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
Тема 5 экология городских почв
1. Почва в условиях городской среды. Понятие урбанозем.
2. Антропогенная нагрузка на почвы в условиях городской среды.
3.Мероприятия по улучшению и защите почв в условиях городской среды.
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
научная статья по теме ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПОЧВ ГОРОДСКИХ ПАРКОВ Биология
Цена:
Авторы работы:
Научный журнал:
Год выхода:
Текст научной статьи на тему «ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПОЧВ ГОРОДСКИХ ПАРКОВ»
■ Зкологчгескй$1 оценка м кйр^огрйсрмробйнме
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПОЧВ ГОРОДСКИХ ПАРКОВ
О. В. Решоткин, О. И. Худяков
Институт физико-химических и биологических проблем
В последние десятилетия, как в нашей стране, так и за рубежом значительно усилился интерес к проблемам состояния почв в условиях города [1—5]. При этом исследователей интересуют, как правило, наиболее антропогенно измененные городские почвы — урбаноземы, которые отличаются от ненарушенных почв естественных биогеоценозов. Значительно меньше внимания уделяется почвам бульваров и парков, расположенных в центре городов, хотя они выполняют очень важные экологические функции в городских экосистемах.
По сравнению с природными условиями на урбанизированных территориях происходит значительное изменение всех факторов почвообразования (почвообразующих пород, климата, рельефа, растительности). В городах антропогенное воздействие становится преобладающим над естественными факторами почвообразования, формируя в новых экологических условиях специфические типы почв и почвоподобных тел [6].
Целью данных исследований является изучение пространственной организации и особенностей развития серых лесных почв в условиях паркового биогеоценоза г. Пущино.
Объекты и методы исследований. Исследования проводились на территории г. Пущино Московской области. Пущино с населением около 20 тыс. человек относится к категории малых городов Подмосковья. Отличительным признаком г. Пущино, построенного как научный центр, является отсутствие или малое количество основных загрязнителей всех городов — промышленных предпри-
Рассматриваются особенности почв, формирующихся в условиях городского паркового биогеоценоза. Выявлены закономерности изменения свойств бывших пахотных серых лесных почв под влиянием урбанизации, древесных пород и луговой растительности.
Specific features of soils forming in conditions of urban park biogeocoenosis are viewed. Changes of properties of former arable gray forest soils under the impact of urbanization, tree species and meadow vegetation are revealed.
ятий и автотранспорта. Тем не менее, и здесь в почвенном покрове наблюдаются признаки урбанизации.
В качестве объекта исследований нами был выбран биогеоценоз «Зеленой зоны» г. Пущино. «Зеленая зона» представляет собой городской парк, расположенный в центральной части города между двумя его главными улицами — Институтской и проспектом Науки. Парк заложен на выровненном водораздельном участке. Его длина составляет около 1800 м, а ширина — немногим более 100 м. С момента своего создания парк имеет большую рекреационную ценность и служит основным местом отдыха жителей города.
Посадка насаждений в «Зеленой зоне» происходила на бывшей пашне одновременно со строительством города. Деревья посажены квадратно-гнездовым способом. Расстояние между деревьями в ряду и между рядами около 4,5 м. Насаждения парка разновозрастны, преобладающий возраст деревьев в западной части составляет 35 лет, а в восточной — 15—25 лет.
Видовой состав древесных пород представлен как местными видами, так и интродуцентами, такими как ель колючая, туя западная, каштан конский, тополь бальзамический. Среди лиственных пород преобладают береза бородавчатая, липа мелколистная и дуб черешчатый, а среди хвойных — сосна обыкновенная и лиственница европейская. Значительную площадь занимают также открытые участки, занятые луговой растительностью.
Через «Зеленую зону» в разных направлениях проложена густая сеть грунтовых дорожек и троп, а также дорожек с асфальтовым и бетонным покрытием.
Для морфологического описания и характеристики физических и химических свойств почв в основных древесных и луговых парцеллах закладывались почвенные разрезы. Всего было заложено 34 разреза. В древесных парцеллах разрезы закладывались на расстоянии 1,5м от ствола. Кроме того, разрезы были заложены под грунтовыми дорожками в посадках березы, лиственницы и липы и под асфальтовой дорожкой в посадках ели.
Во всех почвенных разрезах из каждых 5—10 см по слоям на глубину до 60—70 см отбирались почвенные образцы для последующих лабораторных анализов. В почвах определялись следующие
характеристики: гранулометрический состав, плотность сложения, запасы влаги, рНнго, содержание гумуса.
В качестве фона для сравнения почв городского паркового биогеоценоза с естественными серыми лесными почвами под лесом и пахотными использованы данные, полученные В. М. Алифановым [7].
Результаты и обсуждение. Проведенные исследования показали, что в результате развития бывшей пахотной серой лесной почвы в условиях изученного городского паркового биогеоценоза формируются, по крайней мере, три группы почвенных профилей.
К первой группе нами отнесены почвы, формирующиеся в условиях луговых парцелл. Они имеют набор генетических горизонтов, включающий горизонты Ad, Al, A2Bh, Btl и Bt2. За 35-летний период развития бывшей пахотной почвы в режиме парковой луговой злаково-разнотравной парцеллы сформировалось два верхних горизонта Ad и А1. Они хорошо выделяются по морфологическим свойствам. Нижележащие же горизонты идентичны естественным фоновым почвам, профиль которых составлен из горизонтов О, Al, А1А2, A2Bh, Btl и Bt2.
