или пепловых почв в отношении механизмов и
скорости развития профиля, однако и то и другое в антропогенных почвах
находится под постоянным контролем человека.
Сконструированные почвы - с заново созданными профилями
развиваются на новой материнской породе, как однородной, так и
сложенной из разнородных слоев, путем добавления субстрата, в том числе
обогащенного органическим веществом.
Материнской породой для будущей почвы могут быть отвалы
горнодобывающей промышленности, «отсыпки грунта» в городах при
выравнивании поверхности, курганные насыпи, донные отложения при
прочистке заиленных водоемов и пр. В городах они обычно
перекрываются тонким слоем торфа или другого органического материала. Если с
момента появления на дневной поверхности насыпного субстрата
прошло достаточно времени, на нем может сформироваться новая почва.
Если не учитывать происхождения субстрата и местоположения новой
почвы, ее нельзя отличить от природной неполнопрофильной
(молодой) почвы.
Целенаправленное конструирование почвы из разных субстратов
представляет собой один из приемов рекультивации отвалов вскрышных
пород при добыче полезных ископаемых. Создается последовательная
система слоев разного состава, которые должны функционировать как
естественная почва, причем верхний слой должен быть плодородным, а
условия увлажнения благоприятными. Сходные принципы заложены в
конструкции грунта футбольных полей, площадок для гольфа,
теннисных кортов (рис. 1.3).
12

/./. Мир почв, измененных деятельностью человека
Изменения в строении
профилей
антропогенно-модифицированных почв были
рассмотрены в первом
приближении, без
классификации воздействий и
соответствующих названий почв.
Если обратиться к разным
видам деятельности
человека, то его воздействия на по-
Рис. 1.3. Схема строения профиля грун- ЧВУ можно сгруппировать
та футбольного поля следующим образом:
техногенные (связанные с
добычей и переработкой полезных ископаемых, промышленностью,
транспортом, т.е. с техникой в прямом смысле), агрогенные
(земледельческие) и урбогенные - связанные с воздействием городской среды.
Как правило, виды антропогенных воздействий сочетаются друг с
другом или сменяют друг друга во времени. Так, огороды встречаются в
городах или на нарушенных промышленным строительством землях.
Последние нередко забрасываются,и на них со временем
восстанавливается естественная растительность (условно природные «пост-урбоген-
ные» или «пост-техногенные» почвы). Изменения в землепользовании
сглаживают проявления индивидуальных воздействий. Например, в
современной лесной почве, бывшей ранее под лугом в течение 10-15 лет,
появляются черты, общие с пахотной почвой; на отсыпках песчаных
карьеров быстро поселяется растительность и формируются молодые
почвы. Во многих случаях антропогенные модификации почв сходны с
результатами протекания естественных природных процессов, либо они
сочетаются в горизонте или профиле. При слабых и средних по
интенсивности воздействиях, затрагивающих преимущественно верхние
горизонты профиля, в названии почв сохраняется природная
генетическая основа, к которой тем или иным способом добавляются
привнесенные элементы.
♦ ♦ ♦
Таким образом, свойства почв, в разной степени преобразованных
различными видами деятельности человека, изменяются постепенно.
Постепенность изменений определяется известной инерционностью,
консервативностью почвенных тел, поскольку существенный вклад в
морфологию профиля вносят признаки с большими характерными
временами.
Травяное покрытие
Корнеобитаемый слой
Песчаный слой
Гравийно-песчаный
слой
Песчано-гравийный
слой с дренами
Подстилающий грунт
13

/. Общие представления о факторах и процессах почвообразования с участием человека
Следовательно, в ряду почв от естественных через антропогенно-
измененные до антропогенных имеется много переходных
образований (рис. 1.2). Они различаются соотношениями естественных и
антропогенных элементов строения профиля и его отдельных
горизонтов.
Если отложенный субстрат не преобразован почвообразованием в
силу малого времени или ограничений для биоты (токсичность, грубый
гранулометрический состав, холодный или сухой климат),
рассматриваемый объект не может быть отнесен к почвам, и его следует
классифицировать как техногенные поверхностные образования - ТПО
(Классификация почв России, 1997; Тонконогов, 2001).
В техногенных поверхностных образованиях отсутствуют
генетические почвенные горизонты, а также признаки педогенных
структур, аккумулятивных, иллювиальных и других почвенных
процессов, за исключением очень слабого и поверхностного
фрагментарного преобразования субстрата пионерной растительностью.
Тем не менее, ТПО, будучи «непочвами» и не имея генетического
профиля, частично функционируют как почвы: на них произрастают
высшие растения, они имеют определенные термические и водные режимы.
С течением времени в ТПО начинают формироваться почвенные
признаки, развиваться генетические горизонты, и они постепенно
превращаются в почву. На этом не слишком долгом эволюционном пути бывает
трудно определить момент, когда ТПО можно считать почвой.
Следовательно, изучение антропогенно измененных почв
заставляет нас вновь обратиться к периодически возникающей в почвоведении
фундаментальной проблеме «что такое почва и каковы ее границы в
пространстве?»
♦ ♦ ♦
Почвы и ТПО в равной мере являются объектами
картографирования, представляя собой различные картографические единицы, но далеко
не всегда образуют единые закономерные пространственные системы.
Большая часть антропогенных воздействий осуществляется на
определенных, резко отграниченных территориях: полях, садах и огородах,
промышленных площадках, вырубках, функциональных зонах городов,
насыпях, месторождениях и т.д. Границы ареалов тех или иных
воздействий оказываются резкими, линейными и чаще всего не совпадают с
природными почвенными границами. Они выявляются по картам и пла-
14

1.2. Распространение антропогенно-измененных почв
нам земельных угодий, планам городов и месторождений, историческим
материалам, наиболее эффективно - дистанционными методами.
Широкое распространение антропогенно-измененных почв и ТПО
породило новую проблему при составлении почвенных карт. Границы
между объектами провести относительно просто, а наполнить их
содержанием оказывается труднее, чем при работе с «обычными»
почвенными картами, где показываются только естественные почвы, а главной
трудностью является именно проведение границ между объектами съемки,
известными и поддающимися диагностике.
Для мира антропогенно- измененных почв наиболее характерно:
• многоообразие его обитателей - почв с разнообразными
свойствами;
• постепенный генетический переход (континуальность) между
природными и антропогенными почвами;
• жесткость и линейность большинства пространственных
границ между почвенными телами и/или техногенными
поверхностными образованиями.
1.2. Распространение антропогенно-измененных почв
1.2*1. Антропогенно-измененные почвы
в земельном фонде Мира
Наиболее распространенными почвами, испытавшими влияние
человека, оказываются антропогенно-измененные почвы со слабыми
проявлениями этого влияния (рис. 1.1), занимающие более половины площади
суши. Доля собственно антропогенных почв составляет всего 2-3%.
Общая картина земельного фонда мира и размеры ареалов
антропогенно-измененных почв меняются от года к году. Согласно
опубликованным данным ФАО/ЮНЕСКО на 1995 г., площадь обрабатываемых земель
и многолетних насаждений составила около 11,3% общей площади суши,
или 1476 млн. га. Лесные земли занимают 3861 млн. га, или около 30%
(табл. 1.1).
Сельскохозяйственные земли являются на сегодня главным
источником продовольствия. Культурные экосистемы дают человечеству
более 90% потребляемой им пищевой энергии (примерно 10% из них
приходится на пастбища), вклад Мирового океана около 2%. Таким образом,
питание населения Земли зависит от 11,3% площади суши, которая
используется в сельском хозяйстве. Деятельность человека привела к сокра-
15

/. Обилие представления о факторах и процессах почвообразования с участием человека
Таблица 1.1
Структура земельного фонда мира (%)
(данные ФАО на 1995 г)*
Макрорегионы
Россия
Зарубежная Европа
Зарубежная Азия
Африка
Северная и Центральная
Америка
Южная Америка
Австралия
и Океания
||Мир в целом
Сельскохозяйственные
земли
всего
12,6
47,4
49,2
36,9
29,9
35,2
56,9
_3711
в том числе
пашни
7,6
29,9
15,2
5,9
12,6
5,7
5,9
±0А_
луга и
пастбища
5,0
14,6
32,4
30,4
16,9
28,3
50,6
jfy^
Лесные
земли
45,5
27,7
18,2
23,0
33,2
47,1
18,5
L_29,6
Прочие
земли
41,9
24,9
32,6
40,1
36,9
17,7
24,6
La^lJ
* FAO Production Yearbook. 1995- FAO. Rome, 1996.
щению продуктивных пахотопригодных земель. По данным ЮНЕП,
общая площадь деградированных и разрушенных земель, некогда
биологически продуктивных, составляет около 2 млрд. га (или 20 млн. км2), что
больше всей пахотной площади, используемой сейчас в сельском хозяйстве.
Основные потери имели место в последние 100-150 лет. Они происходят в
основном за счет застройки, эрозионных процессов, добычи полезных
ископаемых и нерудных материалов, а также общей аридизации суши.
Один из подходов к учету земельных ресурсов мира основывается
на системе почвенно-биоклиматических поясов и областей (табл. 1.2).
При оценке земельных ресурсов учитывают общую площадь наиболее
распространенных почв, современную обрабатываемую площадь и
коэффициенты земледельческого использования обрабатываемой площади
(Розов, Строганова, 1979).
Пахотный фонд мира имеет следующий состав: современное
земледелие сосредоточено на 7% тропических почв, 17% субтропических
почв, 21% суббореальных почв и 5% бореальных почв; с другой
стороны, 51% почв достаточно обеспечены влагой или переувлажнены, 25%
почв находятся в засушливых условиях и 24% почв - в пустынных и
полупустынных.
16

1.2. Распространение антропогенно-измененных почв
Таблица 1.2
Площади почвенно-биоклиматических поясов и областей мира
и коэффициент земледельческого использования - КЗИ
(Розов и Строганова, 1979), %
Почвенно-био-
климатические
пояса и области
[Тропический
Субтропический
Суббореальный
Бореальный
Полярный
| Всего
Гумидные
всего по
области
20
5
4
18
4
51
^
^
7
20
33
8*
-
5
Засушливые
всего по
области
13
6
6
-
25
^
*'
13
25
31
-
J
Аридные
всего по
области
9
9
6
-
24 _
^
&S
/
/
/
-
1_
Всего 1
по
поясу
42
20
16
18
4
100
^
*'
7
17
21
5*
</
U 1
* для таежно-лесных областей, а для мерзлотно-таежных областей <1%.
Площадь городских почв в мире повсеместно увеличивается в
связи с значительным отчуждением земель, зачастую продуктивных, под
городские застройки и промышленные объекты. В середине 1990-х гг.
43% (2,3 млрд.) населения мира проживало на урбанизированных
территориях, в то время как в 1950 г. доля городского населения составляла
зоо
250 4
200
со
g 150
I 100 -
50 4
0
-50
2010- 2020-
2015 2025
1950- 1960- 1970-
1955 1965 1975 1985 1995 2005
1980- 1990- 2000- "-^
Ш городское
(развитые
страны)
■ городское

(развивающиеся страны)
□ сельское
(развитые
страны)
Ы сельское

(развивающиеся страны)
Рис. 1.4. Ежедневный прирост населения в мире (1950-2025 гг.)
(данные Международной конференции Хабитат-Н, Стамбул, 1996)
17

/. Обилие представления о факторах и процессах почвообразования с участием человека
всего 29%. При предполагаемом росте городского населения в 2,5 раза
уровень урбанизации пересечет 50-процентную отметку к 2005 г., и
более трех пятых мирового населения будет жить в урбанизированном мире
(рис. 1.4).
Наиболее урбанизированными регионами являются Северная и
Западная Европа, где уровень городского населения превышает 80%,
Южная Европа урбанизирована на 66%, Восточная Европа и бывший СССР
- соответственно на 63% и 66%. Особенно много городских земель в
Бельгии: 28%, Великобритании - 12%, Германии- 11% площади. Среди стран
СНГ населенные пункты занимают наибольшие площади в более
сельскохозяйственно развитых странах - Украине (8,95%, в т.ч. сельские
населенные пункты - 6,30%) и Молдове (8,29%, в т.ч. сельские 7,35%),
наименьшие - в Туркменистане - 0,22%.
По данным Организации Экономического Сотрудничества и
Развития, за последние двадцать лет в мире площадь под застройкой росла в
два раза быстрее, чем население. Достоверные данные о площадях под
жилыми и промышленными застройками в мировой статистике
отсутствуют. Урбанизированные земли по оценке Исполкома ЮНЕП
составляют примерно 60 млн. га, или 0,46% от всей площади земель мира.
1.2*2* Антропогенно-измененные почвы
в земельном фонде России
В Российской Федерации, по данным на 1 января 2002 г., общая
площадь земель равна 1 709 760 700 га. Большая часть территории
страны занята землями лесного фонда - 64,5%, в которых собственно под
лесами и кустарниками находится 52,5%. На земли
сельскохозяйственных предприятий, организаций и граждан приходится 23,3%, земли
запаса составляют 6,5%, земли природоохранного назначения - 2,0%,
земли, находящиеся в ведении городских, поселковых и сельских
администраций, составляют всего 1,1%. Земли промышленного, транспортного и
иного несельскохозяйственного назначения занимают около 1%.
По данным государственного учета, все сельскохозяйственные
угодья в структуре земельного фонда страны занимают 12,9%, в т.ч.
пахотные земли составляют 7,2% всех земель (что меньше, чем средняя
мировая величина ~ 11%), кормовые угодья - 5,3% (табл. 1.3).
Пашни занимают наибольшие площади в основных
земледельческих районах (Центральном, Центрально-Черноземном, Поволжском,
Северо-Кавказском, Уральском и Западно-Сибирском). Общая площадь
сельскохозяйственных угодий сокращается по сравнению с 1990 г.,
соответственно сократилась и площадь пашни на одного жителя России. Если в
18

1.2. Распространение антропогенно-измененных почв
1965 г. этот показатель составлял 1,06 га, то в 1990 г. - 0,89 га, а в 1996 г. -
0,88 га. Средний размер пашни на одного человека в мире в 1995 г. был
всего 0,24 га.
Таблица 1.3
Структура земельного фонда России на 01,01.2002 г.,
в млн» га (числитель) и в% (знаменатель) *
Общая

площадь
1709,8
| юо
Сельскохозяйственные -
угодья
всего
221,0
J2,9
в том числе
пашня
123,9
7,2
кормовые
угодья
91,1
5,3
Леса
и


тарники
896,9
52,5

Болота
154,0
9,0
Под

стройками,

дорогами и пр.
13,3
0,8^


шенные
земли
1,1
<0,01

Прочие
земли
423,5
24,8 1
* Государственный доклад о состоянии и об охране окружающей среды РФ в 2001 г. М.:
Государственный центр экологических программ, 2002, 452 с.
Площадь земель, нарушенных добычей полезных ископаемых,
военными действиями, карьерами разного назначения по данным
государственного учета на 1 января 2002 г. составляет всего лишь 0,01%.
Наибольшие нарушения имеют место при разработке месторождений
полезных ископаемых, их переработке и геологоразведочных работах -до 54,7%
от общей площади нарушенных земель, на торфоразработках - 22,1% и в
строительстве - 12%. Значительный ущерб наносят карьеры по добыче
минерального грунта и нерудных материалов. Общая их площадь в
России достигает 200 000 га. Самые крупные ареалы нарушений, связанных
с добычей полезных ископаемых, отмечаются в Северо-Кавказском,
Западно-Сибирском, Восточно-Сибирском и Дальневосточном районах.
Торфоразработки распространены в основном в Северо-Западном,
Центральном и Волго-Вятском районах.
По данным государственного учета земель в России, под
постройками, дорогами и улицами находится 0,8% площади страны, собственно
застроенные территории (жилищная, промышленная и коммунально-
складская застройка) занимает 4,3 млн. га, или 0,025%. Доля
застроенных территорий от общей площади земель колеблется по регионам в
зависимости от их населенности и освоенности, увеличиваясь в
Центральном районе и на Северном Кавказе и уменьшаясь в Восточной Сибири и
на Дальнем Востоке. Наиболее плотно застроенная территория -
Московская область (4,4%).
2*
19

I. Общие представления о факторах и процессах почвообразования с участием человека
1.3. Виды антропогенных воздействий
Многообразие видов воздействий человека на почвы объясняет
наличие нескольких принципов их группировки, которые используются для
разных целей, как научных, так и прикладных (табл. 1.4).
Таблица 1.4
Виды антропогенных воздействий на почвы
Воздействия,
критерии выделения
Примеры
По характеру деятельности человека \\
Специализация деятельности
Соотношение с природными
процессами и явлениями
Продолжительность
I Интенсивность
Добыча полезных ископаемых,
земледелие, озеленение в городах
Природоподобные - чужеродные
Долгосрочные, временные;
одноактные, циклические, постоянные
Слабые, умеренные, сильные |
По отношению к почве
Прямые, косвенные (через изменения факторов) |
Обратимость, устойчивость
Совместимость
Ответные реакции
природного тела
Обратимые - необратимые,
устойчивые - эфемерные
Совместимые - отторгаемые
Разные антропогенно-измененные
и антропогенные почвы |
По результатам воздействий |
Качество полученного
результата
Положительные: окультуривание, 1
реплантация, санация
Отрицательные: деградация, вторичное
засоление, загрязнение |
По характеру деятельности человека воздействия различаются
количеством усилий и совершенством применяемых технологий. По
общим особенностям антропогенной деятельности выделяются следующие
виды воздействий.
Специализация деятельности человека. Простым и широко
используемым принципом группировки воздействий на почвы является
специализация деятельности, т.е. разделение по видам хозяйственной
деятельности, проводимой или проводившейся на тех или иных почвах.
Например, выделяются почвы: сельскохозяйственных угодий - лугов и паст-
20

1.3. Виды антропогенных воздействий
бищ, пашен (старопахотные, выпаханные, окультуренные), измененные
гидротехническими мелиорациями (орошаемые и осушенные), почвы
городов, почвы, нарушенные при добыче нефти. При изучении и
картографировании антропогенно-измененных почв невозможно не пользоваться
такого рода информацией, она является исходной, хотя и недостаточной.
На почвенных и многих природных картах границы между объектами
проводятся по видам использования территории, которые не обязательно
вводятся в названия картографических единиц.
Как правило, сведения о применяемых технологиях имеют важное
значение для определения особенностей трансформации почв, но
обычно носят общий характер. Например, для анализа почвенных процессов
и диагностики антропогенно-измененной почвы может быть недостаточно
указания вида воздействия - «осушение». Требуется дополнительная
информация о применяемых способах осушения по видам дренажа
(открытый - закрытый, материальный - земляной, гончарный - пластмассовый
и пр.), пространственного размещения дрен (глубина и междренные
расстояния), сопутствующих агротехнических мероприятий
(обеспечивающих поверхностный сток и приток воды к дренам), давности и
эффективности работы осушительной системы. От комбинации
перечисленных технологических элементов зависит и главный результат осушения
- новый водный режим почв, следовательно, разнообразные новые
почвы. Поэтому «технологическая» группировка видов воздействия
должна быть достаточно подробной, поскольку желаемый (равно как и
нежелательный) результат чаще всего достигается разными способами и на
разных этапах воздействия. Продолжая пример с осушением, можно
напомнить, что в одних случаях осушение близких по свойствам торфяных
почв приводит к появлению переосушенных пожароопасных торфов, в
других - к формированию плодородных аккумулятивно-гумусовых почв,
достаточно и равномерно увлажняемых.
При добыче нефти в результате разных операций почва
загрязняется сырой нефтью - специфическим органическим веществом,
содержащим разные по свойствам и мобильности фракции, и буровым
раствором, по величине минерализации относящимся к рассолам (см. главу 8).
Нетрудно представить себе, каким несопоставимым будет воздействие
этих веществ на одну и ту же почву.
Таким образом, вид хозяйственной деятельности определяет
главное направление изменения почв, что имеет значение при диагностике
почв и разработке субстантивно-генетических классификаций.
Группировка почв по видам их использования широко применяется для
решения прикладных задач, а также при картографировании.
21

/. Общие представления о факторах и процессах почвообразования с участием человека
Виды воздействий, аналогичные природным процессам и явлениям.
Многие действия человека осуществляются таким же образом, как и
природные явления. Так, подсадка деревьев после рубок близка к
естественным процессам лесовозобновления, методы кротового дренажа и крото-
вания «заимствованы» у природы.
Несмотря на естественный (природоподобный) характер ряда
сельскохозяйственных, лесохозяйственных, гидротехнических и некоторых
других мероприятий, они имеют определенную географическую
специфику. Во многих случаях, будучи аналогичными действию природных
факторов, они вызывают развитие почвенных процессов, свойственных
данной зоне и условиям рельефа, усиливая или ослабляя их. Возможны и
другие ситуации, когда природоподобные воздействия противоположны,
несопоставимы с условиями формирования исходной почвы, т.е.
создают среду, отличающуюся от «зональных» природных обстановок. Такие
виды воздействий можно определить как природоподобные, но не
соответствующие данным конкретным условиям. Ближайшим примером
может быть орошение, при котором количество атмосферных осадков,
поступающих в почву, как бы увеличивается в 1,5-2 раза. В таком случае
орошаемая почва оказывается в условиях увлажнения,
соответствующего другой природной зоне.
Продолжительность хозяйственной деятельности. Группировка
воздействий человека на почвы может основываться на оценке их
продолжительности. В зависимости от исторических и
социально-экономических условий сменялись разные виды хозяйственной деятельности
человека. Наиболее обычным случаем в условиях исходно лесных или
лесостепных ландшафтов может быть периодическая распашка лесных
участков, чередующаяся с циклами естественного или искусственного
восстановления лесов и периодами использования безлесных территорий
под луга или пастбища. Как правило, «пахотные» и «лесные» этапы
существования почвы продолжительны, т.е. измеряются десятками лет,
поскольку естественное возобновление леса происходит не менее чем за
70-100 лет. С другой стороны, усилия людей, прилагаемые к сведению
леса и подготовке земли для пашни, должны окупаться ее
использованием в течение нескольких десятилетий. При подсечно-огневой системе
сроки пашни - перелога были значительно короче, однако признаки этой
системы в почвах умеренного пояса не сохранились, тогда как для почв
тропиков подсечно-огневая система приводит к сильной, часто
необратимой трансформации почв.
Итак, сельскохозяйственная деятельность, в большей степени
земледелие и в меньшей - животноводство, оказывает долговременное воз-
22

1.3. Виды антропогенных воздействий
действие на почву. Краткосрочные и даже однократные воздействия чаще
имеют место при добыче полезных ископаемых, строительстве и
функционировании промышленных и военных объектов. Однако
промышленные объекты (заводы, фабрики, электростанции) могут быть и
источником продолжительных повторяющихся воздействий, в частности,
источником выбросов газообразных и жидких веществ.
Долговременные и краткосрочные воздействия могут быть
периодическими или непрерывными, редкими или однократными.
Интенсивность хозяйственной деятельности. Многие почвы
пережили несколько этапов хозяйствования на них, продолжительность
которых менялась во времени. В таком случае возникает вопрос об их
относительной значимости для почвы, а также выявления их суммарного
эффекта. По-видимому, в зависимости от длительности и вида
воздействий можно оценивать их «запоминание» почвой.
При одинаковых или сходных воздействиях их интенсивность
оценивается на качественном уровне, с использованием двух-трех градаций,
что может быть полезным при различных группировках почв,
сопоставлении степени их измененности, объяснений количественных различий
в свойствах почв и для решения многих прикладных задач.
Изучение истории использования почв, включая сбор информации
о продолжительности разных этапов и интенсивности воздействий,
имеет скорее теоретическое, чем прикладное значение, оно позволяет задаться
вопросами о временных категориях генезиса почв, устойчивости
признаков и свойств почв, характерных временах. Целесообразность
введения критерия «история использования почв» в классификации
антропогенно измененных и антропогенных почв широко обсуждается
почвоведами в настоящее время.
По отношению к почве воздействия разделяются на несколько
групп.
Прямые воздействия в большинстве случаев преследуют
определенную цель. Таковы все агротехнические мероприятия, начиная с
первичной распашки, механические обработки, внесение удобрений и
ядохимикатов, орошение, осушение, срезание верхних плодородных
горизонтов с их последующим складированием при обустройстве
месторождений и другие. Ярким примером прямого целенаправленного
воздействия является создание искусственных почв - плаггенов, рисовых или
сконструированных на отвалах вскрышных пород при добыче полезных
ископаемых. Прямые нецеленаправленные воздействия включают любые
резкие механические нарушения, как срезание, так и засыпки или пере-
23

/. Обилие представления о факторах и процессах почвообразования с участием человека
мешивание, внедрение в почвенные тела чуждых им соединений, в
частности загрязнителей, погребение почв продуктами эрозии.
Косвенные воздействия на почвенные тела предполагают
случайное или преднамеренное изменение факторов почвообразования,
вызвавшее, например, изменения в балансе поступления органического
вещества, водном и тепловом режиме, минерализации, составе и уровне
залегания грунтовых вод.
Группировка по «общему характеру приложения» воздействий к
почве производится в целях изучения генезиса почв, а также
используется в скрытом или явном виде во многих почвенных классификациях.
Обратимые (необратимые) и устойчивые по результатам
воздействия. Под обратимостью или, напротив, необратимостью воздействий
понимается сохранность в профиле почвы новообразованных свойств,
следовательно, способность почвенного тела вернуться в состояние,
близкое к исходному Чем быстрее и полнее оно достигается, тем менее
устойчивы результаты воздействий. Эфемерные воздействия, например,
нерегулярный выпас скота, разовое использование противогололедных солей на
автомагистралях, не оставляют следов в морфологических и химических
свойствах почв. В теоретических работах по устойчивости ландшафтов и
их компонентов этой способности придается очень большое значение, и
она определяется как «упругость», «эластичность» (англ. resilience),
«резистентность». Заметим, что обратимость изменений свойств почв
определяет возможность и длительность процесса восстановления ландшафта.
Обратимость изменений, или способность почв к
самовосстановлению, зависит от буферных свойств самой почвы и от характера
воздействия - его интенсивности, продолжительности, направленности на
определенные свойства почвы, почвообразующего потенциала природных
факторов. Преобладающая часть агрогенных воздействий носит
обратимый характер, что было убедительно показано многочисленными
исследованиями по окультуриванию почв. Техногенные же воздействия, как
правило, необратимы, или для возвращения почвы (горизонта) в
первоначальное состояние требуется очень много времени и усилий;
например, последствия Чернобыльской катастрофы могут быть предметом
исследований еще не одного поколения почвоведов.
Необратимый характер большей части техногенных вмешательств
в почвы объясняется тем, что они либо принципиально нарушают само
существование почвы (экранирование почвы асфальтом в городах,
заполнение нефтяными «интрузивами» почвенной толщи), вплоть до
уничтожения, либо наполняют почву чужеродными веществами, изменяющими
ее функционирование. Ксенобиотики (в частности, пестициды, инсекти-
24

1.3. Виды антропогенных воздействий
циды) подавляют деятельность почвенной биоты или отдельных ее групп,
что вызывает изменение трансформационных и миграционных
процессов. Поступление в почву тяжелых металлов представляет опасность для
многих живых существ, в том числе человека. Как механические, так и
химические техногенные эффекты чужды природным почвенным телам
и процессам. Обратимыми чаще бывают те воздействия, которые
осуществляются путем изменения факторов почвообразования, в отличие от
многих техногенных воздействий, обращенных непосредственно на
почвенные тела.
Устойчивость почв, как и других природных систем, понимают как
их способность противостоять воздействиям, т.е. слабо изменяться (или
совсем не изменяться), или сравнительно быстро (в масштабе жизни
человека) возвращаться в исходное состояние. Поскольку от устойчивости
почв зависят многие процессы и явления в природе, устойчивости в
концептуальном и прикладном - картографическом аспектах посвящено
много исследований почвоведов и экологов.
Совместимые или неовместимые с природными процессами.
Устойчивость почвы (горизонта) в значительной степени связана с еще одной
группой понятий в отношении видов антропогенных воздействий -
совместимостью или несовместимостью с природными процессами,
другими словами, принципиальным сходством или отличием действий
человека по сравнению с природными факторами. Как и в случае
представлений об обратимости, сельскохозяйственная деятельность человека
оценивается как принципиально сходная с проявлениями природных
процессов. Например, по отношению к почве выпас сельскохозяйственных
животных почти не отличается от влияния степных или саванных
копытных; удобрение пахотной почвы навозом или сидератами аналогично
поступлению углерода растительных остатков; внесение в лесную почву
минеральных удобрений можно сравнить с природным круговоротом
зольных элементов и азота. Вспашка на небольшую глубину или рыхление
сопоставимы с ветровалами и перемешиванием почвы роющими
животными и т.д. Даже интенсивные агрогенные воздействия (осушение,
шантажирование, капитальные промывки засоленных почв) не противоречат
естественному ходу процессов, лишь «усиливают» их. Таким образом,
многие антропогенные воздействия изменяют скорость процессов, не
меняя их существа.
Несовместимость воздействий с природными процессами чаще всего
предполагает внесение в почву веществ, не существующих в
естественной природе, либо, что бывает чаще, поступление веществ, не
свойственных данному биогеоценозу. Примером несовместимых воздействий в
25

У. Общие представления о факторах и процессах почвообразования с участием человека
первом случае может быть заливка асфальтом участков природной
почвы в городах; во втором случае примером может служить поступление в
кислые почвы северной или средней тайги солей буровых растворов или
пластовых вод при разведке нефтяных или газовых месторождений и
последующей добыче этих полезных ископаемых.
Характер ответных реакций почв. Воздействия можно
группировать по характеру ответных реакций почв. Эти реакции могут быть
оценены в любых категориях: генетических, субстантивных,
количественных, временных, оценочно-экологических. Нетрудно представить себе
продолжительные, слабые, долговременные, положительные, природо-
подобные воздействия, вызывающие эфемерные проявления
«развивающей» (по В.О. Таргульяну) эволюции почв и исчезающие с
прекращением воздействия (например, поддержание должного состояния
культурных пастбищ путем подсева трав, внесения малых доз удобрений,
рыхления, незначительных культуртехнических мелиорации).
Разделение антропогенных воздействий по их видимым и важным
для человека результатам так же просто и лежит на поверхности, как и
разделение по роду деятельности людей. В первую очередь это -
положительные и отрицательные воздействия, причем имеются в виду
изменения свойств почв с точки зрения их пригодности к использованию, реже
- по отношению к живым существам: тогда воздействия могут быть
вредными, опасными или, напротив, полезными и благоприятными. Оценка
качества видов антропогенных воздействий представляет собой
основное содержание экологических программ, разработки ОВОС (оценка
воздействий на окружающую среду), экологической экспертизы и
мониторинга. Рассмотрение воздействий с позиций их результатов неизбежно
приводит нас к сложной, широко обсуждаемой и обеспеченной
массовыми данными, но далекой от решения проблеме ПДК - предельно
допустимых концентраций загрязнителей и токсичных (для кого?) веществ в
почвах (каких и в каком их компоненте?).
Негативные и позитивные воздействия обычно разделяются по
конкретным результатам, таким как загрязнение, эрозия, вторичное
засоление и, напротив, окультуривание, санация и пр. Литература,
посвященная анализу конкретных видов воздействий и их результатов,
практически необъятна из-за многочисленных комбинаций видов воздействий, в
том числе и непредсказуемых, «побочных», разной продолжительности
и интенсивности, с объектами воздействий - миром природных и при-
родно-антропогенных почв. «Негативные» воздействия являются
излюбленной темой научных и публицистических статей, и о них много извес-
26

1.4. Естественное и антропогенное почвообразование
тно, принимаются меры, направленные на ограничение их
нежелательных эффектов: Распространение качественного оценочного подхода на
почвы подводит нас к представлениям о почвоулучшающих или
разрушающих почву воздействиях. Их результатом может быть протекание в
почве разнонаправленных процессов и явлений, соответственно програ-
дации и деградации.
С другой стороны, в конце 90-х годов широко распространились
«уравнивающие» оценки воздействий и/или их результатов в баллах.
Методике такого рода оценок посвящена специальная работа М.А. Гла-
зовской1 (1997). Следовательно, можно оценивать количество вреда (или
пользы) для почвы от антропогенного воздействия на нее, а также
решать вопросы типа «что хуже?»: загрязнение свинцом придорожной
полосы или заболачивание вырубки. При всей кажущейся нелепости
подобного рассуждения, оно имеет смысл для экономических оценок и
принятия решений.
1.4* Естественное и антропогенное почвообразование
1*4.1. Педогенетические концепции
Природное почвообразование. В течение длительного времени
почвоведами изучались только природные почвы, и их особенности
послужили основой представлений о почвообразовательных процессах.
Сильно измененные человеком почвы чаще всего выводились из круга
объектов почвенно-генетических исследований как «нетипичные»,
«нарушающие правила», с перемешанными горизонтами, не
заслуживающими внимания. К исключениям из этого правила можно отнести лишь
окультуренный пахотный горизонт, который признавался как
самостоятельный, а также проявления химического, в основном
микроэлементного, загрязнения почв.
При рассмотрении почвенных процессов в пахотных горизонтах
исследователи сначала искали аналогии с природными явлениями: так,
считалось, что в дерново-подзолистых почвах Европейской России
антропогенное влияние на почвы выражается в развитии повышающего
плодородие «дернового процесса», а протекающие одновременно с ним и
«противостоящие» ему естественные процессы подзолообразования
оценивались как «агрессивные», почворазрушающие. При объяснении ме-
1 Глазовская М.А. Методологические основы оценки эколого-геохимической устойчивости почв
к техногенным воздействиям. М.: Изд-во МГУ. 1997.
27

/. Обилие представления о факторах и процессах почвообразования с участием человека
ханизмов подзолообразования большинство исследователей (А.А. Зава-
лишин, Б.В. Надеждин, В.К. Пестряков и другие) считало его
неизбежным следствием зональных климатических условий. На отношении к
балансу процессов «подзолоообразование - дерновый процесс»
сказывались господствовавшие в обществе и в научных кругах того времени
лозунги «коренной переделки, преобразования природы человеком», или
«исправления ошибок природы».
Прикладные вопросы почвенной науки, такие как модели
плодородия, эрозия почв, обоснование гидротехнических мелиорации и оценка
их последствий, изучались независимо от почвенно-генетических
проблем. Влияние антропогенно-обусловленных процессов на
формирование профилей почв и их эволюцию почти не обсуждалось.
Первый шаг в отношении признания вклада деятельности человека
в формирование почв заключался в выделении «антропогенной
составляющей» природного почвообразования, в известной мере независимой
от природных факторов. Необходимость ее изучения в 50-60-е годы
определялась прикладными задачами, главным образом в отношении
пахотных почв. Природная почва рассматривалась как субъект,
принимающий удобрения, ядохимикаты, или, напротив, теряющий гумус,
подвергающийся эрозии «при неправильном использовании». Основным
направлением воздействия на почву считалось ее «окультуривание»,
включавшее в себя ряд мер, направленных на развитие (или поддержание) гуму-
сово-аккумулятивного процесса.
В большей степени взаимосвязи природных и антропогенных
явлений изучались в орошаемых почвах аридных территорий, поскольку в
ирригационно-модифицированных почвах многие свойства не отличались
от природных. Например, вторичные солончаки - аналоги естественных
солончаков; аккумулятивные древнеорошаемые почвы имеют ряд общих
черт с аллювиальными (тугайными) почвами.
Вклад антропогенного фактора в почвообразование.
Существующие подходы к оценке вклада человека в почвообразование широко
обсуждались в 60-80-е годы. Так, Д. Яаалон и Б. Ярон в 1966 г.
обозначили антропогенно-спровоцированные процессы в почвах термином
«метапедогенез», в отличие от комплекса естественных почвенных
процессов «педогенеза».
Метапедогенез характеризуется малыми масштабами времени. В
соответствии с известной формулой почвообразования Г. Йенни,
Д. Яаалон и Б. Ярон предложили использовать новую точку отсчета для
оценок действия измененного человеком комплекса факторов
(переменных в классической формуле почвообразования). Очевидно, что хозяй-
28

1.4. Естественное и антропогенное почвообразование
ственная деятельность человека началась совсем недавно по сравнению
с жизнью почвенного покрова и протекает на уже сформировавшихся
природных почвах. Поэтому природная почва признается
«ноль-моментом» для дальнейших процессов, т.е. материнской породой
антропогенно-измененной почвы. Другими «новыми» факторами почвообразования
являются: топографический, гидрологический, химический,
сельскохозяйственный (Yaalon, Yaron, 1966), приводящие к развитию новых почв,
называемых по аналогии с естественными почвами. Приведем в
качестве примера часть таблицы из работы Д. Яаалона и Б. Ярона,
иллюстрирующей эти идеи (табл. 1.5).
Таблица 1.5
Почвообразование в категориях процессов метапедогенеза
(по Yaalon, Yaron, 1966; с сокращениями)*
Воздействие
Ведущие
процессы
Исходная
почва*
«Новая»
почва* |
Фактор рельефа |
Террасирование
Гумусонакопление,
импульс новым
процессам,
ослабление эрозии
Рендзина
[Rendoll]*
Бурая
рендзина
[Rendoll]
Гидрологический фактор \
Дренаж —> понижение
уровня грунтовых вод
Окислительные,
структурообразова-
ние
Псевдоглей
[Aqualf]
Парабрау- I
нерде
[Udalf] |
Химический фактор \
Орошение содовыми
водами
Поглощение Na,
деградация
структуры
Каштановая
(или Бруни-
зем) [Udoll]
Солонец
[Natrustalf]
Сельскохозяйственный фактор \

[Сведение
леса
и
распашка
Умеренный
климат
Тропики (под-
сечно-огневая
система)
Перемешивание
верхних
горизонтов, сдвиг рН,
ослабление оподзоли-
вания
Эрозия,
дегидратация оксидов железа
Подзол
[Spodosol]
Лессивиро-
ванная
[Alfisol]
Ферралитная
[Oxisol]
Бурая
лесная кислая
[Ochrept]
Бурая
лесная
[Ustalf]
Ферралит- I
ная кора
[Асгох] |
* Названия почв по «7-му Приближению» даны авторами статьи в квадратных скобках.
29

/. Общие представления о факторах и процессах почвообразования с участием человека
Концепция «метапедогенеза», мало известная в России,
представляется сильно опередившей свое время, она дала импульс к новым
поискам методологических подходов. По мнению ее создателей,
концепция позволяет количественно оценить весь процесс (как в
лабораторных моделях, так и в поле), причем не по одному пахотному
горизонту и не по одному признаку, а по комплексу изменений
свойств профиля.
Рассматривая «метапедогенез» с современных позиций, можно
сказать, что, с одной стороны, ему придается эффект очень резкого сдвига
почвообразования - перехода в другую почву, с другой стороны,
предполагается переход именно в природную почву, поскольку, в соответствии с
педогенетическими представлениями того времени, неприродных почв
не существовало.
В приведенных примерах, по мнению авторов теории
метапедогенеза, происходят следующие превращения. При террасировании бурая
рендзина образуется из природной рендзины, при орошении содовыми
водами появляется солонец из каштановой почвы или брунизема, а при
сведении леса, распашке и перемешивании верхних горизонтов из
подзола формируется кислая бурая лесная почва.
В дальнейших разработках теории метапедогенеза подчеркивалась
жесткая зависимость процессов от деятельности человека. Например,
педотурбации могут быть включены в концепцию метапедогенеза только
в том случае, если в них отчетлива «рука человека», а если они возникли
в результате деятельности фауны или криогенного перемешивания, то
должны быть отнесены к природным почвенным образованиям.
Естественно-антропогенное почвообразование. С течением
времени вкладу антропогенного фактора в почвообразование придается все
большее значение. В 80-х годах украинским почвоведом В. Д. Мухой было
введено понятие единого естественно-антропогенного (культурного)
почвообразовательного процесса, имеющего различные зональные
проявления (Муха, 1988). Процесс протекает в пахотных почвах и
характеризуется общими для всех почв чертами, обусловленными собственно
распашкой и влиянием выращивания сельскохозяйственных культур. В
качестве обоснования этого процесса автором сравнивались три
варианта почв в разных природных зонах - от южной тайги до влажных
тропиков; вариантами почв были две пахотные почвы разного уровня
окультуривания и зональные природные почвы. Было установлено, что всем
пахотным почвам, по сравнению с их природными аналогами,
свойственны общие черты.
30

1.4. Естественное и антропогенное почвообразование
В.Д. Муха ясно сформулировал три общих положения, важных с
эволюционно-генетических позиций.
Во-первых, в пахотных почвах увеличивается темп
почвообразования в результате интенсификации многих частных почвенных процессов;
во-вторых, культурная эволюция способствует конвергенции
почвенных типов;
в-третьих, каждой природной зоне свойственны «агроэкологичес-
кие типы естественно-антропогенного почвообразования». В качестве
примера этого базового (в излагаемых построениях) положения
приведем одно название такого типа: «суббореальный южнотаежный
естественно-антропогенный дерново-подзолисто-культурный».
Более осторожный подход к почвообразованию в пахотных почвах
с позиций элементарных почвообразовательных процессов - ЭПП был
сформулирован И.П. Герасимовым в его последней работе «Учение
В.В. Докучаева и современность» 1986 г., в которой обозначен широкий
круг проблем антропогенного почвообразования, завоевавшего в те годы
свои права в генетических концепциях.
Недостаточность «экспериментально-информационного материала»
ограничивала в то время определение антропогенных ЭПП, и И.П.
Герасимовым были рассмотрены отдельные аспекты этой проблемы для почв,
используемых в земледелии. С одной стороны, он признавал, что
умеренные агрогенные воздействия, например, использование
западноевропейских буроземов в земледелии (окультуривание), трансформируют
природные ЭПП, а более глубокая мелиорация вызывает усиленное
развитие и осложнение ЭПП. Антропогенные воздействия - распашка и
внесение удобрений, в целом считаются подобными природным
механическим нарушениям (ветровалам, перемешиванию фауной) и поступлению
органических остатков. С другой стороны, И.П. Герасимов считал, что
эти воздействия «приобретают совершенно особую, антропогенную
специфическую модификацию», которая заключается в уплотнении
сельскохозяйственной техникой, частом перемешивании, внесении
ядохимикатов, изменяющих состав и численность почвенной биоты.
Специфичность агрогенных воздействий послужила основанием
ввести в набор ЭПП самостоятельный процесс плаггенизащш1',
формирующий пахотные горизонты любых почв. Его пусковыми механизмами
служат: механическое перемешивание почвенной массы
сельскохозяйственными машинами, уплотнение ими с последующим неоднократным
1 Термин был предложен по аналогии с почвами «плагген», представляющими собой, как мы
увидим далее, яркий пример агрогенных почв.
31

/. Общие представления о факторах и процессах почвообразования с участием человека
рыхлением, внесение удобрений и другие агротехнические и
мелиоративные мероприятия.
Дополнительным фактором конвергенции свойств пахотных почв
является «заглавное», по И.П. Герасимову, положение пахотного горизонта в
профиле, которое определяет сходство и повышенную скорость многих
частных процессов (микропроцессов). Вместе с тем, пахотный горизонт
оказывается более подверженным климатическим и погодным явлениям,
эрозии, поступлению химических соединений, по сравнению с верхними
горизонтами естественных почв с их «буферным эффектом» фитоценоза,
сложной организацией твердой фазы и высоким биоразнообразием.
Существование пахотного горизонта обеспечивается комплексом
агротехнических и мелиоративных мероприятий, обязательных при
земледельческом использовании почв. Если меняется вид использования,
пахотный горизонт оказывается под воздействием естественных
факторов почвообразования, постепенно возвращающих верхнюю часть
почвенного профиля в квази-естественное состояние. С другой стороны,
«можно констатировать, что при относительно интенсивном, даже
вековом земледельческом использовании природных почв они очень
устойчиво сохраняют свои естественные свойства» (там же, с. 93).
Обсуждая общие проблемы антропогенного почвообразования,
И.П. Герасимов сравнивал скорость почвообразовательных
процессов в природных и антропогенно-измененных почвах, считая, что в
последних она выше.
Наряду с рассмотрением почвообразовательных процессов, в эти
же годы Н.А. Караваевой с соавторами (1985) разрабатывались
представления об агрогенной эволюции почв, специфике пахотных горизонтов;
В.Д. Тонконоговым (1987) были даны почвенно-генетические оценки аг-
рогенным воздействиям, многими исследователями обсуждались
факторы устойчивости почв, были предложены элементы субстантивного
подхода к классификации пахотных почв. Несмотря на то, что объектами
изучения были дерново-подзолистые и подзолистые почвы,
предложенные методологические подходы имели общее теоретическое значение и
были во многом использованы при разработке новой «Классификации
почв России» (1997).
В результате, в 80-х годах сложилось представление о тесных
взаимосвязях и даже единстве процессов естественного и антропогенного
почвообразования, что проявилось во «встраивании» агрогенных почв в
общий эволюционный ряд с естественными.
32

1.4. Естественное и антропогенное почвообразование
Технопедогенез. Признание единства природных и более
широкого круга антропогенных процессов отражается в концепции
технопедогенеза (Глазовская, Солнцева, Геннадиев, 1986). Она основывается на
представлении о том, что любое действие человека, даже
доисторического, является активным вмешательством в природу, а любое воздействие
на почву предполагает участие техники, даже если таковой служит
примитивная палка-копалка. Кроме того, нахождение почвы в ноосфере,
созданной и проникнутой техногенезом1 не может не оказывать на нее
влияния. Следовательно, технопедогенез определяется как
«почвообразовательный процесс, испытывающий в какой бы то ни было форме влияние
деятельности человека» (с. 108). Степень, цели и характер
антропогенного воздействия на почвы варьируют в очень широких пределах.
Преимуществом концепции технопедогенеза перед рассмотренными
ранее подходами нам кажется ее более универсальный характер, т.е.
приложение к разнообразным почвенным объектам. В качестве примера результатов
технопедогенеза авторы концепции приводят достаточно контрастные случаи:
• почвы разновозрастных курганов в Прикаспийской полупустыне,
• горные каштановые карбонатные почвы, трансформированные в
буроземы под орошаемыми яблоневыми садами на северном
склоне Заилийского Алатау,
• солончаковатые дерново-подзолистые почвы Пермского
Прикамья, засоленные высокоминерализованными пластовыми водами
и буровыми растворами при добыче нефти.
Формы проявления технопедогенеза были определены для приведенных
примеров следующим образом. В случае курганных почв имеет место
быстрое (однократное) разрушение почв при строительстве кургана и медленная
(4000 лет) эволюция. Образуются природные почвы без остаточных
признаков; тип технопедогенеза определяется как «разрушение - воссоздание».
Пример яблоневых садов иллюстрирует постоянство техногенных
нагрузок при их высокой интенсивности и небольшой
продолжительности: 50-100 лет орошения. Тип технопедогенеза - «стирание -
замещение»; после снятия нагрузки почва либо полностью восстанавливается,
либо в ней сохраняются реликты технопедогенеза.
Техногенные воздействия при добыче нефти отличаются высокой
интенсивностью, эпизодическим характером, устойчивой перестройкой
исходных свойств почвы, исключающей возврат к исходному состоянию.
Производными этого варианта технопедогенеза являются почвы, вообще
1 Термин «техногенез» был предложен А.Е. Ферсманом.
3-3193 33

/. Общие представления о факторах и процессах почвообразования с участием человека
не имеющие природных аналогов, либо почвы, аналоги которых
встречаются в иных природных комбинациях факторов почвообразования
(зонах, подзонах, катенах).
♦ ♦ ♦
Таким образом, во второй половине XX в. сложилось несколько
концепций естественного и антропогенного почвообразования,
соотношения природных и антропогенных факторов. В соответствии с принятой
концепцией почвоведы изучали свойства и динамику почв,
находящихся и/или находившихся под влиянием деятельности человека,
классифицировали их и предлагали на этом основании разные способы
землепользования и мелиорации.
Наряду с процессом антропогенной трансформации почв, более или
менее интенсивным, большинство исследователей единодушно
выделяет целенаправленное создание искусственных почв в особую категорию
явлений, хотя и под разными названиями. Не самым удачным с
лингвистической точки зрения, хотя и широко распространенным, является
термин антропопедогенез, или, что еще хуже - антропогенез1.
В качестве итога систематизации представлений о
почвообразовании с участием человека приводим следующую схему.
Подходы к оценке почвообразования с участием человека
генная Мета- Культур- Антропогенно- Технопе-
составля- педо- ное поч- естественное догенез
ющая (при- генез вообра- почвообразо-
родных почв) зование вание
1.4.2. Скорость почвообразования при вмешательстве человека
Прямые данные о сравнении скорости почвообразовательных
процессов в природных и измененных почвах немногочисленны. Наиболее
достоверными можно считать сведения о развитии почвенных
признаков в насыпных субстратах, время отсыпки которых известно. Однако
они слабо сопоставимы со скоростями процессов в природных почвах
по многим причинам: различиях в сложении и гранулометрическом
составе, в «ноль-моментах», биоценозах и т.д. Тем не менее, оценки скоро-
1 Строго говоря, термин означает «происхождение человека».
34

1.4. Естественное и антропогенное почвообразование
сти почвообразования на насыпных датированных субстратах известны
для древних курганов и свежих отвалов горных разработок, т.е. для
возрастных интервалов от 500 до 5000 лет в первом случае и первых
десятков лет во втором. Учитывая субъективность и неточность такого рода
оценок, мы ограничимся обсуждением вопросов, связанных с
относительной скоростью почвообразовательных процессов, в двух аспектах:
1) рассмотрим изменения условий почвообразования по сравнению
с природными;
2) приведем некоторые факты, касающиеся темпов антропогенной
эволюции почвенных тел.
1. Совокупность «новых» факторов почвообразования определяет более
высокие темпы почвообразовательных процессов в антропогенно-из-
меннных почвах, чем в их естественных аналогах. Это справедливо
как для инситных, так и для насыпных субстратов.
К инситным антропогенным изменениям относится в первую
очередь распашка природных почв с одномоментным изменением
гидротермических режимов и последующим внесением удобрений,
культивацией, боронованием и другими механическими обработками, отчуждением
части фитомассы с урожаем. В общем виде условия «жизни» пахотной
почвы, преимущественно в верхней части профиля, отличаются от
условий, сложившихся в природной почве, по нескольким направлениям.
• Механическое регулярное перемешивание (пахота, рыхление, в
т.ч. глубокое мелиоративное рыхление) способствует лучшей
аэрации, созданию окислительной обстановки - предпосылок для
ускорения процессов минерализации органических остатков, ряда
аэробных и собственно окислительных процессов.
Одновременно происходит разрушение структуры с высокой вероятностью
последующего уплотнения и интенсификации анаэробных
биохимических и микробиологических процессов.
• Внесение «готового» органического вещества в виде навоза, тор-
фо-компостной смеси или хорошо разлагающегося
растительного материала (сидератов и мульчи), а также смещение
соотношения надземной и подземной продукции фитомассы в пользу
последней. Все это служит предпосылками для возрастания
скорости гумусообразования и быстрого пополнения энергетических
ресурсов биохимических реакций; происходит также упрощение
состава гумуса, увеличение его подвижности. Внесение
минеральных удобрений, легко доступных растениям, способствует
ускорению биологического круговорота и изменению его типа по
сравнению с природным.
3* 35

/. Общие представления о факторах и процессах почвообразования с участием человека
• Отсутствие буферного эффекта естественной растительности
делает гидротермические режимы существенно более
контрастными, ускоряющими ряд физических и биохимических процессов.
• Практически все пахотные почвы подвержены водной, в аридных
районах - ветровой эрозии, т.е. быстрому (в режиме почвенного
времени) перераспределению вещества. Можно предполагать, что
поступление в почву дополнительного материала, уже
переработанного почвообразованием, способствует формированию
почвенных горизонтов. В противоположном случае обнажившиеся
вследствие эрозии почвенные горизонты оказываются неустойчивыми,
что ускоряет их трансформацию.
• С точки зрения структурной организации твердой фазы можно
предположить, что скорость почвенных процессов в
антропогенной почве, как в более простой системе с малой буферностью
может быть выше, чем в природной.
В почвах городов и пригородов, подверженных отепляющему
влиянию городских коммуникаций, а также получающих большие объемы
органических удобрений и торфо-компостных смесей, создаются
условия, способствующие более быстрому протеканию некоторых
биохимических и физических процессов, чем в природных почвах. В центрах
городов условия ландшафтного дизайна требуют интенсивных частых
обработок почвы, городские лесные массивы обычно приобретают черты
лесов более южных территорий. Другими словами, в механически не
нарушенных урбанизированных почвах создаются условия ускоренного
протекания почвенных процессов. Их причины могут быть как косвенными,
представляющими собой модифицированные факторы почвообразования
(повышение температуры, изменение в объеме, качестве и времени
поступления опада), так и непосредственными.
Изменения верхних 10-30 см перемещенных или насыпных
субстратов происходят буквально на глазах человека, иногда даже за первые
десять лет. Они бывают особенно быстрыми, если субстратом
оказывается ранее проработанный почвообразованием материал, например,
гумусовый горизонт, или рыхлый слой (песчаный, лессовидный),
получающий органические удобрения и другие постоянные «положительные»
воздействия человека. Таковы, например, газоны и некоторые парки в
городах, правильно рекультивированные отвалы горных пород,
реплантированные (заполненные плодородным черноземным материалом)
почвы в бывших эрозионных ложбинах.
2. Реальные случаи повышенной скорости почвенных процессов были
описаны Н.П. Солнцевой и Н.Е. Рубилиной (1987), а также Е.М. Ники-
36

1.4. Естественное и антропогенное почвообразование
форовой и Н.П. Солнцевой (1982) при загрязнении природных почв
чужеродными для них соединениями - сырой нефтью,
легкорастворимыми солями и сильнокислыми растворами. Судьба этих загрязнителей в
ландшафтах будет подробно рассмотрена в дальнейшем, в общем же
виде известно, что они либо достаточно быстро «отторгаются» почвой
(соли в таежно-лесных почвах), либо служат химическим
катализатором процессов. Так, сырая нефть - благоприятный субстрат для
микроорганизмов и одновременно сильный механический геохимический
барьер; сернокислые растворы - активнейшие агенты выветривания и
разрушения минералов.
Ярким примером «быстрого» антропогенно спровоцированного
процесса в инситном субстрате служит вторичное засоление почв при
орошении, более динамичное, чем природное. Сама суть процесса
допускает возможность его высоких темпов: большие объемы поступающей
ирригационной воды в течение короткого времени, значительное
содержание в ней легкорастворимых солей, недостаточный дренаж, высокая
испаряемость. Характерное время вторичного засоления составляет
недели и месяцы.
Таким образом, изучение почвообразования в
антропогенно-измененных и антропогенных почвах началось сравнительно недавно,
но отношение к нему постоянно менялось. После начального
периода непризнания оно аналогизировалось с процессами в природных
почвах, позднее считалось специфическим явлением, в более поздних
представлениях антропогенное почвообразование рассматривается
как единое целое с естественным.
Почвообразование под влиянием человека протекает активнее,
чем в соседних условно естественных (квази-естественных) почвах.
Безусловно, его скорость корректируется зональным положением.
Темы рефератов:
1. Что такое почва и каковы ее вертикальные и латеральные границы
в пространстве?
2. Критерии отделения почвенных тел от непочвенных образований.
3. Широкое и узкое понимание термина «антропогенные почвы».
4. Сравнительный анализ существующих концепций
антропогенного почвообразования.
37

1. Общие представления о факторах и процессах почвообразования с участием человека
Контрольные вопросы:
1. Почему на Земле почти не осталось «чистых природных» почв?
2. В чем различия между терминами «антропогенно-измененные» и
«антропогенные» почвы? Как проявляются общие различия между ними
в строении генетического профиля?
3. Какие почвы занимают самые большие площади на территории
России и какие почвы преобладают в составе ее пахотного фонда?
4. В чем заключалось противопоставление антропогенного и
природного начал в почвенно-генетических концепциях середины прошлого
века?
5. В чем значение концепции «метапедогенеза»?
6. В чем заключалась специфика пахотного горизонта с точки зрения
концепции элементарных почвенных процессов И.П. Герасимова?
7. Привести примеры проявлений технопедогенеза (по М.А. Глазовской
с соавторами).
8. Почему темпы антропогенного почвообразования выше скорости
почвенных процессов в естественных условиях?
Литература
Глазовская М.А. Методологические основы оценки эколого-геохимичес-
кой устойчивости почв к техногенным воздействиям. М.: Изд-во МГУ, 1997.
Глазовская М.А., Солнцева И.П., Геннадиев А.Н. Технопедогенез:
формы проявлений. «Успехи почвоведения». М.: Наука, 1986, с. 103-114.
Караваева Н.А., Жариков С.Н., Кончин А.Е Пахотные почвы
Нечерноземья: процессно-эволюционный подход к изучению. // Почвоведение, 1985,
№11, с. 114-126.
Классификация почв России. Москва, 1997. Переизд. 2000 г.
Никифорова ЕМ., Солнцева Н.П. Геохимия техногенных потоков и
ореолов загрязнения в районах угледобычи (на примере Кизеловского бассейна.
// Геохимия ландшафтов и география почв. М.: Изд-во МГУ, 1982, с. 100-128.
Розов Н.Н., Строганова М.Н. Почвенный покров мира (Почвенно-био-
климатические области мира и их агроэкологическая характеристика). М.:
Изд-во Моск. ун-та, 1979, с. 267-279.
Солнцева Н.П., Рубилина Н.Е. Морфология почв, трансформированных
при угледобыче. // Почвоведение, 1987, №2, с. 104-108.
Тонконогов В.Д. Эволюционно-генетическая классификация почв и
непочвенных поверхностных образований суши. // Почвоведение, 2001, №6,
с. 653-659.

