CC BY
55
НАУКИ О ЗЕМЛЕ
«наука. инновации. технологии», № 4, 2013
удк 631.439: Э. Н. Сутормина [E. N. Sutormina] 631.433.1
МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПОЧВ НАСЕЛЁННЫХ ПУНКТОВ
Morphological and physical - chemical characteristics of soil settlements
В статье представлен литературный обзор исследований антропогенного воздействия на почвенный покров городов. Акцент сделан на свойства почв частично запечатанных под искусственными покрытиями. Описано место проблемы запечатанности почв в системе градостроительства. Описан химический состав и гумуссированность почв в городах в зависимости от давности запечатывания. Отмечено довольно низкое содержание тяжёлых металлов в запечатанных почвах городов.
Ключевые слова: урбанозём экранированный, гумуссированность, анаэробный режим почв, кислотно-щелочной баланс.
The article presents a literature review of studies of human impact on soil cities. Emphasis is placed on the properties of soils partially sealed under artificial surfaces. A description of where the problem of soil sealing, urban planning system. A description of where the problem of soil sealing, urban planning system. Described the chemical composition and gu-mussirovannost urban soils, depending on the duration of sealing. Noted fairly low content heavy metals in soils sealed cities.
Key words: urban soils, screened gumussirovannost anaerobic soil conditions, acid-alkaline balance.
Городские почвы - важная составная часть окружающей среды, в существенной мере обеспечивающая жизнеспособность всего городского природно-хозяйственного комплекса. Они подвергаются постоянной техногенной нагрузке, что приводит к трансформации структуры почвы и к изменению экологических связей в системе «почва - растение». Преобладающим фактором почвообразования в городах становится антропогенное воздействие. В результате формируются специфические типы почв и почвоподобных тел [2].
Антропогенное воздействие проявляется в разных аспектах - химическое загрязнение, дробление структуры почвенного покрова, частичное запечатывание искусственными покрытиями и т. п. Городские поч-
«НАУКА ИННОВАЦИИ. ТЕХНОЛОГИИ»
.Северо-Кавказский федеральный университет
вы имеют характерный признак - поверхностный слой мощностью более 50 см, созданный человеком в результате перемешивания, погребения или загрязнения естественной природной почвы непочвенными материалами [2]. В связи с этим выделяют отдельную группу почв, запечатанных под дорожными покрытиями, — экранозёмы, или экранированные урбанозё-мы, для которых характерны разрушение верхней части профиля; существенное уплотнение, изменение водного, теплового и газового режимов; функционирование микробиоты в основном по анаэробному типу; отсутствие поступления вещества извне (городская почва «растет вверх» из-за подсыпки грунта и осаждения пыли из атмосферы) [3].
Исследованием проблем антропогенного воздействия на почвы в городах и функционирования экранозёмов занимаются учёные на протяжении последних десятилетий.
Среди современных исследований имеется большое количество данных о морфологическом и химическом состоянии городских почв (Добровольский, 1990 - общая классификация и типология городских почв Баширова, 1975, 1986 - Почвы Кузбасса; Лепнева, Обухов, 1987, 1990; Никифорова, Лазукова, 1995; Фёдоров 2006 - нормирование качества городских почв; Прокофьева, Строганова, 1998 - антропогенные почвы, запечатывание почв в городах; Сизов, 2006 - оценка качества городских земель; Безуглова, 2013, Горбов 2013 - оценка состояния гуминовых кислот в запечатанных почвах).
Особый интерес представляют именно запечатанные почвы под асфальтовым покрытиями в городах и, связанные с этим, процессы формирования и функционирования экранозёмов или урбанозёмов экранированных. Так же обращают на себя внимание эти процессы в контексте соотношения открытых почвенных участков и запечатанных в черте города для вопросов архитектуры и градостроительства. Особое место занимает изучение влияния экологического состояния почв городских территорий на их экономическую оценку. Так, запечатывание городских почв дорожными покрытиями относят к градостроительным процессам отрицательного воздействия на состояние городских почв, что приводит к снижению общегородских биосферных и экологических функций почв. Увеличение за-печатанности почвенного покрова приводит автоматически к снижению озелененности территории. Норматива для определения стандарта запе-чатанности в настоящее время не разработано, он определяется по степени озелененности в м 2 на 1 человека с учетом категории земель. Ориенти-
№4, 2013
НАУКИ О ЗЕМЛЕ
Морфологические и физико-химические особенности почв населённых пунктов
91
ровочной оптимальной величиной принято считать 20-24 м 2 озелененной площади на 1 жителя. Может быть принята следующая характеристика степени озелененности: норма - > 20-24 м2 /чел.; незначительно ниже нормы - 16-20 м2 /чел.; ниже нормы - 12-16 м2 /чел.; существенно ниже нормы - 8-12 м2 /чел.; практически не озеленена - 4-8 м2 /чел.; озеленение отсутствует - озелененность менее 4 м2 /чел.
По результатам исследований ряда авторов [3] при современном градостроительстве до 70-90 % свободной от зданий территории крупных городов закрыто асфальтобетоном и другими дорожными покрытиями.
