Почвы и растительность парково-рекреационных ландшафтов Москвы

• Автор: Кузнецов, Василий Андреевич
• Шифр специальности: 03.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 170 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Влияние рекреации на лесные экосистемы (Литературный обзор)

1.1. Состояние проблемы

1.2. Микроклимат в рекреационных лесах

1.3.Влияние рекреации на растительность

1.4.Влияние рекреации на почвы

1.5. Сообщества мезопедобионтов в рекреационных лесах

1.6. Фрагментация лесных биогеоценозов при рекреационном воздействии

1.7.Устойчивость лесных биогеоценозов к рекреации

Глава 2. Объекты и методы исследований

2.1. Характеристика объектов исследований
2.2. Методы исследований
Глава 3. Влияние рекреации на компоненты лесных экосистем
3.1. Изменения состояния растительности в зависимости от уровня рекреационной нагрузки
3.2. Изменение свойств почв в зависимости от уровня рекреационной нагрузки
3.2.1. Почвы дорожно-тропиночной сети
3.2.2. Оценка изменений почвенных свойств по результатам статистического анализа послойных выборок
3.3. Изменение состояния комплекса почвенных беспозвоночных в зависимости от уровня рекреационной нагрузки
Глава 4. Изучение различий (дискриминации) между состоянием почв на разных стадиях
рекреационной дигрессии, на основе данных об их свойствах
Выводы
Список литературы
Приложение 1 (Геоботаническое описание пробных площадей)
Приложение 2 (Характеристика группового состава мезопедобионтов)

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. В настоящее время урбанизация стала явлением глобального масштаба. На долю городских жителей приходится больше половины населения планеты. Городская среда отрицательно влияет на экосистемы, оказавшиеся в черте городов и пригородах. Лесные насаждения выполняют множество защитных и рекреационных функций, поэтому проблема их сохранения является важнейшей для обеспечения устойчивого развития городов. С ростом городов усиливается рекреационное воздействие, вызывающее негативные изменения состояния лесопарков и пригородных лесов, которые важно обнаружить на ранних этапах. В этих условиях особое значение приобретает комплексная качественная и особенно количественная информация о состоянии лесных экосистем и их компонентов при разной рекреационной нагрузке, необходимая для прогнозирования динамики рекреационных лесов и выбора оптимального управления.
Цель работы: количественная характеристика зависимости состояния компонентов лесных экосистем от уровня рекреационного воздействия на примере лесопарков Москвы.
Задачи исследования:
1. Характеристика изменений состояния растительности в зависимости от уровня рекреационного воздействия.
2. Характеристика свойств почв дорожно-тропиночной сети.
3. Количественная характеристика зависимости изменений почвенных свойств от уровня рекреационной нагрузки.
4. Оценка состояния почвенной мезофауны на разных стадиях рекреационной дигрессии.
5. Количественная оценка различий состояния почв на разных стадиях рекреационной дигрессии на основе результатов дискриминантного анализа.
Научная новизна. На примере лесопарков Москвы впервые были проведены комплексные исследования состояния лесных экосистем при разной рекреационной нагрузке, что позволило количественно охарактеризовать зависимость физико-химических и биологических свойств почв, а также показателей состояния растительного покрова и сообщества мезопедобионтов от уровня рекреационного воздействия. На основе результатов дискриминантного анализа впервые установлено, что наиболее чувствительными и надежными индикаторами изменения состояния почв под действием рекреации являются показатели, характеризующие структуру почв. Показано, что для характеристики изменений состояния почв под влиянием рекреации больше подходит разбиение на три, а не на пять стадий дигрессии.
Практическая значимость. Полученные результаты могут быть использованы при
прогнозировании отклика хвойно-широколиственных и широколиственных экосистем на легко
и среднесуглинистых дерново-подзолистых почвах на рекреационное воздействие и выборе