ПРИНЦИПЫ КЛАССИФИКАЦИИ
АНТРОПОГЕННО-ИЗМЕНЕННЫХ
И АНТРОПОГЕННЫХ ПОЧВ
Почти все почвенные классификационные системы первой половины
двадцатого века строились на основе анализа и группировки свойств
природных почв. Возникшая проблема учета антропогенных почв и
почв с измененными человеком свойствами в национальных и
мировых почвенных классификациях отражает современный интерес и
возрастающее значение таких почв в жизни и хозяйственной
деятельности людей. Проблема решается по-разному в разных системах в
соответствии с отношением национальных почвенных школ к
антропогенным и антропогенно-измененным почвам и принципами самой
системы. В Приложении к данному учебному пособию даны конкретные
сведения о том, как решается проблема в разных странах, т.е.
представлено положение измененных человеком почв в нескольких
классификациях, здесь же мы обратимся к анализу подходов, положенных
в основу систематики в России и за рубежом почв, измененных
деятельностью человека.
2+1» Антропогенно-измененные
и антропогенные почвы в основных
отечественных и зарубежных классификациях
По мере развития почвоведения и технократической цивилизации в
XX в. отечественные исследователи все чаще стали обращать внимание
на необходимость изучения антропогенных изменений в почвах и
почвенном покрове. В соответствии со степенью изученности антропогенно-
измененных и антропогенных почв менялось их место в базовых
почвенных классификациях.
На начальном этапе изучения умеренно и сильно
трансформированных человеком почв они классифицировались отдельно от остальных,
как некоторое редкое исключение, они рассматривались как точечные
объекты в целостном природном почвенном покрове. С другой стороны,
небольшие антропогенные изменения, не нарушающие строения
профиля, не принимались во внимание в классификационном поле, т.к.
считались незначимыми на фоне процессов естественного почвообразования.
39

2. Принципы классификации антропогенно-измененных и антропогенных почв
По мере накопления знаний, в частности, знаний о почвах,
подвергающихся сельскохозяйственной обработке, появилась необходимость
отразить их особенности в классификациях.
Так, в «Классификацию и диагностику почв СССР» 1977 г. были
введены агрикультурные подтипы (освоенные, окультуренные в разной
степени) в типе серых лесных почв и как
антропогенно-преобразованные аналоги подтипа дерново-подзолистых почв. В профиле почв,
используемых в земледелии, среди горизонтов выделяется пахотный
горизонт1 (Апах). Для дерново-подзолистых и подзолистых почв с
высокой степенью окультуренности предусмотрен отдельный тип
подзолистых культурных почв с профилем Апах - А, - (А2) - В - С. Они
характеризуются наличием темно-серого хорошо оструктуренного пахотного
горизонта, который сменяется более светлым, чем пахотный, горизонтом
А,. Элювиальный горизонт (А2) отсутствует или имеет малую мощность.
Увеличение в культурных подзолистых почвах количества гумуса, по
сравнению с исходными, и его подвижность, как характерные агрогенные
элементы, проявляются не только в пахотном, но и в иллювиальном
горизонте, где отмечается прокрашенность верхней части гумусом и серые
тона окраски кутан (глинисто-гумусовые кутаны или агрикутаны). Для
серых лесных почв в рассматриваемой классификации выделено меньше
категорий по окультуренности, поскольку вызываемые обработкой
изменения профиля менее существенны по сравнению с таковыми в
подзолистых почвах; следовательно, для черноземов, «окультуренных природой»,
вообще не было смысла в таком разделении.
Однако в случаях с менее яркой морфологической выраженностью
антропогенных трансформаций в южных почвах для них все же
предусмотрены более низкие классификационные уровни. Так, в коричневых
почвах на уровне рода отмечается степень окультуренности. Также на
уровне родов фиксируются следы древнего орошения в пустынных почвах.
Солонцы разделяются на уровне рода по культурному состоянию на:
слабо освоенные, освоенные, преобразованные, глубоко преобразованные.
Современные орошаемые почвы отнесены к отдельным типам
(орошаемые сероземы, орошаемые лугово-сероземные почвы, орошаемые
бурые почвы полупустынной зоны, орошаемые такыровидные почвы
пустынной зоны и др.), так же как и мелиорированные почвы верховых и
низинных болот (торфяные верховые освоенные почвы, торфяные
низинные освоенные почвы). В случаях таких коренных мелиорации, как оро-
; Названия и индексация горизонтов здесь и далее в главе приводится по первоисточникам.
40

2.1. Антропогенно-измененные и антропогенные почвы в основных классификациях
шение и осушение, происходит резкое изменение условий
почвообразования, что, в соответствии с принципами рассматриваемой Классификации,
предполагает введение классов самого высокого уровня, т.е. типов.
Для почв на переотложенных и антропогенных субстратах,
имеющих мощность более 30 см, предусмотрена отдельная группа (без
определенной таксономической категории) в Приложении №3
«Классификации. ..», что, вместе со шкалами для описания обилия антропогенных
включений в почвенной массе и ряда других «природных» характеристик,
обеспечивает возможность описания таких почв. Следует подчеркнуть, что речь
идет об описании, а не о классификации, поскольку в рассматриваемой
системе еще не были образованы соответствующие классы.
В конце XX - начале XXI вв., когда антропогенно-измененным
почвам стали придавать большее значение, в ряде классификационных
систем были выделены почвы только со значительными изменениями
морфологических свойств. Большая часть почв, подвергшихся прямому или
косвенному воздействию человека, по-прежнему относится
специалистами разных стран к естественным. В некоторых классификациях на
уровне высших таксономических единиц выделяют отдельную группу «Ант-
росоли» (или «Антропосоли») для сильно измененных почв. Рассмотрим
положение антропогенных и антропогенно измененных почв в наиболее
известных классификационных системах1.
♦ ♦♦
В «системе ФАО», известной первоначально как легенда к
Почвенной карте мира - Legend to the Soil Map of the World, FAOUJNESCO,
были сразу выделены Антросоли на самом высоком уровне (см.
Приложение). Система подвергалась различным изменениям, начиная с 1968 г., и
издавалась несколько раз как «Пересмотренная легенда...» (Soil Map of
the World, Revised Legend) в 1989,1990,1994 гг. Антросоли представляли
почвы, в которых деятельность человека отразилась в глубокой
модификации или погребении исходных почвенных горизонтов путем удаления
или нарушения поверхностных горизонтов, выемок грунта или их
заполнения, регулярного многовекового внесения органических субстратов,
длительного орошения. В соответствии с таким общим, в значительной
мере факторным подходом, Антросоли разделялись на 4 единицы:
Ариковые - с глубокой вспашкой и фрагментами диагностических
горизонтов.
1 При изложении принципов и содержания различных классификационных систем
использована книга «Почвенная номенклатура и корреляция». Составитель Красильников П.В.,
Петрозаводск, 1999.
41

2. Принципы классификации антропогенно-измененных и антропогенных почв
Кумуликовые - с аккумуляцией преимущественно минерального
материала на поверхности в результате длительного орошения либо
внесения землистых материалов.
Фимиковые - при внесении органического субстрата (навоза).
Урбиковые - в качестве самостоятельной почвенной единицы в
городах и на строительных и горнодобывающих предприятиях.
С течением времени, в ходе трансформации системы FAO\UNESCO
в систему WRB, больше внимания стало уделяться характеру
сформированных теми же механизмами горизонтов, и разделение Антросолей слегка
изменилось.
♦ ♦♦
В последнем варианте международной классификации WRB (World
Reference Base for Soil Resources - Мировая Реферативная База
почвенных ресурсов, 1998)] под Антросолями также понимают лишь
почвы, сильно трансформированные или созданные в результате
сельскохозяйственных мероприятий и диагностируемые по одному из
антропогенных горизонтов (см. Приложение).
Антропогенные диагностические горизонты имеют мощность
более 50 см и делятся на:
хортыковый (hortic) - садовый, глубокой культивации,
иррагриковый (irragric) - ирригационный пахотный,
терриковый (terric) - привнесенный минеральный или компостный,
плаггиковый (plaggic) - песчано-грубоорганический (см. главу 5,
почвы «Плагген»),
антраквиковый (anthraquic) и подстилающий его «гидрагриковый»
(hydragric), появляющиеся при выращивании риса в условиях
периодического затопления (см. главу 5).
Все перечисленные диагностические горизонты называются ант-
сп ропедогенными и образуются в результате различных видов агри-
I культурной деятельности человека - глубокой обработки, внесе-
j/jL ния больших доз удобрений (в основном органических), добавле-
W ния чужеродных органических и минеральных субстратов,
ирригации или выращивания риса. В соответствии с присутствием того
1 Первая редакция вышла 1994 г. Предшественниками WRB были Пересмотренная легенда к
карте FAO UNESCO (Revised Legend) 1990, IRB (International Reference Base), 1992. На их
основе и была создана WRB.
42

2.1. Антропогенно-измененные и антропогенные почвы в основных классификациях
или иного диагностического горизонта, выступающего в качестве
квалификатора (критерия) для следующего таксономического
уровня, выделено 5 подгрупп Антросолей, сохранивших названия этих
горизонтов.
По сравнению с системой ФАО исключены Урбиковые
Антросоли, подробнее разделены Антросоли с глубокой обработкой и привно-
сом субстрата, введены рисовые почвы. Антросоли системы ФАО
более широко известны в России, чем последние перечисленные выше их
производные.
Для подразделения Антросолей на более низком (третьем) уровне в
системе WRB используют не только квалификаторы, означающие антро-
педогенные свойства, но и квалификаторы, употребляющиеся для
характеристики природных почвенных свойств и погребенных естественных
горизонтов (например: глеик - Gleyic, ферралик - Ferralic, лювик - Luvic
и др.). Все это касается исключительно земледельческих почв.
Большинство собственно пахотных почв, в которых антропогенные
воздействия морфологически проявляются только в образовании
пахотного горизонта, включено в соответствующие категории природных почв.
Это объясняется следующим образом. Поскольку главным
классификационным критерием являются диагностические горизонты, то в
диагностике верхних горизонтов предусматривается возможность их
идентификации независимо от того, распаханы они или нет. С этой целью в
диагностике горизонтов ochric, mollic и umbric a priori предполагается
перемешивание до глубины 18 см (т.е. в соответствии со средней
глубиной вспашки), снижены требования к структуре и содержанию гумуса,
ориентируясь на пахотные почвы. В результате название горизонта
оказывается одинаковым для природных и для пахотных почв,
следовательно, в названии почвы, идентифицируемой по горизонту, не присутствует
ее пахотная составляющая. Отсюда следует очевидный вывод, что
обычные пахотные почвы оказываются вне классификационного пространства.
Техногенные и городские почвы входят, согласно WRB, в группу
слаборазвитых литогенных почв на рыхлых породах - Регосолей
(Regosols), включающую слаборазвитые почвы, как на природных, так и
на антропогенных субстратах. Среди описанных в классификации типов
диагностических материалов, т.е. материнских пород, на которых могут
образоваться Регосоли (например, сульфидный, аллювиальный или
кальциевый) присутствуют «антропогеоморфные почвенные материалы»:
урбик (urbic) - городские,
гарбик (garbic) - бытового мусора,
43

2. Принципы классификации антропогенно-измененных и антропогенных почв
сполик (spolic) - отходы промышленных и горно-добывающих
предприятий,
редуктык (reductic) - с текущими восстановительными процессами,
арик (aric) - земледельческие.
С помощью этих квалификаторов и квалификатора «антропик» (для
групп естественных почв) отражается все разнообразие
антропогенно-измененных и антропогенных почв. Для разрабатываемого в настоящее время
более детального разделения почв - «третьего уровня» используются квали-
фикаторы, употребляющиеся для характеристики природных свойств почв.'
♦ ♦ ♦
Классификация FAO/WRB широко использовала разработки
Почвенной Службы США, полученные в процессе создания (в 1951-1999 гг.)
национальной классификационной системы «Таксономии Почв» - Soil
Taxonomy, 1975 (ST), принятой для использования в США и
рекомендуемой для других стран (русский перевод «Ключи к таксономии почв»,
США, 1997)2. Антропогенно-измененным почвам в ST также уделено
немного внимания, даже меньше, чем в европейских системах.
Большинство измененных человеком почв рассматривается в
классах ST вместе с природными, так же как и в системах FAO и WRB.
Однако, в отличие от международной, в американскую систему пока не
включены сильно измененные почвы, отчасти потому, что в США нет почв
давней культуры земледелия, и, следовательно, нет почв,
сформированных в течение столетий, таких, как почвы «плагген» Северной Европы
или почвы древних оазисов на Востоке.
Почвоведы Соединенных Штатов обсуждают возможность
выделения отдельного, тринадцатого по счету, порядка (единица высшего
таксономического уровня) антропогенных почв - «Антросолей», который
объединил бы все антропогенные, антропогенно-сильноизмененные
почвы и техногенные почвоподобные тела. В современном варианте
классификации США большинство объектов такого рода классифицируется
в порядках Энтисолей, Сподосолей и Улыписолей (на уровне Подгрупп)
1 WRB представляет собой частично иерархизированную реферативную базу. Первым уровнем
этой классификации являются Реферативные группы. Второй уровень классификации
образуется прибавлением к названию Реферативной группы квалификатора из предлагаемого для
данной группы списка (квалификаторы расположены и добавляются в иерархическом порядке
перед названием группы). Последующие уровни образуются добавлением квалификаторов из того
же списка, но после названия группы. Четвертый и последующие ставятся в скобки. Например,
Урбик Регосоль гумик (калькарик).
2 Классификация представляет собой иерархическую таксономию. Таксономические единицы:
порядки, подпорядки. большие группы, подгруппы, семейства, серии, фазы.
44

2.1. Антропогенно-измененные и антропогенные почвы в основных классификациях
Лридисолей (на уровне Больших почвенных групп) и Инсептисолей (на
уровне Подпорядков и Больших почвенных групп), как модификации
природных почв (см. Приложение).
Число диагностических горизонтов меньше. Среди поверхностных
горизонтов антропогенным является горизонт «антропик», имеющий
явные признаки деятельности человека и повышенное содержание
фосфора и «плагген». Вместе с тем, в системе имеется подповерхностный
иллювиальный горизонт, измененный антропогенным воздействием - «аг-
рик», содержащий значительные количества иллювиированного ила,
пыли, гумуса в виде агрикутан. Он образуется под пахотным горизонтом
в почвах влажного умеренного климата или с промывным водным
режимом, но, по мнению американских почвоведов, не встречается в США.
Отметим, что в «Классификации и диагностике почв СССР» (1977)
аналогичные признаки отмечены для культурных подзолистых почв. Также
выделяется подповерхностный горизонт «сулъфурик» с мощностью
более 15 см, минеральный или органический, сильнокислый: рН ниже 3,5
за счет серной кислоты. Горизонт диагностируется по яркожелтому
цвету ярозита, в виде прожилок и пятен. Горизонт присутствует как в
естественных почвах (кислых сульфатных маршевых), так и в
антропогенных, где он образован с связи с осушением сульфидсодержащих почв, а
также окислением сульфидов при горных разработках, строительстве
дорог, прочистке русел. Таким образом, сульфуриковый горизонт
образуется в результате дренажа и последующего окисления серосодержащего
или органического материала, или в местах, где на поверхности
появляется серосодержащая порода в результате вскрытия при горных
разработках, намывных или других земляных работ (см. главу 7). Такие
горизонты, как правило, неблагоприятны для растений.
♦ ♦♦
Несколько иным подходом отличается Классификация почв ФРГ
(1994) (см. Приложение), где антропогенно-измененные почвы
составляют большую долю в почвенном покрове. В основе систематизации силь-
ноизмененных техногенных и урбогенных почв лежит классификация
насыпного материала - материнской породы для вновь образующейся
почвы. Такие образования считаются почвами в докучаевском смысле,
т.е. естественно-историческими телами, сформировавшимися под
влиянием природных факторов почвообразования и равноправного
антропогенного фактора. Подразумевается, что профиль подобных почв слабо
развит вследствие недостаточности времени, прошедшего от начала
почвообразования. Они отнесены в группу Регосолей, аналогичную Regosols
в WRB. Совсем молодые маломощные почвы (поверхностный гумусово-
45

2. Приниипы югассификаиии антропогенно-измененных и антропогенных почв
аккумулятивный горизонт мощностью до 5 см) названы Сироземами
(Syrozem) - от русских слов «сырая» (незрелая) и «земля» (почва). И Ре-
госоли, и Сироземы включены в группу типов на отложенном субстрате
(Депосоли), которая, в свою очередь, относится к большому классу Урби-
ковых Антресолей, куда входят также и почвы, полученные глубоким
перемешиванием, садовые почвы, почвы кладбищ, почвы свалок,
скальпированные, запечатанные дорожными покрытиями и химически
загрязненные почвы. Вероятно, все эти почвы отнесены к Урбиковым, то есть
городским, в связи с тем, что урбанизированность территории Германии,
особенно западных и северных районов, так велика, что все участки
техногенной трансформации почв (горнодобывающие и промышленные
предприятия, свалки, кладбища, хранилища промышленных отходов)
фактически находятся внутри мегаполисов. Антропогенные и
антропогенно-преобразованные агрикультурные почвы классифицируются в классе
Антресолей как распаханные варианты естественных почв.
♦ ♦ ♦
Для описания антропогенно-измененных почв в
Классификационной системе Франции (Referentielpedologique, 1995)1 существует
Главная Общность Эталонов - Антропосоли. Антропосоли - это почвы,
полностью трансформированные человеком путем привноса искусственных
материалов и перемещения масс грунта или сильно измененные
естественные почвы, исходный профиль которых становится
нераспознаваем или погребен. Переработанность в таких почвах должна
распространяться как минимум на 40-50 см (ниже глубины вспашки) и глубже. В
Главную Общность входят Трансформированные Антропосоли (с сильно
измененным профилем), Искусственные Антропосоли (созданные
человеческой деятельностью на отвалах шахт, шлаках, бытовом мусоре и т.д.),
Реконструированные Антропосоли (городские и пригородные почвы,
полученные путем перемещения почвенного материала).
Для более детальной характеристики Антропосолей используются
квалификаторы, уточняющие характер антропогенных преобразований
и их влияние на почвенные свойства, например садовый, изрытый,
унавоженный, ирригационный, уплотненный, загрязненный и др.
Квалификаторы не имеют иерархии и добавляются в произвольном порядке. Для
1 Французская классификация почв представляет собой реферативную базу. Это собрание
эталонов - центральных образов, с которыми при классификационном определении сравниваются
конкретные почвенные профили. Для определения типа почвы эталон дополнительно
характеризуется путем добавления предложенных квалификаторов. Например, Антропосоль Искусственная
рудериковая, урбанизированная, уплотненная.
46

2.1. Антропогенно-измененные и антропогенные почвы в основных классификациях
Реконструированных Антропосолей используется квалификатор
«происходящий из...», поскольку известно, что материал, на котором они
образуются, имеет почвенное происхождение.
Совсем молодые почвы на рыхлых и плотных естественных породах,
обнажение которых произошло в результате человеческой деятельности
(например, на дне карьера), описываются как Регосоли антропогенные.
Для отделения пахотных почв от нераспаханных введен
диагностический пахотный горизонт (L). Для пахотных почв используются квали-
фикаторы агроуплотненный, агриковый (указание на повышенное кута-
нообразование в подпахотных горизонтах), мелиорированный (для
химически мелиорированных почв).
♦ ♦ ♦
В Классификации почв Китая 1994 г. антропогенные почвы
рассматриваются в единой системе с природными, и все антропогенные
почвы объединены в порядок Антросолей. В новой классификации 2001 г.,
разрабатываемой китайскими почвоведами в соответствии с
принципами WRB и Soil Taxonomy, и названной «Китайской почвенной
таксономией», антропогенным почвам уделено много внимания, даже больше,
чем в исходных системах. Как и в системах FAO\WRB, на самом высоком
уровне выделены антропогенные почвы -Anthrosols, включающие в себя
только агрогенные, по наличию в них диагностических «антропогенных
эпипедонов»1. Они охарактеризованы подробнее, и им даны несколько
иные названия, чем в международной системе.
Агроирригационный горизонт (irragric), являющийся тоже
результатом длительного орошения мутными водами, назван заиленным или
Пашковым (siltigic). Он имеет мощность более 50 см и содержание гумуса от
0,3% в верхней части до 0,2% в нижней, слабо различимую остаточную
слоистость при высокой однородности всех морфологических и
химических свойств. Подробно рассмотрены механизмы аккумуляции тонких
частиц - наилков, которые могут осаждаться из ирригационных вод или
накапливаться в искусственных водоемах и использоваться впоследствии для
удобрения. В первом случае ежегодно должно накапливаться не менее 0,5 см
тонких частиц, во втором - 10 см. Обязательно присутствие артефактов, и
не обязательно - следов деятельности почвенной мезофауны.
Сравнение перечисленных признаков с критериями горизонта irragric
в WRB показывает специфику условий орошения на Великих
аллювиальных равнинах Восточного Китая.
1 Термин американской «Таксономии почв».
47

2. Принципы классификации антропогенно-измененных и антропогенных почв
Особенности китайского земледелия учтены и в определении
кумулятивного горизонта насыпных почв (cumulic). Ему также задается
повышенная мощность (50 см вместо 30 см у его аналога в WRB) и низкое
содержание гумуса - около 0,3%; кроме того, принимается во внимание
характер насыпного субстрата: из соседних гидроморфных или автомор-
фных почв, т.е. с признаками оглеения или без них.
Европейский горизонт «плагген» (см. главу 5), с узким спектром
свойств и строго определенным способом образования, заменен
горизонтом «филшк»1 - собственно огородным с «очень зрелым гумусом»,
вероятно, близким садовой земле, сильно окультуренным, орошаемым,
интенсивно переработанным дождевыми червями. Все перечисленные
свойства, как и высокое содержание фосфора, являются результатом
внесения разных органических веществ (отходов, отбросов, навоза,
пожнивных остатков) и очень тщательной обработки.
Четвертый антропогенный эпипедон китайской классификации -
верхний горизонт рисовых почв (см. главу 5), включает собственно
пахотный, точнее, обработанный или особым образом размятый (puddling)
и плужную подошву. В определении горизонта учтены приемы и время
обработки, гидротермический режим, даны количественные параметры
цвета и плотности. Горизонт назван «антростагниковым», а его водный
режим - антроаквиковым или антростагниковым.
Таким образом, выделенные в китайской классификации верхние
пахотные горизонты Антросолей в основном повторяют горизонты
международной классификации, но отличаются более конкретными и
детальными характеристиками, учитывающими многовековой опыт
трудолюбивых китайских земледельцев. По-видимому, китайским вариантам
горизонтов для того и даны несколько иные названия, чтобы отличить их
от почти аналогов системы WRB.
Интересно выделение подпочвенных горизонтов в китайской
классификации: среди 22 горизонтов 2 представляют собой антропогенно-
модифицированные варианты природных. Как и в американской
«Таксономии Почв», имеется горизонт «агрик» с аналогичной диагностикой.
Вторым горизонтом является срединный горизонт рисовых почв - «гид-
рагрик», близкий аналогичному горизонту (подгоризонту?) европейских
систем, но определенный там недостаточно ясно.
Прекрасное знание рисовых почв, формирующихся в широком
спектре почвенно-климатических условий, позволил китайским почвоведам
во-первых, разделить верхний стагниковый и нижний гидраргиковый
1 Термин системы FAO, 1988 г.
48

2.2. Отображение антропогенных изменений в «Классификации почв» (1997)
горизонты, во-вторых, дать новое и четкое определение последнего.
Своеобразным диагностическим свойством горизонта является присутствие
новообразований гидроксидов марганца в ряду признаков глеевой
мобилизации и миграции железа и марганца.
Кроме Лнтросолей в последней китайской классификации на более
низких уровнях выделены почвы с антропогенными признаками,
например, Антростагниковые Ферралъсоли (ферралитные почвы,
трансформирующиеся в рисовые почвы).
♦ ♦♦
В Австралийской почвенной классификации (Isbell, 1996)
выделяется порядок Антропосолей. Почвенные разности, составляющие этот
порядок, соответствуют почвам групп Антросолей и Регосолей в WRB.
♦ ♦♦
В национальных классификациях некоторых стран ярко отражается
специфика природных условий и сельского хозяйства. Так, среди
антропогенных почв Нидерландов (De Bakker, 1979) подробно описаны и
классифицированы различные торфяные и оторфованные
мелиорированные почвенные разности и почвы плагген. В классификации почв
Японии (1986) различные разности рисовых почв занимают высокое
классификационное положение и рассматриваются подробно.
2.2. Принципы отображения антропогенных изменений
в новой «Классификации почв России» (1997)
и их использование в данном пособии
В новой Классификации почв России 1997 г. была предпринята
попытка отразить все разнообразие антропогенных и
антропогенно-измененных почв в единой классификационной системе. Этому
способствовал субстантивно-генетический характер классификации,
построенной на основании морфологической диагностики почвенного
профиля как системы диагностических горизонтов. Предшественницей новой
классификации почв России можно считать работу В.М. Фридланда
«Основные принципы и элементы создания базовой классификации почв и
программа по ее созданию» (1982) и «Классификация почв СССР»
(1997; Шишов, Соколов, 1989)1. Попытки создания новой
классификации были также обусловлены желанием улучшить корреляцию и сбли-
1 Шишов Л.Л., Соколов И.А. Генетическая классификация почв СССР. // Почвоведение. 1989,
№4, с. 112-121.
4 — 3193
49

2. Принципы классификации антропогенно-измененных и антропогенных почв
зить принципы диагностики и систематики почв в отечественной и
основных мировых классификациях (Soil Taxonomy и FAO/WRB).
Принципы систематизации антропогенных почв и почвоподобных тел
разрабатывались в классификациях и других исследователей (Лебедева И.И.,
Тонконогов В.Д., Шишов Л.Л., 1993; Соколов И.А., 1991; V. Tongonogov,
М. Gerasimova, I. Lebedeva, 2002).l
Задачи создания новой классификации почв определялись
стремлением авторов дополнить классификацию новыми почвенными выдела-
ми, в том числе связанными с антропогенными воздействиями на почвы,
в первую очередь на почвы традиционного земледелия.
Отличительной чертой новой российской классификации почв
является введение понятия «типодиагностический горизонт», комбинации
этих горизонтов образуют типы почв. Среди предлагаемого набора
горизонтов имеются и горизонты антропогенной трансформации почв,
кроме того, среди генетических признаков, используемых для выделения
подтипов, имеется целая группа «антропогенно-обусловленных»
диагностических признаков (см. Приложение). Примером первых могут послужить
«агротемногумусовый», «минерально-торфяный» горизонт, вторых -
«антропогенно-переуплотненные», «постпахотные» признаки.
Классификационное положение антропогенно-измененных почв в
«Классификации почв России, 1997», в соответствии с ее принципами,
обуславливается в основном степенью трансформации почвенного
профиля, а не целями или способами воздействия, и учитывает
исключительно результаты, отраженные в профиле почв и его свойствах. Как и в
случае природных почв, ими являются диагностические горизонты и
признаки. Однако учитываются и различия в характере трансформации почв,
например, химически загрязненные горизонты могут быть
морфологически почти не изменены, но фактически их наличие диагностирует
новую почвенную разность.
В «Классификации.., 1997» в качестве самостоятельных типов
выделены почвы, сформировавшиеся под влиянием деятельности человека
и имеющие среди горизонтов профиля антропогенно-преобразованные
(названные типодиагностическими). Например, тип природных дерно-
1 Лебедева И.И., Тонконогов В.Д., Шишов Л.Л. Классификационное положение и систематика
антропогенно-преобразованных почв. // Почвоведение, 1993, №3.
Соколов И.А. Базовая субстантивно-генетическая классификация почв // Почвоведение, 1991, №3.
V. Tongonogov, M. Gerasimova, I. Lebedeva. Genetic soil classification system - what is its object?,
Soil Classification 2001. Contributions to the International Symposium «Soil Classification 2001»
8-12 October 2001, Velence, Hungary. Erica Micheli, Freddy O. Nachtergaele, Robert J.A. Jones &
Luca Montanarelli (eds). European Soil Bureau Research Report No.7, EUR 20398 EN (2002).
50

2.2. Отображение антропогенных изменений в «Классификации почв» (1997)
во-подзолистых почв диагностируется по следующему спектру
горизонтов: гумусово-аккумулятивный - элювиальный - текстурный -
материнская порода, а тип агродерново-подзолистых имеет вместо природного гу-
мусово-аккумулятивного соответствующий пахотный, при сохранении
остальных горизонтов.
Антропогенно-измененные почвы рассматриваются как
определенный этап естественно-антропогенной эволюции почв, следовательно,
степень антропогенной трансформации почв может быть различна и
фиксируется в классификации на разных таксономических уровнях.
Таким образом, типовую специфику профиля определяет наличие
нового антропогенного или антропогенно-трансформированного
поверхностного горизонта или системы горизонтов. Эти горизонты
гомогенны, имеют отличную от естественных организацию почвенной массы,
характеризуются изменением вещественного состава и иными свойствами.
Рисунок 2.1 иллюстрирует соотношение степени изменения
профиля и классификационное положение почвы.
Частично
преобразованные
верхние горизонты
при сохранении
естественного
профиля
Антропогенно-
естественные
подтипы в типах
естественных
почв
Новый горизонт
встроен в систему
горизонтов
естественных почв
Типы
антропогенно-естественных
почв в отделах
вместе с
естественными почвами
Новая система
горизонтов
Тип
антропогенных почв в
отделах
антропогенных почв
Рис. 2.1. Характер изменения профиля и таксономический уровень
антропогенно-преобразованных почв (Классификация почв
России, 1997)
Необходимо отметить, что более разработаны отделы
классификации агрогенно-преобразованных почв, и лишь в общих чертах намечены
пути классификации почв, трансформированных при других видах
землепользования. Несмотря на декларируемую независимость от способа
4* 51

2. Прыниипы классификации антропогенно-измененных и антропогенных почв
антропогенного воздействия, агрогенным почвам уделяется больше
внимания в силу их лучшей изученности.
В специальном разделе представлена систематика непочвенных
«техногенных поверхностных образований» (ТПО), к которым авторы
отнесли характеризуемые в данной книге группы городских почв - Урбанозе-
мы и сконструированные при различных видах рекультивации земель -
Техноземы.
По определению авторов классификации, ТПО - «целенаправленно
сконструированные почвоподобные тела, а также остаточные продукты
хозяйственной деятельности, состоящие из природного и/или
специфического новообразованного субстрата». Слои ТПО не рассматриваются
как генетически сопряженные горизонты. В основу систематики ТПО
положен вещественный состав субстратов, из которых они сложены. На
более низком уровне отражаются морфологические особенности
профиля, природное или искусственное происхождение и, в ряде случаев,
химический состав материала. ТПО - это почвоподобные тела (квазиземы)
и грунты (фабрикаты) (Классификация почв России, 1997; V. Tongonogov,
М. Gerasimova, I. Lebedeva, 2001).
♦ ♦ ♦
Классификации почв являются наглядным отражением состояния
почвоведения в целом и характеризуют степень изученности различных
проблем и объектов. Систематике и диагностике почв и, в частности,
антропогенно-измененных почв можно посвятить не одну главу. Мы ограничились
кратким обзором основных классификаций, приведенных в Приложении.
При рассмотрении антропогенно-измененных и антропогенных почв
были использованы принципы «Классификации почв России, 1997», т.е.
приоритет строения профиля в сочетании с «технологическим подходом»,
т.е. учетом типа антропогенного воздействия на высоком уровне
разделения почв. Полностью следовать принципам этой классификации
авторам данной книги не представляется возможным, поскольку мы исходим
из того, что свойства и генезис антропогенных почв всегда связаны с
особенностями воздействия (агро-, техно- и урбо-почвы).
Все обсуждаемые в книге почвы можно представить себе в виде
единого ряда - континуума, где свойства почв постоянно меняются в
зависимости от степени, интенсивности и характера антропогенной нагрузки.
Это существенно облегчает понимание связей между
антропогенно-нарушенной и природной частями почвенного покрова, а также анализа
процессов, протекающих в антропогенных почвах, особенно в случае
комплексных нарушений или при изучении изменений, происходящих в
антропогенных и антропогенно-измененных почвах во времени.
52

2.2. Отображение антропогенных изменений в «Классификации почв» (1997)
Целесообразно сгруппировать почвы по принципу - «от слабых
воздействий к сильным», и вместе с тем, выделить две большие смысловые
общности: почвы, измененные сельскохозяйственной деятельностью
человека и почвы техногенные, включающие в себя трансформированные
почвы городов и районов добычи полезных ископаемых.
♦ ♦ ♦
Почвы, измененные деятельностью человека, представляют собой
две большие общности почв.
Первая общность включает в себя почвы, находящиеся под
влиянием сельскохозяйственной и отчасти лесохозяйственной деятельности.
Почвы под лесными посадками и лугами, как правило, испытывают при-
родоподобные нарушения. Изменения в профиле бывают не слишком
велики и ограничиваются уровнем отдельных признаков. В связи с этим
и классификационное положение таких почв изменяется не кардинально
относительно их ненарушенных аналогов. Переход из одного -
природного типа в другой - антропогенный возможен только в том случае, если
спровоцированные человеческой деятельностью процессы носят
катастрофический характер (например, полное сдирание верхних горизонтов
при лесоразработках или интенсивная ветровая эрозия в местах
перевыпаса скота).
Свойства почв традиционного земледелия определяются как
природными факторами, так и антропогенными воздействиями, в основном
природоподобными, как и в предыдущем случае, но более мощными по
масштабам и интенсивности вызываемых ими изменений. Участие в
формировании почв воздействий, отличных от природных, ограничено.
Как было показано выше, в главных мировых классификациях агро-
генные почвы традиционного земледелия не отделяются от своих
естественных аналогов. Напротив, в отечественных системах классификации
присутствие в профиле почвы пахотного горизонта заставляет отделить
пахотную почву, или агро-почву по «Классификация.., 1997», от
естественной на высоком таксономических уровне - генетического типа почв.
Следуя «Классификации.., 1997» мы полагаем, что если под пахотным
горизонтом сохраняются какие-либо горизонты верхней части
профиля, то почва классифицируется как агро-почва (агроподзолистая, агро-
серая, агрочернозем). Если любой из пахотных горизонтов
подстилается диагностическим срединным горизонтом (текстурным,
солонцовым, аккумулятивно-карбонатным) или породой, то почва
классифицируется как агрозем с соответствующим дополнением (текстурный,
солонцовый, аккумулятивно-карбонатный, собственно агрозем). Дру-
53

2. Принципы классификации антропогенно-измененных и антропогенных почв
гими словами, почвы пашен традиционного земледелия занимают
промежуточное положение в классификационном поле: в зависимости
от степени трансформированности либо сохраняются среди
классификационных групп природных почв как типы агро-почв, либо
образуют отделы антропогенных почв, в частности, агроземов.
Общность сельскохозяйственных почв завершается такими
искусственными почвами, как плаггены, рисовые, хейлуту и другие.
Вторую большую общность образуют техногенные почвы. Они
сформированы из естественных или созданы заново и наиболее сложны для
классификационного разделения вследствие разнообразия и малой
изученности. При сильных и постоянных техногенных воздействиях
трансформируется система горизонтов исходной почвы, появляются новые
слои, горизонты и признаки, не свойственные данному типу и
природным факторам почвообразования. Варианты трансформации профилей
весьма многообразны и определяются комбинациями техногенных
факторов в большей мере, чем свойствами исходных объектов. В
соответствии с существующей на данный момент традицией, общность
техногенных почв рассматривается по группам факторов воздействия -
добыча полезных ископаемых и городская среда.
В настоящее время накоплен достаточно разноречивый опыт
исследователей техногенных почв и почвоподобных искусственных
образований. Однако рассматривая антропогенно-измененные почвы как
целостную систему и в значительной мере опираясь на изложенную выше
профильно-генетическую идеологию разделения агрогенных почв,
целесообразно использовать определения техногенных почв из работ Л.В. Ете-
ревской (1989), ряд представлений о технопедогенезе из работ Н.П.
Солнцевой с соавторами (1990, 1992), а также элементы классификации и
термины П.А. Суханова и В.И. Терентьева (1998), С.С. Трофимова и
Ф.А. Фаткулина (1977)1.
В случае техногенных почв ряд антропогенно-измененных почв
расширяется не только за счет различных почв с механическими
нарушениями-добавками, но и химически-преобразованных почв - хе-
моземов, а также искусственных почвоподобных образований - тех-
ноземов. Начальная стадия почвообразования после полного
нарушения почвенного покрова в случае отсутствия биологической
рекультивации приводит к формированию эмбриоземов (см. главу 6).
1 См. в списке литературы к главе 6.
54

2.2. Отображение антропогенных изменений в «Классификации почв» (1997)
Почвы городских территорий весьма разнообразны. Все они
испытывают специфическое воздействие городской среды, хотя, если
рассматривать только строение профилей, могут быть отнесены к
некоторым таксонам техногенных почв. Это могут быть естественные
почвы с урбаногенными признаками; эмбриоземы - молодые
слаборазвитые почвы; урбо-почвы - естественные
поверхностно-преобразованные, в разной степени нарушенные городской средой и
имеющие специфический городской горизонт «урбик»; почвы глубоко-
преобразованные - урбаноземы с горизонтом «урбик», лишенные
естественных генетических горизонтов; искусственно созданные,
«сконструированные» из насыпных или намывных грунтов почвопо-
добные тела - техноземы. На заасфальтированных территориях под
асфальтобетоном или другим дорожным покрытием формируется
особая группа тел - почвы «экраноземы» и запечатанные грунты.
Используя субстантивно-генетическую диагностику
«Классификация.., 1997» и опыт включения всех антропогенных и
антропогенно-измененных почв в общую классификацию, мы попытались отразить
единство всех рассматриваемых нами объектов, их связи между собой и с
миром природных - естественноисторических почв. Более того,
предложенная здесь система могла бы послужить базисом для дальнейших
усилий в области разработки единой классификации, объединяющей все
поверхностные тела нашей планеты, изучаемые почвоведением.
Таким образом, может быть описан единый ряд антропогенного
изменения почв от незначительных, вызванных слабыми природопо-
добными воздействиями, до кардинальных, вызванных
существенными преобразованиями, вплоть до уничтожения и искусственного
создания почвенного профиля.
Обеспечение генетического принципа классификации
невозможно без анализа происхождения почвы и учета факторов
почвообразования, причем часто определяющим является антропогенный (его
интегральным выражением служит способ землепользования). В связи
с этим целесообразно разделять всю общность антропогенных и
антропогенно-измененных почв на Техногенные, Агрогенные и Урбо-
генные почвы.
55

2. Принципы классификации антропогенно-измененных и антропогенных почв
Темы рефератов:
1. Систематика антропогенных и антропогенно-измененных почв в
современных отечественных классификационных системах.
2. Систематика антропогенных и антропогенно-измененных почв в
современных зарубежных классификационных системах.
3. Принципы классифицирования антропогенно-измененных почв
в России и за рубежом (сравнительный анализ).
Контрольные вопросы:
1. Сравнительный анализ подходов к классификациям антропогенных
почв в России и за рубежом.
2. Какие основные свойства антропогенных почв отражаются в
Международной классификации почв WRB, 1998 г. (World Reference Base for
Soil Resources)?
3. В чем разница подходов и что нового в Классификациях почв СССР и
России (1977 и 1997 гг.)?
4. Какие антропогенные изменения в свойствах почв отражаются в
классификациях?
5. В каких классификациях и на каком иерархическом уровне
выделяются сельскохозяйственные, техногенные и урбогенные почвы?
Основная литература:
Классификация почв России. М: Почв, ин-т им. В.В. Докучаева РАСХН,
1997,2000.
Красильников П.В. Почвенная номенклатура и корреляция.
Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 1999.
Дополнительная литература:
Ключи к таксономии почв. / Коллектив авторов. // Линкольн, Небраска:
Департамент сельского хозяйства США. Служба охраны почв. Изд. 7-е, 1997.
Почвенный справочник. Перев. с франц. - Смоленск: Ойкумена, 2000;
Referentiel pedologique / INRA, Paris, 1995.
Lecture Notes on the Major Soils of the World/ Ed. by Paul Driessen, Jozef
Deckers, Freddy Nachtergaele // FAO of the United Nations. Rome, 2001.
World Reference Base for Soil Resources. World Soil Reports 84.
ISSS\ISRIC\FAO // Rome, 1998. - ISSN 0532-0488.
Major Soils of the World. ISSS\ISRIC\FAO // Rome, 2001. CD-диск.
Soil Taxonomy. Second Edition. Soil Survey StafANatural Resources
Conservation Service \ U.S.Department of Agriculture // Washington, 1999.

АНТРОПОГЕННО-ИЗМЕНЕННЫЕ
ПОЧВЫ ПОД ТРАВЯНИСТЫМИ
И ЛЕСНЫМИ СООБЩЕСТВАМИ,
ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В СЕЛЬСКОМ
И ЛЕСНОМ ХОЗЯЙСТВЕ
Большая часть почв под лугами и сенокосами, пастбищами и лесными
культурами существует в условиях, близких к естественным.
Антропогенные воздействия на такие почвы аналогичны незначительным
количественным сдвигам в характеристиках природных факторов
почвообразования (за исключением лесопосадок по сплошным рубкам),
т.е. они совместимы с естественным ходом почвообразования и не
вызывают появления каких-либо необычных свойств почв. В верхних
горизонтах отмечаются незначительные изменения, которые скорее
можно считать положительными, чем отрицательными. Почвы
территорий, пройденных сплошными рубками, испытали существенные
трансформации под влиянием как прямых, так и косвенных воздействий,
интенсивных, преимущественно природоподобных, совместимых с
природными процессами.
Почвы под лугами, пастбищами, лесокультурами классифицируются в
рамках естественных выделов с дополнением природно-антропогенных
элементов (на уровне признаков). Переход в другой тип в связи с
рассматриваемой группой воздействий бывает скорее исключением, чем правилом.
3*1* Почвы малоинтенсивного использования -
под пастбищами, сенокосами, лесами
с подсадкой деревьев и выпасом
Почвы пастбищ и сенокосов на месте до-агрикультурных
травянистых сообществ почти не изменяются при соблюдении разумных
пастбищных нагрузок, о чем свидетельствует немногочисленные публикации.
Практически неизмененными остаются и почвы лесных пастбищ, на которых
больших стад не выпасают. При умеренном выпасе и/или подсеве луговых
трав и даже при внесении минеральных удобрений на улучшенных
пастбищах, лугах и сенокосах происходят незначительные (положительные)
изменения отдельных свойств гумусовых горизонтов: содержания и соста-
57

3. Антропогенно-измененные почвы под травянистыми и лесными сообществами
ва гумуса, плотности, рН. Масштабы изменений близки величинам
пространственной вариабельности или сезонных флуктуации этих параметров.
Причины незначительности изменений связаны с особенностями
поступления фитомассы в почву. На пастбищах отчуждаемая фитомасса
(поедаемая скотом) быстро возвращается в почву, на лугах происходит ее
частичная потеря при сенокошении. Однако, хорошо известно, что в
травянистых сообществах поступление органических остатков в почву
определяется массой корней, и уменьшение объема надземной части
растений на лугах слабо сказывается на величине ежегодной продукции.
Однако при средних и высоких пастбищных нагрузках некоторые
изменения в свойствах почв все же имеют место. Уменьшение
биоразнообразия в растительности не может не повлиять на почвенную биоту,
состав которой также обедняется. Следствия этого процесса для
почвенного гумуса и связанных с ним почвенных свойств слабо улавливаются
аналитическими методами и носят частный характер. Однако изреживание
растительного покрова сказывается на верхних горизонтах почв,
приводя к перевеванию (дефляции) легких почв, главным образом в степных и
более южных районах и, напротив, к переуплотнению и
переувлажнению суглинистых и глинистых почв. Признаки глееватости нередки в гу-
мусово-аккумулятивном горизонте дерново-подзолистых и дерновых почв
и под нетронутой растительностью, однако они могут усиливаться в
результате антропогенной смены растительных сообществ и уплотнения
почвы. В крайне редких случаях они достигают такого развития, что
образуется новый почвенный горизонт, и почва трансформируется на уровне типа.
Дефляция в субаридных и аридных территориях в крайнем
проявлении приводит к разрушению или погребению почв (район
экологического бедствия - Черные Земли в Калмыкии). При дефляции средней
интенсивности на участках выдувания верхние почвенные горизонты
разрушаются, как правило, до уровня плотного срединного горизонта, а в
аккумулятивных позициях образуются почвы с повышенной мощностью
верхнего горизонта или с накоплением слоя мелкозема на поверхности1.
Слабая дефляция, идущая параллельно с почвообразованием, лишь
слегка изменяет профиль почв, уменьшая или увеличивая мощность
верхнего горизонта. Поскольку дефляции обычно подвергаются песчаные
почвы с их слабо дифференцированными на горизонты профилями, эти
изменения не всегда определимы.
1 Если эти процессы достигли значительного развития, они отражаются в классификации почв
(1997 г.) следующим образом: в первом случае формируются абраземы, во втором - стратоземы.
58

3.2. Почвы вырубок и лесных посадок
Ведение рационального лесного хозяйства с санитарными рубками,
подсевом лесообразующих пород, сенокошением или выпасом скота на
полянах, ограниченным рекреационным использованием не влияет на
почвы, т.к. перечисленные действия аналогичны природным сукцессиям
и другим событиям в жизни леса.
Таким образом, почвообразование под рационально
используемыми лугами, лесами, пастбищами и сенокосами аналогично природному
ходу событий и не фиксируется в морфологических и устойчивых
химических свойствах почв. При умеренных пастбищных нагрузках в
верхних горизонтах почв происходят природоподобные трансформации;
только катастрофические ситуации способны резко изменить почвы.
3.2. Почвы вырубок и лесных посадок
Земли под сплошными рубками в лесной зоне, посадками лесных
культур вдоль дорог и в полезащитных полосах в степной зоне можно
отнести к землям, подвергшимся однократному сильному природоподоб-
ному воздействию. При заготовке и вывозе древесины в результате
воздействия тяжелых машин катастрофически меняется растительный
покров и, как следствие, трансформируются многие свойства и
гидротермический режим почв. Дальнейшая эволюция почв под лесом,
сенокосом, пашней или лугом определяется положением в той или иной
природной зоне и последующими действиями человека. Посадки леса в
степи менее устойчивы и долговечны, чем посадки на вырубках в тайге, они
требуют проведения культуртехнических мероприятий и регулярного
ухода. Влияние лесных посадок на почву в начальный период их роста
значительно, хотя и эфемерно в масштабах жизни почвы.
Сходство изменений в почвах вырубок разных зон определяется
двумя главными причинами: перестройкой водного и температурного
режимов почвы и механическими нарушениями почвенных горизонтов, обычно
охватывающими верхние 20-40 см. Так, в случае сплошных рубок резко
падает эвапотранспирация, и почвы таежных, иногда и лесостепных
ландшафтов испытывают поверхностное заболачивание. Одновременно
увеличивается общая освещенность поверхности и дневные температуры
почвы. Почва в таежно-лесной зоне, на которой была проведена посадка
лесных культур, постепенно возвращается к исходному водно-тепловому
режиму. Создание лесных полос в лесостепи и степи, соответственно,
поддерживает или формирует «лесные» черты гидротермического режима почв,
в первую очередь, более равномерное и повышенное увлажнение, а также
меньшие амплитуды суточных и сезонных температур.
59

3. Антропогенно-измененные почвы пол травянистыми и лесными сообществами
Антропогенные модификации рассматриваемой группы почв
немедленно и отчетливо проявляются в их верхних горизонтах. Они связаны с
механическими нарушениями и перемешиванием при рубках или
посадках верхних 20-40 см и больше при трелевке, корчевании пней, заложении
канав для посадки саженцев.
При создании лесных полос на степных пахотных территориях под
пологом леса быстро формируется подстилка, поселяются лесные виды
почвенной фауны и развивается маломощный «лесной» аккумулятивно-
гумусовый горизонт на фоне мощного черноземного гумусового профиля.
Таким образом, изменения почвенных режимов в связи с уничто- I
жением или посадкой леса достаточно отчетливы и связаны с
зональным положением объектов. Для таежно-лесной зоны характерен цикл
«заболачивание - разболачивание», в степных и лесостепных
искусственных лесах отмечают «гумидизацию» и уменьшение континенталь-
| ности почвенного климата.
Рассмотрим подробнее отдельные, наиболее выразительные и
хорошо изученные варианты изменений почв вырубок на разных этапах
лесовозобновления. Интенсивная эксплуатация огромных лесных
массивов привела к формированию обширных вырубок как в Европейской
России, так и в Сибири.
3*2.1. Таежно-лесная зона
После рубки леса возможны следующие варианты смен видов
землепользования:
1. Лес - вырубка - лес путем естественного зарастания;
2. Посадка лесокультур сразу по вырубке;
3. Сенокос по вырубке (суходольный луг).
Наибольшее внимание исследователей динамики почв привлекли
вырубки в южной тайге на вторичных моренных равнинах с покровом
пылеватых суглинков. Были выявлены несколько вариантов
дерново-подзолистых почв, соответствующих разным стадиям развития вырубок.
Рассмотрим их подробнее на основании работ Ю.А. и В.Т. Орфанитских
(1971)', B.C. Шумакова и В.Н. Кураева (1985)2, Л.О. Карпачевского и др.
1 Орфаиптский Ю.А., Орфаиптский ВТ. Почвенные условия таежных вырубок. М.: Лесная
промышленность. 1971, с. 48-52.
: Шумаков B.C.. Кураев В.Н. Методические рекомендации по почвенно-экологической оценке
вырубок в лесной зоне. М.: В НИ ИЛ М. 1985.
60

3.2. Почвы вырубок и лесных посадок
(1986) и собственных материалов с точки зрения пространственных
различий в нарушенных почвах и стадийности зарастания вырубок лесом с
соответствующими изменениями свойств почв. Изменения почвенного
профиля и строения почвенного покрова зависят от сезона
лесозаготовительных работ, технологии лесозаготовок, последующего использования
лесосек. Любая технология нарушает почвенный профиль и почвенный покров.
На вырубках образуются следующие участки с разными
вариантами нарушений (рис. 3.1):
• лесовозный волок (10-20% площади), наиболее нарушенная часть
лесосеки, с резкими перепадами высот; к верхним почвенным
горизонтам примешано до 80% порубочных остатков. Почва
уплотнена и оглеена, часто заболочена;
• трелевочные участки с бороздами и ямами глубиной до 40-70 см,
занимают до 20% площади вырубки;
• участки со средней степенью нарушенности, наиболее
распространенные на вырубке - до 50%;
• повышения у пней и пространства с сохранившимися лесными
почвами (около 10% площади);
• заболоченные западины и ямы.
Почвенные профили лесовозного волока проходят стадию
заболачивания, как и почвы участков трелевки.
Условные обозначения:
магистральный волок с лежневкой
Зк] - трелёвочные нарушения
Q - средненарушенные участки
[jfc] - ненарушенные участки
[#] - порубочные остатки, бросовая древесина
р~1 - граница вырубки
Рис. 3.1. Схема свежей вырубки в Тверской области (Тощева, 19881)
1 Тощева Г.П. Изменение почвенного покрова на вырубках ельников южной тайги. Автореферат
канд. дисс, 1988.
61

3. Антропогенно-измененные почвы под травянистыми и лесными сообществами
В почвах средненарушенных участков, на микроповышениях, более
отчетливы проявления гумусово-аккумулятивного процесса. По мере
зарастания вырубки развиваются процессы накопления торфа и оглеения.
Аккумулятивно-гумусовый и глеевый процессы распространяются и на
ненарушенные почвенные профили вокруг пней.
Механические нарушения почв рубками формируют искусственные
слои, которые при зарастании лесосек начинают трансформироваться в
почвенные горизонты. Стадии зарастания вырубок с соответствующими
проявлениями процессов эволюции дерново-подзолистых суглинистых
почв хорошо известны, возрастные границы стадий близки в разных
частях таежно-лесной зоны (рис. 3.2).
Рассмотрим особенности почвенных процессов отдельных стадий ле-
совосстановления на примере елово-мелколиственного подмосковного леса.
Учитывая пестроту нарушений на вырубках, для анализа сукцессии
растительных сообществ и соответствующих трансформаций
дерново-подзолистых почв выбран «фоновый» средненарушенный участок.
Вырубки до 5 лет. Удаление древесной растительности сильно
влияет на микроклимат территории. Существенно изменяется
температурный режим. Поверхностный слой почвы прогревается на 2-4°С сильнее,
чем в лесных почвах. Молодым вырубкам соответствуют оглеенные по-
верхностно-турбированные дерново-подзолистые почвы с насыпным
горизонтом R, состоящим из материала других, преимущественно верхних
горизонтов. К нему примешаны порубочные остатки, измельченная
подстилка и остатки растений мохово-травянистого яруса. При рубках и
последующих посадках 2-4-летних саженцев отмечается разрушение
исходной структуры, неравномерное уплотнение, образование микрорельефа,
что создает условия для локального избыточного увлажнения.
Вырубки 5-10-летнего возраста (или до 5 лет в случае более слабых
механических нарушений) представлены злаково-влажнотравно-щучко-
выми сообществами с малиной. Они характеризуются присутствием
маломощного дерново-гумусово-аккумулятивного горизонта со слабой
структурностью, светлой окраской, насыщенностью корнями и
интенсивным оглеением («заболачиванием» как первым этапом сукцессион-
ного цикла, по А.П. Кощееву1).
На следующей травяно-лесной стадии (10-20 лет существования
вырубки) продолжается глубокое преобразование перемешанных
слоев. Верхний горизонт, относительно темный и насыщенный корнями,
1 Кощеев А.П. Заболачивание вырубок и меры борьбы с ним. М.: Изд-во АН СССР, 1955.
62

3.2. Почвы вырубок и лесных посадок
достигает мощности 10 см. Он имеет несколько большую мощность во
влажных почвах, где также заметнее сдвиг значений рН в кислую
сторону. Для данной стадии характерно начало процесса «разболачивания»
- уменьшение количества мелких железистых конкреций,
исчезновение сизоватых тонов окраски. Заметно возрастает содержание
легкоподвижных форм железа, достигая наиболее высоких значений в
рассматриваемом ряду почв.
Рис. 3.2. Эволюция почвенных профилей на вырубках (Тощева, 1988)
Формирование лесного ценоза через 20-40 лет после рубки
улучшает дренированность сильно нарушенных участков, что приводит к
замедлению процессов заболачивания; идет накопление лесного опада и
формирование подстилки.
На почвах старых вырубок (40-60 лет) формируется лесная
подстилка, дифференцированная на 2 слоя (L и F), мощностью 2-4 см. Дерново-
гумусовые или грубогумусовые горизонты более ранних стадий
трансформируются в гумусово-аккумулятивные или гумусово-элювиальные
горизонты небольшой мощности, они подстилаются переходным
осветленным горизонтом, вероятно, «остаточным» от предыдущих стадий.
Почвы, прошедшие стадию заболачивания, имеют хорошо выраженный
ортштейновый осветленный элювиальный горизонт. Содержание гумуса
63

3. Антропогенно-измененные почвы под травянистыми и лесными сообществами
в верхнем горизонте приближается к таковому в почвах коренных лесов,
продолжается слабое подкисление.
По достижении новым лесным ценозом возраста 60-100 лет почвы
еще отличаются от почв ненарушенных лесов. В поверхностных
горизонтах встречаются осветленные остатки элювиального горизонта и
глинистые фрагменты иллювиального, частично утратившие исходную оре-
ховатую структуру и бурый цвет.
В восстановленных лесных сообществах почвенный покров
приобретает черты, характерные для южнотаежного леса. Однако не
всегда удается констатировать полное восстановление исходных
морфологических и химических свойств почв.
Почвы на вырубках в средней тайге характеризются более сильным
оглеением, как начальным, так и сохраняющимся после завершения сук-
цессионного цикла, меньшим развитием признаков
аккумулятивно-гумусового процесса при слегка более растянутых сроках смены аналогичных
стадий. В северной тайге сплошные рубки вызывают более резкие
изменения почвенных процессов и почв, вплоть до необратимого перехода
относительно дренированных почв подзолистого ряда в переходные к
болотным (глееподзолистые —> торфянисто-подзолисто-глееватые —> торфяно-
подзолисто-глеевые), т.е. изменения почв «выходят за рамки» типа.
♦ ♦ ♦
«Сенокос или суходольный луг по вырубке» существует в таежной зоне
до тех пор, пока поддерживается система сенокошения и/или достаточно
интенсивного выпаса, препятствующая естественному возобновлению
кустарниковой, а затем - лесной растительности. Сформировавшийся на
молодой вырубке аккумулятивно-гумусовый горизонт развивается под
сенокосом или пастбищем; обычно он сохраняет устойчивые признаки
поверхностной глееватости. Если режим сенокошения-выпаса
прекращается, постепенно возобновляется вторичный, или условно-коренной лес,
однако достаточно длительное время сохраняются признаки аккумулятивно-
гумусового почвообразования. Так, гумусовые горизонты фиксировались в
столетних ельниках по суходольному лугу. Поэтому при зарастании
вырубок вторичных лесов формирование почв, свойственных ранним стадиям
сукцессии, идет быстрее, чем на вырубках по «целинным» лесным почвам.
Сопряженный анализ свойств почв таежно-лесной зоны и
исторических материалов, проведенный разными исследователями, приводит к
выводу о частой смене видов землепользования (пашня - луг - лес) и
далеко не повсеместном отражении их последствий в памяти почв.
64

3.2. Почвы вырубок и лесных посадок
3.2,2. Степная и полупустынная зоны*
Влияние полезащитных лесных полос на почвы
Рассмотрим кратко основные изменения свойств почв на двух
наиболее известных, «классических» примерах влияния
агролесомелиорации на свойства почв: «Докучаевского оазиса» в Каменной степи на
черноземах обыкновенных и Джаныбекского стационара в Прикаспийской
низменности на светло-каштановых почвах и солонцах - компонентах
почвенных комплексов.
В Каменной степи посадки широколиственных пород (дуба, ясеня,
вяза, липы) были проведены в начале XX в. по инициативе В.В.
Докучаева и под руководством известного лесовода Г.Ф. Морозова. Помимо
своего многоцелевого практического назначения, они имеют огромное
теоретическое значение для геоботаников, физиологов, зоологов, лесоводов
и, конечно, почвоведов, для решения последними вопросов эволюции
черноземов под лесом, влияния на черноземы повышения уровня
грунтовых вод, устойчивости исходных и вновь сформированных «лесных»
свойств черноземов.
Докучаевский оазис в Каменной степи представляет собой систему
лесных полос разного состава, размера, возраста и конфигурации в
сочетании с полями, прудами и водохранилищем на пологих отрогах Калачс-
кой возвышенности. За прошедшие 100 лет уровень грунтовых вод (по
данным постоянных наблюдений в «Докучаевском колодце») поднялся
на 2 м. Существенно уменьшились сезонные и суточные амплитуды
климатических показателей, увеличилось увлажнение и изменился
микроклимат в «широколиственном лесу», т.е. в 100-летней лесной полосе шириной
200 м, приблизившись к таковым в лесостепи. В результате исходные
степные черноземы, определяемые как обыкновенные (некоторыми
исследователями как типичные), диагностируются как выщелоченные. В них
опустилась глубина вскипания на 30-40 см, сегрегационные формы
карбонатов (белоглазка) сменились мобильными - трубочками и
псевдомицелием, увеличилась мощность гумусового профиля, изменилось
структурное состояние, а также численность и состав почвенной фауны.
Трансформация гидрологического режима в пределах всего
Докучаевского оазиса вследствие «гумидизации» атмосферного климата и
подъема уровня грунтовых вод вызвала появление пятен
переувлажненных почв - мочаров, в мезо- и микропонижениях вблизи лесных полос.
В Прикаспийской низменности по инициативе и под руководством
А.А. Роде в 60-х годах была проведена сложная система агролесомели-
ортивных мероприятий на почвах полупустынного солонцового комплек-
5-3193 65

3. Антропогенно-измененные почвы под травянистыми и лесными сообществами
са: светло-каштановых, в том числе солонцеватых, солонцах, лугово-каш-
тановых и темноцветных почвах падин. Одним из ее элементов было
создание лесных полос из вяза мелколистного, оказавших значительное
влияние на почвы комплексов, в первую очередь, на их водный режим.
Задержание снега с соответствующим увеличением влагооборота почв
преобразовало водный режим солонцов «из непромывного в миграцион-
но-потускулярный периодически промывной» (Вомперский и др., 2000).
Вторым важнейшим элементом мелиорации полупустынных почв была
плантажная вспашка на глубину 40-50 см для вовлечения в пахотный
горизонт «собственного» гипса как мелиоранта. На плантажированных
почвах проводились посадки лесных культур. Подобное
целенаправленное изменение факторов почвообразования существенно повлияло на
свойства почв. Однако адекватная оценка трансформации свойств почв,
в первую очередь солевого режима, в результате комплекса
агролесомелиоративных мер затруднена наложением влияния повышающегося
зеркала грунтовых вод в связи с поднятием уровня Каспийского моря1.
Тем не менее, за 40 лет существования лесных насаждений во всех
почвах, прежде всего в солонцах, отмечены процессы рассоления,
изменение солевого состава, форм солевых новообразований, ослабление
солонцовых признаков и увеличение содержания гумуса (рис. 3.3).
Статистически достоверно установлено, что вынос солей из солонцов
охватывал двухметровую толщу (Соколова и др., 2000). Вынос солей вызвал
переупаковку почвенных частиц и способствовал уплотнению почвы.
Процесс рассолонцевания проявился в снижении доли поглощенного натрия
с 50 до 6-10% (Вомперский и др., 2000). В связи с сокращением объема
агромелиоративных мероприятий в 90-е годы по экономическим
причинам, совпавшим с общими природными трендами, началось разрушение
лесных полос (усыхание вяза мелколистного) и наметилась тенденция к
восстановлению исходных лабильных свойств почв.
Сравнение эволюционных состояний почв лесных полос в степной
и полупустынной зонах позволяет сделать вывод о различной
устойчивости антропогенных признаков в почвах этих зон. Более суровый климат
полупустыни, в сочетании с глобальными изменениями
гидрологического режима Прикаспийской низменности, является причиной обратимости
новообразованных почвенных свойств, в отличие от степной зоны, где
лесные черты исходно степных почв несколько более устойчивы.
1 С начала 80-х годов XX в. УГВ на территории Прикаспийской низменности поднялся в
среднем на 2 м.
66

3.2. Почвы вырубок и лесных посадок
О CMi
40|
80
120J
160
200
тши
N
l\ ч М
А1А2
Вса
W0 _%Г »-Чг-Лг«ЛР*-ЛМ
N N ,/ J BCca, cs, s U ~ -
N 1 |\ N \,
Bca, cs, s
\4o
N \ M
Apca
Bca
Bca, cs
BCca, cs, s
Apca
ВЩЯВса
Bca, cs
BCca, cs
Через 20 лет
Исходный
солонец
Горизонты: la»*A*d карбонатный с белоглазкой
Через 35 лет
J с выцветами легкорастворимых солеи
] с мелкокристаллическим гипсом
Граница вскипания
Рис. 3.3. Изменения солевых профилей солонца в результате
агролесомелиоративных мероприятий в Джаныбеке (по Соколовой и др., 2000)
♦ ♦ ♦
Таким образом, подзолистые почвы вырубок превращаются в глее-
ватые и даже глеевые, т.е. подзолисто-болотные; черноземы старых
лесных полос трансформируются на уровне подзонального подтипа, в
почвах солонцового комплекса заметно изменяется солевой профиль.
Вместе с тем, почвы вырубок и лесных посадок эволюционно
неустойчивы: при снятии нагрузки почвенные свойства стремятся к
исходным параметрам, как в гумидных, так и в аридных условиях.
Исключение представляют результаты воздействия человека на фитоценозы
лесостепи, климатические условия которой поддерживают в равной мере
существование лесных и травянистых сообществ на серых почвах.
Итак, в почвах вырубок и лесных посадок имеет место
трансформация верхних горизонтов (на фоне почти неизмененных
срединных) в результате сильных однократных природоподобных
воздействий. В большинстве случаев эти воздействия вызывают изменения
в классификационном положении почв на уровне не только вида, но
и подтипа и даже типа.
5*
67

3. Антропогенно-измененные почвы под травянистыми и лесными сообществами
Темы рефератов:
1. Изменения в почвах и почвенном покрове при рубках леса.
2. Структура почвенного покрова лесных вырубок.
3. Изменения свойств пахотных почв при зарастании их лесом.
4. Изменения в почвах полезащитных лесных полос.
5. Опыт агролесомелиорации в полупустынной зоне и изменение
солевых профилей почв солонцового комплекса.
Контрольные вопросы:
1. Какие свойства почв пастбищ подвергаются трансформации?
2. В чем причина экологического бедствия в районе Черных Земель?
3. Как изменяются условия увлажнения на вырубках в разных подзонах
таежной зоны?
4. С чем связана пестрота почвенного покрова вырубок?
5. В чем причины «гумидизации» почвенного климата искусственных
лесов в степи и лесостепи?
6. Что происходит в почвах под самыми старыми лесными полосами в
Каменной степи?
7. Как изменяется профиль солонца в результате агролесомелиорации в
Прикаспийской полупустыне?
Литература
Вомперский С.Э., Оловянникова И.Н., Базыкина Г. С, Сапанов М.К.,
Сиземская МЛ. Основные итоги биогеоценотических исследований и
лесомелиорации в полупустыне Северного Прикаспия. // Почвоведение, №11,2000,
1305-1318.
Карпачевский Л.О., Строганова М.Н., Баранова О.Ю., Тощева Г.П.,
Щеголькова ИМ. Эволюция почвенного покрова при лесовосстановлении. //
Успехи почвоведения. Советские почвоведы к XII Международному
конгрессу почвоведов в Гамбурге. М: Наука, 1986, с. 135-143.
Соколова Т.А., Сиземская МЛ., Сапанов М.К., Толпешша И.И.
Изменение содержания и состава солей в почвах солонцового комплекса Джаныбек-
ского стационара за последние 40-50 лет. // Почвоведение, №11, 2000, 1318-
1328.
Холопова Л. Б. Динамика свойств почв на разных стадиях
лесовозобновления после сплошной рубки древостоя. // Динамика естественных и
искусственных лесных биогеоценозов Подмосковья. М.: Наука, 1987, с. 62-79.