При строительстве дорог часть профиля почвы была изъята, и на поверхности оказался горизонт Btl. Верхняя часть горизонта, формируясь в условиях луговой парцеллы, превратилась в хорошо гумусированный дерновый горизонт, и в настоящее время профиль этой скальпированной почвы включает горизонты Ad, Btl и Bt2.
Вторая группа профилей почв включает почвы, развивающиеся в условиях различных древесных парцелл. Эта группа делится на три подгруппы. Первая характеризуется развитием бывшей пахотной почвы приведшим к формированию морфологического профиля типа О—Ad—Al—AlА2—A2Bh—Btl—Bt2, то есть к формированию новых верхних горизонтов О, Ad, Al и А1А2 при сохранении нижней части профиля, начиная с горизонта A2Bh. К этой подгруппе относятся почвы березовой, дубовой, сосновой и лиственничной парцелл.
К этой же подгруппе профилей следует отнести и почву липовой парцеллы, отличительной особенностью профиля которой является формирование верхних, хорошо гумусированных горизонтов Ad,
А1 и А1′, в которых отсутствует кремнеземистая присыпка. Следовательно, по набору генетических горизонтов в верхней части профиля почва липовой парцеллы также отличается от фоновой почвы. Нижележащие горизонты А2ВЬ, ВМ и Bt2 вполне идентичны фоновым почвам.
Вторая подгруппа характеризуется наличием насыпных и погребенных горизонтов. К этой подгруппе относятся почвы тополевой и каштановой парцелл. В профилях почв этих парцелл ниже горизонта Ас! выделяется слой насыпного грунта, привнесенный при планировке территории. Под насыпным грунтом был погребен горизонт А1, который представляет собой бывший пахотный горизонт. В почве под тополевой парцеллой слой насыпного грунта достигает 20 см, а в почве каштановой парцеллы — 40 см. В почвах этих парцелл ниже слоя насыпного грунта отмечается весь набор генетических горизонтов, соответствующий набору генетических горизонтов бывшей пахотной почвы. Таким образом, в результате антропогенеза изменилась мощность профиля почв, образовались насыпные и погребенные горизонты.
К третьей подгруппе относятся профили почв, которые как по набору генетических горизонтов, так и по их свойствам оказались идентичными профилям зональных почв. Это почвы еловой и туевой парцелл, в профиле которых набор генетических горизонтов представлен горизонтами О, А1, А1′(А1А2), А2ВЬ, ВМ и Bt2. Формирование бывшей пахотной серой лесной почвы в условиях еловой и туевой мертвопокровных парцелл привело к восстановлению профиля почвы, характерного естественным зональным почвам.
Третью группу профилей составляют почвы, измененные деятельностью человека. К этой группе относятся урба-ноземы, экраноземы и почвы грунтовых дорожек. Отличительной особенностью экраноземов является замена верхних суглинистых горизонтов слоями асфальта, щебня и песка. Почвы грунтовых дорожек отличаются наличием верхнего переуплотненного горизонта А1плотн. Ниже переуплотненного горизонта сформировался горизонт А1А2 с обильной кремнеземистой присыпкой.
Физические и химические свойства бывших пахотных серых лесных почв
в условиях городского паркового биогеоценоза изменились в разной степени в зависимости от вида-эдификатора и хозяйственной деятельности.
Анализ гранулометрического состава почв парковых парцелл показывает достаточно заметные изменения в содержании и распределении гранулометрических фракций по профилю почв. Например, почвы липовой и тополевой парцелл в верхних горизонтах имеют легкосуглинистый гранулометрический состав (содержание фракций физической глины в этих почвах менее 30%), а почвы луговой и еловой парцелл — среднесуг-линистый.
Столь широкое изменение гранулометрического состава почв в парковых парцеллах по отношению к гранулометрическому составу пахотной почвы объясняется антропогенным воздействием на почвы. В процессе перепланировки территории города эрозионные полосы бывшей эродированной пашни перед посевом трав засыпались грунтом. В одних случаях засыпка понижений была проведена верхним слоем снятой почвы, а в других случаях сильно эродированные участки засыпались тяжелым суглинком.
Необходимо отметить, что до настоящего времени на территорию парковых парцелл привносятся песчаные фракции. В зимнее время городские коммунальные службы посыпают проезжую часть дороги песком, а затем этот песок переносится с проезжей части снегоуборочной техникой вместе со снегом после каждого снегопада. Песком посыпаются и пешеходные дорожки, в результате чего почвы под ними имеют опесчаненный гранулометрический состав.
Во всех изученных почвах городских парковых парцелл произошло разуплотнение верхних горизонтов относительно пахотной почвы. Изменение плотности верхних горизонтов почв парковых парцелл связано с формированием хорошо скрепленного корнями травянистых растений дернового горизонта и накоплением гумуса. В почвах под грунтовыми дорожками под влиянием рекреационной нагрузки, нап
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.
Пoхожие научные работы по теме «Биология»
ДЕРЖАВИН Л.М., КОВЯЗИН В.Ф., УСКОВ И.Б. — 2010 г.
МАРТЫНЕНКО В.Б., МИРКИН Б.М., ШИРОКИХ П.С. — 2009 г.
Источник