ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 24.10.2023
Просмотров: 62
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Практическая работа
Оценка городских почв
Урбанизация привела к формированию искусственных экосистем - природно-антропогенных территориальных комплексов (ПАТК), для которых характерно нарушение естественных связей между различными их компонентами, замена естественного режима функционирования на искусственно обусловленный. ПАТК необходимо рассматривать как целостную систему, для которой характерно специфическое взаимодействие всех природных и антропогенных компонентов окружающей среды, где почва является базовой составляющей, обеспечивая продуктивность системы и ее биоразнообразие. ПАТК формируются в результате деградации, уничтожения и (или) замещения природных систем. Они обладают меньшей средоформирующей ценностью, нарушенностью биокруговорота, сокращением биоразнообразия как по составу, так и по структурно-функциональным характеристикам. Преобладающим фактором почвообразования в городах становится антропогенное воздействие. В результате формируются специфические типы почв или почвоподобных тел.Городские почвы - это почвы городских территорий, имеющие созданный человеком поверхностный слой мощностью более 50 см, полученный перемешиванием, погребением или загрязнением естественной природной почвы непочвенными материалами и привозным органосодержащим грунтом. Городские почвы значительно отличаются от почв внегородских территорий по морфогенетическим признакам и физико-химическим свойствам. Для них характерно нарушение природно-обусловленного расположения горизонтов, отсутствие важного биогеоценотического экранного слоя лесной подстилки, сильный сдвиг pH в щелочную сторону, обогащенность основными элементами питания растений, переуплотненность и т.д. Изменены водный и температурный режимы почв. Вместе с тем в городских почвах диагностируются процессы гумусообразования, лессивирования, выноса и перераспределения минеральных компонентов. При условии достаточной обеспеченности городских почв основными питательными элементами к лимитирующим факторам почвенного плодородия следует отнести: высокие значения pH , переуплотненность, загрязнение тяжелыми металлами и другими токсичными веществами. По-видимому, переуплотненность и загрязнение поверхностного слоя обусловливает специфическое развитие корневой системы растений. Они начинают ветвиться не в верхней части профиля, как в естественных условиях, а на глубине 5-10 см. Основными функциями городской почвы являются продуктивность, пригодность для произрастания зеленых насаждений, способность сорбировать в толще загрязняющие вещества и удерживать их от проникновения в почвенно-грунтовые воды.
Почвенный покров в условиях города имеет различный генезис. Городские искусственно созданные почвы и почвоподобные тела - урбаноземы, подразделяются на:
Собственно урбаноземы. Характеризуются отсутствием генетических горизонтов до глубины 0,5 м. Обычно представлены культурными отложениями, состоящими из своеобразного пылеватогумусного субстрата разной мощности и качества с примесью городского мусора. Могут подстилаться непроницаемым материалом.
Культуроземы - городские почвы фруктовых и ботанических садов, старых парков или бывших хорошо окультуренных пашен. Характеризуются большой мощностью гумусового горизонта, наличием перегнойно-торфокомпостных слоев разной мощности. Формируются на нижней иллювиальной части профиля исходной природной почвы.
Индустриоземы - почвы промышленно-коммунальных зон. Сильно техногенно загрязненные и уплотненные, бесструктурные, с включением непочвенного материала более 20%.
Некроземы - почвы, входящие в комплекс почв городских кладбищ.
Урбаноземы характеризуются отсутствием генетических почвенных горизонтов А + В. В профиле сочетаются различные по окраске и мощности слои искусственного происхождения. Скелетный материал представлен строительным и бытовым мусором в сочетании с промышленными отходами, торфокомпостной смесью или включениями фрагментов естественных почвенных горизонтов.
Наряду с урбаноземами в городе выделяются естественные почвы разной степени нарушенности. Они сочетают в себе ненарушенную нижнюю часть профиля и антропогенно измененные верхние слои.
В подгруппе слабонарушенных почв нарушения затрагивают гумусово-аккумулятивные горизонты (до глубины 10-25 см). В сильнонарушенных почвах глубина нарушений достигает иллювиальных горизонтов (до глубины 25-50 см). К подгруппе погребенных относятся почвы, сохранившие под антропогенной толщей весь почвенный профиль или какую-либо его верхнюю часть.
Все почвы города различаются: по способу образования ( нарушенности ) - насыпные, перемешанные, перемешано-насыпные; по мощности профиля - слаборазвитые (<10 см), маломощные (<50 см), среднемощные (50-100 см), мощные (>100 см); по характеру включений -строительный и бытовой мусор, промышленные отходы, торфоперегнойные смеси, фрагменты почвенных горизонтов; по количеству включений
-единично, мало (<25%), много (25-50%), обильно (>50%); по степени развития гумусного горизонта - слабо -(А1<15 см), средне- (А1 - 15-30 см), сильногумусированные (А1>30 см).
Искусственно образованные почвенные слои обозначаются буквой " U " (от " urbanization ") с добавлением цифр 1, 2, ..., указывающих на порядок расположения в профиле.
Выделяются: Ud - дерновый слой; Uh - гумусированный слой; Uih - слой с натечным гумусом по ходам корней древесной растительности и животных; U -перемешанный слой, состоящий из фрагментов и пятен естественных горизонтов, входящих в виде отдельностей в общую массу мелкозема; U 1 - каменистый слой (от litos ), например, остатки фундаментов зданий или старых кирпичных кладок; U - слой, являющийся искусственным физическим барьером, например, асфальтовое покрытие или бетонная плита, включенные в почву.
Выполняя важные средообразующие функции, почва изменяет химический состав атмосферных осадков и подземных вод, она является хорошим поглотительным барьером выбросов от автотранспорта, ТЭЦ, заводов и т.д., а также регулирует газовый состав атмосферы, выделяя и поглощая газы (метан, аммиак, углекислый газ и др.) (Таблица 1 ).
Прямое участие почвы в преобразовании состава воздуха во многом определяется живущими в ней микроорганизмами, видовой состав и численность которых сильно изменяется по сравнению с природными условиями. От почвы зависит динамика тепла и влаги в приземных слоях воздуха города.
Благодаря своим биогеохимическим свойствам и огромной площади активной поверхности тонкодисперсной части, почва превращается в "депо" токсичных соединений и одновременно становится одним из важнейших биогеохимических барьеров для большинства соединений (тяжелые металлы, минеральные удобрения, пестициды, нефтепродукты и т.д.) на пути их миграции из атмосферы города в грунтовые воды и речную сеть. Почва переводит поверхностные сточные воды в грунтовые и очищает их, а также выполняет функцию защитного сорбционного барьера от загрязнения пресных вод и водоемов
| Таблица 1 . Экологические функции городских почв Воздействие почв на компоненты ПАТК | |||
| ВОДА | ГРУНТ | ВОЗДУХ | БИОТА |
| Перевод поверхностных сточных вод в грунтовые и их очищение | Защитный барьер от вертикального проникновения химического и биологического загрязнения | Газопоглотительный барьер антропогенных газовых примесей, в т.ч. от автотранспорта, ТЭЦ, заводов | Среда обитания макро-, мезо- и микробиоты |
| Защитный сорбционный барьер от загрязнения речных вод и водоемов | Биогеохимическое преобразование грунтов и мусора | Регулирование газового состава атмосферы и ее очищение (выделение и поглощение почвой газов) | Основа биопродуктивности Санитарный барьер |
Экологические функции почвы в условиях города менее всего нарушены на землях природно-рекреационного использования. В селитебных зонах все функции почв, связанные с гидросферой, грунтом, биотой, значительно ослаблены и нарушены. Урбаноземы на этих территориях нуждаются в постоянном проведении реабилитационных мероприятий. Экологические функции почв промышленных зон практически полностью подавлены.
В качестве норматива при определении размеров минимальной (критической) площади открытой незапечатанной поверхности почвы, при которой сохраняются ее экологические функции и биопродуктивность, можно принять - 3-5 м 2 . Это та площадь, которая необходима для произрастания единичных деревьев, высаживаемых при озеленении улиц. Эта площадь зависит от породы дерева, величины его кроны, объема и площади проекции корневой системы. Дополнительным условием возможности выполнения на указанной площади почвой своих функций является соблюдение агротехнических мероприятий (полива, удобрения, рыхления и т.д.).