I АГРОГЕННЫЕ ПОЧВЫ
(ПАХОТНЫЕ)
4.1. Общие черты, элементы систематики
и распространение
Основное внимание в главе уделяется обычным пахотным почвам,
созданным традиционным земледелием за 50-300 лет и испытавшим
разные приемы ведения хозяйства: от «высокозатратного,
индустриального, с высокими технологиями и интенсивной химизацией» до
нулевого - состояния залежи. Сочетание в почвах природных и
антропогенно-обусловленных признаков определяет индивидуальность,
функционирование и диагностику агрогенных почв.
При всех различиях в природных условиях, строении исходных
почвенных профилей и сельскохозяйственных технологий, во всех
агрогенных почвах формируется относительно однородный слабо
структурный, с четкой нижней границей пахотный горизонт -
новый естественно-антропогенный горизонт.
Присутствие в профиле почвы пахотного горизонта является
важным элементом диагностики и классификации в отечественных
классификационных системах. В «Классификации и диагностике почв СССР,
1977» оно служило основанием для отнесения почв к освоенным (или
окультуренным, если агрогенное воздействие привело к явным
положительным результатам). В новой Классификации почв России (1997) по
комплексу свойств выделены два органо-минеральных пахотных
горизонта: агросветлогумусовый и агротемногумусовый, различающиеся
содержанием и составом гумуса, структурой, насыщенностью
основаниями и соответствующими морфологическими признаками.
Агросветлогумусовые горизонты (PY) в общем виде представлены
в гумидных и субаридных низкогумусовых почвах, агротемногумусовые
(PU) - в черноземных, каштановых, аллювиальных.
Присутствие в профиле почвы любого пахотного горизонта служит
основанием для отделения пахотной почвы от естественной на уровне
69

4. Агрогенные почвы (пахотныЪ)
типа. Если под пахотным горизонтом сохраняются какие-либо
горизонты верхней части профиля, например, элювиальный, переходный (AEL
или BEL) или черноземный, то почва классифицируется как агро-почва
(агроподзолистая, агросерая, агрочернозем). Если любой из пахотных
горизонтов подстилается диагностическим срединным горизонтом
(текстурным, солонцовым, аккумулятивно-карбонатным) или породой, то
почва классифицируется как агрозем с соответствующим дополнением
(текстурный, солонцовый, аккумулятивно-карбонатный, собственно
агрозем (рис. 4.1)). Другими словами, почвы пашен традиционного
земледелия занимают промежуточное место в классификационном поле -
между природными и существенно измененными почвами, и в зависимости
от степени трансформированности либо сохраняются среди
классификационных групп природных почв как типы агро-почв, либо образуют
отделы сильно измененных собственно антропогенных почв, агроземов, аг-
роабраземов, торфоземов, аллювиальных агроземов.
Напомним, что в
главных мировых
классификациях агрогенные почвы
традиционного земледелия, (агро-
почвы по
«Классификации.., 1997») не отделяются от
своих естественных аналогов.
Свойства агро-почв
определяются
комбинациями природных факторов, со-
временных, иногда
прошлых, и неспецифических
антропогенных
воздействий, природоподобных по
существу, но более мощных
по масштабам и скорости
вызываемых ими
изменений. Участие в
формировании агрогенных почв
специфических воздействий,
отличных от природных,
ограничено.
♦ ♦ ♦
Доля пашни в земельном фонде России к концу второго
тысячелетия колебалась около 10%. Степень распаханности почв России сильно
70
Природные почвы
Горизонты:
Прочие:
Рис. 4.1. Спектры горизонтов как основа
для классификационного разделения
почв в «Классификации почв
России, 1997»

4.1. Общие черты, элементы систематики и распространение
варьирует и зависит не столько от исходных свойств почв, сколько от
социально-экономических причин и исторических событий. В
Европейской России пашни занимали наибольшие площади в 70-90-х годах XIX в.
В начале XX в. Переселенческое Управление начало осваивать под
пашни сибирские земли.
Рис. 4.2. Карта распаханности территории России. Исходный масштаб
1:80 млн. Карту составил Осетров А.Е.
аллювиальные-
дерново-
подзолистые и
подзолистые
15%
черноземы 52%
- серые лесные
16%
Рис. 4.3. Состав пахотного фонда России
В составе
пахотных земель
господствуют
черноземы, как почвы с
самым высоким в
России
естественным плодородием,
значительной
плотностью сельского
населения и
давней освоенностью.
Черноземы
составляют более
половины пашни России
(рис. 4.2 и 4.3).
Второе место по
71

4. Агрогенные почвы (пахотные)
[vTl <15% ЕЕЗ 15-30% Ш 30-45%
Ш 45-60% ЩИ >60%
Рис. 4.4. Распаханность Европейской части СССР (Караваева и др., 1989)
площади занимают серые и дерново-подзолистые почвы, что
объясняется сочетанием благоприятных природных и
социально-экономических факторов.
Распаханность Европейской территории возрастает с севера на юг
и наиболее распаханными землями оказываются западные и
центральные части черноземной зоны (рис. 4.4).
Среди почв, измененных человеком, пахотные почвы (с
устойчивыми и определенными агрогенными признаками) распространены
наиболее широко. Вероятно, они уступают по площади почвам со слабо
выраженными и недолговечными признаками трансформации,
рассмотренным в предыдущей главе.
72

4.2. Факторы почвообразования на пахотных землях
Обязательным элементом профиля пахотных почв является
целенаправленно созданный человеком пахотный горизонт, представленный
двумя вариантами в минеральных почвах России - агротемно- и агросветло-
гумусовымосновой для разделения агрогенных почв в «Классификации
почв России, 1997». Степень распаханности черноземов колеблется
около 60%, и они составляют более половины площади пашни в стране.
4.2. Факторы почвообразования на пахотных землях
Напомним, что главным агрогенным изменением факторов в любой
природной зоне является замена естественной растительности, с ее
высоким биоразнообразием и сложной структурой сообществ, простыми
монодоминантными агроэкосистемами, из которых отчуждается значительная
часть фитомассы. Оценка вклада культурной растительности в
почвообразование основывается на сравнении объемов поступающих в пахотную
почву растительных остатков и ежегодного опада естественных фитоценозов.
Обе величины очень сильно варьируют в зависимости от состава, возраста,
сомкнутости естественных сообществ, внесения удобрений, типов
севооборотов и сортов культурных растений, а также сезонных ритмов, методики
учета и многих других причин. Тем не менее, поступление органического
вещества в агроценозах значительно меньше, чем в естественных. Так, Ф.И.
Левин (1977)1 подсчитал, что для поддержания бездефицитного баланса
гумуса в 8-польном севообороте на дерново-подзолистых почвах требуется
около 6 ц/га растительных остатков, что значительно больше реальных
поступлений, даже в благоприятных условиях. Известно, что при урожаях
зерновых 20-30 ц/га пожнивные остатки и корни не превышают 1-2 ц/га.
Смена типа растительности резко нарушает весь ход биотических
процессов и проявляется в ослаблении биологической активности,
изменении не только количества, но и состава гумуса (как правило, в сторону
упрощения состава), деградации структуры. Именно эти результаты
функционирования пахотных почв часто обсуждаются в литературе,
посвященной деградации почв.
♦ ♦ ♦
Неизбежным следствием смены типа растительности оказывается
трансформация почвенного климата в связи с иным режимом эвапотранспира-
ции новой экосистемой и физическим состоянием поверхности почвы.
1 Левин Ф.И. Количество растительных остатков в посевах полевых культур и его определение
по урожаю основной продукции. // Агрохимия, 1977, №8, с. 36-42.
73

4. Агрогенные почвы (пахотные)
Почвенный климат на пашнях становится более «континентальным»
в пределах большей части профиля по сравнению с природными
аналогами: возрастают суммы активных температур во всем
профиле, одновременно увеличивается глубина промерзания; в пахотном
слое усиливается летнее прогревание, растут амплитуды
среднемесячных значений температур и влажности, иным становится
соотношение категорий влажности (табл. 4.1, рис. 4.5).
1
X
i .5
! ю
| с;
!
II U
——— ——
:
"° \ '""' ' ^ ',
п, _„.. ,,._
2004— ,. ,— -1
300 1
0 20 40
расход влаги, мм
! □ целинная □ пахотная
глубина, см
20
100 "
200 "
300
^"tv '
э
0
: —i
■ " ■ ""■" '■••' " &"!'•' .■■'■■■:■*».- ■ '-'Ц '1
__Э
3
20 40 60
расход влаги, мм
щ целинная Q пахотная |
80
Дерново-подзолистая почва
Чернозем типичный
Рис. 4.5. Различия в расходах влаги за вегетационный период между
пахотными и природными почвами (по Караваевой и др., 1998)
Расход влаги в верхней части профилей пахотных почв больше, чем
в естественных, что объясняется физическим испарением с поверхности
поля и потреблением влаги корнями культурных растений из верхнего
слоя. В отличие от биоценозов на природных почвах с разноглубинным
распределением корней в них и разновременной активностью десукции,
сельскохозяйственные культуры потребляют влагу в основном из
пахотного слоя и в одно и то же время, соответствующее определенным фазам
их развития. При этом зональные различия между лесными и степными
почвами сохраняются, а различия в «парах» почв оказываются
большими у черноземов.
Запасы активной влаги, т.е. разность весенних и осенних запасов,
изменяются в разных горизонтах и разных почвах неодинаково. В
большинстве пахотных почв имеет место «недорасход» почвенной влаги в
глубоких горизонтах по сравнению с природными почвами (Караваева и
др., 1998), что объясняет повышенное увлажнение пахотной почвы по
сравнению с природной.
74

4.2. Факторы почвообразования на пахотных землях
Наиболее яркой иллюстрацией агрогенных изменений климата
может быть вывод И.И. Лебедевой и Т.П. Коковиной об «агрогенном сдвиге
гидротермических параметров черноземов на подзону» к северу (1986),
например, типичные пахотные черноземы существуют в условиях
почвенного климата, свойственного естественным выщелоченным черноземам.
Таблица 4.1
Характеристики теплового режима природных и агрогенных почв
(Герасимова и др., 2000)
Почвы
1
Подзолистые
Дер-
ново-
подзо-
листые
1 Серые
Глубина,
см
0
20
50
100
150
Сумма
0
20
50
100
150
200
Сумма
0
20
50
100
150
200
Сумма
Природные почвы
суммы
температур
>10°С
800
400
100
1300
900
900
700
30
2530
1500
1400
1100
700
4700
глубина

промерзания, см
87
70
32
Агрогенные почвы |
суммы
температур
>10°С
1700
1300
1000
700
100
4800
1900
1300
1300
1000
700
400
6600
1800
1500
1300
840
600
6040
глубина |
промерзания,
см
105
130
82
Гидротехнические мелиорации - орошение и осушение,
принципиально меняют тип водного режима почв. Так, орошение в сухостеп-
ной зоне «добавляет» к атмосферному увлажнению приблизительно
такое же количество влаги, какое почвы получают за счет атмосферных
осадков. Чтобы представить себе это смещение в категориях факторов
почвообразования зональных почв, можно считать, что орошаемые каш-
75

4. Агрогенные почвы (пахотные)
тановые почвы существуют в режиме атмосферного увлажнения серых
почв лесостепи1. Ярким примером воздействия на гидротермический
режим почв служит осушение болот, в результате чего застойный
водный режим сменяется периодически промывным, а запасы тепла в
почве увеличиваются.
Оценивая агрогенные изменения факторов «климат» и
«растительность», можно определить их как косвенные воздействия на почвы,
выражающиеся в иных параметрах природных факторов. Так, замена
степной растительности культурным пастбищем или посевами кукурузы
аналогична природным сукцессиям, может быть, даже катастрофическим по
своим масштабам. Само по себе сведение леса и существование на его
месте поля не противоречит естественной смене сообществ, вызванной
не только фитоценотическими или природно-эволюционными
причинами, но и лесными пожарами, заболачиванием, эпизоотиями вредителей и
т.д. Другими словами, новые черты биотической составляющей
функционирования почв и почвенного климата природоподобны.
Вместе с тем, распашка почвы предполагает сугубо антропогенное
вмешательство в физическое состояние почвенных тел:
интенсивное механическое перемешивание при первичной распашке и
последующей основной пахоте в севооборотах, сопровождающееся
дроблением структурных агрегатов, уплотнением, рыхлением,
планировками и другими операциями, неизвестными в природе. Эти
специфические воздействия долгосрочны и постоянны.
Общей чертой всех пахотных почв является участие процессов
плоскостной эрозии в формировании профиля, поскольку при любых, даже
почвозащитных севооборотах, какое-то время поверхность почвы не
защищена растительностью, а структура почвы нарушена и отличается
пониженной водопрочностью. Немалый вклад в процессы эрозии почв
вносит «талый смыв», т.е. движение насыщенного водой
бесструктурного материала пахотного горизонта по еще не оттаявшему более
глубокому слою. Он представляет наибольшую угрозу для агродерново-подзо-
листых почв, в меньшей мере для агросерых почв, для которых
повышенная эрозионная опасность связана еще и с летними ливнями.
1 Среднегодовое количество осадков в сухой степи составляет 300-350 мм. При средней
оросительной норме 2-3 тыс. м3 почва получает дополнительное количество влаги, эквивалентное
200-300 мм атмосферных осадков.
76

4.3. Свойства агрогенных почв и подходы к их классификации
Обратимся еще к одному аспекту общего анализа агрогенных
факторов почвообразования - их географии. Среди постулатов географии
почв наиболее традиционным является представление об определенном,
климатически обусловленном зональном спектре почв равнинных
территорий. Широтная'дифференциация параметров атмосферного
климата преломляется в почвах, создавая определенную, всем хорошо
известную картину почвенных зон и подзон. Однако почвенный климат
пахотных земель подчиняется иным закономерностям, следовательно, в
ареалах пахотных почв не исключено смещение (под)зональных границ.
Таким образом, пахотные почвы испытывают преимущественно
природоподобные воздействия, более сильные по сравнению с
влиянием комплексов естественных факторов-почвообразователей.
Специфические агротехнические мероприятия усиливают эффект новых
комбинаций факторов. Например, оголение поверхности почвы в
результате распашки увеличивает климатические контрасты, вызывает
ускоренную эрозию; уплотнение тяжелой сельскохозяйственной техникой
благоприятствует повышению влажности пахотного слоя в послелес-
ных почвах. Измененные факторы ускоряют почвенные процессы -
темпы почвообразования выше в пахотных почвах, чем в их
естественных аналогах.
4.3. Свойства агрогенных почв и подходы
к их классификации
4*3.1. Почвы гумидных территорий
Пахотным почвам таежно-лесной зоны - дерново-подзолистым и
подзолистым посвящена обширная литература, на их примере
разработаны многие концепции «агропедогенеза», «окультуривания» и другие,
упоминавшиеся в главе 1. Роль постоянного объекта агрогенетических
построений (как роль дрозофилы в генетике и собаки в физиологии)
подзолистые суглинистые почвы выполняли по следующим причинам.
Во-первых, смена естественной лесной растительности культурной
более контрастна, чем смена ценозов в степи или на лугу, и ее
последствия для существования биоты, биологического круговорота, гумусооб-
разования и почвенного климата особенно очевидны;
во-вторых, контрастный почвенный профиль суглинистых таежных
почв предоставляет прекрасные возможности изучения трансформации
отдельных его горизонтов;
77

4. Агрогенные почвы (пахотные)
в-третьих, естественные эволюционные тренды
элювиально-иллювиального типа противоположны антропогенным -
аккумулятивно-гумусового типа, и такой «конфликт интересов» стимулирует как
прикладные, так и теоретические исследования.
Наконец, известную роль играет многообразие вариантов
использования почв, поскольку степень распаханности в разных частях весьма
обширного их ареала достаточно велика, хотя и непостоянна: она
колебалась от 1 до 70% в течение последних 200 лет, т.е. одни и те же участки
находились попеременно под лесом, выгоном, пашней.
Показатели почвенного климата агро-подзолистых почв
изучались путем сравнения данных многолетних наблюдений температур и
влажности соответствующих «пар почв» на стационарах Коми
республики и Кировской области, полученных А.В. Кононенко, Н.А. Ногиной,
М.К. Кузнецовым.
Анализ материалов по суглинистым подзолистым и
дерново-подзолистым почвам выявил существенно более высокую теплообеспечен-
ность пахотных почв, как во всем профиле, так и в пахотном горизонте, в
особенности (Караваева и др., 1998). Так,
• глубина проникновения активных температур (t >10°C) в пахотной
почве в период наблюдений составляла 2,5 м, в лесной - 1,2 м;
• по показателю длительности существования активных
температур в профилях почв на разной глубине пахотные почвы также
оказалась теплее лесных: t >10°С держалась на 20 дней дольше в
пахотном слое и на 2,5 месяца - в средней части профиля;
• в пахотном горизонте дерново-подзолистой агро-почвы
появляются температуры более высокого уровня - выше 15°С, при
почти полном отсутствии их в естественной почве.
Однако, одновременно с повышенной теплообеспеченностью
пахотных почв во время вегетационного периода, сильно увеличилась глубина
промерзания и сократилась длительность безморозного периода т.е.
почвенный климат стал более континентальным.
Резкое изменение эвапотранспирации в связи с заменой лесной
растительности культурной вызывает переувлажнение профиля всех
суглинистых агро-почв таежно-лесной зоны, в особенности их пахотных
горизонтов, что обычно обусловливает обилие железистых новообразований
в пахотном горизонте.
♦ ♦ ♦
Профили подзолистой и дерново-подзолистой почв существенно
преобразуются в результате распашки (рис. 4.6). Набор и мощности
горизонтов исходных почв различаются, поэтому свойства пахотных почв
78

4.3. Свойства агрогенных почв и подходы к их классификации
варьируют, что осложняет диагностику и объясняет наличие разных
подходов к систематике почв.
Однако во всех пахотных подзолистых почвах выделяется светлогу-
мусовый пахотный горизонт (агро-светлогумусовый PY),
подстилаемый «остатками» элювиального (EL) или переходного (ELB)
горизонтов.
Подобное строение профиля, как следует из рисунка 4.6,
определяется соотношениями мощностей исходных почвенных горизонтов с
традиционной глубиной вспашки - 20-22 см. Данные об исходных
мощностях горизонтов известны из литературы и статистически достоверны.
AUL
ft.. >. ir *Ч
AT
EL
"ir ■uW
Подзолистая
(грубогумусовая)
AY
ELf
EL
Дерново-палево-
подзолистая
Дерново-подзолистая
типичная
Агродерново-
подзол истая
Рис. 4.6. Формирование профиля агродерново-подзолистой почвы из
подзолистой и дерново-подзолистой
Лгросветлогумусовый горизонт отличается серовато-бурым цветом,
непрочной комковатой структурой, наличием железистых конкреций,
особенно в плужной подошве. Его строение зависит от характера
агротехники и типов севооборотов, а также от доли участия в нем исходных гори-
79

4. Агрогенные почвы (пахотные)
зонтов. Так, при недавнем освоении, на залежных землях, или при
ведении низкозатратного хозяйства в пахотном светлогумусовом горизонте
отчетливо выделяются 3 подгоризонта (микрогоризонта). Они были
определены морфологически и генетически в работах Н.А. Караваевой
(1986, 1990) и С.Н. Жарикова (1993).
Верхний подгоризонт, мощностью 10-12 см, отличается более
высокой структурностью за счет концентрации в нем корней, поступления
удобрений и относительно частого рыхления не только при основной
вспашке, но и при культивации, бороновании и других операциях,
связанных с уходом за культурами севооборота. Средний подгоризонт
испытывает более редкие механические воздействия, характеризуется
угловатой или мелкоглыбистой структурой, признаками повышенного
увлажнения. Нижний подгоризонт - плужная подошва, характеризуется
уплотнением, плитчатым сложением, насыщенностью гумусово-желези-
стыми конкрециями в результате поверхностного оглеения.
Противоположностью такому трехчленному пахотному горизонту
служит темный однородный горизонт с зернисто-комковатой структурой,
образующийся при внесении больших доз органических удобрений,
известковании, щадящей агротехнике.
При значительном содержании в
составе пахотного горизонта материала
текстурного горизонта (ВТ), пахотный
горизонт приобретает бурую окраску,
относительно тяжелый механический
состав, повышенную вязкость,
склонность к переувлажнению и заплыванию,
глыбистую плохо выраженную
структуру - крайне неблагоприятные свойства
для растений. Доля участия в нем
фрагментов иллювиального горизонта (рис.
4.7) прямо пропорциональна степени
эродированности почвы.
Рассмотренные особенности
морфологии агро-почв и, прежде всего,
пахотных горизонтов объясняют
значительное варьирование их химических и
физико-химических свойств.
В первые годы освоения почв
происходит резкое падение запасов гумуса,
после чего наступает относительная ста-
80
Рис. 4.7. Пахотная
дерново-подзолистая почва
Подмосковья
А - светлая бесструктурная
масса пахотного горизонта; Б -
гумусово-железистая
конкреция; В - «Останец ВТ» -
разрушающийся ореховатый
агрегат иллювиального горизонта

43. Свойства агрогенных почв и подходы к их классификации
билизация содержания гумуса на уровне около 2%. Наибольшими
считаются потери гумуса в супесчаных почвах, затем следуют легко- и средне-
суглинистые; почвы тяжелого механического состава более устойчивы в
этом отношении. Абсолютные потери гумуса в почвах подзолистого ряда,
как и в других почвах, связаны с малым поступлением органических
остатков и ускоренной минерализацией органического вещества в новых
гидротермических условиях пахотного горизонта, а также с эрозией.
Относительные потери происходят за счет перераспределения гумусовых
веществ в пахотном слое при механическом перемешивании природного
гумусового горизонта мощностью около 10 см (дерново-подзолистых
почв) с большим по объему почти «безгумусовым» материалом
элювиальных и переходных горизонтов.
Таблица 4.2
Разделение подзолистых и дерново-подзолистых почв по степени
окультуренности (Классификация и диагностика почв СССР, 1977)
Показатели
для верхнего
горизонта
Мощность, см
Гумус, %
Сг.к./Сф.к.
рНС0Л.
Структура
I Подвижные,
мг/100г
Р205
К20
Горизонт В

Природные
почвы
5-15
3-6
0,3-0,5
3,5-4,5


но-комковатая
Почвы разных степеней окультуренности |
Освоенные
<20
1,5-2,5
0,5-0,7
4,3-4,7
Непрочно-
комковатая

Окультуренные
20-25
2-3
0,6-0,8
5,0-6,5

Мелкокомковатая
Культурные
25-30
2,5-5
1,1-1,3
5,5-6,5

Мелкокомковатая,
зернистая |
3-10
5-15
Бурый, с н
мовидно
SE1
3-10
10-20
ечеткой приз-
-ореховатой
остурой
8-15
>20
Слабые
гумусовые
пятна
> 15 1
>20
Прокрашен
вверху
гумусом 1
Внесение минеральных удобрений ускоряет потери гумуса.
Органические удобрения в виде навоза или зеленых удобрений (сидератов) -
единственный способ компенсации потерь и главный фактор улучшения
свойств почв. При содержании гумуса в агро-почвах таежной зоны,
равном 4-5%, их пахотный горизонт приобретает комковато-зернистую
водопрочную структуру, характеризуется хорошей аэрацией и другими бла-
6 — 3193 81

4. Агрогенные почвы (пахотные)
гоприятными для земледелия свойствами, а почвы называются
окультуренными. Они занимают очень малые площади и встречаются в основном
под садами и огородами, на старых монастырских землях. Разделение почв
по степени окультуренности основывается на комплексе
морфологических и химических свойств главным образом пахотного горизонта.
Принцип противопоставления антропогенного окультуривания
естественному подзолообразованию (глава 1) долго служил основой
понимания и классификационного разделения пахотных почв подзолистого
типа. Большая часть агро-подзолистых почв по свойствам пахотного
горизонта относилась к слабо окультуренным или освоенным, а при
наличии деградационных явлений - к выпаханным (Г.И. Григорьев, Ю.А. Ли-
веровский и др., 1964). Между ними выделяют переходные виды,
отражающие разные стадии агрогенной эволюции.
♦ ♦ ♦
Верхние горизонты агродерново-подзолистых почв отличаются от
своих естественных аналогов рядом лабильных свойств, средние
значения и амплитуды колебаний которых зависят от интенсивности агроген-
ного воздействия.
Различия между срединными и нижними горизонтами в «парах»
почв выражены значительно слабее. Тем не менее, в иллювиальных
горизонтах некоторых пахотных почв выделяются белесовато-серые
языки, заполнения которых, называемые агрикутанами, аналогичны
материалу пахотного горизонта. Они свидетельствуют об активных
перемещениях гумусированного мелкозема, в том числе пылеватых частиц (лесси-
важ) и растворов гумусовых веществ. «Агролессиважу» способствует
деградация структуры в пахотном горизонте, контрастный агропедоклимат
и подкисление. Агрикутаны длительное время сохраняются в почвенном
профиле.
Рядом исследователей отмечается усиление собственно
поверхностного и внутрипрофильного оглеения в пахотных почвах, которое
выражается в наличии марганцево-железистых и органо-железистых
стяжений, в сизоватых холодных тонах окраски отдельных участков, особенно
светлых языков и агрикутан в верхней части горизонта ВТ. Усиление
оглеения является прямым следствием резкого антропогенного изменения
факторов «климат» и «растительность».
В химических свойствах подпахотных горизонтов агро-почв
нередко отмечают смещение значений рН в кислую сторону, называемое
«опусканием кислотности» и рассматривавшееся раньше как «усиление опод-
золивания» (Завалишин и др., 1965). Оно проявляется в отношении
гидролитической, иногда обменной кислотности, величины которых замет-
82

4.3. Свойства агрогенных почв и подходы к их классификации
но увеличиваются на глубинах 40-60 см, т.е. в верхней части горизонта
ВТ. Причины этого явления до конца не ясны, ими может быть
замкнутый биологический цикл оснований, ограниченный пахотным
горизонтом, а также внесение физиологически кислых удобрений.
♦ ♦ ♦
Эволюционно-генетический ряд пахотных почв таежно-лесной зоны
был бы неполным, если бы мы не упомянули о постагрогенной
эволюции, или реградации почв. Она заключается в восстановлении
естественной растительности на заброшенной пашне, с соответствующей
трансформацией свойств почв, и широко распространена в Центральной
России в связи с социально-экономическими условиями. Зарастание
заброшенной пашни лугом и кустарниками, а если достаточно времени, то и
вторичным лесом, приводит к «обратной» эволюции постпахотной почвы.
В однородном бывшем пахотном горизонте в соответствии с
потенциалом природных факторов почвообразования происходит
дифференциация на генетические горизонты. Формируются
аккумулятивно-гумусовый, грубогумусовый, или торфяный, и слаборазвитый элювиальный
горизонты. Нижняя граница пахотного горизонта, проходившая на
глубине около 20 см, под лесом постепенно исчезает, и верхняя часть
постпахотного профиля состоит из аккумулятивно-гумусового и переходного
к элювиальному горизонтов (традиционные А1 и А1А2).
Исследования постпахотных почв с известной историей
землепользования подтвердили длительное существование остаточных пахотных
признаков в суглинистых почвах - до 120 лет (Баранова и др., 19891).
Формирование тех или иных генетических горизонтов в ходе
реградации предопределяется природными факторами почвообразования. В
почвах на легких породах в Новгородской области, названных Н.А.
Караваевой с соавторами (1986) буроземами, под сосновым лесом
40-летнего возраста отмечено формирование признаков альфегумусового
профиля в теле пахотного горизонта. Это явление было определено
авторами как «микроподзол, вложенный в старопахотный горизонт». Близкие
результаты были получены А.В. Гедыминым (1980), изучавшим
химические свойства дерново-палево-подзолистых почв на двучленных
отложениях Валдайской возвышенности в ряду: коренной лес - пашня 400 лет
- молодой 100-летний лес. Объекты были выбраны на основе анализа
исторических карт. Показатели кислотности и содержание гумуса пока-
1 Баранова О.Ю., Номеров Г.Б., Строганова М.Н. Изменения свойств пахотных
дерново-подзолистых почв при зарастании их лесом. Сб. «Почвообразование в лесных биогеоценозах».
М.: Наука, 1989, с. 60-79.
6*
83

4. Агрогенные почвы (пахотные)
зали закономерный тренд «возвращения лесных свойств» в почве под
молодым лесом. Следовательно, явление реградации подтверждает
представление об известной обратимости почвообразования в лесных почвах
после снятия антропогенной нагрузки.
В итоге можно оценить агрогенные воздействия на лесные
почвы как многообразные по интенсивности, продолжительные и при-
родоподобные. Интенсивное воздействие, или окультуривание,
приводит к формированию темных структурных пахотных горизонтов, не
свойственных зональным почвам и потому неустойчивых. При
воздействиях средней интенсивности (традиционном земледелии)
агрогенные признаки также исчезают при снятии нагрузки, хотя это
происходит в течение многих десятилетий.
Принцип окультуривания, как противодействие природным
процессам, долгое время служил основой разделения пахотных почв. В
субстантивно-генетической Классификации почв России 1997 г.
типовое разделение базируется на соотношении агросветлогумусового
(пахотного) горизонта с нижележащими; причем отмечается
конвергенция природных подзолистых и дерново-подзолистых почв,
превращающихся в агродерново-подзолистые.
4.3*2. Почвы территорий со сбалансированным увлажнением
Серые почвы лесостепи отличаются менее резкими, чем таежно-лес-
ные почвы, агрогенными изменениями факторов почвообразования при
распашке. Менее заметны различия почвенного климата природных и
пахотных почв в отношении увлажнения, при сохранении тренда роста
температурных контрастов в последних (см. табл. 4.1). Некоторое
сглаживание различий в гидротермических условиях почвообразования под
лесом и пашней в лесостепи объясняется умеренно-теплым климатом с
Кувл около 1, и особенностями до-агрикультурного растительного и
почвенного покрова. Умеренно-теплый климат обеспечивает расход в
течение лета возможного избытка влаги на пахотных землях, обусловленного
меньшей, чем под естественной растительностью, эвапотранспирацией,
так что переувлажнения верхней части профиля агросерой почвы не
наблюдается (в отличие от почв таежной зоны).
Существование в лесостепи безлесных луговых, лугово-степных
растительных сообществ или разреженных травянистых лесов в
качестве коренной растительности в известной степени сближает вклад
биологического фактора в почвообразование на природных и пахотных зем-
84

4.3. Свойства агрогенных почв и подходы к их классификации
лях. Что же касается исходной неоднородности почвенного покрова
лесостепи, то наиболее образно это явление было определено В.В.
Пономаревой (1970)1, сравнившей условия почвообразования в лесостепи с
равновесием коромысла весов, легко сдвигающимся как в сторону
черноземов, так и в сторону серых лесных почв. С известной долей
условности принято считать, что серые почвы (светло-серые и серые) тяготеют к
лесным массивам в зоне лесостепи, тогда как черноземы оподзоленные и
выщелоченные, вместе с очень близкими к ним темно-серыми почвами,
более характерны для луговых и лугово-степных ценозов. Лесостепь
подверглась более длительному и интенсивному освоению по сравнению с
северными территориями.
Напомним, что одним из традиционных подходов к педогенетичес-
кой оценке агрогенных процессов является противопоставление
положительного аккумулятивного антропогенного тренда естественному дег-
радационному элювиально-иллювиальному (Глава 1). Отсюда следует два
важных вывода в отношении эволюции лесостепных почв и систематики
их пахотных вариантов.
• Антропогенная эволюция почв лесостепи была определена еще
на заре почвоведения очень четко: с одной стороны, проградацыя
серых лесных почв при их рациональном использовании
приводила к формированию лесостепных черноземов, с другой
стороны, деградация черноземов при поселении на них леса
формировала серые лесные почвы. Признаки обоих процессов («очерно-
земливание серых лесных почв» и «оподзоливание черноземов»)
присутствуют в профилях обеих групп почв как хорошо
развитый аккумулятивно-гумусовый (темногумусовый, черноземный)
горизонт и глинисто-иллювиальный горизонт с безусловными
проявлениями современного иллювиирования.
• В соответствии с принципом «улучшения - ухудшения» почв при
распашке строилась и систематика освоенных и окультуренных
серых лесных почв. В ряду от светло-серых до темно-серых
лабильные свойства пахотных почв приближаются по мере
окультуривания к таковым более «южного» подтипа
(Классификация..,1977).
♦ ♦ ♦
Морфологические черты серых почв изменяются в меньшей
степени при освоении, чем свойства почв подзолистого ряда (рис. 4.8).
1 Пономарева В.В. Рецензия на книгу Г.И. Дохман «Лесостепь европейской части СССР»,
Ботанический журнал, 1970, №4, с. 581-583.
85

4. Агрогенные почвы (пахотные)
Пахотный горизонт по мощности почти «вписывается» в
естественный аккумулятивно-гумусовый. В темносерых почвах под пахотным
горизонтом может еще сохраниться часть аккумулятивно-гумусового. При
небольшой мощности гумусового горизонта, когда в пахотный
вовлекается более глубокая часть почвенного профиля, ею оказывается темно
окрашенный и структурный специфический горизонт серых почв (Al A2,
или AEL по новой системе) либо второй гумусовый горизонт (ВГГ,
AELfhh], соответственно).
В результате, в несмытых и слабосмытых серых почвах пахотный
горизонт оказывается образованным за счет материала гумусированных
темных горизонтов с водопрочной структурой, следовательно, он
отличается значительной устойчивостью, благоприятными
агрономическими свойствами и напоминает пахотный горизонт черноземов.
Рис. 4.8. Формирование профиля агро-
серой почвы при разной мощности
исходных горизонтов серых почв
♦ ♦ ♦
Значительная часть
ареала серых почв лесостепи
приходится на эрозионные
возвышенности (Среднерусская,
Приволжская), что в сочетании
с ливневыми осадками и эрози-
онно-неустойчивыми
лессовидными суглинками -
материнскими породами многих
серых почв, определяет
интенсивную водную эрозию.
В результате эрозии в
пахотный слой части средне- и
всех сильносмытых почв
вовлекается материал
глинисто-иллювиального горизонта. Он
имеет сложную
(многопорядковую) и прочную ореховатую
структуру, содержит около 1%
гумуса и не очень резко
отличается по
гранулометрическому составу от верхней части
профиля. Кроме того, серым
почвам, как и черноземам (но в
86

4.3. Свойства агрогенных почв и подходы к их классификации
меньшей степени) свойственно биогенное перемешивание почвенной
массы, поэтому вовлечение в пахотный слой материала текстурного
горизонта не вызывает столь резких и неблагоприятных изменений, как в
подзолистых почвах.
Традиционные подходы к разделению пахотных серых почв
основаны на критериях систематики на уровне подтипов
(Классификация.., 1977), каждый из которых разделялся на более низком уровне по
оподзоленности, окультуренности и выпаханности, т.е.
деградированное™.
Природоподобность агрогенных воздействий и их совпадение с
естественными эволюционными трендами могут быть причинами малых
масштабов изменений химических и физико-химических свойств почв в
результате земледельческого использования1. Кроме того, лабильные
свойства серых почв варьируют естественным образом в весьма широких
пределах.
Деградация серых лесных почв все же происходит и проявляется в
двух аспектах: потери гумуса и уплотнение.
Потери гумуса, или дегумификация, для суглинистых почв в
среднем составляет 10-20%, и до 45% от исходных запасов (Ахтырцев, 1979)2.
Эти потери объясняются, как и везде, недостаточной компенсацией
отчуждения органического вещества с урожаем органическими удобрениями, а
также эрозионными потерями, ускоренной минерализацией в
относительно «жестких» гидротермических условиях пахотного горизонта.
Уплотнение, отчасти как следствие дегумификации, а также как
результат применения интенсивных технологий и несвоевременной
работы на поле тяжелой сельскохозяйственной техники, далеко не всегда
оказывается обратимым и не только создает плужную подошву, но
распространяется на весь пахотный горизонт. Уплотнению способствует
тяжелый гранулометрический состав, особенно в эродированных почвах, а
ограничивает его высокая структурность почв.
В северных, более влажных частях ареала серых почв
дегумификация исходно более бедных гумусом почв в сочетании с переуплотнением,
следовательно, периодически повышенным увлажнением, вызывает
перестройку массы пахотного горизонта, ее осветление и вынос тонких
1 В качестве иллюстрации малых масштабов агрогенных изменений приведем одну из
распространенных рекомендаций для зональных систем земледелия в отношении почв лесостепи:
«поддержание и сохранение исходных свойств путем внесения удобрений и применения противо-
эрозионных мероприятий».
2 Ахтырцев Б.П. Серые лесные почвы Центральной России. Воронеж, Изд-во ВГУ. 1979.
87

4. Агрогенные почвы (пахотные)
частиц, т.е. приближает деградированные агросерые почвы к пахотным
светло-серым или дерново-подзолистым. Проградация серых почв
«превращает» их в темно-серые или оподзоленные черноземы вследствие
сохранения структуры (или некоторого ее улучшения), а также и
гумусового состояния при внесении удобрений.
В итоге можно оценить агрогенные воздействия на лесостепные
почвы как умеренные по интенсивности, продолжительные и приро-
доподобные. В общем виде они вызывают изменения в почвах,
соответствующие какому-либо из естественных трендов почвообразования,
формирующих лесостепные почвы - гумусонакоплению или
элювиально-иллювиальной дифференциации. Следовательно, агрогенную
эволюцию серых почв можно рассматривать как конвергенцию
признаков с соседними почвенными типами.
4.3.3* Почвы субаридных и аридных территорий
Черноземы
Агрогенным трансформациям черноземов посвящена обширная
научная и публицистическая литература, как почвам, хорошо изученным и
составляющим национальное богатство страны. Большая часть
публикаций ориентирована на оценку деградационных процессов и способов их
устранения.
Ареал черноземов располагается в области значительного
меридионального градиента увлажнения: от субгумидной лесостепи с
выщелоченными и оподзоленными черноземами до умеренно-засушливой степи
с южными черноземами. На степных, т.е. на обыкновенных и южных
черноземах земледелие часто ведется с орошением, на типичных
лесостепных черноземах орошение ограничивается весенней влагозарядкой.
Накопление влаги во всех черноземах и смягчение микроклимата
достигается созданием лесных полос, защищающих поля в степных хозяйствах
Европейской России. В сочетании с агротехническими мерами по
обеспечению пахотной почвы влагой, они вызывают небольшой сдвиг в
гидротермических условиях почвообразования в гумидную сторону по
сравнению со «среднезональными».
Степень распаханности черноземов выше, чем остальных почв
России (см. рис. 4.2 и 4.3); большое место в севооборотах занимают
пропашные культуры, травяной клин стал увеличиваться лишь недавно,
применяется и черный пар, т.е. механические воздействия на почву
осуществляются часто и на глубину до 40 см.
88

4.3. Свойства агрогенных почв и подходы к их классификации
Следовательно, агрогенные воздействия, непосредственно
связанна ные с особенностями ведения хозяйства на черноземах, разнооб-
I) разны, продолжительны и непрерывны, природоподобны и по боль-
j/iL шей части интенсивны. Исключение составляют немногочисленные
у? поля с противоэрозионной нулевой вспашкой, где почвенные
условия приближаются к естественным.
♦ ♦♦
Почвенный климат богарных черноземов отличается
возрастанием сумм активных температур в пахотном горизонте и большей их
длительностью по сравнению с верхним горизонтом почвы под некосимой
степью (2835°С и 2245°С, 154 и 142 дня, соответственно; Караваева и
др., 1998). Одновременно уменьшается продолжительность периода с
температурой почвы ниже 0°С в пахотном горизонте, а средняя глубина
промерзания возрастает с 70 до 80 см.
По проведенным Н.А. Караваевой с соавторами подсчетам в
отношении динамики категорий влаги выяснились интересные
особенности пахотной почвы. Во время вегетационного периода пахотный слой
оказывается суше, но с глубиной пахотная почва становится более
влажной, чем естественная. Причиной подобных изменений может быть
однородное и неглубокое распределение корневых систем растений в
пахотной почве. Корни расположены на одной глубине и живут в
одинаковом ритме. В естественных же сообществах, как было показано
Е.А. Афанасьевой (1966), на режим увлажнения заметно влияет много-
ярусность корневых систем, распространяющихся по разным глубинам
в пределах верхнего метра и глубже. Кроме того, несовпадение
биологических циклов и интенсивности водопотребления разными
степными растениями способствует равномерности увлажнения в течение
вегетационного периода.
Повышенное увлажнение нижних горизонтов черноземов
(«глубинный гидроморфизм черноземов») - на глубинах 1,5-3 м, особенно при
наличии литологической неоднородности, отмечалось неоднократно,
начиная с работ Е.А. Афанасьевой, и оценивается либо как результат
глобальных изменений климата, либо как нарушение водного баланса
обширных территорий в связи с расширением массивов пахотных земель и
орошением.
Если изменения температурного режима черноземов слабо влияют
на их свойства, то трансформация водного режима богарных, а тем более
орошаемых черноземов проявляется на разных уровнях, в том числе в
строении почвенного покрова. Напомним, что богарные черноземы по
89

4. Агрогенные почвы (пахотные)
увлажнению как бы смещаются на подзону к северу, а прибавка влаги с
ирригационными водами при средних оросительных нормах
эквивалентна 250-350 мм атмосферных осадков.
Рассмотренные изменения водного режима черноземов
объясняют парадоксальное, на первый взгляд, явление - заболачивание в
черноземной зоне. Среди полей образуются явно переувлажненные
понижения с болотной растительностью (рогозом, ситником). При наличии
водоупорных прослоек в подстилающих породах образуются «мочары
и мочаки» (Зайдельман и др., 1998), избыточно влажные, но далеко не
всегда имеющие морфологические признаки оглеения в профиле. Их
размеры колеблются от 2-3 до 40-50 га, и они приурочены не только к
понижениям.
♦ ♦♦
Наряду с заболачиванием в черноземах протекают и другие
процессы деградации. Географо-генетическое разнообразие черноземов при
наличии разных вариантов ведения хозяйства определяют многообразие дег-
радационных процессов, проявляющихся на разных уровнях:
• в ландшафте в целом: заболачивание, засоление, эрозия и
аккумуляция;
• в почвенном профиле: осолонцевание, ощелачивание, слитиза-
ция, смыв;
• в пахотном горизонте: дегумификация, коркообразование,
переуплотнение.
Значительная часть черноземов распространена на территориях с
высокой эрозионной опасностью - на возвышенностях, с развитой ов-
ражно-балочной сетью, массированным выпадением осадков, на
лессовых породах. Одновременно с высокой вероятностью водной эрозии,
пахотные черноземы страдают и от ветровой эрозии, доказательством чему
служат неоднократно описанные «черные бури». Хорошие противоэро-
зионные свойства черноземов под естественной растительностью, в
основном, структурные характеристики, нарушаются при распашке и
способствуют развитию всех возможных видов почвенной эрозии: водной в
виде ручейкового и талого смыва, и ветровой.
В результате в степных ландшафтах, в частности в балках,
накапливаются значительные объемы гумусированного почвенного материала,
на которых либо формируются намытые (стратифицированные по
«Классификации.., 1997») черноземы, либо развиваются новые почвы (страто-
земы, стратоземы на черноземах). Таким образом, обе группы явлений
перемещения вещества (водная и ветровая эрозия) оставляют свой след в
степном агроландшафте.
90

4.3. Свойства агрогенных почв и подходы к их классификации
Наиболее широко распространенным процессом деградации
черноземов является их дегумификация - «пусковой механизм» других видов
деградации. Причины ее те же, что и в других почвах, а масштабы
оценивались разными способами, в том числе очень оригинальным способом
(Чесняк и др., 1983). Он заключался в сопоставлении данных по
содержанию гумуса черноземов, полученных во времена В.В. Докучаева, с данными
1981 г. по тем же разрезам (табл. 4.3). Авторы пришли к печальным, хотя и
географически закономерным, результатам. Однако к этой изящной
почвенной модели высказываются упреки в возможной неточности обнаружения
тех же самых разрезов, что были заложены при В.В. Докучаеве, и в различии
аналитических методов в начале и конце прошлого столетия (Орлов, 1986).
Таблица 4.3
Потеря гумуса черноземами за 100 лет
(по данным ГЯ. Чесняка и др., 1983)
Область
Содержание гумуса в %
1881 г. | 1981 г.
Потеря гумуса за 100 лет
т/га | % от исходного |
Черноземы выщелоченные |
Ульяновская
I Ставрополье
13-16
7-10
4-7
4-7
270
67-81
56-69 I
20-34 1
Черноземы типичные ||
Тамбовская,
Воронежская
I Курская,
Харьковская
Самарская
10-13
7-10
13-16
7-10
4-7
8-10
90
67-79
150-180
23-30
21-36
38-39 1
Черноземы обыкновенные |
Воронежская
Оренбургская
7-10
9-11
4-7
52-71
90 _
17-32 ||
27-33 1
Агрогенные изменения физических свойств черноземов изучались
многими исследователями и единодушно оцениваются как негативные.
Они заключаются в потере сложной организации почвенной массы,
уменьшении порозности с резким изменением формы и размера пор,
понижении водопрочности агрегатов, увеличении объемной массы, с
последующим обесструктуриванием и переуплотнением (рис. 4.9).
Обобщение массовых данных по черноземам ЦЧО дало следующие
численные характеристики деградации физических свойств (Щербаков,
Васенев, 1996). Разница в плотности сложения пахотных и контрольных
почв достигает 0,2-0,3 г/см3 и проявляется вплоть до глубины 50-60 см.
91

4. Агрогенные почвы (пахотные)
Целинный чернозем Агрогенно-преобразованный чернозем
Рис. 4.9. Структурфотограммы поверхностных горизонтов чернозема
типичного, увеличение 10х
Содержание зернистых микроагрегатов уменьшается в 2-3 раза,
глыбистых - возрастает на порядок. Коэффициент структурности пахотных
горизонтов становится ниже в 2-3 раза. На поверхности орошаемых
черноземов все эти явления дополняются коркообразованием.
К менее распространенным физическим явлениям в черноземах
(преимущественно орошаемых) относится слитизация, физико-химические
механизмы которой были описаны В.А. Ковдой еще в 1981 г. Можно
предположить, что характерное время слитизации больше, чем других
изменений физических свойств, поскольку в ней участвуют тонкие
механизмы преобразования глинистых минералов. Начальные стадии
слитизации проявляются в уплотнении средней части профиля, которое со
временем усиливается и сопровождается деградацией структуры,
появлением микрооползней и резким ухудшением водно-воздушного режима.
Минералогический состав глинистых минералов эволюционирует в
сторону преобладания смектитового компонента.
Кроме слитизации, Ф.И. Козловским и Л.К. Целищевой был описан
процесс сезонной цементации, связанный с повышенной подвижностью
кремнезема (1986)1.
Увеличение увлажнения черноземов вызывает изменения в
карбонатном профиле: опускание аккумулятивно-карбонатного горизонта,
сокращение разнообразия форм карбонатных новообразований,
уменьшение количества карбонатов. В южных и обыкновенных подтипах
опускается также граница гипсового горизонта.
1 В последние годы зарубежные почвоведы уделяют много внимания сходному по результатам
процессу, свойственному почвам переменно-влажных тропиков, называемому hardsetting.
92

4.3. Свойства агрогенных почв и подходы к их классификации
Подкисленые черноземов, т.е. сдвиг значений рН в кислую сторону,
отчасти связан с изменениями карбонатного режима, хотя более важной
его причиной может быть внесение фосфорных удобрений,
подкисляющих почву. Дополнительной причиной могут быть «кислотные дожди».
Ф.И. Козловский в географо-генетическом анализе разных аспектов и
механизмов деградации (1994)' показал реальность и достоверность под-
кисления, особенно для черноземов выщелоченных и типичных, что
подтвердилось массовым агрохимическим обследованием в 90-е годы.
Наряду с подкислением, в степных черноземах Ф.И. Козловским
(1991) был выявлен противоположный процесс, названный им
ощелачиванием. Оно заключается в резком скачке величины рН - до 9-10 при
низкой концентрации солей (не более 0,5%) в нижних, не содержащих
гипса горизонтах. Ощелачивание более развито в орошаемых почвах.
Изменения величины и состава поглощающего комплекса менее од-
нонаправлены и «перекрываются» пространственным варьированием этих
характеристик. На основании большого массива данных А.П. Щербаков и
И.И. Васенев (1996) отмечают снижение ЕКО в пахотном горизонте на
5-9%, с соответствующим уменьшением содержания кальция и магния на
4-9 и 29-30%), причем в оподзоленных черноземах эти изменения
затрагивают гумусовый профиль, а в остальных подзональных подтипах - только
пахотный горизонт. Обеднение кальцием северных черноземов иногда
относят к проявлениям деградации как процесса декалъцификации. В то же
время, в южной части зоны отмечают противоположный процесс - карбо-
натизацию черноземов, которую Ф.И. Козловский связывает с
возрастающим по мере развития эрозии вовлечением в пахотный горизонт
карбонатного материала снизу. Более того, в некоторых орошаемых черноземах
известны случаи осолонцевания - возрастания роли натрия в ЕКО.
Особенности применяемых на черноземах технологий орошения объясняют
постепенное накопление в почве солей из ирригационных вод, несмотря на
то, что их качество может соответствовать стандартам.
Подводя итог рассмотрению агрогенных модификаций черноземов,
следует подчеркнуть их многообразие, преобладание негативных
результатов и большое число ответных реакций, в том числе прямо
противоположных (например, подкисление - ощелачивание). Если
рассматривать агрогенные изменения свойств черноземов не столько
1 Козловский Ф.И.. Чаплин В.А. Агродеградация черноземов. Степи Русской равнины
состояние, рационализация аграрного освоения. М.: Наука, 1994, 174-190.
93

4. Агрогенные почвы (пахотные)
в оценочном, сколько в почвенно-генетическом аспекте, то они
свидетельствуют о высокой сенсорности и уязвимости черноземов.
Однако профиль черноземов сохраняет главные свойства,
соответствующие его географическим и генетическим особенностям.
Каштановые и бурые аридные почвы
Изменения свойств каштановых и бурых почв, связанные с богарным
земледелием, незначительны, затрагивают только верхнюю часть профиля
и приводят к формированию светлого пахотного горизонта, почти не
отличающегося по свойствам от природного гумусового. Вовлечение в
пахотный нижележащих карбонатного или метаморфического горизонтов, иногда
солонцеватых, «утяжеляет» гранулометрический состав пахотного и
«ухудшает» его структуру: порошисто-комковатая структура природного
горизонта А приобретает элементы мелкоглыбистой и крупноореховатой.
Сильное и многоплановое воздействие на почву оказывает
орошение, вызывающее изменения не только почвенного климата, но и
рельефа в результате срезания и перемещения материала почвенных
горизонтов при подготовке поля к орошению. Орошаемые земли обычно
интенсивно используются, т.е. почва подвергается многократным
механическим обработкам, в нее вносят удобрения, а в случае необходимости
проводят специальные химические мелиорации.
С точки зрения почвообразования необходимо различать орошение
светлыми и мутными водами, т.е. водами без взвесей и водами,
обогащенными ими. В первом случае формируются орошаемые
(новоорошаемые) почвы на основе исходных; степень изменений свойств почв
зависит от длительности орошения. Изменяются в основном лабильные
свойства - солевой и карбонатный профили, величина рН, в значительно
меньшей степени трансформируется структура, гумусовый профиль и ППК.
Орошение мутными водами приводит к формированию совершенно
особых почв - древнеорошаемых, которые рассматриваются в главе 5.
При орошении должен быть обеспечен отток воды, просочившейся
через почву, а уровень грунтовых вод не должен превышать
критического1. В противном случае развивается вторичное засоление, которое «как
тень, идет за орошением».
1 Критическим уровнем (глубиной) грунтовых вод называется глубина, с которой капиллярный
подъем влаги от грунтовых вод с растворенными солями обеспечивает ее поступление в
пахотный горизонт: зависит от гранулометрического состава и сложения почвы, а также от
минерализации грунтовых вод. В среднем для суглинистых почв критической является глубина 2-4 м.
94

4.3. Свойства агрогенных почв и подходы к их классификации
Вторичное засоление в любых почвах и при любой технике полива
имеет две причины:
• подъем уровня грунтовых вод (верховодки), всегда содержащих
соли в аридных регионах, и подтягивание солей грунтовых вод в
почвенную толщу,
• накопление в толще почвы солей, содержащихся в
ирригационных водах. В течение вегетационного периода производят 5-15
поливов, и даже при низком содержании солей в оросительных
водах (< 0,3 г/л), они накапливаются в почве, если не принимать
специальных мер.
Вклад каждого из источников вторичного засоления определяется
многими факторами, среди которых первостепенное значение имеет
способ орошения и техника полива, поливная норма, дренаж:
(естественный или искусственный). Условия, процессы, характеристики
вторичного засоления относятся к области мелиорации почв. С позиций изучения
происхождения и свойств агрогенных почв вторичное засоление можно
оценить как очень широко распространенное изменение лабильных
свойств, проявляющееся сходным образом в почвах с различиями в
глубине засоления, составе солей и пространственной картине,
определяемой стадией засоления и рельефом.
Помимо вторичного засоления, влияние орошения светлыми
водами на каштановые и бурые аридные почвы проявляется в изменениях
карбонатного профиля и новообразований карбонатов. Чаще всего
происходит опускание верхней границы вскипания и растворение
карбонатных сегрегации - белоглазки, пропиточных пятен, однако возможны и
другие изменения карбонатного профиля.
Орошение способствует активизации микробиологических и
биохимических процессов, гумусообразованию при обеспеченности
органическими остатками, но одновременно оно увеличивает подвижность
гумуса. Поэтому изменения в содержании и распределении гумуса в
орошаемых почвах по сравнению с природными и неорошаемыми различны для
разных почв и условий орошения.
Как при орошении, так и на богаре формируются агрокаштановые
почвы со срединным карбонатным или солонцевато-метаморфическим
горизонтом. В темно-каштановых и каштановых почвах, как и в
черноземах, пахотный горизонт чаще всего совмещается по мощности с
природным аккумулятивно-гумусовым.В светло-каштановых почвах, с их
маломощным исходным гумусовым горизонтом, происходит поступление в
агросветлогумусовый горизонт субстрата аккумулятивно-карбонатного
горизонта в результате припахивания или рыхления. Оно практически ни-
95

4. Агрогснные почвы (пахотные)
чего не меняет в морфологических характеристиках профиля, кроме
характера перехода границ. При орошении на фоне изменения
карбонатного и солевого профилей содержание гумуса в пахотном горизонте иногда
слегка увеличивается.
Более существенные изменения происходят в профиле каштановых
солонцеватых почв при использовании плантажной вспашки и
химических мелиорантов: нарушается естественное залегание горизонтов и
изменяются многие химические свойства, вплоть до формирования нового
профиля.
Исследования изменений химических свойств почв солонцовых
комплексов под влиянием орошения выявили тенденцию снижения
содержания гумуса в почвах - компонентах комплекса в течение 10-20 лет
наблюдений, а также уменьшение солонцеватости почв. Б.А. Зимовец
(1991)' отмечал более значительное уменьшение доли обменного натрия
в ППК в солонцах, чем в каштановых и лугово-каштановых почвах.
Изучение изменений содержания гумуса показало незначительное его
увеличение в зональных почвах, сопоставимое с пространственным
варьированием.
Таким образом, агрогенные почвы субаридных и аридных
территорий при традиционном земледелии в целом сохраняют строение
профиля, а их пахотные горизонты незначительно отличаются от
исходных аккумулятивно-гумусовых.
В черноземах, темно-каштановых и отчасти каштановых почвах
формируются агротемногумусовые горизонты с упрощенной
структурой и меньшим содержанием гумуса по сравнению с исходными
почвами. В светло-каштановых и бурых аридных почвах (как
правило, орошаемых) свойства агросветлогумусовых горизонтов заметно
варьируют.
Агрогенные изменения черноземов при неправильном
использовании наиболее многообразны и часто выходят за пределы
пахотного горизонта; в значительно меньшей степени это проявляется в
каштановых почвах.
Вторичное засоление возможно в любых орошаемых почвах.
: Экология и мелиорация почв сухой степи. М. 1991.
96

Темы рефератов:
1. Пахотные горизонты разных почв - сравнительный анализ
свойств.
2. Сходство и различия в гидротермических условиях
почвообразования в пахотном горизонте разных почв.
3. Различия в разделении по окультуренности подзолистых и серых почв.
4. Дерново-подзолистые почвы: изменения в строении профиля при
смене видов землепользования.
5. Устойчивость черноземов к разным видам деградации.
Контрольные вопросы:
1. Характеристика земельного фонда России и степени распаханности ее
территории.
2. Каковы общие свойства (морфологические и химические) пахотного
горизонта разных почв?
3. В чем заключается сущность процесса окультуривания подзолистых
почв?
4. Что такое «деградация», «проградация» и «реградация» лесных и
лесостепных почв?
5. Каким набором горизонтов характеризуются
агродерново-подзолистые почвы?
6. Какие типы агроземов выделяются в отделе агроземов и по какому
принципу?
7. Назовите основные виды деградации черноземов.
Литература
Афанасьева Е.А. Черноземы Средне-Русской возвышенности. М.:
Наука, 1966.
ГедыминА.В. Изменения некоторых свойств дерново-подзолистых
контактно-отбеленных почв бассейна реки Валдайки в результате
хозяйственного использования. // Экология и продуктивность лесов Нечерноземья. Изд-во
МГУ, 1980, с. 123-139.
Герасимова М.И., Караваева И.А., Лебедева И.И. Об агрогенных
изменениях термических границ почвенных зон и подзон на
Восточно-Европейской равнине. Генезис, география и картография почв. Научн. тр. Почв, ин-та
им. В.В. Докучаева, М.: Почв, ин-т, 2000, с. 107-119.
Григорьев Г И., Ливеровский Ю.А., Фридланд В.М., Сабашвили М.И.
Принципы классификации окультуренных почв. Сб. «Генезис,
классификация и картография почв». М.: Наука, 1964.
7 — 3193 97

4. Агрогенные почвы (пахотные)
Жариков С.Н. Окультуривание дерново-подзолистых почв центра
Русской равнины. Автореферат канд. дисс, 1993.
Завалишин А.А., Надеждин Б.В. К вопросу о преобразовании лесных
подзолистых почв под влиянием культуры. // Почвоведение, 1965, №11,
с. 987-1000.
Зайдельман Ф.Р., Тюльпанов В.И., Ангелов Е.Н., Давыдов А.К Почвы
мочарных ландшафтов - формирование, агроэкология и мелиорация. М: Изд-во
МГУ, 1998.
Караваева Н.А. Типы эволюции некоторых основных групп пахотных
таежно-лесных почв Русской равнины. «Проблемы почвоведения», М.:
Наука, 1990.
Караваева Н.А., Жариков С.Н., Кончин А.Е. Генетические особенности
пахотных дерново-подзолистых почв как основа их диагностики и
классификации. География и генезис антропогенно измененных и естественных почв.
Научн.тр. Почв, ин-та им. В.В. Докучаева, М: Почв, ин-т, 1986, с. 24-32.
Караваева Н.А., Жариков С.Н., Нефедова ТТ., Таргульян В.О.
Антропогенная трансформация почв. В Сб. Природная среда Европейской части СССР
(опыт регионального анализа) М. Ин-т Географии АН СССР. 1989, с. 80-153.
Караваева Н.А., Лебедева И.И., Герасимова М.И., Жариков С.Н. Опыт
генетической интерпретации данных по водно-тепловому режиму
естественных и агрогенных почв. // Почвоведение, 1998, №9, с. 1038-1048.
Классификация и диагностика почв СССР, 1977.
Классификация почв России, 1997.
Козловский Ф.И. Современные естественные и антропогенные
процессы эволюции почв. М.: Наука, 1991.
Лебедева И.И., Коковина Т.П. Современные гидротермические
режимы и генетико-географические закономерности черноземов ETC. «Успехи
почвоведения». М: Наука, 1986, с. 148-153.
Орлов Д. С Реальные и кажущиеся потери органического вещества
почвами РФ. 1986.
Черноземы СССР. Ред. В.М. Фридланд и И.И. Лебедева, т. 1, М: Колос,
1974.
Щербаков А.П., Васенев И.И. Агроэкологическое состояние
черноземов ЦЧО. Курск, 1996.

\ АГРОГЕННЫЕ
АККУМУЛЯТИВНЫЕ ПОЧВЫ
I (СКОНСТРУИРОВАННЫЕ)
К собственно антропогенным почвам, искусственно созданным для
выращивания сельскохозяйственных культур, относятся почвы,
свойства которых определяются либо особыми системами орошения, либо
постоянными добавками аллохтонного материала; исходные
природные свойства практически отсутствуют. В западной литературе они
называются Антресолями.
К первой группе искусственных почв относятся древнеорошаем ые
почвы оазисов и рисовые. Вторая группа представлена искусственными
почвами, сформированными путем постепенных добавок твердофазного
субстрата; таковы почвы «плагген» Северо-Европейской низменности и
почвы «хейлуту» Лессового Плато Китая.
Перечисленные почвы занимают крайне малые площади, но
представляют большой интерес не только с почвенно-генетической точки
зрения, но и как плодородные почвы на фоне окружающих их пустынь,
полупустынь, заболоченных и других малопригодных для сельского хозяйства
земель (рис. 5.1). К ним приурочено высокопродуктивное земледелие.
Рис. 5.1. Распространение агрогенных искусственных почв - Антросолей
7* 99

5. Агрогениые аккумулятивные почвы (сконструированные)
5*1* Древнеорошаемые почвы
Формирование древнеорошаемых почв (ирригационно-аккумулятив-
ных, или культурно-поливных) происходит в древнеземледельческих
оазисах при длительном орошении мутными водами, когда в почве
постепенно накапливается и ассимилируется пылевато-илистый материал,
остающийся на поле при каждом поливе. Большая часть рек в аридных странах
имеет высокую мутность, а именно речные воды служат основным
источником ирригационных вод (рис. 5.2). Осаждающийся из
ирригационных вод материал взвесей состоит из мелкой и средней пыли, ила; он
обогащен гумусом, карбонатами и элементами питания. При
многократных механических обработках он перемешивается с массой пахотного
горизонта и настолько хорошо им ассимилируется, что становится
практически неотделимым от него.
Оценки мощности ежегодно аккумулирующегося наноса показали
значительные ее колебания в зависимости от гидрологического режима
реки, развития речной долины, способа орошения и ряда других, более
частных причин.
Мощность
наилков для рек
мира колеблется
в среднем от 0,5
до 3 мм/год; в
Средней Азии,
по данным Н.Г.
Минашиной и
В.А. Молодцова,
-0,8-1,3 мм/год
(19651).
Следовательно,
мощность
осажденного из
ирригационных вод
материала за
минимальный
известный срок оро-
' Мннашина Н.Г, Молодцов В.А. Оазисное почвообразование и перспективы интенсификации
орошаемого земледелия. М.: Наука, 1965.
Рис. 5.2. Режимы мутности рек мира (по Н.Г. Мина-
шиной, 1974)
1 - Амударья (Ташсака); 2 - Тигр (Багдад); 3 - Сырда-
рья (Беговат); 4 - Мургаб (Тахта-Базар); 5 - Нил
(Каир); 6 - Заравшан (Дунули)
100

5.1. Древнеорошаемые почвы
шения - 200 лет, составляет не меньше 20-25 см. На самом деле
древнеорошаемые почвы Средней Азии, связанные с Сырдарьей и с Атре-
ком, соответственно в Ферганском и Мисрианском древнеземледель-
ческих оазисах, имеют значительно большую мощность
аккумулированной и одновременно агрогенно преобразованной толщи - 0,5-1 м,
агроирригационные наносы Нила достигают мощности 7-10 м (Ми-
нашина, Молодцов, 1965; Кесь и др., 19801; Аранбаев, 19952). Под
наносом залегает исходная природная почва. Исходными в большинстве
случаев были аллювиальные почвы, иногда сероземно-луговые или лу-
гово-сероземные.
Таким образом, характерной чертой древнеорошаемой почвы
является ее мощность, умеренная в абсолютном выражении и в
сравнении с почвами других регионов, но значительная по сравнению с
окружающими аридными почвами.
В формирование древнеорошаемых почв вовлечены механизмы,
близкие процессам в естественных аллювиальных почвах. Осаждение
взвесей из ирригационных вод и усиленное обводнение аналогичны
явлениям, связанным с режимом поемности. Исключение представляет
механическое перемешивание почв, с течением времени приводящее к
их гомогенизации. Во времена древнего земледелия в оазисах основным
видом обработки почвы было рыхление, хотя и частое, но
затрагивающее лишь самый верхний слой и
способствующее ассимиляции материала взвесей
почвенной массой.
Строение твердой фазы
древнеорошаемой почвы своеобразно. Она
однородна по гранулометрическому составу,
однако отличается очень высокой агрегирован-
ностью и порозностью, что придает
горизонту ажурный рисунок и обуславливает
Рис. 5.3. Микростроение высокую водопроницаемость.
древнеорошаемой по- По нашим наблюдениям, такое специ-
чвы, ув. 20х, N+ фическое микростроение сохраняется до
1 Кесь А.С, Костюченко В.П., Лисицына Т.Н. История заселения и древнее орошение Юго-
Западной Туркмении. М.: Наука, 1980.
2 Аранбаев М.П. Антропогенные ирригационно-аккумулятивные почвы пустынной зоны.
Автореферат докт. днсс, М., 1995.
101

5. Агрогенные аккумулятивные почвы (сконструированные)
тех пор, пока почва находится в режиме аккумуляции - переработки
наносов. С прекращением орошения своеобразие строения древнеорошае-
мой почвы постепенно исчезает (Герасимова и др., 1986).1
Профиль древнеорошаелюй почвы отличается однородностью в
отношении не только гранулометрического состава, но и цветовой и
химической дифференциации. Он представляет собой монотонную серовато-
бурую толщу, кое-где с признаками слоистости, облаковидными
пятнами, нечеткими линзами или горизонтами чуть более темного цвета, с
артефактами (черепками гончарной посуды, обломками жженого кирпича,
костей) и, что наиболее интересно, без каких-либо солевых
новообразований. Существовавший режим орошения и обеспеченный «сухой
дренаж» древних полей (пояс солончаков вокруг оазисов, куда поступали
сбросные воды с орошаемых полей), а также высокие фильтрационные
качества субстрата способствовали выносу легкорастворимых солей и
гипса и исключали вторичное засоление в ходе орошения.
Древнеорошаемая почва имеет нейтральную - слабощелочную
реакцию, среднюю величину ЕКО, насыщена основаниями, причем все эти
показатели равномерно распределяются по профилю. Относительно
высоким (для почв аридных территорий) и столь же однородным было
содержание гумуса - около 1%. Перечисленные физические и химические
свойства, а также происхождение толщи объясняют одно из ее названий
- агроирригационный слой или горизонт, составляющий генетическую
основу древнеорошаемой, или культурно-поливной почвы.
С прекращением орошения в древних государствах Востока в связи
с социально-экономическими, реже природными причинами древнеоро-
шаемые почвы медленно деградировали, подвергаясь опустыниванию.
Опустынивание проявлялось в разрушении прекрасной структуры
агроиригационного субстрата, часто во вторичном засолении, и
дальнейшей эволюции по пути отакыривания с превращением
древнеорошаемой почвы в такыровидную. Разрушенные оазисы, соседствовавшие с
песчаными пустынями, что наиболее обычно в Средней Азии, обычно
засыпались песком, поскольку одновременно с поливными землями
приходили в упадок окружающие их пастбища и колодцы. В случаях «сухого
дренажа» вторичное засоление усугублялось эоловым переносом солей с
поверхности солончаков. Тем не менее, такыровидные почвы - результат
деградации древнеорошаемых, выделялись несколько более высоким со-
1 Герасимова М.И., Костюченко В.П.. Мамонтова Н.А. Микроморфология древнеорошаемых и
неорошаемых почв Юго-Западной Туркмении. // Почвоведение, 1986, №7, с. 14-25.
102

5.2. Рисовые почвы
держанием гумуса в профиле по сравнению с другими пустынными
почвами. В 50-60-е годы XX столетия они считались наиболее
перспективными для нового освоения под орошаемое земледелие, а древние
земледельцы стремились вернуться в покинутые ими оазисы на относительно
плодородные земли.
Таким образом, будучи искусственными, целенаправленно
созданными, древнеорошаемые почвы представляют собой пример природо-
подобных почв в необычных для данной территории, искусственных
условиях почвообразования. Поддержание этих условий сохраняет
древнеорошаемые почвы, а их нарушение вызывает деградацию почв.
5.2. Рисовые почвы
В отличие от древнеорошаемых, рисовые почвы (Paddy soils: от
английского названия рисового чека - pad) встречаются в широком
географическом диапазоне, сформированы сложной системой специфических
мероприятий как из гидроморфных, так и из автоморфных почв. В
качестве исходных известны следующие почвы: каштановые, в т.ч.
солонцеватые, и глубокие солонцы (Северный Прикаспий), черноземы и черно-
земно-луговые (Кубань), луговые (Южное Приморье), бурые лесные и
желтоземы (Япония), коричневые, красно-бурые, слитоземы (Бирма),
аллювиальные, красноземы и желтоземы (Китай), ферралитные
(Индонезия и Филиппины), а также аллювиальные, луговые и маршевые во всех
перечисленных странах.
Японский почвовед Иширо Канно, которого называют «отцом
рисовых почв», считал, что нормальные рисовые почвы развиваются
из любых почв примерно за сто лет и сохраняют в своей памяти
только основные черты гранулометрического и минералогического
составов исходной почвы.
Эволюция рисовых почв неоднократно обсуждалась в зарубежной,
а иногда отечественной литературе, однако, по мнению И. Канно,
наиболее точно она отражается китайским вариантом известной пословицы:
«Все пути сходятся в одной точке».
Рис - традиционная культура Юго-Восточной Азии и Китая, 90%
рисовых полей находится в Азии, причем первое место среди
рисосеющих стран по площади под рисом занимает Индия, а по урожайности
Япония. В Китае рисовники составляют 1/4 часть всех земледельчес-
103

5. Агрогенные аккумулятивные почвы (сконструированные)
Рис. 5.4. Посадка риса в Японии
ких угодий. Средняя урожайность риса, по данным ФАО - 32 ц/га (Чжао
Ки-Гуо, 19901).
Технология
возделывания риса
предполагает ряд достаточно
жестких, постоянных, в
основном необратимых
воздействий на
исходную почву. Создание
рисовых полей начинается
с выравнивания поверх-
ности и обвалования
внутри большого
массива отдельных поливных
чеков (называемых также картами) на равнинах, или террасирования и
выравнивания террасок на горных склонах (рис. 5.4). Далее следует
распашка, размельчение глыб и крупных комков и затопление, в процессе
которого уплотняют верхний слой путем разминания и трамбования.
Следующая операция - боронование водонасыщенной почвы,
одновременно производится заиливание ограждающих валиков для ограничения
фильтрации. Все эти процедуры объединяются широко используемым в
зарубежной литературе термином puddling. В сильно насыщенную водой
плотную и обесструктуренную почву высаживают рассаду, и в дальнейшем
поддерживают уровень воды в чеках на высоте 5-10 см. В течение роста
растений воду периодически сбрасывают (о режимах затопления рисовых
чеков см. учебник Ф.Р. Зайдельмана «Мелиорация почв», 1992), и после
уборки урожая процедура повторяется через разное время - от нескольких
недель до полугода (Мацуо, 1955:; Поннамперума, 19723). В южных странах
обычно собирается два урожая риса в год. В России выращивание риса
летом чередовалось с разведением рыбы в чеках в холодный период.
Таким образом, специфическими условиями почвообразования в
рисовых почвах оказывается:
• контрастный водный режим, с преобладанием периода
затопления;
• обеспеченность активного оттока;
1 Zhao Quiguo. Soil and water management in farming systems with flooded rice. Inst. Soi ScLAc.
Sinica, Rep. №23. Nanjing. 1990, 13 p.
2 Matsuo T. Rice culture in Japan. Tokyo. 1955.
•' Ponnamperuma F.N. The chemistry of submerged soils. // Adv. Agron., 1972, №24, p. 29-96.
104

