Экологические функции городских почвы

Экологические функции городских почв

Известно, что почвообразовательные процессы, являются результатом воздействия на почву других природных сред (атмосфера, грунт, живое вещество), превращения и передвижения веществ в почве (Роде, 1971).

Почвы, формирующиеся в урбоэкосистеме, аналогично естественным почвам (Добровольский, Никитин, 1990), выполняют роль базисной составляющей, в них замыкаются биогеохимические круговороты веществ, происходит биохимическое преобразование культурного насыпного слоя, трансформация поверхностных вод в грунтовые, они являются питательным субстратом для растений. Почва служит банком семян, регулятором газового обмена и т.д.

Городские почвы выполняют в городе разнообразные экологические функции.

Главными функциями городской почвы являются: продуктивность, т.е. пригодность для произрастания зеленых насаждений, способность сорбировать в толще загрязняющие вещества, спосбность удерживать их от проникновения в почвенно-грунтовые воды, способность препятствовать поступлению илисто-пылеватых частиц в городской воздух.

Роль почвы в городе существенна и разнообразна. Выполняя важные средообразующие функции, почва изменяет химический состав ат

мосферных осадков и подземных вод, она является универсальным биологическим адсорбентом, поставщиком и регулятором содержания С02, 02, N2 в воздухе (табл. 10.6; рис. 10.9).

Рис. 10.9. Роль почвы в городских экосистемах

В крупных городах — мегаполисах, особенно в промышленных центрах, происходит значительная деградация экологических функций городских почв.

Почва в городе является хорошим поглотительным барьером газовых примесей, в том числе поступающих от автотранспорта, ТЭЦ, заводов и т.д., она также регулирует газовый состав атмосферы путем выделения и поглощения газов (метан, аммиак, углекислый газ и др.).

Благодаря определенным биогеохимическим свойствам и огромной активной поверхности тонкодисперсной части почва превращается в «депо» токсических соединений и одновременно становится одним из важнейших биогеохимических барьеров для большинства соединений (ТМ, излишки минеральных удобрений, пестициды, нефтепродукты и т.д.) на пути их перехода из атмосферы города в грунтовые воды и речную сеть. Но в некоторых случаях почва сама становится источником загрязнения.

Возможная трансформация и деградация экологических функций

городских почв

Широко распространенное в крупных городах подтопление приводит к формированию оползней и оплывин на склонах, нарушению органопрофиля почвы и проявлению процессов оглеения. Подтопление изменяет химический состав подземных вод, прочностные показатели грунтов, способствует распространению загрязнителей из почв и грунтов в грунтовые воды. В городах России подтопление стало особенно развиваться с 1950-х годов. Ныне подтоплению подвержены почти 90% российских городов, в том числе Архангельск (100% площади), Астрахань, Санкт-Петербург и Тула (80%), Москва (до 75% площади).

Городские территории подвержены также иссушению вследствие особенностей теплового баланса каменных поверхностей и неблагоприятных гидрогеологических условий (карст, карьеры, выработки, строительство шоссейных дорог и коммуникаций), что ведет к нарушению естественных поверхностных и внутрипочвенных водных потоков.

Иссушение почвы вокруг домов ведет к деградации растительности, разрушению дернины и снижению общей продуктивности. При этом увеличивается площадь открытых незадернованных и неозелененных поверхностей, подверженных ветровой эрозии.

В крупных городах и промышленных центрах до 70-90% поверхности почвы запечатано асфальтобетоном или жилыми и промышленными постройками, вследствие чего большая доля загрязненных осадков минует почвенное тело и непосредственно уходит через канализацию в водоемы и речную сеть.

Асфальтобетонное покрытие защищает почву от основной массы загрязнителей и препятствует проникновению в нее дождевых осадков, изменяет водно-воздушный режим. Жизнедеятельность микроорганизмов свидетельствует о газообмене воздуха почвы с воздухом атмосферы. Одним из негативных последствий является эффект теплицы, создающийся в результате запечатывания почвы. Без естественной аэрации происходит переувлажнение почвы, что способствует повышению влажности в подвалах и разрушению фундаментов. В результате страдает здоровье жителей нижних этажей: наблюдается повышенная влажность помещения, развитие патогенной и грибковой микрофлоры.

Озелененные участки в городе достаточно неустойчивы к антропогенным нагрузкам, основными из которых является переуплотнение почвы в результате вытаптывания. Наиболее подвержены вытаптыванию скверы и бульвары в густонаселенных районах.

