Forestry Engineering Journal Forestry Engineering Journal Лесотехнический журнал 2222-7962 64499 10.34220/issn.2222-7962/2023.1/17 Экология Ecology Экология Influence of forest belts on the total content of Pb and Cd and their exchange compounds in leached chernozems Влияние лесополос на валовое содержание Pb и Сd и их обменные соединения в черноземах выщелоченных Тихонова Елена Николаевна Tikhonova Elena Nikolaevna Tichonova-9@mail.ru

кандидат биологических наук;

candidate of sciences in biology;

 Горбунова Надежда Сергеевна Gorbunova Nadezhda Sergeevna vilian@list.ru

кандидат биологических наук;

candidate of sciences in biology;

 Сафонова Анастасия Александровна Safonova Anastasia A. anastasi.safonova18@gmail.com Трещевская Элла Игоревна Treschevskaya Ella Igorevna ehllt@yandex.ru

доктор сельскохозяйственных наук;

doctor of agricultural sciences;

 Е Цзяолун Ye Jiaolong yjl051766@163.com Юань Хун Yuan Hong yhyyda@qq.com Ма Чаньхуа Ma Chanhua mchchengdu@163.com Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G.F. Morozov Воронежский государственный университет Воронеж Россия Voronezh State University Voronezh Russian Federation Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова Воронеж Россия FSBE Institution of Higher Education Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G.F. Morozov Voronezh Russian Federation Сычуаньский Институт ядерной геологии Ченгу Китайская Народная Республика Sichuan institute of nuclear geology Chengdu China Сычуаньский Институт ядерной геологии Чэнду Россия Sichuan institute of nuclear geology Chengdu Russian Federation Сычуаньский Институт ядерной геологии Чэнду Россия Sichuan institute of nuclear geology Chengdu Russian Federation 16 05 2023 16 05 2023 13 1 257 267 30 11 2022 22 04 2023 http://lestehjournal.ru/en/journal/2023/no-1-49/influence-forest-belts-total-content-pb-and-cd-and-their-exchange-compounds

Создание искусственных лесополос является эффективным методом мелиорации земель. Лесополосы положительно влияют на предотвращение эрозионных процессов, формирование тепловлажностного режима, снижение турбулентного обмена в приземном слое воздуха и снижение доли углекислого газа в атмосфере. Важной особенностью лесных насаждений является предотвращение загрязнения почвы тяжелыми металлами (ТМ). Это происходит за счет профильного перераспределения ТМ и частичной ремедиации почв. Полученные данные подтверждают это положение. Выявлена достоверная трансформация выщелоченных черноземов под влиянием разновозрастных лесополос по сравнению с пахотными почвами на территории ВНИИ сахарной свеклы и сахара им. А.Л. Мазлумова. Лесной тип растительности способствует более устойчивым экосистемам за счет стабилизации содержания гумуса и его равномерного распределения по почвенному профилю. Корреляционный анализ выявил тесную связь между содержанием гумуса, рН почвенного раствора и валовым содержанием, а также обменными соединениями ТМ. Выявлено увеличение концентрации ТМ в верхнем слое пахотного чернозема; это было вызвано активными выбросами выхлопных газов сельскохозяйственной техники и внесением минеральных удобрений. На территории провинции Сычуань (юго-запад Китая) планируется проектирование лесополос с целью восстановления загрязненных почв. Этот проект нуждается в дополнительных исследованиях, которые планируется провести в ближайшем будущем.

The creation of artificial forest belts is an effective method of land reclamation. Forest belts have a positive impact on prevention of erosion processes, formation of heat and moisture regimes, reduction of turbulent exchange in the surface air layer and reduction of carbon dioxide share in the atmosphere. An important feature of forest plantations is the prevention of soil contamination with heavy metals (HM). It occurs due to profile redistribution of HM and partial remediation of soils. The obtained data confirm this position. Reliable transformation of leached chernozems under the influence of different-age forest belts in comparison with arable soils on the territory of All-Russian Research Institute of Sugar Beet and Sugar named after A.L. Mazlumov was revealed. Forest vegetation type contributes to more sustainable ecosystems due to stabilization of humus content and its uniform distribution throughout the soil profile. Correlation analysis revealed a close relationship between content of humus, soil solution pH and the gross content, as well as the exchangeable compounds of HM. An increase in the concentration of HM in the upper layer of arable chernozem was revealed; it was caused by active emissions of exhaust gases from agricultural machinery and the application of mineral fertilizers. The design of forest belts in order to restore contaminated soils is planned in the territory of Sichuan Province (southwest China). This project needs additional research, which is planned to be carried out in the future.