5.2. Рисовые почвы
• дополнительное поступление органического вещества в виде
удобрений и бытовых отходов;
• весьма продолжительное время - в Китае рис выращивают 4000-
5000 лет.
Дополнительным обстоятельством может быть поступление
твердого субстрата, приводящее к «росту почвы вверх». Оно может
осуществляться, как и в древнеорошаемых почвах, с ирригационными водами
либо за счет внесения землистых удобрений. Так, в Японии в рисовые
почвы вносится илистый материал аллювиального или морского
происхождения в количествах 500-700 кг/га.год. По мнению Р. Дюдаля (1965),
мощность ирригационно-аккумулятивной толщи на рисовниках может
достигать 1 м.
Любые почвы, сильно измененные периодическим затоплением с
сопутствующими агротехническими мероприятиями,
необходимыми при выращивании риса, традиционно называют рисовыми (Paddy
soils), а также Аквориземами (Киума, 1966), акваземами
(Классификация почв России, 1997). Им свойственен дифференцированный
профиль и сильное оглеение.
Типичный профиль рисовой почвы состоит не менее чем из трех
горизонтов. Верхний, условно пахотный (на рис. 5.5 - Ар), т.е.
обрабатываемый аккумулятивный горизонт, имеет темную окраску, с «холодным»
голубоватым или сизоватым оттенком, многочисленными ожелезненны-
ми корневыми трубочками и марганцево-железистыми кутанами. На
поверхности почвы отмечают тонкую яркую железистую пленку. Частые
интенсивные обработки и затопление объясняют почти полное отсутствие
структуры, хотя система пор развита хорошо («пенообразные поры»).
Несмотря на ограниченное применение сельскохозяйственной техники на
рисовых почвах, в их профиле формируется слабопористая плотная
плужная подошва, выполняющая функцию водоупора (Ap3g). Над ней обычно
выделяется осветленный, явно элювиальный горизонт (Ap2g). Он
представляет собой результат восстановительных процессов,
сопровождающихся выносом железа с боковым стоком при сбросе воды из чека.
Относительно причин обеднения илом этого осветленного слоя нет единого
мнения, что, вероятнее всего, объясняется разнообразием возможных
вариантов миграции веществ в связи с технологическими операциями и
исходными почвами. В обстоятельном обзоре рисовых почв Ф. Морманна
и Н. Ван Бремена отмечается отсутствие признаков лессиважа и
осветление объясняется потерей железа.
105

5. Агрогенные аккумулятивные почвы (сконструированные)
глубина, см
осветленный горизонт
плужная подошва
железистая прослойка
марганцевая
прослойка
горизонт аккумуляции
марганца
горизонт
аккумуляции железа
Сд
20
4 40
60
80
-1 100
Вынос подвижных
форм железа и марганца
нисходящими токами и
осаждение в связи со
сменой ОВ и щелочно-
кислотных условий
фиксируется их обильными
сегрегациями в глеева-
том горизонте (В2 на
рис. 5.5), иногда
подразделяемом на железистый
и марганцевый
горизонты (B25ir и B24mn
соответственно), а также тонкие
прослойки или линзы на
контакте с осветленной
толщей. Все эта система
горизонтов превышает
по мощности 0,5 м и
нередко называется
«перевернутым» глеем
(reverse, inverted gley),
поскольку на поверхности
находится восстановленный сизый глей, а на глубине - окисленный ржавый.
Однако «перевернутый глей» глубже сменяется «истинным глеем» -
синеватым, сизым, монотонным вязким бесструктурным горизонтом, с
максимальным содержанием подвижных форм двухвалентного железа.
Химические свойства рисовых почв сильно варьируют в
зависимости от сочетания природных условий и антропогенных воздействий. В
частности, очень велики колебания в содержании гумуса (табл. 5.1), что
определяется объемами внесения органических удобрений, а также
колебаниями кислотности и ЕКО.
Наиболее широко распространены слабокислые - нейтральные
рисовые почвы, со средними значениями ЕКО, преимущественно
насыщенные. Несмотря на своеобразный водный режим, проблема засоления не
исключена полностью, и в нижних горизонтах иногда присутствуют соли.
Так, И.И. Кармановым (1960) описаны «рисовые глеевые» почвы Бирмы
с кислым верхним горизонтом, содержащим много обменного алюминия
(и магния), и со слабощелочным глеевым засоленным горизонтом в
основании толщи, с малым содержанием гумуса. «Рисовые деградирован-
106
Рис. 5.5. Типичный профиль рисовой почвы
(по Grant, 1965)

5.3. Почвы хейлуту
Таблица 5.1
Содержание органического углерода
в верхних горизонтах рисовых почв низменностей
(С, % возд* сухой почвы; по Kawaguchi, Kiuma, 1974)
Регион
Тропическая Азия
Средиземноморье
| Япония
Число
образцов
410
62
84
Среднее
1,4
1,8
3,3
Минимальное
0,12
0,35
1,00
Максимальное
11,4
8,6
11,4 J
ные» почвы Бирмы, по И.И. Карманову, отличаются кислой и
слабокислой реакцией, облегченностью верхней части почвенной толщи, ростом
содержания подвижного алюминия вниз по профилю.
Пути эволюции рисовых почв во многом зависят от свойств
первоначальных естественных почв. Японские и китайские почвоведы видят
две принципиальные возможности эволюции: из гидроморфных или
маршевых почв и из любых автоморфных почв. Конечный результат - зрелая
плодородная рисовая почва, которая формируется в обоих случаях в
течение нескольких десятилетий, что соответствует приведенной в начале
раздела пословице.
Таким образом, рисовые почвы - искусственные почвы,
сформированные из любых почв за больший или меньший срок - от первых
десятков до сотен лет, и существующие в особом режиме увлажнения.
Они имеют дифференцированный генетический профиль, близкий
профилям природных почв, и существуют при сохранении этого режима.
5.3. Почвы хейлуту
В отличие от рисовых почв, распространенных по всему миру,
насыпные почвы хейлуту (темная земля) встречаются исключительно в
Китае, более того, только на Лёссовом Плато, расположенном в среднем
течении реки Хуанхэ. Следовательно, спектр их свойств значительно уже
по сравнению со свойствами других искусственных почв, и
определяется тремя главными факторами:
• климатическими условиями их ареала,
• субстратом, из которого они сформированы - лёссами,
• временем - столетиями скрупулезного тяжелого труда китайских
земледельцев, вручную переносивших землю на свои поля.
107

5. Агрогенные аккумулятивные почвы (сконструированные)
Почвам хейлуту посвящено на несколько порядков меньше
публикаций, чем рисовым, они имеют локальное значение, а интерес к ним
объясняется почвенно-генетическими причинами, как к антропогенным
почвам с известной историей и уникальным сочетанием природных
факторов почвообразования. Полные описания почв хейлуту принадлежат
А.Н. Розанову, работавшему в составе Советско-Китайской экспедиции в
1957-1958 гг. Эти почвы упоминаются в учебниках, показаны на
почвенных картах Китая и были темой специальной экскурсии Международной
группы по классификации почв (WRB) в 1998 г.
Лёссовое Плато Китая приводится в учебниках географии как
эталон чрезвычайного развития эрозии, приводящей к формированию глу-
бокорасчлененного рельефа «дурных земель», а также как территория с
самыми типичными лёссами. Лёссовое Плато располагается в интервале
абсолютных высот 800-1000 м на востоке, 2000-2500 м на западе,
глубина расчленения 100-300 м. Рельеф его
представляет собой сочетание узких
гребней, плоских или выпуклых, с
крутыми террасированными склонами и
многочисленными глубокими оврагами
(рис. 5.6). Длина овражной сети
достигает местами 5-6 км на 1 км2. Столь
сильная эродированность объясняется
сочетанием характера осадков
(преимущественно летних, часто в виде
ливней) с легкой размываемостью
лёссовых пород, первичным
расчленением рельефа и многовековым
отсутствием естественной растительности. Для
защиты полей от эрозии крестьяне
издавна применяли террасирование, при
Рис. 5.6. Лёссовое Плато в Ки- котором неизбежны перемещения
тае (фото В.Н. Сукачева, больших масс зеМли.
' Лёссы в ареале хейлуту имеют
желтовато-палевый цвет, в их
гранулометрическом составе преобладает фракция крупной пыли, они пористы,
микроагрегированы, разделяются на крупные вертикальные призмы,
содержат карбонаты, которые наследуются и перераспределяются в
профиле почвы. Определение исходной почвы в «почвенно-географической
нише» ареала хейлуту затруднительно, поскольку природные почвы, как
и естественная растительность, практически отсутствуют. В соответствии
108

5.3. Почвы хейлуту
с зонально-провинциальной схемой, исходными могли быть каштановые,
серо-коричневые и коричневые почвы или сероземы, хотя возможность
формирования почв субтропического ряда ограничивается глубоким
промерзанием (до 70 см) и позднелетним максимумом осадков -
особенностями климата, не совместимыми с режимами коричневых и
серо-коричневых почв средиземноморских и засушливых субтропиков.
В профиле почв хейлуту выделяется темный насыпной горизонт
мощностью 20-50 см, называемый также пахотным, окультуренным или
антропогенным. Он образован ежегодным внесением на поверхность
почвы землистых удобрений, состоящих на 70-80% из лёсса в сочетании
с компостом из хозяйственных отбросов, пожнивных остатков, навоза и
фекалий, нормы внесения - 7-15 т/га.год (Розанов, 1959), что
обусловливает приращение почвы вверх на 2 см в столетие. Если исключить
эрозионный снос, то обычная для хейлуту мощность искусственного горизонта
в 50 см предполагает его 2-3-тысячелетний возраст. Бесспорным
аргументом в пользу насыпного происхождения толщи хейлуту служит наличие в
ней артефактов - черепков керамической посуды, угольков, костей и пр.
Пахотный горизонт сменяется «остатками» прежней почвы или
лёссом; характерна перерытость землероями, рыхлость сложения,
вскипание с поверхности. Карбонаты представлены как обломочными
(первичными) формами, так и новообразованными - пропиточными и
псевдомицелием. Микроморфологические формы карбонатов - равномерно
рассеянный микрит в основной массе и люблинит в порах (Минашина, 19661),
свидетельствуют как об оструктуривании карбонатами, так и об их
динамичности. Гипс и легкорастворимые соли отсутствуют.
Нижние части антропогенной толщи имеют более светлую окраску,
связанную, вероятно, с частичной минерализацией органического
вещества при постепенном захоронении. Эрозия ограничивает мощность
профилей хейлуту, однако ее воздействие отчасти компенсируется
естественной аккумуляцией в средних и нижних частях склонов, эоловыми
процессами перераспределения пылеватого материала, а также постоянным
восстановлением крестьянами эрозионных потерь путем перестройки
террас, добавок лёсса и землистого удобрения.
Содержание гумуса в верхнем постоянно обрабатываемом слое
слегка превышает 1% и постепенно убывает с глубиной, иногда
обнаруживаются нерегулярные колебания в погребенных насыпных горизонтах. По-
1 Минашина Н.Г. Микроморфология лесса, сероземов, хейлуту и некоторые вопросы их
генезиса. // «Микроморф, метод в исслед. генезиса почв». М.: Наука, 1966, с. 76-92.
109

5. Лгрогенные аккумулятивные почвы (сконструированные)
чвы с содержанием гумуса 1,2-1,7% А.Н. Розанов называет глубоко
окультуренными старопахотными с мощным (80-90 см) намытым слоем и
высоким для хейлуту содержанием подвижного фосфора- 15 мг/кг. Хейлу-
ту имеют нейтральную или слабощелочную реакцию, ЕКО составляет
10-16 м-экв/100 г, почвы насыщены основаниями, с резким
преобладанием кальция.
Таким образом, в формировании почв хейлуту в значительной мере
участвуют природные факторы, почвы прекрасно «вписываются» в
природную обстановку территории, где они были созданы и потому
устойчиво сохраняют свои признаки при прекращении действия
антропогенных механизмов. Можно сказать, что они заменили собой
естественные почвы и функционируют как неотъемлемый компонент
экосистем Лёссового Плато.
5.4. Почвы плагген
Как и рассмотренные ранее китайские насыпные почвы, Северо-
Европейские почвы плагген формировались в течение длительного
времени, занимают очень малые площади (рис. 5.7) и тесно связаны с при-
родно-хозяйственным комплексом территории. Они формируются в
условиях умеренно-теплого влажного климата, нормальной дренированно-
сти и интенсивной хозяйственной деятельности, обязательным
элементом которой является стойловое животноводство.
Главным механизмом образования почв плагген является
регулярное многовековое внесение на поверхность небольшого поля
своеобразного субстрата из стойл - торфа, лесной подстилки, дернины,
вереска с корнями и мхами, соломы, пропитанных навозом и мочой
коров или свиней.
Этот субстрат содержит некоторое количество твердой
минеральной фазы, чаще всего песка, быстро разлагающихся органических
остатков и почвенного органо-минерального комплекса. Наилучшим
источником материала для стойловых подстилок считается «дернина» вереска на
песках, хорошим, но экономически менее целесообразным - лесная
подстилка. Стойловый субстрат неоднократно вносится на поле в течение
вегетационного периода, перемешивается с твердой фазой исходной
почвы или ранее накопленного материала, и быстро ассимилируется в
условиях умеренно-теплого влажного климата и частых механических об-
110

5.4. Почвы плагген
£1 OfNMABK^*^
Рис. 5.7. Ареалы почв плагген в
Северной Европе (по De Bakker, 1979)
работок поля. В результате
формируется однородная толща от
коричневато-черных до
серо-бурых тонов окраски, очень легкая
в обработке, с высокой
водопроницаемостью, рыхлым
сложением, не имеющая признаков
переувлажнения, на которой
голландские фермеры получают
урожаи зерновых до 40 ц/га и
выше. Однородность и высокие
производственные качества
толщи «плагген» послужили
причиной использования И.П.
Герасимовым упоминавшегося
ранее термина «плаггенизация»
как символа процесса создания
антропогенного горизонта с
идеальными свойствами.
Профиль почв плагген однороден и прост: темная однообразная
рыхлая или слабо уплотненная толща с непрочной комковатой структурой,
артефактами, равномерно увлажняемая в течение длительного вегетационного
периода, резко переходит в трансформированный горизонт BFH или ВМ (аль-
фегумусовый или метаморфический) исходной почвы. Минимальная
мощность антропогенного горизонта 40 см, максимальная - 80-100 см.
Однородны и аналитические характеристики почв: слабокислая,
редко нейтральная реакция не меняется по профилю, гумус также
равномерно распределен по профилю, его содержание составляет 4-6%,
естественно, что гумус сильно обогащен азотом (C/N = 8-10). Почвы слабо
ненасыщены, ЕКО средняя.
Помимо очевидной антропогенной составляющей генезиса почв
плагген, для их образования необходимы и определенные природные условия.
Мягкий влажный климат обеспечивает высокие темпы
биохимических процессов, но и создает возможность избыточного увлажнения.
Почвы плагген могут развиваться только на исходных хорошо дренируемых
субстратах, т.е. почвах, каковыми в Северной Европе являются бурые
лесные и подзолы на легких породах. На моренах, морских глинах и
покровных суглинках плаггены отсутствуют. Отсюда разделение почв на
бурые и черные плаггены, т.е. насыпные почвы на буроземах и подзолах
соответственно (De Bakker, 1979).
111

5. Агрогенные аккумулятивные почвы (сконструированные)
Создание почв плагген оказало сильное влияние на ландшафты
Северной Европы. Для их формирования требуются свободные соседние
территории, с которых периодически снимается верхний слой субстрата
мощностью около 5 см в виде полос шириной 2-5 м. Предпочтение,
отдаваемое крестьянами песчаным субстратам (из соображений не столько
почвенных, сколько животноводческих), привело к развитию дефляции
на обезглавленных почвах. До сих пор поля с почвами плагген
соседствуют с участками эолового рельефа, теперь уже с посадками сосны.
Подсчитано, что для обеспечения подстилочным удобрением 1 га пашни
нужны 2 коровы или 20-30 овец и 3-7 га вересковой пустоши, которая не
слишком быстро восстанавливается после срезания верхнего слоя.
Альтернативой дернине служит лесная подстилка
широколиственного леса. Однако малые площади лесных массивов (в Нидерландах леса
занимают всего 8% территории страны) делают этот вариант
практически неосуществимым, и использование подстилки как стойлового
материала имеет место в редких случаях. Исторические условия и пестрота
почвообразующих пород определяют чередование участков буковых или
дубовых лесов на суглинках с полями на почвах плагген и вересковыми
пустошами на флювиогляциальных или древнеаллювиальных отложениях.
Плодородие обеспечивается благоприятными физическими
свойствами и высоким содержанием NPK, и поддерживается действиями
крестьянина по схеме «дернина - стойло - поле», умеренным
известкованием, щадящей агротехникой. Дальнейшая эволюция почв неизвестна,
поскольку система плагген продолжает успешно функционировать и в
наши дни.
Итак, почвы плагген формируются в течение нескольких
столетий из богатого органическим материалом субстрата, плодородны и
являются элементом определенного типа землепользования.
Поскольку искусственные агрогенные почвы почти не встречаются
в России, вопросы их классификации очень редко рассматривались в
отечественной литературе. Как уже отмечалось, зарубежными учеными они
относятся к Антросолям - искусственным антропогенным почвам, с
дальнейшим разделением по особенностям технологии создания и субстрата
(см. Приложение). Они соответствуют следующим почвам системы
Международной Базы Данных (WRB) варианта 1998 г.:
Древнеорошаемые почвы - Irragric Anthrosols
Рисовые почвы - Hydrargic Anthrosols
Хэйлуту - Cumulic Anthrosols
Плаггены - Plaggic Anthrosols
112

5.4. Почвы плагген
Вместе с тем, искусственные агрогенные почвы настолько
индивидуальны и своеобразны, что нам кажется более правильным и
достаточным использовать данные им названия, народные или
функциональные.
Рассмотренные в данной главе искусственные агрогенные
почвы образуют 2 группы не только по ведущему фактору
формирования (специфическое орошение - добавки аллохтонных субстратов),
но и по признакам совместимости с окружающими их условиями,
следовательно, по характеру взаимодействия с современными
факторами почвообразования и по устойчивости.
Древнеорошаемые и рисовые почвы можно назвать
«убиквистами» по аналогии с живыми организмами: они почти не связаны
со своим окружением и существуют за счет специфических
гидротехнических операций. С прекращением этих операций, т.е. с
исчезновением создавших их режимов, они исчезают, или разрушаются,
как явления, несовместимые с окружающими условиями.
Древнеорошаемые почвы подвергаются опустыниванию, в рисовых почвах
сглаживаются глеевые черты.
В противоположность почвам, созданным особыми типами
орошения, хейлуту и плаггены, локальные почвы (с местными
названиями), жестко «вписаны» в свое окружение. Создавая эти почвы,
люди в максимальной степени использовали природные
особенности территории, и вне своих географических обстановок ни плаггены,
ни хейлуту невозможны. Можно предположить, что они менее
неустойчивы, чем почвы первой группы: природные факторы не могут их
разрушить, поскольку свойства созданных человеком почв
совместимы с этими факторами, а прекращение антропогенной поддержки
может привести к медленной эволюции в направлении
соответствующих зональных почв.
Темы рефератов:
Общие темы по агрогенным искусственным почвам:
1. Сравнительный анализ устойчивости почв в существующих
климатических условиях.
2. Сравнительный анализ устойчивости почв при глобальном
потеплении климата.
3. Соотношение антропогенного и природного почвообразования в
рассматриваемых почвах - сравнительный анализ.
8 — 3193
113

5. Агрогенные аккумулятивные почвы (сконструированные)
4. Условия формирования горизонтов в искусственных почвах -
соотношение процессов гомогенизации и дифференциации профиля.
5. Сравнительный анализ факторов плодородия искусственных аг-
рогенных почв.
6. Вклад естественных процессов в формирование искусственных
горизонтов в рисовых и древнеорошаемых почвах.
По древнеорошаемым почвам:
1. Режимы крупных рек мира и темпы формирования
древнеорошаемых почв.
2. Великие земледельческие цивилизации и древнеорошаемые почвы.
3. Опустынивание древнеорошаемых почв.
4. Древнеорошаемые почвы как пример возможностей комплексных
почвенно-археологических исследований.
По рисовым почвам:
1. Особенности оглеения в рисовых почвах -
окислительно-восстановительные режимы и поведение элементов с переменной валентностью.
2. Роль технологических операций в формировании профиля
рисовой почвы.
3. Почему все дороги сходятся в одной точке - профиле рисовых почв?
По почвам хэйлуту:
1. Соотношение природных и антропогенных факторов
почвообразования в хейлуту.
2. Факторы и масштабы эрозии и эволюция хейлуту.
3. Оценка плодородия хейлуту.
По почвам плагген:
1. Почва «плагген» и термин «плаггенизация».
2. Прогноз эволюции почв плагген с позиций анализа природных
факторов (какие из факторов способствуют их сохранению, какие -
деградации?).
3. Оценка вклада разных подстилочных субстратов в формирование
и свойства почв плагген.
4. Экономическая эффективность и экологическая безопасность
системы «плагген» - прогноз и оценка.
Контрольные вопросы:
1. В каких природных условиях формируются древнеорошаемые почвы
и в чем их специфика по сравнению с «фоновыми»?
2. Каков вклад природных явлений и деятельности земледельцев в
формирование древнеорошаемых почв?
3. С какими свойствами древнеорошаемых почв связано их высокое
плодородие?
114

4. Перечислить природные почвы, из которых формируются рисовые.
Какие группы почв наиболее благоприятны для их формирования?
5. Какими технологическими приемами создаются оптимальные
условия для произрастания риса?
6. Что такое «перевернутый глей»?
7. Охарактеризовать природные условия ареала хейлуту. Какими были
исходные почвы на месте хейлуту?
8. Почему почвы «плагген» встречаются только в Северной Европе?
9. Факторы плодородия почв плагген.
10. Почему «плагген» - это не только почвы, но и система
землепользования?
Литература:
Герасимова М.И., Костюченко В.П., Мамонтова Н.А.
Микроморфология древнеорошаемых и неорошаемых почв Юго-Западной Туркмении. //
Почвоведение, 1986, №7, с. 14-25.
Дюдаль Р. Проблемы генезиса и классификации рисовых почв.
«География и классификация почв Азии», М.: Наука, 1965, с. 189-192.
Зайдельман Ф.Р Мелиорация почв. М.: Изд-во МГУ, 1987; 1992.
Карманов И.И. О почвах рисовых полей Нижней Бирмы и некоторых
других областей Бирманского Союза. // Почвоведение, 1960, №8.
Минашина Н.Г. Орошаемые почвы. М.: Колос, 1974.
Минашина Н.Г. Микроморфология лесса, сероземов, хейлуту и
некоторые вопросы их генезиса. «Микроморф, метод в исслед. генезиса почв». М.:
Наука, 1966, с. 76-92.
Розанов А.Н. О почвах «хейлуту» Лёссовой провинции в бассейне
р. Хуанхэ. // Почвоведение, 1959, №10, с. 59-70.
De Bakker H. Major soils and soil regions in the Netherlands. Wageningen,
1979, p. 134-154.
Kawaguchi K., Kyuma K. Paddy soils in tropical Asia. Description of material
characteristics.//Southeast Asian Stud., 1974,№12(2), p. 177-192.
Kyuma K, Kawaguchi K. Major soils of Southeast Asia and the classification
of soils under rice cultivation. // Southeast Asian Stud., 1966, №4, p. 290-312.
8*

ТЕХНОГЕННЫЕ ПОЧВЫ:
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
К техногенным относятся почвы, находящиеся в сфере влияния
предприятий топливно-энергетического комплекса и горнодобывающей
промышленности. Техногенные почвы включают в себя измененные
исходные почвы, молодые почвы на обнажившихся и насыпных
субстратах, искусственные почвы, созданные в ходе рекультивации земель,
нарушенных добычей полезных ископаемых. Спектр техногенных
изменений почв и почвенного покрова весьма широк. Минимальные
изменения могут не выражаться в морфологии почвенного профиля, а
выявляться только аналитическими методами, максимальные
предполагают полное уничтожение почв и создание новых.
6.1. Масштабы и особенности техногенных воздействий
Как правило, техногенные почвы не образуют крупных ареалов, но
встречаются во многих районах России (рис. 6.1 и 6.2).
j нефтегазоносные д горючих газ0в |
Рис. 6.1. Нефтегазоносные и угольные бассейны и месторождения России
116

6.1. Масштабы и особенности техногенных воздействий
Комплексные нарушения земель угольными разработками и
связанные с ними острые экологические ситуации отмечались в Северном При-
каспии, Среднем Поволжье и Прикамье, в промышленной зоне Урала и
Кузбасса.
I И П2 Ш* ^4 Ш5 ^6
Рис. 6.2. Добыча нерудных строительных материалов (в тыс. м3)1
1 - не добываются; 2 - 0-500; 3 - 500-1000; 4 - 1000-5000; 5 - 5000-10000;
6-более 10000
1 Нефедова Т.Г., Рунова Т.Г. Географические типы природопользования европейских районов
СССР // Географические аспекты рационального природопользования. Калинин. 1987, с. 3-20.
117

6. Техногенные почвы: общая характеристика
Под отвалы пустой породы и открытые разработки угольной
промышленностью в России ежегодно изымается от 6 до 8 тыс. га земель. В
результате добычи только открытым способом угля, железных и
марганцевых руд нарушено более 1,1 млн. га различных земельных угодий, из
них в Кузбассе около 110 тыс. га, на КАТЭКе до 25-30 тыс. га.
Нарушения почвенного покрова наблюдаются также в местах им-
пактного загрязнения нефтью и нефтепродуктами в районах
нефтепромыслов, нефтепроводов, нефтеперерабатывающих предприятий и при
аварийных разливах нефти. Залповые выбросы нефти и нефтепродуктов
при авариях в результате порывов трубопроводов являются главной
экологической проблемой нефтедобывающих регионов России. В
частности, в Ханты-Мансийском автономном округе в 80-е годы ежегодно
фиксировалось 150-260 аварий; в середине 90-х годов было
зарегистрировано 1703-3137 аварийных выбросов, в 1997 г. произошло 2014 аварий.
Масса загрязняющих веществ, остающихся в ландшафте после
ликвидации аварии, варьирует по годам1 от 1131,7 до 4313,2 т.
В процессе освоения газовых месторождений, прокладки
газопроводов, строительства подземных газохранилищ также нарушается
почвенный покров. По данным РАО «Газпром», суммарная площадь нарушения
почвенного покрова России составляет 62 400 га, из них 58 700 га
нарушено при строительных работах и 3 700 га - при разработке газовых
месторождений и геологоразведочных работах (Акопова и др., 1994). На
газопромыслах и подземных газохранилищах, при бурении и ремонте
газовых скважин происходит загрязнение почв нефтепродуктами, в том
числе канцерогенными веществами.
Под влиянием производственной деятельности человека
трансформируется ландшафтная структура и изменяются все компоненты
ландшафта (рис. 6.3).
Добыча полезных ископаемых влияет не только на почвы и
почвенный покров, но практически на все компоненты ландшафта. Нарушения
ландшафтной структуры происходит на всех ее этапах: разведке,
подземной и открытой добыче, строительстве коммуникаций и переработке
полезных ископаемых. Более подробное представление о характере
изменений ландшафтов было дано Л.В. Етеревской, в работах которой
содержатся многие базовые положения теории техногенного
почвообразования (табл. 6.1).
1 О состоянии окружающей среды Ханты-Мансийского автономного округа в 1997 году.
Салехард, 1998.
118

6.1. Масштабы и особенности техногенных воздействий
Таблица 6.1
Факторы, виды и степень нарушения ландшафтной структуры
под влиянием техногенеза (Етеревская, 1989)
I Факторы,

формирующие
нарушения
Разведка
полезных

ископаемых
Подземная
добыча
полезных
ископаемых
Добыча
полезных

ископаемых
открытым
способом

Строительство
коммуникаций

Переработка
полезных
ископаемых
Виды нарушений
Нарушение целостности биогеоценотического
покрова: механическое повреждение почвенного
покрова вплоть до его полного уничтожения;
загрязнение почв промывочной жидкостью, биту-
миноидами, нефтью; засоление почв; появление
устойчивых признаков трансформации профиля;
угнетение и выпадение растительности.
Развитие аккумулятивных (терриконники) и
денудационных (провальных и просадочных) форм
техногенного рельефа. Частичное уничтожение,
местами до полного, растительного и почвенного
покрова, снижение уровня грунтовых вод и
уменьшение их дебита. Развитие эрозии,
загрязнение атмосферы газами, почв фитотоксичными
солями и кислотами. Усложнение структуры
почвенного покрова, изменение гидрологического
режима в корнеобитаемом слое и ряда
морфологических признаков почвенного профиля.
Полное уничтожение угодий и почв, нарушение
гидробаланса, загрязнение поверхности и
подземных вод, геохимическое загрязнение
окружающих почв. Возникновение техногенного
рельефа (отвалы, карьеры и др.), развитие эрозии,
пыле- и газозагрязнение почвенного покрова,
формирование воронок депрессии за пределами
контуров. Наибольшее отчуждение земель
лесного и сельскохозяйственного фондов.
Полное или частичное уничтожение почвенного
и растительного покровов. Нарушение рельефа
во время строительства дамб, насыпей, выемок и
подъездных дорог.
Потребление земельных ресурсов для шламохра-
нилищ, хвостохранилищ, золы ТЭЦ. Образование
аккумулятивных форм рельефа, влияние
техногенных потоков различной мощности и
токсичности на окружающий почвенный покров,
загрязнение подземных вод, открытых водоемов и т-д^
Степень

нарушения
Фраг- I
мен-
тарная
(30%
всех

нарушений)

Частичная
Полная
Полная
Полная
119

6. Техногенные почвы: общая характеристика
Все многообразие видов воздействий и вызываемых ими
нарушений можно сгруппировать в категории механических и химических,
затрагивающих весь почвенный профиль или отдельные его горизонты. При
механических воздействиях изменяется непосредственно твердая фаза
либо создаются новые почвы; химические нарушения обычно
сопровождаются преобразованиями жидкой и газовой фаз почвы (рис. 6.3).
Техногенные нарушения
Виды
нарушений
Виды
добычи
Механические
I
Горные разработки
X
угли
ископаемые
Источники
нарушений

стройматериалы,
мраморы,

известняки
бурые,
каменные
антрацит
черные,
цветные,


таллические,
фосфоритные
и другие
бурение и

эксплуатация неф-
тегазопро-
мыслов
Химические
Нефтегазопромыслы
угли
ископаемые
X
нефть
горючий
газ
бурые,
каменные,

сернистые
высоко
минерали-]
зованные

пластовые воды
буровые
растворы
сырая,
товарная
нефть и

нефтепродукты
метан,
бутан,
пропан
хвостохранилища, шламохранилища,
техногенные потоки, обогащенные
макро- и микроэлементами
Рис. 6.3. Источники техногенных нарушений в районах добычи
полезных ископаемых
Механические нарушения происходят в результате открытых и
подземных горных разработок и в местах бурения и транспортировки
при нефтегазодобыче. Горные разработки, при которых значительно
нарушается территория, включают в себя:
• Разработки рудных полезных ископаемых - железных и
полиметаллических руд, руд цветных металлов (свинец, медь, кадмий,
золото, серебро, висмут, олово), редких и радиоактивных
элементов, апатитово-нефелинового и фосфоритового сырья.
• Нерудные разработки - строительные материалы (щебень,
гравий, песок, известняк), калийные и поваренная соли,
огнеупорные глины, абразивы, технические и драгоценные камни, мрамор
и прочее.
120

6.2. Группы техногенных почв и почвоподобных тел
• Добычу ископаемого угля - бурого, каменного и антрацита.
Значительные нарушения почвенного покрова и формирование
новых техногенных форм рельефа происходят и в местах обустройства неф-
тегазопромыслов: бурения скважин, прокладки нефтепроводов, в
процессе их эксплуатации, что приводит к частичному или полному
уничтожению почвенного профиля.
Химические нарушения и преобразования почвенного профиля
происходят при добыче нефти и горючего газа, а также при разработках
углей, содержащих сульфиды. Источниками нарушений являются сырая
и товарная нефть, добываемая на промыслах, буровой раствор и его
производные, обогащенные солями, кислотами, щелочами, ацетоном,
тяжелыми металлами, используемые при бурении и ремонте скважин, а также
сильноминерализованные пластовые воды.
Химические нарушения почв происходят и на горных разработках,
которые сопровождаются образованием конусообразных насыпных
терриконов из пустой породы, поднятой на поверхность, хвостохранилищ и
шламохранилищ1. С них стекают техногенные потоки, содержащие
многие соединения, которые являются существенным источником
загрязнения окружающей среды.
6.2. Группы техногенных почв и почвоподобных тел
Напомним, что техногенные почвы образуются под влиянием
промышленной деятельности человека. Для них характерно частичное или
полное механическое нарушение профиля, нередко сопровождающееся
химическим загрязнением. Последнее в ряде случаев приводит к
формированию новых горизонтов или почв.
Обобщение литературных данных (Трофимов и др., 1977; Етеревс-
кая, 1989; Солнцева и др , 1990; Андроханов и др., 2000; Можарова и др.,
2000) и собственные исследования авторов позволили выделить на
территориях, находящихся в зоне влияния горных разработок, в пределах
нефтегазоносных и угольных бассейнов четыре группы техногенно
преобразованных почв. Они сочетаются с непочвенными образованиями -
участками техногенных и природных грунтов.
1 Хвосты - отходы, обогащенные полезными ископаемыми, в которых содержание ценного
компонента ниже, чем в исходном материале. Шлам - взвесь мелких, до 10-40 мм полезных
ископаемых в воде. Образуется в процессе измельчения при обогащении, либо при бурении горных
пород с водой или промывочным раствором.
121

6. Техногенные почвы: обш,ая характеристика
Природные почвы с поверхностными
механическими трансформациями
Нарушения почвенного профиля проявляются в пределах верхней
5-50-сантиметровой толщи. Выбор этого слоя определяется
следующими соображениями. Во-первых, при мощности техногенного слоя менее
5 см почвенные процессы и свойства природных почв практически не
меняются. Следовательно, почвы с техногенным наносом тоньше 5 см
рассматриваются как природные, хотя в морфологическое описание
профиля обязательно включается характеристика техногенного наноса. Во-
вторых, глубина нижней границы слоя нарушений в 50 см была выбрана
потому, что любой профиль с перемешиванием собственных горизонтов
и/или добавлением техногенного материала в пределах 50 см во многом
сохраняет черты исходных почв. В профиле продолжают
функционировать срединные и нижние горизонты, а верхние могут быть частично
«разбавлены» техногенным материалом, близким по свойствам природному.
Верхние 50 см могут быть сформированы различными путями:
1) перемешиванием техногенного материала с исходными
генетическими горизонтами;
2) аккумуляцией аэротехногенных и делювиальных техногенных
наносов;
3) отложением насыпных техногенных субстратов на срезанной или
погребенной почве.
Используя единый подход к разделению
антропогенно-трансформированных почв по степени и глубине воздействия, такие почвы мы
называем «техно-почвами»,
аналогично урбо-почвам
и частично агро-почвам1
(на уровне типов в
отделах природных почв).
Наиболее
распространенные варианты
строения профилей
рассматриваемых почв
представлены на рис. 6.4.
Горизонты
естественных почв, залегаю-
А 50 см
А+ТГ
В
с
А+В+
+ТГ
В
С
ТГ
в
с
' 'тг'-1
А
В
с
Рис. 6.4. Схема соотношения горизонтов и
слоев в техно-почвах
1 Неполное соответствие термину «arpo-почвы» заключается в том, что для выделения агро-
почв имеет значение не мощность, а набор не затронутых агрогенными воздействиями
горизонтов (см. главу 4).
122

6.2. Группы техногенных почв и почвоподобных тел
щие под техногенно-измененными, служат основанием для определения
исходной почвы. Например: техночернозем, техноподзолистая и т.д.
Следуя принципам «Классификации почв России», в случаях
перемешивания природных и техногенных субстратов и аккумуляции могут быть
выделены сложные подтипы турбированных и/или стратифицированных
типов техно-почв; при отложении техногенного наноса на срезанной
почве полученное образование может классифицироваться среди абраземов,
на погребенной - среди стратоземов.
Химически-преобразованные почвы
Группа объединяет почвы с загрязнением любыми химическими
веществами (тяжелыми металлами, различными ядохимикатами,
углеводородами, радионуклидами и пр.), степень которого оценивается как
чрезвычайно опасная по принятым нормативам.
В группу входят почвы с сильным загрязнением, приводящим к
появлению новых почв, отдельных горизонтов, развитию особых явлений
и признаков. В то же время, выделяются почвы, загрязнение которых
(радионуклидами, газами, тяжелыми металлами и пр.) не вызывает
видимых морфологических изменений, но нарушает естественное
функционирование почвы и представляет угрозу здоровью людей.
Морфологический профиль в этих почвах полностью сохраняется.
В соответствии с общими принципами «Классификации почв
России» и собственными представлениями, в пределах этой группы мы
выделяем следующие почвы:
• химически загрязненные (квази)природные - почвы с естественным
профилем, но с высокими концентрациями загрязнителя,
превышающими региональный фон. Степень загрязнения оценивается как
«опасная» и выше, по принятым нормативам. Для диагностики почв
применяются методы геоботанической индикации по косвенным признакам,
например, изменению проективного покрытия по сравнению с
фоновым участком, выпадению отдельных видов, развитию фитопатологи-
ческих отклонений («морф»), изменениям в лесной подстилке и опа-
де. Диагностика подтверждается аналитическими методами.
• хемо-почвы - почвы или почвоподобные тела (исходно природные или
техногенные, например, механически нарушенные «техно-почвы»),
загрязнение которых химическими соединениями находит отражение
в морфологии горизонтов, при сохранении общего строения
профиля'. Изменения затрагивают верхнюю, среднюю или нижнюю части
1 Хемо-почвы в целом соответствуют типу хемоземов в Классификации.., 1997.
123

6. Техногенные почвы: общая характеристика
профиля в результате поступления веществ непосредственно на
поверхность, либо с латеральными внутрипочвенными потоками, либо
радиальными миграциями, как нисходящими, так и восходящими.
Например, небольшие разливы товарной нефти при порывах
трубопроводов, следы которой обнаруживаются в верхнем полуметре, приводят
к образованию хемоагрочернозема на поле или хемотехночернозема в
области механических нарушений (вблизи скважин). Почва с
вторичным засолением при орошении формально также может быть
отнесена к хемо-почвам, однако целесообразнее ограничить использование
термина хемо-почва собственно техногенными территориями. В
таком случае примером засоленной хемо-почвы может служить любая
почва, содержащая соли из буровых растворов в части профиля.
• хемоземы - почвы или почвоподобные тела, загрязненные химическими
соединениями, вызывающими видимые изменения во всем профиле, в
первую очередь, появление новых горизонтов'. К изменениям
относится пропитка техногенными кислыми или щелочными растворами,
легкими фракциями нефти, внедрение в профиль битуминозных, угольных
и других чуждых почве веществ. Трансформация профиля исходной
почвы под воздействием химического загрязнения сопровождается
значительными изменениями характера миграции веществ, состава
почвенных мигрантов и ППК, процессов гумусообразования, состава
почвенной биоты, вплоть до частичного или полного ее уничтожения.
При сильных и постоянных техногенных воздействиях
трансформируется система горизонтов исходной почвы, появляются новые
горизонты и признаки, не свойственные данному типу почвообразования.
Варианты трансформации профилей весьма многообразны и
определяются комбинациями техногенных факторов и исходных объектов. Среди
новых горизонтов могут быть и чисто техногенные (слой сырой нефти,
углистого мелкозема, шлаков и пр.). Их сочетания или модификации
могут приводить к образованию другой почвы (вложенного профиля) в теле
исходной, причем вновь сформированный профиль отчасти может быть
подобен естественному, но характерному для иных природных условий.
Ярким примером может быть обнаруженный Н.П. Солнцевой в нефте-
загрязненных участках южной тайги Пермского Прикамья хемозем,
названный ею «солонец битуминозный по дерново-подзолистой почве».
Название почв, относящихся к группе хемоземов, слагается из
нескольких элементов, оказывается достаточно сложным и длинным и
построенным по разным принципам. Его обязательными компонентами
1 Хемоземы близки ктипу химически преобразованных в Классификации.., 1997.
124

6.2. Группы техногенных почв и почвоподобных тел
должны быть названия исходной природной или техногенной почвы и
вида загрязнения. При построении названий хемоземов могут быть
полезны разработки А.Н. Геннадиева с соавт. (1992), в которых
предлагаются названия техногенных почв, учитывающие факторы воздействия,
остаточные признаки исходных почв, текущие процессы и
новообразованные свойства почв.
Приведем схематические рисунки профилей химически
преобразованных почв (рис. 6.5).
I А* I I Ах I I А I I X I Условные обозначения:
* - отсутствие видимого
В* Вх Вх Вх загРязнения
Х(х) - горизонты (признаки)
С* С С Сх видимого химического
загрязнения
Химически Хемо-почвы Хемозем

загрязненные
Рис. 6.5. Схемы строения профилей химически преобразованных почв
Молодые почвы на техногенных грунтах
На грунтах и отвалах, промышленных площадках, а также в
городах формируются аккумулятивные маломощные почвы с профилем АС.
Новосибирские почвоведы С.А. Таранов и И.Л. Клевенская с соавторами
(1974)1, позднее и С.С. Трофимов и Ф.А. Фаткулин (1977), И.М. Гаджиев
и В.М. Курачев (1992)2 назвали такие молодые примитивные почвы эмб-
риоземами, т.е. почвами начальных этапов развития на техногенных или
природных рыхлых и плотных субстратах. Мы используем этот термин в
том же смысле, распространяя его также и на почвы городов3.
Эмбриоземы имеют органогенный слаборазвитый верхний горизонт
(гумусовый, грубогумусный, торфяный) мощностью менее 5 см. Они
являются по существу литогенными почвами и поэтому разделяются в за-
1 Таранов С.А., Клевенская И.Л., Щербатенко В.И. и др. О первичном почвообразовании на
естественно зарастающих отвалах Байдаевского угольного разреза. В кн. «Проблемы
рекультивации земель в СССР». Новосибирск, Наука, Сиб. отд., 1974, с. 195-204.
: См. в списке литературы к главе 7.
' Термин был предложен И.А. Соколовым для природных почв начальных стадий эволюции.
125

6. Техногенные почвы: общая характеристика
висимости от характера субстрата и органогенного горизонта. Например,
на западносибирских нефтяных месторождениях распространены эмбри-
оземы грубогумусовые на намывных песках, в известняковых карьерах -
эмбриоземы гумусовые на плотном известняке, на нефтяных амбарах,
засыпанных смесью песка с буровым раствором и фрагментами почвенных
горизонтов близлежащих почв - эмбриоземы на техногенном грунте.
Искусственные почвоподобные тела рекультивированных земель
Нарушенные при горных работах земли подлежат рекультивации. В
технологии добычи угля предусмотрено снятие и хранение плодородного
слоя почвы-донора в буртах или гумусовых складах. В настоящее время в
Российской Федерации заскладировано около 150 тыс. м3 плодородного слоя
почвы, особенно предприятиями нефтеперерабатывающей
промышленности. В основном рекультивация производится под лесные насаждения (56,7%),
а также под пашню (8,2%) и другие сельскохозяйственные угодья (11,4%).
В ходе рекультивации создаются, точнее, целенаправленно
конструируются почвоподобные тела, называемые иногда почвами. Мы
определяем их как техноземы. Техноземы состоят из одного или нескольких
насыпных слоев и поверхностного плодородного слоя. Общая мощность
насыпных слоев превышает 50 см. Насыпные слои в техноземах, в
отличие от природных почв, генетически не связаны друг с другом.
Техноземы не имеют системы генетических горизонтов, но обладают
определенными почвенными экологическим функциями (Добровольский, Никитин,
1990), как-то: продукционными, сорбционными, водно-миграционными.
Как и в природных почвах, верхний горизонт обогащен
органическим веществом, которое содержится в перегнойном или гумусовом
горизонте почвы-донора, в торфокомпостной или другой плодородной
искусственной смеси.
Впервые техноземы были описаны Л.В. Етеревской (1977, 1989) в
качестве псевдопочв с насыпным гумусовым горизонтом, в профиле
которых последовательность слоев сверху вниз создает только подобие
природных почв. На облик и развитие техноземов оказывают влияние
химико-минералогический состав и сложение пород, а также свойства гуму-
сированного слоя почвы-донора.
Л.В. Етеревская (1989) разделяет техноземы по зональным
признакам на подтипы: лесолуговые, лесостепные, сухостепные. По свойствам,
унаследованным от зональных почв, подтипы разделяются на роды:
черноземные, каштановые, остаточно-оподзоленные и оглеенные, бурозем-
ные, коричневые. В зависимости от конкретных горных пород
выделяются литологические серии техноземов: лёссовые, глиноморфные, пес-
чаноморфные, известняковые и др.
126

6.2. Группы техногенных почв и почвоподобных тел
В дальнейшем разными исследователями были даны другие
определения термину «технозем». Так, Н.П. Солнцева с соавторами (1990) в
качестве техноземов выделяет группу почв и почвоподобных тел, в
которых отсутствуют нормальные генетические горизонты. Горизонты могут
быть нарушены, перемешаны, уничтожены или к ним (их остаткам)
добавлен породный материал. Наличие плодородного слоя в определении
техноземов не обязательно, главным их свойством является техногенный
механизм образования.
И.М. Гаджиев и В.М. Курачев (1992), техноземами называют
искусственные почвоподобные тела с использованием или без использования
насыпного плодородного слоя почвы.
В.И. Терентьев и П.А. Суханов (1998)1 под техноземами понимают
искусственные почвоподобные, созданные или самообразовавшиеся тела
с насыпным или развивающимся фрагментарным или сплошным
гумусовым горизонтом. Среди техноземов П.А. Суханов и В.И. Терентьев
(1998) выделяют:
• абраземы - почвы, у которых техногенно удалены верхние
горизонты и вскрыты почвообразующие или подстилающие породы;
• линоземы - почвы, перекрытые с поверхности и пропитанные
жидкими, полужидкими, пастообразными и тому подобными
веществами: нефтепродуктами, фекальными стоками и др.
В Классификации почв России в отделе техногенных
поверхностных образований под названием квазиземы выделяется группа
почвоподобных тел, близких техноземам. Квазизем - гумусированное почвопо-
добное образование, состоящее из одного или нескольких слоев гумуси-
рованного или иного органогенного материала, подстилаемое негумуси-
рованными минеральными слоями.
Техноземы распространены в техногенных ландшафтах, где
проводится биологическая рекультивация: открытых и закрытых горных
выработках, отвалах, шламо- и хвостохранилищах, скважинных зонах нефте-
и газодобычи.
Техноземы - искусственные почвоподобные тела, состоящие из
одного или нескольких насыпных слоев природного или техногенного
грунта с поверхностным плодородным слоем. Техноземы
функционируют как почвы. Создаются целенаправленно при рекультивации.
1 Терентиев В.И., Суханов П.А. Классификация деградированных почв и непочвенных
поверхностных образований. Тезисы и доклады Всерос. Конф. «Антропогенная деградация
почвенного покрова и меры ее предупреждения» М, 1998, с. 16-18.
127

6. Техногенные почвы: общая характеристика
♦ ♦ ♦
Кроме собственно почв и почвоподобных тел, рассмотренных выше
и различающихся степенью техногенных нарушений, на территориях,
измененных добычей полезных ископаемых, встречаются «не-почвы», т.е.
грунты. Они условно разделяются на природные и техногенные (рис. 6.6).
К техногенным грунтам относятся как природные (перемещенные),
так и неприродные грунты. К последним относятся материалы,
образовавшиеся в
результате хозяйственной
или
промышленной деятельности
человека (золы,
шлаки, шламы).
Под техногенными
природными
грунтами в районах
горных разработок
понимаются
перемещенные рыхлые
и плотные поверхностные отложения, намывные и насыпные,
слагающие отвалы горных пород, насыпи, обваловки, а также вскрытые в
карьерных выемках. Техногенные грунты различаются по генезису и составу.
Они могут быть представлены как четвертичными (ледниковыми, древ-
неаллювиальными, озерными и пр.), так и дочетвертичными
отложениями. Грунты имеют разную устойчивость к выветриванию и разную
степень токсичности.
На территориях добычи и транспортировки нефти техногенные
фунты часто заливаются слоем сырой нефти или битума. В этом случае грунт
называется битуминозным (в отличие от технозема битуминозного, для
которого характерно наличие поверхностного плодородного слоя).
♦ ♦ ♦
Техногенные почвы в последующем могут эволюционировать в
зависимости от:
• биоклиматических, геоморфологических, гидрологических и
гидрогеологических условий территории;
• способа восстановления почв и почвенного покрова
(саморазвитие или биологическая рекультивация);
• вида последующего использования: пашни, сенокосы или
лесопосадки.
ГРУНТ
Природный инситный
абрадированный
Техногенный
Перемещенный
природный
субстрат
(насыпной, намывной)
Неприродный
материал
(золы, шлаки,
шламы и пр.)
Рис. 6.6. Виды грунтов в техногенных ландшафтах
128

6.2. Группы техногенных почв и почвоподобных тел
В заключение приведем таблицу, иллюстрирующую общие
закономерности распространения рассмотренных техногенных почв в районах
добычи полезных ископаемых.
Таблица 6.2
Компоненты почвенного покрова техногенно измененных территорий
Почвы
Природные с
техногенными признаками
2
X
X
<и
X
со
U
а
со
5
Ь£
О
<D
X
S
S
X
Молодые
на
техногенных
грунтах
Эмбрио-
земы
При-
родно-
техно-
генные
Хемо-
почвы,
техно-
почвы
Почвоподобные
тела и почвы

Химически

образованные
Хемо-
земы


ственные
Техно-
земы
Грунты
<L>
2
X
н
S
о
DC
S
<и
2
ос
п
о
о,
S
а,
а
Техногенные,
перемещенные
разного генезиса


родные

грунты

Неприродные
грунты
Таким образом, нарушение почвенного покрова происходит на
всех этапах добычи полезных ископаемых: разведке, подземной и
открытой добыче, строительстве коммуникаций (насыпей, дамб и
подъездных дорог), а также при переработке полезных ископаемых.
Техногенные почвы образуются в результате механических и
химических нарушений профиля почв при производственной
деятельности человека.
На территориях открытых и подземных горных разработок, при
добыче нефти, прокладке нефтепроводов, разливов буровых
растворов формируются следующие почвы: техно-почвы, техноземы, хемо-
почвы и хемоземы.
Темы рефератов:
1. Техногенные почвы: определения, распространение, свойства.
2. Методы рекультивации техногенных почв.
3. Современные проблемы техногенеза и эволюции техногенных почв.
4. Место техногенных почв в почвенных классификациях разных стран.
5. Почвы и особенности почвенного покрова техногенных ландшафтов.
9 — 3193
129

6. Техногенные почвы: общая характеристика
Контрольные вопросы:
1. Показать на карте территории с техногенными почвами.
2. Какие факторы вызывают нарушения почвенного покрова?
3. Источники техногенных нарушений и их характеристика.
4. Что такое техногенные почвы?
5. Разнообразие техногенных почв и их характеристика.
Литература
Акопова ГС, Сидорова Е.В., Можарова Н.В. Охрана почв в газовой
промышленности. ИРЦ РАО «Газпром», М., 1994.
Андроханов В.А., Овсянникова СВ., Курачев В.М. Техноземы: свойства,
режимы, функционирование. Новосибирск: Наука, 2000.
Геннадиев А.К, Солнцева Н.П., Герасимова М.И. О принципах
группировки и номенклатуры техногенно-измененных почв. // Почвоведение, №2,
1992, с. 49-60.
Добровольский Г В., Никитин Е.Д. Функционирование почв в биосфере
и экосистемах (экологическое значение почв) М., 1990.
Етеревская Л.В. Почвообразование и рекультивация земель в
техногенных ландшафтах Украины. Автореф. дисс. докт. с.-х. наук, Харьков, 1989.
Классификация почв России. Почв, ин-т им. В.В. Докучаева, 1997.
Можарова Н.В., Кулагина Е.Г. Трансформация почвенного покрова
подземных газохранилищ. // Вестник МГУ, серия 17, почв. №1, 2000.
Солнцева Н.П. Добыча нефти и геохимия природных ландшафтов. М:
Изд-воМГУ 1998.
Солнцева Н.П., Герасимова М.И., Рувилина Н.Е. Морфогенетический
анализ техногенно преобразованных почв. // Почвоведение, №8, 1990, с. 124-
129.
Трофимов С.С., Фаткулын Ф.А. Состав гумуса молодых почв
техногенных отвально-карьерных ландшафтов Центрального и Южного Кузбасса.
Восстановление техногенных ландшафтов Сибири. Новосибирск: Наука, 1977,
с. 113-120.

ТЕХНОГЕННЫЕ ПОЧВЫ
В РАЙОНАХ ГОРНЫХ
РАЗРАБОТОК
В предыдущей главе были рассмотрены общие особенности и
свойства техногенных почв и подходы к их разделению. Здесь мы
остановимся подробнее на факторах формирования и свойствах почв
большой группы техногенных ландшафтов и на вопросах рекультивации
земель, нарушенных добычей полезных ископаемых.
7*1» Факторы почвообразования
Добыча полезных ископаемых сопровождается образованием при-
родно-технических комплексов, воздействие которых сказывается на
обширных территориях. Большая часть нарушений почвенного покрова,
вплоть до его уничтожения, приходится на предприятия угольной
промышленности и добычу цветных металлов. Значительные изменения
вызывает добыча минерального грунта и строительных материалов,
огнеупорных глин, песков, неглубоко залегающих угольных пластов.
Техногенный рельеф. При открытом способе добычи
преобладают карьеры, выемки и насыпи различного размера (рис. 7.1). Наиболее
крупные карьеры в Российской Федерации - котлованы глубиной до 500 м
- находятся в Назаровском угольном бассейне в Красноярском крае,
до 300 м - в
железорудной Курской
магнитной
аномалии, Коркинском
угольном разрезе
Челябинской
области. При
закрытом способе
добычи угля
формируются терриконы,
обычно коничес-
l- кой формы, пло-
Рис. 7.1. Карьер по добыче боратов (Калифорния) щадью несколько
:■■■ wmm
9*
131

7. Техногенные почвы в районах горных разработок
гектар и высотой более 100 м. Терриконы сложены глубинными горными
породами, в которых часто протекают экзотермические реакции,
вызывающие возгорание и просадки. При образовании техногенного рельефа
происходит изменение как абсолютных, так и относительных отметок
высот по сравнению с первичной поверхностью, что связано со
строением карьерно-отвальных комплексов.
При бестранспортном отвалообразовании образуется рельеф с
системой узких гребней, которые сочетаются с выровненными платооб-
разными частями отвала. Поверхности платообразной части
характеризуются значительной пестротой форм мезо- и микрорельефа. Откосы
отвалов отличаются большими уклонами (14-40°) и подвержены
процессам плоскостной и овражной эрозии, формирующей обширные
конусы выноса (рис. 7.2). Техногенные наносы у подножье отвалов
достигают мощности в несколько метров и распространяются на сотни
метров от отвалов.
Рис. 7.2. Плоский отвал и эрозионные формы на его склоне
Преобладание в карьерно-отвальных ландшафтах склоновых
поверхностей в сочетании с высокой водопроницаемостью отложений сразу же
после отсыпки вскрышных пород способствует гравитационной сортировке
и перемещению материала, слагающего отвалы. Эти процессы,
дополненные суффозией, линейной эрозией и дефляцией, изменяют крутизну и
конфигурацию склонов. Формируются террасовидные уступы, обрывы,
бессточные понижения, локальные конусы выноса, оползневые бугры.
132

7.1. Факторы почвообразования
Подработка угольных пластов вызывает формирование просадок,
выход на поверхность сильноминерализованных вод и подтопление
близлежащих территорий.
Почвообразующими породами в районах горных разработок
являются вскрышные горные породы, резко различающиеся по физическим,
физико-химическим свойствам, минералогическому и
гранулометрическому составу: от песков и глин до скальных пород. В составе вскрышных
пород встречаются минералы сульфида железа - пирит и марказит.
Породы могут быть как токсичными, так и нетоксичными. Токсичность
определяется повышенным содержанием легкорастворимых солей,
обменных натрия и алюминия, некоторых микроэлементов и сульфидов.
Вскрышные породы могут быть представлены аргиллитами,
алевролитами, песчаниками (Подмосковный бассейн), а также
известняками, комплексом континентальных фаций (Назаровский угольный
разрез КАТЭКа), лессовидными суглинками, песчаниками (Моховский
разрез Кузбасса), известняками, ожелезненными песками (Богуславское
месторождение на Урале), красно-бурыми суглинками (Кумертаусское
месторождение), карбонатными суглинками (Байдаевский разрез южного
Кузбасса).
При разработке угольного месторождения перечисленные породы
без какой-либо предварительной сортировки складируются во внешних
и внутренних отвалах угольных разрезов. Неселективная технология от-
валообразования приводит к формированию хаотичной по свойствам и
вещественному составу смеси пород отвалов.
Породы отвалов неустойчивы в гипергенных условиях и поэтому
постоянно преобразуются. В результате физического выветривания
песчаников, алевролитов, аргиллитов, различных сланцев образуется щебен-
чато-супесчаный или обломочно-пластинчатый элювий (Восстановление
техногенных ландшафтов Сибири, 1992). Выровненные и
террасированные уступы и верхние трети склонов часто скелетны. Наиболее мелкозе-
мисты подножья и нижние трети склонов отвалов. Известный вклад в
неоднородность техногенных субстратов вносит и экспозиция склонов.
Например, северные и восточные склоны отвалов Кузбасса
характеризуются мелкоземистым, а южные и западные - скелетным элювием.
Гранулометрический состав элювия вскрышных пород зависит от
их литологических особенностей. Элювий легкого гранулометрического
состава образуется при выветривании песчаников, тогда как
гранулометрический состав элювия алевролитов и известняков варьирует от
супесей до средних суглинков; глинистый элювий образуется при
выветривании аргиллитов.
133

7. Техногенные почвы в районах горных разработок
В процессе гидромеханического перемещения вскрышных и
вмещающих пород формируется ровная поверхность с отчетливой
дифференциацией по гранулометрическому составу. Выделяют четыре зоны
седиментации пород гидроотвалов: приустьевую - песчаного, основную
- легкосуглинистого, приядерную и ядерную - среднесуглинистого
гранулометрического состава. Приядерные и ядерные зоны наиболее
удалены от пульпопроводов и находятся в переувлажненной центральной зоне
гидроотвалов.
Разнообразие техногенных грунтов в связи их генезисом и
литологией, соотношением мелкоземистых и скелетных компонентов
предоставляет много возможностей для формирования*широкого
спектра молодых почв. Минералогический и гранулометрический
состав мелкозема определяет скорость почвообразовательных
процессов.
Растительный покров является важным фактором
почвообразования, превращающим техногенные грунты в почвы. От момента
поселения на отвалах растительности до установления стадии сложного
ценоза, сходного с растительностью на почвах естественных экосистем,
проходит не менее 20-25 лет даже в благоприятных климатических условиях.
Видовое разнообразие и продуктивность растительных сообществ
в техногенных ландшафтах зависит от характера субстрата, положения в
той или иной природной зоне и возраста техногенных отложений.
В развитии растительности обычно выделяются три стадии: с
пионерными, простыми и сложными группировками1. Отвалы вскрышных и
вмещающих пород заселяются рудеральными (сорными) растениями,
занесенными с соседних пашен и пастбищ в первый год после
прекращения отсыпки отвалов. Так, например, в степной зоне пионерные
растительные группировки представлены горцом птичьим, яруткой полевой,
липучкой ежевичной, одуванчиком лекарственным, мать-и-мачехой,
осотом полевым. Расселение пионерной растительности имеет
неустойчивый, очаговый характер. На четвертый, пятый год после отсыпки
отвалов начинают образовываться простые группировки глубокостержневых
и корнеотпрысковых растений, требовательных к азоту. С течением
времени из травостоя выпадает осот, а позже пырей. Их место занимают
1 Моторина Л.В., Ижевская Т.И. Сравнительная характеристика растительного покрова на
отвалах открытых разработок бурого угля и железной руды. Растения и промышленная среда: Сб.
науч. тр., 1980. с. 80-87.
134

7.2. Почвы и почвенный покров в районах горных разработок
главным образом бобовые, способные в симбиозе с микроорганизмами
фиксировать атмосферный азот (Экология и рекультивация.., 1992).
В лесостепной зоне широкое распространение на отвалах
получают пырейно-полынные, разнотравно-злаковые, донниковые растительные
группировки, на уступах склонов отвалов формируются
разнотравно-сосновые, а на шлейфах - донниково-ивово-сосновые группировки
растительности.
В таежно-лесной и горно-таежной зонах на отвалах
доминируют разнотравно-злаково-кипрейные растительные сообщества, на
откосах внешних отвалов, обращенных к лесу, происходит зарастание
березой, осиной, ивой, позднее появляются хвойные породы. Заселение
растительностью отвалов, сформированных гидромеханическим путем,
проходит иначе. Через 2-3 месяца после сброса воды поверхность грунта
начинает заселяться сине-зелеными и диатомовыми водорослями, а
позже ностоковыми, желто-зелеными и одноклеточными водорослями.
Через 2 года поверхность грунта гидроотвала характеризуется полным
набором водорослевых группировок1. Высшая растительность появляется
на гидроотвалах на второй год. Заселение растительностью идет от
приустьевой зоны седиментации к ядерной; от пионерных форм
растительных группировок к простым, а затем к более сложным. На гидроотвалах
складываются весьма благоприятные условия для развития
растительности: ровная поверхность, сложенная покровными суглинками, и хорошее
увлажнение в течение 10-15 лет. Проективное покрытие составляет
30-50% уже на второй год зарастания отвалов. На гидроотвалах
10-летнего возраста в степной зоне отмечается сплошное покрытие
растительностью.
7Л2* Почвы и почвенный покров
в районах горных разработок
В горнодобывающих районах с открытым и закрытым способом
разработок минерального сырья, нерудных материалов и добычи
полезных ископаемых распространены эмбриоземы, техно-почвы, хемоземы,
техноземы, а также техногенные грунты. Почти все перечисленные
почвы и почвоподобные тела встречаются и в пределах других территорий,
измененных человеком - в городах и поселках, на нефтепромыслах, в
1 Наплекова Н.Н., Трофимов С.С.< Кандрашкин Е.Р., Фаткулин Ф.А., Баранник Л.П. Микробные
ценозы техногенных экосистем Сибири. Техногенные экосистемы. Организация и
функционирование. Новосибирск, 1985. с. 38-69.
135

7. Техногенные почвы в районах горных разработок
районах добычи газа, в сфере влияния транспортных магистралей и
гидротехнических сооружений. Однако на территориях, связанных с
горными разработками, они обязательно присутствуют, составляя как правило
значительную долю в почвенном покрове, и имеют наиболее яркие и
типичные для своей группы признаки.
7*2*1. Молодые аккумулятивные почвы
на рыхлых техногенных породах
Особое место в многообразии техногенных почв занимают
молодые техногенные почвы горных разработок. Их изучение проводилось в
течение многих лет сибирскими почвоведами под руководством С.С.
Трофимова, И.М. Гаджиева и В.М. Курачева. Исследовалось первичное
почвообразование и особенности микробиологических процессов на
естественно зарастающих отвалах, стадии трансформации и минерализации
органического вещества на разных почвообразующих породах,
разрабатывались классификации техногенных почв (Проблемы рекультивации..,
1974; Восстановление техногенных ландшафтов.., 1977; Экология и
рекультивация.., 1992).
Согласно подходам, изложенным в главе 6, на техногенных и
природных грунтах в режиме саморазвития формируются
слаборазвитые примитивные почвы с горизонтом А1 мощностью до 5 см - эмб-
риоземы. Нижние слои-горизонты представлены в них системой
различных насыпных слоев вскрышной плотной породы, а также
четвертичных отложений. В зависимости от способности разных
почвообразующих пород в одинаковых климатических условиях
обуславливать формирование различных почв, И.М. Гаджиев и
В.М. Курачев (1992) разделяют эмбриоземы на литогенно-неразвк-
тые на грубообломочных массивно-кристалических породах и био-
генно-неразвитые на рыхлых отложениях.
Неполное развитие эмбриоземов обусловлено недостаточной
продолжительностью педогенного преобразования материнской породы.
Процессы синтеза и разрушения органического вещества и его
взаимодействия с минеральным субстратом проходят в эмбриоземах в течение
короткого времени.
По существу эмбриоземы, развивающиеся на природных инситных
субстратах карьерных выемок на стенках и днищах карьеров по добыче
строительных материалов являются аналогами естественных
слаборазвитых почв.
136

7.2. Почвы и почвенный покров в районах горных разработок
Развитие эмбриоземов включает в себя следующие процессы:
• гумусонакопление или торфонакопление,
• выщелачивание карбонатов и вынос легкорастворимых солей,
• структурную переорганизацию твердой фазы,
• выветривание первичных минералов,
• оглеение.
Ведущим механизмом преобразования породы в эмбриоземы
выступает минерализация и трансформация органического вещества
микробиологическими процессами.
Растительные остатки разлагаются в почве довольно быстро.
Новообразованные соединения углерода локализуются в микробной массе,
затем поступают в лабильные фракции гумусового вещества почв и,
наконец, в сложные полимеры, появляющиеся на последних стадиях
гумификации. Чем больше масса микроорганизмов, тем активнее идет
формирование почвы. Так, например, в 14-летних эмбриоземах
микробиологические процессы развиваются преимущественно в верхней части
почвенного профиля, составляющей 0-5 см. По образному выражению С.А. Тара-
нова с соавторами (Проблемы рекультивации.., 1974), микробный профиль
молодых почв отвалов имеет вид «молотка». В микробных ассоциациях
преобладают олигонитрофилы, что характерно для молодых почв.
Скорость формирования гумусового горизонта зависит от
биоклиматических и литолого-геоморфологических условий. Наиболее
благоприятны для формирования эмбриоземов лесостепная и степная зоны и
лессовидные породы. Так, в Кузбассе на отвалах вскрышных пород уже
через 20-25 лет эмбриоземы имеют хорошо выраженный гумусово-акку-
мулятивный горизонт мощностью 1-2 см, с содержанием гумуса 3-4%.
Темпы гумусообразования выше на суглинках, чем на песках; на
нетоксичных породах, чем на токсичных; на карбонатных, чем на
бескарбонатных. Так, например, общее содержание углерода с поселением
растительности на первичных грунтах отвалов по мере увеличения возраста
от 4 до 13 лет изменилось в зависимости от почвообразующих пород: на
известняках от 0,84 до 6,22%; на ожелезненных песках - от 0,4 до 3,47%;
на сланцевых насыпях - от 0,9 до 1,22%, на углистых аргиллитах - от
1,15 до 2,65%. В течение 30 лет на аналогичных элементах рельефа, под
однотипной растительностью, при близких значениях рН содержание
углерода увеличилось от супесчаных к среднесуглинистым и
тяжелосуглинистым эмбриоземам соответственно на 0,2, 0,5 и 0,8%.
Исследование процесса гумификации в условиях нарушения
почвенных режимов и водно-физических свойств свидетельствует об
образовании специфического гумусового вещества - «предорганического», а кис-
137

