Transformation of physicochemical properties and CO2 emission of urban soils in the mountainous landscape of Sochi
- Authors: Rogozhina E.V.1, Zakharikhina L.V.1
-
Affiliations:
- Subtropical Scientific Centre of the Russian Academy of Sciences
- Issue: No 5 (2025): SPECIAL ISSUE devoted to the study of the role of natural and anthropogenic transformed soils in urban ecosystems
- Pages: 620-633
- Section: SOIL PHYSICS
- URL: https://journals.rcsi.science/0032-180X/article/view/294808
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0032180X25050066
- EDN: https://elibrary.ru/BWBMFX
- ID: 294808
Cite item
Abstract
Soils of two urban zones were studied: residential and park-recreational (conditionally background), formed in the conditions of mountainous relief of the city of Sochi (Black Sea coast of Russia). The recreational zone is the territory of the Sochi Arboretum Park. Here natural zonal soils – brown soils (Cambisols) and yellow soils (Acrisols) are distributed, in the residential zone structural-metamorphic abrasions (Technosols) are developed. The aim of the present work was to study the transformation of physicochemical properties of urban soils and their CO2 emission and to identify the factors influencing the intensity of CO2 emission in the urban landscapes of Sochi. Acid-base properties of soils of the residential zone (Technosols) and the composition of its main biogenic elements were transformed compared to the background under the influence of technogenesis. Alkalization of soils, increase of the sum of exchangeable bases and insignificant decrease of humus content are observed. Measurements of CO2 emission were made by the method of closed chambers using a portable infrared gas analyzer. On average, the intensity of carbon dioxide flux in the soils of the residential zone is 2.5% lower compared to the background. This is due to the transformation of the upper part of the urban soil profile as a result of construction of houses and cultivation of lawns. A high variability of CO2 emission in soils of urban landscapes was noted, averaging 48%. The main factors contributing to this pattern include: 1) soil domestication by introducing material from humus-accumulative horizons of chernozems, 2) seeding disturbed soils with lawn grasses. Minimal soil CO2 emission is observed in natural and natural-like biocenoses under woody vegetation. Assessment of the climate-forming role of urban soils of Sochi as a source/sink of greenhouse gases is possible taking into account all the factors mentioned above.
Keywords
About the authors
E. V. Rogozhina
Subtropical Scientific Centre of the Russian Academy of Sciences
Author for correspondence.
Email: RogojinaEW@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-8473-4217
Russian Federation, Sochi, 354002
L. V. Zakharikhina
Subtropical Scientific Centre of the Russian Academy of Sciences
Email: RogojinaEW@yandex.ru
Russian Federation, Sochi, 354002
References
- Ананьева Н.Д., Сушко С.В., Иващенко К.В., Васенев В.И. Микробное дыхание почв подтайги и лесостепи европейской части России. полевой и лабораторный подходы // Почвоведение. 2020. № 10. С. 1276–1286.
- Васенев В.И., Ауденховен А.П., Ромзайкина О.Н., Гаджиагаева Р.А. Экологические функции и экосистемные сервисы городских и техногенных почв. от теории к практическому применению (обзор) // Почвоведение. 2018. № 10. С. 1177–1191.
- Визирская М.М., Епихина А.С., Васенев В.И. Мазиров И.М., Ирма Э.А., Гусев Д., Тихонова М.В., Васенев И.И. Экологическая оценка роли городских газонов в формировании потоков парниковых газов // Вестник Российского университета дружбы народов. Сер. Агрономия и животноводство. 2013. № 5. С. 38–48.
- Епихина А.С., Визирская М.М., Васенев В.И. Мазиров И.М., Васенев И.И., Риккардо В. Инновационные методы мониторинга парниковых газов представительных ландшафтов мегаполиса // Вестник Российского университета дружбы народов. Сер. Агрономия и животноводство. 2012. № 5. С. 43–54.
- Икконен Е.Н., Гарсиа-Кальдерон Н.Е., Альварес-Артеага Г., Ибаньес-Уэрта А., Фуэнтес-Ромеро Э., Эрнанде Cолис Х.M. Концентрация СО2 в воздухе почв горных туманных лесов Южной Мексики // Почвоведение. 2013. № 2. С. 172–176.
- Классификация и диагностика почв России. Смоленск: Ойкумкна, 2004. 342 с.
- Копцик Г.Н., Кадулин М.С., Захарова А.И. Влияние техногенного загрязнения на эмиссию диоксида углерода почвами в Кольской Субарктике // Журнал общей биологии. 2015. Т. 76(1). С. 48–62.
- Кулачкова С.А., Коваленко А.В. Городские почвы одного из районов Новой Москвы как источники поступления метана и углекислого газа в атмосферу // Вестник Моск. ун-та. Сер. 17, почвоведение. 2021. № 4. С. 31–46.
