Интенсивная деятельность человека в пределах крупных городов приводит к существенному и часто необратимому изменению окружающей природной среды: претерпевает изменения рельеф и гидрографическая сеть, естественная растительность сменяется созданными человеком фитоценозами, формируется специфический тип городского микроклимата, за счет увеличения площадей застройки и искусственных покрытий уничтожается или сильно изменяется почвенный покров. Все это приводит к образованию специфических почв и почвоподобных тел.

Природно-городская система и почвы

Одной из проблем современности является урбанизация территории стран, имеющих высокую долю городского населения.

Возрастающий рост городов-гигантов приводит к интенсивному воздействию человека на окружающую среду как самого мегаполиса, так и обширных пространств вокруг него. Как правило, площадь воздействия города превышает его территорию в 20-50 раз, пригородные зоны оказываются загрязненными жидкими, газообразными и твердыми отходами, образовавшимися в жилой застройке и промышленных центрах. Возникает проблема необеспеченности городов природно-ресурсным потенциалом, что выражается в недостаточных площадях зеленых насаждений, развитии опасных геодинамических процессов (карстово-суффози- онные, оползневые, подтопление и т.д.), загрязнении водной и воздушной сред. Это приводит к потере устойчивости территорий, увеличению абиотичности системы, повышению степени экологического риска для всех компонентов окружающей среды: воздуха, растительности, почвы, воды и грунтов" (рис. 10.1). 1

Рис. 10.1.


Таблица 10.1

В процессе урбанизации формируется урбоэкосистема, понимаемая как природно-городская система, состоящая из фрагментов природных экосистем, окруженных домами, промзонами, автодорогами и т.д. Урбоэкосистема характеризуется искусственным созданием новых типов систем в результате деградации, уничтожения и (или) замещения природных систем. Антропогенные нарушения функционального круговорота в городской системе зависят от источника и вида вмешательства человека, от факторов нагрузки, от качества среды, что приводит к определенным последствиям, в том числе и негативным (табл. 10.1).

Эти экосистемы обладают меньшей рекреационной ценностью по сравнению с ненарушенными природными экосистемами (например, лесами), нарушенностью биокруговорота, сокращением биоразнообразия как по составу, так и по структурно-функциональным характеристикам, увеличением количества патогенных микроорганизмов.

Нарушения и изменения круговорота в экосистеме вызывают:

  • 1. Ухудшение условий проживания человека, высокий уровень заболеваемости, рост генетических заболеваний, появление новых болезней.
  • 2. Необеспеченность чистой питьевой водой и чистым воздухом.
  • 3. Накопление поллютантов в организме человека, миграция в трофических цепях.

В почвоведении назрела необходимость понимания важности изучения того поверхностного плаща городской территории, который до сих пор назывался почво-грунт, городская земля или просто земля.

В последние годы к рыхлым субстратам в городах определились два концептуальных подхода:

  • 1. Городская почва - это не почва с точки зрения классического докуча- евского почвоведения, это грунт, предмет изучения инженер-геологов. В лучшем случае в городе почвы распространены только в лесопарках и городских лесах - и только там место приложения труда почвоведов.
  • 2. Городская почва - это почва, но которую не"всегда можно определить с традиционных почвенно-генетических позиций, так как ведущим фактором почвообразования в населенных пунктах, и прежде всего в городах, является антропогенный фактор.

Городская почва является биокосной многофазной системой, состоящей из твердой, жидкой и газовой фаз, с непременным участием живой фазы; она выполняет определенные экологические функции. Почвы в городе живут и развиваются под воздействием тех же факторов почвообразования, что и естественные почвы, но антропогенный фактор здесь становится определяющим.

В широком понимании городская почва - это любая почва, функционирующая в окружающей среде города.

В узком понимании - этот термин подразумевает специфические почвы, сформированные деятельностью человека в городе. Эта деятельность одновременно является и пусковым механизмом, и постоянным регулятором городского почвообразования.

Впервые термин «городские почвы» был введен Бокгеймом (Bockheim, 1974) , который определил его как «почвенный материал, содержащий антропогенный слой несельскохозяйственного происхождения толщиной более 50 см, образованный путем перемешивания, заполнения или загрязнения поверхности земли в городских и пригородных территориях».

В настоящее время принято следующее определение:

Городские почвы - это антропогенно-измененные почвы, имеющие созданный в результате человеческой деятельности поверхностный слой мощностью более 50 см, полученный перемешиванием, насыпанном, погребением или загрязнением материала урбаногенного происхождения, в том числе строительно-бытовым мусором.

Общие черты городских почв:

  • материнская порода - насыпные, намывные или перемешанные грунты или культурный слой;
  • включения строительного и бытового мусора в верхних горизонтах;
  • нейтральная или щелочная реакция (даже в лесной зоне);
  • высокая загрязненность тяжелыми металлами (ТМ) и нефтепродуктами;
  • особые физико-механические свойства почв (пониженная влагоем- кость, повышенная объемная масса, уплотненность, каменистость);
  • рост профиля вверх за счет постоянного привнесения различных материалов и интенсивного эолового напыления.

Все вышеперечисленные свойства в отдельности мы находим и во внегородских почвах, например, в вулканических, аллювиальных. Специфика городских почв состоит в сочетании перечисленных свойств.

Для городских почв характерен диагностический горизонт «урбик» (от слова urbanus - город) - специфический горизонт городских почв.

{Л Горизонт «урбик» - поверхностный органо-минеральный насыпной, /Ц перемешанный горизонт, с урбоантропогенными включениями (бо- JJy лее 5% строительно-бытового мусора, промышленных отходов), г мощностью более 5 см.

