/
Text
ПОЧВА
ГОРОД
ЭКОЛОГИЯ
под общей редакцией академика РАН
Г.В. Добровольского
От авторов
Не с поля сельского мы
свой доход берем,
нас кормят городские
мостовые.
К концу XX в. урбанизация, связанная со стреми¬
тельным ростом городов и городского населения, охва¬
тила около 1% площади земного шара. Примерно поло¬
вина мирового населения уже живет в городских агло¬
мерациях, в промышленно развитых странах более 75%
составляет городское население. Этот глобальный про¬
цесс изменил ландшафты Земли сильнее, чем все дру¬
гие виды деятельности человека за всю его историю.
С экологических позиций, территорию города необ¬
ходимо рассматривать как рукотворную урбоэкосисте-
му, существующую за счет постоянного внешнего «воз¬
мущающего» воздействия человека. Интенсивность и
разнообразие этого сложного воздействия во многом
превышают темпы адаптации и устойчивость природ¬
ной системы. В связи с этим, для задач оптимизации
экологического состояния городской экосистемы необ¬
ходимо понять изменения в функционировании био¬
сферы, вызываемые индустриализацией, перенаселени¬
ем, загрязнением и другими нежелательными спутника¬
ми урбанизации.
Интенсивная и многофункциональная деятельность
человека в пределах крупных городов приводит к суще¬
ственному и часто необратимому изменению окружаю¬
щей природной среды: претерпевает изменения рельеф
и гидрографическая сеть; естественная растительность
сменяется сформированными человеком урбанофитоце-
нозами; становится азональным ряд климатических ха¬
рактеристик, формируя специфический тип городского
микроклимата; за счет увеличения площадей застройки
и искусственных покрытий уничтожается или сильно
трансформируется почвенный покров и т. д. В крупных
городах антропогенное воздействие становится преобла¬
дающим над естественными природными факторами
почвообразования, что в результате приводит к форми¬
рованию в новых экологических условиях специфиче¬
ских почв и почвоподобных тел.
При строительстве жилых районов как непосредст¬
венно на строительных площадках, так и на застроен¬
ных участках и на временно используемых территори¬
ях, подлежащих впоследствии благоустройству, разру¬
шается верхний биологически активный почвенный
слой. Это особенно опасно и часто невосполнимо в экс¬
тремальных природно-климатических условиях — на
Крайнем Севере, в полупустынных районах Юга нашей
страны. Здесь восстановление почвенно-растительного
покрова требует больших затрат энергии и средств,
длительных сроков, а в некоторых случаях восстановле¬
ние невозможно из-за действия на нарушенных терри¬
ториях (например на Севере) термокарста и деградации
мерзлоты. До сих пор нормативные документы (ГОСТы
и СНиПы) по сохранности почвы относятся только к
сельскохозяйственным угодиям, а сохранение почвы на
стройплощадке дело весьма дорогое и значительно по¬
вышающее стоимость строительства, и поэтому игнори¬
руется.
В городской среде, как и в естественных ландшаф¬
тах, почвы являются одним из четырех главных компо¬
нентов экологической системы: Воздух — Вода — Поч¬
ва — Растения. Однако при арихитектурно-планировоч-
ной и хозяйственной деятельности почва в городе оста¬
ется без внимания и выпадает из сферы исследований
специалистов.
Необходимость публикации данной книги вызвана
тем, что в последнее время в некоторых градострои¬
тельных монографиях и даже учебниках для студентов
строительных специальностей доказывается, что одно
из основных назначений почвы — быть основанием для
возводимых человеком зданий и сооружений.
Почвы городских территорий в значительной мере
игнорировались и почвоведами, чьи усилия главным об¬
разом сосредоточивались на исследованиях лесных и
сельскохозяйственных почв. Решение проблемы охраны
окружающей природной среды при градостроительстве
привело к новому осмыслению роли почв и почвенного
покрова в поддержании устойчивости жизни человека
в городе.
Между тем, почвы, функционирующие в окружаю¬
щей среде города, отличаются чрезвычайной гетероген¬
ностью и гетерохронностью сложения и свойств. Это
обусловило необходимость применения новых подходов
и методов исследования к разработке систематики и
классификации почв, а также изучению свойств город¬
ских почв и особенностей их экологических функций.
В последние годы работы по изучению состояния
городских ландшафтов и почв интенсивно ведутся как
в СНГ, так и в других странах. В частности получено
большое число данных об уровнях загрязнения атмос¬
феры, растительности, почв тяжелыми металлами и уг¬
леводородами, о закономерностях их распределения в
почвах в зависимости от удаленности от промышлен¬
ных предприятий и автомагистралей города.
Анализ литературного материала показал, что на
данный момент отсутствуют обобщения по генезису и
свойствам городских почв.
В предлагаемой работе обсуждаются многие сущест¬
венные аспекты городских почв: генезис и свойства,
классификация и номенклатура, роль их в городских эко¬
системах, экологические функции, изменение свойств под
воздействием городского ландшафта. Тип землепользова¬
ния в качестве функциональной зоны города, как нам
представляется, является формирующим фактором разви¬
тия почвенного покрова в городе. Распространенные не¬
благоприятные воздействия в городе часто ведут к уми¬
ранию почвы, а с нею и растительности. Потеря расти¬
тельности приводит в свою очередь к росту запыленности
воздуха, ухудшению его химического состава и общей
экологической обстановки, влияющих на здоровье чело¬
века.