Экологически неорганизованные, неозелененные городские территории являются дополнительным источником твердого вещества, поступившего в атмосферу, усиливая запыленность воздуха городов токсичными веществами.

При максимальном химическом загрязнении почва теряет способность к продуктивности и биологическому самоочищению, происходит потеря экологических функций и деградация урбосистемы. Изменяется состав, структура и численность микрофлоры и мезофауны.

Выполняя санитарные и рекреационные функции, почва определя- ff\ ет условия жизни человека в городе. Санитарно-гигиенические фун- /II кции почвы очень важны для города, поскольку почва является хо- рошим антисептиком, способствуя уничтожению патогенных г микроорганизмов и разлагая органические остатки и продукты обмена живых организмов.

Источник

10.5. Экологическая роль городских почв

Известно, что почвообразовательные процессы, являются результа­том воздействия на почву других природных сред (атмосфера, грунт, жи­вое вещество), превращения и передвижения веществ в почве. В городской почве, в отличие от естественноисторических почв, появля­ются новые компоненты, энергетические и вещественные связи, прису­щие урбанизированным экосистемам.

Почвы, формирующиеся в урбоэкосистеме, аналогично естествен­ным почвам, выполняют роль базисной составляющей, в них замыкаются биогеохимические круговороты ве­ществ, происходит биохимическое преобразование культурного насып­ного слоя, трансформация поверхностных вод в грунтовые, они являют­ся питательным субстратом для растений. Почва служит банком семян, регулятором газового обмена и т.д.

Городские почвы выполняют в городе разнообразные экологичес­кие функции.

Главными функциями городской почвы являются:

• продуктивность, т.е. пригодность для произрастания зеленых на­саждений,

• способность сорбировать в толще загрязняющие вещества,

• спосбность удерживать их от проникновения в почвенно-грунтовые воды,

• способность препятствовать поступлению илисто-пылеватых ча­стиц в городской воздух.

Роль почвы в городе существенна и разнообразна. Выполняя важ­ные средообразующие функции, почва изменяет химический состав атмосферных осадков и подземных вод, она является универсальным био­логическим адсорбентом, поставщиком и регулятором содержания СО₂, О₂, N₂ в воздухе.

Почва в городе является хорошим поглотительным барьером газо­вых примесей, в том числе поступающих от автотранспорта, ТЭЦ, заво­дов и т.д., она также регулирует газовый состав атмосферы путем выде­ления и поглощения газов (метан, аммиак, углекислый газ и др.).

Благодаря определенным биогеохимическим свойствам и огромной активной поверхности тонкодисперсной части почва превращается в «депо» токсических соединений и одновременно становится одним из важ­нейших биогеохимических барьеров для большинства соединений (ТМ, излишки минеральных удобрений, пестициды, нефтепродукты и т.д.) на пути их перехода из атмосферы города в грунтовые воды и речную сеть. Но в некоторых случаях почва сама становится источником загрязнения.

Одно из основных требований к почвам в городах — обеспечение оптимальных условий произрастания зеленых растений. При доста­точной обеспеченности городских почв основными питательными эле­ментами, лимитирующим фактором почвенного плодородия и су­ществования растений следует считать высокие значения рН (> 7,0), переуплотненение и загрязнение ТМ, углеводородами и другими ток­сичными веществами.

Таким образом, в городах антропогенный фактор почвообразо­вания преобладает над естественными, что вызывает формирование специфических типов почв и почвоподобных тел. Городские почвы созданы постоянно протекающими процессами перемешивания, насыпания, погребения и (или) загрязнения почв и грунтов урбаногенным материалом.

Источник

Экологические функции городских почв

В связи с ростом урбанизации на планете повысилось внимание к городским почвам. Отличие городских почв от почв природных ландшафтов в том, что их свойства формируются под влиянием антропогенных факторов.

В городской среде почвы выполняют практически те же функции, что и в природных экосистемах (табл. 2.1).

С участием почв в антропоэкосистемах города про­текают биогеохимические циклы различных химических веществ (природного и техногенного происхождения), в них происходит преобразование культурного насыпного слоя, трансформация поверхностных вод в грунтовые, они являются питательным субстратом для выращиваемых растений.

Экологические функции городских почв (Почва, город, экология, 1997)

Утилитарное значение имеют плодородие этих почв, при­годность их для произрастания зеленых насаждений, почвы служат банком для семян, регулятором газового обмена.