оптимального управления лесопарками Москвы.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были представлены и обсуждались на Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» (Москва, 2010-2015), Международной научной конференции «Биодиагностика в экологической оценке почв и сопредельных сред» (Москва, 2013), V Всероссийской научной конференции по лесному почвоведению с международным участием «Разнообразие лесных почв и биоразнообразие лесов» (Пущино, 2013), на XVII Всероссийской научной конференции «Докучаевские молодежные чтения» (Санкт-Петербург, 2014), Всероссийской научной конференции «Научные основы устойчивого управления лесами» (Москва, 2014) и на заседании кафедры общего почвоведения факультета почвоведения МГУ имени М.В.Ломоносова (Москва, 2015).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 научных работ, в том числе 3 в рецензируемых журналах из перечня ВАК РФ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 170 страницах, содержит 53 рисунка, 22 таблицы; состоит из введения, 4 глав, выводов, списка литературы, включающего 332 источника (из них 92 на иностранном языке) и 2 приложений.
Благодарности. Автор выражает благодарность научному руководителю д.б.н. И.М.Рыжовой за руководство исследованиями, всестороннюю помощь и поддержку на всех этапах работы; к.б.н. Г.В.Стома за советы и консультации, к.б.н. В.М.Телесниной за помощь в составлении геоботанических описаний; д.б.н. А.Л.Степанову и д.б.н. Н.А.Манучаровой за помощь в проведении микробиологических исследований; к.б.н. А.А.Рахлеевой за помощь в изучении почвенной мезофауны, а также всем сотрудникам кафедры общего почвоведения за внимание и помощь в работе.

воды, но и самими посетителями. На тропе возрастает вариабельность почвенных свойств (Cole, 1995а, 1995г; Hylgaard, Liddle, 1981; Mariella, Norman, 2012a, 20126).
Данные о влиянии уплотнения на влажность почв разноречивы (Cole, Landres, 1995; Kissling et al., 2009). В некоторых работах показано, что на участках с уплотненной поверхностью влажность почвы ниже, чем на участках с рыхлой естественно сложенной почвой (Соколов, 1983; Cole, 19866; Amrein et al., 2005; Zhevelev, Pariente, 2008). Однако большинство исследователей отмечают, что в плотных слоях почвы из-за отсутствия активных корней растений влажность выше, в то время как на рыхлых участках - практически вся доступная влага расходуется на транспирацию (Соколов, 1983; Бганцова, 1987; Бганцова и др., 1987; Brown et al., 1977). Под тропами колебания влажности минимальны, а запасы влаги, как и на других нарушенных участках, повсеместно выше. Однако это не оказывает влияния на обеспечение влагой растений из-за высокой плотности этих почв (Соколов, 1983).
Различия во влажности почв при рекреации объясняются: большим поступлением атмосферных осадков из-за разреживания лесного полога, низкой водопроницаемостью уплотненных почв, наличием или отсутствием злаково-разнотравного покрова с мощной дерниной (Бганцова и др., 1987).
Температура почв. Уплотнение существенно влияет на температурный режим почв (Хлуденцов, 2010; Cole, Landres, 1995). Температурный оптимум для роста корней деревьев находится в пределах 8-14 °С (Бурова, Феклистов, 2007). Участки, подверженные рекреации, имеют более резкие колебания температуры почв. Большая теплопроводность уплотненных в результате рекреации почв в жаркие дни приводит к нагреванию почвы в среднем на 3-5° выше оптимальной температуры. При понижении температуры осенью рекреационно-уплотненные участки быстрее отдают свое тепло (Таран, Спиридонов, 1977; Соколов, 1983; Таран, 1985; Репшас, 1994; Мосина, 2012).
Окислительно-восстановительные условия
Сильное уплотнение поверхностного слоя почвы, а также избыточное переувлажнение
создает в корнеобитаемом слое условия близкие к анаэробным (Соколов, 1983; Егорова,
Лаврова, 1987). Изменяется газовый состав почв рекреационных лесов: уменьшается
количество О2 с 20 до 4%, а содержание СО2 пропорционально увеличивается до 16%. При этом
уже при содержании О2 < 10% практически полностью подавляется развитие корневой системы
(Kozlowski, 1999). Это вызывает изменение окислительно-восстановительных условий,
определяющих направленность в почве биохимических процессов и численность
микроорганизмов (Соколов, 1983). В почве рекреационного леса начинают преобладать
реакции восстановления, происходит накопление токсичных форм соединений, в частности,
закисного железа (Kuss, 1986). Активизация анаэробных процессов уменьшает активность