УДК 631.47

География и геология/8. Почвоведение

Ковязин В.Ф., профессор, Дроздова Е. В., аспирантка

Санкт-Петербургский государственный горный университет,

Санкт-Петербург, Российская Федерация. е-mail: vfkedr@mail.ru

П О Ч В Ы Т А В Р И Ч Е С К О Г О С А Д А САНКТ-ПЕТЕРБУРГА

По результатам изучения почвенного покрова Таврического парка была создана почвенная карта территории, карта нарушенности почвенного покрова, карта зонирования территории по степени переувлажнения, агрохимические картограммы кислотности гумуса и обеспеченности почв основными элементами питания. В результате комплекса почвенно-изыскательских работ установлено, что почвенный покров Таврического сада имеет достаточно сложное строение, которое связано как с выраженной расчлененностью рельефа, так и с активной деятельностью человека, причем антропогенный фактор доминирует над естественными почвенными процессами при формировании современного облика почв.

Почвы парка залегают на мелкозернистых тонких сортированных песках или на супесях. В почвенном покрове преобладают песчаные или супесчаные разновидности, нередко встречаются почвы двучленного, реже трехчленного сложения с резкой сменой гранулометрического состава. Для большинства почв характерны мощные или среднемощные гумусовые горизонты. Степень оподзоленности почв незначительна.

Разносный характер увлажнения почв обусловил появление почвенных разновидностей с разной степенью оглеения. В почвенном покрове преобладают глеевые и глубокооглеенные почвы, занимающие центральную часть парка. В периферийной его части расположены поверхностно-оглеенные почвы. На двух локальных возвышенностях сада залегают автоморфные почвы без признаков оглеения. Большинство почв нуждаются в улучшении водно-воздушного режима путем проведения мелиоративных мероприятий разной степени интенсивности осушения.

По степени нарушенности в почвенном покрове выделены пять групп почв:

1. Почвы без заметных морфологических нарушений профиля, состоящего из гумусового горизонта, элювиального, в том числе гумусо-элювиального ли элювиально-иллювиального и иллювиального горизонта, дифференцированного на подгоризонты по цвету, плотности, ожелезненности, степени выраженности оглеения.

В первую группу почв входят дерновые средне- и слабоподзолистые песчаные неоглееные и глееватые почвы. Они расположены на разных элементах рельефа: плоских, слегка пониженных газонах вдоль Малого пруда (пруда-канала) и на возвышенности у Большого пруда. В зависимости от рельефа и гидрологических условий в почвах проявляется процесс глееобразования. На повышенных формах рельефа залегают автоморфные почвы, а на пониженных газонах находятся глееватые почвы.

Ненарушенные почвы имеют среднемощный или мощный гумусово-аккумулятивный горизонт (32-52 см). Мощность его зависит от местоположения почвы. В пониженных местах залегают почвы с более мощным гумусовым горизонтом, чем на повышенных элементах рельефа. В почвах с ненарушенным профилем подзолообразование выражено сильнее в глееватых разновидностях. В автоморфных почвах подзолистый горизонт не является сплошным, а представлен в виде отдельных пятен. Почвы первой группы имеют слабокислую или близкую к нейтральной реакцию (рН_сол. 5,63-6,80), характеризуются низкой обликной и гидролитической кислотностью (0,09-0,13 и 0,59-1,28мг-экв./100г соответственно). В почвах нормального увлажнения кислотность увеличивается с глубиной и реакция в горизонтах В, С становится сильнокислой (рН_сол.4,1-4,2). Количество поглощенных оснований в верхней части почв значительна, степень насыщенности или велика (0,23-31мг-экв/100г и 93-98%). В автоморфных почвах сумма поглощенных оснований и степень насыщенности уменьшаются с глубиной, достигая 0,8-2,6мг-экв./100г и 29-55%.

