Помощь студентам в учебе
Оптимизация почвенно-грунтовых условий в парково-ландшафтном строительстве г. Набережные Челны
|
Введение 5
Глава I Литературный обзор 8
1.1 Парково-ландшафтное строительство как фактор управления почвенно-грунтовыми условиями города 8
1.2 Древесные насаждения урбанизированных территорий 9
1.2.1 Категории городских насаждений и их функции 10
1.2.2 Принципы проектирования системы зеленых насаждений 13
1.2.3 Эколого-биологические особенности растений в городской среде . 16
1.2.4 Биологическая продуктивность древесных ландшафтов 18
1.2.5 Средопреобразующая роль зеленых насаждений 18
1.2.6 Состояние зеленых насаждений г. Набережные Челны 24
1.3 Почвенный покров урбанизированных территорий 27
1.3.1 Формирование городских почв 29
1.3.2 Систематика городских почв 31
1.3.3 Экологические функции городских почв 32
1.3.4 Почвенный покров города Набережные Челны 33
1.3.5 Показатели состояния почвенно-грунтовых условий 35
Глава II Объекты и методы исследований 44
2.1 Характеристика объектов 44
2.2. Отбор проб и пробоподготовка 45
2.3 Исследования древесных насаждений и их листового аппарата 46
2.3.1 Определение морфометрических показателей 46
2.3.2 Определение асимметрии листьев 47
2.3.3 Исследования смыва с листьев 48
2.4 Исследования почв 48
2.4.1 Определение гранулометрического состава с помощью лазерного
анализатора 48
2.4.2 Определение содержания углерода органических веществ в почве 50
фотометрическим методом 50
2.4.3 Определение рН водных почвенных суспензий 51
2.4.4 Определение потери при прокаливании 51
2.4.5 Определение интенсивности выделения СО2 из почвы (метод А.Ш.
Галстяна) 52
2.4.6 Определение водопрочности почвенных агрегатов 53
2.5 Статистический и корреляционный анализ 54
Глава III Результаты и обсуждения 55
3.1 Продуктивность древесных насаждений 55
3.2 Экологическое состояние лиственных насаждений по асимметрии
листьев 56
3.3 Смыв с листьев 57
3.4 Гранулометрический состав 58
3.5 Содержание органического углерода 60
3.6 Потери при прокаливании 62
3.7 Кислотно-основные свойства 63
3.8 Интенсивность «дыхания почв» 65
3.9 Водопрочность почвенных агрегатов 68
3.10 Корреляционная связь между показателями состояния древесных
насаждений и почвенно-грунтовых условий 69
3.11 Древесные насаждения как инструмент оптимизации почвенно-грунтовых условий города Набережные Челны 70
Глава IV Охрана труда 71
4.1 Охрана труда при работе в учебных лабораториях кафедры химии и
экологии 71
4.2 Охрана труда при работе с кислотами и щелочами 75
Заключение 80
Список сокращений 82
Список литературы 83
Приложение А 84
Приложение Б 84
Приложение В 84
Приложение Г 84
Глава I Литературный обзор 8
1.1 Парково-ландшафтное строительство как фактор управления почвенно-грунтовыми условиями города 8
1.2 Древесные насаждения урбанизированных территорий 9
1.2.1 Категории городских насаждений и их функции 10
1.2.2 Принципы проектирования системы зеленых насаждений 13
1.2.3 Эколого-биологические особенности растений в городской среде . 16
1.2.4 Биологическая продуктивность древесных ландшафтов 18
1.2.5 Средопреобразующая роль зеленых насаждений 18
1.2.6 Состояние зеленых насаждений г. Набережные Челны 24
1.3 Почвенный покров урбанизированных территорий 27
1.3.1 Формирование городских почв 29
1.3.2 Систематика городских почв 31
1.3.3 Экологические функции городских почв 32
1.3.4 Почвенный покров города Набережные Челны 33
1.3.5 Показатели состояния почвенно-грунтовых условий 35
Глава II Объекты и методы исследований 44
2.1 Характеристика объектов 44
2.2. Отбор проб и пробоподготовка 45
2.3 Исследования древесных насаждений и их листового аппарата 46
2.3.1 Определение морфометрических показателей 46
2.3.2 Определение асимметрии листьев 47
2.3.3 Исследования смыва с листьев 48
2.4 Исследования почв 48
2.4.1 Определение гранулометрического состава с помощью лазерного
анализатора 48
2.4.2 Определение содержания углерода органических веществ в почве 50
фотометрическим методом 50
2.4.3 Определение рН водных почвенных суспензий 51
2.4.4 Определение потери при прокаливании 51
2.4.5 Определение интенсивности выделения СО2 из почвы (метод А.Ш.