7. Техногенные почвы в районах горных разработок
лот, предшествующих образованию гуминовых и фульвокислот, - «пред-
гумусовых» (Андроханов и др., 2000).
Со временем соотношение гуминовых и фульвокислот меняется: на
самых ранних стадиях почвообразования (4-6 лет) гумусонакопление идет
с преимущественным образованием подвижных форм гумуса. Кроме того,
возрастает общее содержание гуминовых кислот.
В 10-12-летних эмбриоземах в составе органического вещества
начинают прослеживаться «зональные» тенденции, что обусловлено
особенностями гидротермического режима и отражается на специфике
растительности и микробного комплекса. Например, в эмбриоземах
таежных районов Кузбасса отношение гуминовых кислот к фульвокислотам
составляет 0,53. Для эмбриоземов степной зоны характерны величины
Сгк/Сфк = 1,1-1,2.
Соотношение гуминовых и фульвокислот в эмбриоземах зависит от
почвообразующих пород. Исследование эмбриоземов на отвалах
Богуславского угольного разреза показало, что наибольшее количество
гуминовых кислот наблюдается на известняках и углях, а наименьшее на
сланцевых насыпях. Углистые аргиллиты и ожелезненные пески занимают
промежуточное положение (Проблемы.., 1974; Восстановление.., 1977).
Физические свойства техногенных грунтов и эмбриоземов в большой
степени предопределены положением в рельефе, составом и степенью
дезинтеграции вскрышных пород, что определяется горной технологией.
Наряду с гумусонакоплением в эмбриоземах на насыпных
субстратах в таежно-лесной зоне отмечают и перемещение тонких частиц, более
заметное в первые годы. Дифференциация по составу обменных
катионов и величине рН, биогенной аккумуляции кальция и магния выражена
в различной степени, в зависимости от биоклиматических условий.
Таким образом, основным почвенным процессом в эмбриоземах
является гумусонакопление, скорость которого зависит от
биоклиматических и литолого-геоморфологических факторов. Со временем в
эмбриоземах не только увеличиваются содержание и запасы гумуса, но и
меняется качество гумуса в сторону большей гуматности; этот тренд в
степных эмбриоземах проявляется яснее, чем в таежно-лесных.
7.2.2. Искусственные почвоподобные образования
и почвы рекультивируемых земель
Техноземы - искусственные почвоподобные образования,
состоящие из насыпных слоев, в том числе из насыпного гумусированного (Ете-
ревская, 1989, см. главу 6), обладают определенными почвенными и эко-
138

7.2. Почвы и почвенный покров в районах горных разработок
логическими функциями (продукционными, сорбционными,
водно-миграционными). В Классификации почв России они выделяются как
техногенные поверхностные образования (ТПО) в группе квазиземов - «как
бы почв», т.е. почвоподобных твердофазных тел.
Профиль технозема (рис. 7.3) создается путем насыпки
плодородного слоя почвы-донора или торфо-компостной смеси на один или
несколько слоев техногенных или природных грунтов1. Мощность
гумусового слоя варьирует от 20 до 50 см. При повышенной токсичности
грунтов в техноземе создают искусственный геохимический барьер,
задерживающий агрессивные и/или токсичные соединения, содержащиеся во
вскрышных породах и способные перемещаться в конструируемой
толще. С течением времени слои технозема приобретают почвенные
признаки: границы между слоями
становятся менее резкими, появляются пе-
догенные структуры благодаря
развитию корневых систем трав,
перемешиванию почвенными животными,
усадке и миграции растворов и
суспензий.
Скорость накопления
органического вещества на первых стадиях
преобразования техноземов в почвы
оказывается довольно высокой, что
объясняется двумя главными
причинами. Во-первых, исходный технозем
Рис. 7.3. Морфологический про- обогащен гумусом, т.е. «стартовые
филь технозема условия» процесса благоприятны.
Во-вторых, техноземы, как любое
природное тело первых этапов эволюции, находятся на восходящей
ветви эволюционной кривой. Так, в техноземах степной зоны со слоем
почвы-донора в течение 3-4 лет происходит интенсивное накопление
органического вещества, достигающее уровня зональных почв под
естественной растительностью (табл. 7.1). В 20-летнем техноземе под
многолетними травами отмечается преобразование органического вещества в
гумус и увеличение отношения углерода гуминовых кислот к углероду фуль-
вокислот (1,68-1,70). Затем скорость накопления органического вещества
замедляется, и процесс выходит на плато эволюционной кривой.
1 Сметанин В.И. Рекультивация и обустройство нарушенных земель. М.: Колос, 2000, 86 с.
139
Плодородный слой
Лёсс
Песчаный слой
Известняк
Токсичная порода

7. Техногенные почвы в районах горных разработок
Таблица 7.1
Состав и некоторые свойства гумуса техноземов
(Андроханов и др., 2000)
Время после
отсыпки, годы
1
3
10
20
Контроль:
чернозем вы-
II щелоченный
г ~
%
3,96
4,84
5,03
6,67
5,13
Гумус,
%
6,8
8,3
8,6
11,5
8,8
С, извлекаемый смесью
Na4P207 + NaOH*, %
Всего
1,83
46,2
2,29
47,3
2,25
44,7
2,84
42,6
2,15
41,9
ГК
1,11
28,0
1,38
28,5
1,41
28,0
1,79
26,8
1,33
31,8
ФК
0,72
18,2
0,91
18,2
0,91
18,8
1,05
5,8
0,82
16,0
Негидролизуе-
мый остаток
2,13
53,8
*
2,55
52,78
2,78
55,3
3,83
57,4
29,8
58,1
Сгк
Сфк
1,54
1,51
1,68
1,70
1,62
*В числителе - в % к почве; в знаменателе - в % от С почвы.
При внесении в техноземы органических добавок в виде торфо-ком-
постной смеси, сидератов и навоза, количество подземной биомассы
увеличивается практически в 1,5 раза, корни распространяются в толще
20-25 см и способствуют формированию комковатой структуры,
протеканию микробиологических и биохимических процессов.
Физические и водно-физические свойства гумусового горизонта
почвы-донора и насыпных слоев техноземов характеризуются большой
вариабельностью. Недавно сконструированный профиль технозема
часто оказывается многочленным по гранулометрическому составу (рис. 7.4).
Со временем улучшается структура техноземов, растет порозность,
уменьшается плотность.
Анализ водного режима техноземов в степной зоне в период
20-летней биологической рекультивации свидетельствует о его существенных
отличиях от водного режима зональных почв. Само строение толщи
технозема как комбинация слоев, резко различающихся по
гранулометрическому составу и сложению, приводит к образованию слоя подвешен-
140

7.2. Почвы и почвенный покров в районах горных разработок
О 20 40 60 80 0 20 40 60 80 %
Рис 7.4. Гранулометрический состав техноземов и черноземов
ной влаги, ухудшающего водный режим техноземов. В корнеобитаемом
слое технозема выше дефицит влажности по сравнению с таковым в
черноземе (Андроханов и др., 2000).
7.2,3. Химически-преобразованные почвы в районах добычи
сернистых углей
Особое место в системе техногенных почв в районах горных
разработок занимают почвы, испытывающие влияние продуктов
выветривания сернистых, или сульфид-содержащих углей. Такие угли добываются
в Кизеловском (Пермская область) и Подмосковном буроугольных
бассейнах, в Западном Донбассе.
Влияние добычи сернистых углей на окружающую среду изучалось
в России (Солнцева и др., 1987, 1992), Украине (Травлеев и др., 19801), в
других странах: Германии, Южно-Африканской Республике,
Великобритании.
1 Травлеев А.П., Альбицкая М.А., Лындя А.Г., Зверковский В.Н., Тупика Н.П., Белова Н.А.,
Носовская Н.М. Вопросы оптимизации техногенных ландшафтов Западного Донбасса путем
создания мелиоративных и рекреационных лесных насаждений. Сб. Биогеоценотические аспекты
лесной рекультивации нарушенных земель Западного Донбасса. Днепропетровск, 1980, с. 21-38.
141

7. Техногенные почвы в районах горных разработок
7.2*3.1. Общие факторы трансформации почв
Исследования в Кизеловском и южной части Подмосковного
бассейнов проводились в течение 25 лет Географическим факультетом МГУ
под руководством М.А. Глазовской. Эти работы позволили выявить
ответные реакции контрастных по генезису почв на однотипные
химические воздействия и пространственные закономерности трансформации
почв по отношению к источнику воздействия, их динамику во времени, а
также тренды изменений почвенных свойств.
Наиболее информативным оказалось сравнение результатов
воздействий на слабокислые текстурно-дифференцированные почвы с
промывным водным режимом (дерново-подзолистые) и
аккумулятивно-гумусовые с карбонатным горизонтом с периодически промывным водным
режимом (выщелоченные черноземы) на очень близких материнских
породах (лёссовидных суглинках) при почти одинаковых «пусковых
механизмах» техногенного воздействия (Никифорова, Солнцева, 1982';
Солнцева, Рубилина, 1987; Солнцева и др., 1992).
Добыча сернистых углей в обоих бассейнах ведется закрытым
способом, с созданием конусообразных отвалов - терриконов высотой
60-100 м, которые иногда выравниваются до состояния плоских отвалов
во избежание самовозгорания и для уменьшения разноса угольной пыли.
На некоторых отвалах проводится рекультивация2. Терриконы и отвалы,
имея площадь основания в несколько гектаров, оказывают
непосредственное влияние на ландшафты в радиусе приблизительно 1 км, а их косвенное
влияние распространяется на расстояние до десяти километров.
Материал, слагающий терриконы и отвалы, представляет собой смесь мелкозема
с обломками вскрышных пород - пиритизированных аргиллитов,
алевролитов и песчаников с включениями и прослоями каменного угля.
Содержание серы составляет в среднем 5,5-7%, изредка достигает 8% (в
Кизеловском бассейне) органического углерода - 12-20%; рН грунтосмесей
молодых отвалов и нижних слоев старых (30-50-летних) не превышает 2-2,5.
Кроме того, в золе углей присутствует широкий спектр
микроэлементов, так что геохимики называют отвалы вместе с зонами их влияния
техногенными геохимическими аномалиями, в которых
концентрируются многие редкоземельные элементы.
1 Никифорова Е.М., Солнцева Н.П. Геохимия техногенных потоков и ореолов загрязнения в
районах угледобычи (на примере Кизеловского бассейна). «Геохимия ландшафтов и география
почв», Изд-во МГУ, 1982, с. 100-128.
: Создание плоских отвалов и рекультивация производятся в основном в густонаселенных районах.
142

7.2. Почвы и почвенный покров в районах горных разработок
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ: > Водная миграция ЩЩЩ Исходная почва
)Твердый сток
'О*- Техногенные наносы >: Частицы угля
• j^-. , различной степени крупности -#Л
Рис. 7.5. Профиль террикона и зон его влияния
Освобождающиеся при выветривании вскрышных пород
подвижные соединения серы, хлора, железа и алюминия вызывают подкисление
почв, верховодки и грунтовых вод (рис.7.5). В почвенную массу
поступают также частицы угля. Наиболее ярким и хорошо изученным является
процесс подкисления почв в результате выветривания сульфидов железа
(пирита и марказита), содержащихся во вскрышных породах, слагающих
терриконы и отвалы. Образование кислых соединений протекает
следующим образом. На первом этапе под влиянием просачивающихся через
толщу пород, слагающих отвал, происходит окисление сульфидов:
FeS2 + Н20 +70 = FeS04 + H2S04.
Сернокислое двухвалентное железо неустойчиво в окислительной
среде и переходит в гидрат окиси с выделением свободной серной кислоты:
2FeS04 + 5Н20 + 0 = 2 Fe(OH)3 + 2H2S04.
В условиях гумидного климата терриконы и отвалы интенсивно
промываются атмосферными осадками, так что у их подножий образуется
полоса разгрузки атмосферных вод, просочившихся через толщу
вскрышных пород, в том числе выветрелых. Им свойственна высокая
минерализация (10-30 г/л) и очень кислая реакция (рН 2-3) за счет обогащения
143

7. Техногенные почвы в районах горных разработок
серной кислотой. Хлоридно-сульфатный состав вод молодых отвалов
постепенно становится сульфатным за счет опережающей миграции
хлоридов. Воды, стекающие с отвалов и просочившиеся сквозь них,
разбавляются водами поверхностного стока и атмосферными, не связанными
непосредственно с отвалами, приобретают менее кислую реакцию и
постепенно фильтруются в толщу исходно слабокислых почв, как бы усиливая
природные почвообразовательные процессы.
В условиях семигумидного климата (лесостепи) терриконы
выполняют в значительной мере функцию концентратора осадков в силу
особенностей циркуляционных процессов в атмосфере, поэтому
аналогичные явления, связанные с разгрузкой вод, также имеют место, но на фоне
меньшего увлажнения в лесостепной зоне. Кроме того, кислые
фильтрационные воды, двигаясь из полосы разгрузки отвала, встречаются на своем
пути с нейтральными или слабощелочными природными почвами, т.е.
как бы «противодействуют природному почвообразованию».
Наряду с фильтрационными водами, важным фактором химической
трансформации почв является техногенный делювий - источник
активных химических соединений, влияющих на погребенные им почвы
(рис. 7.5). Вблизи отвалов техногенный делювий достигает мощности
0,5-1 м, перекрывая природную или механически нарушенную почву, что
позволяет рассматривать подобные образования как техногенные
грунты. Обычно в них заметна слоистость, содержится много обломков
вскрышных пород, техногенных артефактов (обломки крепежа шахт,
мусор). Мощность техногенного делювия и размеры его компонентов
уменьшаются с удалением от отвала, и на расстоянии 100-400 м на
поверхности почвы встречаются плотные черные тонкие глинистые корки, со
временем ассимилирующиеся верхней частью профиля. На расстояниях
более 1 км от отвала в верхних горизонтах естественных или
сельскохозяйственных почв обнаруживаются примеси мелкой угольной пыли,
поступающей эоловым путем.
Техногенные наносы содержат очень большие количества железа, как
валового, так и несиликатных форм. Например, по данным Е.М.
Никифоровой и Н.П. Солнцевой (1982), среднее содержание валового железа в
техногенных отложениях ореола загрязнения в Кизеловском бассейне
колеблется от 4 до 26%, подвижных (вытяжка Тамма) - от 1,5 до 13%.
Параллельно с химическими воздействиями, оказываемыми на
почвы фильтрующимися от отвалов водами и растворами,
циркулирующими в толще ТГ делювия, почвы в окрестности отвалов получают большее
или меньшее количество твердых угольных частиц разных размеров -
от обломков до алеврита (в зависимости от расстояния от отвала и рас-
144

7.2. Почвы и почвенный покров в районах горных разработок
пределения техногенных потоков). Включения техногенного материала
изменяют профиль органического углерода, с образованием сложных
органических соединений. Угольные частицы, особенно тонкие,
дополнительно ухудшают структуру, иногда вызывают уплотнение.
7.2.3.2. Трансформация дерново-подзолистых почв
В дерново-подзолистых почвах под влиянием техногенных
факторов усиливается кислотный гидролиз, как составляющая
подзолообразования, что вызывает возрастание актуальной кислотности. Происходят
изменения и в поглощающем комплексе: содержание обменного кальция
и магния уменьшается в 2-5 раз, в то время как содержание обменного
водорода и алюминия увеличивается в 2 раза и более; возрастает
содержание валовых и подвижных форм железа и алюминия.
Более активно протекают и процессы лессиважа, о чем
свидетельствует увеличение различий в содержании илистой фракции между
элювиальной и иллювиальными частями профиля в химически
преобразованных почвах по сравнению с фоновыми. Прямыми показателями
текущего лессиважа в почвах вблизи терриконов служат частицы черной
угольной пыли и так называемая «угольная метка» (мареново-красное
вещество) в иллювиальных кутанах. Она была обнаружена Н.Е. Рубилиной и
Н.П. Солнцевой в нижней части профиля дерново-подзолистых почв
Кизеловского бассейна, испытавших химические трансформации в
сочетании с поступлением на поверхность почвы тонкой угольной пыли.
Менее чем за 30 лет, прошедших с момента техногенного загрязнения,
угольные частицы размером до 0,2 мм переместились в почвенном
профиле с поверхности до глубины 1,5-1,7 м.
Изменения химических свойств дерново-подзолистых почв
проявляются и в других морфологических признаках. Подкисление, в
сочетании с ослаблением деятельности биоты, вызывает деградацию
структуры верхних горизонтов, активизирует процессы выветривания
первичных минералов в почвенных горизонтах, что проявляется во внешнем
облике каменистых включений - ожелезненных, оглиненных и легко
разрушающихся. Мобилизация и сегрегация соединений железа приводят к
росту числа и разнообразия железистых новообразований в почвах. При
затрудненном внутрипрофильном дренаже перераспределение
несиликатного железа сочетается с общим обогащением профиля железистыми
соединениями, придающими ему монотонную желто-бурую окраску.
Органические остатки, поступающие в кислую загрязненную
почву, слабо разлагаются, иногда частично консервируются и обуглерожи-
ваются («мумифицируются» по выражению Н.Е. Рубилиной и Н.П. Сол-
10-3193 145

7. Техногенные почвы в районах горных разработок
нцевой, 1987) вследствие подавленности микробиологических
процессов и вымирания почвенной мезофауны. Одновременно в верхних
горизонтах образуются тонкие угольные пленки по краям агрегатов или
заполнения пор пылеватыми угольными частицами, что отражается на
повышении количества общего углерода (не гумуса!) в сравнении с
фоновыми почвами.
Итак, рассмотренные химические воздействия на
дерново-подзолистые почвы сильно изменяют свойства почвенных горизонтов при
сохранении их набора и главных признаков, т.е. техногенные
изменения имеют скорее количественный, чем качественный характер.
Направление почвообразования не претерпело принципиальных
изменений. Пользуясь системой оценок эволюции почв,
предложенной В.О. Таргульяном (1982), химическую компоненту техногенной
трансформации дерново-подзолистых почв, вызванную добычей
сернистых углей, можно назвать разеквающей эволюцией, причем
весьма интенсивной.
Рассмотренные результаты химической трансформации свойств
дерново-подзолистых почв являются основанием для их отнесения к хемо-
почвам, или, в случае наиболее глубокой трансформации - к хемоземам.
7.2.3*3. Трансформация выщелоченных черноземов
Карбонаты нижних горизонтов лесостепных черноземов вступают
во взаимодействие с серной кислотой фильтрационных вод по схеме:
СаС03 + H2S04 +70 = CaS04 + H20 + С02, в результате чего они частично
замещаются гипсом.
Если участие твердофазного угольного субстрата в техногенно
измененных дерново-подзолистых почвах отчетливо проявляется в
морфологических признаках горизонтов, то в трансформированных
черноземах оно слабо заметно в материале темных аккумулятивно-гумусовых
горизонтов. Как и в дерново-подзолистых почвах, в черноземах в сфере
влияния отвалов происходят процессы уплотнения, деградации
структуры, обуглероживания органического вещества, подкисления, усиления
лессиважа и обеднения биоты. Уплотнение, вплоть до появления
элементов слитизации, связано с поступлением тонкодисперсного
угольного материала, заполняющего поры, погребением почв под слоем
техногенного делювия, обесструктуриванием. На структурные перестройки
влияют и физико-химические процессы - следствия подкисления и
соответствующих изменений состава поглощающего комплекса. Соотношение
146

7.2. Почвы и почвенный покров в районах горных разработок
между названными процессами зависит от положения почвы
относительно отвала и техногенных потоков (табл. 7.2).
Таблица 7.2
Тренды изменений свойств выщелоченных черноземов
под влиянием добычи сернистых углей (по Солнцевой с соавт., 1992)
Процессы
I
Преобразование
профиля

Вертикальные
миграции
суспензий
Декарбона-
тизация
Огипсовы-
вание
I
Перестройка
профиля
С
I Слитизация
Положение почвы относительно источника загрязнения ]
Ядро ореола
Формирование ТГ
грунтов,
погребение почв с
глубокой
трансформацией их свойств
Интенсивный и
глубокий вынос
глины, черные
глинисто-органические
кутаны
Выщелачивание
карбонатов за
пределы профиля
По всему профилю,
с признаками
вторичного
растворения в верхней части
Обилие обломков
угля и угольной
пыли, распыление и
вынос почвенной
органики
Интенсивная в
верхних
горизонтах, вплоть до
полной их переработки
Средняя часть
Краевая часть |
Включение ТГ материала в
почвенную массу
Преобразование
верхних
горизонтов
Кутаны с
участием угольного
материала
Частичная потеря
исходных
признаков
Слабая потеч-
ность органо-
минеральных
соединений
Опускание линии вскипания и
верхней границы карбонатных
новообразований
По всему
профилю
Только в верхней
части профиля
ТГ органические соединения -
угольная пыль и мелкие угольные частицы ||
Угольная пыль в
порах, углефика-
ция гумуса
Сильное
уплотнение верхней части
почвы с
образованием слитых
корок на
поверхности
Примеси тонких I
угольных частиц
Уплотнение верх- I
ней части почвы с
образованием
тонких
поверхностных корочек
Вместе с тем, в выщелоченных и оподзоленных черноземах
происходят изменения, не только затрагивающие отдельные свойства
горизонтов, но и влияющие на строение профиля в целом. В первую очередь,
Ю* 147

7. 7 ехногенные почвы в районах горных разработок
происходит разложение карбонатов кислыми растворами, так что
характерный для типа черноземов аккумулятивно-карбонатный горизонт
слабо выражен или смещается в глубокие части профиля. На его месте
формируется метаморфический горизонт, осложненный процессами партлю-
вации: хорошо развиты иллювиальные кутаны, состоящие из глинисто-
гумусовых и угольных слоев.
Поступление в почвенную толщу фильтрационных вод, обогащенных
сульфатами, приводит к формированию гипсовых новообразований, не
характерных для фоновых лесостепных черноземов. Интенсификация
процессов выветривания проявляется также в освобождении свободных форм
алюминия, так что в почвах и техногенных грунтах вблизи терриконов
появляются пятна сульфатных алюмо-железистых (квасцовых) солончаков.
Наконец, изменения гидрологического режима территорий,
прилежащих к отвалу, а также появление просадок в отдалении от него
стимулируют развитие процессов оглеения и олуговения черноземов.
Таким образом, влияние кислых растворов и привнесенного
специфического твердофазного субстрата вызывает изменения в
строении профиля выщелоченных черноземов и свойств отдельных его
горизонтов. По сравнению с дерново-подзолистыми почвами,
испытавшими воздействие аналогичных химических загрязнителей,
черноземы оказываются измененными не только на количественном
уровне, но и на качественном, что соответствует представлениям о
совместимости/несовместимости воздействий и исходных
почвенных свойств.
В случае черноземов техногенные факторы как бы
«противодействуют» природным процессам, изменяя естественный ход
почвообразования в двух различных направлениях. Одно из них можно условно назвать
«кислым гумидным», и оно заключается в подкислении, усилении лесси-
важа, развитии ненасыщенности, декарбонатизации. Второе - огипсова-
ние и засоление, свойственное более южным почвам. Оба направления
преобразований в сумме проявляются в трансформирующей эволюции
по В.О. Таргульяну.
В классификационном отношении результаты трансформирующей
эволюции проявляются в превращении черноземов ъхемоземы, поскольку
изменилась генетическая принадлежность почв: черноземы
выщелоченные превратились в бескарбонатные, огипсованные, глееватые, а при
интенсивном развитии декарбонатизации они вообще не могут быть
отнесены к черноземам, как не имеющие аккумулятивно-карбонатного гори-
148

7.3. Рекультивация нарушенных земель
зонта ВСА. Если техногенные воздействия приводят к трансформации
химических свойств отдельных горизонтов, например гумусово-аккуму-
лятивного, со сдвигом рН в кислую сторону на 1-2 единицы, и
ненасыщенности до 30-50%, а также к обуглероживанию, то почвы могут быть
отнесены к хемо-черноземам. Вместе с тем, как и в сфере влияния
любых других горных разработок, разнообразие техногенно
модифицированных почв усугубляется различного рода механическими
нарушениями, погребением, наложенными на разные исходные почвы автономных
и подчиненных позиций.
Итак, трансформация почв под влиянием добычи сернистых
углей имеет ряд специфических особенностей, связанных с высокой
агрессивностью кислых растворов.
В гумидных слабокислых почвах усиливаются
элювиально-иллювиальные процессы, подкисление, ожелезнение, т.е. происходит
гипертрофированное развитие почвенных процессов, свойственных данной
зоне. Трансформированные почвы классифицируются как хемоподзо-
листые и хемоземы.
В семигумидных нейтральных почвах имеет место подкисление,
активное выщелачивание карбонатов и огипсование, т.е. явления, не
характерные для данной зоны. В классификационном отношении
почвы определяются как хемочерноземы и хемоземы.
Во всех почвах протекают техногенно обусловленные процессы
уплотнения-усадки, изменения органопрофиля - обуглероживание и
потечность гумусовых соединений. Выраженность и формы
химических преобразований варьируют в зависимости от их
продолжительности и удаления объектов от источника загрязнения.
7.3. Рекультивация нарушенных земель
Рекультивация земель, нарушенных горными разработками,
состоит из комплексных горно-технических, инженерных, мелиоративных и
биологических мероприятий, имеющих целью создание и ускоренное
формирование на площадях оптимальных культурных ландшафтов с
продуктивным почвенно-растительным покровом (Проблемы.., 1974).
По пригодности к рекультивации обычно выделяют три большие
группы грунтов (по Етеревской, 1989):
• субстраты пригодные и потенциально плодородные (по наличию
элементов питания) - лёссовые породы, незаселенные породы
суглинистого гранулометрического состава;
149

7. Техногенные почвы в районах горных разработок
• субстраты малопригодные - песчаные и глинистые породы,
породы, содержащие легкорастворимые соли, гипс, карбонаты кальция;
• субстраты непригодные по химическим свойствам, с вредными
агрессивными свойствами - хемогенные породы (группы суль-
фидсодержащих и сильнозасоленных пород) и непригодные по
физическим свойствам - скальные породы и конгломераты.
В России в настоящее время предложено несколько технологий
рекультивации, направленных не только на восстановление
сельскохозяйственных угодий и элементов природы, но и на поддержание почвенных
экологических функций. Применяются в основном два способа
рекультивации. Первый способ - проведение многолетних фитомелиораций со
внесением органических добавок и минеральных удобрений. Второй
способ - нанесение на потенциально плодородные грунты плодородного слоя
почвы с последующими фитомелиорациями, внесением органических и
минеральных удобрений.
Первый способ рекультивации состоит из двух этапов. На первом,
горно-техническом этапе рекультивации выполаживаются отвалы с
помощью мощных карьерных бульдозеров. При этом общий уклон не
должен превышать 3 градусов. На втором, биологическом этапе
рекультивации, после выдержки и усадки техногенного субстрата проводят
следующий комплекс мероприятий:
• нанесение слоя торфо-компостной смеси;
• внесение навоза и запахивание сидератов злаково-бобовых и
многолетних трав;
• внесение минеральных удобрений;
• выращивание злаково-бобовых многолетних травосмесей.
В лесостепной и степной зонах наилучшие результаты по накоплению
гумуса и питательных элементов отмечаются в опытах по внесению навоза
с сидератами и минеральными удобрениями с последующим подсевом
злаково-бобовых травосмесей в течение нескольких лет (Андроханов и др., 2000).
Второй способ рекультивации состоит также из двух этапов.
Современные технологии добычи угля предусматривают предварительное
снятие и хранение плодородного слоя «почвы-донора», который
используется для рекультивации нарушенных территорий (Андроханов и др., 2000).
На первом, горно-техническом этапе рекультивации снимаются гу-
мусово-аккумулятивные горизонты целинных, залежных и пахотных почв
и хранятся в течение 3-5 лет, а иногда и 10-25 лет в буртах или гумусовых
складах. В процессе снятия, хранения и отсыпки состав и свойства
гумусового слоя почвы-донора подвергаются существенным изменениям:
наблюдается ухудшение структурного состояния плодородного слоя, фор-
150

7.3. Рекультивация нарушенных земель
мирование специфической техногенной структуры, снижение
пористости и увеличение плотности почвенных агрегатов. В процессе хранения
наблюдается также минерализация органического вещества, в
результате чего теряются элементы питания, и содержание гумуса падает на 1 -2%.
Уровень биологической активности снижается, поскольку доля активной
мобильной части гумуса также резко уменьшается (до 0,2-0,5%), В
дальнейшем на спланированные участки отсыпают плодородный слой
мощностью от 20 до 50 см.
При гидромеханическом перемещении вскрышных и вмещающих
пород и формировании зон седиментации с дифференциацией грунтов
по гранулометрическому составу формируется ровная поверхность,
пригодная для проведения второго этапа рекультивационных работ.
На втором, биологическом этапе рекультивации проводятся фито-
мелиорации. Продолжительность мелиоративного периода зависит от
климатических и эдафических условий рекультивируемого участка. Главными
культурами-освоителями являются бобовые и злаковые травы. Вместе с
тем, в почвы запахиваются злаково-бобовые многолетние травы, вносится
навоз. Уже к четвертому году возделывания злаково-бобовых культур
повышается активность биологических процессов в грунтах и связанные с
ними явления минерализации и гумификации органического вещества.
Биологическая рекультивация почв посредством возделывания
многолетних трав широко используется не только в России, но и за рубежом.
Так, в Болгарии, Румынии, Венгрии, Польше основное внимание
уделяется созданию сельскохозяйственных угодий путем внесения больших
доз органических веществ с подсевом почвоулучшающих трав. В
Венгрии распространены методы ускоренной комбинированной технической
и биологической рекультивации. При воссоздании почвы применяется
биоактивный органический препарат, который в комплексе с
минеральными удобрениями, микро- и макроэлементами заменяет гумус. В
Германии при возделывании многолетних бобовых культур используют
внесение извести как химического мелиоранта. В Англии широко
применяется создание на рекультивированных землях сенокосно-пастбищных
угодий в сочетании с посадкой деревьев (Андроханов и др., 2000).
Способ конструирования техноземов во многом зависит от
токсичности используемых или слагающих толщу пород. Если породы фито-
токсичны, то на них нельзя непосредственно наносить почвенный
материал. Так, при покрытии плодородным слоем сульфидсодержащих
пород в почвах увеличивается содержание подвижных форм железа и
особенно алюминия, обменного водорода и понижается содержание
обменных катионов. Поступающие с капиллярной влагой растворы серной кис-
151

7. Техногенные почвы в районах горных разработок
лоты вызывают разрушение минеральной части почвы, понижение
величины рН. Захоронение сульфидсодержащих пород даже на глубину 1 м
не спасает растения от угнетения и гибели. Для противодействия
токсичности в этих породах проводят химическую мелиорацию большими
дозами извести и только после этого их покрывают нетоксичными почво-
образующими породами (лёсс, лёссовидные суглинки и т.д. с
переслаиванием песками). После этого вся толща мощностью до 2 м уже
покрывается плодородным слоем.
Восстановление экологических функций земель, нарушенных гор- I
ными разработками, предусматривает проведение рекультивационных
работ. Рекультивация проводится в два этапа - горнотехнический и
биологический. На пригодных к рекультивации грунтах обычно
применяются следующие технологии:
• проведение многолетних фитомелиораций с внесением
органических добавок и минеральных удобрений;
• нанесение на потенциально плодородные грунты плодородного
слоя почвы с последующим проведением фитомелиораций и
внесением минеральных и органических удобрений.
Таким образом, почвы техногенных ландшафтов в районах
горных разработок по особенностям факторов и специфике
почвообразования образуют три группы.
Первая группа почв представлена эмбриоземами - молодыми
аккумулятивными слаборазвитыми почвами на рыхлых техногенных
и природных грунтах. Развитие эмбриоземов зависит от
биоклиматических и литолого-геоморфологических условий. Скорость
формирования гумусово-аккумулятивных горизонтов эмбриоземов выше в
лесостепной и степной зонах, нежели в таежной.
Вторая группа представлена техноземами - искусственными
почвоподобными техногенными образованиями, состоящими из
насыпных слоев, в том числе из насыпного гумусированного слоя.
Скорость накопления органического вещества, как результат
рекультивации, выше в техноземах с насыпным гумусовым горизонтом почвы-
донора, чем в техноземах с внесением органических добавок.
Третья группа представлена химически-преобразованными
почвами в районах добычи сернистых углей: хемо-почвами и хемозема-
ми. Трансформация почв под влиянием серной кислоты и других
агрессивных соединений имеет ряд специфических особенностей и
отличается в различных почвенных зонах.
152

Темы рефератов:
1. Генетические и экологические аспекты исследования и
классификации почв техногенных ландшафтов.
2. Эволюция техногенного рельефа и почвообразование.
3. Естественное восстановление растительного и почвенного покрова
на отвалах горнодобывающей промышленности.
4. Микробные ценозы техногенных экосистем.
5. Гумусонакопление и качественный состав гумуса молодых почв
техногенных ландшафтов.
6. Эволюция техногенных почв и техногенных грунтов.
Контрольные вопросы:
1. Особенности техногенного рельефа и почвообразующих пород в
районах горных разработок.
2. Опишите естественную растительность отвально-карьерных
комплексов в разных зонах.
3. Формирование эмбриоземов.
4. Что такое техноземы?
5. Химически-преобразованные почвы и почвоподобные тела: хемоземы
и хемо-почвы.
6. Методы рекультивации техногенно-нарушенных почв в России и за
рубежом.
Литература
АндрохановВ.А., Овсянникова СВ., КурачевВ.М. Техноземы: свойства,
режимы, функционирование. Новосибирск, 2000.
Восстановление техногенных ландшафтов Сибири. Новосибирск, 1977.
Гаджиев ММ., Курачев В.М. Генетические и экологические аспекты
исследования и классификация почв техногенных ландшафтов. В кн.
«Экология и рекультивация техногенных ландшафтов». Новосибирск. 1992.
Етеревская JJ.B. Почвообразование и рекультивация земель в
техногенных ландшафтах Украины. Дисс. уч. ст. докт. с.-х. наук. Харьков, 1998.
Классификация почв России. М., 1997.
Солнцева Н.П., Рубилина Н.Е. Морфология почв, трансформированных
при угледобыче. // Почвоведение, 1987, №2, с. 105-118
Солнцева И.П., Рубилина Н.Е., Герасимова М.И., Алистратов СВ.
Изменение морфологии выщелоченных черноземов в районах добычи угля. //
Почвоведение, 1992. №1, с. 17-29.
Проблемы рекультивации почв в СССР. Новосибирск, 1974.
Таргульян В. О. Развитие почв во времени. В кн. «Проблемы
почвоведения. Доклады к Межд. конгрессу почвоведов», 1982.
Экология и рекультивация техногенных ландшафтов. Под ред. В.М. Ку-
рачева. Новосибирск, Наука, 1992.
153

\ О ! ПОЧВЫ В РАЙОНАХ ДОБЫЧИ
1 О I и ТРАНСПОРТИРОВКИ НЕФТИ
При добыче, транспортировке и переработке нефти происходят
разнообразные воздействия на окружающую среду, как
непосредственные одномоментные или повторяющиеся, так и отдаленные, прямые и
косвенные.
8.1. Основные источники загрязнения
и свойства загрязнителей
На территории Российской Федерации нефтепромыслы занимают
значительные площади в Западной и Восточной Сибири, Поволжье, на
Северном Кавказе (рис. 6.1).
Нефть - концентрат жидких, преимущественно углеводородных
продуктов преобразования в осадочных толщах захороненного
органического вещества. Она состоит из углеводородов, высокомолекулярных
смолисто-асфальтеновых веществ, минерализованных вод и
микроэлементов; в составе нефти обнаружено около 450 индивидуальных
соединений, соотношения между которыми варьируют на разных
месторождениях и в разных продуктивных пластах (Солнцева, 1998).
Изменения природной среды и, в частности, почв на этапе
обустройства нефтепромыслов связаны с работой тяжелой техники,
вызывающей механические нарушения рельефа и растительности,
перемешивание материнских пород и добавление новых субстратов, разрушение и
погребение почв (рис. 8.1). Добыча нефти на этом этапе принципиально
не отличается по характеру воздействия на почвы от добычи других
полезных ископаемых.
Вместе с тем, специфическим фактором трансформации почв
является бурение скважин, при котором на поверхность сбрасываются
буровые растворы, реагенты воздействия на нефтяной пласт, и буровые шла-
мы - смеси выбуренных пород и буровых растворов. Буровые растворы
и их производные содержат цементы, нефтепродукты, соли, кислоты,
щелочи, диспергированную глину, метанол, ацетон, фосфор- и кремнийор-
ганические соединения, фенолы, графит, поверхностноактивные
вещества, тяжелые металлы и многое другое. При бурении и дальнейшей экс-
154

8.1. Основные источники загрязнения и свойства загрязнителей
плуатации скважин из буровых сточных вод и пластовых жидкостей
формируются техногенные потоки, размеры которых в значительной мере
определяются количеством скважин на промышленных площадках
(кустах) и уровнем применяемых технологий (герметичность оборудования,
работа насосных станций, коррозия трубопроводов и т.д.), а также
числом и масштабами аварийных выбросов пластовых и закачиваемых в
скважины вод (для поддержания давления в нефтяном пласте).
В результате специфика воздействия на почвы на нефтепромыслах
заключается в привносе широкого спектра геохимически активных
веществ, в первую очередь хлоридов, карбонатов и сульфатов щелочных и
щелочноземельных катионов, а также углеводородов.
Рис. 8.1. Нефтяные скважины в Туркмении (Небит-Даг, 1938 г., фото
Б.А. Федоровича) и в Калининградской области (2002 г., фото
М.И. Герасимовой)
В ходе эксплуатации нефтяных месторождений в нормальном
режиме и подготовки компонентов нефти к транспортировке по продук-
топроводам в почвы поступает определенное количество нефти и
нефтепродуктов. При неполном сгорании попутных газов в «факелах» в
атмосферу выбрасываются сажа, канцерогенные углеводороды -
полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), в том числе 3,4-бенз(а)пи-
рен, сернистые соединения, которые поступают в почвы в соответствии
с розой ветров. Однако наибольшие масштабы нефтяного загрязнения
связаны с авариями на нефтепроводах и разливами нефти при
нарушении технологии эксплуатации скважин.
Основным загрязнителем почв является нефть - сырая и
товарная. Сырая нефть содержит пластовые жидкости, из товарной, или
обессоленной нефти, они удалены. При порывах нефтепроводов в почву
сбрасывается товарная нефть, поэтому в геохимической трансформации почв
155

8. Почвы в районах добычи и транспортировки нефти
соли не участвуют. В товарной нефти содержатся легкие и тяжелые
фракции, которые различаются токсичностью (мутагенностью и канцероген-
ностью). Они подвижны в пористых средах. Кроме основного компонента
- углеводородов, в нефти присутствуют смолы и асфальтены, с которыми
связаны микроэлементы, а также соединения серы, в том числе H2S.
Преобразование нефти в гипергенных условиях происходит
сравнительно медленно и слабо зависят от конкретной природной обстановки. В
этом заключается еще одна специфическая черта нефтяного загрязнения.
На первом этапе деградации нефти в ландшафтах происходит ее
физико-химическое разрушение, дегазация, ультрафиолетовая
деструкция, особенно в первые месяцы. В этот период содержание нефти в
верхних почвенных горизонтах уменьшается почти наполовину (Пиковский,
1993). В результате этих процессов меняется состав нефти, возрастает
доля смолистых веществ и асфальтеновых фракций, деятельность
микроорганизмов подавлена (рис. 8.2).
Второй этап, продолжающийся в среднем 3-4 года, характеризуется
высокой микробиологической активностью. Количество нефти на
единицу объема почвенной массы уменьшается, но увеличивается
концентрация наиболее устойчивых высокомолекулярных соединений. В
дальнейшем продолжается микробиологическая деструкция нефти,
количество ее в почвах сокращается, однако сохраняется высокая
экологическая опасность остаточных продуктов.
Время деструкции нефти зависит от концентрации ее в почвах и
может составлять годы и десятилетия.
В результате микробиологической деструкции нефти и
нефтепродуктов происходит трансформация исходного состава загрязнителя,
частичная его утилизация и разложение до конечных продуктов (Исмаилов,
19881, Звягинцев и др., 1989; 2002).
Компоненты нефти различаются по подвижности и токсичности.
Наиболее токсична сырая нефть, но она более подвержена
микробиологической деструкции. Тяжелые фракции нефти слабо подвижны в почвах,
в отличие от легких, например, бензина, который перемещается в почвах
в полтора раза быстрее, чем вода.
Длительность сохранения нефтепродуктов в почвах определяется их
количеством и составом, а также климатическим потенциалом
загрязненных территорий. Поскольку оптимальными условиями для разложения
нефти являются температуры 25-30°С и влажность, близкая к наименьшей
1 Исмаилов Н.М. Микробиологическая и ферментативная активность нефтезагрязненных почв.
В сб. Восстановление нефтезагрязненных почвенных экосистем. М, Наука. 1988, с. 42-56.
156

8.1. Основные источники загрязнения и свойства загрязнителей
влагоемкости почвы, в холодных и переувлажненных почвах деградация
нефти продолжается в течение десятилетий. В жарких и сухих районах
разложение нефти ограничивается дефицитом влаги. Значительная часть
нефтедобывающих предприятий России сосредоточена в средне- и
северотаежных ландшафтах (Западная Сибирь); в других странах - в
Азербайджане, Туркмении и на Ближнем Востоке - нефтепромыслы находятся в
условиях аридного климата, поэтому вопросы деградации нефти и
нефтепродуктов в почвах приобретают здесь особую экологическую значимость.
Фракции
Метаново-
нафтеновые
Смолы
Асфальтены
Рис. 8.2. Скорость трансформации нефти в верхних горизонтах почв (Пи-
ковский, 1993)
Почвы: I - тундрово-глеевые; II - подзолы
Вещества: 1 - исходная нефть: 2 - через год; 3 - через 2 года
Одним из путей изучения экологической опасности нефтяного
загрязнения являются модельные опыты по разложению нефти в разных
природных зонах, проводившиеся по инициативе М.А. Глазовской на
Географическом факультете МГУ (Глазовская, Пиковский (1985)1, Солн-
1 [лазовская М.А., Пиковский Ю.И. Комплексный эксперимент по изучению факторов
самоочищения и рекультивации загрязненных нефтью почв в различных природных зонах. -
Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах Тр. 3 Всес. Совет. Обнинск,
Гидрометеоиздат, 1985, с. 185-191.
157

8. Почвы в районах добычи и транспортировки нефти
цева(1981', 19882). В экспериментах, проведенных Н.П. Солнцевой и под
ее руководством, оценивались максимально возможные количества
нефти, удерживаемые разными почвенными горизонтами, т.е. «нефтеем-
кость» почв. Так, было установлено, что нефтеемкость торфа во много
раз выше, чем минерального субстрата при прочих равных условиях, а
при полной влагоемкости она существенно падает.
Рис. 8.3. Модель поведения сырой нефти в почвенных экосистемах
(Солнцева, 1998)
1 - преимущественное осаждение тяжелых фракций нефти; 2 -
преимущественное осаждение легких фракций; 3 - преимущественное накопление
минерализованных вод и легких фракций нефти; 4 - загрязненные воды капиллярной
каймы; 5 - вторичное внутрипочвенное загрязнение; 6 - уровень сезонного
подъема загрязненных почвенно-грунтовых вод; 7 - вторичные потоки
загрязнителей; 8 - уровень почвенно-грунтовых вод
Изучение свойств различных видов нефти и нефтепродуктов, в
сочетании с результатами экспериментов и сведениями о свойствах почв,
влияющих на судьбу нефти и ее производных, послужило основанием
' Солнцева Н.П. Методика ландшафтно-геохимических исследований влияния техногенных
потоков на среду. Техногенные потоки вещества в ландшафтах и состояние экосистем. М.: Наука,
1981. с. 41-47.
: Солнцева Н.П. Общие закономерности трансформации почв в районах добычи нефти (формы
проявления, основные процессы, модели). Восстановление нефтезагрязненных почвенных
экосистем. М. 1988, с. 23-42.
158

8.2. Почвы, нарушенные механическими воздействиями
для прогноза ближайших и отдаленных последствий загрязнения почв и
других компонентов ландшафта. С другой стороны, знание свойств
загрязнителей и их поведения в определенных природных условиях
необходимо для организации мониторинга. На основе всей этой информации
производятся оценки потенциала самоочищения почв, составляются
карты, разрабатываются концептуальные модели (Глазовская, 1988).
Наиболее полные исследования судьбы нефти и нефтепродуктов в
почвах, влияния их на свойства почв и почвенные процессы,
геохимические миграционные потоки и многие другие аспекты нефтяного
загрязнения многие годы изучались Н.П. Солнцевой и изложены в ее
монографии (1998).
В первом приближении Н.П. Солнцева (1998) разделяет
техногенные воздействия на почвы в районах нефтепромыслов на две основные
группы: первичное и вторичное. Миграция нефти и нефтепродуктов в
условной катене и образование ореолов первичного и вторичного
загрязнений представлены на схеме (рис. 8.3).
Почвы на нефтепромыслах подвержены специфическим
воздействиям, связанным со сбросом сильноминерализованных вод и с
поступлением на поверхность или внутрь почвенного профиля
своеобразного нефтяного субстрата, геохимически пассивного и
относительно устойчивого в природных ландшафтах. Механические воздействия
на почвы нефтепромыслов имеют место, но они не специфичны.
8.2. Почвы, нарушенные механическими воздействиями
В процессе добычи нефти и транспортировки нефтепродуктов
формируются новые техногенные формы рельефа: валы, насыпи,
амбары (для сбора нефти у кустов скважин), карьеры и выемки, траншеи
(рис. 8.4). Механические нарушения наиболее существенны при
обустройстве буровых площадок, где они обычно приводят к частичному или
полному уничтожению почвенного профиля. Широко распространены
процессы погребения почв техногенными субстратами. Подземные
выработки вызывают просадки земной поверхности, следовательно,
изменение условий поверхностного стока.
Как и при других видах горных разработок, механические
нарушения почв на нефтепромыслах приводят к замене почв непочвенными
образованиями - грунтами, или техногенными поверхностными
образованиями (ТПО), к появлению слаборазвитых почв - эмбриоземов на
насыпном фунте, а также перекрытых техногенным и/или природным матери-
159

6\ Почвы в районах добычи и транспортировки нефти
Масштаб 1:500
is 2\ш *□ *а 5|] б^з 7
Рис. 8.4. Техногенный рельеф на нефтепромыслах (Солнцева, 1998)
А - Поверхность площадки с действующими скважинами в Калининградской
области.
Б - Планы площадок с природным (а) и техногенным (б) рельефом в
элювиальных южнотаежных ландшафтах: 1 - прикорневые повышения; 2 -
микропонижения пли потяжины; 3 - слабонаклоииая водораздельная поверхность; 4 -
техногенные отрицательные формы (амбары и ловушки для сбора загрязнителей;
5 - западины, возникающие при работе тяжелой техники; 6 - техногенные
положит ельные формы (валы, насыпи); 7 - промоины, ложбины стока; 8 - скважина
»ЕГ
160

S3. Трансформация почв под воздействием солей буровых растворов и пластовых вод
алом - техно-почв при меньших нарушениях. Просадки, уплотнение
тяжелой техникой, внесение слабопроницаемых грунтов могут
сопровождаться процессами оглеения или заболачивания.
В пределах нефтяных месторождений в природных и техногенных
почвах нередко отмечают повышенные концентрации газообразных
углеводородов, чему также способствует образование грифонов1 при
изменениях геологической обстановки вследствие добычи нефти. Как и в
случае газоносных бассейнов (см. главу 9), в почвах изменяются
окислительно-восстановительные условия.
В большинстве перечисленных почв и ТПО наряду с
механическими нарушениями фиксируются признаки химического загрязнения, как
битуминозными компонентами нефти и токсичными органическими
загрязнителями, так и легкорастворимыми солями. Именно эти виды
химических воздействий и вызванные ими изменения являются объектами
изучения и последующего мониторинга.
8.3. Трансформация почв под воздействием солей
буровых растворов и пластовых вод
В районах добычи нефти и газового конденсата развиваются
процессы засоления почв, грунтов, поверхностных, внутрипочвенных и
подземных вод, впервые подробно описанные Н.П. Солнцевой под
названием техногенного галогенеза (1981, 1998). Источники солей - сырая
нефть, высокоминерализованные пластовые, сточные промысловые воды
и другие геохимически активные вещества, используемые при
извлечении и обессоливании нефти. По мнению Н.П. Солнцевой, воздействие
минерализованных вод на почвы бывает более сильным, чем влияние
собственно нефти и нефтепродуктов. Очень часто оба загрязнителя
оказывают одновременное воздействие на почвы.
Специфика засоления заключается в том, что оно имеет место в
почвах гумидных территорий, где находится большая часть нефтепромыслов
России. Суммарное содержание солей может варьировать от 0,01 до 10% в
почвах тундровой и таежной зон. Накопление солей в почвах
определяется не только их высокой концентрацией в загрязнителях, но и частыми
авариями на нефтепроводах, а также природными факторами:
заболоченностью и/или слабой дренированностью таежных и тундровых почв.
1 Грифон - внезапный прорыв газа из затрубленного пространства буровой скважины.
Вызывает проседание земной поверхности.
П—3193
161

8. Почвы в районах добычи и транспортировки нефти
В составе солей доминируют хлориды, много сульфатов и
карбонатов. Наиболее распространено хлоридно-натриевое засоление, однако
состав солей, равно как их содержание и пути миграции в ландшафтах,
крайне динамичны. В самом общем виде отмечается тенденция
«классической» геохимической зональности солевого состава ореолов
загрязнения и вертикальной дифференциации солей в профилях почв гумидных
территорий. Так, карбонаты концентрируются в ядрах ореолов, ближе к
источникам солей, а хлориды, как самые активные мигранты, обрамляют
периферию ореолов. Геохимическая зональность обычно нарушается
повторными выбросами солевых масс, особенностями «носителей»
солей, например, составом пластовых вод и долей нефтяных компонентов
в солевых растворах или смесях, составом и строением почвенного
покрова - приемника солей (рис. 8.5 и 8.6).
Рис. 8.5. Пространственное варьирование содержания воднораствори-
мых солей в почвах после многократных сбросов загрязнителей
(Солнцева, 1998)
Сумма солей (%): 1) <0,07; 2) 0,07 - 0,1; 3) 0,1 - 0,15; 4) 0,15 - 0,25; 5) >0,25
114...407 - номера точек
Битуминозные компоненты техногенных потоков замедляют
поступление солей в почвы, органогенные горизонты почв также
удерживают некоторую часть солей. Самой низкой «солеемкостью»
отличаются легкие по гранулометрическому составу грунты, почвы и их
отдельные горизонты.
Кроме того, высокая миграционная способность солей,
оказавшихся в почвах достаточного или избыточного увлажнения, определяет
динамичность техногенного засоления во времени. Непосредственно
после сброса соли концентрируются в верхних горизонтах почв, постепенно
распространяясь вглубь. Существенно изменяется количество и состав
солей, как во времени, так и по почвенному профилю. Все это объясняет
162

8.3. Трансформация почв под воздействием солей буровых растворов и пластовых вод
сложность процесса техногенного засоления, мозаичность его
пространственных проявлений и разнообразие формирующихся химически-
трансформированных почв.
Под воздействием буровых растворов и пластовых вод
формируются химически-преобразованные почвы (хемоземы и хемо-почвы). К хе-
моземам относятся почвы, содержащие соли во всем профиле. Они
молоды в отношении техногенного галогенеза; поступление солей имело
место не позднее, чем 5-10 лет назад, либо оно было неоднократным, и
солевой профиль поддерживался новыми поступлениями. В качестве
«приемника» солей выступают почвы с природным профилем,
техно-почвы, или грунты, редко - техноземы.
см 0-1
40-1
120Н
12 8
см 0
40
80
120
Л мг-экв,
4 0 4
I. В первый год после загрязнения
мг-экв
22 18 14 10 6 2 0 2
8 12
8 12 16
II. Через 10 лет после загрязнения
мг-экв
4 0 4 8 12
МГ-ЭКВ
16 12 8 4 0 4 8 12 16
смО-
40-
80-
120-
' ' Х^
н
/]
У^\
w*—'—'—
WfiKr'^^s.
III. Через 20 лет после загрязнения
1
см 0'
40-
80-
120-
МГ-ЭКВ
3 4 0
|
v^vfj
4 8
i
^
\* ' А
1 ЕЗ 2|
4 Ш 5[
бЕЗ
Рис. 8.6. Варианты перераспределения воднорастворимых солей
(мг-экв/100 г почвы) в дерново-подзолистых почвах, через разные
сроки после загрязнения сырой нефтью (Солнцева, 1998)
Основные ионы: 1) С1 ; 2) НСОз; 3) S042; 4) Са"; 5) Mg2J; 6) Na'+IC
11*
163

5. Почвы в районах добычи и транспортировки нефти
Как правило, засоление сочетается с поступлением в профиль
битуминозных веществ нефтяного происхождения. Как крайняя форма
засоления высокоминерализованными водами грунтов или почв (техногенно
трансформированных в другой тип), выделяются солончаки
(битуминозные) с содержанием солей более 1%. В профиле солончака могут быть
отчетливо выражены горизонты исходной почвы.
К хемо-почвам (хемо-грунтам) могут быть отнесены почвы
(грунты) с засолением не по всей толще, что наблюдается при относительно
давнем разовом поступлении солей и промывном водном режиме.
В процессе техногенного засоления почв гумидных ландшафтов
происходит перестройка почвенного поглощающего комплекса (ППК),
впервые выявленная исследованиями Н.П. Солнцевой для
дерново-подзолистых почв на нефтепромыслах Пермского Прикамья и впоследствии
подтвержденная для ряда почв севера Западной Сибири.
После сброса в почвы сырой нефти или других загрязнителей с
высоким содержанием легкорастворимых солей свойства ППК меняются
следующим образом:
• сумма поглощенных катионов может возрастать в 1,3-1,5 раза;
• в ППК внедряются ионы натрия, при одновременном увеличении
содержания катионов кальция и магния. Среднее содержание
поглощенного натрия в почвах составляет 8-10% от емкости кати-
онного обмена. В исключительных случаях содержание
поглощенного натрия может достигать 45-80%;
• в тундрово-глеевых, подзолистых и дерново-подзолистых почвах
происходит активное вытеснение ионов водорода и алюминия из
ППК;
• увеличивается щелочность (рН водных суспензий достигает
значений 7,8-8,3).
Повышение содержания поглощенного натрия в техногенных
почвах может служить показателем развития солонцового
почвообразовательного процесса. Как известно, в фоновых дерново-подзолистых
почвах гумидных ландшафтов этот процесс невозможен.
Морфологические признаки солонцеватости в техногенных почвах выражены
неотчетливо: горизонты дерново-подзолистых почв с высоким содержанием
обменного натрия плотнее аналогичных горизонтов фоновых почв; вместе
с тем, как и в фоновых, в них отмечаются иллювиальные кутаны и приз-
мовидная структура. Это несоответствие объясняется разными
характерными временами для консервативных морфологических и лабильных
химических свойств.
164

8.4. Трансформация почв под воздействием нефти и нефтепродуктов
Рассмотренные особенности почв позволяют отнести их к хемозе-
мам - к солонцеватым или солончаков(ат)ым дерново-подзолистым
почвам (или солончаков(ат)ым солонцам по дерново-подзолистым
почвам). Н.П. Солнцевой выделены также битуминозные
солончаковые солонцы по природной (дерново-подзолистой) почве. По
новой классификации почв России (1997) данные почвы можно
отнести к отделу хемодеграземов, типу- химически-преобразован-
ных почв.
В почвах, переживших разные стадии техногенного галогенеза,
наблюдается изменение физических свойств: повышается гидрофоб-
ность, дисперсность, плотность, появляется глыбистость при
высыхании.
ю
14 г/кг
8.4. Трансформация почв
под воздействием нефти и нефтепродуктов
Попадая на земную поверхность, нефть оказывается в качественно
новых условиях. Из анаэробной обстановки с очень замедленными
темпами геохимических процессов нефть попадает в кислородную среду, в
которой большую роль играют биохимические факторы. Главным
окислителем является
молекулярный кислород. Под
действием солнечной радиации
нефть частично
разрушается, со временем битумини-
зируется, покрывая почву
плотной коркой.
Средняя концентрация
нефти и нефтепродуктов в
почвах в различных
нефтегазоносных бассейнах России
колеблется в широких
пределах в зависимости от
времени и объемов поступления
нефти, типа нефти,
биоклиматических условий
территории, строения профиля,
химических и физических
свойств почв (табл. 8.1). В
большинстве случаев заг-
165
АО
А1
А1/А2
А2
А2В
В
f
Чч
1
> _
->—<
i i
\
/^-~—~~~~
1
^^
2
^~'"
i
_i 1_
3
Рис. 8.7. Динамика содержания
битуминозных веществ в
дерново-подзолистых почвах (южная тайга
Пермского Прикамья, Солнцева, 1998)
1) через год после загрязнения; 2) через 10
лет; 3) через 25 лет

8. Почвы в районах добычи и транспортировки нефти
рязнение превышает фоновые уровни на 2-5 порядков, в отдельных
случаях оно достигает 400-500 г/кг.
Рассмотрим особенности распределения нефти в различных почвах
при поступлении ее на поверхность. Глубина возможного просачивания
нефти не зависит от принадлежности к определенным почвенным зонам
и варьирует от 1,5 до 2,0 м. Наиболее глубоко нефть и нефтепродукты
продвигаются в почвах и грунтах легкого гранулометрического состава,
где фиксированная глубина проникновения нефти составляет 8,5 м.
Битуминозные компоненты в почвах сохраняются очень долго (рис. 8.7).
Так, например, через 25 лет после загрязнения остаточные
концентрации битуминозных веществ в дерново-подзолистых почвах Пермского
Прикамья превышают фоновый уровень в 4-20 раз и более.
Накопление нефти в почвах обычно происходит на геохимических
барьерах. Внутрипочвенная радиальная миграция нефти тесно связана с
Таблица 8.1
Содержание битуминозных веществ (гексановая фракция)
в загрязненных нефтью почвах разных нефтедобывающих
районов России (Солнцева, 1998)

Природная зона,
район

Типичная
тундра ЕТР
Южная
тундра
ЕТР
|
Лесотундра

Западной
Сибири
Почва
Тундровая
дерново-
глеевая
Тундровая
торфяно-
перегной-
но-глеевая
Тундровая
торфяно-
глеевая
Подзол
иллюви-
ально-же-
лезистый
Тундровая
торфяно-
глеевая
Время
после

загрязнения
I
месяц
0,5
года
3 года
I год
0,5
года
Субстрат
Суглинки
Торф,
суглинки
Суглинки
Пески
Торф,
иловатые
пески

Горизонт*
Т
AT
BG
Т1
Т2
ТЗ
Тп
Т1
Т2
G
Т1
А2
Bh
Bfg
Tl
Т2
BG

Глубина, см
0-7
7-13
13-30
0-5
5-25
25-47
47-57
0-23
23-39
>39
0,3
3-6
9-11
11-32
0-5
12-35
36-50

Битуминозные
вещества, г/кг
70,0
0,4
0,3
100,0
3,0
3,0
4,3 J
245,0
210,0
1,2
45,4
138,3
65,9
31,2 1
462,0
3,8
0,5 |
166

8.4. Трансформация почв под воздействием нефти и нефтепродуктов
Северная
тайга
Западной
Сибири
Южная
тайга

Пермского

Прикамья


лиственные леса
и
лесостепи
Пред-
карпатья
1
Лесостепь

Пермского

Прикамья
Торфяно-
подзоли-
сто-глеевая
Агро-дер-
ново-под-
золистая
Дерново-

подзолистая глее-
ватая
Буроземно-
подзоли-
стая глее-
вая
Дерново-
глеевая

Светлосерая
лесная
0,5
года
1 год
5 лет

Старое

загрязнение
1
месяц
2 года
Торф,
суглинки
Супеси
Суглинки
Суглинки
Суглинки
Супеси,
легкие
опесча-
ненные
суглинки
Т1
ТЗ
A2hg
A2Gh
Апах
А2
Big
B2G
АО
А1
AlA2g
A2Bg
Ч
Al
Al
AlA2g
BIG
АО
G
Anax
Anax
A2B
A2Bg
Bg
0-15
28-39
39-60
60-85
6-15
15-28
49-83
101-120
0-3
3-15
15-34
34-52
52-90
0-8
8-26
26-47
47-60
0-10
40-60
0-6
6-15
15-26
26-37
37-56
504,0 1
88,5
18,0
0,1
41,2
16,8
1,4
4,0
15,0
18,2
2,3
5,0
1,4
6,0
100,0
26,0
0,1 J
300,0
3,0
10,0
8,0
4,0
6,0
* Индексы горизонтов даны по первоисточнику.
характером геохимических барьеров. Нефть, как и легкорастворимые
соли, аккумулируется при разливах, прежде всего в верхних гумусовых,
торфяных горизонтах почв (биогеохимических барьерах), причем, как
было установлено полевыми исследованиями и подтверждено
экспериментами, наиболее емкими биогеохимическими барьерами являются
торфяные горизонты, где содержание битуминозных веществ составляет
500-600 мг/кг сухой массы (рис. 8.8). В качестве внутрипрофильных
геохимических и механических барьеров выступают глеевые, мерзлотные,
глинисто-иллювиальные и глеевые горизонты почв. В мелких
торфяниках (рис. 8.8в) нефть сконцентрирована в торфяном горизонте, в
меньшей степени она накапливается на глеевых барьерах. В иллювиально-
железистых подзолах нефть накапливается на биогеохимическом барье-
167

8. Почвы в районах добычи и транспортировки нефти
ре - в гумусовом горизонте; под ним в подзолистом горизонте
прослеживается снижение по профилю содержания нефти, а затем накопление в
иллювиальных горизонтах (рис. 8.8а).
В группе мерзлотно-тундрово-таежных ландшафтно-геохимичес-
ких районов (Глазовская, 1988; Пиковский, 1993) миграция нефти
контролируется биогеохимическими барьерами (торфяным и гумусовым
горизонтами), а также мерзлотным барьером. На мерзлотных барьерах
направление миграции меняется с вертикальной на латеральную.
В почвах таежно-лесной зоны радиальная миграция нефти связана
с сочетанием геохимических барьеров. В иллювиально-гумусовых
подзолах отмечается два максимума накопления нефти: в органогенном и
иллювиальном горизонтах. В трансаккумулятивных ландшафтах
наблюдается вторичное накопление нефти, ее содержание на пять - шесть
порядков превышает таковое в элювиальных ландшафтах.
5 10 15 20 25 30 35 40 45 . 60 65 » 185 190 195 ТГ
*!
Рис. 8.8. Распределение нефти (г/кг) в вертикальном профиле
загрязненных почв (Солнцева, 1998)
а - после загрязнения нефтью иллювиально-железистых подзолов; б - после
загрязнения нефтью тундрово-глеевых почв; в - после загрязнения нефтью
мелких торфяников
168

8.4. Трансформация почв под воздействием нефти и нефтепродуктов
Миграция нефти в дерново-подзолистых почвах контролируется
биогеохимическим барьером гумусового и сорбционным барьером
иллювиального горизонтов.
В подчиненных супераквальных и аккумулятивных позициях нефть
аккумулируется в верхних органогенных и глеевых горизонтах.
В лесостепных районах вертикальная миграция нефти проходит в
толще мощного (120 см) слоя аккумулятивно-гумусового горизонта
чернозема, в котором практически полностью ассимилируется
техногенный поток. Такое распределение нефти оказывает негативное влияние
на данные почвы, однако сохраняет незагрязненными другие
компоненты ландшафта.
В полупустынной, пустынной зонах и в сухих субтропиках
проникновение нефти в глубь почвенного профиля происходит как фронтально,
так и по трещинам усыхания. Почти вся масса нефти задерживается в
верхней части профиля. Повышенная температура теплого периода и
высокая доза ультрафиолетовой радиации обуславливают интенсивное
разложение нефтепродуктов. Наблюдается значительное засоление почв
нефтяными и промысловыми водами с образованием вторичных
устойчивых солончаков. В гидроморфных почвах при загрязнении
сернистыми нефтями возможно образование сероводорода.
Для почв влажно-субтропических районов характерна интенсивная
минерализация нефти и нефтепродуктов, выщелачивание остаточных
продуктов из почв, рассеяние растворимых органических и
минеральных веществ.
Нефть и нефтепродукты, поступающие в почвы, оказывают
многостороннее воздействие на их свойства. С.Я. Трофимов и М.С. Розанова
(2002) отмечают кардинальные изменения воздушного и водного
режима почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами:
• потеря способности почв впитывать и удерживать влагу
вследствие образования на поверхности почвенных частиц нефтяной
пленки и, как следствие, уменьшение водопроницаемости, влаго-
емкости, влаговместимости по сравнению с фоновыми почвами,
а также уменьшение влажности верхнего горизонта нефтезагряз-
ненных почв и увеличение влажности подповерхностных
горизонтов почв;
• изменение воздушного режима почв вследствие вытеснения
воздуха нефтью и уменьшения пор аэрации;
• ухудшение структуры почвы в результате склеивания
механических частиц и образования весьма крупных агрегатов.
169