Обеспеченность ненарушенных почв гумусом среднее (3-5%). Аккумуляция его происходит в верхней части профиля. С глубиной наблюдается снижение количества гумуса - плавное в слабоподзолистых и резкое в среднеподзолистых почвах. Почвы с ненарушенным профилем среднеобеспеченны подвижным азотом (3,7-4,1мг/100г) и обменным калием (7-8мг/100г), причем заметно выражено биологическое накопление соединений калия в слое 0-15см в почвах с нормальным увлажнением до (20мг/100г). Различна обеспеченность почв подвижным фосфором (15-23мг/100г). В слабоподзолистых почвах содержится большее количество фосфатов, чем в среднеподзолистых разновидностях.

Ненарушенные почвы обладают легким гранулометрическим составом. Количество физической глины в них колеблется от 0,5 до 13,5%, то есть в пределах пески рыхлые – супеси. Плотность почв изменяется от 0,97 до 1,63г/см³. В осушении нуждаются глееватые почвы на плоских пониженных газонах. УГВ в этих почвах находится на глубине 70-90см. Запасы воды в метровом слое почв составляют 479-564мм весной и 358-379мм летом. В наиболее переувлажненных участках целесообразно заложить систематический дренаж с расстоянием между осушителями 20-22м и глубиной закладки 0,7-0,8м.

2. Почвы со слабой степенью нарушенности профиля. В эту группу входят дерновая супесчаная оглеенная и скрытоподзолистая двучленного сложения (суглинок на песке) глееватая почвы. Слабонарушенные почвы расположены в центре парка и в южной его части. Почвы имеют мощный гумусово-аккумулятивный горизонт (43-63см). Оподзоленность профиля выражена незначительно. Почвы различаются по сложению профиля. В почве двучленного строения в верхней ее части залегает суглинок, который ниже по профилю сменяется песком. Почва нормального сложения имеет супесчаный гранулометрический состав. На неоднородность гранулометрического состава почвенных слоев в профилях слабонарушенных почв указывает содержание в них физической глины, которая варьирует от 1,2 до 43,3%. Плотность почвы и степень выраженности иллювиального горизонта находятся в прямой зависимости.

Почвы испытывают периодическое переувлажнение, которое сильнее проявляется в глееватой почве. Запасы воды в ней весной составляют 442мм, летом 274мм. УГВ весной достигает 60см, опускаясь летом до 112см. Оглеенаая почва является менее влажной. Запасы воды в ней весной равные 349мм, летом 246мм. Почвенно-грунтовые воды залегают глубже: весной на 90см, летом на 150см. Почвы второй группы нуждаются в осушении разной интенсивности. Слабонарушенные почвы имеют близкую к нейтральной реакцию (рН_сол 6,5-6,8), низкую обменную и гидролитическую кислотность (0,04-0,11 и 0,26-1,23мг-экв./100г), но почва двучленного сложения характеризуется резкой сменой кислотности в пределах верхней части профиля. Сумма поглощенных оснований значительна (до 31-43мг-экв/100г). Она увеличивается со снижением гидроморфности. Распределение кальция и магния с глубиной носит убывающий характер. Степень насыщенности основаниями высокая (89-96%).

Слабонарушенные почвы содержат среднее количество гумуса, которое заметно уменьшается с глубиной (от 3,0-3,5% до 0,7-1,2%). Обеспеченность почв азотом легкогидролизуемых органических соединений и обменным калием находится на среднем уровне (2,9-3,5мг/100г и 7-12мг/100г), но почвы высоко обеспечены подвижным фарфором (25-27мг/100г). Питательные вещества аккумулируются в корненасыщенном почвенном слое, а вниз по профилю содержание их резко снижается.

3. Почвы с профилем средней степени нарушенности. Третью группу почв составляют дерновые средне- и слабоподзолистые песчаные с погребенными гумусовыми горизонтами автоморфная и полугидроморфная (глееватая) почвы. Отличительной особенностью этих почв является наличие в их профиле погребенного органо-минерального горизонта, мощность которого равна или несколько превышает мощность дневного гумусово-аккумулятивного горизонта (33-34 см против 21-33см). Средненарушенные почвы располагаются на разных элементах рельефа: на возвышенности (холме у Большого пруда) и на большом низинном газоне в центре парка. Почвы отличаются по степени выраженности подзолистого процесса. Слабоподзолистая почва находится на газоне, среднеподзолистая – на холме.

