- •Почвообразование в городских условиях
- •Урбанизация – это рост и развитие городов, увеличение веса и роли городского населения
- •УРБОЭКОСИСТЕМЫ 1.В условиях увеличивающегося антропогенного «прессинга»
- •Понятие экосистем, функционирующих в городских условиях
- •Стадии нарушения природных экосистем в городах (Симкин, 2000)
- •История вопроса
- •Основные концепции изучения
- •Основные таксономические единицы геохимической систематики городов (Касимов,Перельман, 1995)
- •Основные таксономические единицы геохимической систематики городских элементарных ландшафтов (Касимов, Перельман, 1995)
- •СЕЛИТЕБНЫЕ ЭГЛ
- •ПОСТАГРОГЕННЫЕ ЭГЛ
- •Основные отличия климатических характеристик в городах по сравнению с окрестностями
- •Геологические особенности
- •Геологические особенности
- •Почвообразующие породы
- •Урбафитоценозы и их комплексы (Игнатьева, 1993)
- •Растительность лесопарков и скверов
- •Растительность газонов
- •Посаженная растительность и пустырь
- •Изменения растительного покрова в городских условиях
- •Особенности городской флоры
- •Почвенная биота городских почв
- •Землепользование – как фактор урбанизации
- •Каждая их этих категорий состоит из:
- •Предполагаемые изменения в комплексах и комплектах ЭПП в почвах городов
- •Определение понятия : городская почва
- •Основным отличием собственно городских почв от природных является наличие диагностических горизонтов – урбик
- •Почвы городских территорий ( урбаноземы) имеют существенные отличия от почв окрестностей, главными из
- •ОПЫТ КЛАССИФИКАЦИИ ГОРОДСКИХ ПОЧВ
- •В американской классификации (1994) городские почвы включены на уровне подпорядков в 2 порядках:
- •Германия (1994). В основе систематики техногенных и урбогенных почв лежит классификация насыпного материала-
- •В России используется классификация, предложенная в 1977 и дополненная впоследствии сотрудниками факультета почвоведения
- •СИСТЕМАТИКА ОТКРЫТЫХ ПОВЕРХНОСТНЫХ ТЕЛ НА ГОРОДСКИХ ТЕРРИТОРИЯХ
- •Индексировка горизонтов городских почв
- •Изменение свойств почв
- •Региональность исследований
- •Морфологические свойства почв городских лесопарков
- •Почвы контроля и Битцевского леса
- •Почвы других ЭГЛ
- •Содержание Сорг
- •Содержание Сорг (%) в почвах разных ЭГЛ в разных районах городов
- •Профильное распределение Сорг (%) в почвах лесопарков.
- •Профильное распределение Сорг (%) в урбаноземах
- •Содержание и вариабельность Сорг, % в слое почвы 0-10 и 10-20 см
- •Причины
- •Долевое соотношение различных групп травянистой растительности в травяных экосистемах,
- •Долевое соотношение различных групп травянистой растительности в лесных экосистемах, % от суммы надземной
- •Запасы биомассы в травяных экосистемах г.Москвы, ц/га
- •Зольность структурных единиц биомассы трав в травяных ЭС г. Москвы (% на сухое
- •Соотношение Сгк/Сфк в верхних горизонтах почв г.Москвы
- •Долевое соотношение фракций ГК в слое почвы 0-10 см разных ЭГЛ г. Москвы
- •Оптическая плотность ГК (Е-величина) в верхних горизонтах почв
- •Исследования почв тропинок
- •Сорг в слое 0-5 см почв на и вдоль тропинок в Битце
- •Причины повышения рН
- •Профильное распределение рНвод в почвах лесопарков
- •Профильное распределение рНвод в урбаноземах
- •Значения рНвод в корнеобитаемых горизонтах почв разных городов
- •Пример картографии
- •рН вод в разных ЭГЛ Москвы
- •рНвод в почвах разных ЭГЛ разных городов
- •Значения рНвод в почвах разных ЭГЛ разных районов городов
- •рНвод. почв в слое 0-5 см на и вдоль тропинок в Битце
- •Значение и вариабельность рНвод в слое почвы 0-10 и 10- 20 см
- •Содержание легкорастворимых солей
- ••Увеличение содержания л.р.с. в почвах городов не имеет площадного распространения. Наибольшее количество их
- •ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ ПОЧВ (mSm/sm)
- •Элементы питания (N,Р,К)