Характеристика горизонта урбик:

  • Расположение и возраст - формируется в городах и населенных пунктах в течение столетий, но может быть сконструирован при образовании газонов, скверов и т.д.
  • Почвообразующим материалом служит культурный слой, насыпные или перемешанные грунты и фрагменты (осколки) естественных почв.
  • Цвет - различные оттенки темно-бурых тонов.
  • Сложение- рыхлый, слоистый; верхняя часть бывает переуплотнена из-за повышенной рекреационной нагрузки.
  • Гранулометрический состав - преобладает легкий или облегчен за счет включений.
  • Структура выражена слабо.
  • Каменистость - за счет строительно-бытовых включений.
  • Характерно нарастание горизонта вверх за счет пылевых выпадений из атмосферы и антропогенного привноса материала.
  • Наблюдается высокая вариабельность свойств в горизонте по текстуре, плотности сложения, по обилию включений, по химическим свойствам.

Рис. 10.2.

  • Величина pH преимущественно более 7.
  • Содержание гумуса варьирует, но чаще высокое (5-10%), состав гумуса чаще гуматный, преобладает 2-я фракция гуминовых кислот.

Присутствие горизонта «урбик» является основным отличием собственно городских почв от естественноисторических. Материал, из которого сформирован горизонт урбик, можно представить следующей схемой (рис. 10.2).

  • «Москва - Париж. Природа и градостроительство». Под ред. Красношековой и Иванова. М.:Инкомбук, 1997.
  • Bockheim J.G. Nature and properties of highly disturbed urban soils. Philadelphia, Pennsylvania. 1974.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

УРАЛЬСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Биологический факультет

Кафедра экологии

Доклад

на тему: "Разнообразие почв и почвоподобных тел в городских экосистемах"

Новиковой Евгении

преподаватель: доктор биол. наук,

профессор Махонина Галина Ивановна

Екатеринбург - 2011

Анализ отечественной литературы обнаруживает не только отсутствие в национальной классификации России почв городских ландшафтов, но и разобщенность исследователей в данном направлении.

Более близка к данной проблеме классификация антропогенно-преобразованных почв и почвоподобных поверхностных образований, предложенная группой сотрудников Почвенного института им. Докучаева, явившаяся итогом обобщения многолетних работ ученых из России и стран СНГ, вписывающаяся в общую классификацию почв России.

Основываясь на данной разработке и на изучении различных подходов к проблеме систематики и классификации городских почв в России, в ближнем и дальнем зарубежье и собственных исследованиях Г.В. Добровольского предложена следующая классификация почв таежной зоны. Она основана на особенностях профильно-генетического (морфологического) строения почвенного профиля как достаточно простого и универсального подхода, а также на характере почвообразующих пород и грунтов. Данная классификация разработана для почв городов средней полосы России.

Все почвы города разделяются на группы почв: естественных ненарушенных, естественно-антропогенных, поверхностно-преобразованных (естественных нарушенных), антропогенных глубоко-преобразованных урбаноземов и почв техногенных поверхностных почвоподобных образований - урботехноземов.

Основным отличием городских почв от природных является наличие диагностического горизонта "урбик". Это поверхностный насыпной, перемешанный горизонт, часть культурного слоя с примесью антропогенных включений (строительно-бытового мусора, промышленных отходов) более 5 %, мощностью более 5 см. Его верхняя часть гумусирована. Наблюдается нарастание горизонта вверх за счет пылевых атмосферных выпадений и эоловых перемещений. урботехнозем почва таежная антропогенный

Естественные ненарушенные почвы сохраняют нормальное залегание горизонтов естественных почв и приурочены к городским лесам и лесопарковым территориям, расположенным в черте города.

Таблица. Классификация городских почв таежной зоны

Блок почв

Естественные почвы в пределах города

Естественно-антропогенные почвы

Антропогенные преобразованные

Техногенные поверхностные почвоподобные образования

Класс почв

Естественные почвы

Поверхностно-преобразованные естественные почвы

Антропоземы: антропогенные глубоко-преобразованные почвы

Техноземы поверхностно-гумусированные (искусственно созданные)

Тип городских почв

Подзолистые, болотно-подзолистые, аллювиальные, дерновоглеевые и др. с признаками урбогенеза

Те же, но с преобразованием, затронуто менее 50 см профиля (урбопочва)

Урбаноземы: преобразованием затронуто более 50 см профиля

Урботехноземы (почвогрунты)

Подтип почв

Дерново-подзолистые, болотно-подзолистые и другие

Те же, но нарушенные, скальпированные, насыпные и т.д.

1.Урбанозем

2. Культурозем

3. Экранозем

4. Некрозем

5. Индустризем

6. Интрузем

1. Реплантозем

2. Конструктозем

Естественно-антропогенные поверхностно-преобразованные почвы в городе подвергаются поверхностному изменению почвенного профиля менее 50 см мощности. Они сочетают в себе горизонт "урбик" мощностью менее 50 см и ненарушенную нижнюю часть профиля. Почвы сохраняют типовое название с указанием характера нарушенности. В настоящее время отсутствуют строгие номенклатурные названия подобных почв, поскольку они не разработаны и в общей национальной классификации почв России.

Антропогенные глубоко-преобразованные почвы образуют группу собственно городских почв урбаноземов, в которых горизонт "урбик" имеет мощность более 50 см. Они формируются за счет процессов урбанизации на культурном слое или на насыпных, намывных и перемешанных грунтах мощностью более 50 см, и подразделяются на 2 подгруппы: 1) физически преобразованные почвы, в которых произошла физико-механическая перестройка профиля (урбанозем, культурозем, некрозем, экранозем); 2) химически преобразованные почвы, в которых произошли значительные хемогенные изменения свойств и строения профиля за счет интенсивного химического загрязнения как воздушным, так и жидкостным путем, что и отражается на их разделении (индустризем, интрузем).

Кроме того, на территории городов формируются почвоподобные техногенные поверхностные образования (урботехноземы). Они представляют собой созданные искусственно почво-грунты, путем обогащения плодородным слоем, торфо-компостной смесью насыпных или других свежих грунтов (репланозем, конструктозем).