Местоположение данных почв определяет неодинаковость их водного режима. Морфологически он диагностируется по степени оглеения. В профиле почвы на возвышенности нет явных признаков гидроморфизма. Это автоморфная почва с атмосферным типом водного питания. Почвенно-грунтовые воды залегают в ней глубоко на протяжении всего периода вегетации (3-4м). Запасы воды в ее метровом слое не превышают 110мм летом и 199мм весной. В профиле почвы на пониженном газоне есть явные признаки гидроморфности. Это глееватые почвы с периодически застойным водным режимом. УГВ в почве колеблется от 50см (весной) до 140см (летом). Запасы воды в метровой толще почвы значительны: 557мм весной и 380мм летом. Почва нуждается в осушении. При планировании мелиоративных работ следует учитывать, что погребенный гумусовый горизонт является аккумулятором влаги.

В средненарушенных почвах содержится от 0,4 до 14,6% физической глины (песок-супесь). Физическая глина аккумулируется как в дневных так и погребенных гумусовых слоях. Плотность почв варьирует от 1,01 до 1,49 г/см³. Она зависит от выраженности иллювиального горизонта и погребенного гумусового слоя, а также от рекреационных нагрузок. Почвы со средненарушенным профилем имеют близкую к нейтральной реакцию (рН_сол6,2-6,7), но в отдельных горизонтах – нейтральную (рН_сол7,3-7,7), низкую обменную и гидролитическую кислотность (0,06-0,11мг-экв/100г и 0,23-1,03мг-экв/100г). В почвах содержится заметное количество поглощенных оснований (17-20мг-экв/100г). Степень насыщенности основаниями высокая (90-95%). Погребенные и дневные гумусовые горизонты характеризуются близкими кислотно-основными свойствами.

Средненарушенные почвы среднеобеспеченны гумусом (3,7-4,1%). Профильное распределение его связано с выраженностью подзолообразовательного процесса. Дифференциация содержания гумуса с глубиной возрастает при усилении оподзоливания. Регистрируется резкое падение гумуса в элювиальных горизонтах (до 0,43%). Погребенные гумусовые горизонты имеют равную или несколько меньшую гумусность (2,7-3,9%) по сравнению с поверхностными аккумулятивными слоями. Обеспеченность почв третьей группы азотом и калием средняя (3,2-4,3мг/100г), а фосфором – высокая (до 20-25 мг/100г). Питательные вещества аккумулируются в верхних слоях почв и с глубиной количество их уменьшается. Погребенные гумусовые горизонты менее плодородны, чем дневные гумусовые горизонты.

4. Почвы, обладающие сильнонарушенным профилем. Данную группу составляют дерновые антропогенно-нарушенные песчаные и супесчаные, грунтово-глеевые и оглеенные почвы с погребенными гумусовыми и техногенными горизонтами. Сильнонарушенные почвы распространены в центральной и периферийной частях сада. В основном они залегают на масляном лугу и на крупных пограничных газонах. Фрагментарно встречаются на ряде мелких газонов. Эти почвы обладают мощными гумусово-аккумулятивными горизонтами (50-60мм), но отличительной их особенностью является наличие в профилях антропогенных (техногенных) слоев нередко в сочетании с погребенными гумусовыми горизонтами. Техногенный слой состоит из почвенной массы, обильно насыщенной неспецифическим, инородным материалом: бытовые и промышленные отходы. При повышенной плотности этот слой препятствует нормальному росту и развитию корневых систем деревьев, особенно если он расположен в пределах полуметровой толщи почвы.

