УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ГОРОДСКИХ ПОЧВ

Являясь естественно-историческим телом, почва в своем развитии проходит разные этапы (стадии): становления, активного формирования и стабильного (динамически равновесного) состояния (Арчегова, Федорович, 1988).

На протяжении последних столетий почвенный покров Земли все более широко подвергается антропогенным воздействиям, которые в той или иной степени меняют функционирование почв, вмешиваются в естественный ход их развития, позволяя говорить об антропогенном периоде позднеголоценовой эволюции почв и почвенного покрова. Среди антропогенных воздействий можно различать прямые, непосредственно влияющие на почву, и косвенные, влияющие на почву опосредованно, через изменение факторов почвообразования (климата, рельефа, почвообразующих пород, растительности и др.) (Лебедева, Тонконогов, 1988).

Скорость и свойства почвенно-геохимических процессов, происходящих в городских ландшафтах, отличаются от таковых в естественных условиях. Городские системы, в отличие от природных, подвергаются катастрофическим воздействиям с высокой степенью интенсивности, что часто приводит к гибели самой системы и образованию новой, а соответственно, и формированию нового почвенного покрова (Герасимова и др., 2003).

История города (строительство и реконструкция жилых и промышленных зон, смены технологий на ведущих предприятиях, перераспределение транспортных потоков) является фактором формирования и постоянного переформирования его специфической геохимической среды (Стурман и др., 2000).

Формирование городских почв во времени может происходить как:

  • -изменение унаследованных почв - преобладает естественная эволюция в почвах городских лесов и лесопарков с дополнительными признаками урбопедогенеза («почва по почве»);
  • -образование почв на органо-минеральных перемешанных, насыпных или намывных грунтах в районах новостроек и в средней части города («почва на грунте») - от ноль-момента до настоящего времени;

Все вышеперечисленные модели эволюции осложняются процессами химического и физического загрязнения, подщелачивания, окарбоначивания, засоления и т.д.

Эволюция и трансформация городских почв обусловлены:

  • -хозяйственными и функциональными особенностями использования разных частей города (жилая зона, промышленная зона, природнорекреационная зона и т.д.);
  • -субстратом (физико-механические, химические и минералогические особенности культурного слоя, природных и техногенных грунтов, остатков естественных почв);
  • -возрастом почвенного покрова, который имеет широкий спектр в разных частях города: от древних центров с бывшими монастырскими землями с многометровым культурным слоем и серией погребенных древних естественных и городских почв (возраст пх 100-1000 лет) до современных микрорайонов, создающихся на местах недавно бывших пахотных или лесных земель (возраст пх 1-10 лет).

Создание современного городского ландшафта и соответственно почвенного покрова при глубоком преобразовании грунтов проходит несколько этапов:

Техногенный этап. При современной технологии строительства жилых микрорайонов полностью уничтожается почвенно-растительный покров, нарушается почвенно-грунтовая толща до глубины 3-6 м, обнажается грунт.

Этап технической рекультивации. После строительства зданий, оставшиеся неровности неорельефа вместе со строительным мусором разнообразного состава и химизма засыпаются, намываются и выравниваются привозными или местными грунтами.

После столь кардинального изменения ландшафта начинается физическая и структурная стабилизация с уплотнением и усадкой грунтов, формирование гидрогеологического режима. После этого развитие может идти двумя путями - или поселяется первичная растительность и формируются эмбриоземы, или, что чаще, проводится этап биологической рекультивации, при котором на грунт наносится плодородный слой почвы или торфо-компостной смеси (Герасимова и др., 2003).

При рытье котлованов и траншей перемешиваются горизонты почвы с материнской и подстилающей породами и появляются различные почвообразования - почвогрунты. Насыпные почвогрунты занимают часто в 2-3 раза больше площади, необходимой под строящийся объект (Мамаева, 1984).

Таким образом, ведущим фактором почвообразования в большинстве типов доминирующих и субдоминирующих городских ландшафтов

(урболандшафтов) является техногенез, часто «перекрывающий» влияние естественных, в первую очередь, биоклиматических почвообразующих факторов. Интерференция различных составляющих техногенеза и природных почвенно-геохимических процессов в городах исключительно сложна. Тем не менее, по характеру геохимического изменения естественных и в разной степени измененных городских почв относительно фоновых почв региона можно судить об уровне их техногенной трансформации (Тютюнник, Горлицкий, 1998).

Участие атмосферы как природного тела в почвообразовании выражается в обмене между ней и почвой лучистой и тепловой энергией, пылью, солями, влагой и газами. Все эти виды обмена являются двусторонними, ио в определенных условиях некоторые из них могут приобретать резко выраженную ассиметричность или даже превращаться в односторонний поток вещества или энергии (Роде, 1984).