Галстяна) 52
2.4.6 Определение водопрочности почвенных агрегатов 53
2.5 Статистический и корреляционный анализ 54
Глава III Результаты и обсуждения 55
3.1 Продуктивность древесных насаждений 55
3.2 Экологическое состояние лиственных насаждений по асимметрии
листьев 56
3.3 Смыв с листьев 57
3.4 Гранулометрический состав 58
3.5 Содержание органического углерода 60
3.6 Потери при прокаливании 62
3.7 Кислотно-основные свойства 63
3.8 Интенсивность «дыхания почв» 65
3.9 Водопрочность почвенных агрегатов 68
3.10 Корреляционная связь между показателями состояния древесных
насаждений и почвенно-грунтовых условий 69
3.11 Древесные насаждения как инструмент оптимизации почвенно-грунтовых условий города Набережные Челны 70
Глава IV Охрана труда 71
4.1 Охрана труда при работе в учебных лабораториях кафедры химии и
экологии 71
4.2 Охрана труда при работе с кислотами и щелочами 75
Заключение 80
Список сокращений 82
Список литературы 83
Приложение А 84
Приложение Б 84
Приложение В 84
Приложение Г 84
Города - организованные системы, прошедшие определенные стадии своего развития. По мере усложнения городской инфраструктуры, внедрения новых хозяйственных элементов и технологий, ускорения темпов развития, процессы трансформации городской среды приобретают более значимые масштабы.
Задачи техносферной безопасности в сфере научной и практической деятельности направлены на создание и поддержание техносферного пространства в качественном состоянии. Решаемые в данном направлении вопросы многоплановые и одним из них является улучшение и поддержание окружающей среды человека от производимого им самим антропогенного и техногенного воздействия. Эти же вопросы в условиях городской среды являются частью реализуемых ландшафтных аспектов декоративно - экологи-ческой подсистемы общественных пространств.
Компоненты окружающей среды на городских территориях подвергаются различным преобразованиям вследствие интенсивной человеческой деятельности. Урбаносреда отличается изменением основных экологических факторов: ухудшением состояния городских почв, загрязнением воздуха, поверхностных и подземных вод, формированием особых климатических условий, что приводит к значительной трансформации окружающей среды. В городах формируется специфическое состояние компонентов среды, и решение проблем оптимизации городской среды становится все более актуальным.
В условиях города в результате интенсивного антропогенного воздействия в городских почвах развиваются негативные процессы, ухудшающие их качество и снижающие их возможность выполнения экологических функций. Основными негативными проявлениями антропогенного воздействия являются разрушения почвенного профиля, истощение органопрофиля, переуплотнение, нарушение водно-воздушного, теплового режимов, химическое и биологическое загрязнение.
Одним из определяющих факторов улучшения качества среды урбанизированных территорий являются зеленые насаждения, и в первую очередь древесные. Средопреобразующий потенциал насаждений можно повысить за счет подбора ассортимента древесных растений с высокой функциональной активностью в условиях города, реконструкции имеющегося зеленого фонда и увеличения площади насаждений. Особенностью городской инфра-структуры является то, что существенно увеличить площади насаждений в черте городов невозможно, а полная реконструкция имеющегося фонда является трудновыполнимой задачей.
Однако при производстве работ по благоустройству и озеленению городских территорий почвам не уделяется должного внимания. Ведение со-временного городского хозяйства ориентировано на приоритет растительности, и фактически полностью игнорирует проблемы состояния почв. Современные методики оценки качества почвенного покрова и требования, предъявляемые к городским почвам, являясь преимущественно санитарно-гигиеническими, не характеризуют состояние почвенного покрова в той мере, какая необходима для оптимального ландшафтного проектирования городских территорий [2]. При умелом управлении городской экосистемой, можно улучшить рекреационные и защитные свойства насаждений, сохранить устойчивость и потенциальную продуктивность почвенно-растительных ресурсов, но для этого необходима эколого-аналитическая оценка состояния почвенно-растительного комплекса [3].
Актуальность исследования обусловлена необходимостью оптимизации показателей почвенно-грунтовых условий как одного из важнейших компонентов окружающей среды, являющимся защитным сорбционным, санитарным барьером, средой обитания биоты, основой биопродуктивности в условиях возрастающей антропогенной нагрузки на почвенный покров города Набережные Челны.
бережные Челны.