Почвы запечатанных территорий имеют как черты сходства, так и отличия с почвами открытых городских территорий. Общими свойствами являются: разнообразный механический состав, варьирование гумусиро-ванности, содержания основных биофильных элементов Р, К), величина рН в большинстве случаев выше 7,5 (до 9,0), почвы вскипают с поверхности и содержат СаСОз более 2 %, избыточная концентрация тяжелых металлов [1].
Различия заключаются в следующем: уменьшаются градиенты величин влажности и температуры в верхних слоях экранозема по сравнению с почвами незакрытых территорий; современное покрытие препятствует накоплению современных загрязнителей, в запечатанных почвах районов новостроек практически отсутствуют избыточные концентрации тяжелых металлов; под асфальтом, при анаэробном режиме, интенсивно протекают такие процессы, как брожение, нитратрсдукция и суль-фатредукция [5]. Запечатанные почвы осуществляют лишь некоторые из экологических функций, присущих почвам, тем не менее в них протекает слабый водо-, тепло- и газообмен с атмосферой и породой, продолжается жизнедеятельность микроорганизмов. Как правило, к центру города и с увеличением возраста застройки запечатанность дневной поверхности увеличивается [2]. Необходимо определенное нормирование площадей и регламентирование процессов запечатывания дневной поверхности с учетом разных типов хозяйственного использования (жилая зона, промышленная зона, природоохранная и рекреационная, и др.). По предварительным исследованиям, степень запечатанности годских почв в Ставрополе составляет 30-50 %.
Необходимо также отметить проявление защитных свойств покрытия. В запечатанных телах меньше содержание С, N отсутствуют накопления С < 1, что часто наблюдается в современных незапечатанных город-
«НАУКА ИННОВАЦИИ. ТЕХНОЛОГИИ»
.Северо-Кавказский федеральный университет
ских почвах. Кроме того, ночвы и грунты новостроек, запечатанные около 20-30 лет назад, практически не содержат тяжелых металлов в повышенных концентрациях [5].
Более детальные исследования по химическому составу запечатанных почв были проведены на базе ЮФУ, направленные на изучение гу-муссированности экранозёмов. Для антропогенно-преобразованных почв характерно не только уменьшение содержания гумуса, изменение кислот-но-щёлочного баланса, но и перестройка его фракционно-группового состава. Уменьшение гумусированности урбаноземов и экраноземов вполне понятно, т. к. рушится связь «почва-растение» и прекращается характерный для данной природной зоны круговорот веществ. Изменения во фрак-ционно-групповом составе связаны, прежде всего, с исчезновением подвижных фракций гумуса, что связано с прекращением поступления извне свежего органического вещества. В то же время продолжающиеся процессы минерализации и трансформации гумуса приводят к переводу этих фракций в более стабильные формы. Отличительный признак погребенных и запечатанных почв - резкое снижение содержания нерастворимого остатка (до 20-30 %), что, вероятно обусловлено отсутствием неполно гу-мифицированных растительных остатков [1]. Тем не менее, несмотря на значительные изменения в составе гумуса, сохраняются основные черты, присущие определённому типу почвообразования. Кроме этого, одним из положительных свойств запечатанных почв является довольно низкое содержание тяжёлых металлов. По данным некоторых авторов [1], [5], гу-миновые кислоты экранозёмов крупных городов представлены кислотами с низкой зольностью, высока интенсивность поглощения карбоксильных групп. Более того, гуминовые кислоты, выделенные из почвенных горизонтов экранозёма, очень близки к кислотам пахотного чернозема, с следует менее интенсивным поглощением, связанное с СООН-группами [1], [4]. Это закономерно, гумус пахотного чернозема представляет собой весьма устойчивую систему, изменения в которой даже при очень сильных антропогенных нагрузках не столь значительны.
№4, 2013
НАУКИ О ЗЕМЛЕ
Морфологические и физико-химические особенности почв населённых пунктов
93
ЛИТЕРАТУРА 1. Безуглова О. С., Горбов С. Н., Приваленко В. В. Формирование гумусового профиля и микроэлементного состава почв рекреационных территорий г. Ростов-на-Дону // Почвоведение. 2000. № 9. С. 1142-1148.
2. Методические указания по оценке городских почв при разработке градостроительной документации. М., 2003.
3. Ковалевская О. М. Трансформация почвенного покрова городов // Почвоведение. 2012. № 6. С. 23-27.
4. Прокофьева Т. В., Мартыненко И. А., Иванников Ф. А. Систематика почв и почвообразующих пород Москвы и возможность их включения в общую классификацию // Почвоведение. 2011. № 5. С. 611623.
5. Строганова М. Н., Мягкова А. Д., Прокофьева Т. В. Городские почвы: генезис, классификации, функции // Почва, город, экология / под общ. ред. Г. В. Добровольского. М., 1997. С. 15-85.
ОБ АВТОРАх Сутормина Элла Николаевна, доцент кафедры землеустройства и кадастра СКФУ, кандидат географических наук. E-mail: [email protected]. Телефон: 89880899661
Sutormina Ella N., Associate Professor of the Department of Land
Management and Cadastre SKFU, Ph.D..
E-mail: [email protected]. Telephone: 89880899661