Антропогенно-преобразованные и искусственно созданные почвы могут быть диагностированы по следующим признакам:

Тип "Урбанозем".

А. Физически-преобразованные:

1. Урбаноземы (собственно) - почвенный профиль состоит из серии диагностических горизонтов U1, U2 и т.д., из своеобразного пылевато-гумусного субстрата разной мощности и качества с примесью городского мусора; могут подстилаться непроницаемым материалом (асфальтом, фундаментом, бетонными плитами, коммуникациями). Характеризуются отсутствием генетических горизонтов до глубины 50 см и более. Формируются на грунтах разного происхождения и на культурном слое.

2. Культуроземы - городские почвы фруктовых и ботанических садов, старых огородов. Характеризуются большой мощностью гумусового горизонта, наличием перегнойно-торфо-компостных слоев мощностью более 50 см, развивающихся на нижней иллювиальной части почвенного профиля, на культурном слое или на грунтах разного происхождения.

3. Некроземы - почвы, входящие в комплекс почв городских кладбищ. Перемешанность грунтов более 200 см.

4. Экраноземы - экранированные почвы (название условно). Формируются под асфальтобетонным покрытием, камнем. Их также называют мощеные, запечатаные.

Б. Химически преобразованные:

К химически преобразованным и загрязненным почвам могут относиться и техногенно-загрязненные почвы, в которых сохраняется генетический профиль.

5. Индустриземы - почвы промышленно-коммунальных зон. Сильно техногенно загрязненные тяжелыми металлами и другими токсичными веществами, которые изменяют почвенно-поглощающий комплекс почв, предельно сокращают биоразнообразие почвенной биоты, делают почву почти абиотичной. Уплотненные, бесструктурные, с включениями токсичного непочвенного материала объемом более 20 %. Название условно, их также можно назвать "поллютозем".

6. Интруземы - почвы, пропитанные органическими масляно-бензиновыми жидкостями. Они формируются на территории бензозаправочных станций и автомобильных стоянок, когда масло и бензин постоянно проникают в грунт. Название условно, их также предлагается назвать "урбохемозем", "нефтезем".

Тип "Урботехнозем".

Поверхностно-гумусированные урботехноземы.

В городах, в районах массовой застройки формируются искусственно созданные поверхностные образования, которые по своим свойствам близки к Техноземам, но отличаются от них некоторыми признаками, сближающими их с почвами, которые ранее назывались "почва-грунт".

Урботехноземы (слаборазвитые, молодые, примитивные) различаются по мощности и свойствам, гумусированного слоя, составу и свойствам породы.

1. Реплантоземы - почвы, которые состоят из маломощного гумусового слоя, слоя торфо-компостной смеси или слоя органо-минерального вещества, нанесенных на поверхность рекультивируемой породы. В основном формируются в районах городским промышленных и селитебных новостроек, на новых газонах. Термин "реплантозем" был введен И.А. Крупениковым и Б.П. Подымовым.

2. Конструктоземы - искусственно целенаправленно создаваемые почвы-грунты, состоящие из слоев грунта разного гранулометрического состава и происхождения и насыпного плодородного слоя. В настоящее время данные почвы в городах не конструируются и рассматриваются как проблема будущих работ.

Кроме этих почвоподобных образований, в городах имеются места мусорных свалок со слабо гумусированными и негумусированными минеральными грунтами.

Большая часть территорий крупных городов представлена урбаноземами, а районы новостроек и строительных площадок урботехноземами, но наряду с ними в городе выделяются и естественные почвы разной степени нарушенности.

В слабонарушенных почвах нарушения затрагивают гумусово-аккумулятивные горизонты (до 10-25 см); в сильно нарушенных почвах глубина нарушений достигает иллювиальных горизонтов (до 25-50 см). К погребенным относятся городские почвы, сохранившие под антропогенной толщей весь почвенный профиль или какую-либо его верхнюю часть.

Большое значение для классификации городских почв имеет происхождение почвообразующих пород.

Почвообразование в городах происходит на разных по составу, генезису, физическим и химическим свойствам почвообразующих породах. Различаются грунты, образованные тремя способами: перемешанные (на месте), насыпные (привозные) или намывные.

В городских ландшафтах на рекультивируемых насыпных и намывных грунтах со временем могут наблюдаться некоторые признаки начального почвообразования, оструктуривания породы, оглеения, гумусообразования и т.д., то есть начинается эволюция почв от примитивных урботехноземов к урбаноземам, а последние при длительной экспозиции эволюционируют в направлении природных почв.

Литература

1. Строганова М.Н., Агаркова М.Г. Городские почвы: опыт изучения и систематики (На примере юго-западной части г. Москвы).//Вест. МГУ, сер.17. 1992, №7, с. 16-24.

2. Строганова М.Н., Мягкова А.Д., Прокофьева Т.В. Городские почвы: генезис, классификация, функции. - Почва. Город. Экология. Под ред. Г.В. Добровольского. М., 1997, с. 15-85.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

    Взаимосвязь уровня загрязнения городских почв и здоровья населения города. Стратегическое планирование в организации землепользования в городах. Земли рекреационного назначения. Экологические функции естественных почв. Комплексная оценка земель.

    презентация , добавлен 16.03.2015

    Типы и виды деградации пригородных почв, оценка степени деградации. Способы рекультивации загрязненных почв. Характеристика г. Ижевска как источника химического загрязнения почв. Технологические приёмы рекультивации почв, загрязнённых тяжёлыми металлами.

    курсовая работа , добавлен 11.06.2015

    Влияние нефти и нефтепродуктов на окружающую природную среду. Компоненты нефти и их действие. Нефтяное загрязнение почв. Способы рекультивации нефтезагрязненных почв и грунтов с применением методов биоремедиации. Характеристика улучшенных методов.