8. Почвы в районах добычи и транспортировки нефти
Отмечаются также изменения морфологических свойств почв:
• резкая фрагментарность изменений морфологических признаков
почв из-за неравномерности распределения нефти и
нефтепродуктов в профиле почвы;
• высокая ожелезненность почвенного профиля, выражающаяся в
увеличении содержания железистых новообразований по
сравнению с фоновыми территориями. Набольшее число железистых
новообразований наблюдается в горизонтах В;
• заметное увеличение числа плотных новообразований органо-ми-
неральной природы. Количество их в элювиальных горизонтах
загрязненных почв составляет 14-20 на 1 см2, при 4-6 в
незагрязненных аналогах;
• характерный рисунок натечных образований, связанный с
усилением суспензионного переноса и микротурбациями почвенного
материала.
Отмечаются изменения физико-химических и химических свойств
нефтезагрязненных почв:
• изменение окислительно-восстановительных условий, связанное
с нарушением аэрации и возникновением анаэробных условий;
• подщелачивание почвенного раствора и увеличение рН среды.
Наблюдается уменьшение емкости поглощения;
• значительное увеличение содержания органического углерода в
почвах, что связано с поступлением углерода нефти.
Изменяются показатели гумусного состояния почв. В нефтезагрязненных
почвах происходит некоторое уменьшение содержания гумино-
вых кислот, предположительно связанных с Са, и фракций
свободных фульвокислот; увеличение негидролизуемого остатка.
Уменьшается степень гумификации органического вещества. В
составе органического вещества уменьшается доля растворимых
фракций.
Конечные продукты деградации нефти считаются близкими
компонентам почвенного гумуса, тем не менее, их присутствие в почвах
изменяет физические характеристики почвы, ухудшает
водно-воздушный режим и ограничивает нормальное функционирование
почвенной биоты.
Активно функционирующие в почве сапротрофные
микроорганизмы отвечают на действие возрастающих доз нефти четырехступенчатой
адаптационной реакцией (Звягинцев и др., 1989, 2002).
170

8.4. Трансформация почв под воздействием нефти и нефтепродуктов
• На начальных этапах загрязнения, в интервале концентраций
нефти, соответствующих зоне гомеостаза (до 1 мл/кг), наблюдается
увеличение численности микроорганизмов. Нефть выступает как
биологический стимулятор.
• В зоне стресса, при более высоких дозах нефти (1-50 мл/кг),
наблюдается перераспределение доминантного состава активно
функционирующего микробного сообщества. Происходит
стимуляция активности и увеличение численности углеводородокисляю-
щих организмов.
• В зоне резистентности, при содержании нефти в почве, равном 5-300
мл/кг, активными остаются лишь высокоустойчивые организмы.
• В зоне репрессии, при больших концентрациях нефти в почвах
(выше 300 мл/кг), нефть выступает как комплексный ингибитор
биологической активности почв.
Ингибирующее действие нефти определяется ее легкими
фракциями. Низкомолекулярные ароматические углеводороды (бензин и
дизельное топливо) оказывают тормозящее влияние на почвенную биоту, а
нефтепродукты, содержащие тяжелые фракции, не оказывают на нее
прямого негативного воздействия.
♦ ♦ ♦
Приведенные сведения о распределении нефтяных тел в почвенном
профиле и их дальнейшей судьбе в почвах позволяют оценить
почвенный покров нефтезагрязненных территорий с точки зрения
принадлежности почв к разным классификационным группам. В почвах и
грунтах с маломощным профилем (тундрово-глеевых, маломощных подзолах)
нефтяные битуминозные тела «заполняют» почти весь почвенный
профиль и нарушают или маскируют свойства исходных горизонтов.
Аналогичная ситуация возможна и в почвах с более сложным и развитым
профилем в условиях сильного загрязнения (повторные разливы нефти при
авариях). Такие почвы относятся к нефтяным, точнее, битуминозным
хемоземам. Насыщение или пропитка почвенной толщи легкими
фракциями нефти, когда сохраняется последовательность горизонтов, хотя и
с химически измененными свойствами, определяет отнесение почвы к
хемоземам (или линоземам, в классификации В.И. Терентьева),
являющимся аналогами городских интруземов. Стадия таких «бензиновых»
почв, по-видимому, непродолжительна, в связи с высокой подвижностью
и неустойчивостью легких фракций нефти, и в реальном почвенном
покрове территорий нефтепромыслов они редки.
Нахождение нефтяных тел в отдельных горизонтах - на
геохимических барьерах - служит основанием для определения почв как хемо-
171

8. Почвы в районах добычи и транспортировки нефти
почв, тем более, что присутствие нефтяных тел является не только
формальным классификационным признаком, но и влияет на гумусовое
состояние почв и миграционные процессы. В почвах гумидных районов
нефтяные тела стимулируют развитие своеобразных глеевых процессов.
Следует напомнить, что загрязнение почв собственно нефтью и
нефтепродуктами обычно сопровождается описанными выше процессами
засоления-рассоления, поэтому в названиях почв неизбежны сложные
комбинации типа уже упоминавшихся «битуминозных солончаков по
дерново-подзолистым почвам».
Почвенный покров нефтезагрязненных территорий
характеризуется широким развитием хемоземов - битуминозных солончаков по
дерново-подзолистой почве, солончаковатых и солонцеватых
дерново-подзолистых почв.
Нахождение нефтяных тел в отдельных горизонтах служит
основанием для определения почв как хемо-почв (хемочерноземы
битуминозные, хемоподзолистые солончаковатые).
8*5. Экологический контроль и рекультивация почв,
загрязненных нефтью и нефтепродуктами
Загрязнение почв нефтепродуктами происходит повсеместно в
больших и малых городах, вокруг АЗС, вдоль дорог, везде, где проходит
связанная с нефтью деятельность человека. Для каждого района существует
свой региональный фон содержания углеводородов в почвах. Этот фон
колеблется в широких пределах - от 10 до 500 мг на 1 кг сухого веса
почвы (Пиковский, 1993). В этих пределах нефтепродукты не оказывают
заметного вредного влияния на окружающую среду.
Почвы считаются загрязненными, когда содержание нефтепродук-
тов достигает такой величины, при которой начинаются негатив-
/п ные изменения в почвах и окружающей среде, нарушается биологи-
(// ческое разнообразие, наблюдается гибель одних микроорганизмов
(К? и гипертрофированный рост других, падает биологическая
продуктивность или наступает гибель растений, наблюдается деградация
почвенных свойств, а затем и самих почв.
Величина биологически безопасных концентраций нефти и
нефтепродуктов в почве или минимальный уровень содержания
нефтепродуктов, выше которого наступает ухудшение качества природной среды, или
172

8.5. Экологический контроль и рекультивация почв
предел допустимой концентрации (ПДК), до настоящего времени не
установлен в большинстве стран, в том числе и в России.
Почвы обладают большим потенциалом самоочищения посредством
микробиологической и физико-химической деструкции нефти и
нефтепродуктов, поэтому установлен такой уровень концентрации
нефтепродуктов, выше которого почва не может справиться с загрязнением. Этот
уровень называют пределом потенциала самоочищения - ППС (Пиковс-
кий, 1993). Почвы, содержащие нефтепродукты выше ППС, подлежат
рекультивации.
В разных странах величины ППС значительно колеблются.
Нормативные акты Голландии предусматривают мероприятия по очистке почв
и грунтов от нефтепродуктов при их содержании выше 5 000 мг/кг.
В Канаде считается безопасным верхний уровень содержания
нефти в почвах, равный 1000 мг/кг. Серьезный ущерб экосистемам наносит
содержание нефти в почвах, равный 20000 мг/кг. Прекращение роста
растений наблюдается при содержании нефти в почвах около 3500 мг/кг.
В России специальные мероприятия по восстановлению почв
рекомендуется проводить, начиная с уровня загрязнения 10000 мг/кг (1%).
При этом пределы потенциала самоочищения в различных природных
зонах оказываются разными. Согласно инструкции для предприятий
нефтяной промышленности, содержание остаточной нефти в первые
недели загрязнения при умеренной и сильной его степенях варьирует от
0,5 до 6% (табл. 8.2). Умеренное загрязнение может быть
ликвидировано в ближайшие 5 лет за счет процессов самоочищения. Сильное
загрязнение ликвидируется в течение более длительного времени (Пиков-
ский, 1993).
По данным исследования концентрации нефтепродуктов в почвах
различных стран можно сделать вывод, что:
• максимальная безопасная концентрация нефтепродуктов в почвах
и грунтах составляет 1 г/кг;
• при загрязнении от 1 до 10 г/кг достаточны мягкие мероприятия
по усилению процессов самоочищения (рыхление, увлажнение,
аэрация);
• при концентрациях от 5 до 10 г/кг требуются интенсивные
мероприятия по рекультивации;
• при уровне загрязнения выше 10 г/кг необходимы
целенаправленные рекультивации.
В настоящее время разработаны различные способы рекультивации
в зависимости от вида и мощности нефтезагрязнений, с учетом
биоклиматических, геоморфологических и почвенно-растительных условий.
173

8. Почвы в районах добычи и транспортировки нефти
1. Горно-техническая рекультивация земель, нарушенных
нефтедобывающей промышленностью, проводится в связи с загрязнением почв
и грунтов буровым раствором при бурении нефтяных скважин, а
также прокладки трубопроводов и включает горно-технический и
биологический этапы. Плодородный слой почвы снимается и на время
буровых работ хранится в гумусовых складах. Отходы бурения, буровой
раствор, эмульсии хранятся в котлованах-амбарах. По окончании буровых
работ буровые отходы высушиваются и распределяются по
поверхности почв, затем засыпаются плодородным слоем почвы (Сова, 1978).
2. Для биологической рекультивации земель используется посев
однолетних и многолетних трав, обладающих развитой корневой
системой и повышенной устойчивостью к нефтяному загрязнению почвы.
Эта технология направлена на активизацию аборигенной или
привнесенной нефтеокисляющей микрофлоры. Бактериальные препараты и
удобрения, стимулирующие процессы микробиологической
деструкции углеводородов, используются в крайне незначительных объемах,
однако этот метод достаточно перспективен.
Меры борьбы с последствиями разливов нефти. При аварийных
разливах нефти мероприятия по ликвидации последствий нефтезагряз-
нений сводятся к сбору пленочной нефти с помощью различных
устройств, засыпки замазученных участков песком или торфом, обваловки и
рытью котлованов.
Наиболее распространенным методом борьбы с последствиями
разливов является засыпка замазученных земель песком. Карьерный и
намывной песок, используемый для засыпки нефти, не влияет на
почвенное плодородие, он медленно осваивается растительными
сообществами. В захороненной слоем песка нефти вследствие кислородного
дефицита, а часто и низких температур, не происходят процессы аэробного
разложения углеводородоокисляющими микроорганизмами.
Иногда производится засыпка нефтяных разливов на почве торфом.
Наилучшие результаты рекультивации загрязненных нефтью почв
отмечаются при комплексном методе, при котором, наряду с
первоочередными способами уборки разливов, используются агротехнологии с
внесением минеральных удобрений и высевом трав-мелиорантов.
Наиболее перспективным методом борьбы с нефтяным
загрязнением является биодеструкция. Методами генной инженерии создаются
штаммы высокоактивных углеводородокисляющих микроорганизмов,
способных в короткие сроки разрушить нефтяные углеводороды. В
настоящее время известны следующие бактериальные препараты такого
174

8.5. Экологический контроль и рекультивация почв
Таблица 8.2
Показатели степеней загрязненности земель нефтью
(Руководящий документ по рекультивации земель, загрязненных
нефтью, Министерство нефтяной промышленности, 1987)
Группы
природных
районов
Мерзлотно-
тундрово-
таежные
Таежно-
лесные
Степные
Степень

загрязнения
умеренная
сильная
умеренная
сильная
умеренная
сильная
Содержание
остаточной нефти в
первые недели
после
загрязнения, вес, %
<1
>1
<3
>3
<6
>6
Степень отмирания
растительности в следующем
вегетационном периоде, % |
травы
неполное
полное
неполное
полное
неполное
полное
лесная
растительность
<50
>50
<75
>75
<75
>75 1
типа: Гидробак, Носкум, Петробак, Петродег-100, Петродег-200. В
России наиболее распространенными бактериальными препаратами
являются Биоприн, Девуройл, Путидойл. Выбор одного из перечисленных
бактериальных препаратов зависит от специфики загрязнителя и
характера объекта (Толстокорова и др., 20021).
Таким образом, в России специальные мероприятия по
восстановлению почв рекомендуется проводить, начиная с уровня
загрязнения нефтью, равного 10000 мг/кг. Рекультивация земель проводится с
учетом биоклиматических, геоморфологических и почвенно-раститель-
ных условий. Рекультивация земель обычно проводится при
загрязнении почв и грунтов буровым раствором при бурении нефтяных
скважин, а также прокладке трубопроводов и включает в себя горнотехни-
I ческий и биологический этапы.
При аварийных разливах нефти мероприятия по ликвидации
последствий загрязнения часто сводятся к сбору пленочной нефти, засыпке
песком с последующим внесением минеральных удобрений и высевом трав-
мелиорантов. Наиболее перспективным методом борьбы с нефтяным
загрязнением является биодеструкция.
1 Толстокорова Л.Е., Морозов Т.Н. Опыт промышленного применения биотехнологии по очистке
воды, почвы и промышленных стоков от нефти и нефтепродуктов. Тюмень, ЭкоГеос, 2002, с. 28-32.
175

8. Почвы в районах добычи и транспортировки нефти
Таким образом, рассмотренные в данной главе почвы
испытывают сильное воздействие нефти и нефтепродуктов, солевых
растворов и характеризуются кардинальным изменением
водно-воздушного режима, морфологических, физических, физико-химических
свойств. В толщах природных почв формируются химически-преоб-
разованные почвы: хемоземы и хемо-почвы. Среди них особо
выделяются хемоземы. Нахождение нефтяных тел в отдельных
горизонтах, на геохимических барьерах служит основанием для выделения
хемо-почв.
Темы рефератов:
1. Опишите особенности загрязнения нефтью в почвах различных
природных зон.
2. Как изменяются свойства почв под влиянием нефтяного
загрязнения?
3. Процессы самоочищения нефтезагрязненных почв и пути их
интенсификации.
4. Микробиологическая и ферментативная активность
нефтезагрязненных почв.
5. Рекультивация нефтезагрязненных почв с помощью
бактериальных препаратов и удобрений.
Контрольные вопросы:
1. Основные источники загрязнения на нефтепромыслах.
2. Преобразование нефти в гипергенных условиях.
3. Механические нарушения почв на нефтепромыслах.
4. Трансформация почв под воздействием солевых растворов и
пластовых вод.
5. Трансформация почв под воздействием нефти и нефтепродуктов.
6. Геохимические барьеры в почвах различных природных зон.
Литература
Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР.
М.: Высшая школа, 1988.
Классификация почв России. М., 1997.
Звягинцев ЦТ., Гусев B.C., Левин СВ., С елецкий Г. И., Оборин А.А.
Диагностические признаки различных уровней загрязнения почвы нефтью. //
Почвоведение, №1, 1989, с. 72-78.
176

Звягинцев Д. Г., УмаровМ.М., Чернов И.Ю., ЛысакЛ.В., МарфенинаО.Е.,
Гузев B.C., Волде М.И., Кураков А.В., Степанов А.Л., Манучарова Н.А.
Микробные сообщества и их функционирование в процессах деградации и
самовосстановления почв. В кн. «Деградация и охрана почв». Изд-во МГУ, 2002,
с. 401-454.
Пиковский Ю.И. Природные и техногенные потоки углеводородов в
окружающей среде. Изд-во МГУ, 1993.
Руководящий документ по рекультивации земель, загрязненных нефтью.
Министерство нефтяной промышленности, 1987.
Солнцева И. П. Добыча нефти и геохимия природных ландшафтов. Изд-
во МГУ, 1998.
Сова ВТ. Горнотехническая рекультивация земель, нарушенных
нефтедобывающей промышленностью. Научно-технические проблемы
рекультивации земель, нарушенных при добыче полезных ископаемых в СССР. М.,
1978, с. 64-70.
Трофимов С.Я., Розанова М.С. Изменение свойств почв под влиянием
нефтяного загрязнения. В кн. «Деградация и охрана почв». Изд-во МГУ,
2002, с. 359-373.
Таргулъян В.А. Развитие почв во времени. В кн, «Проблемы
почвоведения». Докл. к межд. конгрессу почвоведов, 1982.
12 — 3193

i ПОЧВЫ ГАЗОНОСНЫХ
i ТЕРРИТОРИЙ
\
i
Добыча, транспортировка, хранение природного газа оказывают
существенное воздействие на почвенный покров, причем формы
воздействия весьма специфичны.
На территории Российской Федерации районы газодобычи
охватывают значительные площади Сибири, Камчатки, Чукотки, Севера
Европейской части России, Урала, Ставрополья, Предкавказья и Поволжья (см. рис.
6.1). В последние годы широкое распространение на Европейской части
России получили подземные газохранилища - искусственные газовые
залежи, созданные путем закачивания газа в глубинные породы и
соединенные с газовыми месторождениями магистральными трубопроводами.
9.1. Факторы, вызывающие нарушение почв
на газоносных территориях
Природный газ сосредоточен в пористых геологических структурах,
где емкость хранения представлена совокупностью пор и трещин
пласта-коллектора. Из нефтегазовых залежей к земной поверхности
поднимаются углеводородные газы, вследствие чего над месторождениями и
подземными газохранилищами (газоносными территориями)
формируются ореолы рассеяния различной формы и контрастности.
Углеводородный фон в верхних слоях литосферы и почвах проявляется по всей
площади газовой залежи и в основном зависит от глубины залегания
естественных и газовых залежей, тектонической трещиноватости и газовой
проницаемости пород геологической толщи (Соколов, 1947'),а также
наличия биогеохимических и сорбционных барьеров. Плотные глины
высокой мощности и низкой газовой проницаемости не пропускают потоки
природного газа, в то время как пески и супеси обладают высокой
газовой проницаемостью. Глубины залегания газовых залежей варьируют от
300 до 3000 м. Например, на Северо-Ставропольском газовом
месторождении газовые залежи расположены на различных глубинах - от 350 до
1200 м (рис. 9.1).
: Соколов Б.А. Прямые геохимические методы поисков нефти. М. -Л., 1947.
178

9.1. Факторы, вызывающие нарушение почв на газоносных территориях
Места выработанных природных залежей газа могут занимать
искусственные подземные хранилища газа (ПХГ).
Рис. 9.1. Геологический разрез с естественной и искусственными
газовыми залежами
1 - почвы и четвертичные суглинки; 2 - среднесарматские пески, глины,
песчаники, прослои ракушечника с высокой газовой проницаемостью; 3 -
нижнесарматские зеленовато-серые глины и пески с высокой газовой проницаемостью; 4
- караганские темно-серые глины и пески с высокой газовой проницаемостью;
5 - караганские зеленые глины с прослоями песка и мергеля - газовая залежь; 6
- майкопские глины серые и темно-серые, плотные, песчанистые, слюдистые и
черные плотные глины с низкой газовой проницаемостью: 7 - хадумский
горизонт тонких пропластов серых и темных песков, истощенный газовый пласт,
искусственная газовая залежь (ПХГ-1); 8 - серые глины с бурыми и белыми
мергелями с низкой газовой проницаемостью; 9 - мергели, глины, пески:
искусственная газовая залежь (ПХГ-1 П; 10 - эльбурганский горизонт
светло-серых сцементированных песчаников и глин.
На разрабатываемых газовых месторождениях и подземных
газохранилищах в местах наибольшего скопления скважин, в так
называемых газопромыслах (скважинных зонах), широко развиты нарушения почв
и почвенного покрова. Площади скважинных зон могут варьировать от
1 до 350 км2 и занимать около 3-50% площади ореолов рассеяния
углеводородов, располагаясь над газовыми залежами и подземными
газохранилищами.
12*
179

9. Почвы газоносных территорий
Главными факторами, вызывающими нарушения почв и
почвенного покрова, являются следующие технологические процессы:
• бурение газовых скважин;
• строительные работы по обустройству газовых месторождений
и подземных газохранилищ;
• эксплуатация газовых месторождений;
• транспортировка газа (в случае негерметичности трубопроводов).
Техногенное нарушение почвенного покрова происходит на всех
технологических этапах бурения, транспортировки, хранения газа,
эксплуатации газовых месторождений и подземных газохранилищ и
локализуется вокруг газовых скважин (рис. 9.2).
Рис. 9.2. Общий вид газовой скважины
Степень и масштабы нарушенности территории в районах
интенсивной газодобычи иллюстрируются следующими сведениями:
• число газовых скважин на больших подземных газохранилищах
(до 600 км2) может достигать нескольких сотен;
• при строительстве одной газовой скважины в почву вносится и
распределяется по площади вокруг скважины до 80 т
отработанного бурового раствора, состоящего из бентонитовых глин,
сырой нефти, множества различных химических реагентов, в том
числе натриевых солей гуминовых кислот, кальцинированной
соды, метанола, этиленгликоля и др.;
180

9.2. Специфика факторов почвообразования на газоносных территориях
• общий объем буровых отходов (выбуренная порода,
отработанные буровые растворы, буровые сточные воды, различные
реагенты) зависит от глубины скважины и может составлять около
сотен и первых тысяч кубических метров на одну скважину.
К необратимым изменениям почвенного покрова приводят:
механические нарушения почв при обустройстве и эксплуатации скважин,
частичное или полное уничтожение гумусовых горизонтов,
поверхностное нанесение грунтового слоя, химическое загрязнение
горюче-смазочными материалами и буровыми растворами.
В результате кардинально изменяются почвенные свойства и
усиливаются несвойственные данному ландшафту гипергенные процессы,
такие как водная и ветровая эрозия нарушенных почв и привнесенных
выбуренных грунтов, заболачивание, засоление отходами бурения и др.
(Акопова и др., 1994).
9*2» Специфика факторов почвообразования
на газоносных территориях
Среди факторов почвообразования на газоносных территориях особо
выделяется геохимическое влияние газовой залежи. В.А. Ковда и
П.С. Славин еще в 1953 году сформулировали концепцию нефтяной и
газовой залежи как специфического фактора почвообразования, который
оказывает существенное влияние на почвы и почвенный покров.
Рассеянные, диффузные и конвективные потоки природного газа,
мигрирующие вверх от газовой залежи, формируют ореолы рассеяния
углеводородов. В почвах образуются почвенно-геохимические
аномалии газообразных углеводородов. Проходя через почву, поглощаясь
ею и почвенным раствором, углеводородные газы участвуют в сфере
химических, физико-химических и биологических процессов, тем
самым меняя ее свойства. Вместе с тем, обычные факторы
почвообразования, обуславливающие разнообразие почв, отражаются на формах
проявления ореола рассеяния углеводородов в почвах.
Благоприятными условиями для проявления почвенно-геохимических аномалий
газообразных углеводородов является:
• интенсивная миграция флюидов из глубины к дневной
поверхности, обусловленная наличием проводящих путей в геологических
структурах (разуплотненных трещинах и разломных зонах) и
повышенным пластовым давлением;
• сухой жаркий климат, пониженное положение в рельефе и слабая
дренированность территории, застойный режим неглубоко зале-
181

9. Почвы газоносных территорий
гающих грунтовых вод, однообразие гидрохимического и
почвенного фона.
Повышенное атмосферное увлажнение и пониженная температура,
ясно выраженный грунтовый поток, активное движение грунтовых вод -
неблагоприятны для проявления почвенно-геохимических аномалий.
После бурения газовых скважин и технического этапа рекультива-
ционных работ существенно меняется характер рельефа, почвообразу-
ющих пород и растительного покрова.
Для техногенного рельефа характерно изменение абсолютных и
относительных высот мезо- и микрорельфа по сравнению с первичной
поверхностью. Прискважинные микро- и мезоповышения чередуются с
западинами глубиной от нескольких сантиметров до нескольких метров.
Пестроту микро- и мезоповышений и западин определяют также
расстояния между скважинами, которые обычно колеблются от 60 до 500 м.
Почвообразующие породы представлены естественными для
данной территории породами, а также смесью выбуренного материала с
фрагментами почвенных горизонтов, часто пропитанных буровым раствором.
Техногенные грунты скважинных зон заселяются рудерально-сеге-
тальной растительностью, занесенной с окружающих пашен.
Среди факторов почвообразования на газоносных территориях
особо выделяется фактор геохимического влияния газовой залежи. В
почвах образуются почвенно-геохимические аномалии
газообразных углеводородов.
В скважинных зонах разрабатываемых газовых месторождений
и подземных газохранилищ существенно меняются факторы почвооб-
I разования - рельеф, почвообразующие породы и растительность. |
9.3. Геохимическое влияние газовых потоков
на почвенный покров газоносных территорий
В естественных природных почвах, как известно, содержатся
газообразные низкомолекулярные предельные углеводороды (метан, бутан,
пропан и др.) автохтонного генезиса. Среди углеводородных газов в
почвах доминирует метан, его абсолютное содержание варьирует от \02 до
104% по объему, относительное содержание - 78-87%, доли пропана и
бутана составляют соответственно 10-20 и 1-3% (Минько, 19851).
1 Минько О.И. Образование углеводородосодержащих газов и Н: переувлажненными почвами.
Авторсф. дисс. канд. биолог, наук. М., 1985.
182

9.3. Геохимическое влияние газовых потоков на почвенный покров
Автохтонная углеводородная атмосфера в почвах формируется за
счет деятельности типичных обитателей экосистем - метанообразующих
бактерий - путем восстановления углекислоты водородом (Беляев, 19841).
Наиболее интенсивно этот процесс проходит в восстановительной
обстановке в болотных почвах. В широком диапазоне автоморфных
зональных почв образование углеводородов происходит слабее при
микрогетерогенности окислительно-восстановительных условий (Орлов и др.,
19862). Кроме того, газообразные углеводороды содержатся во многих
растениях (акация, вишня, тополь) и непрерывно синтезируются ими.
Низкомолекулярные газообразные углеводороды, содержащиеся в небольших
количествах в растительных остатках и бактериальных клетках,
высвобождаются при их разложении в почвах и в сумме с
микробиологическим метаном составляют газообразный углеводородный фон почв (Мо-
гилевский и др., 1988).
Одновременно с генерацией метана в почвах широко развиты
процессы его окисления метаноокисляющими организмами. Анаэробные
метанобразующие и аэробные метанокисляющие бактерии не могут
развиваться совместно, но они объединены в цикл транспортным
процессом, который реализуется вследствие переноса метана из анаэробной
зоны в аэробную диффузным потоком или пузырьками. Метаногены и
метанотрофы образуют взаимосвязанную систему биологического
круговорота метана, получившего название цикла Зенгена (Заварзин,
Васильева, 1999).
В природных почвах содержатся высокомолекулярные
углеводороды. Основным источником биогенных высокомолекулярных
углеводородов в почвах является тоже растительный опад.
Высокомолекулярные углеводороды входят в состав почвенных липидов, извлекаемых из
почв путем холодной экстракции гексаном или петролейным эфиром.
В этих фракциях углеводороды играют основную роль и в пределах
точности анализа ее можно принять за углеводородный фон почв (Пиковс-
кий, 1993). В хлороформовую фракцию липидов попадает наиболее
восстановленная их часть, полученная путем холодной экстракции после
экстрагирования почвы гексаном. Гексановый и хлороформовый
экстракты из органического вещества почв называют гексановым и хлоро-
формовым битумоидами.
1 Беляев С.С. Метанобразующие бактерии и их роль в биогеохимическом цикле углерода. Авто-
реф. дисс. докт. биолог, наук. Пущино, 1984.
2 Орлов Д.С., Минько О. Н. Образование рассеянного углеводородного газа в почвах. Второе
всесоюзн. сов. по геохимии углерода. М., 1986, с. 190-192.
183

9. Почвы газоносных территорий
Заметного накопления битуминозных веществ в почвах не
происходит, их содержание варьирует от сотых до десятитысячных долей
граммов на килограмм почвы. В различных почвенно-географических
условиях содержание гексановых и хлороформовых битумоидов на 2-3
порядка меньше, чем содержание органического вещества в почве.
Среди индивидуальных соединений в «фоновых» почвах
присутствуют нормальные алканы, полициклические ароматические углеводороды
(ПАУ) и другие вещества (Геннадиев, Пиковский, 1996). Содержание ПАУ
в горизонтах А0и А, «наиболее чистых» почв горных районов
изменяется от И0-6до2,2-10-5%.
В природных почвах, находящихся за пределами газовых
месторождений, содержится определенное количество продуктов
превращения высокомолекулярных углеводородов - битуминозных веществ,
принимаемое за углеводородный фон почв.
Газообразные низкомолекулярные углеводороды,
высвобождающиеся при разложении растительных остатков и образующиеся в
результате микробиологической деятельности, составляют газообразный
| углеводородный фон.
♦ ♦ ♦
Геохимическое влияние газовой залежи, как естественной, так и
искусственной, на почвенный покров проявляется по всей ее площади.
Почвенно-геохимические аномалии диагностируются по следующим
динамическим признакам. Наиболее информативными являются
предельные и непредельные углеводороды, неуглеводородные газовые
компоненты, ртуть. Они определяются в почвенном воздухе и приземной
атмосфере. Динамические углеводородные аномалии существуют
временно, в период постоянного подтока газа из глубоких горизонтов. При
временном прекращении или уменьшении газового потока из недр
динамическая аномалия может исчезнуть или переместиться в другое место
(Пиковский, 1993).
Содержание свободного метана в почвенном воздухе,
определенного в мелких скважинах на глубине 70 см, варьирует в чрезвычайно
широких пределах (от 1 до 10~4% по объему, по материалам почвенной газовой
съемки1). Высокие концентрации свободного метана фиксируются
крайне редко. Характерно доминирование концентраций метана ниже
10-3-10-2% по объему.
1 Поверхностная газовая съемка. ОАО «ГАЗПРОМ», «ГАЗПРОМГЕОФИЗИКА», 2001.
184

93. Геохимическое влияние газовых потоков на почвенный покров
В почвах газоносных территорий содержание углеводородных
газов, определенных керновым способом1, резко различается над
месторождениями: от п Ю5 до 6 10"1 см3/кг породы и за их пределами - от п Ю1
до п 102см3/кг породы (Иванов, 1969).
Довольно высокое содержание углеводородных газов наблюдается
в почвах над тектонически трещиноватыми областями.
Таким образом, углеводородная атмосфера в почвах газоносных
территорий формируется не столько автохтонным, сколько аллохтон-
ным путем в результате эмиссии из газовой залежи. В почвах
газоносных территорий повышено содержание газообразных
низкомолекулярных предельных углеводородов аллохтонного генезиса.
Среди углеводородов доминирует метан. Пределы варьирования
содержания свободного метана в почвах газоносных территорий
составляют 104-1% по объему газовой фазы.
♦ ♦♦
Формирование вторичных ореолов рассеяния углеводородов
приповерхностных геохимических полей над нефтяными и газовыми
залежами способствует формированию аномалий в содержании битумов
(битумные или битумоидные аномалии (Ковда, Славин, 1953; Кононова,
19532; Пиковский, 1993).
Если почвенно-геохимические аномалии углеводородных газов
диагностируются по динамическим признакам, то аномалии органического
вещества определяются по статическим показателям. Органические
вещества сорбируются почвами и переходят в неподвижное состояние. Газовые
компоненты могут испытывать биохимические и каталитические
преобразования и превращаться в легкие битуминозные вещества. Вместе с тем,
возникают изменения в составе органического вещества и образование ПАУ.
В составе эпигенетического битуминозного вещества ПАУ обладают
высокой информативностью при идентификации аномалий органического
вещества (Пиковский, 1993) При этом ассоциации ПАУ, характеризующиеся
отсутствием хризенов и гомологов 3,4-бензпирена, связаны с
битуминозным веществом регионально-миграционного происхождения (ПАУ 1).
1 Керн отбирается из мелких скважин; пробы десорбируются пол вакуумом, на хроматографах
определяют содержание сорбированных почвой углеводородов в см-7кг.
2 Кононова М.М. Битумы почво-грунтов как один из почвенно-геохимических показателей
наличия нефтеносной структуры. Почвенно-геохимические методы поиска нефтяных
месторождений. Изд-во АН СССР, 1953, с. 16-31.
185

9. Почвы газоносных территорий
Содержание ПАУ 1 в четвертичных отложениях над газовыми
аномалиями может быть выше биогенного углеводородного фона на один
- два порядка. Битуминозные вещества почв, связанные с миграцией
их из недр, целесообразно диагностировать в материнской и
подстилающей породе, чтобы исключить варианты технологического
поверхностного загрязнения нефтепродуктами. Вместе с тем, ПАУ 1 лучше
диагностируются в сводовых участках локальных поднятий, чем на
участках локальных опусканий. ПАУ 1 обнаруживаются в 20-70% образцов
и лучше диагностируются в глинистых алевролитах, чем в супесях и
песках.
Почвенные и «гексановые» битумоиды создают общий
региональный фон почв, на котором проявляются локальные потоки загрязнителей
от определенных источников. Региональный геохимический фон может
изменяться в широких пределах - от 10 до 500 мг углеводородов на 1 кг
сухого веса почвы (Пиковский, 19881, 1993).
В происхождении смешанных битумоидов определенную роль
играет природная диффузия из недр, что является результатом
естественных процессов, связанных с формированием вторичных ореолов
рассеяния углеводородов. Сравнение уровней содержания битуминозных
веществ в почвах неосвоенных и разрабатываемых нефтегазовых
месторождений свидетельствует о том, что в процессе работы промыслов не
только формируются локальные очаги загрязнения, но и увеличивается
уровень регионального фона. Содержание «гексановых» компонентов в
«фоновых» почвах нефте-газопромыслов составляют десятые-тысячные
доли грамма на 1 кг. Содержание углеводородов вблизи технических
систем может увеличиваться до 0,5-1,5 г/кг, в редких случаях до 2 г/кг
(Солнцева, 1998). Заметное негативное влияние на почвы могут оказывать
углеводороды, содержащие ароматические компоненты и токсические
примеси.
Таким образом, образование вторичных ореолов рассеяния
углеводородов, приповерхностных геохимических полей над газовыми
залежами способствует формированию в почвах аномалий в содержании
битумов или битумоидов. Аномалии органического вещества
диагностируются по статическим показателям, содержанию битуминозных веществ
и ПАУ 1.
В составе эпигенетического битуминозного вещества наибольшей
информативностью обладают ПАУ 1.
1 Пиковский Ю.И. Трансформация техногенных потоков нефти в почвенныхэкосистемах.
Восстановление нефтезагрязненных почвенных систем. М., 1988, с. 7-22.
186

9.3. Геохимическое влияние газовых потоков на почвенный покров
Почвенные и гексановые битумоиды создают региональный
геохимический фон, который может изменяться в широких пределах от 10 до
500 мг углеводородов на 1 кг сухого веса почвы. Содержание
углеводородов может увеличиваться вблизи технических систем.
♦ ♦♦
Высокое содержание углеводородов в почвах газоносных
территорий способствует усилению функционирования метанотрофных
организмов, пребывавших в состоянии покоя в природных почвах. В
накопительных культурах с метаном как единственным источником углерода и
энергии развиваются бактерии, относящиеся к родам: Methylomonas, Methy-
lococcus, Methylosinus (Гальченко, 20001).
Окисление метана проходит с участием метанотрофов по
следующей схеме:
СН4 -> СН3ОН -> НСНО -> НСООН -* С02.
Окисление метана осуществляется лабильной ферментативной
системой - метанмонооксигеназой (ММО), метанола и формальдегида -
метанолдегидрогеназой, формиата - формиатдегидрогеназой. Помимо
метана ММО также способна катализировать окисление алканов, алке-
нов, эфиров, ациклических, ароматических и гетероциклических
углеводородов.
В результате окисления метана через этапы образования метанола,
формальдегида и формиата до С02 могут создаваться
восстановительные эквиваленты для получения энергии. Вещество клеток
метанотрофов синтезируется, как правило, из формальдегида - промежуточного
вещества окисления метана.
Метанотрофы весьма производительны и представляют
значительный интерес как объекты биотехнологии для производства: белка,
ферментов, липидов, стеринов, антиоксидантов, пигментов,
полисахаридов, факторов транспорта железа, первичных и вторичных
метаболитов, снижения содержания метана в угольных шахтах. На природном
газе и минеральных средах с высоким содержанием ионов меди
производительность процесса культивирования метанотрофов может
достигать 3,25 г/л в час.
При недостатке кислорода окисление может проходить не до
конца, и возможно формирование и накопление в почвах непредельных
углеводородов, спиртов, кетонов, жирных кислот, С02и Н20.
Промежуточные продукты окисления метана могут служить субстратом для
развития микроорганизмов, а локальность их поступления обуславливает
1 Гальченко В.Ф. Метанотрофные бактерии. М.: Геос, 2001.
187

9. Почвы газоносных территорий
формирование бактериальных микрозон (микролокусов). Отмершая
бактериальная масса и продукты метаболизма также могут являться
субстратом для развития микроорганизмов. Микроколонии обнаруживаются
вокруг органических остатков и в углублениях минеральной фазы
новообразований. Микрозоны могут быть очень небольшими и достигать
десятков-сотен кубических микрометров. Микролокусы разделены большими
пустыми пространствами, развиваются сравнительно изолированно,
зачастую имеют однотипную морфологию и размеры, представлены
микроорганизмами одного вида, встречаются также очаги смешанных
популяций (Звягинцев и др., 19991). В микрозонах в результате
деятельности микроорганизмов происходит повышение содержания углекислого
газа, прекращение доступа кислорода и снижение окислительно-
восстановительного потенциала (ОВП). В почвах в пределах одного
генетического горизонта выражена пространственная неоднородность ОВП и
развиты процессы восстановления и окисления. Снижение ОВП по
микрозонам могут быть весьма существенны и достигать 150 мв (Костенков,
19872, Савич, Кауричев и др., 19993).
В почвах и в подпочвенных отложениях газовых месторождений
формируются бактериальные аномалии (Могилевский и др., 1970).
Над газовыми месторождениями Волгоградской области высока
встречаемость в почвах метаноокисляющих (25-66%), пропанооксляю-
щих (6-48%), и бутаноокисляющих (7-24%) бактерий, в то время как в
природных почвах окружающей территории названные
микроорганизмы встречаются гораздо реже (соответственно 5-20, 4-7 и 1-2%)
(Иванов, 1969).
Скорость бактериального окисления метана в дерново-подзолистых
почвах газоносных территорий на порядок больше, чем в фоновых
аналогах при одинаковых показателях влажности (соответственно 20-50 нг/гч и
2-4 нг/гч). В полугидромофных почвах скорость окисления метана
всегда выше, чем в почвах автоморфного ряда, что, по-видимому, связано с
функционированием автохтонных микроорганизмов, продуцирующих
биогенный метан (Можарова, 20024).
1 Звягинцев Д.Г, Добровольская Т.Г. Бабьева И.П., Чернов И.Ю. Развитие представлений о
структуре микробных сообществ. /7 Почвоведение. 1999, с. 134-144.
: Костенков Н.М. Окислительно-восстановительные режимы в почвах периодического
переувлажнения. М.: Наука 1987.
; Савич В.П., Кауричев И.С. Шишов Я.Л.. Амергужин Х.А., Сидоренко О.Д. Окислительно-
восстановительные процессы в почвах, агрономическая оценка и регулирование. Костанай, 1999.
4 Можарова Н.В. Роль почвенного покрова в регулировании эмиссии метана на газоносных
территориях. Доклад на Ломоносовских чтениях. МГУ, апрель 2002.
188

93. Геохимическое влияние газовых потоков на почвенный покров
5 g
PY(g)
120
С
Дерново-подзолистая
Дерново-подзолистая
поверхностно-оглеенная
Высокое
содержание
углеводородных газов
усиливает
активность их
бактериального окисления,
увеличивает
биологическую
активность в почвах и
способствует
выделению углекислого
газа и поглощению
кислорода,
результатом чего
является ухудшение
аэрации. По данным
газовой съемки,
полученной на
некоторых газовых
месторождениях
России и Украины, в
черноземах обыкновенных на глубине 70 см коэффициент аэрации (Збо-
рищук, 19851) в техногенных зонах превышал аналогичный показатель
на фоновых территориях по сорбированным фазам газа - в 100, а по
свободным - в 6 раз. Коэффициент аэрации оценивался на фоновых
территориях как оптимальный, а на газовых месторождениях как критический.
Насыщенность почв углеводородными газами, усиление
функционирования метаноокисляющих микроорганизмов, изменение состава
почвенного воздуха влияют на физико-химические свойства почвы.
Отмечались чрезвычайно высокие колебания ОВП, варьирующие в пределах
одного профиля от 300 до 600 мВ (Сердобольский, 19532,Ковда и
Славин, 19593). В гипсовых горизонтах южных глинистых черноземов вели-
Рис. 9.3. Окислительно-восстановительный
потенциал в почвах центра газовой аномалии и на
региональном фоне
■ центр газовой аномалии,
- региональный фон
1 Зборищук Н.Г. Состав и свойства почвенного воздуха. Взаимодействие почвенного и
атмосферного воздуха. МГУ, 1985, с. 20-35.
2 Сердобольский П.С. Окислительно-восстановительный потенциал почво-грунтов (Eh) как один
из почвенно-геохимических показателей наличия нефтеносной структуры. Почвенно-геохими-
ческие методы поиска нефтяных месторождений. Изд-во АН СССР, 1953, с. 97-125.
•' Ковда В.А., Славин П.С. Почвенно-геохимические аномалии в районах нефтяных
месторождений. Геохимические методы поиска нефти и газа, 1959, с. 385-389.
189

9. Почвы юзоносных территорий
чина ОВП статистически достоверно уменьшалась соответственно на 35
и 50 мВ по сравнению с фоновой величиной (Иванов, 1969).
В дерново-подзолистых почвах Подмосковья также наблюдается
снижение ОВП в почвах газовых аномалий по сравнению с фоновыми
почвами. В дерново-подзолистых неоглеенных и поверхностно-оглеен-
ных супесчаных почвах прослеживается статистически достоверное
снижение ОВП на геохимических барьерах, приуроченных к иллювиальным
горизонтам суглинистого гранулометрического состава. Снижение ОВП
в иллювиальных горизонтах дерново-подзолистых почв может
варьировать от 145,8±9,1 до 46,2±10,4 мв (рис. 9.3).
Значительное содержание в почвах углеводородных газов
способствует высокой численности и усилению активности метаноокисляю-
щих, пропаноокисляющих и бутаноокисляющих бактерий. В дерново-
подзолистых почвах газовых аномалий активность бактериального
окисления метана на порядок выше, чем на фоновых территориях.
В процессе окисления углеводородов метанотрофами почвы
обогащаются органическим веществом, являющимся субстратом для
развития других микроорганизмов. Интенсивная деятельность последних
приводит к увеличению содержания в почвах двуокиси углерода и
уменьшению кислорода. Ухудшение аэрации в почвах способствует
снижению окислительно-восстановительного потенциала.
В почвах газовых аномалий снижается ОВП на геохимических
барьерах - в иллювиальных горизонтах дерново-подзолистых почв и
иллювиально-гипсовых горизонтах черноземов южных. Характерна
высокая вариабельность ОВП в пределах отдельных горизонтов и почв в
целом.
♦ ♦♦
На газоносных территориях можно выделить две большие группы
почв в зависимости от их приуроченности к разным частям территорий,
в большей или меньшей степени испытавших воздействие добывающей
промышленности. К4енее изменены почвы ореолов рассеяния
углеводородов. Сильно нарушены почвы территорий технологических объектов:
скважинных зон, территорий газораспределительных пунктов,
трубопроводов разного назначения, компрессорных станций.
В пределах ореола рассеяния газообразных углеводородов,
приуроченного к зонам вертикальной и горизонтальной трещиноватости
геологических структур, частично центрам газовых аномалий, преобладают
природные почвы с ненарушенным морфологическим профилем.
Однако в них наблюдаются:
190

9.4. Трансформация почв в скважинных зонах газоносных территорий
• изменение химических свойств почв, выражающееся в
преобладании содержания ПАУ 1 в составе «гексановых» битумоидов по
сравнению содержанием ПАУ в «хлоформовых» битумоидах в
нижних горизонтах почв и слоях материнской и подстилающей
породы (Пиковский,1993);
• повышение содержания газообразных низкомолекулярных
предельных углеводородов, что является причиной нарушения
функционирования почв газовой аномалии по сравнению с
фоновыми аналогами: а) повышение активности бактериального
окисления метана; б) изменение соотношения кислорода и углекислого
газа в составе почвенного воздуха; в) снижение ОВП в почвах;
г) большая амплитуда колебаний ОВП в пределах одного
почвенного горизонта (Ковда, Славин, 1953; Сердобольский, 1953;
Иванов, 1969; Можарова, 2002).
Учитывая специфичность объекта, диагностику почв
целесообразно проводить по набору не только консервативных, но и лабильных
признаков:
• присутствию и превышению содержания ПАУ1 «гексановых»
битуминозных веществ над содержанием ПАУ в «хлороформо-
вых» битумоидах в нижних горизонтах почв и материнской
породе;
• повышенному содержанию низкомолекулярных предельных
углеводородов и измененным параметрам функционирования почв
по отношению к фоновым почвам: активности бактериального
окисления аллохтонного метана, составу почвенного воздуха, а
также изменению ОВП.
Первые почвы названы глубокобитуминозными, вторые - почвами
с нарушенным функционированием.
9*4* Трансформация почв в скважинных зонах
газоносных территорий
Почвы скважинных зон подвергаются воздействию буровых
растворов, нефтепродуктов, поступающих при бурении, ремонте и
эксплуатации скважин, сильных механических нарушений, а также газовых
потоков. Как и в других районах добывающей промышленности, в
скважинных зонах газовых месторождений и подземных газохранилищ широко
развиты механические нарушения и химическое загрязнение почв.
Главными особенностями техногенных почв, ночвоподобных тел,
природных почв разрабатываемых газовых месторождений и подзем-
191

9. Почвы газоносных территорий
ных газохранилищ, отличающих их от аналогов в угледобывающих
районах, являются:
• поверхностное загрязнение почв, связанное с нефтепродуктами,
нефтью бурового раствора и солевыми растворами;
• повышенное содержание газообразных низкомолекулярных
предельных углеводородов и битуминозных веществ миграционно-
регионального генезиса.
Техногенные почвы и почвоподобные тела, природные почвы
скважинных зон газопромыслов отличаются от аналогов в
нефтедобывающих районах значительно меньшим поверхностным загрязнением нефтью,
нефтепродуктами, солевыми растворами.
Почвенный покров скважинных зон характеризуется присутствием
новых почвенных разностей и почвоподобных тел по сравнению с
фоновыми территориями. Такими компонентами почвенного покрова прежде
всего являются - хемо-техноземы, хемо-техно-почвы. Названные почвы
доминируют по площади скважинных зон, природные почвы занимают
подчиненное положение.
Для природных, техногенных почв и почвоподобных тел
скважинных зон характерны механические трансформации, загрязение нефтью
и нефтепродуктами, оказывающее существенное воздействие на их
морфологические, физические и химические свойства (Димеденко и др.,
1988'; Маркина, 19892; Журавлев и др., 19993; Можарова и др., 2000,2003).
Отмечаются наиболее важные особенности, характерные для
морфологических свойств техногенных почв.
• Загрязнение почв остаточными нефтепродуктами происходит в
поверхностных гумусовых, подгумусовых, техногенных
горизонтах и слоях. Техногенные горизонты, как правило, загрязнены
нефтью бурового раствора. Глубже подгумусовых горизонтов, в
материнской и почвообразующей породе, загрязнение почв нефтью
и нефтепродуктами наблюдается очень редко.
• В переотложенных гумусовых и подгумусовых горизонтах
повсеместно отмечаются новообразования органо-минеральной при-
1 Димеденко А.Е., Демурджан В.М. Пути восстановления плодородия почв нефтезагрязненных
почв черноземной зоны Украины. В кн. «Восстановление нефтезагрязненных почвенных
экосистем». М.. 1988.
: Маркина И.Г. Влияние буровых отходов нефтяных и газовых скважин на свойства почв и
урожайность сельскохозяйственных культур. // Автореф. канд дисс, Краснодар. 1989.
' Журавлев А.Е.. Владыченский А.С, Можарова Н.В. Особенности углеводородного загрязнения
почв подземных хранилищ газа. // Вест. Моек ун-та, сер. 17, Почвоведение, №2, 1999, с. 27-31.
192

9.4. Трансформация почв в скважинных зонах газоносных территорий
роды (для гумидных почв). Примазки достигают размеров 15 мм,
количество их составляет 1-10 на 1 дм2.
В результате загрязнения нефтью и нефтепродуктами существенно
меняются физические свойства почв, водно-воздушный режим почв.
• Техногенные горизонты почв и почвоподобных тел скважинных
зон отличаются неблагоприятными физическими свойствами
(повышенная глыбистость, малое содержание агрономически
ценных агрегатов, что выражается в низком коэффициенте
структурности, в 2-3 раза меньшем, чем в фоновых почвах).
• Вследствие образования на поверхности почвенных частиц
нефтяной пленки увеличивается гидрофобность почв. Вследствие
вытеснения воздуха нефтью изменяется воздушный режим.
Резко уменьшается пористость и воздухоемкость по сравнению с
фоновыми аналогами.
Углеводороды остаточных нефтепродуктов могут вносить
существенный вклад в содержание и состав органического вещества, тем
самым снижают устойчивость почв. Загрязнения нефтью,
нефтепродуктами, солевыми растворами меняют химические свойства почв.
• Загрязнение почв нефтью и нефтепродуктами может достигать
5-10 г/кг, а доля нефтепродуктов в составе органического
вещества почв составляет 1-50%.
• Отмечается возрастание содержания органического углерода.
• Повышается отношения C/N.
• Возрастает доля негидролизуемого остатка.
Результатом влияния солевых растворов на природные,
техногенные почвы и почвоподобные тела, приуроченные к скважинным зонам и
расположенные в зоне дерново-подзолистых почв, является;
• засоление легкорастворимыми солями (до 1-2%);
• щелочная реакция (до рН=8-9);
• высокая насыщенность почв поглощенными основаниями (на
30-40% выше фоновых почв).
Как и в природных ненарушенных почвах вторичных ореолов
рассеяния углеводородов, в почвах и техногенных грунтах скважинных зон
фиксируется повышенное содержание газообразных предельных
углеводородов, которые являются фактором последующего изменения
функционирования почв.
Трансформации почвенного покрова приводят к изменению его
экологических функций. Через почвы осуществляется сток (поглощение и
преобразование) автохтонного и аллохтонного метана, что
предотвращает эмиссию метана в атмосферу.
13 — 3193 193

9. Почвы газоносных территорий
Главным механизмом стока метана является окисление и сорбция
метана почвами, функционирование биогеохимического и сорбционного
барьеров.
Деградационные трансформации почвенного покрова, его
загрязнение в районах подземных газохранилищ и газовых месторождений
нарушают экологические функции почвенного покрова и могут служить
причиной ускоренной эмиссии метана в атмосферу. Например, активность
бактериального окисления и сорбции метана в 2-3 раза ниже в хемотех-
ноземах битуминозных, чем в черноземах обыкновенных, а в
техногенных засоленных почвах в 5-6 раз ниже, чем в природных. Активность
бактериального окисления и сорбции метана увеличиваются от
техногенных почв к ненарушенным природным почвам. Это обеспечивает
более полный сток аллохтонного метана и предотвращает эмиссию его в
атмосферу. При прочих равных условиях, эмиссия метана в атмосферу
всегда в большей степени проявляется с поверхности техногенных почв
по сравнению с природными почвами.
9*4.1. Почвы рекультивируемых территорий
Почвенный покров скважинных зон разрабатываемых газовых
месторождений и подземных газохранилищ, прошедших определенные
этапы рекультивации, отличается от почв н ере культивируемых территорий.
Рекультивация почв после бурения газовых скважин - широко
распространенное явление на газоносных территориях степной зоны.
Восстановлению плодородия подлежат почвы межскважинного
пространства скважинной зоны, их площади могут достигать сотни квадратных
километров. Каждая скважина отделяется от другой несколькими
сотнями метров. В составе почвенного покрова скважинных зон доли тех-
ногенно-нарушенных почв и почвоподобныхтел могут достигать
половины площади.
В качестве примера приведем наиболее важные морфологические и
химические характеристики почв и почвоподобныхтел, расположенных
в скважинной зоне Ставропольского месторождения природного газа,
ныне подземного газохранилища.
Используя подходы, разработанные в новой классификации почв
России по разделам «хемодеграземы» и «квазиземы» и собственные данные
(глава 6), можно выделить следующие почвы. В скважинных зонах в ав-
томорфных условиях в непосредственной близости от скважин
выделяются хемо-техноземы на природных и техногенных грунтах. Почвы,
расположенные в непосредственной близости от скважин (рис. 9.4-1),
имеют сконструированный профиль с гумусовым горизонтом почвы-донора,
194

9.4. Трансформация почв в скважинных зонах газоносных территорий
Рис. 9.4. Почвенный покров
рекультивируемой скважинной зоны
1 - хемо-технозем черноземовидный
поверхностно-битуминозный; 2 - техно-хе-
мочернозем глубокобитуминозный с
нарушенным функционированием; 3 -
чернозем обыкновенный с нарушенным
функционированием, точкой обозначена наземная
часть скважины
несколькими или одним
техногенным горизонтом
мощностью до 70-100 см.
Гумусовый горизонт
представлен
переотложенным горизонтом
почвы-донора - чернозема
обыкновенного. Мощность горизонта
варьирует от 5 до 30 см и он,
как правило, загрязнен
нефтепродуктами. Содержание
нефти и нефтепродуктов
может варьировать от 1 до
10000 мг/кг. Содержание
органического углерода
составляет 1-4%. Доля
нефтепродуктов в составе
органического вещества может
достигать 17-50%.
Техногенный горизонт-
слой (ТГ), который формируется в ходе технического этапа
рекультивации, представлен смесью выбуренной породы, бентонитовых глин,
почвенных горизонтов, пропитанных буровым раствором и различными
реагентами. Мощность техногенного горизонта, как правило,
составляет 30-40 см, может достигать 70 см. Часто техногенный горизонт
характеризуется довольно высокой поверхностной битуминозностью (до
10 000 мг/кг). Содержание углерода в техногенных^горизонтах иногда
выше, чем в поверхностных переотложенных. Доля нефтепродуктов в
составе органического вещества может варьировать от 1 до 53%.
Техногенный горизонт отличается резко выраженными отрицательными
физическими свойствами (низкой структурностью, порозностью, высокой
плотностью).
Поверхностный гумусовый, подгумусовый и техногенный
горизонты могут характеризоваться высокой поверхностной техногенной солон-
цеватостью, с содержанием поглощенного натрия до 8%. Часто почвы
загрязнены тяжелыми металлами.
Переходные к породе горизонты, как правило, не нарушены.
Описанные почвы определены как хемо-техноземы черноземовидные
поверхностно-битуминозные. В Классификации почв России (1997) эти почвы
выделяются как квазиземы.
13*
195

9. Почвы газоносных территорий
Почвы вблизи скважин характеризуются переотложенным
гумусовым горизонтом почвы-донора, техногенными горизонтами-слоями
мощностью от 70 до 100 см, с резко отрицательными физическими
свойствами, и они определены как техноземы. Поверхностное
загрязнение почвы нефтепродуктами, нефтью бурового раствора,
высокая доля нефтепродуктов в составе органического вещества
верхних горизонтов почв, повышенная техногенная солонцеватость
определяют отнесение почв к хемоземам.
Поверхностно-битуминозными почвы называются по ведущему загрязнителю. Черноземо-
видными почвы названы по наличию гумусового горизонта почвы-
донора и ненарушенного переходного горизонта.
Почвы, рааюложеннные на некотором отдалении от скважин (рис.
9 А-2),характеризуются: переотложенным горизонтом почвы-донора или
нарушенным гумусовым горизонтом мощностью от 30 до 40 см.
Пахотный горизонт «вписан» в переотложенный гумусовый горизонт. Ниже
располагается ненарушенный гумусово-аккумулятивный горизонт
исходного чернозема, который сменяется ненарушенными переходными к
материнской породе горизонтами. Содержание ПАУ 1 в составе
битуминозного вещества в нижней части профиля в «гексановом» битумоиде
превышает ПАУ в «хлороформовом» битумоиде. Почвы содержат
газообразные предельные углеводороды, что вызывает нарушение
функционирования почв, повышение активности бактериального окисления
метана, изменение состава почвенного воздуха, снижение ОВП. Почвы
названы техно-хемо-черноземами глубокобитуминозными с нарушенным
функционированием.
Почвы характеризуются переотложенным горизонтом
почвы-донора или нарушением профиля в верхних 50 см, поэтому они
определены как техно-черноземы. Наличие в нижних горизонтах почв ПАУ 1
битуминозного вещества определяет их отнесение к хемопочвам.
Глубокобитуминозными почвы названы по наличию ведущего
загрязнителя в нижней части профиля. Почвы содержат газоообраз-
ные предельные углеводороды, что вызывает нарушение их
функционирования, а также отражается в их названии.
Природные черноземы обыкновенные с нарушенным
функционированием. Почвы расположены в межскважинных пространствах (рис. 9.4-3),
характеризуются ненарушенным морфологическим строением.
Отмечаются: повышенное содержание газообразных предельных углеводородов,
нарушение параметров нормального функционирования, повышение ак-
196

9.4. Трансформация почв в скважинных зонах газоносных территорий
тивности бактериального окисления метана, изменение состава
почвенного воздуха, снижение ОВП.
Почвы характеризуются ненарушенным морфологическим
строением. В почвах отмечается повышенное содержание углеводородных
газов, являющихся причиной повышения активности
бактериального окисления метана, изменения состава почвенного воздуха,
снижения ОВП, что позволяет отнести данные образования к
черноземам обыкновенным с нарушенным функционированием.
9*4.2* Почвы нерекультивируемых территорий
Состав почвенного покрова на нерекультивируемых территориях
скважинных зон в автоморфных условиях обычно представлен хемо-тех-
но-почвами, дерновыми слаборазвитыми почвами, техногенными
солончаками, а также непочвенными образованиями - засоленными или
битуминозными техногенными грунтами, периодически возникающими при
ремонте скважин и трубопроводов.
В качестве примера рассмотрим почвенный покров скважинной зоны
подземного газохранилища в Подмосковье. Почвы расположены в
автоморфных позициях.
Почвы межскважинных пространств занимают небольшие
площади на территории скважинных зон (рис. 9.5-5). Почвы
характеризуются: ненарушенным природным профилем; присутствием газообразных
углеводородов, определяющих нарушение параметров функционирования по
отношению к природным почвам фоновых территорий; превышением
содержания ПАУ 1 «гексанового» битумоида к «хлороформовому» би-
тумоиду в нижних горизонтах почв. Почвы названы
дерново-подзолистыми глубокобитуминозными с нарушенным функционированием.
Широкое распространение в межскважинных пространствах
получили хемо-техно-почвы (рис. 9.5-4). Они характеризуются нарушенным
профилем в верхних 50 см, поэтому они определены как
техно-подзолистые почвы. Часть подзолистого и иллювиальный горизонты, как
правило, не нарушены.
Отмечается загрязнение почв нефтепродуктами, солевыми
растворами, тяжелыми металлами, что определяет их отнесение кхемо-почвам.
Результатом влияния солевых растворов является засоление почв
легкорастворимыми солями (0,6%), щелочная реакция (рН=8-9),
преобладание кальция и магния в составе поглощенных оснований (до 98%) по
сравнению с фоновыми почвами (рН=6-6,5, степень насыщенности ос-
новниями - 50-80%)). Результатом загрязнения почв нефтепродуктами яв-
197

9. Почвы газоносных территорий
ляется повышенное содержание битуминозных веществ, до 4000 мг/кг.
Загрязнение почв нефтепродуктами сопровождается увеличением
органического углерода по сравнению с фоновыми аналогами.
Почвы характеризуются повышенным содержанием углеводородных
газов, что определяет увеличение активности бактериального окисления
метана, измененный газовый состав, снижение ОВП. Почвы определены
как техно-хемо-подзолистые поверхностно-битуминозные засоленные
с нарушенным функционированием.
Рис. 9.5. Почвенный покров нерекультивируемой скважинной зоны
1 - хемо-технозем засоленный; 2 - дерновая слаборазвитая; 3 - техногенный
солончак битуминозный; 4 - хемо-техно-подзолистая
поверхностно-битуминозная засоленная с нарушенным функционированием; 5 -
дерново-подзолистая глубокобитуминозная почва с нарушенным
функционированием;©»-скважина с направлением выброса минерализованных взвесей
Почвы трасс трубопроводов (рис. 9.5-2) формируются на смеси
переотложенных почвенных горизонтов и перемешанных с почвообразу-
ющими и подстилающими породами, в которых отсутствуют
выбуренная порода и буровой раствор. Довольно длительный период
функционирования почв (около 50 лет) способствует формированию гумусово-
аккумулятивного горизонта мощностью около 5-10 см, с содержанием
гумуса до 3,5%, высокими показателями порозности, структурности по
сравнению с окружающими почвами скважинной зоны. Эти почвы
названы дерновыми слаборазвитыми.
Прискважинные почвы и непочвенные образования. Почвы,
формирующиеся на насыпном грунте в непосредственной близости от скважин
(рис. 9.5-1), характеризуются: маломощным дерновым горизонтом почвы-
198

9.5. Экологический контроль и рекультивация почв
донора, поверхностным загрязнением солевыми растворами и
нефтепродуктами, загрязнением нефтепродуктами (не более 1000 мг/кг),
невысоким содержанием органического углерода в верхних 0-40 см (1,5-1,7%),
засолением легкорастворимыми солями, щелочной реакцией,
преобладанием кальция и магния в составе поглощенных оснований.
Характерно отсутствие техногенного горизонта. По ведущему поверхностному
загрязнителю почвы определены как засоленные. Почвы названы хемо-
техноземами засоленными. При периодическом ремонте газовых
скважин при сдирании дерновых горизонтов тяжелой техникой возникают
техногенные грунты.
Техногенные солончаки располагаются в непосредственной
близости от скважин, они лишены растительности (рис 9.5-3). В ходе
эксплуатации газовых скважин почвы загрязняются засоленными водами и
взвесями различного химического состава, преимущественно гидрокарбонат-
но- и хлоридно-натриевого. Содержание легкорастворимых солей
достигает 1 -2%. Почвы имеют сильнощелочную реакцию, загрязнены
нефтепродуктами. Широкое распространение получают новообразования ор-
гано-минеральной природы. Содержание органического углерода в
верхних слоях (0-40 см) составляет 1,7%. На техногенных солончаках
замедлены процессы биологического окисления метана.
Дерновые слаборазвитые почвы, хемо-техноземы, техногенные
солончаки характеризуются повышенным содержанием углеводородных
газов, что определяет нарушение параметров функционирования:
увеличение активности бактериального окисления метана, изменение
газового состава, снижение ОВП.
9.5. Экологический контроль и рекультивация почв
газоносных территорий
В районах сельскохозяйственного использования, в особенности в
черноземной зоне, бурение скважин и строительство подземных
газохранилищ сопровождается обязательными рекультивационными работами.
Для каждого объекта разрабатываются отдельные модификации
рекультивации, основанные на учете его специфики. В качестве примера
приводим рекомендации по проведению технической и биологической
рекультивации на Ставропольском подземном газохранилище.
Они состоят из двух этапов. Первый - технический этап
рекультивации, включает в себя работы по снятию плодородного слоя почвы до
монтажа бурового оборудования. Со всей площади, отводимой под
буровую установку, снимаются верхние гумусовые горизонты (А и АВ), кото-
199

9. Почвы газоносных территорий
рые складируются в виде буртов по периферии отведенного участка.
Затем проводится бурение газовых скважин и складирование буровых
отходов: выбуренной породы, буровых растворов, различных химических
реагентов в амбары. После завершения работ по бурению скважин, в
период технического этапа рекультивации, содержимое амбаров
высушивается и смешивается с почвенными горизонтами, затем распределяется
по площади участка вокруг буровой скважины. В степной зоне захороне-
Таблица 9.1
Оценка степени загазованности вторичных скоплений газообразных
углеводородов (Петряшин, А.Ф., Лысяный Г.Н., Тарасов БХ,
по классификации Укр» ВНИИ природных газов, 1984)
Структура
приповерхностных
газопроявлений
Атмосферные ореолы
газопроявлений
Приповерхностные ореолы
газопроявлений
Интервалы
распространения
S
S
<и
со
S
о
о
><
о.
<и
03
О <L>
с 3
о 1
О
и
О
X
о
g»
3 3
2»
О S
и сз
О Н
CQ I
а. о
<D со
С S
Е- °-
о S
Интенсивность
газопроявления
1
2
3
4
1
2
3
4
5
Пределы содержания
газовоздушных смесей
(объемные проценты)
метан
0,010-0,100
0,101-0,700
0,700-5,000
>5
0,010-0,100
0,100-1,700
1,700-5,000
5-15
>15
пропан
0,002-0,010
0,010-0,100
0,100-2,000
>2
0,002-0,010
0,010-0,100
0,100-2,0
2,1-9,5
>9,5

Экологические
условия

Допустимые

Предельно
допустимые
Опасные
Особо
опасные

Допустимые

Предельно
допустимые
Опасные
Очень
опасные

Чрезвычайно
[опасные

Технические
условия
Фоновые

Аномальные

Потенциально
аномальные

Взрывоопасные
Фон |

Аномальные

Повышенно
аномальные

Взрывоопасные

Воспламенение
200

9.5. Экологический контроль и рекультивация почв
ние происходит на глубину частично нарушенного переходного иллюви-
ально-карбонатного горизонта. Площадь временного отвода под
буровую, т.е. ареал захоронения буровых отходов, по существующим
инструкциям не должен превышать 1 га, а глубина захоронения буровых
отходов должна превышать 30 см. На буровых площадках с близким
уровнем грунтовых вод буровые отходы не распределяются по площади, а
вывозятся в специально оборудованные места. После засыпки буровых
растворов и планировки территории с помощью тяжелой техники
проводится распределение плодородного слоя по поверхности площади
временного отвода.
В мировой практике рекультивации почвенного покрова также
принят метод захоронения буровых растворов под гумусовый горизонт
(Leuterman et al., 1988)1.
После проведения технического этапа работ предусматривается
второй этап - биологическая рекультивация, включающая:
• внесение органических удобрений для увеличения содержания
органического вещества и повышения микробиологической
активности почв;
• внесение физиологически кислых минеральных удобрений для
снижения рН и улучшения пищевого режима почв (суперфосфат,
аммиачная селитра и т.д.);
• посев трав в кормовых севооборотах.
Биологическая рекультивация проводится в течение 3 лет.
На предприятиях газовой промышленности проводится
экологический контроль содержания углеводородных газов. Минимальные уровни
содержания газообразных углеводородов, при которых наступают
негативные экологические изменения в функционировании почв,
растительности, животных, грунтовых и подземных вод, называют верхним
безопасным пределом концентрации, или предельно допустимой
концентрацией (ПДК). Для предприятий газовой промышленности установлены
предельно допустимые и ориентировочно безопасные уровни воздействия
газообразных углеводородов - метана и пропана для атмосферного
воздуха и почв (табл. 9.1).
Пределы содержания газо-воздушных смесей устанавливаются для
атмосферы - по четырехбалльной системе, для почво-грунтов - по
пятибалльной. Для атмосферы установлен ориентировочный безопасный
уровень воздействия (ОБУВ) по метану, составляющий 70 ррм, или 50 мг/м3.
1 Leuterman A.S., Jones F.V., Candler J.E. Drilling Flusids and Reserve Pit Toxicity. Jorn. Petr.
Technol. 1988, vol. 40, №11, p. 1441-1444.
201

9. Почвы газоносных территорий
Таким образом, рассмотренные в данной главе почвы газонос- I
ных территорий по особенностям факторов и специфике почвообра- II
II зования подразделяются на две большие группы. II
11 Первая группа представлена природными почвами, испытавши- 11
11 ми геохимическое воздействие газовой залежи. Результаты этого вли- II
I яния сводятся к накоплению битуминозного вещества и газообраз- I
I ных низкомолекулярных углеводородов, являющихся причиной на- I
|| рушения функционирования почв: повышения активности бактери- I
|| ального окисления метана, изменения газового состава и окислитель- I
|| но-восстановительной обстановки. I
I Почвы второй группы сформированы при участии механичес- I
|| ких нарушений, химических загрязнений и газовых потоков в сква- I
I жинных зонах газовых месторождений и подземных газохранилищ. I
|| В скважинных зонах в толще природных почв сформированы хемо- I
|| технопочвы, на новой материнской породе - хемо-техноземы, дерно- I
|| вые слаборазвитые почвы. По ведущему загрязнителю выделяются I
I поверхностно-битуминозные, глубокобитуминозные, засоленные по- I
|| чвы и почвоподобные тела. В почвах повышено содержание газооб- I
I разных низкомолекулярных углеводородов, являющихся причиной I
I нарушения функционирования почв. I
Темы рефератов:
1. Естественные и антропогенные источники эмиссии метана в
атмосферу.
2. Углеводороды в природных почвах.
3. Почвенно-геохимические газовые аномалии.
4. Влияние вторичных скоплений углеводородных газов на
почвенный покров.
5. Трансформация почвенного покрова на газоносных территориях.
Контрольные вопросы:
1. Факторы почвообразования на газоносных территориях.
2. Опишите углеводородный фон почв.
3. Влияние искусственных и естественных газовых залежей на почвы.
4. Как трансформируются почвы в скважинных зонах рекультивируемых
территорий?
5. Как трансформируются почвы в скважинных зонах нерекультивируе-
мых территорий?
202

Литература
Акопова Г. С, Сидорова Е.В., Можарова И.В. Охрана почв в газовой
промышленности. - ИРЦ РАО Газпром, 1994, 58 с.
Геохимия полициклических ароматических углеводородов в горных
породах и почвах. Под ред. Геннадиева А.Н. и Пиковского Ю.И. Изд-во МГУ,
1993.
Заварзин ГА., Васильева Л.В. Цикл метана на территории России. В кн.
«Круговорот углерода на территории России». М., 1999, с. 202-230.
Иванов И.В. Геохимическая дифференциация ландшафтов
Волгоградского побережья и ее учет при поисках нефти и газа. Автореф. дисс. канд.
геогр. наук, М., 1969.
Классификация почв России. 1997.
Ковда В.А., Славин П.С Теоретические основы почвенно-геохимичес-
ких показателей нефтеносности. Почвенно-геохимические методы поиска
нефтяных месторождений. М.: Изд-во АН СССР, 1953, с. 3-151.
Могилевский Г.А., Богданова В.М., Кичатова СМ., Славнина Г.П.,
Телегина Г.П., Филипова А.А., Черкинская Б.С Бактериальный фильтр в зоне
нефтяных и газовых месторождений, его особенности и методы изучения. В
кн. «Геохимические метода поисков нефти и газа и вопросы ядерной
геологии». М: Недра, 1970.
Можарова КВ., Кулагина Е.Г. Трансформация почвенного покрова
подземных газохранилищ. // Вест. МГУ, сер. 17, 2000, №1, с. 18-24.
Можарова Н.В., Владыченский А. С Механическое нарушение почв при
добыче, хранении и транспортировке природного газа. В кн. «Деградация и
охрана почв». Изд-во МГУ, 2002, с. 160-167.
Пиковский Ю.И. Природные и техногенные потоки углеводородов в
окружающей среде. Изд-во МГУ, 1993.
Солнцева Н.П. Добыча нефти и геохимия природных ландшафтов.
Изд-во МГУ, 1998.

