The research aims to study the content of organic matter in typical chernozem, its distribution in the soil profile under herbaceous and wooden phytocenoses. Organic matter plays a key role in the functioning of soils and their stable performance of ecological functions, including – the protection function. This is particularly relevant in the growing urbanization. The research analysis includes 40 full-profile sections of migration-segregated chernozems (typical carbonate) laid on the upland soil of the Rostov agglomeration. We determined organic matter by high-temperature catalytic combustion on a TOC-L CPN Shimadzu in an SSM-5000A solid sample combustion unit. Based on the data obtained, we calculated the organic carbon reserves. Statistical analysis included the calculation of the Mann-Whitney U-test to consider significant differences in the samples of indicators under wooden and herbaceous phytocenoses and descriptive statistics. The research results showed the influence on the organic carbon content of such a widespread type of anthropogenic impact as planting trees in the steppe zone. Comparison of the total organic carbon content values in similar genetic horizons under herbaceous and wooden phytocenoses indicates the spatial heterogeneity of this indicator, associated primarily with the type of land use. The supply of humus for Rostov chernozems under herbaceous phytocenoses was assessed as low and under wooden phytocenoses – as average. In the one-meter layer of natural chernozems of the Rostov agglomeration, humus reserves are 387 t/ha, which corresponds to the average supply level. Thus, the park and recreational zone, where wooden vegetation grows, plays a special ecological role in the city as a place of accumulation of an increased amount of organic matter of natural origin compared to other soils of the Rostov agglomeration. Цель – исследование содержания органического вещества в черноземах обыкновенных, его распределение в профиле почв под травянистыми и древесными фитоценозами. Органическому веществу принадлежит ключевая роль в функционировании почв и стабильном выполнении ими экологических функций, в том числе – протекторной функции, что приобретает особую актуальность в условиях растущей урбанизации. Анализ включал 40 полнопрофильных разрезов черноземов миграционно-сегрегационных (обыкновенных карбонатных), заложенных на плакорах Ростовской агломерации. Определяли органическое вещество методом высокотемпературного каталитического сжигания на анализаторе углерода TOC-L CPN Shimadzu в приставке для сухих образцов SSM-5000A. По полученным данным рассчитывали запасы органического углерода. Статистический анализ включал расчет критерия Мана-Уитни, для учета достоверных различий в выборках показателей под древесными и травянистыми фитоценозами, а также описательную статистику. Результаты исследований показали влияние на содержание органического углерода такого распространенного вида антропогенного воздействия, как посадка деревьев в степной зоне. Сравнение величин содержания общего органического углерода в аналогичных генетических горизонтах под травянистыми и древесными фитоценозами указывает на пространственную неоднородность данного показателя, связанную, в первую очередь, с типом землепользования. Обеспеченность гумусом для чернозёмов Большого Ростова под травянистыми фитоценозами оценивается как низкая, а под древесными фитоценозами – как средняя. В метровой толще естественных черноземов Ростовской агломерации запасы гумуса составляют 387 т/га, что соответствует среднему уровню обеспеченности. Таким образом, парково-рекреационная зона, где произрастает древесная растительность, выполняет особую экологическую роль в городе, являясь местом аккумуляции повышенного количества органических веществ природного происхождения по сравнению с иными почвами Ростовской агломерации.

