Физические свойства поверхностных горизонтов урбаноземов: на примере почв Летнего сада и Инженерного сквера

Введение
Глава 1. Литературный обзор
1.1 Гранулометрический состав
1.2 Почвы города
1.3 Летний сад как пример зеленой зоны в историческом центре Санкт-Петербурга
Глава 2.Объекты и методы…
2.1 Объекты работы
2.2 Методы работы
Глава 3. Результаты и обсуждение
Заключение
Литература
Приложение
Купить

Городские почвы являются частью открытой динамической буферной системы, которая связана с другими компонентами городского ландшафта и потоками вещества и энергии. Антропогенно-глубоко-преобразованные почвы, урбаноземы (Строганова, Мягкова, Прокофьева, 1997) образуют тип городских почв, в которых урбиковый горизонт имеет мощность более 50 см. Эти почвы формируются на культурном слое или на насыпных, намывных и перемешанных грунтах (Герасимова и др., 2003). Физико-химические свойства городских почв играют важную роль в развитии зеленых насаждений и оказывают существенное влияние на депонирование и дальнейшую судьбу загрязняющих веществ, что определяет экологическое состояние урбогеосистем в целом (Бахматова, Матинян, Шешукова, 2022).
Г.В. Добровольский выделил главные отличия городских почв от природных – для них характерны такие свойства, как повышенная щелочность, высокая степень загрязнения тяжелыми металлами, изменение физико-механических свойств, включения мусора и т.д. Хотя эти свойства по отдельности могут встречаться и в естественных почвах, особенность почв города – это совокупность данных свойств (Строганова, Мягкова, Прокофьева, 1997).
Общепризнано, что особенностями физико-химических свойств городских почв являются – каменистость, переуплотнение, подщелачивание, эвтрофирование или дисбаланс элементов питания, загрязнение, а в исторических центрах городов культурный слой– все это приводит к нарушению биологического круговорота.
Обычно городские почвы сильно уплотнены с поверхности. Это явление ведет к изменению структуры почвенных горизонтов, а также к близким к анаэробным условиям в корнеобитаемой зоне. Уплотнение почвы понижает ее порозность (М. И Герасимова и др., 2003).
Подщелачивание корнеобитаемого слоя в почвах города связывают с попаданием солей, которые используют в зимний период на улицах, в поверхностный сток и дренажные воды, а также с высвобождением кальция из строительного мусора. Это ведет к ухудшению качества почвы и ее структуры, а также снижает доступность микроэлементов для растений(М. И Герасимова и др., 2003).
Дисбаланс элементов питания заключается в повышении их содержания, которое происходит благодаря их поступлению в почву из антропогенных источников (Бахматова, Матинян, Шешукова, 2022).
В исторических центрах наиболее мощная толща насыпных слоев по сравнению с другими районами города. Под так называемым культурным слоем в городских парках часто можно обнаружить погребенные почвы (Бахматова, Матинян, Шешукова, 2022).
Главной причиной загрязнения почв парков являются повышенные концентрации тяжелых металлов (Pb, Cu, Znи др.), а также наличие органических соединений в особенности полиароматических углеводородов. Источниками первых чаще всего служат выбросы автотранспорта и промышленности, а вторых вещества, образующиеся в результате сгорания ископаемого топлива и химические вещества, используемые в качестве противогололедных реагентов (Бахматова, Матинян, Шешукова, 2022).
Благодаря постоянному поступлению в почву различных материалов антропогенного происхождения в ней увеличивается содержания крупных частиц (>1 мм), доходящих по размеру до гравия и камней. Это приводит к нарушению свойств почвы в городской среде.
В центральных районах Санкт-Петербурга растительность естественную для данной природной зоны сменили искусственные насаждения. Уплотнение, изменение pHпочвы, высокое содержание в ней крупных частиц, дисбаланс элементов питания — все это ведет к ухудшению эдафических условий наземных экосистем. Перечисленные особенности городских почв оказывают сильное воздействие на растения, угнетают их рост и развитие, способствуют различным болезням и уменьшают экологическое разнообразие. Снижается средняя продолжительность жизни деревьев городских экосистем по сравнению с естественными. (Надпорожская, 2000; Долотов, Пономарева, 1982; Матинян и др., 2017; Мельничук и др., 2013)
Такое важное физическое свойство, как гранулометрический состав зависит в значительной степени от состава привозимого грунта и от количества антропогенных включений (фрагментов строительных материалов, мусора, промышленной и бытовой деятельности). Обычно физико-химические свойства почв оценивают по лабораторным анализам мелкозема (фракции элементарных почвенных частиц, ЭПЧ <1 мм). Крупнозем учитывают не всегда (Надпорожская, 2000; Лукина, 2022). Мало исследованы вопросы различия результатов физико-химических анализов для мелкозема, выделенного по разным классификациям, Н. А. Качинского и А. Аттерберга. Для исторического центра СПб гранулометрический состав охарактеризован только по классификации Н. А. Качинского. Все оценки проведены по классификации Качинского. Сравнений различий содержания крупнозема в городских почвах по Качинскому и Аттербергу не проводили.
Актуальность работы. Поскольку урбаноземы значительно изменены, то особенности их физико-химических характеристик следует учитывать при планировании мероприятий по уходу за зелеными насаждениями (Герасимова и др., 2003).
Значение базовых физических свойств почвы для выполнения эдафических функций велико, однако недостаточно изучено. Такие авторы, как В. В. Пономарева, В. А. Долотов, Н. Н. Матинян, И. А. Мельничукв работах по изучению почв исторического центра Санкт-Петербурга описывали некоторые их физические свойства: в основном гранулометрический состав, в некоторых работах также даны сведения о плотности и структуре. Стоит отметить также, что при описании гранулометрического состава многие авторы не приводят данные по содержанию скелетной части (крупнозема) почвы (то есть механических частиц размером > 1 мм), либо не учитывают влияние крупнозема на свойства почвы.
Цель работы. Изучение основных физических свойств поверхностных биологически активных горизонтов урбаноземов, определяющих экологическое состояние зеленых зон исторического центра Санкт-Петербурга.
Задачи работы
1. Проанализировать литературу по данной научной теме.
2. Определить основные физико-химические свойства изучаемых почв (рН, углерод органических соединений (Cорг.), гранулометрический состав, водные свойства почв (гигроскопическую влажность, максимальную гигроскопичность, влажность почв на момент пробоотбора – полевую влажность).
3. Определить содержание крупнозема по Качинскому и Аттербергу.
4. Провести сравнение результатов расчета Cорг. на мелкозем по Качинскому и Аттербергу;
5. Рассчитать запасы Cорг. с учетом крупнозема по Качинскому и Аттербергу.
Материалы работы были представлены на конференциях и опубликованы в сборниках:
1. Полеваева А.М., Петрова В.С. Крупнозем и мелкозем городских почв по А. Аттербергу и Н.А. Качинскому // Материалы Международной научной конференции XXVI Докучаевские молодежные чтения «Матрица почвоведения» / Под ред. Б.Ф. Апарина. СПб., 2023. С. 34-35. .
2. Полеваева А. М., Надпорожская М.А. Особенности определения гранулометрического состава городских почв // Сборник материалов XXVII Международного Биос-форума и Молодежной Биос-олимпиады 2022. Принято в печать.


Купить