 тяжелые металлы свинец кадмий валовое содержание обменные соединения разновозрастные лесопо-лосы пашня выщелоченные черноземы heavy metals lead cadmium gross content exchange compounds forest belts of different ages arable land leached chernozems исследование было проведено при финансовой поддержке Фонда поддержки научных и технологических исследований провинции Сычуань [грант №. 2021JDGD0014 и 2022YFH0037] this research was financially supported by the Science and Technology Key Research Support Foundation of Si-chuan Province [grant no. 2021JDGD0014, and 2022YFH0037]

Горбунова Н. С., Громовик А. И., Черепухина И. В., Владимиров Д. Р., Федотов С. В., Цзяолун Е., Хунмэй Ч., Хун Ю., Чаньхуа Ма. Сорбционная способность органического вещества к тяжелым металлам и ее применение при восстановлении загрязненных почв. АгроЭкоИнфо: Электронный научно-производственный журнал. 2022;6(54).Режим доступа: DOI: https://doi.org/10.51419/202126620. : Gorbunova N. S., Gromovik A. I., Cherepuhina I. V., Vladimirov D. R., Fedotov S. V., Czyaolun E., Hunmey Ch., Hun Yu., Chan'hua Ma. Sorbcionnaya sposobnost' organicheskogo veschestva k tyazhelym metallam i ee primenenie pri vosstanovlenii zagryaznennyh pochv. AgroEkoInfo: Elektronnyy nauchno-proizvodstvennyy zhurnal. 2022;6(54).Rezhim dostupa: DOI: https://doi.org/10.51419/202126620. : Горбунова Н. С., Громовик А. И., Черепухина И. В., Терентьева Ю. Ю. Сорбционные процессы в почвах. Вопросы изучения и современное состояние проблемы. Сорбционные и хроматографические процессы. 2021;21(2):265-275.Режим доступа: DOI: https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2021.21/3360. Gorbunova N. S., Gromovik A. I., Cherepuhina I. V., Terent'eva Yu. Yu. Sorbcionnye processy v pochvah. Voprosy izucheniya i sovremennoe sostoyanie problemy. Sorbcionnye i hromatograficheskie processy. 2021;21(2):265-275.Rezhim dostupa: DOI: https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2021.21/3360. Клименко О. Е., Клименко Н. И. Изменение свойств агрочерноземов сегрегационных Крыма под влиянием различных лесонасаждений. Почвоведение. 2021;5:606-619. Режим доступа: DOI: https://doi.org/10.31857/S0032180X21050129. Klimenko O. E., Klimenko N. I. Izmenenie svoystv agrochernozemov segregacionnyh Kryma pod vliyaniem razlichnyh lesonasazhdeniy. Pochvovedenie. 2021;5:606-619. Rezhim dostupa: DOI: https://doi.org/10.31857/S0032180X21050129. Крамарева Т. Н., Горбунова Н. С., Куликова Е. В. Миграционные особенности тяжелых металлов в лесных ландшафтах. Лесотехнический журнал. 2021;11.4(44):68-78. Режим доступа: DOI: https://doi.org/10.34220/issn.2222-7962/2021.4/6 Kramareva T. N., Gorbunova N. S., Kulikova E. V. Migracionnye osobennosti tyazhelyh metallov v lesnyh landshaftah. Lesotehnicheskiy zhurnal. 2021;11.4(44):68-78. Rezhim dostupa: DOI: https://doi.org/10.34220/issn.2222-7962/2021.4/6 Мамонов Д. Н., Морковина С. С., Матвеев С. М., Шешницан С. С. Сравнительная оценка методов учёта депонирования углерода сосново-берёзовыми лесными насаждениями Воронежской области. Лесотехнический журнал. 2022;12.3(47):4-15. Режим доступа: DOI: https://doi.org/10.34220/issn.2222-7962/2022.3/1. Mamonov D. N., Morkovina S. S., Matveev S. M., Sheshnican S. S. Sravnitel'naya ocenka metodov ucheta deponirovaniya ugleroda sosnovo-berezovymi lesnymi nasazhdeniyami Voronezhskoy oblasti. Lesotehnicheskiy zhurnal. 