Особую значимость в урбанизированных ландшафтах приобретает протекторная функция почвы (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Протекторные функции почвы в городской экосистеме (Почва, город, экология, 1997)

Благодаря специфическим биогеохимическим свойст­вам и огромной активной поверхности тонкодисперсной части почва превращается в «депо», задерживающее за­грязняющие вещества, и одновременно становится одним из важнейших биогеохимических барьеров для многих из них (ТМ, пестицидов, нефтепродуктов и т. д.) на пути их миграции из атмосферы города в грунтовые воды и реч­ную сеть.

Источник

Тема 5. Экология городских почв

И.А. Литвенкова
Экология городской среды: урбоэкология
Курс лекций. – Витебск: Издательство УО «ВГУ им. П.М.Машерова», 2005 – 163 с.

Тема 5. Экология городских почв

1. Почва в условиях городской среды. Понятие урбанозем

В широком понимании городская почва – это любая почва, функционирующая в окружающей среде города. Развитие городских экосистем в отличие от природных, определяется не столько естественными природными процессами, сколько деятельностью человека (которая одновременно является и пусковым механизмом и постоянным регулятором городского почвообразования). Поэтому в городе имеет место значительное изменение всех факторов почвообразования и особенно почвообразующих пород.

Современное почвообразование в городе протекает как в естественных почвах, на культурном слое антропогенных отложений, так и на грунтах, не измененных почвообразованием и влиянием человека. Культурный слой представляет собой исторически сложившуюся систему напластований, образовавшуюся в результате деятельности человека. Мощность культурного слоя различна и может колебаться от нескольких сантиметров до десятков метров. Почвы, формирующиеся на мощном культурном слое, имеют ряд химических особенностей. В них происходит смещение в щелочную сторону реакции среды почвенных растворов и аккумуляция таких элементов, как фосфор, сера, азот, магний и др.

В городе встречаются:

«запечатанные» территории под покрытием, непроницаемым для водного и воздушного обмена, так называемый урбанозем — новый тип почв, образуемый на застроенных участках города;

для городов характерны также техноземы – почвы, создаваемые человеком в процессе рекультивации тех или иных объектов хозяйственного освоения участков земли;

открытые территории, которые могут быть озелененными, где почвы сохраняют свои экологические функции;

не озелененные территории, где растительность представлена сорными и рудеральными видами, а почвы деградируют, теряя плодородие и основные свойства.

Для урбанозема и технозема характерно:

1) Отсутствие четко выраженных горизонтов;

2) Мозаичный характер окраски;

3) Малая пористость и повышенная плотность;

4) Часто происходит нарушение или отсутствие структуры: почва состоит из очень мелких частиц, диаметром до 0,001 мм в следствии чего наблюдается плохая аэрация, инфильтрация почвенного покрова. Характерны процессы дефляции почв – раздувания мелких частиц ветром, происходящие за счет ухудшения структуры почвы и нарушения травянистого покрова в условиях антропогенных нагрузок города.

Экологические функции почвы в городе

1. В первую очередь почва является средой, обеспечивающей условия роста и развития растений в городе, путем удовлетворения их потребностей не только в питательных веществах, но и во влаге, пространстве, тепле.

2. Очень важная функция городских почв заключается в очищении окружающей среды от различного рода загрязняющих твердых, жидких и газообразных веществ. Так почвы являются универсальным фильтром на пути миграции в реки и грунтовые воды тяжелых металлов, органических веществ и других продуктов жизнедеятельности города. Почвы влияют на химический состав подземных вод. Благодаря своим биогеохимическим свойствам и мелкодисперсной структуре почва может превращаться в «депо» токсических соединений, и она же может играть до известной степени роль барьера для солей тяжелых металлов, пестицидов, нефтепродуктов, минеральных удобрений на пути их миграции в грунтовые воды.

3. Важная роль принадлежит почве в регулировании газового состава атмосферы, ее состояния и качества. В результате активности почвенных организмов и высокой сорбционной способности по отношению к газам, почва способна влиять на содержание в приземном слое атмосферы таких газов как кислород, углекислый газ, азот, оксиды серы, закись азота, оказывающих существенное влияние на состояние здоровья человека.

4. Санитарно-гигиеническая функция городских почв, заключающаяся в утилизации органических отходов, растительных остатков, обеззараживании городской среды от патогенных микроорганизмов и их токсинов.

Источник