\
| ГОРОДСКИЕ ПОЧВЫ
Интенсивная деятельность человека в пределах крупных городов
приводит к существенному и часто необратимому изменению
окружающей природной среды: претерпевает изменения рельеф и
гидрографическая сеть, естественная растительность сменяется созданными
человеком фитоценозами, формируется специфический тип городского
микроклимата, за счет увеличения площадей застройки и
искусственных покрытий уничтожается или сильно изменяется почвенный
покров. Все это приводит к образованию специфических почв и почво-
подобных тел.
10.1. Природно-городская система и почвы
Одной из проблем современности является урбанизация
территории стран, имеющих высокую долю городского населения.
Возрастающий рост городов-гигантов приводит к интенсивному
воздействию человека на окружающую среду как самого мегаполиса, так
и обширных пространств вокруг него. Как правило, площадь воздействия
города превышает его территорию в 20-50 раз, пригородные зоны
оказываются загрязненными жидкими, газообразными и твердыми отходами,
образовавшимися в жилой застройке и промышленных центрах.
Возникает проблема необеспеченности городов природно-ресурсным
потенциалом, что выражается в недостаточных площадях зеленых
насаждений, развитии опасных геодинамических процессов (карстово-суффози-
онные, оползневые, подтопление и т.д.), загрязнении водной и
воздушной сред. Это приводит к потере устойчивости территорий, увеличению
абиотичности системы, повышению степени экологического риска для
всех компонентов окружающей среды: воздуха, растительности, почвы,
воды и грунтов1 (рис. 10.1).
1 «Москва - Париж. Природа и градостроительство». Под ред. Красношековой и Иванова. М.:
Инкомбук, 1997.
204

10.1. Природно -городская система и почвы
§
а.
е
(D
X
X
<L>
а*
о
<L>
О
X
§
о,
S
а,
с
аз
ас
О)
s
CQ
Н
О
>5
си
о
О)
о
зс
£
о
с
о
а,
н
X
<
5
205

10. Городские почвы

ЮЛ. Приро дно-городская система и почвы
В процессе урбанизации формируется урбоэкосистема,
понимаемая как природно-городская система, состоящая из фрагментов
природных экосистем, окруженных домами, промзонами, автодорогами и т.д.
Урбоэкосистема характеризуется искусственным созданием новых типов
систем в результате деградации, уничтожения и (или) замещения
природных систем. Антропогенные нарушения функционального
круговорота в городской системе зависят от источника и вида вмешательства
человека, от факторов нагрузки, от качества среды, что приводит к
определенным последствиям, в том числе и негативным (табл. 10.1).
Эти экосистемы обладают меньшей рекреационной ценностью по
сравнению с ненарушенными природными экосистемами (например,
лесами), нарушенностью биокруговорота, сокращением биоразнообразия
как по составу, так и по структурно-функциональным характеристикам,
увеличением количества патогенных микроорганизмов.
Нарушения и изменения круговорота в экосистеме вызывают:
1. Ухудшение условий проживания человека, высокий уровень
заболеваемости, рост генетических заболеваний, появление новых болезней.
2. Необеспеченность чистой питьевой водой и чистым воздухом.
3. Накопление поллютантов в организме человека, миграция в
трофических цепях.
В почвоведении назрела необходимость понимания важности
изучения того поверхностного плаща городской территории, который до сих
пор назывался почво-грунт, городская земля или просто земля.
В последние годы к рыхлым субстратам в городах определились два
концептуальных подхода:
1. Городская почва - это не почва с точки зрения классического докуча-
евского почвоведения, это грунт, предмет изучения
инженер-геологов. В лучшем случае в городе почвы распространены только в
лесопарках и городских лесах - и только там место приложения труда
почвоведов.
2. Городская почва - это почва, но которую не'всегда можно определить
с традиционных почвенно-генетических позиций, так как ведущим
фактором почвообразования в населенных пунктах, и прежде всего в
городах, является антропогенный фактор.
Городская почва является биокосной многофазной системой,
состоящей из твердой, жидкой и газовой фаз, с непременным участием живой
фазы; она выполняет определенные экологические функции. Почвы в
городе живут и развиваются под воздействием тех же факторов
почвообразования, что и естественные почвы, но антропогенный фактор здесь
становится определяющим.
207

10. Городские почвы
В широком понимании городская почва - это любая почва,
функционирующая в окружающей среде города.
В узком понимании - этот термин подразумевает специфические
почвы, сформированные деятельностью человека в городе. Эта
деятельность одновременно является и пусковым механизмом, и
постоянным регулятором городского почвообразования.
Впервые термин «городские почвы» был введен Бокгеймом
(Bockheim, 1974)1, который определил его как «почвенный материал,
содержащий антропогенный слой несельскохозяйственного
происхождения толщиной более 50 см, образованный путем
перемешивания, заполнения или загрязнения поверхности земли в городских и
пригородных территориях».
В настоящее время принято следующее определение:
Городские почвы - это антропогенно-измененные почвы,
имеющие созданный в результате человеческой деятельности
поверхностный слой мощностью более 50 см, полученный перемешиванием, на-
сыпанием, погребением или загрязнением материала урбаногенного
происхождения, в том числе строительно-бытовым мусором.
Общие черты городских почв:
• материнская порода - насыпные, намывные или перемешанные
грунты или культурный слой;
• включения строительного и бытового мусора в верхних горизонтах;
• нейтральная или щелочная реакция (даже в лесной зоне);
• высокая загрязненность тяжелыми металлами (ТМ) и
нефтепродуктами;
• особые физико-механические свойства почв (пониженная влагоем-
кость, повышенная объемная масса, уплотненность, каменистость);
• рост профиля вверх за счет постоянного привнесения различных
материалов и интенсивного эолового напыления.
Все вышеперечисленные свойства в отдельности мы находим и во
внегородских почвах, например, в вулканических, аллювиальных.
Специфика городских почв состоит в сочетании перечисленных свойств.
1 Bockheim J.G. Nature and properties of highly disturbed urban soils. Philadelphia, Pennsylvania. 1974.
208

10.1. Природно-городская система и почвы
Для городских почв характерен диагностический горизонт «урбик»
(от слова urbanus - город) - специфический горизонт городских почв.
01 Горизонт «урбик» - поверхностный органо-минеральный насыпной,
III перемешанный горизонт, с урбоантропогенными включениями (бо-
!/А> лее 5% строительно-бытового мусора, промышленных отходов),
г мощностью более 5 см.
Характеристика горизонта урбик:
• Расположение и возраст - формируется в городах и населенных
пунктах в течение столетий, но может быть сконструирован при
образовании газонов, скверов и т.д.
• Почвообразующим материалом служит культурный слой,
насыпные или перемешанные грунты и фрагменты (осколки)
естественных почв.
• Цвет - различные оттенки темно-бурых тонов.
• Сложение - рыхлый, слоистый; верхняя часть бывает
переуплотнена из-за повышенной рекреационной нагрузки.
• Гранулометрический состав - преобладает легкий или облегчен
за счет включений.
• Структура выражена слабо.
• Каменистость - за счет строительно-бытовых включений.
• Характерно нарастание горизонта вверх за счет пылевых
выпадений из атмосферы и антропогенного привноса материала.
• Наблюдается высокая вариабельность свойств в горизонте по
текстуре, плотности сложения, по обилию
включений, по химическим свойствам.
• Величина рН преимущественно
более 7.
• Содержание гумуса варьирует, но
чаще высокое (5-10%), состав гумуса
чаще гуматный, преобладает 2-я
фракция гуминовых кислот.
Присутствие горизонта «урбик»
является основным отличием
собственно городских почв от естествен-
ноисторических. Материал, из
которого сформирован горизонт урбик,
Рис. 10.2. Состав горизонта ур- можно представить следующей схе-
бик мой (рис. 10.2).
14 — 3193 209

10. Городские почвы
10.2. Условия и факторы формирования городских почв
Развитие городских экосистем, в отличие от природных,
определяется не столько естественными природными процессами, сколько
деятельностью человека. Поэтому в городе происходит значительное
преобразование всех факторов почвообразования (климата, рельефа, почвооб-
разующих пород, растительности). Естественный почвенный покров в
большей части современных городов уничтожен.
Отличия основных компонентов городских экосистем от их
природных аналогов достаточно хорошо изучены. Приведем некоторые
результаты исследований городских экологов, чтобы представить себе
специфику городской среды. Большая часть данных относится к крупным
городам, таким, как Москва.
Специфика климата. Человек, построивший большие города,
оказал активное воздействие на ландшафт и тем самым на первоначальный
климат. Некоторые исследователи настаивают на необходимости
выделения такой разновидности климата, как городской.
Отличия в климате города и окрестностей иногда равнозначны
широтному смещению на 200-300 км к югу. В атмосфере создаются
острова тепла и пыли, которые существенно влияют на температуру воздуха
и осадки. Центр города в среднем теплее, чем его окраины и
окрестности. Суточный ход температуры в городе выражен не так резко, как в
окрестностях. Так, температура воздуха в Париже выше, чем в
окрестностях, в среднем за год на 2°С, в Нью-Йорке (временами) на 10-15°С.
Увеличение плотности застройки и асфальтирование с 20 до 50%
повышает разность максимальных летних температур в центре и
окрестностях города с 5 до 14°С. Очаг тепла над городом отмечается и в
суточных минимумах температур.
Ввиду «запечатанности» поверхности большая часть осадков
минует почвенное тело, а интенсивное нагревание поверхностей асфальта и
городских сооружений способствует перегреву почвы.
Повышенная конвекция в атмосфере города, а также техногенная
запыленность приводят к увеличению числа гроз над городом, росту
интенсивности ливней и общего количества осадков. Зимние осадки могут
достигать 150%, летние - 115% от нормы. Годовые суммы осадков
повышены в Москве на 25%, что соизмеримо с эффектом преднамеренного
воздействия на облачность. Поверхностный сток урбанизированной
территории вдвое выше. Все эти обстоятельства делают индустриальные
города очагами плоскостной и овражной эрозии даже там, где она
раньше не проявлялась.
210

10.2. Условия и факторы формирования городских почв
5
5"
ш
<Ьч £ 'jTj>
Y, I U Ч
All
х
>»
о
m
nN
■0
занн
ОЛЬ
о
1
х
>»
00
>s
ежи
О
[ ^ 1
Э
з
s
о
О-
о
-С
1 ** I
1 ^ 1
3
1 о 1
•к
ее
а>
о.
-0
U
S
с
*
>»
п
1 (Q 1
ю
\
1 то
ш
Ь"
00
*
5
4
°
о
I *
>*
о
с
*
-С
1
1 4>
1 3 1
1 -*
1 ^
1 2 1
1 <
^^
ртттгм
йы
1 гЧЛ
|| 1 г
1===ДН
ЁкЧ
1 vU13
г<щ
1 | PflWftftf|
1 ц Ь^ищмщиВД
1
Ш\
[ТТЛ 1
Ц
laraf 1
1 Г
/ In
111
ю^Я
• • о
LOt- <SJ
XXX
jQ S
UQ X
ОО
тип
TJ Я}
X I
<п
1
СО
<и
О
СО
выше
о
о
8
X
ее
X
СС а.
з S.S
x c: id i£
* о i- о
* Z L- L_
ааа
со о о
»\* i-.'
Q. X ft !
*N X
CO to
* b
gi
u !§v
умм<
пажн
HOCTI
ител!
u й^
§ d§§
8 $£B
Й fe ^ °-
о о со с:
X
и
W
О.
ЯПЛС
разн
1° 0)
J0 СО
покр
видо
2
со
о
Z
•п
<о
о
X
f Sl Г 6 §>:
§11
о.
2
S
С
03
CQ
О
о
s
•е-
о
а.
К
о
(L)
у
S
U
о
s
а.
14*
211

10. Городские почвы
В городах временами наблюдается отсутствие снежного покрова или
резкое изменение сроков его образования. В городах снежный покров
существенно изменяется в сравнении с естественным. В разных местах
города снег убирается, утаптывается, насыпается сверх нормы самим
человеком или ветрами. Этим создаются участки (микроландшафты) со
специфическим микроклиматом, часто не имеющим аналогов во вмещающей
почвенно-географической зоне. На участках, оголяемых от снега,
возникают условия аридной холодной пустыни, которым в естественном
состоянии соответствуют скелетные, примитивные, дефлируемые почвы и
разреженная растительность в «накипной» и «подушечной» формах. На
участках с избытком снега, особенно в затененных местах, создается
микроклимат и сезонный режим (фенофазы), близкий к лесным и лесо-луговым
ландшафтам, обуславливая характерные для них почвообразующие процессы.
В зависимости от литологических и топографических условий
могут усиливаться процессы мерзлотного пучения почвы и грунта и солиф-
люкционного оплывания.
Большее прогревание и увлажнение воздуха и почв городской
территории по сравнению с окружающей местностью улучшает условия
жизни наземной растительности и почвенной фауны и увеличивает
период вегетации, хотя в ряде случаев в городе происходят обратные
явления (рис. 10.3).
Все эти особенности климата имеются в любом большом городе,
однако их действие возрастает с увеличением размеров агломерации.
Рельеф. Хозяйственная и строительная деятельность человека в
течение многих веков значительно изменяет естественный рельеф.
Происходит:
• выравнивание поверхности;
• исчезновение долинно-балочной сети;
• создание нового рельефа (например, террасирование или
срезание поверхностной толщи);
• засыпка мелкой эрозионной сети.
Известно, что на территории древних городских поселений
существует заметное поднятие уровня земной поверхности, называемое «тель».
Тель возвышается над окрестностями на 8-10 м, он образовался в
результате систематического привнесения различного рода субстратов на
городскую поверхность земли. Как считают Н.С. Касимов и А.И. Пе-
рельман (1995), рельеф города влияет не только на водную, но и на
воздушную миграцию поллютантов.
212

10.2. Условия и факторы формирования городских почв
В городах часто наблюдаются карстово-суффозионные просадки,
оседание толщи грунта в результате увеличивающегося расхода
подземных артезианских вод, уменьшения объема почвенно-грунтовой массы,
вызванного выщелачиванием растворимых солей, извести. Просадки
проявляются в послестроительных насыпных грунтах и при
планировочных грунтовых работах, а также на поверхности в виде замкнутых
понижений: блюдец, западин, воронок и трещин. В результате негативного
воздействия карстово-суффозионных процессов часто происходит
деградация почвенно-растительного комплекса.
Почвообразующие породы. Почвообразующими породами в
городах могут быть:
• естественные субстраты, залегающие in situ;
• культурный слой;
• насыпные грунты;
• намывные грунты.
Современная почва (j1
U2
из
Дорожное покрытие
времен Петра I
Деревянное
дорожное покрытие
Погребенные
естественные почвы
Глубина около 5 м
* погребенные огородные «ерпочвы _
Рис. 10.4. Культурный слой г. Москвы
Культурный слой
представляет собой
исторически
сложившуюся систему
напластований,
образовавшуюся в результате
деятельности человека.
Толщина или
мощность культурного слоя
может колебаться от
нескольких
сантиметров до десятков метров
(в Саратове до 12 м, в
Москве до 22 м) и
характеризуется
пестротой даже в пределах
небольших участков.
Формирование
культурного слоя
происходит путем
поверхностного накопления
различного рода
материала в результате
хозяйственно-бытовой
деятельности челове-
213

10. Городские почвы
ка или путем преобразования верхнего природного слоя при
строительстве и благоустройстве, с привносом в естественную почву посторонних
материалов.
В состав культурного слоя в современных городах входят самые
разнообразные примеси - битый кирпич, камень, строительный мусор,
различные предметы домашнего обихода, заброшенные фундаменты зданий,
погреба, колодцы, бревенчатые и дощатые настилы, булыжные и
асфальтовые покрытия. Среди этих отложений обычно преобладает
строительный мусор. Напластования культурного слоя в разное историческое
время могли выполнять роль почвы, приобретали черты ее строения. Таким
образом, культурный слой представляет собой разновозрастную систему
погребенных городских почв (рис. 10.4).
а) Развитие Москвы б) Развитие Парижа
Рис. 10.5. Развитие городской застройки Москвы и Парижа в ретроспективе
(Из кн. «Москва - Париж. Природа и градостроительство», 1997)
214

10.2. Условия и факторы формирования городских почв
Рост территории городов происходил постепенно. Сначала
границей города служили крепостные стены, затем фрагментарная застройка
пригородов превращалась в сплошную, городская черта расширялась, а
город обрастал новыми предместьями (рис. 10.5).
Рисунок 10.6 иллюстрирует этапы прироста территории г. Москвы.
На рисунке видно, что центральные районы столетиями пребывают под
прессом урбогенеза. В XX в. темпы расширения городской территории
возросли во много раз. Следовательно, территория древних крупных
городов, какими являются Москва, Новгород, Киев и др., может быть
разделена по характеру субстратов на две основные зоны: зону древнего
поселения с мощным культурным слоем и зону молодой застройки со
слаборазвитым культурным слоем, свежими и старыми грунтами, на
которых сохраняются естественные
почвы разной степени нарушенности
и формируются маломощные
слаборазвитые городские почвы.
Грунты. Весь спектр рыхлых
осадочных отложений и горных
пород, распространенных в
окружающей территории, встречается и в
городе. В городах происходит
глубокое изменение грунтов. Так,
глубина заложения фундаментов
наземных сооружений простирается до
35 м, метрополитена до 60-100 м.
Это не только приводит к
перемешиванию грунтов, но и меняет
направление стока подземных вод.
Таким образом, формирование
городских почв может происходить:
• на культурном слое;
• на природных грунтах
разного генезиса, состоящих
из органо-минерального
почвенного материала и
остатков естественных почв
(«почва на почве»);
• на природных и техногенных
насыпных или намывных
грунтах («почва на грунте»).
215
Рис. 10.6. Исторические границы
Москвы
1 - Кремль, 1156 г.; 2 - граница
Белого города, 1593 г.; 3 - Камер-
Коллежский вал в 1742 г.; 4 -
граница 1917 г.; 5 - граница по
Генплану 1935 г.; 6 - МКАД, 1960 г.;
7 - современные границы города.
(Из кн. «Москва - Париж.
Природа и градостроительство», 1997)

10. Городские почвы
Растительный покров. Городская флора не утрачивает полностью
своих зональных черт, и процесс антропогенизации ландшафта в городах
контролируется зонально-климатическими условиями. Однако в городах
лесной зоны отмечается приобретение растительностью более южного
облика в связи с более теплыми засушливыми условиями.
Городская флора формируется из местных аборигенных видов и
интродуцированных, привнесенных, заносных видов. Особенностями
городской флоры (Кавтарадзе, Игнатьева, 1986) являются:
• богатство флористического состава, изначально обусловленное
экотонным эффектом;
• флористическая неоднородность города, обусловленная его
экологической, географической и возрастной неоднородностью. От
окраин города к его центру закономерно уменьшается число
видов флористического состава.
Д.Н. Кавтарадзе и М.И. Игнатьева (1986), М.И. Игнатьева (1993)
разработали классификацию городских растительных сообществ,
используя термин «урбанофитоценоз» (УФЦ). В основу ее положены
происхождение УФЦ и доминирующая жизненная форма растений. Данные табл.
10.2 дают представление о разнообразии УФЦ.
Таблица 10.2
Урбанофитоценозы и их комплексы (Игнатьева! 1993)
Сообщества с
доминированием деревьев
и кустарников
Сообщества
травянистых
растений
А. Естественного происхождения
I. Древесные массивы
лесопарков и парков
Б. Искусственно сфо
1. Древесные массивы
и группы парков
2. Живые изгороди
1. Луга
лесопарков
2. Болота
лесопарков
рмированные
1. Газоны
2. Цветники
В. Стихийно возникшие
1. Пустыри
Садово-парковые комплексы,
т.е. сочетание фрагментов
древесной, кустарниковой и
травянистой растительности
1. Парки (сады) 1
2. Скверы
3. Межквартальные насаждения
4. Бульвары
5. Специального назначения
(насаждения больниц, детских
садов, институтов,
промышленных зон)
6. Уличные посадки
Экологические различия городских природных комплексов очень
значительны. Полнее всего свойства природных комплексов наблюдают-
216

10.2. Условия и факторы формирования городских почв
ся в городских лесах, лесопарках и старых парках, в которых
сохраняется естественный биологический круговорот, хотя и регулируемый
человеком. Остальные типы УФЦ характеризуются, как правило,
искусственно сформированными растительными сообществами, и экологическое их
функционирование в большей степени определяется вкладом человека:
удаление опавшей листвы, внесение органических и минеральных
удобрений и т.д. Наихудшими условиями произрастания характеризуются
деревья в лунках, со всех сторон окруженные асфальтом. Краевой ожог
листьев, снижение декоративности, изменение морфологического
строения связываются с неблагоприятными воздушными и особенно с
почвенными условиями.
Токсические вещества, находящиеся в самой почве, в большей
степени влияют на растительность, чем газовые выбросы транспорта и
промышленных предприятий в атмосферу. Повреждаемость деревьев и
кустарников может быть ответной реакцией на токсичность среды
обитания. В результате происходит:
• ускоренное отмирание ветвей основной части кроны;
• снижение линейного прироста оси ствола и ветвей;
• ослабление побегообразования за счет отмирания почек;
• изменение габитуса молодых деревьев и т.д.
Таким образом, повреждаемость деревьев и кустарников может быть
ответной реакцией на токсичность среды обитания.
При сильной запыленности воздуха в городе большое значение
имеет способность зеленых насаждений улавливать пыль и аэрозоли. В
течение вегетационного периода деревья улавливают 42% пыли воздуха,
а в безлиственный период - 37%. Наилучшими пылезащитными
свойствами обладают сирень и вяз, менее поглощают пыли дуб (до 56 т/га) и
ель (32 т/га).
Насаждения оказывают положительное влияние на тепловой
режим как прилегающих к ним территорий, так и внутриквартальной
застройки. Внутри застройки температура оказывается выше, чем в
окружающих зеленых насаждениях, причем разница иногда
достигает 2-3°С.
Озелененные территории способны увеличивать влажность
воздуха. Испаряющая поверхность листьев деревьев и кустарников, стеблей
трав и цветов в 20 раз и более превышает площадь почвы, занимаемой
этой растительностью.
Зелеными насаждениями поглощаются из воздуха и тяжелые
металлы, что несколько снижает их концентрацию. Так, больше свинца
поглощается тополем и кленом остролистным, а серы - липой мелколистной и
217

10. Городские почвы
кленом остролистным. Крона хвойных деревьев адсорбирует свинец,
цинк, кобальт, хром, медь, титан, молибден.
Землепользование как фактор урбопедогенеза. Структура и
характер землепользования являются формирующим фактором развития
почв в городе. Одним из важных факторов почвообразования является
тип функционального использования земель: жилая застройка,
промышленная зона, лесопарк и т.д.
Городская территория представляет собой многообразие типов
земель, имеющих различное функциональное назначение. Каждый тип
наряду с общими показателями имеет свои, свойственные только ему
характеристики.
В любом крупном городе выделяются следующие категории земель:
• земли городской и сельской застройки - жилая часть (внутридво-
ровые пространства, скверы, детские сады и школы, газоны вдоль
транспортных магистралей);
• земли общего пользования - промышленные зоны (заводы и
фабрики, автохозяйства, ТЭЦ, склады, АЗС, станции и поля аэрации,
автомагистрали, аэропорты, железные дороги и др.);
• земли природно-рекреационной и природоохранной зон
(городские леса, лесопарки, парки, бульвары, скверы, памятники
природы и т.д.);
• земли сельскохозяйственного использования (пашни, фермы,
питомники, опытные поля);
• земли резерва (пустыри, свалки, карьеры, неудоби).
Каждая из вышеперечисленных категорий городских земель состоит из:
а) запечатанных территорий (непроницаемых) под жилыми зданиями,
дорогами, тротуарами, складскими и производственными
помещениями и другими строениями и коммуникациями. Эти земли лишены
естественного водного и воздушного обмена;
б) открытых незапечатанных (проницаемых) территорий,
представляющих собой почвы, почвоподобные тела разной степени
антропогенной нарушенности. Именно незапечатанные городские земли
выполняют санитарно-гигиенические, экологические и биосферные
функции, столь важные для полноценного качественного уровня жизни
городского населения.
В свою очередь открытые незапечатанные территории можно
разделить на:
а) озелененные территории, покрытые растительностью, с
покрывающими их почвами, которые сохраняют экологические функции (скверы,
парки, лесопарки, газоны и т.д.);
218

ЮЗ. Систематика и диагностика городских почв
б) неозелененные или слабоозелененные территории, растительность на
которых распространена фрагментарно и представлена главным
образом рудеральными видами или сорняками (пустыри, внутридворовые
пространства и т.д.). Экологические функции развитых там почв
трансформированы, деградированы или сильно нарушены. Такие
территории встречаются во всех категориях земель.
Почвы несут на себе отпечаток качества и вида землепользования.
Это позволяет предположить, что тип землепользования -
формирующий фактор эволюции почв городских и промышленных районов.
Городской способ землепользования оказывает влияние на все
факторы почвообразования. С другой стороны, функциональное
использование территории непосредственно определяет интенсивность и
характер воздействия на почвенный профиль.
Специфичными факторами почвообразования городских почв
являются:
• структура и характер хозяйственного землепользования в городе;
• особый городской микроклимат, эквивалентный широтному
сдвигу на 200-300 км;
• насыпные природные субстраты и культурный слой и наличие в
них строительно-бытовых включений;
• изменения растительности, связанные с особенностями
городского микроклимата;
• аэрозольное и внутрипочвенное загрязнение.
10.3. Систематика и диагностика городских почв
Анализ отечественной и зарубежной литературы показал, что на
данный момент не выработан единый подход к проблеме составления
генетической классификации городских почв.
Систематика почв и почвоподобных тел городов южнотаежной зоны
Европейской территории России, разработанная М.Н. Строгановой с
соавторами (1992, 1997, 1998), основана на особенностях
морфологического строения почвенного профиля, а также на особенностях почвообра-
зующих пород и поверхностных грунтов, как более простых и
объективных диагностических критериях, и является, таким образом, профильно-
генетической (табл. 10.3).
219

10. Городские почвы
х
>^
о.
4)
X
ю
о
с*
о
Ш
о
с:
о = ~
г О л
5 * х
оа о) 5
h- *« со
^ = Si
»I d
о,
ю
о
о.
с
I
о
1*
о
ю
>->
* «5
о 3
t я
5 а>
6 2
s о- 3
£ с *
5 3 Ц
3 t=; н
со 2
S 5S 55
Q.3S о о
с 3 = " "
н = 5
о о
X
оЗ
= 3
са <и
£e-g
С1- 3
ё =
2
О)
СО
О
s
Н
о ©
С о4
«а
ю
л
са
вг
о
с
I
о
ю
а
а>
S
lis
а. м о
s s vo
а. а. а.
С е >,
s
со
g
О-
н
о
я:
о
2
2 СО
О S
-- 2
2 и 2
<D CO g
й О со
£ b &
сз Е- ч^
а. с; ^
о?
3 Л
5 ас
§ §
о с:
о |
- 05
О?
cd
н
О CQ
сз са я
я д ас
5 £ *
s оз
Н CQ
к о
к. „ 2 =
ct й S О,
о ч о- Si
5 «
03 О
С 3
S
U
5 s
03 ~
0>
3
ж
1
У
О)
с
03
со
О fS
с
со
^11
о
&£ J 211
>^ >.
220

10.3. Систематика и диагностика городских почв
Предлагаемая систематика поверхностных природных
образований, распространенных на городской территории, исходит из того, что
вся территория города представлена: 1) открытыми, частично
озелененными территориями и 2) закрытыми застроенными и
заасфальтированными. Поверхностные тела первого типа территорий разделяются на
группы почв естественных ненарушенных, естественно-антропогенных
поверхностно-преобразованных (естественных нарушенных),
антропогенных глубокопреобразованных почв - урбаноземов и искусственно
созданных почвоподобных образований - техноземов, а также на открытых
поверхностях города залегают непочвенные образования - насыпные,
перемешанные, намывные, техногенные и природные грунты.
На заасфальтированных территориях второго типа под
асфальтобетоном или другим дорожным покрытием формируется особая группа тел
- почвы «экраноземы» и запечатанные грунты.
Естественные ненарушенные почвы сохраняют нормальное
залегание горизонтов естественных почв и приурочены к городским лесам и
лесопарковым территориям, расположенных в черте города. Почвы
определяются по принятым классификациям.
Антропогенно-поверхностно-преобразованные естественные почвы
(урбо-почвы) сочетают горизонт «урбик» мощностью менее 50 см и
ненарушенную срединную и нижнюю части профиля. Почвы сохраняют
типовое название с добавлением «урбо» (урбодерново-подзолистая,
аллювиальная урбодерновая и т.д.).
Мощность слоя нарушений, равная 50 см, была выбрана потому,
что любой профиль, претерпевший нарушения, изменения или
добавления материала менее 50 см при взаимодействии с биотой и
атмосферой ведет себя как природное тело, если только он не подвергся
резкому изменению (например, почвы запечатаны слоем асфальта или
цемента).
Антропогенно-глубоко-преобразованные почвы образуют группу
собственно городских почв - урбаноземов, в которых урбиковый
горизонт имеет мощность более 50 см. Почвы формируются на культурном
слое или на насыпных, намывных и перемешанных грунтах. Урбанозе-
мы подразделяются на две подгруппы:
/. Механически (или физически) преобразованные почвы, в которых
произошла физико-механическая перестройка профиля:
Урбаноземы (собственно). Почвенный профиль состоит из одного
или нескольких подгоризонтов урбик Ul, U2 и т.д., образованных из
своеобразного пылевато-гумусного субстрата разной мощности и качества с
примесью городского мусора. Формируются на грунтах разного
происхождения и на культурном слое. Иногда урбик подстилается непроница-
221

10. Городские почвы
емым материалом (асфальтом, фундаментом, бетонными плитами,
коммуникациями). Профиль урбанозема характеризуются отсутствием
природных генетических горизонтов до глубины 50 см и более.
Культуроземы (агроурбаноземы) - городские почвы фруктовых и
ботанических садов, старых огородов. Характеризуются большой
мощностью гумусового горизонта, наличием перегнойно-торфо-компостных
слоев мощностью более 50 см, развивающихся на нижней
иллювиальной части почвенного профиля, на культурном слое или на грунтах
разного происхождения.
Некроземы - почвы, входящие в комплекс почв городских
кладбищ. Глубина перемешанности профиля более 200 см.
2. Химически-преобразованные почвы, в которых произошли
значительные хемогенные изменения свойств и строения профиля за счет
интенсивного химического загрязнения как воздушным, так и жидкостным
путем:
Индустриземы - почвы промышленно-коммунальных зон, сильно
техногенно загрязненные тяжелыми металлами и другими токсичными
веществами, степень загрязнения достигает величин, чрезвычайно
опасных по принятым нормативам. Химическое загрязнение изменяет
почвенный поглощающий комплекс почв, предельно сокращает разнообразие
почвенной биоты, а часто делает почву почти абиотичной. Данные
почвы могут быть уплотненными, бесструктурными, с включениями
токсичного непочвенного материала объемом более 20%. Название
условно, их иногда называют «поллютоземы». Они частично могут
соответствовать и хемоземам - техногенным почвам районов добычи полезных
ископаемых (см. главу 6).
Интруземы - почвы формируются в местах, где в результате
аварий транспортных систем или бесхозяйственной деятельности человека
через мостовые бензозаправочных станций и автомобильных стоянок в
почвы постоянно проникают нефтепродукты (масло, мазут, бензин). То
есть, это почвы, перекрытые с поверхности или пропитанные в профиле
органическими масляно-бензиновыми жидкостями. Название условно, их
также можно назвать нефтеземы, петролеумные почвы, ПАУ-почвы. Они
являются аналогом почв, образующихся при авариях на
нефтепромыслах (см. главу 8).
3. Почвоподобные тела - «Техноземы»
На территории городов формируются почвоподобные техногенные
поверхностные образования (техноземы, термин Л.В. Етеревской, 1977,
см. главу 6). Подобные почвы ранее в городах (Земляницкий, 1962)
назывались «почво-грунт», «плодородный грунт». Техноземы различаются по
222

ЮЗ. Систематика и диагностика городских почв
качественному составу, мощности и свойствам насыпного
органогенного (гумусированного, перегнойного, торфокомпостного) слоя, составу и
свойствам насыпных однослойных или многослойных грунтов. Они
подразделяются на:
Реплантоземы - почвы, которые состоят из маломощного
гумусового слоя, слоя торфо-компостной смеси или слоя органо-минераль-
ного вещества, нанесенных на поверхность рекультивируемой породы
из смеси насыпных или других природных или техногенных грунтов. В
основном формируются в районах городских промышленных и
селитебных новостроек, на новых газонах. Термин принадлежит И.А. Кру-
пеникову и Б.П. Подымову и применялся для рекультивируемых почв,
используемых в сельском хозяйстве. В Классификации почв России
1997 г. они частично могут соответствовать группе «квазизем»,
подгруппе «урбиквазизем».
Конструктоземы - искусственно целенаправленно создаваемые
почво-грунты путем конструирования (создания) профиля по образу
природной почвы. Состоят из серии слоев грунта разного
гранулометрического состава и происхождения и плодородного насыпного
гумусированного слоя.
Кроме этих почвоподобных поверхностных образований, в городах
распространены участки с безгумусными природными и
техногенными открытыми грунтами, а также территории муниципальных
мусорных свалок со слабогумусированными или негумусированными
минеральными грунтами, частично задерновывающимися. Природные грунты
могут быть рыхлыми (насыпные, перемешанные, намывные, карьерные
выемки и т.д.), различающимися по генезису (водно-ледниковые,
аллювиальные, моренные, покровносуглинистые и т.д.) и
гранулометрическому составу, а также грубообломочными (щебнистые и скальные). Первые
преобладают в равнинных областях. В Классификации почв России они
могут соответствовать техногенным поверхностным образованиям (ТПО),
группе «натурфабрикаты».
Техногенные грунты промышленного и городского
происхождения, не встречающиеся в природе, представлены инертными и
токсичными отходами промышленного производства (шлаки, золы, горелая
земля, иловые осадки со станций аэрации и т.д.) и твердыми бытовыми
отходами городских свалок. В Классификации почв России они
частично могут соответствовать ТПО, группам «артифабрикаты» и «токсифаб-
рикаты».
При современном градостроительстве до 70-90% территории
города закрыто асфальтобетоном и другим дорожным покрытием, а также
223

10. Городские почвы
S 8
то о
? ш
О О
промышленная зона селитебная зона
сель.хоз. зона
природная зона
земли резерва
Рис. 10.7. Распределение открытой поверхности в разных
функциональных зонах (на примере Юго-Восточного округа г. Москвы)
зданиями и строениями. Процентное соотношение запечатанной и
открытой территории в разных функциональных зонах города может быть
различно (рис. 10.7). Под покрытиями могут быть запечатаны
разнообразные почвы, почвоподобные тела и грунты. Запечатанные почвы и
грунты - неотъемлемая часть города. Они нуждаются в изучении и
картографировании, так как их свойства необходимо учитывать при
экологической оценке территории города.
Выделяется отдельная группа почв, запечатанных под дорожными
асфальто-бетонным и каменными покрытиями, - экраноземы,
экранированные почвы (название условное). Их также называют мощеные,
запечатанные (sealed soils). Почвы существенно уплотнены, в них
меняются водный, тепловой и газовый режимы; микробиота функционирует в
основном по анаэробному типу; не происходит поступления вещества
извне (в обычных условиях городская почва «растет вверх» из-за
подсыпки грунта и осаждения пыли из атмосферы); при укладке покрытия
может быть разрушена верхняя часть профиля.
При дорожном строительстве часто происходит срезание
почвенного профиля до грунтов и (или) последующее наложение нового
материала и дорожного покрытия. В этом случае выделяется группа
«запечатанный грунт».
Большая часть почв территорий крупных городов представлена ур-
баноземами, а районы новостроек и строительных площадок урбо-
техноземами, но наряду с ними в городе выделяются и
естественные почвы с признаками урбопедогенеза.
224

10.4. Свойства городских почв
На территории любого города распространены следующие
почвенные образования:
• естественные почвы с урбаногенными признаками;
• эмбриоземы - молодые слаборазвитые почвы с профилем АС;
• естественные поверхностно-преобразованные почвы - урбо-по-
чвы, прошедшие сложную природно-антропогенную эволюцию
и в разной степени нарушенные урбопедогенезом;
• почвы глубоко-преобразованные в результате механических или
химических нарушений, в том числе и химически-преобразо-
ванные - урбаноземы;
• искусственно созданные, сконструированные из насыпных или
намывных грунтов почвоподобные тела - техноземы;
На открытых поверхностях города залегают непочвенные
образования - насыпные, перемешанные, намывные, техногенные и
природные грунты.
На заасфальтированных территориях под асфальтобетоном или
другим дорожным покрытием формируется особая группа тел - «эк-
раноземы» и запечатанные грунты.
10.4. Свойства городских почв1
Общая характеристика
Почвы в пределах города обладают определенными
специфическими свойствами, наиболее типичными из которых являются:
• наличие включений строительно-бытового мусора;
• повышенная уплотненность;
• тренд в сторону повышенной щелочности;
• накопление техногенных веществ;
• наличие патогенных микроорганизмов.
Типичная для центра старого города почва - урбанозем на древнем
культурном слое, характеризуется мощным темноокрашенным
органическим горизонтом урбик, отсутствием выраженного переходного
горизонта В и элювиально-иллювиальной дифференциацией профиля.
Профиль городской почвы часто растет вверх за счет напыления или
антропогенного поступления материала.
1 Основные данные о свойствах урбаноземов получены при исследовании почв городов
таежной природной зоны (работы М.Н. Строгановой с соавт., 1992, 1997, 1998).
15 — 3193
225

10. Городские почвы
Урбаноземы - генетически самостоятельные почвы, обладающие
как признаками зональных педогенных процессов, так и
специфическими свойствами.
Для них характерен поверхностный органо-минеральный
насыпной, перемешанный горизонт с урбоантропогенными включениями,
понимаемый как особое природно-антропо-техногенное образование.
В урбаноземах, несмотря на специфичность почвенного профиля и
большую засоренность его разного рода твердыми включениями,
протекают следующие процессы:
• гумусообразование и гумусовая аккумуляция;
• вынос и перераспределение минерального вещества;
• железо-гумусовая сегрегация;
• мобилизация и иммобилизация карбонатов;
• оглеение;
• структурообразование, включая биогенную переработку;
• как результат деятельности человека - процесс загрязнения ТМ и
полициклическими ароматическими углеводородами (ПАУ);
• появление патогенных микроорганизмов;
• сезонное засоление.
Степень выраженности этих процессов различна и зависит от
возраста наноса, условий использования участка и ряда других обстоятельств.
Но влияние на почвообразование основных процессов, характерных для
данной природной зоны, несомненно.
При определенных обстоятельствах, вероятно, урбаноземы,
развивающиеся на культурном слое или на грунтах, могут эволюционировать
в зональные почвы с присущими им свойствами и системой
генетических горизонтов.
Морфологические свойства почв
Отличительной характеристикой городских почв, особенно почв в
центре города, является большое количество антропогенных
включений в средней и нижней частях почвенного профиля.
Существенное место в профилях почв городов занимает насыпной грунт,
имеющий по крайней мере один литологический перерыв.
С течением времени поверхностный слой приобретает черты
горизонта А1. Встречаются погребенные горизонты, более темные из-за
аккумуляции органического вещества, более рыхлой консистенции, с
повышенным количеством корней и животного населения.
226

10.4. Свойства городских почв
Для большинства урбаноземов, как центрального образа городских
почв, характерно:
• отсутствие естественных почвенных горизонтов;
• в профиле почв сочетаются различные по окраске и мощности
слои искусственного происхождения, о чем свидетельствуют
резкие переходы и ровные границы между ними;
• скелетный материал представлен в основном строительным и
бытовым мусором (кирпичная крошка, куски асфальта, битое
стекло, уголь и т.д.) в сочетании с промышленными отходами, торфо-
компостной смесью или включениями фрагментов естественных
почвенных горизонтов;
• иногда встречаются слои, полностью состоящие из отходов и
мусора.
Наряду с урбаноземами в городе в парках и лесопарках сохраняются
естественные почвы, а также частично аллювиальные пойменные почвы
разной степени нарушенное™. Они сочетают в себе ненарушенную
нижнюю часть профиля и антропогенно-измененные верхние слои (урбо-почвы).
Все перечисленные почвы различаются в городе:
• по характеру формирования (насыпные, перемешанные),
• по гумусированности и оглеенности,
• по степени нарушенности профиля,
• по количеству и составу включений (бетон, стекло, токсические
отходы и т.д.) и другим показателям.
Типы морфологических профилей представлены на рис. 10.8.
Водно-физические свойства почв
Урбаноземы значительно отличаются от естественных почв по
физическим свойствам (табл. 10.4).
Гранулометрический состав почвы - важный показатель, который
определяет продуктивность городской почвы, степень ее
фильтрационной и водоудерживающией способности.
Таблица 10.4
Изменение физических свойств городских почв
(поверхностные горизонты)
Свойства
1 Твердость почвы, кг/см2
| Поровое пространство, %
Плотность сложения, г/см
1 Влагоемкость полевая, %
Дерново-подзолистые
почвы вне города
20-25
50
0,9-1,2
14-20
Урбаноземы
40-45
30-40
до 1,8
5-14 J
15*
227

10. Городские почвы
Р=1
асфальт
О &
■К.
цеменА^Р/гравий]
ащш^
Du
0
l-v-Ш-
•"П
; г i;
строительные
отходы * мелко-:
зем + порода
^Л
Uh
Cu1
Cu2
D
№1
Ш^^Ш^ШйШЩ
в^И
Ш1шИ1|р||1
ll^Siplli
iBHifasEllp^K
■о Jf^-
1 _; *'
,,;.■,.,,-.^-ч.,,:
урбаноземы
агроурбаноземы
насыпных :
слоев
грунта
Для городских
почв слоистость грунтов
по
гранулометрическому составу имеет
важное почвенно-геохими-
ческое значение, так как
служит экранирующим
и
капиллярно-прерывающим барьером.
Важный фактор -
содержание
мелкозема, он определяет
степень влагоемкости.
Для городских
экосистем характерно
привнесение в почву
песка и гравия,
используемого в
градостроительстве.
Строительный материал,
промышленные отходы,
механические
загрязнители и другие
технологические субстраты
имеют размеры гравия
и камней. Из-за этого
их содержание в городских почвах постоянно увеличивается.
Другая важная характеристика - форма щебня. Многие городские
почвы содержат слои твердых обломков заостренной формы, поэтому в
таких субстратах наблюдается слабое проникновение корней и редкая
встречаемость дождевых червей.
Для городских почв важным показателем является показатель
захламленности, т.е. степень перекрытости поверхности почвы
абиотическими наносами, в том числе токсическими. Эту часть почвы можно назвать
балластной. Важным фактором является химический состав материала. При
его токсичности происходит химическое загрязнение всей экосистемы.
Урбанофитоценозы, выполняющие санитарно-гигиенические и
эстетические функции, находятся в жестких условиях существования. Одним из
факторов, который вызывает угнетенное состояние или гибель растений в
условиях города, является высокая рекреационная нагрузка и, как следствие,
228
конструктозем
реплантозем
некрозем
Рис. 10.8. Типы морфологических профилей
городских почв

10.4. Свойства городских почв
вытаптывание напочвенного покрова и уплотнение поверхности почвы. В
таких случаях затруднено проникновение корней в глубь профиля.
Плотность сложения характеризует способность почвы накапливать
запасы доступной влаги для растений, а также воздуха. Плотность почвы
влияет на поглощение влаги, газообмен в почве, развитие корневых систем
растений, интенсивность микробиологических процессов. Оптимальная
плотность пахотного горизонта для большинства культурных растений
составляет 1,0-1,2 г/см3, для городских почв она выше (1,4-1,6 г/см3). Эта
величина является очень важной характеристикой окультуренности почвы.
Как правило, почвы города сильно переуплотнены с поверхности.
Граница переуплотнения горизонта и остановка развития корней
начинается с величины 1,4 г/см3 для суглинистых почв и 1,5 г/см3 для песчаных.
Изменение физических свойств связано с увеличением объемной
массы поверхностных слоев почв: на участках с усиленным движением
оно доходит до 1,7 г/см3, хотя в хорошо удобренных органическим
веществом насыпных почвах эта величина может равняться 0,8-0,9 г/см3.
В.Д. Зеликов (19641) установил, что от соотношения рыхлых и плотных
участков зависит состояние зеленых насаждений: если участков с
объемной массой почв выше 1,1 г/см3 более 30%, то многие деревья страдают
суховершинностью. Постепенное уплотнение приводит к изменению
структуры почвенных горизонтов, образованию слоеватости и
формированию крупнопластинчатых отдельностей (Рохмистров, Иванова, 19852).
Сильное уплотнение почвы ведет к созданию в корнеобитаемом слое
условий, близких к анаэробным, особенно в период продолжительных
дождей весной и осенью. В таких условиях сильно затрудняется рост
мелких (активных) корней древесных и травянистых растений и
нарушается процесс естественного возобновления растительности. В
уплотненных почвах масса корней в 2,5-3 раза меньше, чем в неуплотненных.
Хорошо предохраняет почву от переуплотнения лесная подстилка.
Исследованиями также установлено, что твердость почвы на
уплотненных участках газона, где наблюдались изреживание и плохой рост
трав, составляла 40-45 кг/см2, тогда как для нормального роста трав
требуется, чтобы она была в два раза меньше (Абрамашвили, 1985).
Порозность (скважность) - одно из важнейших свойств почвы,
обусловливающее в основном водный и воздушный режим. От величины
1 Зеликов В.Д. Некоторые материалы к характеристике почв лесопарков, скверов и улиц
Москвы. // Известия ВУЗов, Лесной ж. 1964. №3, с. 10-15.
2 Рохмистров В.Л., Иванова Т.Г. Изменение дерново-подзолистых почв в условиях крупного
промышленного центра // Почвоведение, №5, 1985, с. 71-76.
229

10. Городские почвы
пор зависит передвижение воды в почве, водопроницаемость и
водоподъемная способность, мобильность воды. В лесопарках, садах и на
бульварах, где почва почти не подвергается уплотнению, порозность
колеблется от 45 до 75%. Уплотнение почвы снижает ее до 25-45%, что приводит
к ухудшению водно-воздушного режима почвы.
С порозностью связаны влагоемкость и воздухоемкость почв. С
ухудшением водно-физических свойств уменьшается накопление в ней
влаги, особенно в летние месяцы, составляя на уплотненных участках всего
до 14% от их влагоемкости.
Водопроницаемость. Важной характеристикой городских почв
является величина способности почв впитывать и пропускать через себя воду,
поступающую с поверхности. Величина и характер водопроницаемости
сильно зависят от степени каменистости, порозности почвы, от ее
влажности и химического состава. Существенное значение имеет наличие в
почве города камней, трещин и пустот. Для городских почв характерна
провальная или мозаичная водопроницаемость, обусловленная наличием
пустот в профиле за счет строительного или бытового мусора. Наблюдается
зависимость между плотностью сложения почвы и скоростью фильтрации
воды в ней. Так, например, в верхних слоях почвы в естественном
состоянии водопроницаемость на 60% выше по сравнению со средне
вытоптанным участком и в четыре раза выше по сравнению с сильно вытоптанным.
Наличие тропиночной сети с сильно уплотненным поверхностным
горизонтом нарушает естественное распределение корневой массы, что
может стать причиной деградации растительности.
Большое значение для улучшения экологической обстановки в
городе и здоровья его жителей имеет интенсивность газообмена между
городской почвой и атмосферой, а также состав газовой фазы почвы, который
определяется процессами транспорта газов из атмосферы и внутри почвы.
На газовый состав почв в городе влияет, помимо плотности сложения,
влажности почвы и др., наличие экранирующего действия искусственных
покрытий и утечки природного газа из городской газопроводной сети.
Асфальтовое покрытие, например, практически полностью
экранирует почву. Одним из негативных последствий затрудненного газообмена
является пониженное поступление кислорода: коэффициент диффузии
кислорода уменьшается от 3,8x102 см2/с на открытом пространстве до 5x10-5 см2/с
под асфальтовым покрытием. При таком коэффициенте диффузии, если нет
других источников поступления кислорода, его количество недостаточно для
жизнедеятельности аэробных организмов и корней деревьев в
10-сантиметровом слое почвы. Однако кислород может поступать в почву под асфальтом
из трещин и граничащих с дорогой участков, причем наблюдается прямая
зависимость количества кислорода в центре дороги от ее ширины.
230

10.4. Свойства городских почв
На газовый состав почв влияют и утечки газа из городских газовых
коммуникаций. Во многих странах Западной Европы были
зарегистрированы случаи, когда из-за этого происходило усыхание деревьев и
кустарников в городе. Вероятно, это явление имеет место и в наших
городах, но, по-видимому, ему не уделяется должного внимания.
При поступлении природного газа (в основном это метан, этан,
пропан) в почву, значительно (в 50-100 раз) возрастает интенсивность
микробиологического окисления метана и других газов ввиду активного развития
специфической группы анаэробных микроорганизмов, что увеличивает
потребление 02 и продуцирование С02. Исследования показали, что состав
газовой фазы разных почв вокруг зон утечки был сходным. Было установлено,
что область влияния утечки газа зависит от интенсивности последней и
может иметь радиус до 20 м, при этом в радиусе до 11 м образуются полностью
анаэробные условия. Вокруг анаэробной зоны образуется неширокая
(вследствие очень высокой интенсивности) зона окисления, которую, в свою
очередь, окружает зона транзита кислорода из незатронутых участков.
Перечисленные зоны имеют практически правильную сферическую форму.
После ликвидации утечки газа происходят существенные изменения
численности и состава микроорганизмов и состава газовой фазы почв,
однако возвращение последнего в исходное состояние занимает период от
нескольких месяцев до года. Последствиями воздействия утечки газа
может быть появление в почве неорганических восстановителей (Fe2+, Mn2+,
S2) или органических кислот. Естественно, утечка газа, последствия и
последействия этого явления крайне отрицательно действуют на почвенную
фауну и растительность. В развитых странах газовый состав почв в урба-
нофитоценозах иногда регулируется с помощью специально
разработанных методов, включая создание вентиляционных каналов, компрессорную
обработку почв в зонах распространения корней (Craul, 19921).
Признавая исключительную значимость зеленых насаждений в
городских условиях и важную роль почвы и ее экологических функций для
произрастания растений, необходимо констатировать следующее:
Повышенная щебнистость и карбонатность урбаноземов,
бесструктурность, переуплотненность и большая твердость
поверхностных слоев отрицательно сказываются на водно-физических свойствах
как искусственно созданных, так и сохранившихся естественных почв
города и, следовательно, на функционировании урбофитоценозов и всей
урбоэкосистемы.
1 Craul P. G. Urban soils in landscape design. New-York. 1992.
231

10. Городские почвы
Физико-химические свойства почв
Большинство выбросов различных, в том числе и токсических ве-
/II ществ и материалов в городскую среду сосредоточиваются на по-
И/ верхности почвы, где происходит их постепенное накопление. Это
№р приводит к изменению химических и физико-химических свойств
субстрата.
По основным физико-химическим показателям почвы города
значительно отличаются от своих природных аналогов. Данные табл. 10.5
иллюстрируют различие свойств урбаноземов Москвы и
дерново-подзолистых почв Подмосковья. Вероятно, в иных природных зонах
некоторые тенденции этих различий могут быть иными.
Таблица 10.5
Сравнительная характеристика свойств поверхностных горизонтов
урбаноземов г. Москвы и дерново-подзолистых почв Подмосковья
(Строганова, Агаркова, 1992)
Свойства
Сорг.,%
фН вод
Са~+, мг-экв/100 г почвы
JMg2+, мг-экв/100 г почвы
Степень насыщенности
основаниями, %
|Р205, мг/100 г почвы
|К20, мг/100 г почвы
S(V\ мг/100 г почвы
СГ, мг/100 г почвы
IIN03", мг/100 г почвы
|| Тяжелые металлы
Почвы 1
урбаноземы
2-7
6,5- 9,0
5-100
до 30
до 100
5-150
2-60
до 220
до 40
12-15
Выше ПДК
дерново-подзолистые почвы ||
2-4
4,5-6,5
5-10
2-3
60-70
5-10
7-15
Нет
Нет
Нет
Фоновое значение |
Величина кислотности корнеобитаемого слоя городских почв
колеблется в широких пределах, но преобладают почвы с нейтральной и
слабощелочной средой. В большинстве случаев реакция среды у городских почв
выше, чем у зональных (Обухов и др., 1989, 1990). Высокую щелочность
городских почв большинство авторов связывает с попаданием в них через
поверхностный сток и дренажные воды преимущественно хлоридов
кальция и натрия, а также других солей, которыми посыпают тротуары и доро-
232

10.4. Свойства городских почв
ги зимой. Другой причиной является высвобождение кальция под действием
осадков из различных обломков, строительного мусора, цемента, кирпича
и пр., имеющих щелочную реакцию. Практически повсеместно
наблюдается постепенное уменьшение величины рН с глубиной.
Как известно, повышение кислотности до значений, близких к
нейтральным, благоприятствует росту большинства растений и
способствует активности микроорганизмов, а также связыванию некоторых
растворимых соединений тяжелых металлов. Однако дальнейшее подщелачи-
вание может привести к образованию труднорастворимых форм
некоторых элементов питания и микроэлементов, и, начиная со значений рН,
равных 8-9, делает почву непригодной для роста большинства растений.
Содержание органического углерода в городских почвах варьирует
и зависит от его величины в исходном субстрате, а также от применения
органических и минеральных удобрений, привнесения органического
мусора и т.д. Как правило, количество органического вещества в
городских почвах выше, чем в фоновых.
Во всех стародавних почвах, особенно почвах скверов, парков,
огородов, содержание гумуса достигает 8-12%, а в среднем 4-6% (Земля-
ницкий и др., 1962; Лепнева, Обухов, 19871). С глубиной оно несколько
падает, часто имея скачкообразный характер распределения по
профилю. Иногда «старонасыпные» почвы приобретают характер черноземо-
видных, как это отмечено Л.Т. Земляницким и др. (1962) для
Александровского сада Москвы.
В молодых почвах города в составе органического вещества
доминируют компостные компоненты и низкогумифицированная фульвокис-
лотная фракция.
Степень насыщенности основаниями часто превышает 80-95% и
достигает 100%. Для почв большинства парков и городских лесов она
обычно составляет меньшую величину. В составе обменных катионов
преобладают Са (до 70%) и Mg (до 30%).
Элементы питания растений (N, Р, К) в городских почвах
распределяются неравномерно. Большинство исследователей отмечают высокую
обогащенность урбаноземов и слабонарушенных почв общим азотом,
фосфором и калием. В них же отмечается обогащенность и подвижными
формами элементов питания. Для насыпных почв г. Москвы Л.Т. Земля-
ницкий с соавторами (1962) отмечали высокую обеспеченность
подвижным фосфором (до 100-200 мг/100 г почвы и больше); данные по обес-
1 Лепнева О.М., Обухов А.И. Тяжелые металлы в почвах и растениях территории МГУ. // Вестн.
МГУ, сер. 7. №1, 1987.
233

10. Городские почвы
печенности доступным калием довольно пестрые, иногда анализ
обнаруживает только следы подвижного калия, а иногда величина достигает
40 мг/100 г и более.
Загрязняющие вещества городских почв. С шестидесятых годов XX в.
и по сей день экологов-урбанистов и почвоведов интересует проблема
загрязнения городских почв тяжелыми металлами. Необходимо отметить,
что этот вид загрязнения почв наиболее изучаем, так как почти каждая
публикация, посвященная городским почвам, содержит сведения о
загрязнении микроэлементами. Большинство городских экологов считает,
что все городские почвы загрязнены тяжелыми металлами. В настоящее
время для многих крупных городов мира установлено, что тяжелые
металлы поступают в почву в основном из воздуха. На территории городов
наибольшее внимание привлекает загрязнение такими элементами, как
Pb, As, Cu, Zn, Cd, Ni.
Тяжелые металлы вовлекаются в биологический круговорот,
передаются по цепям питания и вызывают целый ряд негативных последствий.
При максимальном проявлении процесса химического загрязнения
почва теряет способность к продуктивности и биологическому
самоочищению, происходит потеря экологических функций и гибель урбосистемы.
Изменяется состав, структура и численность микрофлоры и мезофауны.
«Перегрузка» почвы тяжелыми металлами может полностью или
частично блокировать течение многих биохимических реакций. Тяжелые
металлы уменьшают скорость разложения органического вещества почв.
История землепользования в старых городах довольно сложна.
Загрязнение тяжелыми металлами могло произойти в результате
ремесленной и индустриальной деятельности в прошлые века, в результате
разрушения и строительства зданий после войн. В общем, при изменении типа
землепользования в разные времена происходило накопление
субстратов с различными свойствами, в том числе и загрязненных тяжелыми
металлами.
Одним из основных источников загрязнения в городах признан
автотранспорт. Специалисты насчитывают в выхлопных газах около 40
химических веществ, большинство из них токсичны. Особенно много
токсичного свинца, его повышенные концентрации находят на расстоянии
более 100 м от автомагистрали.
Большое внимание исследователи уделяют загрязнению почв
противогололедными соединениями. С начала семидесятых годов в странах
Западной Европы проводятся регулярные исследования влияния NaCl,
СаС12 и Ca(N03)2, которыми посыпают дороги в зимнее время, на
свойства почв вдоль дорог. Накопление солей в почве может наблюдаться на
234

10.4. Свойства городских почв
расстоянии 100 м от дороги, но существенным оно бывает на расстоянии
первых 5-10 м. Максимум содержания солей приходится на раннюю
весну, минимум на сентябрь-октябрь. К осени Na перемещается из
поверхностного горизонта (0-5 см) в более глубокие слои, С1 вымывается. На
расстоянии 10 м от дороги десятилетней эксплуатации Na накапливается
в количестве 50-70 мг/кг. Встречаются данные об увеличении рН
почвенного раствора. Посыпание дорог солью ведет к усилению
диспергирования, ухудшению влагопроводности и аэрации почв. Вопрос о
последействии хлоридов и выхлопных газов требует дальнейших глубоких и
обстоятельных исследований.
К другим загрязнителям, типичным для городских условий,
относятся:
• различные формы пестицидов, унаследованные от агроландшаф-
тов и характерные в основном для новых городских территорий;
• органические отходы (жидкие стоки животноводческих
комплексов, промышленные органические отходы, сточные воды);
• радионуклиды;
• ртуть;
• вещества, попадающие на почву с загрязненными атмосферными
осадками.
Включения антропогенных материалов чрезвычайно сильно
влияют на все почвенные свойства, ограничивая площадь возможного
проникновения корней и распространения микроорганизмов, уменьшают
водоудерживающую способность почв. Кальцийсодержащий
строительный мусор, пыль, цементная крошка и подобные материалы
способствуют подщелачиванию, а разложение других субстратов
(пластика и пр.) ведет к высвобождению токсичных веществ и газов.
Важнейшим фактором, влияющим на свойства городских почв,
становится загрязненность их тяжелыми металлами, пестицидами, хлор-
органическими соединениями и другими токсикантами.
В настоящее время получены обширные материалы об уровнях
загрязнения почв в различных городах СНГ и за рубежом. Для 120 городов
России в 80% случаев отмечены существенные превышения
ориентировочно допустимых концентраций (ОДК) содержания свинца и других
тяжелых металлов в почве. Более 10 млн. городских жителей контактируют
с почвой, имеющей в среднем превышение ОДК по свинцу. В
большинстве городов содержание свинца изменяется в пределах 30-150 мг/кг при
среднем значении 100 мг/кг.
235