Для достижения данной цели выполнялись следующие задачи:
1) анализ актуального материала антропогенного воздействия на состояние почвенного покрытия и древесных насаждений;
2) анализ рекомендаций по озеленению городов;
3) характеристика объектов исследования;
4) подбор методов для оценки состояния древесных насаждений и почв города;
5) аналитическая обработка образцов и статистический анализ результатов;
6) экологическая оценка параметров показателей состояния почвенно-грунтовых условий в зависимости от древесных насаждений ;
7) подбор ассортимента исследованных древесных насаждений как инструмента оптимизации почвенно-грунтовых условий.
Задачи техносферной безопасности в сфере научной и практической деятельности направлены на создание и поддержание техносферного пространства в качественном состоянии. Решаемые в данном направлении вопросы многоплановые и одним из них является улучшение и поддержание окружающей среды человека от производимого им самим антропогенного и техногенного воздействия. Эти же вопросы в условиях городской среды являются частью реализуемых ландшафтных аспектов декоративно - экологи-ческой подсистемы общественных пространств.
Компоненты окружающей среды на городских территориях подвергаются различным преобразованиям вследствие интенсивной человеческой деятельности. Урбаносреда отличается изменением основных экологических факторов: ухудшением состояния городских почв, загрязнением воздуха, поверхностных и подземных вод, формированием особых климатических условий, что приводит к значительной трансформации окружающей среды. В городах формируется специфическое состояние компонентов среды, и решение проблем оптимизации городской среды становится все более актуальным.
В условиях города в результате интенсивного антропогенного воздействия в городских почвах развиваются негативные процессы, ухудшающие их качество и снижающие их возможность выполнения экологических функций. Основными негативными проявлениями антропогенного воздействия являются разрушения почвенного профиля, истощение органопрофиля, переуплотнение, нарушение водно-воздушного, теплового режимов, химическое и биологическое загрязнение.
Одним из определяющих факторов улучшения качества среды урбанизированных территорий являются зеленые насаждения, и в первую очередь древесные. Средопреобразующий потенциал насаждений можно повысить за счет подбора ассортимента древесных растений с высокой функциональной активностью в условиях города, реконструкции имеющегося зеленого фонда и увеличения площади насаждений. Особенностью городской инфра-структуры является то, что существенно увеличить площади насаждений в черте городов невозможно, а полная реконструкция имеющегося фонда является трудновыполнимой задачей.
Однако при производстве работ по благоустройству и озеленению городских территорий почвам не уделяется должного внимания. Ведение со-временного городского хозяйства ориентировано на приоритет растительности, и фактически полностью игнорирует проблемы состояния почв. Современные методики оценки качества почвенного покрова и требования, предъявляемые к городским почвам, являясь преимущественно санитарно-гигиеническими, не характеризуют состояние почвенного покрова в той мере, какая необходима для оптимального ландшафтного проектирования городских территорий [2]. При умелом управлении городской экосистемой, можно улучшить рекреационные и защитные свойства насаждений, сохранить устойчивость и потенциальную продуктивность почвенно-растительных ресурсов, но для этого необходима эколого-аналитическая оценка состояния почвенно-растительного комплекса [3].
Актуальность исследования обусловлена необходимостью оптимизации показателей почвенно-грунтовых условий как одного из важнейших компонентов окружающей среды, являющимся защитным сорбционным, санитарным барьером, средой обитания биоты, основой биопродуктивности в условиях возрастающей антропогенной нагрузки на почвенный покров города Набережные Челны.
бережные Челны.
Для достижения данной цели выполнялись следующие задачи:
1) анализ актуального материала антропогенного воздействия на состояние почвенного покрытия и древесных насаждений;
2) анализ рекомендаций по озеленению городов;
3) характеристика объектов исследования;
4) подбор методов для оценки состояния древесных насаждений и почв города;
5) аналитическая обработка образцов и статистический анализ результатов;
6) экологическая оценка параметров показателей состояния почвенно-грунтовых условий в зависимости от древесных насаждений ;
7) подбор ассортимента исследованных древесных насаждений как инструмента оптимизации почвенно-грунтовых условий.
Древесные насаждения города обладают общими средоулучшающими качествами, при этом сами испытывают негативное воздействие урбаносреды. Показатели почвенно-грунтовых условий зависят как от процессов почвообразования, степени антропогенной нагрузки, так и от зеленых насаждений, произрастающих на данной территории. Качество почвенного покрова и древесных насаждений находятся во взаимосвязи, выражаемые через разные показатели.
Почвенно-грунтовые условия рассматривались с помощью системы параметров, которые наиболее полно и комплексно отражает изменения в почве: физические показатели (гранулометрический состав, водопрочность почвенных агрегатов), физико-химические показатели (содержание органического углерода, потери при прокаливании рН водной вытяжки), показатели биологической активности почв («дыхание почвы»).
По результатам исследований выявлено, что содержание органического углерода зависит не от функциональной зоны, а от вида насаждений и иных факторов, гранулометрический состав находится в оптимальном уровне вне зависимости от функциональной группы и породы древесных насаждений.
Значения рН является более мобильными показателями и для почв разных древесных насаждений варьируют в зависимости от функциональной зоны, то есть от экологической нагрузки.
Результаты определения водопрочности почвенных агрегатов показывают высокие значения (>85%), отражая особенности естественно сформированной структуры зональных почв, используемых в качестве рекультивационного материала.
Состояние биологической активности почв в придорожной зоне оптимально на территории под насаждениями березы.
Выявлены корреляционные взаимосвязи между показателями продуктивности насаждений и показателями почвенно-грунтовых условий в рамках разделения по породам насаждений, для отдельных насаждений и по функциональной зоне.
Еловые насаждения не имеют различий по продуктивности в разных функциональных зонах, более продуктивными в парковой зоне по сравнению с придорожными участками являются насаждения лиственницы и сосны.
Липовые насаждения наименее подвержены антропогенному влиянию разных функциональных зон, напротив насаждения яблони наиболее угнетены, вне зависимости от уровня воздействия человека. Липовые насаждения являются наилучшим пылефильтрующим насаждением, благодаря наибольшему осаждению солей на листьях.
Выполнен подбор древесных насаждений на основе экологических параметров почвенно-грунтовые условий для их оптимизации в зависимости от функциональных групп.
Для продуктивного и экологически обоснованного парково- ландшафтного строительства необходимо учитывать физические, физико-химические и биологические показатели почв.
Корректировать свойства почвенно-грунтовых условий можно с помощью подбора ассортимента древесных растений с высокой функциональной активностью в условиях города.
В условиях постоянно нарастающего техносферного воздействия на городские ландшафты при комплексном управлении городской экосистемой, можно улучшить рекреационные и защитные свойства насаждений, сохранить устойчивость и потенциальную продуктивность почвенно-растительных ресурсов.
Почвенно-грунтовые условия рассматривались с помощью системы параметров, которые наиболее полно и комплексно отражает изменения в почве: физические показатели (гранулометрический состав, водопрочность почвенных агрегатов), физико-химические показатели (содержание органического углерода, потери при прокаливании рН водной вытяжки), показатели биологической активности почв («дыхание почвы»).
По результатам исследований выявлено, что содержание органического углерода зависит не от функциональной зоны, а от вида насаждений и иных факторов, гранулометрический состав находится в оптимальном уровне вне зависимости от функциональной группы и породы древесных насаждений.
Значения рН является более мобильными показателями и для почв разных древесных насаждений варьируют в зависимости от функциональной зоны, то есть от экологической нагрузки.
Результаты определения водопрочности почвенных агрегатов показывают высокие значения (>85%), отражая особенности естественно сформированной структуры зональных почв, используемых в качестве рекультивационного материала.
Состояние биологической активности почв в придорожной зоне оптимально на территории под насаждениями березы.
Выявлены корреляционные взаимосвязи между показателями продуктивности насаждений и показателями почвенно-грунтовых условий в рамках разделения по породам насаждений, для отдельных насаждений и по функциональной зоне.
Еловые насаждения не имеют различий по продуктивности в разных функциональных зонах, более продуктивными в парковой зоне по сравнению с придорожными участками являются насаждения лиственницы и сосны.
Липовые насаждения наименее подвержены антропогенному влиянию разных функциональных зон, напротив насаждения яблони наиболее угнетены, вне зависимости от уровня воздействия человека. Липовые насаждения являются наилучшим пылефильтрующим насаждением, благодаря наибольшему осаждению солей на листьях.
Выполнен подбор древесных насаждений на основе экологических параметров почвенно-грунтовые условий для их оптимизации в зависимости от функциональных групп.
Для продуктивного и экологически обоснованного парково- ландшафтного строительства необходимо учитывать физические, физико-химические и биологические показатели почв.
Корректировать свойства почвенно-грунтовых условий можно с помощью подбора ассортимента древесных растений с высокой функциональной активностью в условиях города.
В условиях постоянно нарастающего техносферного воздействия на городские ландшафты при комплексном управлении городской экосистемой, можно улучшить рекреационные и защитные свойства насаждений, сохранить устойчивость и потенциальную продуктивность почвенно-растительных ресурсов.