    курсовая работа , добавлен 21.05.2016

    Исследование понятия и подходов к классификации городских ландшафтов. Выявление степени ландшафтного разнообразия городских поселений Беларуси. Влияние градостроительства на естественные ландшафты. Изучение экологических проблем городских ландшафтов.

    курсовая работа , добавлен 11.11.2013

    Понятие и морфологические свойства почв. Основы почвенной классификации. Биогеноценотические функции почвы в наземных экосистемах, обусловленные ее физическими, физико-химическими и химическими свойствами. Информационные и целостные функции почвы.

    курсовая работа , добавлен 08.03.2012

    Понятие педосферы С. Захарова, ее структура. Анализ биоэкологической, биоэнергетической, гидрологической функций. Процессы деградации почв России: обесструктуривание, ветровая эрозия. Типы деградации почв: засоление, заболачивание, загрязнение почв.

    реферат , добавлен 19.04.2012

    Методы оценки загрязнения почв в объективном представлении о состояние почвы. Оценка опасности загрязнения почв. Биотестирование как наиболее целесообразный метод определения интегральной токсичности почвы. Биодиагностика техногенного загрязнения почв.

    реферат , добавлен 13.04.2008

    Общая характеристика агроэкологического мониторинга почв. Описание объектов и экотоксикологических показателей агроэкологического мониторинга почв реперных участков. Оценка загрязнений почв реперных участков тяжелыми металлами, пестицидами и изотопами.

    курсовая работа , добавлен 11.08.2012

    Особенности экологии Южного Урала. Антропогенные изменения почв. Дефляция (выдувание) и эрозия почв. Загрязнение поверхностных вод. Последствия разработки полезных ископаемых. Радиоактивное загрязнение региона. Особо охраняемые природные территории.

    реферат , добавлен 22.12.2009

    Мегаполисы, крупнейшие города, городские агломерации и урбанизированные районы - это территории глубоко измененной антропогенной деятельностью природы. Выбросы крупных городов изменяют окружающие природные территории.

Развитие городских экосистем, в отличие от природных, определяется не столько естественными природными процессами, сколько деятельностью человека. Поэтому в городе происходит значительное преобразование всех факторов почвообразования (климата, рельефа, почвообразующих пород, растительности). Естественный почвенный покров в большей части современных городов уничтожен.

Отличия основных компонентов городских экосистем от их природных аналогов достаточно хорошо изучены. Приведем некоторые результаты исследований городских экологов, чтобы представить себе специфику городской среды. Большая часть данных относится к крупным городам, таким, как Москва.

Специфика климата. 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. Суточный ход температуры в городе выражен не так резко, как в окрестностях. Так, температура воздуха в Париже выше, чем в окрестностях, в среднем за год на 2°С, в Нью-Йорке (временами) на 10-15°С. Увеличение плотности застройки и асфальтирование с 20 до 50% повышает разность максимальных летних температур в центре и окрестностях города с 5 до 14°С. Очаг тепла над городом отмечается и в суточных минимумах температур.

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

Повышенная конвекция в атмосфере города, а также техногенная запыленность приводят к увеличению числа гроз над городом, росту интенсивности ливней и общего количества осадков. Зимние осадки могут достигать 150%, летние - 115% от нормы. Годовые суммы осадков повышены в Москве на 25%, что соизмеримо с эффектом преднамеренного воздействия на облачность. Поверхностный сток урбанизированной территории вдвое выше. Все эти обстоятельства делают индустриальные города очагами плоскостной и овражной эрозии даже там, где она раньше не проявлялась.

Рис. 10.3.

В городах временами наблюдается отсутствие снежного покрова или резкое изменение сроков его образования. В городах снежный покров существенно изменяется в сравнении с естественным. В разных местах города снег убирается, утаптывается, насыпается сверх нормы самим человеком или ветрами. Этим создаются участки (микроландшафты) со специфическим микроклиматом, часто не имеющим аналогов во вмещающей почвенно-географической зоне. На участках, оголяемых от снега, возникают условия аридной холодной пустыни, которым в естественном состоянии соответствуют скелетные, примитивные, дефлируемые почвы и разреженная растительность в «накипной» и «подушечной» формах. На участках с избытком снега, особенно в затененных местах, создается микроклимат и сезонный режим (фенофазы), близкий к лесным и лесо-луговым ландшафтам, обуславливая характерные для них почвообразующие процессы.

В зависимости от литологических и топографических условий могут усиливаться процессы мерзлотного пучения почвы и грунта и солиф- люкционного оплывания.

Большее прогревание и увлажнение воздуха и почв городской территории по сравнению с окружающей местностью улучшает условия жизни наземной растительности и почвенной фауны и увеличивает период вегетации, хотя в ряде случаев в городе происходят обратные явления (рис. 10.3).

Все эти особенности климата имеются в любом большом городе, однако их действие возрастает с увеличением размеров агломерации.

Рельеф. Хозяйственная и строительная деятельность человека в течение многих веков значительно изменяет естественный рельеф. Происходит:

  • выравнивание поверхности;
  • исчезновение долинно-балочной сети;
  • создание нового рельефа (например, террасирование или срезание поверхностной толщи);
  • засыпка мелкой эрозионной сети.

Известно, что на территории древних городских поселений существует заметное поднятие уровня земной поверхности, называемое «тель». Тель возвышается над окрестностями на 8-10 м, он образовался в результате систематического привнесения различного рода субстратов на городскую поверхность земли. Как считают Н.С. Касимов и А.И. Перельман (1995), рельеф города влияет не только на водную, но и на воздушную миграцию поллютантов.