2022;12.3(47):4-15. Rezhim dostupa: DOI: https://doi.org/10.34220/issn.2222-7962/2022.3/1. Плеханова И. О., Золотарева О. А. Экологическое нормирование состояния почв, загрязненных тяжелыми металлами. Агрохимия. 2020;10:79-88. Режим доступа: DOI: https://doi.org/10.31857/S0002188120100099. Plehanova I. O., Zolotareva O. A. Ekologicheskoe normirovanie sostoyaniya pochv, zagryaznennyh tyazhelymi metallami. Agrohimiya. 2020;10:79-88. Rezhim dostupa: DOI: https://doi.org/10.31857/S0002188120100099. Русакова И. В. Сравнительная оценка влияния традиционной и биологизированной систем земледелия на агрохимические, биологические свойства и биологическое качество органического вещества серой лесной почвы Владимирского ополья. Агрохимия. 2021;12:15-22. Режим доступа: DOI: https://doi.org/10.31857/S0002188121120127. Rusakova I. V. Sravnitel'naya ocenka vliyaniya tradicionnoy i biologizirovannoy sistem zemledeliya na agrohimicheskie, biologicheskie svoystva i biologicheskoe kachestvo organicheskogo veschestva seroy lesnoy pochvy Vladimirskogo opol'ya. Agrohimiya. 2021;12:15-22. Rezhim dostupa: DOI: https://doi.org/10.31857/S0002188121120127. Щеглов Д. И., Громовик А. И, Горбунова Н. С. Основы химического анализа почв. 2019:332. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/wiyzef. Scheglov D. I., Gromovik A. I, Gorbunova N. S. Osnovy himicheskogo analiza pochv. 2019:332. Rezhim dostupa: https://www.elibrary.ru/wiyzef. Chendev Y. G., Gennadiev A. N., Smirnova M. A. et al. Early Stages of the Evolution of Chernozems under Forest Vegetation (Belgorod Oblast). Eurasian Soil Sc. 2022;55:387-403. Режим доступа: https://doi.org/10.1134/S1064229322040068. Chendev Y. G., Gennadiev A. N., Smirnova M. A. et al. Early Stages of the Evolution of Chernozems under Forest Vegetation (Belgorod Oblast). Eurasian Soil Sc. 2022;55:387-403. Rezhim dostupa: https://doi.org/10.1134/S1064229322040068. Chernov T. I., Zhelezova A. D. The Dynamics of Soil Microbial Communities on Different Timescales. Eurasian Soil Science. 2020;5:643-652. Режимдоступа: DOI: https://doi.org/10.1134/S106422932005004X. Chernov T. I., Zhelezova A. D. The Dynamics of Soil Microbial Communities on Different Timescales. Eurasian Soil Science. 2020;5:643-652. Rezhimdostupa: DOI: https://doi.org/10.1134/S106422932005004X. Chernova O. V., Bezuglova O. S. Use of background concentrations of heavy metals for regional monitoring of soil contamination by the example of Rostov oblast. Eurasian Soil Sci.2019;52(8):1007. DOI: https://doi.org/10.1134/S1064229319080040. Chernova O. V., Bezuglova O. S. Use of background concentrations of heavy metals for regional monitoring of soil contamination by the example of Rostov oblast. Eurasian Soil Sci.2019;52(8):1007. DOI: https://doi.org/10.1134/S1064229319080040. Ebabu K., Tsunekawa A., Tsubo M. Global Analysis of cover management and support practice factors that control soil erosion and conservation. International Soil and Water Conservation Research. 2022;10.2:161-176. DOI: https://doi.org/10.1016/j.iswcr.2021.12.002. Ebabu K., Tsunekawa A., Tsubo M. Global Analysis of cover management and support practice factors that control soil erosion and conservation. International Soil and Water Conservation Research. 