Сильнонарушенные почвы характеризуются близкой к нейтральной реакцией (рН_сол6,35-6,42), но антропогенные и погребенные гумусовые горизонты имеют слабощелочную реакцию (рН_сол7,86-798). Почвы обладают низкой обменной и гидрологической кислотностью (0,05-0,11мг-экв/100г и 0,23-1,23мг-экв/100г), содержат относительно много кальция и магния (35-45мг-экв/100г). Степень насыщенности основаниями высока по всему профилю почв (93-98%). Примечательной особенностью сильнонарушенных почв является резкая профильная дифференциация по содержанию гумуса. Техногенные слои сильно обеднены гумусом (до 0,31%). Количество его в верхних почвенных горизонтах заметно варьирует (3,16-8,19%). Обеспеченность почв гумусом колеблется от средней до высокой градаций. Погребенные гумусовые горизонты примерно одинаково гумусированы с поверхностными гумусово-аккумулятивными горизонтами (3,79% против 4,59%). Низкие значения гумуса приурочены к породе (0,21-0,32%).

Почвы четвертой группы среднеобеспеченны легкогидролизуемым азотом (3,3-3,6мг-экв/100г), но велика их обеспеченность подвижным фосфором (23-276мг-экв/100г). Содержание в почвах обменного калия среднее, но нередко низкое (9,25-3,106мг-экв/100г). Заметно обеднены питательными веществами антропогенные, техногенные горизонты. По механическому составу данные почвы относятся к пескам-супесям, поскольку в них содержится от 0,5 до 13,0 % физической глины. Её величина мало варьирует в пределах мощных гумусово-аккумулятивных горизонтов. С глубиной количество физической глины изменяется. Минимум ее приходится на техногенные слои (5-6%). Плотность сильнонарушенных почв колеблется от 1,03 до 1,43г/см₃. Профильное ее распределение обусловлено качественными и количественными параметрами погребенных гумусовых и антропогенных горизонтов.

Обладая легким гранулометрическим составом, сильнонарушенные почвы должны обладать хорошей дренированностью. Но они подвержены переувлажнению, находясь на пониженных плоских газонах. Наиболее влажная грунтово-глеевая почва расположена на Масляном лугу. Она испытывает значительное избыточное увлажнение. Запасы воды в ней (слой 0-100 см) весной составляют 660мм, летом – 318мм. Относительная влажность в ранневесенний период достигает 90% от полной влагоемкости. УГВ в почве стоит весной на глубине 60-80см, опускаясь летом до 140см. Грунтово-глеевая почва нуждается в коренном улучшении водно-воздушного режима. Необходима закладка систематического дренажа, возможно с учащенной сетью на отдельных участках. Глубокооглеенная почва подвержена меньшему переувлажнению. Почвенно-грунтовые воды в ней залегают на глубине 100см весной и 150см летом. Запасы воды в метровой почвенной толще весной равны 326мм, летом 297мм. В ранневесенний период относительная влажность почвы достигает 80% от полной влагоемкости.

Глубокооглеенная почва нуждается в осушении путем закладки выборочной или разреженной дренажной сети. При планировании мелиоративных работ целесообразно учесть, что антропогенные (техногенные) слои могут быть либо водоупором при высокой их плотности или оказывать дренирующее действие при низкой плотности и глубообломочном качественном составе. Гумусовые погребенные горизонты аккумулируют влагу и обладают повышенной водоудерживающей способностью.

5. Почвы с антропогенно-трансформированным профилем или насыпные гумусированные почвогрунты. К данной группе относятся дерновые песчаные и супесчаные антропогенного происхождения (насыпные) однородные, двучленного (суглинок на супеси), трехчленного (супесь-суглинок-песок) сложения, нормального увлажнения (неоглеенные), с признаками оглеения и глееватые почвы. Почвенный спектр достаточно широк, что связано с частотой встречаемости насыпных почв и с тем, что они залегают на разных формах рельефа. Отличительной особенностью насыпных почв является наличие мощного гумусового слоя от 50 до 100 и более см, а также отсутствие подзолистого горизонта. Профиль прост по строению, включает 1-2 горизонта. Гумусовый слой подразделяется на 3-4 подгоризонта по степени гумусированности, плотности сложения, степени выраженности оглеения, характеру включений и новообразований. Нередко порода (горизонт С) залегает глубже 130-150см. Гумусовый насыпной слой, из-за неоднородности гранулометрического состава, может иметь двучленное или трехчленное строение: средний суглинок на супеси или супесь на тяжелом суглинке, находящиеся на песке.