В городах часто наблюдаются карстово-суффозионныс просадки, оседание толщи грунта в результате увеличивающегося расхода подземных артезианских вод, уменьшения объема почвенно-грунтовой массы, вызванного выщелачиванием растворимых солей, извести. Просадки проявляются в послестроительных насыпных грунтах и при планировочных грунтовых работах, а также на поверхности в виде замкнутых понижений: блюдец, западин, воронок и трещин. В результате негативного воздействия карстово-суффозионных процессов часто происходит деградация почвенно-растительного комплекса.

Почвообразующие породы. Почвообразующими породами в городах могут быть:

  • естественные субстраты, залегающие in situ;
  • культурный слой;
  • насыпные грунты;
  • намывные грунты.

Рис. 10.4.

Культурный слой представляет собой исторически сложившуюся систему напластований, образовавшуюся в результате деятельности человека. 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.

Формирование культурного слоя происходит путем поверхностного накопления различного рода материала в результате хозяйственно-бытовой деятельности человека или путем преобразования верхнего природного слоя при строительстве и благоустройстве, с привносом в естественную почву посторонних материалов.

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. Напластования культурного слоя в разное историческое время могли выполнять роль почвы, приобретали черты ее строения. Таким образом, культурный слой представляет собой разновозрастную систему погребенных городских почв (рис. 10.4).


Рис. 10.5.

Рост территории городов происходил постепенно. Сначала границей города служили крепостные стены, затем фрагментарная застройка пригородов превращалась в сплошную, городская черта расширялась, а город обрастал новыми предместьями (рис. 10.5).

Рисунок 10.6 иллюстрирует этапы прироста территории г. Москвы. На рисунке видно, что центральные районы столетиями пребывают под прессом урбогенеза. В XX в. темпы расширения городской территории возросли во много раз. Следовательно, территория древних крупных городов, какими являются Москва, Новгород, Киев и др., может быть разделена по характеру субстратов на две основные зоны: зону древнего поселения с мощным культурным слоем и зону молодой застройки со слаборазвитым культурным слоем, свежими и старыми грунтами, на которых сохраняются естественные почвы разной степени нарушенности и формируются маломощные слаборазвитые городские почвы.

Грунты. Весь спектр рыхлых осадочных отложений и горных пород, распространенных в окружающей территории, встречается и в городе. В городах происходит глубокое изменение грунтов. Так, глубина заложения фундаментов наземных сооружений простирается до 35 м, метрополитена до 60-100 м. Это не только приводит к перемешиванию грунтов, но и меняет направление стока подземных вод.

Таким образом, формирование городских почв может происходить:

  • на культурном слое;
  • на природных грунтах разного генезиса, состоящих из органо-минерального почвенного материала и остатков естественных почв («почва на почве»);
  • на природных и техногенных насыпных или намывных грунтах («почва на грунте»).

Рис. 10.6.

1 - Кремль, 1156 г.; 2 - граница Белого города, 1593 г.; 3 - Камер- Коллежский вал в 1742 г.; 4 - граница 1917 г.; 5 - граница по Генплану 1935 г.; 6 - МКАД, 1960 г.; 7 - современные границы города. (Из кн. «Москва - Париж. Природа и градостроительство», 1997)

Растительный покров. Городская флора нс утрачивает полностью своих зональных черт, и процесс антропогенизации ландшафта в городах контролируется зонально-климатическими условиями. Однако в городах лесной зоны отмечается приобретение растительностью более южного облика в связи с более теплыми засушливыми условиями.

Городская флора формируется из местных аборигенных видов и интродуцированных, привнесенных, заносных видов. Особенностями городской флоры (Кавтарадзе, Игнатьева, 1986) являются:

  • богатство флористического состава, изначально обусловленное экотонным эффектом;
  • флористическая неоднородность города, обусловленная его экологической, географической и возрастной неоднородностью. От окраин города к его центру закономерно уменьшается число видов флористического состава.

Д.Н. Кавтарадзе и М.И. Игнатьева (1986), М.И. Игнатьева (1993) разработали классификацию городских растительных сообществ, используя термин «урбанофитоценоз» (УФЦ). В основу ее положены происхождение УФЦ и доминирующая жизненная форма растений. Данные табл. 10.2 дают представление о разнообразии УФЦ.

Таблица 10.2

Урбанофитоценозы и их комплексы (Игнатьева, 1993)

Сообщества с доминированием деревьев и кустарников

Сообщества

травянистых

растений

Садово-парковые комплексы, т.е. сочетание фрагментов древесной, кустарниковой и травянистой растительности

А. Естественного происхождения
  • 1. Парки (сады)
  • 2. Скверы
  • 3. Межквартальные насаждения
  • 4. Бульвары
  • 5. Специального назначения (насаждения больниц, детских садов, институтов, промышленных зон)
  • 6. Уличные посадки

1. Древесные массивы лесопарков и парков
  • 1. Луга лесопарков
  • 2. Болота лесопарков

Б. Искусственно сфо

рмированные
  • 1. Древесные массивы и группы парков
  • 2. Живые изгороди
  • 1. Газоны
  • 2. Цветники

В. Стихийно возникшие

1. Пустыри

Экологические различия городских природных комплексов очень значительны. Полнее всего свойства природных комплексов наблюдаются в городских лесах, лесопарках и старых парках, в которых сохраняется естественный биологический круговорот, хотя и регулируемый человеком. Остальные типы УФЦ 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. Наихудшими условиями произрастания характеризуются деревья в лунках, со всех сторон окруженные асфальтом. Краевой ожог листьев, снижение декоративности, изменение морфологического строения связываются с неблагоприятными воздушными и особенно с почвенными условиями.

Токсические вещества, находящиеся в самой почве, в большей степени влияют на растительность, чем газовые выбросы транспорта и промышленных предприятий в атмосферу. Повреждаемость деревьев и кустарников может быть ответной реакцией на токсичность среды обитания. В результате происходит:

  • ускоренное отмирание ветвей основной части кроны;
  • снижение линейного прироста оси ствола и ветвей;
  • ослабление побегообразования за счет отмирания почек;
  • изменение габитуса молодых деревьев и т.д.