Приводятся данные по оценке загрязнения тяжелыми металлами почв селитебных зон г. Ростов-на-Дону. Объектами исследования выступали почвы естественного происхождения – черноземы миграционно-сегрегационные мощные среднегумусированные тяжелосуглинистые на лессовидных суглинках и антропогенно-преобразованные почвы почвы – урбостратифицированные черноземы и урбостратоземы на погребенных черноземах миграционно-сегрегационных на лессовидных суглинках. Сравнительный анализ с фоновым аналогом показал низкую степень загрязнения черноземов тяжелыми металлами (Zc = 4.5–6.0). Наибольшее скопление поллютантов можно наблюдать в насыпных и антропогенно-преобразованных горизонтах. Максимальные значения Кс зарегистрированы в горизонтах «урбик» для кобальта (Кс = 1.6–2.6), меди (Кс = 1.2– 3.7), цинка (Кс = 1.6–6.7) и свинца (Кс = 1.5–6.1). В целом прослеживается явная тенденция к снижению интенсивности загрязнения элементами нижележащих горизонтов, что свидетельствует о барьерных свойствах, проявляемых урбаноземами, за счет повышенной плотности урбиковых горизонтов. Основными поллютантами антропогенно-преобразованных почв выступают цинк и мышьяк, их содержание не превышает 2 ОДК, с учетом санитарно-гигиенических критериев данный тип почв характеризуется допустимым уровнем загрязнения (Zc ˂ 16). Под влиянием техногенной нагрузки в дневных горизонтах отмечены локальные очаги загрязнения медью в подвижной форме (16.6 ПДК), а также свинцом (5.3 ОДК). Несмотря на превышение ОДК поллютантов в трансформированных почвах селитебных зон, наличие урбогоризонтов, для которых характерна повышенная плотность, и карбонатных барьеров в погребенных черноземах замедляет миграцию металлов вглубь профиля, смягчая антропогенную нагрузку на черноземы. This paper assesses heavy metal pollution in soils of residential areas in Rostov-on-Don. The objects of the study were soils of natural origin – migration-segregation thick medium-humus heavy loamy chernozems on loess-like loams and anthropogenically transformed soils – urbostratified chernozems and urban stratozems on buried migration-segregation chernozems on loess-like loams. Comparative analysis with the background analog showed a low level of chernozems contamination by heavy metals (Zc = 4.5–6.0). The greatest accumulation of pollutants was observed in bulk and anthropogenic transformed horizons. The maximum values of Kс were recorded in the urbic horizons for cobalt (Kс = 1.6–2.6), copper (Kс = 1.2–3.7), zinc (Kс = 1.6–6.7) and lead (Kс = 1.5–6.1). In general, there is a clear tendency towards decreasing levels of contamination of the underlying horizons by these elements, which indicates the barrier properties exhibited by urbanozems due to the increased density of urban horizons. The primary pollutants of anthropogenically transformed soils are zinc and arsenic. Their concentrations do not exceed two APC. According to sanitary and hygienic standards, this type of soil is considered to have an acceptable level of pollution (Zc ˂ 16). Under the impact of anthropogenic load, localized contaminations with copper in mobile form (16.6 MPC) as well as lead (5.3 APC) were recorded in the uppermost horizons. Despite an excess of APC for pollutants in transformed soils of residential areas, the presence of urban horizons characterized by increased density, and carbonate barriers in buried chernozems slows down the migration of metals deep into the profile, thereby mitigating the anthropogenic load on black soil.

The article presents the results of the study and calculation of specific reserves of organic carbon in the residential, recreational, and industrial zones of the cities in the Rostov agglomeration core. The results are based on the analysis of soil samples taken from more than one hundred soil pits and boreholes, as well as more than 500 samples from the surface ten-centimeter-thick layer. The carbon content was determined by dry high-temperature catalytic combustion. The average content of organic carbon in the upper (layer of 0–10 cm) soil horizons was determined (3.89 ± 1.11%). Its change was recorded depending to which functional zone it belonged. The highest content of 4.24 ± 0.85 was noted in the soils of the park and recreational zone (city parks, squares, and forest parks), and the lowest was in the residential and fallow areas of the agglomeration (2.35 ± 0.92 and 2.80 ± 0.64, respectively). The analysis of its specific reserves (per unit area) was carried out, and soil combinations, the most and the least abundant in organic carbon, in various functional zones were identified. The park recreational and industrial zones of the city have the largest specific reserves of carbon (52.18 ± 10.42 and 63.35 ± 17.81 t/ha, respectively), while the residential and fallow areas have the lowest (38.75 ± 15.25 and 31.68 ± 7.28 t/ha). In the cities of the steppe zone of European Russia, the soil cover of urban forests plays a special role in terms of its storage of the organic carbon pool. The organic carbon content in the 10–100 cm layer within the core of the Rostov agglomeration averages 1.30 ± 0.73%. It showed no statistically significant differences in organic C content and stocks when comparing soils of different land use types. The comparison of carbon reserves in the one-meter-thick soil layer of the city with the literature data on chernozems of the steppe zone show similar values. The results of the study will allow us to assess the role of urban soils in the regional carbon balance particularly when planning measures to reduce greenhouse gas emissions.

журнал Живые и биокосные системы Особенности реплантированных почв Ростовской агломерации