2022;10.2:161-176. DOI: https://doi.org/10.1016/j.iswcr.2021.12.002. Kalinitchenko V. P., Glinushkin A. P., Swidsinski A. V., Minkina T. M., Andreev A. G., Mandzhieva S. S., Sushkova S. N., Makarenkov D. A., Ilyina L. P., Chernenko V. V., Zamulina I. V., Larin G. S., Zavalin A. A., Gudkov S. V. Thermodynamic mathematical model of the kastanozem complex and new principles of sustainable semiarid protective silviculture management.Environmental Research. 2021;194:110605. DOI: https://doi.org/10.1016/j.envres.2020.110605. Kalinitchenko V. P., Glinushkin A. P., Swidsinski A. V., Minkina T. M., Andreev A. G., Mandzhieva S. S., Sushkova S. N., Makarenkov D. A., Ilyina L. P., Chernenko V. V., Zamulina I. V., Larin G. S., Zavalin A. A., Gudkov S. V. Thermodynamic mathematical model of the kastanozem complex and new principles of sustainable semiarid protective silviculture management.Environmental Research. 2021;194:110605. DOI: https://doi.org/10.1016/j.envres.2020.110605. Mikhin V. I., Taniykevich V. V., MikhinaE. A. Growth and ameliorative roleof protective plantation in conditions of forest-steppe zone IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. International Forestry Forum "Forest ecosystems as global resource of the biosphere: calls, threats, solutions".2020;595:012045. DOI: https://doi.org/10.1088/1755-1315/595/1/012045. Mikhin V. I., Taniykevich V. V., MikhinaE. A. Growth and ameliorative roleof protective plantation in conditions of forest-steppe zone IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. International Forestry Forum "Forest ecosystems as global resource of the biosphere: calls, threats, solutions".2020;595:012045. DOI: https://doi.org/10.1088/1755-1315/595/1/012045. Minkina T. M., Mandzhieva S. S., Burachevskaya M. V., Bauer T. V., Sushkova S. N. Method of determining loosely bound compounds of heavy metals in the soil. MethodsX. 2018; 5:217-226. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mex.2018.02.007. Minkina T. M., Mandzhieva S. S., Burachevskaya M. V., Bauer T. V., Sushkova S. N. Method of determining loosely bound compounds of heavy metals in the soil. MethodsX. 2018; 5:217-226. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mex.2018.02.007. Mitra S., Chakraborty A. J., Tareq A. M., Emran T. B., Nainu E., Khusro A., Abubakr M. I., Khandaker M. U., Osman H., Alhumaydhi F. A., Simal-Gandara J. Impact of heavy metals on the environment and human health: Novel therapeutic insights to counter the toxicity Journal of King Saud University - Science. 2022:101865. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jksus.2022.101865. Mitra S., Chakraborty A. J., Tareq A. M., Emran T. B., Nainu E., Khusro A., Abubakr M. I., Khandaker M. U., Osman H., Alhumaydhi F. A., Simal-Gandara J. Impact of heavy metals on the environment and human health: Novel therapeutic insights to counter the toxicity Journal of King Saud University - Science. 2022:101865. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jksus.2022.101865. Neaman A., Robinson B., Minkina T. M., Vidal K., Mench M., Krutyakov Y. A., Shapoval O. A.Feasibility of metal(loid) phytoextraction from polluted soils: the need for greater scrutiny. Environmental Toxicology and Chemistry. 