Таким образом, повреждаемость деревьев и кустарников может быть ответной реакцией на токсичность среды обитания.

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, а в безлиственный период - 37%. Наилучшими пылезащитными свойствами обладают сирень и вяз, менее поглощают пыли дуб (до 56 т/га) и ель (32 т/га).

Насаждения оказывают положительное влияние на тепловой режим как прилегающих к ним территорий, так и внутриквартальной застройки. Внутри застройки температура оказывается выше, чем в окружающих зеленых насаждениях, причем разница иногда достигает 2-3°С.

Озелененные территории способны увеличивать влажность воздуха. Испаряющая поверхность листьев деревьев и кустарников, стеблей грав и цветов в 20 раз и более превышает площадь почвы, занимаемой этой растительностью.

Зелеными насаждениями поглощаются из воздуха и тяжелые металлы, что несколько снижает их концентрацию. Так, больше свинца поглощается тополем и кленом остролистным, а серы - липой мелколистной и кленом остролистным. Крона хвойных деревьев адсорбирует свинец, цинк, кобальт, хром, медь, титан, молибден.

Землепользование как фактор урбопедогенеза. Структура и характер землепользования являются формирующим фактором развития почв в городе. Одним из важных факторов почвообразования является тип функционального использования земель: жилая застройка, промышленная зона, лесопарк и т.д.

Городская территория представляет собой многообразие типов земель, имеющих различное функциональное назначение. Каждый тип наряду с общими показателями имеет свои, свойственные только ему характеристики.

В любом крупном городе выделяются следующие категории земель:

  • земли городской и сельской застройки - жилая часть (внутридво- ровые пространства, скверы, детские сады и школы, газоны вдоль транспортных магистралей);
  • земли общего пользования - промышленные зоны (заводы и фабрики, автохозяйства, ТЭЦ, склады, АЗС, станции и поля аэрации, автомагистрали, аэропорты, железные дороги и др.);
  • земли природно-рекреационной и природоохранной зон (городские леса, лесопарки, парки, бульвары, скверы, памятники природы и т.д.);
  • земли сельскохозяйственного использования (пашни, фермы, питомники, опытные поля);
  • земли резерва (пустыри, свалки, карьеры, неудоби).

Каждая из вышеперечисленных категорий городских земель состоит из:

  • а) запечатанных территорий (непроницаемых) под жилыми зданиями, дорогами, тротуарами, складскими и производственными помещениями и другими строениями и коммуникациями. Эти земли лишены естественного водного и воздушного обмена;
  • б) открытых незапечатанных (проницаемых) территорий, представляющих собой почвы, почвоподобные тела разной степени антропогенной нарушенности. Именно незапечатанные городские земли выполняют санитарно-гигиенические, экологические и биосферные функции, столь важные для полноценного качественного уровня жизни городского населения.

В свою очередь открытые незапечатанные территории можно разделить на:

  • а) озелененные территории, покрытые растительностью, с покрывающими их почвами, которые сохраняют экологические функции (скверы, парки, лесопарки, газоны и т.д.);
  • б) нсозслснснныс или слабоозсленснныс территории, растительность на которых распространена фрагментарно и представлена главным образом рудеральными видами или сорняками (пустыри, внутридворовые пространства и т.д.). Экологические функции развитых там почв трансформированы, деградированы или сильно нарушены. Такие территории встречаются во всех категориях земель.

Почвы несут на себе отпечаток качества и вида землепользования. Это позволяет предположить, что тип землепользования - формиру- Jlj юший фактор эволюции почв городских и промышленных районов. III Городской способ землепользования оказывает влияние на все фак- Ю> торы почвообразования. С другой стороны, функциональное использование территории непосредственно определяет интенсивность и характер воздействия на почвенный профиль.

Специфичными факторами почвообразования городских почв являются:

  • структура и характер хозяйственного землепользования в городе;
  • особый городской микроклимат, эквивалентный широтному сдвигу на 200-300 км;
  • насыпные природные субстраты и культурный слой и наличие в них строительно-бытовых включений;
  • изменения растительности, связанные с особенностями городского микроклимата;
  • аэрозольное и внутрипочвенное загрязнение.

В условиях города наблюдается наиболее наглядное сочетание естественных факторов почвообразования с вновь возникшими, более мощными и, несомненно, доминирующими антропогенными факторами, что ведет к формированию здесь специфических почв и почвоподобных тел. И на сегодняшний день стало очевидным, что почва не всегда является объектом потенцииального плодородия, дарующим жизнь; в условиях современного техногенеза она в большей мере выступает как природное тело, сохраняю щее, за счет высокого потенциала своих протекторных функций, экологиче ское равновесие того или иного ландшафта. И городские почвы наглядный тому пример.

Основным результатом развития процесса урбанизации является значительное отчуждение продуктивных земель под застройки и промышленные объекты, при этом площади таких земель повсеместно увеличиваются. 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. Особенно много таких земель в Европе. По данным М.Н. Строгановой (1997), в Бельгии они занимают 28%, Великобритании - 12%, Германии - 11% площади. В Российской Федерации в городах и населенных пунктах, на территории, равной 0,65% от общей площади, проживает около 3/4 населения, т. е. более 100 млн. человек.

Нужно отметить, что возросшая за последние десятилетия интенсив ность антропогенной трансформации почв, привела к существенному изменению компонентного состава и структуры почвенного покрова больших территорий. Все почвы города разделяются на группы: естественные ненарушенные почвы, естественно-антропогенные поверхностно преобразованные, антропогенные глубоко преобразованные урбаноземы и почвы техногенных поверхностных почвоподобных образований - урботехноземы .

