Soils and technogenic surface formations of an industrial base of Yakutsk city

The urban soils formed within a cryolithozone are the special objects of environmental monitoring of urban ecosystems. The purpose of this work is to study the soils and ground technogenic surface formations (TSF) in the territory of industrial bases within Yakutsk city. The objects of study are the urbanozems alkalic (Cryic Urbic Technosol (Sodic)), the ekranozems alkalic (Cryic Ekranic Technosol (Sodic)), and TSF, developed on the northwestern part of Yakutsk within the second floodplain terrace of the Lena river (62°02'N, 129°39'E). The main morphological features and properties of these soils were determined on the territory of one of the industrial bases within the city. It has been established that the peculiarity of their morphological structure is the presence in the profile (within one meter) of a series of dense sandy anthropogenic horizons with different contents of inclusions of building pebbles and in the lower part of buried mineral horizons of natural permafrost meadow chernozemic solonetzic soil. The results of this study showed that these soils are characterized by an alkaline reaction, an increased content of absorbed sodium, an uneven distribution of the main physicochemical and chemical parameters along the profile, mainly a light granulometric composition of the upper layers and clayey buried natural horizons. The morphogenetic properties of anthropogenic layers are largely determined by the composition of the introduced material and their coating character, but at the same time, the influence of natural factors and soil formation processes, such as humus formation, carbonizing, salinization, alkalization, and partially cryoturbation, are not excluded. A relatively high content of mobile forms of Cu, Zn, Pb and Cd in surface horizons was noted, which is associated with anthropogenic impact.

cryolithozone, urban soil, industrial base, urbanozems, ekranozemy, technogenic surface formations, horizons, properties, soil process, pollution

1. Строганова М. Н., Мягкова А. Д., Прокофьева Т. В. Городские почвы: генезис, классификация, функции // Почва. Город. Экология / под ред. Добровольского Г. В. - М.: Фонд «За экологическую грамотность», 1997. - С. 15-85.

2. Строганова М. Н., Раппопорт А. В. Антропогенные почвы ботанических садов крупных городов южной тайги // Почвоведение. - 2005. - № 9. - С. 1094-1101.

3. Строганова М. Н., Мартыненко И. А., Прокофьева Т. В., Рахлеева А. А. Физико-химические и физико-механические свойства урбанизированных лесных почв // Лесные экосистемы и урбанизация / под ред. Лысина Л. П. - М.: Товарищество научных изданий КМК, 2008. - С. 90-125.

4. Lehmann A., Stahr K. Nature and significance of anthropogenic urban soils // Journal of Soils & Sediments. - 2007. - Vol. 7 (4). - Pр. 247-260.

5. Константинов П. Я., Федоров А. Н., Угаров И. С., Аргунов Р. Н., Суздалов Д. А., Йижима Й. Результаты исследований межгодовой изменчивости глубины сезонного протаивания около Якутска // Криосфера Земли. - 2014. - Т. 18. - № 4. - С. 23-32.

6. Klene A. E., Nelson F. E., Hinkel K. M. Urban-rural contrasts in summer soil-surface temperature and active-layer thickness, Barrow, Alaska, USA // Polar Geography. - 2013. - Vol. 36 (3). - PP. 183-201. doi: 10.1080/1088937X.2012.706756

7. Shiklomanov N. I., Streletskiy D. A., Grebenets V. I., Suter L. Conquering the permafrost: urban infrastructure development in Norilsk, Russia // Polar Geography. - 2017. - Vol. 40 (4). - Pр. 273-290. doi: 10.1080/1088937X.2017.1329237

8. Дымов А. А., Каверин Д. А., Габов Д. Н. Свойства почв и почвоподобных тел г. Воркута // Почвоведение. - 2013. - № 2. - С. 240-248. doi: 10.7868/S0032180X13020032

9. Легостаева Я. Б., Сивцева Н. Е., Дягилева А. Г., Ксенофонтова М. И., Томская Л. А., Ябловская П. Е. Эколого-геохимическая оценка состояния территорий наиболее крупных населенных пунктов Якутии // Проблемы региональной экологии. - 2011. - № 4. - С. 49-54.

10. Макаров В. Н. Эколого-геохимический мониторинг окружающей среды города Якутска // Наука и образование. - 2013. - № 3 (70). - С. 95-100.

11. Легостаева Я. Б., Сивцева Н. Е., Ксенофонтова М. И. Эколого-геохимическая специфика формирования урбоэкосистем // Прикладные экологические проблемы г. Якутска: сборник научных трудов / под ред. Саввинова Г. Н. - Новосибирск: Наука, 2017. - С. 55-64.

12. Сивцева Н. Е. Экогеохимические особенности формирования урбаноземов в условиях криолитозоны (на примере г. Якутска): Дис.. канд. биол. наук. - Якутск: СВФУ им. М.К. Аммосова, 2012. - 142 с.