10. Городские почвы
В значительной степени эти показатели определяются видом
источника загрязнения, количественным и качественным составом выбросов,
удаленностью загрязнителей от источника загрязнения и имеют
специфический характер для каждого города и любого участка в нем.
Распределение загрязнителей по поверхности почв определяется многими
факторами. Оно зависит от особенностей источников загрязнения, розы
ветров, геохимических потоков миграции, форм рельефа.
Степень проявления процесса загрязнения определяется как
отношение содержания загрязняющего вещества в почве к величине ПДК или
другой нормативной величине. Химическое загрязнение тяжелыми
металлами определяется по их валовым и подвижным формам.
10.5. Экологические функции городских почв
Известно, что почвообразовательные процессы, являются
результатом воздействия на почву других природных сред (атмосфера, грунт,
живое вещество), превращения и передвижения веществ в почве (Роде, 1971).
В городской почве, в отличие от естественноисторических почв,
появляются новые компоненты, энергетические и вещественные связи,
присущие урбанизированным экосистемам.
Почвы, формирующиеся в урбоэкосистеме, аналогично
естественным почвам (Добровольский, Никитин, 1990), выполняют роль базисной
составляющей, в них замыкаются биогеохимические круговороты
веществ, происходит биохимическое преобразование культурного
насыпного слоя, трансформация поверхностных вод в грунтовые, они
являются питательным субстратом для растений. Почва служит банком семян,
регулятором газового обмена и т.д.
Городские почвы выполняют в городе разнообразные
экологические функции.
Главными функциями городской почвы являются:
• продуктивность, т.е. пригодность для произрастания зеленых
насаждений,
• способность сорбировать в толще загрязняющие вещества,
• спосбность удерживать их от проникновения в почвенно-грун-
товые воды,
• способность препятствовать поступлению илисто-пылеватых
частиц в городской воздух.
Роль почвы в городе существенна и разнообразна. Выполняя
важные средообразующие функции, почва изменяет химический состав ат-
236

10.5. Экологические функции городских почв
мосферных осадков и подземных вод, она является универсальным
биологическим адсорбентом, поставщиком и регулятором содержания С02,
02, N2 в воздухе (табл. 10.6; рис. 10.9).
Атмосфера
Токсичные газы, пыль, ТМ

Микроорганизмы

Растительность
н2о,
NPK,
о2>

органическое
вещество
Почва
депонирует
соли, ТМ,
органическое
вещество
Питательные
вещества
Пыль,
ТМ,
патоген
ные
микро-
организ-|
мы
Грунт,
соли, ТМ, органическое
вещество
Грунтовые воды, водоемы, стоки
ТМ,

органические и

неорганические
вещества
Рис. 10.9. Роль почвы в городских экосистемах
В крупных городах - мегаполисах, особенно в промышленных
центрах, происходит значительная деградация экологических функций
городских почв.
Почва в городе является хорошим поглотительным барьером
газовых примесей, в том числе поступающих от автотранспорта, ТЭЦ,
заводов и т.д., она также регулирует газовый состав атмосферы путем
выделения и поглощения газов (метан, аммиак, углекислый газ и др.).
Благодаря определенным биогеохимическим свойствам и огромной
активной поверхности тонкодисперсной части почва превращается в
«депо» токсических соединений и одновременно становится одним из
важнейших биогеохимических барьеров для большинства соединений (ТМ,
излишки минеральных удобрений, пестициды, нефтепродукты и т.д.) на
пути их перехода из атмосферы города в грунтовые воды и речную сеть.
Но в некоторых случаях почва сама становится источником загрязнения.
237

10. Городские почвы
Таблица 10.6
Возможная трансформация и деградация экологических функций
городских почв
1 Природная почва
Городская почва ||
Почва - вода \\
1. Переводит
поверхностные стоковые воды в
грунтовые и очищает их.
2. Создает защитный
сорбционный барьер от
загрязнения речных вод
и водоемов.
3. Изменяет химический
состав воды.
1. Вода минует почву по асфальту или по
уплотненной поверхности почвы, непосредственно
попадая в речную сеть.
2. Вода загрязняется, проходя через почву.
3. Сильно загрязненная почва не служит барьером
от дальнейшего загрязнения (заполнена сорбци-
онная емкость).
4. Происходит дополнительный приток воды из
водопроводной сети (подтопление, заболачивание
почвы). II
Почва-грунт \\
1. Является
биогеохимическим барьером при
вертикальной миграции
химических веществ.
2. Осуществляет
биогеохимическое
преобразование небольших
поступлений инородных
материалов.
1. В результате избыточного загрязнения почва
перестает быть биогеохимическим барьером.
2. Геохимическая связь (почва - грунт) может
отсутствовать (почва на коммуникационной сети).
3. Грунт может быть источником биологического
и химического загрязнения.
4. Может быть малоэффективна как защитный
барьер (насыпные пески с малоплодородным
маломощным слоем). ||
Почва - воздух ||
1. Является
газопоглотительным барьером для
антропогенных газовых
примесей, в том числе от
автотранспорта, ТЭЦ,
заводов.
2. Регулирует газовый
состав атмосферы и ее
очищение (выделяет и
поглощает газы).
1. Поглощает газовые примеси, в т. ч. от авто- |
транспорта, заводов, ТЭЦ.
2. Служит источником пылевых взвесей,
загрязненных ТМ.
3. При уплотнении почвы газообмен с атмосферой
затруднен.
4. Под асфальтом или плотной коркой почвы
образуется эффект парника.
5. Возможен дополнительный приток газов из
коммуникаций. |
Почва - быота \\
|| 1. Представляет собой
среду обитания макро-,
мезо- и микробиоты.
2. Служит основой
биопродуктивности.
3. Является санитарным
барьером.
1. Обедняется среда обитания и происходит
ослабление состава, структуры, функций биоты.
2. Падает биопродуктивность.
3. Появляются интродуцированные виды.
4. Появляются патогенные микроорганизмы.
5. Ослабляются санитарные функции почвы.
6. Изменяется соотношение анаэробных и аэроб-
| ных микроорганизмов. |
238

10.5. Экологические функции городских почв
Широко распространенное в крупных городах подтопление
приводит к формированию оползней и оплывин на склонах, нарушению орга-
нопрофиля почвы и проявлению процессов оглеения. Подтопление
изменяет химический состав подземных вод, прочностные показатели
грунтов, способствует распространению загрязнителей из почв и грунтов в
грунтовые воды. В городах России подтопление стало особенно
развиваться с 1950-х годов. Ныне подтоплению подвержены почти 90%
российских городов, в том числе Архангельск (100% площади), Астрахань,
Санкт-Петербург и Тула (80%), Москва (до 75% площади).
Городские территории подвержены также иссушению вследствие
особенностей теплового баланса каменных поверхностей и
неблагоприятных гидрогеологических условий (карст, карьеры, выработки,
строительство шоссейных дорог и коммуникаций), что ведет к нарушению
естественных поверхностных и внутрипочвенных водных потоков.
Иссушение почвы вокруг домов ведет к деградации
растительности, разрушению дернины и снижению общей продуктивности. При этом
увеличивается площадь открытых незадернованных и неозелененных
поверхностей, подверженных ветровой эрозии. Иссушение земель,
обогащенных токсичными пылеватыми почвенными частицами, усиливает
ветровую эрозию, что приводит к неблагополучным экологическим
ситуациям.
В крупных городах и промышленных центрах до 70-90%
поверхности почвы запечатано асфальтобетоном или жилыми и промышленными
постройками, вследствие чего большая доля загрязненных осадков
минует почвенное тело и непосредственно уходит через канализацию в
водоемы и речную сеть.
Асфальтобетонное покрытие защищает почву от основной массы
загрязнителей и препятствует проникновению в нее дождевых осадков,
изменяет водно-воздушный режим. Жизнедеятельность
микроорганизмов свидетельствует о газообмене воздуха почвы с воздухом атмосферы.
Одним из негативных последствий является эффект теплицы,
создающийся в результате запечатывания почвы. Без естественной аэрации
происходит переувлажнение почвы, что способствует повышению влажности
в подвалах и разрушению фундаментов. В результате страдает здоровье
жителей нижних этажей: наблюдается повышенная влажность
помещения, развитие патогенной и грибковой микрофлоры.
Озелененные участки в городе достаточно неустойчивы к
антропогенным нагрузкам, основными из которых является переуплотнение
почвы в результате вытаптывания. Наиболее подвержены вытаптыванию
скверы и бульвары в густонаселенных районах.
239

10. Городские почвы
Экологически неорганизованные, неозелененные городские
территории являются дополнительным источником твердого вещества,
поступившего в атмосферу, усиливая запыленность воздуха городов
токсичными веществами.
При максимальном химическом загрязнении почва теряет
способность к продуктивности и биологическому самоочищению, происходит
потеря экологических функций и деградация урбосистемы. Изменяется
состав, структура и численность микрофлоры и мезофауны.
Выполняя санитарные и рекреационные функции, почва
определяет условия жизни человека в городе. Санитарно-гигиенические
функции почвы очень важны для города, поскольку почва является
хорошим антисептиком, способствуя уничтожению патогенных
микроорганизмов и разлагая органические остатки и
продукты обмена живых организмов.
Одно из основных требований к почвам з городах - обеспечение
оптимальных условий произрастания зеленых растений. При
достаточной обеспеченности городских почв основными питательными
элементами, лимитирующим фактором почвенного плодородия и
существования растений следует считать высокие значениярН (> 7,0),
переуплотненение и загрязнение ТМ, углеводородами и другими
токсичными веществами.
10.6. Неблагоприятные экологические процессы
и их влияние на почвенный покров городов
Значительная часть территории городов находится в зоне действия
негативных процессов, влияющих на экологическое состояние
почвенного покрова и функции почв. Ниже приведены основные негативные
процессы, отрицательно воздействующие на экологическое и
санитарно-гигиеническое состояние городских земель.
Все нижеперечисленные негативные экологические процессы
взаимосвязаны, но на каждой категории городских земель выделяется
главный, преобладающий негативный процесс. Определение негативных
экологических процессов, действующих на каждом отдельном участке
городской территории, помогает наметить пути рекультивации городских
почв и предотвратить деградацию их экологических функций.
240

10.6. Неблагоприятные экологические процессы в городе
Механические (градостроительные) неблагоприятные процессы
1. Увеличение запечатанности территории и снижение озелененно-
сти.
2. Засыпка и срезание естественных почв и грунтов.
3. Захламление поверхности почвы.
Физические неблагоприятные процессы
1. Эрозия: водная (линейная и овражная); ветровая (дефляция и
аккумуляция).
2. Нарушение водного баланса:
а) подтопление,
б) иссушение.
3. Переуплотнение корнеобитаемого слоя.
4. Нарушение теплового режима почв:
а) подогрев, тепловое загрязнение,
б) промерзание.
Биологические неблагоприятные процессы
1. Истощение и нарушение органопрофиля.
2. Сокращение разнообразия почвенных организмов, изменение
состава, численности и структуры микрофлоры, заражение
патогенными микроорганизмами.
Химические неблагоприятные процессы
1. Внедрение загрязняющих веществ в урбоэкосистему
(внутригородские штатные и аварийные выбросы и глобальные массопере-
носы).
2. Нарушения кислотно-щелочного баланса почв.
Кроме вышеперечисленных, в городе действуют и другие
негативные процессы, но они мало изучены. Так, например, существуют биогео-
химически опасные явления, обусловленные техногенными полями
индустриальных городов -тепловыми, электромагнитными, химическими.
«Электромагнитный смог» прямо воздействует на здоровье и на
наследственный аппарат человека. Блуждающие токи, нагрев, увлажнение и
засоление почвы и грунта резко ускоряют течение химических и
биохимических реакций в почве, подвижность железа и алюминия.
В техногенных геохимических полях, возникающих в
поверхностных слоях субстрата, в том числе в почвенном профиле, ускоряются
вредоносные для человека мутации микроорганизмов. По оценке
Всемирной организации здравоохранения, за последние 30 лет таким путем
возникло около 20 новых вирусных инфекций. Влияние этих полей на
процессы и свойства почв мало изучены.
16 — 3193
241

10. Городские почвы
♦ ♦ ♦
Воздействие негативных экологических процессов, происходящих
в почвенной толще города, сказывается и на окружающих почвенно-гео-
химических ландшафтах.
Городские ландшафты подвергаются одновременному воздействию
нескольких негативных процессов, что часто приводит к усилению
последствий этих процессов в результате их взаимодействия (явление
синергизма). Кроме собственно почвенных процессов состояние земель
может ухудшаться вследствие негативных процессов в воздушной,
водной и геологической средах.
Антропогенные нарушения почвенного покрова приводят к
серьезным изменениям, вплоть до деградации всего природного комплекса, что
в конечном итоге создает угрозу здоровью и жизни человека в городе.
ЮЛ* Формирование и эволюция городских почв
Скорость и свойства почвенно-геохимических процессов,
происходящих в городских ландшафтах, отличаются от таковых в естественных
условиях. В природных ландшафтах процессы протекают медленно,
поэтому почва успевает к ним приспособиться и перестроиться.
Городские системы, в отличие от природных, подвергаются
катастрофическим воздействиям с высокой степенью интенсивности, что
часто приводит к гибели самой системы и образованию новой, а
соответственно^ формированию нового почвенного покрова.
Основной формой существования городских почв являются по-
I стоянные нарушения, перемешивания, срезания, омоложение
почвенного профиля и привнесение в него инородного материала.
Формирование городских почв во времени может происходить как:
• изменение унаследованных почв - преобладает естественная
эволюция в почвах городских лесов и лесопарков с
дополнительными признаками урбопедогенеза («почва по почве»);
• образование почв на органо-минеральных перемешанных,
насыпных или намывных грунтах в районах новостроек и в средней
части города («почва на грунте») - от ноль-момента до
настоящего времени;
• развитие почв на датированных поверхностях древней части
города.
242

10.7. Формирование и эволюция городских почв
Все вышеперечисленные модели эволюции осложняются
процессами химического и физического загрязнения, подщелачивания, окарбо-
начивания, засоления и т.д.
Эволюция и трансформация городских почв обусловлены:
• хозяйственными и функциональными особенностями
использования разных частей города (жилая зона, промышленная зона, при-
родно-рекреационная зона и т.д.);
• субстратом (физико-механические, химические и
минералогические особенности культурного слоя, срезанных, насыпных,
перемешанных и намывных природных грунтов и техногенных
грунтов, остатки естественных почв);
• возрастом почвенного покрова, который имеет широкий спектр в
разных частях города: от древних центров с бывшими
монастырскими землями, посадами и усадьбами с многометровым
культурным слоем и серией погребенных древних естественных и
городских почв (возраст n x 100-1000 лет) до современных
микрорайонов, создающихся на местах недавно бывших пахотных
или лесных земель, а иногда на полях орошения или на свалках
(возраст п х 1-10 лет).
Создание современного городского ландшафта и соответственно
почвенного покрова при глубоком преобразовании грунтов проходит в
несколько этапов, сопровождаемых определенными инженерными
решениями с последующей рекультивацией:
1. Техногенный этап. При современной технологии строительства
жилых микрорайонов полностью уничтожается почвенно-растительный
покров, нарушается почвенно-грунтовая толща до глубины 3-6 м,
обнажается грунт.
2. Этап технической рекультивации. После строительства зданий
оставшиеся неровности неорельефа, выемки вместе со строительным
мусором разнообразного состава и химизма засыпаются, намываются
и выравниваются привозными или местными грунтами.
3. После столь кардинального изменения ландшафта начинается
физическая и структурная стабилизация с уплотнением и усадкой грунтов,
формирование гидрогеологического режима.. После этого развитие
может идти двумя путями - или поселяется первичная растительность
и формируются эмбриоземы, или, что чаще, проводится этап
биологической рекультивации, при котором на грунт наносится
плодородный слой почвы или торфо-компостной смеси.
16*
243

10. Городские почвы
Таким образом, в городах антропогенный фактор
почвообразования преобладает над естественными, что вызывает формирование
специфических типов почв и почвоподобных тел. Городские почвы
созданы постоянно протекающими процессами перемешивания, на-
сыпания, погребения и (или) загрязнения почв и грунтов урбаноген-
ным материалом.
Темы рефератов:
1. Концепция городского почвообразования.
2. Специфические особенности городских почв.
3. Специфичность факторов формирования городских почв.
4. Разнообразие почв и почвоподобных тел в городских
экосистемах.
5. Место городских почв в отечественных и зарубежных
классификациях.
6. Влияние негативных экологических процессов города на
свойства почв.
Контрольные вопросы:
1. Что такое городская почва и чем она отличается от естественноисто-
рических почв?
2. Источники, виды нарушений и изменения круговорота в экосистеме
города и их последствия.
3. Какие специфические факторы формируют городские почвы?
4. Какие специфические свойства характерны для городских почв
(морфологические, химические и биологические)?
5. Экологические функции почв в городе.
6. Экологическая роль почвы в городе.
7. Негативные экологические процессы, протекающие в городе, и их
влияние на почвенный покров.
Литература
Абралшшвили Г.Г. Каким должен быть газон. // Городское хозяйство
Москвы. №4. 1985.
Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Функции почв в биосфере и
экосистемах. - М.: Наука, 1990.
244

Етеревская Л.В. Почвообразование и рекультивация земель в
техногенных ландшафтах Украины. Автореф. дисс. докт. с.-х. наук., Харьков, 1989.
Зелмяницкий Л. Т., Полтавская И.А., Желдакова Г. Г. Подготовка
городских почво-грунтов для озеленения. М, 1962.
Игнатьева М.И. Растительность городских садов и парков. С-Пб., 1993.
КавтарадзеД.Н. и Игнатьева М.И Растительность урбанизированных
территорий как предмет классификации в связи с задачами охраны природы.
// Научн. докл. Высшей школы, Биол. науки. 1986, №12.
Касимов Н.С., Перельман А.И. Геохимические принципы эколого-гео-
графической систематики городов. В кн. «Экогеохимия городских
ландшафтов». М.: Изд-во МГУ, 1995, с. 20-36.
Классификация почв России. М., Почв. Ин-т им. В.В. Докучаева, 1997.
Обухов А.И, Лепнева ОМ. Биогеохимия тяжелых металлов в городской
среде. // Почвоведение, 1989, №5.
Обухов А.И, Плеханова И.О., Кутукова Ю.Д., Афонина Е.В. Тяжелые
металлы в почвах и растениях Москвы. В кн. «Экологические исследования
в Москве и Московской области». М., 1990, с. 148-162.
Роде А. А. Системы методов исследования в почвоведении. Новосибирск,
1971.
Строганова М.Н., Агаркова М.Г. Городские почвы: опыт изучения и
систематики (на примере юго-западной части г. Москвы). // Вестн. МГУ, сер.
17. 1992, №7, с. 16-24.
Строганова М.#., Мягкова А.Д., Прокофьева Т.В. Городские почвы:
генезис, классификация, функции. - Почва. Город. Экология. Под ред. Г.В
Добровольского. М. 1997, с. 15-85.
Строганова М.Н., Прокофьева Т.В. Почвы и почвенный покров
Москвы. В кн. «Природа Москвы». Под ред. Л.П. Рысина. 1998, с. 24-38.

ПРИЛОЖЕНИЕ
Антропогенные почвы в почвенных классификациях
разных стран1
Классификация почв России (1997)
Таксономические уровни для почв: ствол —> отдел —> тип —> подтип....
Для техногенных поверхностных образований: группы -> подгруппы.
Типодиагностические горизонты (с. 33-34)
Агрогенно-преобразованные горизонты
Эти горизонты сформировались в результате регулярного
распахивания и иных искусственных механических турбаций одного или
нескольких естественных горизонтов, внесения органических и минеральных
удобрений, мелиорантов и др. Отличаются от исходных естественных
аналогов организацией почвенной массы и рядом физических и
химических параметров.
РТ Агроторфяный. Темный, преимущественно темно-коричневый,
слабосвязный, гомогенизированный. Имеет в основном высокую (но не
более 45%) степень разложенности органического материала.
Содержание органического вещества >35% от массы горизонта. Имеет низкую вла-
гоемкость; подвержен сработке, скорость которой зависит от характера
использования. Образован из материала естественных торфяных горизонтов
в результате искусственного осушения и освоения соответствующих почв.
PAT Агроторфяно-минеральный. Темный, гомогенный, с примесью
минерального материала, связный, с элементами комковатой структуры.
Содержание органического вещества <35% от массы горизонта.
Образован из материала естественных торфяных или агроторфяных горизонтов в
результате земледельческого освоения соответствующих почв с
использованием приемов глинования, пескования, внесения минеральных удобре-
1 За основу взяты следующие источники:
1. Классификация почв России // Составители: Шишов Л.Л., Тонконогов В.Д., Лебедева И.И.,
М. Почв, ин-т РАСХН. 1997, переизд. 2000.
2. Почвенная номенклатура и корреляция (Составитель П.В. Красильников). Петрозаводск, 1999.
3. Почвенный справочник. Перевод с франц. И.В. Ковда. Смоленск, 2000.
4. Почвенная карта мира. Пересмотренная легенда. 1988. ФАО. Перевод Б.Г. Розанова. Рим, 1990.
246

Приложение
ний, известкования. Формирование горизонта также возможно за счет
постепенного припахивания нижележащих минеральных горизонтов.
PY Агросветлогумусовый. Светло-серый до серого, гомогенный.
Непрочно оструктурен, содержит элементы комковатой, порошистой (пы-
леватой), глыбистой структур в разных соотношениях. Обычной
составляющей частью горизонта является «плужная подошва», плотная,
слабоводопроницаемая, с горизонтальной делимостью, часто с Mn-Fe
стяжениями. Горизонт содержит до 3-3,5% гумуса, фульватного или гуматно-
фульватного состава. Реакция может быть как кислой, так и щелочной.
Возможно подразделение горизонта на слои по сложению и плотности.
Может формироваться из светлогумусового или стратифицированного
светлого горизонтов, а также образовываться в результате
перемешивания (с последующей гомогенизацией) различных органогенных
горизонтов с материалом подзолистого или элювиального горизонтов.
Возможно участие материала срединных горизонтов.
PU Агротемногумусовый. Темно-серый, гомогенный. Структура
грубая, жесткая, порошисто-комковато-глыбистая. Признаки копроген-
ности выражены слабо. Характерна «плужная подошва»,
переуплотненная и разбитая трещинами на угловатые отдельности. Горизонт
содержит более 3% гумуса, состав гумуса преимущественно гуматный.
Реакция от слабокислой до щелочной. Формируется преимущественно при
распахивании темногумусового горизонта, но может образовываться на
месте перегнойного, темного стратифицированного горизонтов, редко в
результате проградации светлогумсового горизонта.
РВ (PC) Постабразионный. В окраске преобладают бурые,
коричневато- или красновато-бурые и палевые тона, гомогенный,
бесструктурный или глыбистый. При увлажнении легко «заплывает» с последующим
образованием плотной поверхностной корки. Содержит менее 1,5%
гумуса. Сформирован за счет преобразования срединных горизонтов или
почвообразующей породы в абрадированных (эродированных, дефлиро-
ванных и др.) почвах.
X Химически-загрязненный. Любой горизонт (горизонты) в
пределах верхнего 30-сантиметрового слоя, содержащий любые
химические загрязнители в количестве, соответствующем чрезвычайно
опасному уровню по принятым нормативам.
Генетические признаки почв
Антропогенно-естественные признаки почв (с. 38-39)
tr - Отражает начальную стадию механического нарушения
верхней части профиля в результате первичной распашки или иных механи-
247

Приложение
ческих воздействий «а естественное залегание горизонтов. Состоит из
хорошо сохранившихся крупных фрагментов почвенных горизонтов, легко
различающихся по цвету, сложению и вещественному составу. Сходные
трансформации могут быть также следствием естественных причин
(ветровалы, зоотурбации и др.). Служит основанием для выделения
поверхностно турбированных подтипов в типах естественных почв.
о - Наличие перегнойного материала мажущейся консистенции,
распределенного в массе торфяного или гумусового горизонтов или
локализованного в виде маломощного (менее 10 см) подгоризонта на их
поверхности (в торфяном горизонте возможно у нижней границы). Служит
основанием для выделения перегнойно-торфяных подтипов в некоторых
типах торфяных и во всех типах агроторфяных почв и перегнойно-гуму-
совых подтипов в некоторых типах гумусово-глеевых почв.
с - Наличие в торфяной массе примеси минерального материала,
равномерно распределенного или в виде отдельных прослоек, при
общем содержании органического вещества более 35% от массы. Служит
основанием для выделения минерально-торфяного подтипа в некоторых
типах торфяных и во всех типах агроторфяных почв.
г - Наличие на поверхности почвы наноса природного
минерального материала с низким (менее 1%) содержанием гумуса мощностью
менее 40 см. Служит основанием для выделения подтипов
стратифицированных почв.
rh - Наличие на поверхности почвы наноса гумусированного
материала мощностью менее 40 см. Служит основанием для выделения
подтипов гумусово-стратифицированных почв.
Антропогенно-обусловленные признаки почв (с. 39)
hr - Наличие в массе поверхностного агрогенно-преобразованного
горизонта фрагментов одного или нескольких естественных горизонтов,
занимающих более 25% общей площади вертикального среза. Служит
основанием для выделения агрогетерогенных подтипов в типах агропочв.
d - Наличие в поверхностном агрогенно-преобразованном горизонте
блоково-глыбистой структуры и растрескивания (в сухом состоянии) при
высоких значениях плотности, когда объемная масса превышает
оптимальную. Служит основанием для выделения подтипа агрогенно-пере-
уплотненных почв.
ab - Наличие буроватых, коричневатых, палевых или светлых тонов
окраски поверхностного антропогенно-преобразованного горизонта,
интенсивность которых недостаточна для идентификации постабрадиро-
ванного горизонта. Содержание гумуса не менее 1,5%. Служит
основанием для выделения абрадированных подтипов почв.
248

Приложение
hi - Наличие ясной гумусовой прокраски, сплошной или в виде
языков, и агрикутан в подпахотном горизонте за счет поступающих из
пахотного горизонта гумусовых или гумусово-глинистых соединений.
Признак является результатом длительного окультуривания почв со
внесением высоких доз органических удобрений. Служит основанием для
выделения подтипов агропроградированных почв и подгрупп техногенных
поверхностных образований (ТПО).
гг - Наличие на поверхности почвы наноса искусственного
нетоксичного материала мощностью менее 40 см. Служит основанием для
выделения подтипов артистратифицированных почв.
rt - Наличие на поверхности почвы наноса токсичного материала
мощностью менее 10 см. Служит основанием для выделения подтипов
токсистратифицированных почв и подгрупп ТПО.
х - Наличие химических загрязнителей в любом горизонте
(горизонтах) в пределах верхнего 30-сантиметрового слоя в количестве,
превышающем кларковое, но не достигающем чрезвычайно опасного по
принятым нормативам уровня.
ра - Наличие под современным гумусовым горизонтом слоя с
остаточными признаками прошлой распашки - однородной окраски и
сложения, непрочной структуры в виде отдельностей неопределенной формы,
а также неестественно ровной нижней границы бывшего антропогенно-
преобразованного горизонта. Служит основанием для выделения постаг-
рогенных подтипов в типах естественных почв.
♦ ♦♦
Выделяется 4 отдела (второй таксономический уровень) почв, сильно
измененных деятельностью человека: Агроземы, Агроабраземы (ствол по-
стлитогенных почв), Агроземы аллювиальные (ствол синлитогенных почв)
и Торфоземы (ствол органогенных почв), а также отделы Хемодеграземов и
Акваземов (в любых стволах), диагностика которых слабо разработана.
Отдел: Агроземы (с. 155)
Отдел объединяет почвы, профиль которых состоит из агрогенно-
преобразованного гомогенного органогенного горизонта мощностью
более 25 см, сменяющегося резко (реже постепенно) любым естественным
срединным генетическим горизонтом или непосредственно почвообра-
зующей породой. Агрогенно-преобразованный горизонт является
производным одного или нескольких верхних горизонтов естественных почв
(преимущественно органогенных и элювиальных).
Агроземы выделяются в самостоятельный отдел благодаря
определенной, вновь сложившейся системе почвенных горизонтов, и являются
синонимом окультуренных, высокопродуктивных и т.д. почв. При этом
249

Приложение
типовые различия исходных естественных почв, принадлежащих к
одному отделу и трансформированных в агроземы, нивелируются в
результате агрогенной конвергенции.
Критерием разделения агроземов на типы являются особенности
агрогенно-преобразованного горизонта и характер подпахотной части
профиля, которая может быть представлена почвообразующей породой
или сохранившейся частью горизонта В, имеющего разную
генетическую природу.
Выделяется 13 типов Агроземов (светлые, темные, торфяные, аль-
фегумусовые, метаморфические, солонцовые темные и др.).
Отдел: Агроабраземы (с. 166-171)
Выделяется 8 типов агроабраземов (глеевые, альфегумусовые,
солонцовые и др.)
Отдел: Агроземы аллювиальные (с. 186-187)
Выделяется 5 типов агроземов аллювиальных (агроторфяно-глее-
вые, агрогумусово-глеевые, агрослитые и др.).
Отдел: Агроторфяные (торфоземы) (с. 192-194)
Выделяется 3 типа (олиготрофные, эутрофные, минеральные).
Техногенные поверхностные образования (с. 202-205)
Техногенные поверхностные образования (ТПО) -
целенаправленно сконструированные почвоподобные тела, а также остаточные
продукты хозяйственной деятельности, состоящие из природного и/или
специфического новообразованного субстрата.
В основе систематики ТПО лежит характер вещественного состава
субстратов, слагающих эти образования: морфологическое строение
вскрытой или насыпной толщи (в последней часто наблюдается система
слоев), природное или искусственное происхождение, а также (в ряде
случаев) химический состав материала, из которого состоит ТПО.
Группы техногенных поверхностных образований
Квазиземы
Натурфабрикаты
Подг
Реплантоземы
Урбиквазиземы
Абралиты
Литостраты
Органостраты
Органолитост-
раты
Артифабрикаты | Токсифабрикаты
руппы I
Артииндустраты
Артиурбистраты
Артифимост-
раты
Токсиндустраты
Токсифимостраты
Токсиабралиты
Токсилитостраты
Токсиурбистраты J
250

Приложение
Квазиземы. Представляют собой гумусированные, внешне сходные
с почвами, т.е. почвоподобные образования. Состоят из одного или
нескольких слоев гумусированного или иного плодородного
органогенного материала, которые могут подстилаться негумусированным,
преимущественно минеральным материалом, или чередоваться с ним.
В пределах группы различаются реплантоземы (термин И.А. Кру-
пеникова и Б.П. Подымова) иурбиквазиземы. Реплантоземы представляют
собой целенаправленно созданные образования (земли,
рекультивированные главным образом под сельскохозяйственное использование),
которые характеризуются залеганием гумусированного слоя на
предварительно подготовленной (обычно спланированной) поверхности нарушенных
грунтов, в том числе насыпных.
Урбиквазиземы отличаются от реплантоземов в основном
характером толщи, подстилающей гумусированный слой и состоящей из смеси
минерального материала и специфических антропогенных включений в
виде остатков строительных материалов, коммуникаций, дорожных
покрытий и пр. Характерны главным образом для районов городских
промышленных и селитебных новостроек.
Дальнейшее разделение реплантоземов и урбиквазиземов может
проводиться по качественному составу и степени гомогенности
(гетерогенности) органогенных слоев, наличию и количеству слоев, а также
литологии минерального материала, по проявлению естественного
почвообразования и др.
Натурфабрикаты. Представляют собой поверхностные
образования, лишенные гумусированного слоя и состоящие из природного
минерального, органического и органо-минерального материала. Среди на-
турфабрикатов различаются следующие подгруппы:
Абралиты. Представляют собой вскрытый минеральный материал
днищ и бортов карьеров и других горных выработок.
Литостраты. Насыпные минеральные грунты отвалов вскрышных
и вмещающих пород горнодобывающих и строительных предприятий,
грунтовые насыпи и выровненные грунтовые площадки, создающиеся
при разработке и обустройстве месторождений полезных ископаемых,
строительстве поселков и пр.
Органостраты. Насыпной, складированный торф или иной
природный органический материал.
Органолитостраты. Смешанный несортированный органоминераль-
ный материал. Обычно это предварительно срезанный и складированный
для последующей рекультивации гумусированньй мелкоземистый
материал черноземов и других высоко- и глубокогумусированных почв.
251

Приложение
Дальнейшее подразделение подгрупп натурфабрикатов может
проводиться по характеру исходного природного материала: рыхлые породы
различного гранулометрического состава, щебнистые и скальные породы;
по составу органогенного материала; по карбонатности, засолению; по
проявлению первичных - естественных процессов почвообразования. Кроме
того, насыпные материалы могут быть однослойными и многослойными,
различаться по гомогенности (гетерогенности) верхнего слоя и пр.
Артифабрикаты. Состоят из искусственных, не встречающихся в
природе материалов промышленного и урбаногенного происхождения,
залегающих на почве или (чаще всего) на специально подготовленных
площадках с полностью или частично нарушенными почвами.
Подгруппы артифабрикатов, как и натурфабрикатов, различаются по составу
слагающего их материала:
Лртииндустраты. Представляют собой нетоксичный материал отвалов
промышленной переработки естественных материалов: шлаки, зола и пр.
Артиурбистраты. Образованы бытовыми отходами городских свалок.
Артифимостраты. Состоят из жидких, полужидких и твердых
органических материалов городских фекальных стоков («поля орошения»),
навозно-жижевых стоков животноводческих ферм, отходов
деревообрабатывающей промышленности и пр.
Токсифабрикаты. Состоят из токсичных химически активных
материалов, на которых без специальных дезактивационных мероприятий
долгое время невозможно выращивание сельскохозяйственных и лесных
культур, а также возобновление естественной растительности. Это материалы
шламо- и хвостохранилищ токсичных отходов некоторых промышленных
предприятий, отвалов вскрышных пород медно-колчеданных и некоторых
других месторождений, вязкие нефтепродукты, ядовитые городские
отходы, незакрытые отвалы ядохимикатов и минеральных удобрений и пр.
В пределах группы токсифабрикатов выделяются практически те же
подгруппы, что в натур- и артифабрикатах. Они отличаются от своих
аналогов токсичностью слагающего материала. При их обозначении
добавляется словообразовательный элемент «токси»: токсииндустраты, токси-
урбистраты, токсифшюстраты, токсилитостраты, токсиабралиты.
Легенда ФАО, вариант 1988 г.
(Legend to the Soil map of the World, FAO\UNESCO, 1988)
Таксономические уровни: группы почв —> подгруппы почв.
АНТРОСОЛИ (AT)
Почвы, в которых деятельность человека сказалась в глубокой
модификации или погребении исходных почвенных горизонтов путем уда-
252

Приложение
ления или нарушения поверхностных горизонтов, выемок грунта или их
заполнения, регулярного внесения органических материалов,
длительного орошения и т.п.
Ариковые Антросоли, Aric Anthrosols (ATa) - Антросоли,
обнаруживающие остатки диагностических горизонтов, нарушенных
глубокой вспашкой.
Кум уликовые Антросоли, Cumulic Anthrosols (ATc) - Антросоли,
обнаруживающие аккумуляцию наносов мощностью более 50 см,
механический состав которых не легче, чем супесчаный, в результате
длительного орошения либо при поднятии поверхности почвы (более
высоком ее залегании по сравнению с соседними участками).
Фимиковые Антросоли, Fimic Anthrosols (ATf) - Антросоли,
имеющие фимиковый (унавоженный) горизонт А.
Урбиковые Антросоли, Urbic Anthrosols (ATu) - Антросоли, в
которых мощность насыпного субстрата - вскрышных пород, свалок,
засыпки от строительства и т.п. превышает 50 см.
Международная реферативная база почвенных ресурсов
(World Reference Base for Soil Resources - WRB, 1998)1
Таксономические уровни: реферативная почвенные группа ->
подгруппа —» третий уровень.
В классификации выделяется отдельная реферативная почвенная
группа Антросоли (Anthrosols), включающая в себя почвы, созданные
человеком. Антропогенные воздействия учитываются еще и в
реферативной группе Регосоли (Regosols), куда входят как естественные
почвы, так и почвы, измененные человеком. На уровне подгрупп
используются квалификаторы, определяемые присутствием антропопедогенных
диагностических горизонтов или материалов, т.е. субстратов, созданных
в результате антропогенной деятельности.
Антропопедогенные горизонты:
Террик (Terric) - образуется в результате длительного внесения
рыхлого мелкоземистого минерального материала и компоста.
Неоднородный, насыщен основаниями более чем на 50%.
Иррагрик (Irragric) - светлый, однородно структурированный
горизонт образуется в результате длительного орошения мутными водами.
1 Полный текст WRB можно обнаружить на странице Интернета по адресу: http://www.fao.org/
waicent/faoinfo/agricult/agl/agls/wrb/
253

Приложение
Плаггик (Plaggic) - песчано- или супесчано-грубоорганический
горизонт, с повышенным содержанием фосфора, ненасыщенный.
Хортик (Hortic) - темного цвета, насыщенность основаниями
более 50%, с очень высоким содержанием фосфора. Результат
окультуривания почвы до большой глубины внесения органических и минеральных
удобрений.
Антраквик (Antraquic) - затопляемый горизонт с плужной
подошвой. Образуется при выращивании риса.
Гидрагрик (Hydragric) - не поверхностный горизонт мощностью
более 10 см, подстилает антраквиковый горизонт, появляется в условиях
избыточного увлажнения, содержит железо-марганцевые новообразования.
Антропогеоморфные почвенные материалы:
Арик (Aric) - минеральный почвенный материал, одно- или
многослойный, между 25-100 см от поверхности, с 3% или более (по объему)
фрагментов почвенных диагностических горизонтов, которые не
выделяются как таковые;
Гарбик (Garbic) - материал бытовых и коммунальных отходов,
преимущественно органический;
Редуктик (Reductic) - материал свалок, продуцирующий в
анаэробных условиях эмиссию газов (например, метана, диоксида углерода);
Сполик (Spolic) - рыхлый материал - результат индустриальной
деятельности человека (шлаки, отходы горнодобывающего производства,
дорожные конструкции и пр.);
Урбик (Urbic) - рыхлый материал, содержащий твердые
строительные отходы и артефакты (культурный мусор > 35% от объема).
Таксономия почв (1998) - США
Soil Taxonomy (1998)1
Таксономические уровни: порядок —» подпорядок —> большая группа —>
-> подгруппа.
Для антропогенно-измененных почв предусмотрены следующие
диагностические горизонты:
Антропик (anthropic) - темный горизонт, похожий на природный
горизонт «моллик», но отличающийся от него повышенным содержани-
1 Полный текст последней версии находится на странице Интернета по адресу: http://
www.statlab.iastate.edu/soils/Keytax/RevKeysSoilTax2_99.pdf, также американская версия
доступна в Интернете на сайте http:// www.soils.org
254

Приложение
ем кислоторастворимого фосфора, либо темной окраской, не
соответствующей засушливым условиям, в которых он находится. В первом случае
горизонт может рассматриваться как культурный слой, во втором
является результатом орошения.
Плагген (plaggen) - горизонт мощностью более 50 см,
сформированный длительным внесением навоза, может содержать артефакты.
Встречается в Западной Европе и отсутствует в США.
Горизонты антропик и плагген используются на уровне подпоряд-
ков и больших почвенных групп в порядке Инсептисолей, на уровне
больших почвенных групп в порядке Аридисолей и на уровне подгрупп в
порядках Энтисолей, Сподосолей и Ультисолей.
Агрик (agric) - иллювиальный горизонт почв, используемых в
земледелии в течение длительного времени. Характерно наличие иллювии-
рованного ила, гумуса и пылеватых частиц, иногда в виде слоистых
кутан. В США не обнаружено почв с подобным горизонтом.
Сульфурик (sulfuric) - горизонт мощностью более 15 см,
минеральный или органический, сильнокислый: рН ниже 3,5 за счет серной
кислоты. О присутствии последней свидетельствуют новообразования яро-
зита. Горизонт присутствует как в естественных почвах (кислых
сульфатных маршевых), так и в антропогенных, где он образуется в связи с
осушением сульфидсодержащих почв, а также окислением сульфидов при
горных разработках, строительстве дорог, прочистке русел.
Используется на уровне больших почвенных групп в порядке Гистосолей и на
уровне подгрупп в Инсептисолях.
Условия антраквик (anthraquic) - вариант условий (водного
режима) аквик, т.е. избыточного увлажнения, связанного с
искусственным регулируемым затоплением продолжительностью не менее 3
месяцев, например, при выращивании риса и на клюквенных болотах.
Используется для выделения подгрупп в больших почвенных группах в
порядках Альфисолей, Андисолей, Энтисолей, Инсептисолей, Молли-
солей, Ультисолей.
Фрагменты диагностических горизонтов (fragments of diagnostic
horizons) служат основанием для выделения подпорядка Арентов
(порядок Энтисолей) - почв, в которых в слое 25-100 см содержится не менее
3% по объему беспорядочно расположенных фрагментов любых
диагностических горизонтов. Аренты образуются при нарушениях почвенного
покрова, связанных с горнодобывающей промышленностью; их
дальнейшее разделение (на уровне больших почвенных групп) основывается на
климатических характеристиках.
255

Приложение
Переуплотненные материалы (densic materials) не имеют
признаков диагностических горизонтов и могут иметь как естественную
природу, так и антропогенную (например, плужная подошва). Используется на
уровнях ниже больших почвенных групп в любых классах «Таксономии
Почв».
♦ ♦ ♦
В 1989 г. D.S. Fanning и М.С.В. Fanning предложили для
дополнительной характеристики подпорядка Ортентов (Энтисоли) выделение
новых горизонтов, отражающих характер нарушенности:
гарбик (garbic) - органогенный горизонт, состоящий из гниющего
мусора, и(или) имеющий высокое содержание метана в пределах 1-2 м
от поверхности;
скальпик (scalpic) - горизонт относительно невыветрелого грунта
на поверхности;
урбик (urbic) - горизонт состоит из неорганических
промышленных, производственных отходов;
сполик (spolic) - горизонт без производственных включений, но
произведенный человеческим трудом.
Также ими предложено ввести порядок Потисоли - потенциальные
почвы, которые могут служить основой для произрастания растений после
рекультивации.
Австралия (Isbell, 1996)1
Таксономические уровни: порядок -> подпорядок —> большая группа —»
-> подгруппа.
Порядок почв: Anthroposols/Антропосоли
Под порядки:
1. Cumulic Anthroposols - Кумуликовые Антропосоли.
2. Dredgic Anthroposols - Намывные Антропосоли.
3. Garbic Anthroposols - Гарбиковые Антропосоли.
4. Hortic Anthroposols - Хортиковые Антропосоли.
5. Scalpic Anthroposols - Срезанные Антропосоли.
6. Spolic Anthroposols - Споликовые Антропосоли.
7. Urbic Anthroposols - Урбиковые Антропосоли.
1 Полный текст новой австралийской классификации можно получить в электронном виде
через Интернет по адресу: http://www.cbr.clw.csiro.au/aclep.
256

Приложение
Великобритания
(Avery, 1973; Clayden, Hollis, 1984)1
Таксономические уровни: главная группа -> группа —> подгруппа.
Главная группа. Man-made soils. Почвы, созданные человеком
Выделяются группы почв:
Man-made humus soils. Гумусовые почвы, созданные человеком -
группа гумусированных (темный горизонт не менее 40 см) супесчаных
почв, суглинистых почв (суглинистые верхние 80 см).
Disturbed soils. Нарушенные почвы - группа разрушенных почв
(перемешанный слой более 40 см глубиной), почвы территорий
открытых угольных, железорудных и фосфоритных месторождений.
Главная группа Terrestrial raw soils. Наземные грубые почвы
Выделяются группы почв, в том числе:
Man-made raw soils. Грубые почвы, созданные человеком.
Германия (Кубиена, 1953; Рид, 1984)
Таксономические уровни: Отдел —> класс -» тип.
1* Отдел Наземные почвы
Класс почв Terrestrische antropogene Boden
Наземные антропогенные почвы
В пределах класса выделяются следующие типы почв:
Plaggenesch - почва Плагген.
Erdesh - Земляная (насыпная) почва.
Hortisol - Хортисоль.
Rigosol - Ригосоль.
2* Отдел Болотные почвы
Класс почв Antropogenen Moore - Антропогенные болотные почвы
Далее не подразделяется.
1 Полный текст классификации почв Соединенного Королевства содержится на странице
Интернета по адресу: http://www.bsss.bangor.ac.uk/soils.htm.
17 — 3193
257

Приложение
Классификация Arbeitskreis Stadtboden (A*S*)> 1989
Рабочая группа Немецкого общества почвоведов опубликовала
Arbeitskreis Stadtboden (A.S., 1989), где ввела в классификацию
таксономическую единицу - Урбиковые Антросоли. Сюда включаются
субстраты, образуемые человеческой деятельностью. Авторы считают, что
согласно природным процессам почвенного генезиса, они могут развиваться
Класс: Урбиковые Антросоли
(A.S., 1989; Scharps, 1989; цит. по Burghardt, 1994)
1. Мектосоли
(смешанные
субстраты)
2. Депосоли
(отложенный
материал > 40 см)
3. Редуктосоли
(восстановлены
метаном)
4. Денусоли
(снятый слой > 40 см)
5. Интрусоли
(почвы, пропитанные
масляно-бензиновыми
жидкостями, газами)
II6. Литосоли
(мощеные, почвы
[под асфальтом)
а. Без внесения
материала
б. Со внесением
органики (Ah>40 см)
а. Аллосоли
(природный субстрат)
б. Фиросоли
(смесь природного
и технологического
субстрата)
в. Техносоли
(технологический
субстрат)
Трепосоли
(глубоко перекопанные)
Ригосоли
(смешано более 30 см)
Хортисоли II
(почвы садов)
Некросоли
(почвы церковных
дворов, кладбищ)
Аллосирозем |
Аллорегосоль
Аллорендзина*
Фиросирозем
Фирорегосоль
Фирорендзина
Техносирозем
Технорегосоль
Технорендзина* ||
Дальнейшее разделение отсутствует
Дальнейшее разделение отсутствует
Дальнейшее разделение отсутствует
Дальнейшее разделение отсутствует
Примечание: * - Далее классифицируются как почвы природного генезиса
258

Приложение
(следуя немецкой терминологии) в необработанные почвы, такие, как
сироземы; путем гумусовой аккумуляции могут переходить регосоли, ран-
керы, рендзины и парарендзины. Более развитые почвы городских и
промышленных районов классифицируются по Классификациям природных
почв (Blume, 1989). В A.S. (1989) предлагается комбинировать
происхождение и стадии развития городских и индустриальных почв.
Данная классификация Урбиковых Антросолей включает в себя
субстраты, образуемые в результате человеческой деятельности, такие,
как срезание - скальпирование, перемешивание грунтов, пропитывание
грунта жидкостями и газами. В ней выделяются две большие важные
группы почв - Мектосоли и Депосоли. Они различаются по происхождению
материала: перемешанного или насыпанного вновь. В первой группе при
перемешивании и обработке городских садовых почв возникают Хорти-
соли; на прицерковных дворах и кладбищах в результате выкапывания и
засыпания могил формируются Некросоли.
Депосоли создаются путем насыпания не менее 40 см грунта на
природный субстрат. Депосоли на природном естественном грунте
формируют группу Аллосоли, на технологическом - Техносоли, на смешанном -
Фиросоли. По немецкой концепции они могут быть сходны с такими
природными почвам, как регосоли, ранкеры, рендзины и парарендзины.
Почвы с сильно восстановительным режимом, формирующиеся на
бытовых свалках с органическими отходами, называются Редуктосоли.
В этой классификации придается большое значение терминам Дену-
соли (почвы со срезанной верхушкой) и Интрусоли (почвы пропитанные
масляно-бензиновыми жидкостями и газами около АЗС и автомобильных
стоянок). Почвы частично запечатанные и почвы с высоким содержанием
камней в поверхностных горизонтах объединяются в группу - Литосолей.
Почвы городских и промышленных районов с признаками естественных
почв классифицируются по разделам природных почв (Blume, 1989).
Китай
Chinese soil taxonomic classification (First proposal), 1994
Таксономические уровни: порядок —> подпорядок —> группа -> подгруппа.
Порядок почв: Anthrosols* Антросоли
1* Подпорядок почв: Dryagric anthrosols. Богарные (сухие
земледельческие) антросоли
В пределах подпорядка выделяются следующие группы:
Cumulated soils - Аккумулятивные почвы.
17*
259

П риложение
Irrigation-warping soils - Ирригационно-намытые почвы.
Lou soils - Почвы «Ноу».
Mellow soils - «Дынные» почвы.
2, Подпорядок почв: Hydragric anthrosols.
Гидрагриковые антросоли
В пределах подпорядка выделяется одна группа:
Paddy soils - Рисовые почвы.
Порядок почв Primarosols» Примаросоли - слаборазвитые почвы
Подпорядок почв: Anthropic primarasols - Антропиковые примаросоли
В пределах подпорядка выделяется одна группа:
Disturbed soils - Нарушенные почвы.
Нидерланды (De Bakker, Schelling, 1966)
Таксономические уровни: порядок —» подпорядок —» группа ->
подгруппа.
Порядок почв Peat soils. Торфяные почвы
В порядке выделяются два подпорядка:
1. Подпорядок почв: Earthy peat soils - Землистые торфяные почвы
Подразделяется на три группы:
a. Clayey earthy peat soils - Глинистые землистые торфяные почвы.
В группе выделяется две подгруппы:
«Aar» peat soils - Торфяные почвы «аар»;
«Koop» peat soils - Торфяные почвы «кооп».
b. Podzolic earthy peat soils - Подзолистые землистые торфяные
почвы.
В группе выделяется одна подгруппа:
«Bouwte» peat soils - Торфяные почвы «боувтэ».
c. Clay-poor eathy peat soils - Землистые торфяные почвы, бедные
глиной
В группе выделяется две подгруппы:
«Во» peat soils - Торфяные почвы «бо»;
«Made» peat soils - Торфяные почвы «мадэ».
2. Подпорядок почв: Raw peat soils - Грубые торфяные почвы
Подразделяется на три группы, в том числе:
Initial raw peat soils - Слаборазвитые грубые торфяные почвы.
Ordinary raw peat soils - Обыкновенные грубые торфяные почвы,
подгруппа «Weide« peat soils - Торфяные почвы «вейде».
260

Приложение
Порядок почв. Earthy soils. Землистые почвы
Выделяется три подпорядка:
1, Мощные землистые почвы
2* Гидроземлистые почвы
3* Ксероземлистые почвы
Франция
Почвенная реферативная база Франции!
цит» по переводу «Почвенный справочник», 2000.
(Referentiel pedologique, AFES, 1998)
Таксономические уровни (не иерархические): общность эталонов ->
эталон —>тип.
Общность эталонов Антропосоли (с. 90-94)
Подразделяется на три эталона:
1. Антропосоли трансформированные.
Исходный природный почвенный профиль настолько
трансформирован интенсивной и(или) продолжительной человеческой
деятельностью, что более нераспознаваем или приобретает новую морфологию и
свойства, не позволяющие провести удовлетворительную привязку к
другим Эталонам. Следовательно, предлагается очень ограниченный образ,
и даже среди агрогенных почв немногие могут быть отнесены к Антро-
посолям. Чаще всего можно идентифицировать такую почву с каким-либо
Эталоном - не Антропосолью, и использовать один или несколько
подходящих Квалификаторов (см. ниже). Для переходных вариантов между
сильно трансформированными антропогенными почвами и природными
возможна двойная привязка.
2. Антропосоли искусственные.
Почвы полностью созданы человеческой деятельностью,
поскольку именно Человек перемещает и складирует непочвенные субстраты
(отвалы шахт или карьеров, бытовые и муниципальные отходы, шлаки,
строительный мусор, обломки и др.). Для отнесения к искусственным Антро-
посолям почвенный профиль в верхней части и до глубины не менее 50 см
должен быть сложен такими материалами. Нижележащие природные
горизонты в этом случае рассматриваются как «погребенные».
3. Антропосоли реконструированные.
Реконструированные Антропосоли обязаны своим существованием
деятельности человека в городской и пригородной среде, а именно,
перемещению масс почвенного материала для закладки садов, парков и «озе-
261

Приложение
ленения» - подготовки территорий для посадки декоративных растений
(ландшафтные «черноземы»).
Обычно для этих целей используются горизонты, перемешанные с
верхней частью подстилающих их горизонтов. Подобная смесь
получается путем срезания грунта при террасировании и дорожном
строительстве, при подготовке промплощадок или участков, предназначенных для
какого-либо несельскохозяйственного производства^ Некоторое время
смесь хранится в буртах. Для тех же целей иногда используется материал
пахотных горизонтов. Перемещенный минеральный субстрат в ряде
случаев перед укладкой смешивают с торфом.
Для идентификации реконструированных Антропосолей почвенный
профиль в своей верхней части и на глубину не менее 50 см должен
состоять из перемещенного грунта. Поскольку известно, что грунт имеет
почвенное происхождение, используется квалификатор «происходящий из...»
Примечание по поводу условий создания и использования
реконструированных Антропосолей:
- материал, слагающий реконструированные Антропосоли, претерпел
сильные изменения со времени выемки с одного участка и до укладки
на другой. Последовательность действий такова: срезание земли,
укладывание в бурты, хранение в течение некоторого времени,
транспортировка и, наконец, укладка в установленном месте. Каждая из этих
процедур может быть причиной определенной деградации
физических свойств грунта. Степень увлажненности грунта в момент
осуществления этих действий определяет морфологию и функционирование
будущих Антропосолей. Характерные величины влажности, такие, как
влажность в точке перехода грунта в пластичное и в жидкое
состояние, разграничивают области разных состояний грунта. Так, при его
укладке нарушение этих границ может вызвать необратимое
уплотнение, пагубное для распространения корней и развития растений;
- знание физических, механических и водно-физических характеристик
используемого почвенного материала позволяет предусмотреть
оптимальные условия при создании реконструированных Антропосолей;
- после укладки почвенного материала часто устанавливают
вертикальные перфорированные трубы для орошения на глубине и (или)
аэрации глубинных слоев. В некоторых случаях, если нижний слой
водонепроницаем, предусматривается искусственный дренаж.
Квалификаторы, имеющие отношение к «антропизации»
(деятельности человека):
садовый - интенсивное и давнее внесение удобрений (сады, огороды);
изрытый - почвенный профиль, испытавший выемки грунта;
262

Приложение
фимиковый (унавоженный) - поверхностный горизонт сильно гумусиро-
ван в результате многократного внесения навоза и навозной жижи.
Фимиковый горизонт1 L имеет большую мощность (более 30 см) и
обычно содержит во всей толще остатки кирпича или керамики. Он
характеризуется высоким содержанием элементов питания, особенно
Р205 (более 250 мг/кг в лимоннокислой вытяжке);
плаггиковый - почвенный профиль, сильно гумусированный и
сверхмощный в результате многократных напластований газонов или
«вересковой земли» (Plaggenboden);
ирригационный - многократное орошение мутными водами;
урбанизированный - находящийся в городской зоне и испытавший, по
крайней мере, одну из «антропо-педогенетических» модификаций,
характерных в этой среде;
обезглавленный - Антропосоли трансформированные, верхние
горизонты которых были изъяты при вмешательстве человека;
выровненный - поверхность почвенного профиля выровнена человеком;
перемешанный - естественная последовательность горизонтов
полностью нарушена деятельностью человека;
уплотненный - уплотнение от транспорта или при подготовке к
строительству;
загрязненный - заметно обогащенный ксенобиотиками
(микроэлементами, углеводородами, синтетическими органическими веществами и т.д.)
в результате целенаправленных или случайных действий человека;
экранированный - «экранирование» поверхности дорожным покрытием;
лептиковый - определяет искусственную или реконструированную Ант-
ропосоль, мощность которой над плотным природным слоем (горизонт
R) или искусственным слоем (бетон, камень, кирпич и др.) менее 50 см;
рудериковый - искусственная Антропосоль, состоящая из мусора
(остатки разрушенных домов, дорог и т.д.);
рисовых чеков - почвенный профиль рисовых чеков с полностью
измененным функционированием вследствие многовековой культуры риса,
в том числе, одно-двукратным ежегодным затоплением чеков;
террасированный - создание субгоризонтальных гряд вдоль склона,
разделенных вертикальными стенками или насыпями. Подобное
антропогенное изменение склона предпринимается для борьбы с эрозией и
для удобства обработки почвы. Почвенный профиль в той или иной
степени искусственно изменен.
1 L - пахотный горизонт.
263

Приложение
Все вышеперечисленные Квалификаторы могут также быть
использованы для почв, не испытавших сильных антррпогенных изменений и
не отнесенных к Антропосолям, например: !
- садовый, изрытый, нарушенный, орошаемый, выровненный,
уплотненный, загрязненный, урбанизированный и др.;
- также как и: окультуренный, поливной, вторично-насыщенный,
удобренный, дренированный, осушенный, мелиорированный, с песковани-
ем и др.
Далее выделяются типы. Например: Антропосоль искусственная
- рудериковая, урбанизированная, уплотненная; Антропосоль
трансформированная - урбанизированная, нарушенная, экранированная,
загрязненная и др.
Япония
(Unified Soil Classification system of Japan, 1986)
Таксономические уровни: главная группа -> группа -» подгруппа.
1. Главная группа почв (shiseki suiden-do). Illuvial paddy soils.
Иллювиальные рисовые почвы.
В пределах главной группы выделяются следующие группы:
hyohoku-ku shiseki suiden-do - bleached illuvial paddy Soils. Отбеленные
иллювиальные рисовые почвы.
tenkel-teki shiseki suiden-do - typic illuvial paddy soils. Типичные
иллювиальные рисовые почвы
2. Главная группа почв (tanshoku-ka suiden-do) - grayed paddy soils.
Сероватые рисовые почвы.
В пределах главной группы выделяются следующие группы:
Hyohoku-ku tunshoku-ku suiden-do - bleached grayed paddy soils.
Отбеленные сероватые рисовые почвы.
kaso-kassyoku tanshoku-ka suiden-do - sub-aeric grayed paddy soils. Глу-
бинно-буроземные сероватые рисовые почвы.
shitsusd tanshoku-ka sulden-do - aquic grayed paddy soils. Влажные
сероватые рисовые почвы.
tenkei-leki idnxhoku-kti suiden-do - typic grayed paddy soils. Типичные
сероватые рисовые почвы.

Оглавление
Предисловие 3
Глава 1. Общие представления о факторах
и процессах почвообразования с участием человека 8
1.1. Мир почв, измененных деятельностью человека:
индивидуальность почвенных тел и континуальность
почвообразования 8
1.2. Распространение антропогенно-измененных почв 15
1.2.1. Антропогенно-измененные почвы в земельном
фонде Мира 15
1.2.2. Антропогенно-измененные почвы в земельном
фонде России 18
1.3. Виды антропогенных воздействий 20
1.4. Естественное и антропогенное почвообразование 27
1.4.1. Педогенетические концепции 27
1.4.2. Скорость почвообразования при вмешательстве
человека 34
Глава 2. Принципы классификации антропогенно-измененных
и антропогенных почв 39
2.1. Антропогенно-измененные и антропогенные почвы в основных
отечественных и зарубежных классификациях 39
2.2. Принципы отображения антропогенных изменений в новой
«Классификации почв России» (1997) и их использование
в данном пособии 49
Глава 3. Антропогенно-измененные почвы под травянистыми
и лесными сообществами, используемые в сельском и лесном
хозяйстве 57
3.1. Почвы малоинтенсивного использования - под пастбищами,
сенокосами, лесами с подсадкой деревьев и выпасом 57
3.2. Почвы вырубок и лесных посадок 59
3.2.1. Таежно-лесная зона 60
3.2.2. Степная и полупустынная зоны. Влияние
полезащитных лесных полос на почвы 65
Глава 4. Агрогенные почвы (пахотные) 69
4.1. Общие черты, элементы систематики и распространение 69
4.2. Факторы почвообразования на пахотных землях 73
4.3. Свойства агрогенных почв и подходы к их классификации 77
4.3.1. Почвы гумидных территорий 77
4.3.2. Почвы территорий со сбалансированным увлажнением .... 84
4.3.3. Почвы субаридных и аридных территорий 88
265

Глава 5. Агрогенные аккумулятивные почвы
(сконструированные) 99
5.1. Древнеорошаемые почвы 100
5.2. Рисовые почвы 103
5.3. Почвы хейлуту 107
5.4. Почвы плагген НО
Глава 6. Техногенные почвы: общая характеристика 116
6.1. Масштабы и особенности техногенных воздействий 116
6.2. Группы техногенных почв и почвоподобных тел 121
Глава 7. Техногенные почвы в районах горных разработок 131
7.1. Факторы почвообразования 131
7.2. Почвы и почвенный покров в районах горных разработок 135
7.2.1. Молодые аккумулятивные почвы на рыхлых
техногенных породах 136
7.2.2. Искусственные почвоподобные образования
и почвы рекультивируемых земель 138
7.2.3. Химически-преобразованные почвы в районах
добычи сернистых углей 141
7.2.3.1. Общие факторы трансформации почв 142
7.2.3.2. Трансформация дерново-подзолистых почв 145
7.2.3.3. Трансформация выщелоченных черноземов 146
7.3. Рекультивация нарушенных земель 149
Глава 8. Почвы в районах добычи и транспортировки нефти 154
8.1. Основные источники загрязнения и свойства загрязнителей 154
8.2. Почвы, нарушенные механическими воздействиями 159
8.3. Трансформация почв под воздействием солей буровых
растворов и пластовых вод 161
8.4. Трансформация почв под воздействием нефти
и нефтепродуктов 166
8.5. Экологический контроль и рекультивация почв, загрязненных
нефтью и нефтепродуктами 172
Глава 9. Почвы газоносных территорий 178
9.1. Факторы, вызывающие нарушение почв на газоносных
территориях 178
9.2. Специфика факторов почвообразования на газоносных
территориях 181
9.3. Геохимическое влияние газовых потоков на почвенный
покров газоносных территорий 182
9.4. Трансформация почв в скважинных зонах газоносных
территорий 191
9.4.1. Почвы рекультивируемых территорий 194
9.4.2. Почвы нерекультивируемых территорий 197
266

9.5. Экологический контроль и рекультивация почв газоносных
территорий 199
Глава 10. Городские почвы 204
10.1. Природно-городская система и почвы 204
10.2. Условия и факторы формирования городских почв 210
10.3. Систематика и диагностика городских почв 219
10.4. Свойства городских почв 225
10.5. Экологические функции городских почв 236
10.6. Неблагоприятные экологические процессы
и их влияние на почвенный покров городов 240
10.7. Формирование и эволюция городских почв 242
Приложение 246

Учебное пособие
Мария Иннокентиевна Герасимова
Марина Николаевна Строганова
Надежда Васильевна Можарова
Татьяна Вадимовна Прокофьева
Антропогенные почвы
(генезис, география, рекультивация)
Под редакцией академика РАН Г.В. Добровольского
Редактор Анцелович М.Е.
Компьютерная верстка Ольховатого А.А.
ЛР №066744 от 08.07.1999 г.
Подписано в печать 30.08.2003. Формат 60x90 1/16
Бумага офсетная №1. Гарнитура Тайме.
Усл. печ. л. 16,75. Тираж 1000 экз.
Заказ № 3193.
Издательство «Ойкумена», Смоленск.
214030, г. Смоленск, ул. Нормандия-Неман, 6.
Тел./факс: (0812) 64-27-58.
oecumene@sci.smolensk.ru
www.oecumene.smolensk.ru
Качество печати соответствует качеству
представленного оригинал-макета
Отпечатано с готовых диапозитивов на ФГУП ордена «Знак Почета»
Смоленская областная типография им. В.И.Смирнова.
214000, г. Смоленск, проспект им. Ю.Гагарина, 2.
Тел.: 3-01-60; 3-46-20; 3-46-05.
ISBN 5-93520-039-2

^
*s"-
Московского
государственного
университета
им. М.В.Ломоносова
С каждым годом на Земле остается все меньше
природных не измененных человеком почв.
Они сохраняются в заповедниках, находятся
в труднодоступных районах - в таежных лесах,
тропических джунглях и высоко в горах. Современный
человек чаше всего имеет дело с уже измененными
почвами - распаханными, орошаемыми, осушенными,
рекультивированными, насыпными или намывными.
Ж Л«*
Особое место занимают техногенные почвы территории
разработок угольных и железорудных месторождений,
районов добычи и транспортировки нефти и газа,
а также почвы городов.
Чрезвычайно интересны искусственные почвы,
созданные в течение многих столетий руками
земледельцев в древних оазисах, рисовых чеках,
на песках и лёссах.
Книга будет полезна широкому
кругу читателей,
интересующихся охраной
окружающей среды.
Академик РАН
Заслуженный профессор
Московского государственного
университета
им. М.В. Ломоносова
Г.В. Добровольский