Для определения размеров критической площади насаждений более крупных зеленых массивов, таких как скверы, бульвары или парки, необходимо проведение детальных исследований конкретных почвенно-экологических условий, степени загрязнения территории, отдаленности от больших зеленых массивов и положения данного участка относительно элементов рельефа. Единый норматив на критическую площадь для объектов этого типа установить невозможно. Практически зеленые насаждения могут произрастать и на малых площадях, но при этом сильно уменьшается экологическая устойчивость посадок и возрастают энергетические затраты на поддержание их жизнедеятельности. Размер участков зависит также от степени промерзания почвы, водно-воздушного и питательного режимов.
Для получения объективной информации об экологическом состоянии территории обследование городских почв проводится как путем заложения почвенных разрезов глубиной до 1-1,5 м (корнеобитаемый слой) и проходки буровых скважин до 2-3 м, в зависимости от цели обследования, так и посредством сбора смешанных проб из слоя 0-20 см. Разрезы закладываются в местах, характерных для данного функционального типа землепользования на обследуемой территории.
При сборе проб необходимо учитывать предыдущий характер использования данной территории. Так, в случаях строительства на участках, занятых прежде промышленными объектами, полями аэрации, другими объектами производственного и коммунального назначения, количество поверхностных и глубинных проб должно быть увеличено.
Описание почвенного разреза производится по общепринятым методикам , но с учетом специфики городской обстановки:
Тип функциональной зоны и ее характеристика.
Местоположение разреза (общая экологическая ситуация, окружение промышленными предприятиями, автомагистралями, характер застройки, показатель озеленения, доля запечатанных поверхностей).
Рельеф и приуроченность разреза к его элементам, наличие мезорельефа (мелкие холмы, бугры, короткие и неглубокие овраги, рытвины, ложбины, котловины, воронки и т.д.) и микрорельефа (валы, струйчатые размывы, мелкие бугорки), степень и характер спланированнсти рельефа.
Состав растительного покрова и его состояние.
Глубина стояния грунтовых вод. Важно установить - естественного они происхождения или сформировались в результате утечек из водопроводно-канализационной сети.
Почвообразующие и подстилающие породы: тип породы, ее естественный или насыпной характер, наличие культурного слоя.
Глубина и характер вскипания от 10%-й соляной кислоты.
Особое внимание необходимо обратить на состояние поверхности почвы (нарушенность, захламленность, выраженность тропиночной сети и т.д.), на наличие канав, их глубину и ширину.
Почвенные генетические горизонты и антропогенные слои описываются по следующей схеме.
Название, его символ (см. п. 1.2.5 .) и мощность.
Влажность (сухой, свежий, влажный, сырой, мокрый).
Цвет и характер окраски (пестрый, однородный и т.д.).
Гранулометрический состав.
Сложение (твердость, пластичность, липкость).
Структура (глыбистая, комковатая, пылеватая, ореховатая, зернистая, плитчатая, бесструктурная и др.).
Наличие и характер включений обломков горных пород или строительно-бытового мусора (см. п. 1.2.4 .).
Наличие биологических элементов в горизонте (корни живых и отмерших растений, животные и их останки, копролиты дождевых червей, червороины и т.д.).
Характер перехода между горизонтами (резкий, ясный, постепенный) и форма границы (ровная, волнистая, языковатая).
При характеристике морфологии почв выделяют следующие градации:
1 - почва не имеет нарушений профиля и способна выполнять все экологические функции, продуктивность не снижена;
2 - снижение мощности гумусовых горизонтов и запасов гумуса в них на 25%;
3 - снижение мощности гумусовых горизонтов и запасов гумуса в них на 50%;
4 - снижение мощности гумусовых горизонтов и запасов гумуса в них на 75%, что приводит к снижению продуктивности и ухудшению водно-физических свойств почв;