Оценка пространственной вариабельности химических свойств и содержания подвижных форм элементов в почвах южнотаёжной катены Центрально-Лесного заповедника (первые результаты)
Вариабельность элементного состава фоновых дерново-подзолистых почв до сих пор слабо изучена. Хотя эта информация весьма востребована в эколого-геохимических исследованиях особенно городских территорий, например, в Московском регионе. Цель настоящей работы: оценить уровни вариабельности химических свойств и содержания As, Bi, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, La, Mn, Mo, Ni, Pb, Rb, Sb, Sr, Ti, U, W, Zn, Zr в почвах южнотаёжной катены на территории Центрально-Лесного заповедника.
Образцы горизонтов A и B (всего 54) отобраны в июне 2017 г. в 9-ти кратной повторности в радиусе 7 м в пределах трех элементарных ландшафтов катены с общим перепадом высот около 3 м: на вершине холма из грубогумусированных палево-подзолистых почв, на пологом (<2°) склоне юго-восточной экспозиции с дерново-палево-подзолистыми почвами и в небольшой ложбине с торфянистыми подзолистыми профильно-оглеенными почвами (Енчилик и др., 2020). В образцах определяли величину pH в водной суспензии при постоянном помешивании, содержание углерода органических веществ (Сорг) титриметрически с фенилантраниловой кислотой, валовое содержание 20 химических элементов и трех их подвижных форм методом ICP-MS. Подвижные соединения извлекали в течение 18 ч тремя параллельными вытяжками (Minkina et al., 2018): ацетатно-аммонийным буфером (ААБ) с рН 4,8 (соотношение почва: раствор 1:5), ААБ с 1% этилендиаминтетрауксусной (ЭДТА) кислотой (1:5) и 1н HNO3 (1:10). Комплексные соединения рассчитаны по разнице концентрации металлов в вытяжке ААБ с 1% ЭДТА и ААБ; сорбированные гидроксидами Fe и Mn – по разнице содержания в азотнокислой и ацетатно-аммонийной вытяжках. Подвижность (P) рассчитывали, как отношение содержания трех подвижных форм к валовому содержанию.
Содержание Сорг имеет наибольшую вариабельность (в скобках коэффициенты вариации – Cv, %) в B-горизонте (77-100%) с максимумом в заболоченных почвах. Величина pH в горизонтах A и B варьирует слабо: Cv=4-9%, что типично для этого показателя (Самсонова, 2008). В гранулометрическом составе наибольшая вариабельность максимальна у крупного и среднего песка (30-100%) из-за низкого содержания этих фракций в исследуемых горизонтах почв.
Для валового содержания Bi, Co, Cr, Cu, Fe, La, Mo, Pb, Rb, Sb, Sr, Ti, W, Zn, Zr во всех ландшафтах вариабельность в горизонтах A (17-45%) и T (18-55%) выше, чем в B-горизонте (7-15%). Однако наибольшей вариабельностью (до 100%) обладают Cd и Mn в T-горизонте подчиненного ландшафта.
Для содержания обменных соединений тенденция с набольшей вариабельностью в А-горизонте наблюдается для большинства элементов за исключением Bi с максимальным Cv=100% в подчиненном ландшафте и ландшафте склона. Высокие Cv также наблюдаются для содержания As в Т- горизонте потяжины, Cr и La – в A-горизонте междуречья и склона
Вариабельность содержания комплексных соединений As, Co, La, Mo, Rb, Sb и Zr также выше в верхних горизонтах, чем в нижнем. В B-горизонте вариабельность выше у Cd, Cr, Cu, Ni, а также в автономном ландшафте – у Mn, W, Zn. Наибольших значений (>70%) коэффициент вариации достигает у Cd и Ni в B-горизонте почв междуречья; Rb – в A, T-горизонтах всех исследуемых позиций и в B-горизонте склона; Sb – в A-горизонте склона; Sr – в A-горизонте склона и B-горизонте всех исследуемых позиций; Ti – в торфе; W – в А-горизонте склона.
Высока вариабельность (80-100%) сорбированных гидроксидами Fe и Mn соединений в A-горизонте автономного ландшафта у Cr, Rb, Sb, Sr, U, в ландшафте склона – La, Mn, Sb. Cv содержания Cr, Rb, Sb, Ti, W возрастает (<100%) в T-горизонте подчиненного ландшафта. В B-горизонте всех исследуемых ландшафтов вариабельность содержания Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Pb снижается до 10-30%.
По вариабельности подвижности в ландшафтах катены также можно выделить La, Rb, Sb, W, Zr с Cv<50% преимущественно в А-горизонте. При этом, наибольшая вариабельность подвижности (80-100%) в T-горизонте характерна для As, Sb, W, в A-горизонте склона – La, Sb, W, междуречья – Sb и Zr.
