ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ СПЕЦИФИКА ПОЧВ ГОРОДСКИХ ТЕРРИТОРИЙ

Почва является важнейшим элементом городской экосистемы и определяет многие ее особенности. В общем случае городские почвы характеризуются увеличением уплотнения, объемной массы, содержания тонкодисперсных (глинистых) фракций, изменением структуры почвенных горизонтов в сторону слоеватости и формирования крупнопластинчатых отдельностей (Груздев, 1990).

Одной из наиболее характерных особенностей структуры почвенного покрова города является его прерывистость и фрагментарность распространения. Отличительной характеристикой городских почв, особенно почв в центре города, является большое количество антропогенных включений в средней и нижней частях почвенного профиля. Существенное место в профилях городов занимает насыпной грунт, имеющий, по крайней мере, один литологический перерыв.

Для большинства урбаиоземов характерно:

  • -отсутствие естественных почвенных горизонтов;
  • -в профиле почв сочетаются различные по окраске и мощности слои искусственного происхождения;
  • -скелетный материал представлен в основном строительным и бытовым мусором (кирпичная крошка, куски асфальта, битое стекло, уголь и т.д.) в сочетании с промышленными отходами, торфокомпостиой смесью или включениями фрагментов естественных почвенных горизонтов;
  • -иногда встречаются слои, полностью состоящие из отходов и мусора (Строганова, 1998).

Кроме того, урбаноземы значительно отличаются от естественных почв по физическим свойствам.

Для городских почв слоистость грунтов по гранулометрическому составу имеет важное почвенно-геохимическое значение, так как служит экранирующим и капиллярно-прерывающим барьером.

Важный фактор - содержание мелкозема; он определяет степень влагоемкости. Для городских экосистем характерно привнесение в почву песка и гравия, строительных материалов и промышленных отходов, имеющих размеры гравия и камней.

Другая важная характеристика - форма щебня. Многие городские почвы содержат слои твердых обломков заостренной формы, поэтому в таких субстратах наблюдается слабое проникновение корней и редкая встречаемость дождевых червей.

Для городских почв важным показателем является показатель захламленности, т. е. степень перекрытости поверхности почвы абиотическими наносами, в том числе токсическими. Эту часть почвы можно назвать балластной. Важным фактором является химический состав материала. При его токсичности происходит химическое загрязнение всей экосистемы.

Урбанофитоценозы, выполняющие санитарно-гигиенические и эстетические функции, находятся в жестких условиях существования. Одним из факторов, который вызывает угнетенное состояние или гибель растений в условиях города, является высокая рекреационная нагрузка и, как следствие, вытаптывание почвенного покрова и уплотнение поверхности почвы. В таких случаях затруднено проникновение корней вглубь профиля.

Плотность сложения характеризует способность почвы накапливать запасы доступной влаги для растений, а также воздуха. Плотность почвы влияет на поглощение влаги, газообмен в почве, развитие корневых систем растений, интенсивность микробиологических процессов.

Изменение физических свойств связано с увеличением объемной массы поверхностных слоев почв: на участках с усиленным движением оно доходит до 1,7 г/см3, хотя в хорошо удобренных органическим веществом насыпных почвах эта величина может равняться 0,8-0,9 г/см3. Постепенное уплотнение приводит к созданию в корнеобитаемом слое условий, близких к анаэробным, изменению структуры почвенных горизонтов, образованию слоеватости и формированию крупиопластиичатых отдельностей (Рохмистров, Иванова, 1985).

В зимний период снег в городах подвергается уплотнению, что приводит к потере его теплоизоляционных качеств. Вследствие этого происходит увеличение промерзаемости почвы (Экология урбанизированных территорий, 1987).

Порозность - одно из важнейших свойств почвы, обусловливающее в основном водный и воздушный режим. От величины пор зависит передвижение воды в почве, водопроницаемость и водоподъемная способность, мобильность воды. В лесопарках, садах и на бульварах, где почва почти не подвергается уплотнению, порозность колеблется от 45 до 75%. Уплотнение почвы снижает ее до 25-45%, что приводит к ухудшению вводно-воздушного режима почвы.

С порозностыо связаны влагоемкость и воздухоемкость почв. С ухудшением водно-физических свойств уменьшается накопление в ней влаги, особенно в летние месяцы, составляя на уплотненных участках всего до 14% от их влагоемкости.

Для городских почв характерна провальная или мозаичная водопроницаемость, обусловленная наличием пустот в профиле за счет строительного или бытового мусора. Наблюдается зависимость между плотностью сложения почвы и скоростью фильтрации воды в ней. Так, например, в верхних слоях почвы в естественном состоянии водопроницаемость на 60% выше по сравнению со средне вытоптанным участком и в четыре раза выше по сравнению с сильно вытоптанным (Герасимова и др., 2003).

Влажность почвы играет ключевую роль в процессах переноса влаги и энергии на границе поверхности суши и атмосферы вследствие испарения, инфильтрации и транспирации (Чухланцев и др., 2004).

Повышение влажности от 20 до 80% от полевой влагоемкости всегда сопровождается увеличением ферментативной активности почвы (Экологическая роль..., 1986).

Большое значение для улучшения экологической обстановки в городе и здоровья его жителей имеет интенсивность газообмена между городской почвой и атмосферой, а также состав газовой фазы почвы, который определяется процессами транспорта газов из атмосферы и внутри почвы. На газовый состав почв в городе влияет, помимо плотности сложения, влажности почвы и др., наличие экранирующего действия искусственных покрытий и утечки природного газа из городской газопроводной сети.

Асфальтовое покрытие, например, практически полностью экранирует почву. Одним из негативных последствий затрудненного газообмена является пониженное поступление кислорода: коэффициент диффузии кислорода уменьшается от 3,8x10-2 см2/с на открытом пространстве до 5x10-5 см2/с под асфальтовым покрытием. При таком коэффициенте диффузии, если нет других источников поступления кислорода, его количество недостаточно для жизнедеятельности аэробных организмов и корней деревьев в 10 -сантиметровом слое почвы. Однако кислород может поступать в почву под асфальтом из трещин и граничащих с дорогой участков, причем наблюдается прямая зависимость количества кислорода в центре дороги от ее ширины.

На газовый состав почв влияют и утечки газа из городских газовых коммуникаций. Во многих странах Западной Европы были зарегистрированы случаи, когда из-за этого происходило усыхание деревьев и кустарников в городе. Вероятно, это явление имеет место и в наших городах, но, по-видимому, ему не уделяется должного внимания.

При поступлении природного газа (в основном это метан, этан, пропан) в почву, значительно (в 50-100 раз) возрастает интенсивность микробиологического окисления метана и других газов ввиду активного развития специфической группы анаэробных микроорганизмов, что увеличивает потребление 02 и продуцирование СО2 (Герасимова и др., 2003).

Исследования сезонной динамики эмиссии метана в атмосферу показали, что в почвах различных зон и типов она проявляется неодинаково с максимумами в различное время года (Whalen, Reeburgh, 1988; Zelenev, 1996).

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >