2. Объекты и методы исследования

На территории города Перми сохранились ненарушенные почвенные территории, но большая часть почвенных территорий нарушена и испытывает интенсивное антропогенное влияние.

Для оценки состояния почв города Перми были выбраны следующие территории:

1. Детский сад № 40;

2. Школа № 133;

3. Бульвар на ул. Крупской;

4. Черняевский лесопарк;

5. Парк им. Горького;

6. Сквер им. С. П. Дягилева (б. Театральный сквер);

7. Сквер Уральских добровольцев;

8. Сквер по ул. Чкалова;

9. Сквер им. Р. Землячки;

10. Аллея по ул. Дружбы;

11. Ул. Старцева (автодорога Стахановская – Ива);

12. Южная дамба.

Для проведения исследований нами в 2010 году были выбраны 6 территорий с условно ненарушенным почвенным покровом (1-6). В 2011 году к ним добавлены 6 территорий города с нарушенным почвенным покровом и значительной антропогенной нагрузкой (7-12). Схема мест отбора проб приведена в приложении 1.

Почвы и почвогрунты отобраны в различных ландшафтно-функциональных зонах города: селитебной (1, 2), придорожной (10, 11, 12) и рекреационного назначения (3, 4, 5, 6, 7, 8, 9).

Детский сад № 40 находится в Мотовилихинском районе города Перми на улице Юрша, 64а. По периметру территории растут ивы, рябина яблони, тополя. В целом растительности сравнительно немного, территория благоустроена, в том числе для прогулок детей. Отобрана точечная проба почвы во дворе детского сада, под зелеными насаждениями, недалеко от детской площадки.

Школа № 133 находится в Мотовилихинском районе города Перми на улице Аркадия Гайдара, 13. Во дворе школы высажены деревья, цветы, другая растительность. Территория ограждена забором, недалеко находится автомобильная дорога. Была отобрана точечная проба во дворе школы, под деревьями, вдали от асфальтовой дорожки.

Бульвар на улице Крупской находится в Мотовилихинском районе, по обе стороны аллеи высажены деревья – клен, береза, дуб, липа и др. Аллея находится в тихом, спокойном месте, удалена от автомобильной дороги, и поэтому является излюбленным местом для прогулок жителей города. Проба почвы была отобрана методом объединенной пробы на протяжении аллеи от улицы Ушинского до улицы П. Лумумбы, под деревьями.

Черняевский лесопарк расположен на пересечении улиц Подлесная и шоссе Космонавтов в Индустриальном районе Перми. Обширный городской парк, раскинувшийся на территории более 200 гектаров, стал излюбленным местом отдыха жителей района и в летнее, и в зимнее время. Лесопарк имеет статус особо охраняемой природной территории. В лесопарке произрастают сосны, сибирские ели и пихты, береза, ольха и осина. В парке имеются искусственные посадки деревьев, не типичные для природы Урала: яблоня сибирская, груша уссурийская, клен ясенелистный и остролистный, черемуха Маака и пенсильванская, сирень венгерская и другие виды. На лесных полянах встречаются более десятка редких видов растений, нуждающихся в охране. В парке можно встретить множество видов птиц, раньше было много белок, иногда встречались зайцы и даже заходили лоси. К сожалению, в настоящее время антропогенное воздействие значительно ухудшило состояние растительного и животного мира городского парка.

Проба почвы была отобрана методом объединенной пробы на территории парка слева и справа от главной аллеи парка, перпендикулярной улице Шоссе Космонавтов в сосновом лесу.

Парк им. Горького расположен на пересечении улиц Краснова, Сибирской, Революции и Комсомольского проспекта в Свердловском районе г. Перми. В настоящее время парк им. Горького - одно из немногих мест в центре города, где человеку предоставлена возможность общения с природой. Парк использует свои природные условия для проведения разнообразной культурно-просветительной работы. Площадь, отведенная под парк, занимает большое пространство. С самого начала биографии парка сюда относились два довольно больших сада, называемых «ботаническими», или «питомниками», возникших в девяностых годах прошлого века. Деревья и кустарники этого сада очень разнообразны: более всего здесь березы, липняка и тополя, но есть также сосна, ель, рябины, а также много цветов.

Проба почвы была отобрана методом объединенной пробы на территории парка им. Горького, слева от главного входа по улице Комсомольский Проспект, на протяжении парка вдоль улицы Краснова, под деревьями.

Сквер им. С. П. Дягилева (б. Театральный сквер) расположен в центре города на пересечении улиц Ленина, Сибирская, Советская и 25-го Октября в Ленинском районе Перми. В сквере периодически производятся посадки деревьев и кустарников, сейчас в сквере растут акация, калина, тополя, липы, клен, яблоня сибирская, боярышник, спирея, береза, шиповник, роза и калина, туя. Проба почвы была отобрана методом объединенной пробы на ненарушенной почвенной территории парка между улицей Петропавловской и театром, где рекреационная нагрузка значительно ниже.

Сквер Уральских добровольцев расположен неподалеку от законодательного собрания г. Перми на пересечении улиц Советская, Куйбышева и Петропавловская в Ленинском районе. В настоящее время сквер Уральских добровольцев является излюбленным местом отдыха горожан. Посередине сквера действует фонтан, который был реконструирован в ходе восстановительных работ. Проба почвы была отобрана слева и справа от главной аллеи на протяжении всего сквера методом объединенной пробы.

Сквер по ул. Чкалова находится на пересечении улиц Чкалова, Комсомольский проспект и Куйбышева. После значительной потери декоративности и кислородопродуктивности деревьев началась активная замена кленов и тополей на более декоративные породы деревьев: липу, березу, рябину, голубые ели, лиственницы. Проба почвы была отобрана методом объединенной пробы параллельно улице Чкалова на всем протяжении сквера в небольшом удалении от автомобильной дороги.

Сквер им. Р. Землячки находится на пересечении улиц Уральская, Лебедева и Розалии Землячки. Является излюбленным местом отдыха жителей Мотовилихинского района, несмотря на его удовлетворительное состояние. В последние годы начались работы по его реконструкции. Проба почвы была отобрана на протяжении всего сквера параллельно улице Уральская.

Аллея по ул. Дружбы протянулась вдоль улицы Дружбы от улицы Тургенева до улицы Крупской. Пермяки давно полюбили отдыхать в тени старых вязов, берез и плакучей ивы, произрастающих на этой аллее. Проба почвы была отобрана на протяжении аллеи по обе стороны от асфальтовой дорожки.

Ул. Старцева (автодорога Стахановская – Ива): проба почвы была отобрана спустя некоторое время после открытия автодороги Стахановская – Ива, на протяжении улицы Старцева от улицы Жигулевской до улицы Лихвинской, параллельно автодороге, на расстоянии 3 метра от дороги.

Южная дамба: проба почвы была отобрана параллельно автодороге, от улицы бульвар Гагарина до улицы Н. Островского, по обе стороны от автодороги, на расстоянии 4 метра от дороги.

В 2010 году пробы почв были отобраны на всех территориях 18 и 19 сентября, после кратковременных дождей накануне, t воздуха +23 +24^оС, ясно, ветер Ю-З 6м/с. Пробы почвы представляли собой объединенную пробу почв из поверхностных горизонтов на глубину 0 - 20 см, составленную из 5 точечных проб, взятых методом конверта с площадки размером минимум 50 м² для Черняевского лесопарка, парка им. Горького, сквера им С. П. Дягилева и бульвара на улице Крупской. Масса объединенной пробы составляла не менее 1 кг. Пробы почв с территории школы № 133, детского сада № 40 представляли собой точечную пробу.

В 2011 году пробы почв были отобраны на всех территориях 23-25 сентября. Пробы почвы представляли собой объединенную пробу почв из поверхностных горизонтов на глубину 0-2 см и 0-20 см, составленную из 5 точечных проб, взятых методом конверта с площадки размером минимум 50 м² для всех территорий, кроме детского сада и школы. Масса объединенной пробы составляла не менее 1 кг. Пробы почв с территории школы № 133, детского сада № 40 представляли собой точечную пробу.

Слой почвы 0-2 см отбирался для оценки доли аэротехногенного поступления загрязняющих веществ и их дальнейшее распределение вниз по профилю. В слое 0-20 см, помимо различных загрязнителей определялись физические показатели и показатели ферментативной активности почв.

Для дальнейших анализов пробы почвы были доведены до воздушно-сухого состояния, растерты и пропущены через сито с диаметром 1-2 мм.

Для дополнительной оценки аэротехногенного поступления загрязняющих веществ были отобраны пробы снега в марте 2011 и 2012 года на всю глубину снегового покрова, в 2011 году - на территории детского сада № 40, школы № 133, парка им. Горького, сквера им. С. П. Дягилева, бульвара по ул. Крупской, аллеи по ул. Дружбы и ул. Старцева. В 2012 году к перечисленным выше территориям добавлены пробы с территории Черняевского лесопарка, сквера Уральских добровольцев, сквера по ул. Чкалова, сквера им. Р. Землячки и Южной дамбы.

Для оценки состояния почв, грунтов и снегового покрова и их сравнения были выбраны следующие методики:

• Содержание органического вещества определено фотоэлектроколориметрическим методом после его окисления дихроматом калия в среде серной кислоты [50];

• Реакция среды почвенной вытяжки определена потенциометрическим методом со стеклянным электродом [51];

• Содержание хлоридов определено потенциометрическим методом с использованием хлоридного ионоселективного электрода [51];

• Содержание сульфатов определено турбидиметрическим методом с использованием раствора, содержащего ВаCl₂ с глицерином [51];

• Общая минерализация определена кондуктометрическим методом на приборе АНИОН 4120 [51];

• Плотность почвы определена гравиметрическим методом [51];

• Каталазная активность определена газометрическим методом[52];

• Целлюлазная активность определена аппликационным методом в лабораторных условиях [51];

• Фитотоксичность снега определена методом проростков [51].

Целлюлазную активность почв определяли аппликационным методом, учитывая изменение веса заложенных в почву целлюлозных материалов – льняных тканей. Стерильную неотбеленную тонкую льняную ткань нарезают на отрезки 10x10 мм. В каждую чашку Петри с исследуемой почвой, предварительно доведенной до оптимальной влажности, закладывают по 10 таких отрезков, предварительно взвесив их на аналитических весах с точностью до 4 знаков после запятой. Отрезки ткани должны быть помещены между двумя слоями почвы. Опыт проводят в четырехкратной повторности. Через месяц отрезки льняной ткани осторожно извлекают из чашек Петри, отмывают от почвы и продуктов разложения, подсушивают и взвешивают на аналитических весах. Целлюлазную активность почвы выражают в граммах убыли сухого веса ткани или в процентах от исходного веса.

Все опыты проводились в лаборатории кафедры экологии ПГСХА в трехкратной повторности. Опыты по определению целлюлазной активности и фитотоксичности снега проводились в четырехкратной повторности. Математическая обработка результатов проводилась с помощью программы MicrosoftExcel. Пример статистической обработки приведен в приложении 2.