Основным отличием городских почв от природных является наличие диагностического горизонта «урбик«. Это поверхностный насыпной, перемешанный горизонт, часть культурного слоя мощностью более 50 см, с примесью - более 5% - антропогенных включений (строительно-бытового мусора, промышленных отходов). Его верхняя часть гумусирована. Наблюдается нарастание горизонта вверх за счет пылевых атмосферных выпадений, эоловых перемещений, антропогенной деятельности. Естественные ненарушенные почвы сохраняют нормальное залегание горизонтов естественных почв и приурочены к городским лесам и лесопарковым территориям, расположенным в черте города.

Естественно-антропогенные поверхностно преобразованные почвы в городе подвергаются поверхностному изменению почвенного профиля менее 50 см мощности. Они сочетают в себе горизонт «урбик» мощностью менее 50 см и ненарушенную нижнюю часть профиля. Почвы сохраняют типовое название с указанием характера нарушенности (например, урбо-подзолистая скальпированная, погребенная и т. д.).


Антропогенные глубоко преобразованные почвы образуют группу соб ственно городских почв урбаноземов , в которых горизонт урбик имеет мощ ность более 50 см. Они формируются за счет процессов урбанизации на культурном слое или на насыпных, намывных и перемешанных грунтах мощностью более 50 см, и подразделяются на 2 группы: физически преобразованные почвы, в которых произошла физико-механическая перестройка профиля (урбанозем, культурозем, некрозем, экранозем); химически преобразованные почвы, в которых произошли значительные хемогенные изменения свойств и строения профиля за счет интенсивного химического загрязнения как воздушным, так и жидкостным путем, что и отражается на их разделении (индустризем, интрузем).

Кроме этого, на территории городов формируются почвоподобные техногенные поверхностные образования - урботехноземы. Они представляют собой искусственно созданные путем обогащения плодородным слоем или торфокомпостной смесью насыпных или других свежих грунтов. Среди них выделяют реплантоземы, конструктоземы.

Несомненно, что естественный почвенный покров на большей части современных городов уничтожен и (или) претерпевает кардинальные изменения, поэтому, наряду с изучением влияния загрязнения городских почв на экологию города, усиливается интерес к особенностям их морфологии и физико-химического строения. Отмечены значительные отличия этих почв от естественных (таблица 1).

Таблица 1 - Признаки вновь возникших городских почв

Почвы и почвенный покров ДВ характеризуются большим разнообразием, что определяется биоклиматической неоднородностью условий их формирования от зоны арктических пустынь на севере до зоны лесостепи на юге и от влажного океанического побережья на востоке до континентальных пространств на западе.

История изучения почв ДВ насчитывает более ста лет, но современное представление о почвах, почвообразующих процессах, о своеобразии регионального почвообразования разрабатывалось последние 50 лет. Оно отражено в отдельных публикациях и монографиях ряда авторов. Изученность почв, почвенного покрова различных субрегионов ДВ далеко неоднозначна. Наиболее изученными являются почвы юга ДВ, что связано с его более активным хотя и не более ранним освоением.

Своеобразие природы южной половины ДВ, ее почв описаны в работе Ю.А. Ливеровского, Б.П. Колесникова (1949). В специальных монографических работах Г.И. Иванова (1964, 1966, 1976) наиболее полно освещены вопросы генезиса, классификации почв Приморья. Определенный вклад в изучение почв хвойно-широколиственных и широколиственных лесов низкогорий Приморья сделан Н.А. Крейдой (1970), а почв горных темнохвойных лесов - Н.Ф. Пшеничниковой (1989). В последнее десятилетие появились работы, расширяющие представление о специфике почвообразования в пределах горных (Пшеничников, Пшеничникова, 2002) и низменных территорий (Шляхов, Костенков, 2000) континентально-приокеанических экосистем, а также пойменных почв юго-востока Приморья (Шелест, 2001).

Характеристика почв Хабаровского края и Амурской области наиболее полно отражена в работе А. Т. Терентьева (1969), и позднее в монографиях сотрудников ХабКНИИ Ю.С. Прозорова (1974), Ю.И. Ершова (1984), А.Ф. Махиновой (1989).

Почвы островных экосистем Сахалина и Курил всесторонне представлены в двух монографиях А.М. Ивлева (1965, 1977).

Почвы полуострова Камчатка изучены в значительно меньшей степени. Работа И. А. Соколова (1973) и по настоящее время является единственным наиболее полным источником о взаимосвязи вулканизма и почвообразования на ДВ.

Территория Магаданской области характеризуется наименьшей освоенностью и как следствие - ее почвы наименее изучены. Е.М. Наумов, Б.П. Градусов (1974) одни из первых обобщили материал по особенностям таежного почвообразования на Крайнем Северо-Востоке Евразии. Несколько позднее сотрудниками института Биологических Проблем Севера ДВНЦ АН СССР издается работа "География и генезис почв Магаданской области" под редакцией В. И. Игнатенко (1980).

К настоящему времени вопросы генезиса, классификации почв отдельных частей ДВ разработаны с разной степенью детальности. Целесобразным является обобщение и генерализация имеющегося материала по почвам всего ДВ. Такая попытка сделана Б.Ф. Пшеничниковым (1986) в рамках учебного пособия "Почвы Дальнего Востока".

В настоящем учебном пособии рассматриваются условия формирования, морфологическое строение почв, процессы почвообразования, классификация и районирование почв Дальневосточного региона, что, надеемся, поможет сформировать у начинающих исследователей представление о почвах ДВ.

Сначала кратко остановимся на теоретических вопросах классификации почв и почвенно-географического районирования.

В. В. Докучаев впервые дал научное определение почвы как самостоятельного естественно-исторического тела природы (такого же, как растения, животные и т. п.), образующегося в результате одновременного взаимодействия факторов почвообразования: климата, горной породы, растительности и животного мира, рельефа и возраста. Определенное сочетание факторов почвообразования приводит к образованию генетического типа почв, принятого В. В. Докучаевым за основную классификационную единицу.