- Неведров Н.П., Саржанов Д.А., Проценко Е.П., Васенев И.И. Сезонная динамика эмиссии СО2 из почв города Курска // Почвоведение. 2021. № C. 70–79.
- Никитин Д.А., Лысак Л.В., Мергелов Н.С., Долгих А.В., Зазовская Э.П., Горячкин С.В. Микробная биомасса, запасы углерода и эмиссия СО2 в почвах Земли Франца–Иосифа. высокоарктические тундры или полярные пустыни? // Почвоведение. 2020. № 4. C. 444–462.
- Практикум по агрохимии / Под ред. В.Г. Минеева. М.: Изд-во МГУ, 2001. 687 с.
- Рогожина Е.В., Захарихина Л.В. Олиготрофность микробного сообщества и динамика эмиссии СО2 желтоземов в условиях антропогенеза (на примере г. Сочи) // Субтропическое и декоративное садоводство. 2022. № 81. С. 161–171. http://doi.org/10.31360/2225-3068-2022-81-161-171
- Рогожина Е.В., Малюкова Л.С. Биофункциональное состояние агрогенно измененных почв под различными фитоценозами в субтропической зоне России // Плодоводство и виноградарство Юга России. 2021. Т. 67. С. 242–260. http://doi.org/10.30679/2219-5335-2021-1-67-242-260
- Саржанов Д.А., Васенев В.И., Сотникова Ю.Л., Тембо А., Васенев И.И., Валентини Р. Краткосрочная динамика и пространственная неоднородность эмиссии СО2 почвами естественных и городских экосистем Центрально-черноземного региона // Почвоведение. 2015. № 4. С. 469–478.
- Стома Г.В., Манучарова Н.А., Белокопытова Н.А. Биологическая активность микробных сообществ в почвах некоторых городов России // Почвоведение. 2020. № 6. С. 703–715.
- Якименко В.Н. Изменение содержания калия и магния в профиле почвы длительного полевого опыта // Агрохимия. 2019. № 3. С. 19–29. http://doi.org/10.1134/S0002188119030153
- Gorbov S.N., Vasenev V.I., Minaeva E.N. Tagiverdiev S.S., Skripnikov P.N., Bezuglova O.S. Short–Term dynamics of CO2 emission and carbon content in urban soil constructions in the steppe zone // Eurasian Soil Science. 2023. V. 56. P. 1270–1280. http://doi.org/10.1134/S1064229323601282
- Korneykova M.V., Vasenev V.I., Saltan N.V., Slukovskaya M.V., Soshina A.S., Zavodskikh M.S., Sotnikova Y.L., Dolgikh A.V. Analysis of CO2 emission from urban soils of the Kola Peninsula (European Arctic) // Eurasian Soil Science. 2023. V. 56. P. 1653–1666. http://doi.org/10.1134/S1064229323601749
- Koptsik G.N., Kupriianova Y.V., Kadulin M.S. Spatial variability of carbon dioxide emission by soils in the main types of forest ecosystems at the Zvenigorod Biological Station of Moscow State University // Moscow University Soil Science Bulletin. 2018. V. 73. P. 81–88. http://doi.org/10.3103/S0147687418020035
- Sarzhanov D.A., Vasenev V.I., Vasenev I.I., Sotnikova Y.L., Ryzhkov O.V., Morin T. Carbon stocks and CO2 emissions of urban and natural soils in Central Chernozemic region of Russia // Catena. 2017. V. 158. P. 131–140. http://doi.org/10.1016/j.catena.2017.06.021
- Sushko S.V., Ananyeva N.D., Ivashchenko K.V., Vasenev V., Kudeyarov V. Soil CO2 emission, microbial biomass, and microbial respiration of woody and grassy areas in Moscow (Russia) // J Soils Sediments. 2019. V. 19. P. 3217–3225. http://doi.org/10.1007/s11368-018-2151-8
- Upadhyay S., Raghubanshi A.S. Determinants of soil carbon dynamics in urban ecosystems // In Urban ecology. Elsevier. 2020. P. 299–314. http://doi.org/10.1016/B978-0-12-820730-7.00016-1
- Working Group WRB. World Reference Base for Soil Resources 2014. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. World Soil Resources Reports № 106. FAO. Rome, 2015. 181 p. http://doi.org/3/i3794en/I3794en.pdf
- Zakharikhina L.V., Burtovoy A.V. Anthropogenic Evolution of Zheltozems in the Sochi Sanatorium Area // Eurasian Soil Science. 2020. V. 53. P. 820–828. http://doi.org/10.1134/S1064229320060149
- Zakharikhina L.V., Malyukova L.S., Ryndin A.V. Genesis and geochemistry of the soils of urban landscapes of the Black Sea coast of Russia // Catena. 2022. V. 210. P. 105881. http://doi.org/10.1016/j.catena.2021.105881
Supplementary files