2020;39(8):1469. Режим доступа: DOI: https://doi.org/10.1002/etc.4787. Neaman A., Robinson B., Minkina T. M., Vidal K., Mench M., Krutyakov Y. A., Shapoval O. A.Feasibility of metal(loid) phytoextraction from polluted soils: the need for greater scrutiny. Environmental Toxicology and Chemistry. 2020;39(8):1469. Rezhim dostupa: DOI: https://doi.org/10.1002/etc.4787. Olson K. R., Gennadiev A. N.Dynamics of soil organic carbon storage and erosion due to land use change (Illinois, USA) Eurasian Soil Sci.2020;53(4);436. DOI: https://doi.org/10.1134/S1064229320040122. Olson K. R., Gennadiev A. N.Dynamics of soil organic carbon storage and erosion due to land use change (Illinois, USA) Eurasian Soil Sci.2020;53(4);436. DOI: https://doi.org/10.1134/S1064229320040122. Plekhanova I. O., Zolotareva O. A., Tarasenko I. D., Yakovlev A. S. Assessment of ecotoxicity of soils contaminated by heavy metals.Eurasian Soil Sci. 2019;52(10):1274. DOI: https://doi.org/10.1134/S1064229319100089. Plekhanova I. O., Zolotareva O. A., Tarasenko I. D., Yakovlev A. S. Assessment of ecotoxicity of soils contaminated by heavy metals.Eurasian Soil Sci. 2019;52(10):1274. DOI: https://doi.org/10.1134/S1064229319100089. Rajput V. D., Minkina T. M., Kumari A., Shende S. S., Ranjan A., Barakhov A. V., Rajput P., Sushkova S. N., Faizan M., Singh A., Khabirov I., Gromovik A., Gorbunova N., Nazarenko O., Kızılkaya R. A review on nanobioremediation approaches for restoration of contaminated soil. Eurasian Journal of Soil Science. 2022;11(1):12020. DOI: https://doi.org/10.18393/EJSS.990605. Rajput V. D., Minkina T. M., Kumari A., Shende S. S., Ranjan A., Barakhov A. V., Rajput P., Sushkova S. N., Faizan M., Singh A., Khabirov I., Gromovik A., Gorbunova N., Nazarenko O., Kızılkaya R. A review on nanobioremediation approaches for restoration of contaminated soil. Eurasian Journal of Soil Science. 2022;11(1):12020. DOI: https://doi.org/10.18393/EJSS.990605. Tang Y., Shao Q., Shi T. et al. Spatiotemporal dynamics of forest ecosystem carbon budget in Guizhou: customisation and application of the CBM-CFS3 model for China. Carbon Balance Manage. 2022;17:10. DOI: https://doi.org/10.1186/s13021-022-00210-0. Tang Y., Shao Q., Shi T. et al. Spatiotemporal dynamics of forest ecosystem carbon budget in Guizhou: customisation and application of the CBM-CFS3 model for China. Carbon Balance Manage. 2022;17:10. DOI: https://doi.org/10.1186/s13021-022-00210-0. Vodyanitskii Y., Minkina T., Bauer T.Method for calculation the selectivity of reagents extracting heavy metals mobile compounds from soil.Applied Geochemistry. 2020;116:104570. Режимдоступа: DOI: https://doi.org/10.1016/j.apgeochem.2020.104570. Vodyanitskii Y., Minkina T., Bauer T.Method for calculation the selectivity of reagents extracting heavy metals mobile compounds from soil.Applied Geochemistry. 2020;116:104570. Rezhimdostupa: DOI: https://doi.org/10.1016/j.apgeochem.2020.104570. Bryndina, L. Restoration of soil microbiological activity after herbicide stress / L. Bryndina, I. Svistova, O. Baklanova. Forestry Engineering Journal. 2022; 12 (46):43-55. DOI: https://doi.org/10.34220/issn.2222-7962/2022.2/4. Bryndina, L. Restoration of soil microbiological activity after herbicide stress / L. Bryndina, I. Svistova, O. Baklanova. Forestry Engineering Journal. 2022; 12 (46):43-55. DOI: https://doi.org/10.34220/issn.2222-7962/2022.2/4.