Согласно классификации почв, действующей в России (Классификация и диагностика почв СССР, 1977), в основную таксономическую единицу - генетический тип почв - объединяются почвы с единым строением профиля, сформировавшимся в результате развития однотипного процесса почвообразования в условиях со сходным характером водно-теплового режима, на материнских породах сходного состава и под однородной растительностью.

На территории России выделены несколько десятков типов почв. Некоторые из них широко распространены, например, черноземы, подзолистые, бурые лесные. Последние являются зональными почвами юга ДВ.

Каждый генетический тип почв последовательно подразделяется на подтипы, роды, виды, разновидности и разряды.

Подтипом почв является переходная группа почв между типами, различающимися по проявлению основного и сопутствующего процессов почвообразования. Например, при развитии в почве наряду с буроземообразованием процесса оподзоливания формируется подтип бурые лесные оподзоленные почвы; развитие дернового процесса наряду с подзолистым приводит к образованию подтипа дерново-подзолистой почвы. Появление подтипа может быть обусловлено также существенной динамикой основного признака типа (например: светло-серые, серые, темно-серые лесные почвы) или фациальными особенностями природных условий в пределах почвенной зоны (например, южный чернозем).

Род почв выделяется в пределах подтипов и представлен группой почв, качественные генетические особенности которых определяются особенностями состава почвенного поглощающего комплекса и химизма засоления, обусловленными рядом местных условий: составом почвообразующих пород, химизмом грунтовых вод, реликтовыми признаками почвообразующего субстрата.

Вид почв - это группа почв в пределах рода, различающаяся по степени развития основного почвообразовательного процесса. Например, по степени оподзоленности (слабо, средне, сильно оподзоленные), гумусированности (средне, сильно гумусированные).

Разновидность почв - группа почв в пределах рода, отличающаяся по гранулометрическому составу верхних горизонтов (например - глинистая, суглинистая и т. д.).

Почвенные разряды - это группа почв одного вида и одного механического состава, но развитые на материнских породах разного происхождения и разного петрографического состава (например - на гранитах, на известняках, на аллювии).

Для того, чтобы определить типовую принадлежность почвы надо прежде всего определить тип почвенного профиля на основании изучения его морфологического строения. Как это делать, - подробно описано в нашем методическом пособии для первой экологической практики (Урусов и др., 2002). Затем необходимо сравнить морфологические показатели со схемой морфологического строения различных почв. Определив тип почвенного профиля, надо определить тип географического ландшафта, географический ареал данной почвы, основные и сопутствующие элементарные почвообразовательные процессы, тип миграции и аккумуляции веществ в данной почве.

При диагностике почв в первую очередь используются данные морфологического строения профиля, условий формирования почв, данные по содержанию и характеру внутрипрофильной дифференциации гумуса, составу поглощенных оснований, а также внутрипрофильная дифференциация физической глины и песка, ила и валового химического состава.

Почвенно-географическое районирование - это выделение территорий, однородных по структуре почвенного покрова, сходных по условиям почвообразования и по возможному использованию их в сельскохозяйственном производстве.

В 1962 году в МГУ (Почвенно-географическое районирование СССР, 1962), была разработана схема почвенно-географического районирования, которая представлена ниже.

Таксономическая система почвенно-географического районирования:

Почвенный биоклиматический пояс - это совокупность почвенных зон и вертикальных почвенных структур, сходных по радиационным, термическим условиям и характеру их влияния на развитие растительности, выветривание и почвообразование. Определяющим показателем при выделении пояса являются термические условия.

Почвенно-биоклиматическая область Это ареал почвенных зон и вертикальных почвенных структур в пределах почвенно-биоклиматического пояса, выделяющийся своеобразием увлажнения и континентальности, и как следствие этого, - специфическими особенностями развития растительности, выветривания и почвообразования. Диагностическими показателями при выделении области являются условия увлажнения и континентальности.

Вертикальная почвенная структура - это ареал определенного ряда вертикальных почвенных зон, обусловленных положением горной страны в системе почвенно-биоклиматических областей и главными особенностями общей орографии. По своему таксономическому положению в системе районирования вертикальная почвенная структура идентична почвенной зоне на равнине. Ведущими показателями при выделении вертикальных почвенных структур являются термические условия, увлажнение и тип почвообразования нижней зоны. Почвенная провинция - часть почвенной зоны, выделяющаяся своеобразием ее увлажнения и континентальности, температурными различиями, которые обусловливают специфику почв, условий почвообразования. Вертикальная почвенная зона - ареал определенного зонального горного типа почв.

Почвенный округ - часть провинции или вертикальной почвенной зоны с определенным генетическим типом рельефа, в пределах которого прослеживается определенное сочетание почв и почвообразующих пород. Показательные различия округов обусловлены особенностями местного климата и растительного покрова. Почвенный район - это ареал почв в пределах почвенного округа с относительно однородным рельефом, составом почвенного и растительного покрова и определенным микрорельефом.

Специфика географического положения ДВ России (рис. 2) пересекающего с севера на юг три почвенно-биоклиматических пояса: полярного (холодного), бореального (умеренно холодного), суббореального (умеренного), обусловливает широкое разнообразие условий почвообразования и выделение в их пределах нижеследующих почвенных областей, зон и провинций.


1http://www.priroda.ru/regions/info/detail.php?SECTION_ID=&FO_ID=440&ID=6452

2http://xn--80aa2bkafhg.xn--p1ai/article.php?nid=12709

3http://www.kmslib.ru/kraevedenie/geografiya

4http://ecology-of.ru/priroda/klimat-goroda-khabarovsk

5 https://abc.vvsu.ru/books/u_ekologija/page0002.asp

6 http://samanka.ru/osobennosti-landshaftnogo-dizajna.html