Профессор кафедры почвоведения и оценки земельных ресурсов Ольга Безуглова и сотрудники лаборатории «Биогеохимия» Сергей Горбов, Павел Скрипников и Сулейман Тагивердиев опубликовали статью «Содержание и распределение различных форм углерода в городских почвах юга России на примере Ростовской агломерации» в научном журнале «Geoderma Regional».

Исследование показывает, что городские почвы промышленных и придорожных зон часто характеризуются повышенным содержанием углерода из-за присутствия органических загрязнителей, которые попадают в почву в виде мелких воздушных частиц и с различными отходами и из-за внесения в почву компоста.

Ученые отмечают, что городское почвоведение – это относительно новая научная школа, имеющая множество нерешенных методологических и теоретических вопросов. Основная проблема заключается в погрешности определения органического углерода, связанной с наличием в нем неспецифических органических веществ-загрязнителей. Невозможно также четко разграничить антропогенное движение карбонатсодержащих продуктов, в составе которых наличествует углерод, но уже неорганический, и сезонное движение карбонатов по профилю, характерному для аборигенного чернозема. Это может привести к неправильному диагностированию почвы и ошибочным выводам.

Одним из основных направлений исследования ученых ЮФУ было выявление различий в накоплении органического и неорганического углерода в различных генетических почвенных горизонтах. Исследование проводилось на территории Ростовской агломерации с центром в городе Ростов-на-Дону. Метод изучения основывался на высокотемпературном каталитическом сжигании образцов и субсеквентном обнаружении выделяющегося углекислого газа. Также использовался метод Тюрина, известный за рубежом как метод Уолкли-Блэка. Данный метод включает окисление гумуса избыточным количеством бихромата калия.

В процессе исследования перед учеными встал вопрос, что происходит с погребенной частью почвы, которая утратила контакт с поверхностью, покрыта антропогенными (урбиковыми) отложениями и больше не подвергается притоку минеральных и органических соединений? Ответ на этот вопрос важен как с теоретической, так и с практической точек зрения, поскольку содержание органического вещества в почве во многом определяет ее сорбционную способность. Полученные данные свидетельствуют о том, что антропогенная трансформация, сопровождающаяся погребением аборигенных горизонтов черноземов, приводит к значительному снижению содержания органического углерода.

Ученые отмечают, что углеродный пул в аборигенных почвах Ростовской агломерации значительно выше, чем, например, в городских почвах Нью-Йорка и Чикаго. Разница обусловлена тем, что Ростовская агломерация расположена в черноземной зоне. Запасы неорганического углерода в метровом слое в погребенных почвах выше, чем в поверхностных. Это свидетельствует о значительной биогеохимической и экологической роли погребенного пласта как резервуара и трансформатора загрязняющих веществ; погребенные почвы защищают прилегающие экологические среды от вторичного загрязнения.

В своём исследовании ученые ЮФУ приходят к следующим выводам:

• В погребенных почвах Ростовской агломерации суммарные запасы органического углерода уменьшаются по сравнению с аналогичными природными поверхностными почвами.

• Поверхностные слои почвы с относительно высоким содержанием глинистых частиц имеют генетическую связь со срединными горизонтами почвенного профиля по уровню содержания смеси частиц. Их перемещение на дневную поверхность активизирует процессы накопления органического вещества разного типа, как биогенного так и техногенного. Как следствие, по содержанию изученных форм углерода срединные горизонты почв приближены к поверхностным, бедными органическим веществом.

Исследование углерода в городских почвах юга России на примере Ростовской агломерации было выполнено при поддержке Проекта Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках государственного задания (Южного федерального университета на 2020-2022 годы, FENW-2020-0028) с использованием оборудования центра биотехнологий, биомедицины и экологического мониторинга и Центра высоких технологий Южного федерального университета.