Насыщенные почвы обладают слабокислой, но чаще близкой к нейтральной реакцией (рН_сол5,84-6,45), низкой обменной и гидролитической кислотностью (0,09-0,11 и 0,32-1,606мг-экв/100г). Величина суммы поглощенных оснований значительна, и составляет 37-456мг-экв/100г. Степень насыщенности основаниями высокая, особенно в нижней части профилей (83-91% до 97-98%). Антропогенно-трансформированные почвы содержат недостаточное или среднее количество гумуса (2,41-3,60%). Однако запасы его должны быть велики, поскольку гумусовые слои имеют большую мощность. Насыпные почвы среднеобеспеченны азотом и калием (3,43-3,78мг/100г и 11,5-13,5мг/100г). Обеспеченность их фосфором высокая (22,5-26,0мг/100г). Профильное распределение гумуса и питательных веществ равномерное. Почвы не являются токсичными в отношении хлоридов и сульфатов, но отельные почвенные слои, особенно, в нижней части профиля, характеризуются повышенным содержанием хлор- и сульфат-ионов (0,013% и 0,105%). Загрязненность почв указанными анионами объясняется близким расположением газонов к транспортным магистралям.

Гранулометрический состав насыпных почв легкий, но варьирует на отдельных участках парка послойно от песков до тяжелого суглинка, что регистрируется по физической глине, количество которой колеблется от 4,3% до 47%. Плотность насыпных слоев почв изменяется в пределах 0,73-1,54г/см³, что обусловлено особенностями строения профиля, степенью гумусированности и уровнем рекреационной нагрузки на газоны. Почвы пятой группы, располагаясь на разных формах рельефа, характеризуются неодинаковым водным режимом. Различная степень увлажнения почв диагностируется по выраженности глеевого процесса. Наиболее влажная глееватая почва находится на большом центральном газоне. Почвенно-грунтовые воды в ней залегают весной на глубине 90см, а летом опускаются до 150см. Весенние запасы воды в метровом слое почвы составляют 423мм, в летний период – 371мм. В почве складывается периодически застойный тип водного питания. Она нуждается в улучшении водно-воздушных условий путем проведения осушительной мелиорации.

Целесообразна закладка дренажной сети с расстоянием между осушителями 20-25м при глубине заложения 0,8-1,0м. Оглеенные антропогенные почвы испытывают меньшее избыточное увлажнение, чем глееватая насыпная почва. Для улучшения водно-воздушного режима оглеенных почв, которые подвержены кратковременному избыточному увлажнению, требуется заложить выборочный или разреженный дренаж или организовать сброс поверхностного стока.

«Сухими» считаются насыпные почвы на повышенных газонах в хорошо дренированных условиях. Это автоморфные почвы, не испытывающие переувлажнения. На эти почвы оказывают осушительный эффект кольцевые пруды. Почвенно-грунтовые воды в автоморфных почвах находятся глубже 150см. Запасы воды в метровом почвенном слое весной колеблется от 300 до 315мм, снижаясь к лету до 215-255мм. Относительная влажность почвы не превышает 70% полной влагоемкости, что свидетельствует об отсутствии условий для развития глеевого процесса почвообразования. Мелиоративной особенностью насыпных почв является повышенная водоудерживающая способность, поскольку эти почвы имеют мощные гумусовые слои.

В заключение отметим, что изучение почвенного покрова Таврического сада в обозримом прошлом не проводилось. Поэтому данные исследования являются пионерскими. Но научная и практическая ценность состоит не только в этом, а в комплексном обследовании исторической территории памятника садово-паркового строительства конца ХIII столетия с целью возрождения его к жизни в современных рыночных условиях.