Человек, построивший большие города, оказал активное воздействие на ландшафт и тем самым на первоначальный климат. Некоторые исследователи настаивают на необходимости выделения такой разновидности климата, как городской. Отличия в климате города и окрестностей иногда равнозначны широтному смещению на 200-300 км к югу. В атмосфере создаются острова тепла и пыли, которые существенно влияют на температуру воздуха и осадки. Центр города в среднем теплее, чем его окраины и окрестности на 3-4°С (Рощина, Шуралева, 2004).

Ввиду «запечатанности» поверхности большая часть осадков минует почвенное тело, а интенсивное нагревание поверхностей асфальта и городских сооружений способствует перегреву почвы.

Говоря о рельефе как условии почвообразования, следует иметь в виду не только внешний, т.е. рельеф поверхности, но и рельеф внутренний, т.е. форму и относительное положение в пространстве различных слоев почвы и грунта, что имеет значение для возникновения почвенного и грунтового стока.

Как фактор, который влияет на процессы, протекающие в данной почве, имеет значение рельеф не только того участка, который занят ею, но и его отношение к рельефу соседних участков, ибо последним определяется возможность поступления веществ в данную почву со стороны почв соседних участков, и наоборот, возможность отдачи веществ почвам этих участков (Роде, 1984).

Рельеф города влияет не только на водную, но и на воздушную миграцию поллютантов (Касимов, Перельман, 1995).

Антропогенные факторы и источники (шахтные, индустриальногородские воды, удобрения, мелкозем эродированных полей) пополняют природные геохимические потоки примесями механического, взвешенного, растворенного минерального и органического вещества (Ковда, 1985).

В качестве почвообразующих пород в городе могут выступать:

  • - естественные субстраты;
  • - культурный слой;
  • - насыпные грунты;
  • - намывные грунты.

Для городов характерно образование на естественных почвах мощного культурного слоя, состоящего из строительного материала и отходов города прошлых эпох (Экологические аспекты городских экосистем, 1984).

Толщина или мощность культурного слоя может колебаться от нескольких сантиметров до десятков метров (в Саратове до 12 м, в Москве до 22 м) и характеризуется пестротой даже в пределах небольших участков.

Основная причина трансформации почвенного покрова городов лежит во все прогрессирующей строительной деятельности человечества. С этим связаны изменения почв, включающие снятие, уничтожение или перемещение плодородного слоя, а также накопление, возможно здесь же, вредных промышленных и строительных отходов (Cordsen, 1996).

В состав культурного слоя в современных городах входят самые разнообразные примеси - битый кирпич, камень, строительный мусор, различные предметы домашнего обихода, заброшенные фундаменты зданий, погреба, колодцы, бревенчатые и дощатые настилы, булыжные и асфальтовые покрытия. Среди этих отложений обычно преобладает строительный мусор. Культурный слой представляет собой разновозрастную систему погребенных городских почв.

Одним из основных факторов почвообразования является почвенная микробиота, которая играет ключевую роль в процессах трансформации и деструкции органического вещества почвы, одновременно являясь его составной частью.

Урбанофитоценозы характеризуются, как правило, искусственно сформированными растительными сообществами, и экологическое их функционирование в большей степени определяется вкладом человека: удаление опавшей листвы, внесение органических и минеральных удобрений и т.д.

При сильной запыленности воздуха в городе большое значение имеет способность зеленых насаждений улавливать пыль и аэрозоли. В течение вегетационного периода деревья улавливают 42% пыли воздуха.

Насаждения оказывают положительное влияние на тепловой режим. Кроме того, озелененные территории способны увеличивать влажность воздуха (Ладонина, Ладонин, 2000).

Зелеными насаждениями поглощаются из воздуха и тяжелые металлы, что несколько снижает их концентрацию. Накопление поллютантов в растениях зависит от их толерантности, т.е. их способности переводить соединения металлов в физиологически неактивное состояние (Beckett, Davis, 1978; Goralch, Gambus, 1992).

Некоторые растения способны поглощать настолько большое количество тяжелых металлов, что их можно использовать для очистки почвы от загрязнений (O'Connor et all, 1990; Wilke, 1991; Antosiewicz, 1992; Marguard et all, 1995).

При этом очень высокое значение твердости по сопротивлению расклиниванию отрицательно действует на жизнедеятельность растений, затрудняя развитие корневой системы (Безуглова, Клименко, 1998).

Деградация травянистой растительности из-за уплотнения почв, их вытаптывания и при проведении земляных и строительных работ может привести к вторичному загрязнению посредством пылеватых и песчаных частиц (Chutke et al., 1995; Ладонина, Ладонин, 2000; Пляскина, Ладонин, 2005).

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >