Другие эгл

Отличительной характеристикой собственно городских почв (урбаноземов) является большое количество антропогенных включений, существенное место занимает насыпной грунт. С течением времени поверхностный слой приобретает черты горизонта А. Встречаются погребенные горизонты. В них отсутствуют естественные почвенные горизонты, в профиле сочетаются различные по окраске и мощности слои искусственного происхождения. Скелетный материал представлен в основном строительным и бытовым мусором.

2.Органическое вещество

Содержание органического вещества в почвах городов колеблется в широких пределах, а одних случаях превышая, а в других - является меньшим, чем в природных аналогах.

В верхних горизонтах почв городов таежной зоны количество гумуса варьирует от 1 до 12%. Максимально обогащены гумусом нарушенные и вновь образованные слои почв газонов, скверов, бульваров (5-11%) и селитебных участков (3-7%). В парках и лесопарках гумусово-аккумулятивные горизонты содержат его в количестве 2-3 %.

Необходимо отметить тот факт, что для городских почв правильнее говорить о накоплении органического углерода, а не гумуса, так как разделение гумусовых веществ и продуктов загрязнения органическими соединениями в урбанизированных почвах методически до конца не решено..

Наиболее существенная трансформация свойств почв характерна для корнеобитаемых горизонтов, а направление, интенсивность и глубина проявления процесса накопления органического углерода зависят от положения города в природной зоне, длительности и интенсивности антропогенного воздействия.

В целом в почвах городов лесной и лесостепной зон по сравнению с окрестностями прослеживается увеличение содержания Сорг: в мегаполисе Москва – статистически достоверно на 0,8-1,5%, а в менее крупных и молодых городах (Королеве, Брянске и Ульяновске) - (на 0,1-0,8%) проявляется лишь в виде тенденции, часто захватывая лишь слой 0-10 см.

В городах степной зоны закономерности иные. В Ставрополе фиксируется дегумификация верхних горизонтов (Сорг. снижается на 1%), а в Якутске –изменения не существенны и проявляются лишь в качестве тренда в слое 0-10 см в травяных ЭС.

В зависимости от ЭГЛ амплитуда изменения содержания Сорг различна. Минимальное обогащение им почв Москвы прослеживается в лесопарках, а максимальное - на ПМУ и территориях с/х назначения. Наивысшая степень рекреационной нагрузки (тропинки) существенно снижает обеспеченность почв органическим веществом.

Аналогичная закономерность фиксируется в почвах других городов лесной зоны.

В Ульяновске почвы лесопарков более обогащены органическим веществом, а ПМУ – менее. В Ставрополе отмечена дегумификация на всех исследуемых объектах. Эти факты связаны как с особенностями естественных почв, так и условиями функционирования их на городских территориях

Но органическим углеродом обогащаются и нижние горизонты городских почв. Поэтому происходит смена типа профильного его распределения.

Естественные лесные почвы характеризуются аккумулятивно-регрессивным распределением. В городских почвах парков и лесопарков оно приобретает аккумулятивно менее регрессивный или аккумулятивно-равномерный характер, а в урбаноземах- нередко аккумулятивно-прогрессивный или бимодальный.

Для почв городов степной зоны (Ростова-на-Дону, Ставрополя – Безуглова, Ковалева) закономерности иные, сильно зависящие от целевого использования участка (ЭГЛ). Содержание гумуса в гумусовых горизонтах почв лесопарков в одних случаях увеличивается, в других – уменьшается, однако профиль часто приобретает черты лесного. В почвах скверов, пустырей гумусовый профиль сохраняет черты черноземов. В урбаноземах иногда в нижней части профиля имеется 2-ой максимум.

Мозаичность, разная интенсивность и длительность деятельности человека на урбанизированных территориях определяют различия в пространственной неоднородности содержания Сорг. В целом во всем слое 0-20 см почв Москвы она выше по сравнению с естественными. По мере усиления длительности городского прессинга ( от периферии к центру города) и степени прямого воздействия человека (лесопарки- примагистральные участки) возрастает.

В почвах других городов закономерности аналогичные.

Такие изменения в показателях гумусного состояния объясняются несколькими причинами:

1. Почвы всех городских ландшафтов подвергаются загрязнению соединениями углеводородной природы ( сажа, продукты неполного сгорания топлива, битумно-асфальтомыми смесями и т.д.), степень которого определяется многими факторами.

2. В ряде случаев ( урбаноземы) используется насыпной грунт, обогащенный органическим веществом (торфосмеси), отдельные слои культурного слоя содержат биологически активные вещества (гумус, азот, фосфор, зольные элементы). Как отмечает Ягодин, по содержанию питательных элементов городской мусор, используемый в качестве насыпного грунта, приближается к навозу.

3.Почвы части участков (газоны, придорожные и домовые участки) подвергаются определенному уходу со стороны человека (внесение удобрений, полив, посев злаковых травосмесей) приводят к изменению структуры и биохимического состава биомассы. Последующая гумификация растительных остатков при нейтральной рН или просто менее кислой способствует накоплению гумуса и закреплению его в корнеобитаемых горизонтах.

4.В лесопарках и парках городов происходят изменение растительности. В городах таежной зоны древесные хвойные породы постепенно вытесняются лиственными. Но наибольшему изменению подвержен травяный ярус: в нем появляются более южные виды –злаки, особенности функционирования которых и приводит к обогащению почвы гумусом. В городах степной зоны смена естественной степной растительности на древесную , а также рекреация способствуют обеднению гумусом верхних горизонтов почв.

Исследованиями студентов нашей кафедры показано, что в городских ландшафтах по сравнению с природными существенно меняется групповой состав травяной растительности: исчезают бобовые и разнотравье, доминирующими становятся злаки. В травяных экосистемах г. Москвы последние достигают 87% по сравнению с 66% в естественных условиях.

В лесопарках в травяном ярусе доля злаков и рудеральных видов возрастает по мере усиления степени рекреационной нагрузки. Если в условно ненарушенных лесных ЭС Москвы и Королева она составляла 10-14%, то на участках со средней степенью дигрессии– 32-93%.

Запасы биомассы в травяных ЭС Москвы по сравнению с контролем снижаются более чем в 1,5 раза, а травяного яруса в лесных - на 10-30%. Отмечается тенденция выравнивания продуктивности трав, а величина порядка 80-90 ц/га становится преобладающей в травяных ЭС, а 30-40 ц/га – в лесных.

Чем выше уровень урбанизации, т.е. чем древнее и крупнее город, тем меньший объем биомассы формируется травяной растительностью в лесных ЭС. В Москве – это 30 ц/га, а Королеве и Брянске – более 40.

В структуре биомассы трав в 2-4 раза возрастает доля корней, максимально - в лесных экосистемах Москвы, подверженных рекреации, где соотношение надземной части к подземной возрастает до 1:7. Как отмечала Гришина, увеличение доли корней в структуре биомассы трав является ответной реакцией на ухудшение условий произрастания.

Травы в городских условиях аккумулируют в биомассе в 1,5-3 раза больше зольных элементов по сравнению с природными аналогами, особенно в надземной части. Существенное влияние на это оказывает не столько вид травяной растительности, сколько место их обитания (ЭГЛ).

Оценка запасов зольных элементов в городских травяных ЭС, которые варьируют от 520 до 680 кг/га , свидетельствует о достаточно высоком уровне их накопления, скорее характерном для травяных экосистем степи. Травяный ярус лесных ЭС г. Брянска аккумулирует до 350 кг/га зольных элементов. Связано это с разным уровнем поступлением на поверхность почвы городской пыли, содержащей карбонаты кальция и магния, которые впоследствии и вовлекаются растениями в биологический круговорот (БК), что доказано увеличением содержания этих элементов в золе трав.

Зольность биомассы травяного яруса парково-рекреационных ландшафтов зависит от степени урбанизации. В Брянске и Королеве она на 1-3% ниже, чем в Москве. Рекреационная нагрузка приводит к снижению зольности в надземной и увеличению в подземной части растений.

Принимая во внимание изменение объема, качества органических остатков и микробных сообществ в почвах городов можно предположить иные пути трансформации их в гумусовые соединения, качественно отличающиеся от зональных

Качественный состав гумуса

По сравнению с природными аналогами в городских почвах изменяется и качественный состав органического вещества. Хотя данные по этой проблеме в литературе единичны и, в основном, касаются почв городов таежной зоны.

1. Тип гумуса. Отмечается, что гумус в городских почвах становится более гуматным по сравнению с дерново-подзолистыми почвами. В верхних горизонтах или слоях собственно городских почв (урбанозёмах) отмечается преобладание гуминовых кислот (Сгк/ Сфк 1,0-1,7), в нижней части профиля гумус характеризуется фульватно-гуматным составом ( Сгк : Сфк = 0,6-0,9).

Почвы городских парков и лесопарков по типу гумуса ближе к природным дерново-подзолистым почвам, хотя в них также отмечены изменения в строну большей гуматности гумуса: отношение Сгк/Сфк в среднем составляет 0,90.

В радиальном направлении от периферии города к его центру прослеживается довольно четкая закономерность увеличения гуматности гумуса в горизонтах А и АЕ.

Для почв г. Ростова-на-Дону Безуглова получила обратные данные: гумус в поверхностных горизонтах почв парков становится более фульватным по отношению к почвам внегородских территорий.

2. Изменяется и фракционный состав гумуса почв, функционирующих в городских условиях. По отношению к природным аналогам в почвах Москвы прослежено снижение доли «свободных», наиболее подвижных ГК и увеличение - ГК « связанных с кальцием». Причем, чем выше степень городского «прессинга», тем более значительные изменения . Например, в почвах лесопарков содержание 2 фракции ГК около 33%, а газонов – 41%.

В почвах городов степной зоны прослежены обратные закономерности.

3.Оптическая плотность ГК. Это уникальные данные, получены студентами нашей кафедры Сементовской и Лемкиным, они свидетельствуют о степени зрелости гумусовых кислот. Для почв парков и лесопарков г. Москвы установлены более высокие Кэкстинции (0,080) , а для урбаноземов (0,030-0,040) по отношению к зональным почвам (0,049). Это свидетельствует об увеличении доли ароматического ядра в составе молекул ГК в первом случае и более простом строении их во втором. Связаны эти различия с тем, что в почвах парков и лесопарков изменения растительности, почвенной биоты, гидротермических характеристик приводит к изменению биохимического состава органических остатков, иным путям их трансформации в гумус по сравнению с природным процессом и формированию ГК, приближающихся по этой характеристике к почвам более южных районов. В урбаноземах же значительная доля ГК образуется при трансформации органического вещества вносимых торфосмесей и органических загрязнителей, имеющих соответственно и более простую структуру.