13. Прокофьева Т. В., Герасимова М. И., Безуглова О. С., Бахматова К. А., Гольева А. А., Горбов С. Н., Жарикова Е. А., Матинян Н. Н., Наквасина Е. Н., Сивцева Н. Е. Введение почв и почвоподобных образований городских территорий в классификацию почв России // Почвоведение. - 2014. - № 10. - С. 1155-1164. doi: 10.7868/S0032180X14100104

14. Прокофьева Т. В., Мартыненко И. А., Иванников Ф. А. Систематика почв и почвообразующих пород Москвы и возможность их включения в общую классификацию // Почвоведение. - 2011. - № 5. - С. 611-623.

15. Теория и практика химического анализа почв. Под ред. Воробьевой Л. А. - М.: ГЕОС, 2006. - 400 с.

16. IUSS Working Group WRB. 2015. World Reference Base for Soil Resources 2014, update 2015 International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. World Soil Resources Reports No. 106. FAO, Rome. [Electronic resource]. Available at: http://www.fao.org/3/I3794EN/i3794en.pdf (assessed 05.03.2019)

17. Александровский А. Л., Александровская Е. И., Долгих А. В., Замотаев И. В., Курбатова А. Н. Почвы и культурные слои древних городов юга Европейской России // Почвоведение. 2015. - № 11. - С. 1291-1301. doi: 10.7868/S0032180X15110027

18. Walker T. R., Young S. D., Crittenden P. D., Zhang Р. Anthropogenic metal enrichment of snow and soil in northeastern European Russia // Environmental Pollution. - 2003. - Vol. 121. - Pр. 11-21.

19. Еловская Л. Г. Классификация и диагностика мерзлотных почв Якутии. - Якутск: ЯФ СО АН СССР, 1987. - 172 с.

20. Desyatkin R. V., Goryachkin S. V., Konyushkov D. E., Krasilnikov P. V., Lebedeva M. P., Bronnikova M. A., Desyatkin A. R., Fedorov A. N., Khokhlov S. F., Lapteva E. M., Lupachev A. V., Mergelov N. S., Okoneshnikova M. V., Shishkov V. A., Turova I. V., Zazovskaya E. P. Cryosols inperspective: a view from the permafrost heartland. Guidebook-monograph for field excursions of the VII International Conference on Cryopedology. - Moscow-Yakutsk. - 2017. - 81 р.

21. Еловская Л. Г. Почвы Чочур-Муранской опытно-биологической станции // Науч. сообщ. АН СССР, Сиб. отд-ие, Якут. филиал, 1961. - Выпуск 5. Биология. - С. 3-11.

22. Оконешникова М. В. Современное состояние и прогноз изменений почв долины средней Лены (Центральная Якутия) // Вестник Томского государственного университета. Биология. - 2013. - № 3 (23). - С. 7-18.

23. Мажайский Ю. А., Тобратов С. А., Дубенок Н. Н., Пожогин Ю. П. Агроэкология техногенно-загрязненных ландшафтов. - Смоленск: Маджента, 2003. - 384 с.

24. Макаров В. Н. Прикладная геохимия Якутска // Прикладные экологические проблемы г. Якутска: сборник научных трудов / под ред. Саввинова Г. Н. - Новосибирск: Наука, 2017. - С. 46-54.

25. Jarvis S. C., Lohes L. H. P., Hopper M. J. Cadmium uptake from solution by plants and its transport from roots to shoots // Plant and Soil, 1976. - Vol. 44 (1). - Pр. 179-191.

26. Корчагина К. В., Смагин А. В., Решетина Т. В. Оценка техногенного загрязнения городских почв на основе профильного распределения тяжелых металлов и плотности сложения // Почвоведение. 2014. - № 8. - С. 988-997. doi: 10.7868/S0032180X14080085

27. Алексеев Ю. В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. - Л.: Агропромиздат, 1987. - 142 с.

28. Santillan-Nedrano J., Jurinak J.J. The chemistry of lead and cadmium in soil solid phase formation // Soil. Sci. Soc. Amer. Proc, 1975. - Vol. 39 (5). - Pр. 851-856.

29. Саввинов Д. Д. Сазонов Н. Н. Микроэлементы в северных экосистемах: на примере Республики Саха (Якутия). - Новосибирск: Наука, 2006. - 208 с.

30. Сивцева Н. Е., Легостаева Я. Б., Макаров B. C., Васильев Н. Ф. Экологическая оценка состояния территории г. Якутска по суммарному показателю загрязнения почвенного покрова // Вестник Северо-Восточного федерального университета имени М. К. Аммосова. - 2011. - № 2. - С. 30-35.