- •Гранулометрический состав почв лесопарков г. Москвы, %
- •Структурное состояние городских почв (сухое просеивание)
- •Величина Кдисп. в почвах лесопарков г. Москвы, %
- •Плотность и твердость
- •Плотность почв в слое 0-5 см на и вдоль тропинок в Битце
- •К стр. почв в слое 0-5 см на и вдоль тропинок в Битце
- •Водопроницаемость почв г. Москвы, мм/мин
- •Загрязнение городских почв
- ••Подвергаясь техногенной нагрузке, почвы города содержат в 5 - 10 раз больше ТМ
- •Биологическая активность почв в слое 0-10 см
- •разных ЭГЛ в слое 0-10 см (мкг С- СО2/г почвы*час)
- •Общая численность почвенных животных в слое 0-20 (экз./м2)
- •Общая биомасса мезопедобионтов в почвах (г/м2 )
- •ГРУППОВОЙ СОСТАВ МЕЗОПЕДОБИОНТОВ В
- •Разнообразие (индекс Шеннона) комплекса беспозвоночных в почвах разных ЭГЛ
- •ФОРМИРОВАНИЕ И ЭВОЛЮЦИЯ ГОРОДСКИХ ПОЧВ
- •ФАЗЫ-СТАДИИ ФОРМИРОВАНИЯ СОБСТВЕННО ГОРОДСКИХ ПОЧВ (урбаноземов)
- •ПУТИ РАЗВИТИЯ РАЗНЫХ ГРУПП ГОРОДСКИХ ПОЧВ
- •Эволюция почв лесопарков
Почвообразование в городских условиях
Г. В. Стома
Урбанизация – это рост и развитие городов, увеличение веса и роли городского населения
Численность городского населения на Земле:
1950 г. |
- 29% |
1995 г. |
-43% |
2005 г. |
>50% |
2025 г. |
- 60% |
Наиболее урбанизированные регионы : Австралия, Новая Зеландия, Северная и Западная Европа (80%- городское население)
УРБОЭКОСИСТЕМЫ 1.В условиях увеличивающегося антропогенного «прессинга»
на природные экосистемы в них нарушаются сложившееся соотношения между компонентами, изменяются сами компоненты, что ведет к общей трансформации самих природных экосистем.
2.Изменения происходят с огромной скоростью, трансформация одних компонентов накладывается на изменение других, создавая сложную, неоднозначную картину.
3.В городах при взаимодействии естественных природных экосистем и городской структуры происходит пространственное расчленение природных систем, изменения в условиях и режимах ее функционирования. Следствием этого является дискретность распространения, минимизация площадей, занятых одной непрерывной в пространстве природной системой.
4.В настоящее время в научной литературе еще не утвердилось окончательно понятие экосистем, функционирующих в городских условиях.
Понятие экосистем, функционирующих в городских условиях
•Кожевина – «природно-технические системы», «технобиолитосистемы.
•Касимов, Перельман – « городские ландшафты».
•Строганова – «урбоэкосистемы» - природно-городская системы, состоящие из фрагментов природных экосистем, окруженных домами, промзонами, автодорогами и т.д. УЭС характеризуется созданием новых типов искусственно созданных систем в результате деградации, уничтожения или замещения природных ЭС
Стадии нарушения природных экосистем в городах (Симкин, 2000)
•Дестабилизация –появление сбоев в функционировании ЭС, проявляющееся в биоморфных «нашествиях» и «миграциях».
•Модификация –возможное сохранение и существование ЭС в сбалансированном виде.
•Трансформация –появление отчетливых признаков нарушения целостности структуры ЭС (исчезновение старых форм и появление новых.
•Деструкция –распад связей в блоках ЭС.
История вопроса
•Изучение почв городских территорий достаточно молодое направление в нашей науке. Основатель почвоведения В.В.Докучаев еще более 100 лет назад обратил внимание на необходимость комплексного исследования территории С.-Петербурга. В 1890 году он выступил за «детальное естественно-историческое, физико-географическое и сельскохозяйственное исследование С-Петербурга и его окрестностей. Это была комплексная, экологически всесторонняя программа исследований. Работы были начаты, но из-за недостаточного финансирования остановлены.
•Затем основные исследования почвоведов были направлены на изучение природных почв и почв, используемых в сельском хозяйстве. Почвы же городских территорий просто игнорировались.
•Но в последние два десятилетия наблюдается интенсивная разработка основ учения о городских экосистемах и роли в них почв, что обусловлено большим вниманием человечества к вопросам экологического состояния природной среды и ее охраны. В этом направлении работают специалисты многих направлений наук: биологи, геологи и т.д. Уже опубликованы многочисленные монографии по экологическим вопросам городской среды как зарубежных ученых (Винке, Кроула), так и отечественных (Кавтарадзе, Осипова, Касимова, Строгановой, Прокофьевой, Безугловой, Приваленко и других).
Основные концепции изучения
экологических вопросов на урбанизированных территориях (по Н.С.Касимову)
1). Эмиссионная – анализ воздушной среды и выбросов в атмосферу – как главного фактора создания экологической ситуации в городе, на которой основаны работы существующих гидрометеорологических и экологических служб наблюдения и контроля.
2). Концепция водооборота города как фактора его функционирования и влияния на окружающую среду с оценкой ресурсов и качества питьевых и хозяйственных вод, а также полноты очистки и сброса сточных вод. В этом направлении проводятся токсикологические, санитарно-гигиенические и гидрогеохимические исследования.
3). Эколого-геохимическая концепция, развивающаяся на основе теории геохимии окружающей среды, основанная на анализе депонирующих сред- снега, почв, растений, вод и т.д. и базирующаяся на оценке эмиссии загрязняющих веществ, то есть их распределения и миграция в перечисленных компонентах .
Сегодня можно добавить и новые вопросы – это диагностика и эволюция компонентов природной среды, в частности, почвы в городских условиях.
Основные таксономические единицы геохимической систематики городов (Касимов,Перельман, 1995)
Единица |
Критерии выделения |
Отряд |
Ведущая роль техногенной миграции, искусственный рельеф (строения), концентрация |
|
населения |
Разряд |
Степень техногенного воздействия на население и городскую среду (сочетание |
|
эмиссионной нагрузки выбросов на 1 человека в год (Е) с показателями уровня |
|
загрязнения (Z)-оценка в баллах) |
Подразряд |
Структура загрязнения (геохимическая специализация: «серные», «азотные», |
|
«углеродные» города) |
Группа |
Группа природных геохимических ландшафтов, в которых сформировался |
|
антропогенный ландшафт (лесная группа – группа влажных тропиков, тайги и т.д.) |
Тип |
Тип природного геохимического ландшафта, в котором сформировался городской |
|
ландшафт (лесной, степной и т.д.) |
Семейство |
Особенности воздушной миграции продуктов техногенеза (критерий выделения требует |
|
уточнения, пока отражены в геоморфологическом положении города –равнинное, |
|
горно-котловинное, приморское и т.д.) |
Класс |
Класс водной миграции техногенеза (по существу – это классы природных почвенно- |
|
геохимических катен, различаются не только по условиям водной миграции |
|
поллютантов, но и по уровням загрязнения – кислые, нейтральные, глеевые, |
|
кальциевые и др.) |
Род |
Геохимическая специализация литогенного субстрата (по уровню содержания токсичных |
|
элементов и соединений в почвообразующих породах и почвах: фоновые, |
|
субаномальные, природно-аномальные) |
Основные таксономические единицы геохимической систематики городских элементарных ландшафтов (Касимов, Перельман, 1995)
Единица |
Критерии выделения |
Порядок
Отдел
Семейство или раздел
Групп и тип
Класс
Род
Вид
Принадлежность к функциональной зоне, загрязнение ландшафтов, характер трансформации и деградации БКВ (выделяют 5 основных: 1)парково- рекреационный, 2)агротехногенный, 3) селитебный, 4)селитебно- транспортный, 5) промышленный)
Особенности воздушного привноса-выноса поллютантов и геохимической специализации выбросов, отходов и стоков (1-3 порядки – арены эмиссии загрязняющих веществ, 4-5 – источники эмиссии)
Уровень и опасность загрязнения (по поступлению пыли и загрязнению химическими элементами почв, снега и растений выделены 16 разделов, охватывающие основные комбинации между функциональными зонами и степенью загрязнения)
Особенности биологического круговорота веществ (очевидно, связаны с зональными особенностями)
Водная миграция продуктов техногенеза (по сочетанию окислительно- восстановительных, щелочно-кислотных условий и видов геохимических барьеров в профиле почв и между сопряженными ландшафтами)
Особенно воздушной и водной миграции, положение в ландшафтно- геохимических катенах
Геохимическая специализация литогенного субстрата ( определяется гранулометрическим составом почв и грунтов)