Масштабное исследование, проведенное учёными Южного федерального университета, показало, что антропогенная деятельность существенно трансформирует строение и функции городских почв. Эти изменения не только оказывают влияние на экологическое состояние городской среды, но и могут выступать значимым фактором в глобальном углеродном цикле.
Под асфальтом улиц, брусчаткой дворов и фундаментами домов формируются сложные процессы, которые исследователи всё чаще называют «почвенной трансформацией мегаполиса». Чтобы понять глубину этих изменений, важно представить, как выглядит природная почва, например чернозем обыкновенный степей Ростовской области, служащий эталоном естественного почвообразования.
В природных условиях почва формируется тысячелетиями, и её профиль напоминает «слоёный пирог». В верхних горизонтах накапливается органический углерод – гумус, образующийся из перегнивших растений. С глубиной его содержание закономерно уменьшается. Такая структура позволяет почве надёжно хранить углерод, поддерживать плодородие и обеспечивать устойчивость экосистем.
Коллектив научно-испытательной лаборатории «Биогеохимия» Академии биологии и биотехнологии ЮФУ более 10 лет исследует почвы различных функциональных зон: парков, жилых кварталов, промышленных территорий. В 2025 году в рамках гранта Российского научного фонда удалось внести дополнительный вклад в «почвенную инвентаризацию» Ростовской агломерации.
Руководитель гранта, младший научный сотрудник Павел Скрипников рассказал, что в ходе исследования было заложено и описано 13 полнопрофильных почвенных разрезов в разных функциональных зонах, проанализирован каждый горизонт. Такой подход позволил выявить принципиальные различия между относительно сохранными парками и урбанизированными зонами.
«В парках, таких как Ботанический сад ЮФУ или парк имени Чуковского, распределение углерода в почве соответствовало ожидаемой закономерности: его содержание постепенно снижалось с глубиной. Однако в жилых и промышленных зонах мы обнаружили выраженное нарушение этого порядка. Богатые углеродом горизонты могли оказаться на глубине полуметра, тогда как на поверхности оказывались слои с минимальным содержанием углерода. При этом общее количество углерода в профиле до метра оставалось сопоставимым в разных функциональных зонах города», — рассказал Павел Скрипников.
Почва, хранящая углерод правильным образом — это краеугольный камень экологической устойчивости. Стабильный гумус, законсервированный в глубоких, ненарушенных горизонтах, разлагается медленно. Благодаря этому почва функционирует как надежное и долговременное хранилище углерода, выводя его из атмосферного оборота на столетия. Одновременно она сохраняет высокое плодородие, обладает выраженной структурностью и способностью удерживать влагу, что критически важно для развития городской растительности и поддержания благоприятного микроклимата.
«Почва, в которой углерод распределён хаотично, представляет собой скрытую экологическую проблему. Под воздействием интенсивной антропогенной нагрузки такие почвы часто оказываются уплотнёнными, что ограничивает дыхание корней и приводит к деградации растительного покрова. Органическое вещество, оказавшееся не на своем месте — например, погребенное глубоко под слоем асфальта или щебня — на длительное время выпадает из углеродного цикла и может вступить в протекающие без доступа кислорода процессы с выделением метана, еще более мощного парникового газа», — объяснил Павел Скрипников.
Исследования, выполненные командой Павла Скрипникова, позволили впервые не только зафиксировать данное явление, но и систематизировать его. Примененная методика с закладкой почвенных разрезов с последующим послойным анализом дала уникальный материал, который станет дополнением для будущих почвенных карт города. Эти карты позволят выявить территории, где под поверхностью у нас все еще сохранились «островки стабильности», и зоны, в которых почвенный покров полностью трансформирован и требует особого внимания. Подобные знания являются ключевым условием для экологически грамотного управления почвенными ресурсами Ростова-на-Дону и других крупных городов.
Исследование выполнено на базе Южного федерального университета при поддержке гранта Российского научного фонда №24-27-00390.
Некоторые результаты опубликованы в таких журналах, как Environmental Monitoring and Assessment, Почвоведение (Eurasian Soil Science) и Вопросы лесной науки.