Авторы книги, опираясь на свой многолетний опыт,
хотели показать значение почв в городской экосистеме,
их генетические особенности и место в общей класси¬
фикации. Мы попытались охватить весь круг проблема¬
тики городских почв. Книга нацелена на просвещение
градостроителей, работников городского хозяйства и
информирование специалистов-экологов, в особенности
почвоведов, об острой потребности в дальнейших ис¬
следованиях городских почв. Основные положения, из¬
ложенные в данной книге, докладывались на многих
российских и международных конференциях, семина¬
рах, съездах и конгрессах: научно-практической конфе¬
ренции «Экологические исследования в Москве и Мо¬
сковской области» (Москва, 1989 г); международной
конференции «Новые подходы к решению экологиче¬
ских проблем в крупных городах» (Москва, 1995); все¬
российском конгрессе «Рациональное природопользова¬
ние России в переходный социально-экономический пе¬
риод» (Москва, 1995); международном конгрессе «Эко¬
логические проблемы больших городов: инженерные
решения» (Москва, 1996) и др.
Исследования проводились при поддержке Россий¬
ского Фонда Фундаментальных Исследований (проект
№ 96-04-48465).
В работе принимали участие студенты и аспиранты
факультета Почвоведения Московского государственно¬
го университета им. М.В. Ломоносова: Л. Гусева Д. Гу¬
сев, О. Миронова, П. Пряников, Д. Николаева, М. Кли¬
менко, С. Антонова, Е. Кудрявцева. Мы выражаем им
благодарность за самоотверженную помощь в сборе ис¬
ходного материала и лабораторную обработку, а также
мы благодарны М. Мягкову за помощь в исполнении
ряда карт.
Авторы выражают искреннюю благодарность акаде¬
мику РАН Г.В. Добровольскому за всемерную постоян¬
ную поддержку в выполнении данного исследования,
сердечную признательность проф. Л.О. Карпачевскому
и проф. М.И. Герасимовой за ценные советы и замеча¬
ния, которые были крайне необходимы при подготовке
этой книги.
Авторы выражают сердечную признательность со¬
трудникам Московского городского комитета по охране
природы (председатель — д. х. н., проф. А.Г. Ишков,
начальник Научно-методического управления — к.м.н.
В.Е. Василенко) за постоянную и доброжелательную
поддержку при подготовке и публикации этой книги.
ЧАСТЬ I
Основные представления
о почвах городов
Глава 1
Городские почвы:
генезис, классификация, функции
Царя властительно над долом,
Огни вонзая в небосклон,
Ты труб фабричных частоколом
Неумолимо окружен.
Стальной, кирпичный и стеклянный,
Сетями проводов обвит.
Ты — чарователь неустанный.
Ты — не слабеющий магнит.
Драконом, хищным и бескрылым.
Засев, — ты стережешь года,
А по твоим железным жилам
Струится газ, бежит вода.
В. Брюсов
1.1. Глобальные проблемы урбанизации
Одной из важнейших черт современности является
урбанизация, охватывающая всё большее количество
стран и территорий. Эта проблема затрагивает и Рос¬
сийскую Федерацию, где в городах и населенных пун¬
ктах проживает около 3/4 населения (более 100 млн.
человек) на территории составляющей 0,65% площади.
Из общего числа городов России приблизительно 2/3
получили статус города только в XX в., из них 1/3 —
после 1945 г.
Глобальные изменения природной средо, как-то ариди-
эация, парниковый эффект, загрязнение, кислотные дожди,
деградация почв и растительности, наблюдаются прежде
всего на урбанизированных территориях.
Под урбанизацией понимается рост и развитие го¬
родов, увеличение веса и роли городского населения в
данном регионе или приобретение сельской местностью
внешних и социальных черт, характерных для города.
Индустриальные, особо большие по численности насе¬
ления, города стали возникать и множиться с середины
XIX в. В XX в. индустриальное производство выросло в
50 раз. Города вместили новые виды сложных произ¬
водств, в них сформировались промышленные зоны, пло¬
щадь которых сопоставима с площадью жилых районов.
Возрастающее количество городов-гигантов приводит
к интенсивному воздействию человека на окружающую
среду как самого мегаполиса, так и обширных про¬
странств вокруг него. Как правило, площадь воздейст¬
вия города превышает его территорию в 20-50 раз,
пригородные зоны оказываются загрязненными жидки¬
ми, газообразными и твердыми отходами, которые об¬
разовались в районах жилой застройки и промышлен¬
ных центрах (Венедяпин и др., 1994; Мамин, 1995). Воз¬
никает проблема необеспеченности городов природно¬
ресурсным потенциалом, что выражается в недостаточ¬
ных площадях зеленых насаждений, развитии опасных
геодинамических процессов (карстово-суффозионные,
оползневые, подтопление и т. д.), загрязнении водной и
воздушной сред. Это приводит к потере устойчивости
территорий, увеличению абиотичности системы, повы¬
шению степени экологического риска для всех компо¬
нентов окружающей среды: воздуха, растительности,
почвы, воды и грунтов (Осипов, 1994).
Город представляет модель крайне неустойчивой и
уязвимой системы, утратившей способность к самовос¬
становлению, неспособной противостоять негативным
экологическим факторам среды, включая антропоген¬
ные воздействия. Сохранение стабильности и устойчи¬
вости природного комплекса в городе затруднительно и
постоянно требует больших затрат материальных и
энергетических ресурсов.
Анализ экологического состояния городских земель
крупных мегаполисов, на примере г. Москвы, показал,
что в крупных городах, как правило, происходит быст¬
рое падение качества всех компонентов окружающей
среды, повышается степень экологического риска вслед-
ствии усиления урбанизации и техногенного воздейст¬
вия на природную среду (О состоянии..., 1993).
Современная урбанизация сопровождается значи¬
тельным отчуждением земель, зачастую продуктивных,
под городские застройки и промышленные объекты и
площадь таких земель повсеместно увеличивается.
К середине 1990-х годов 43% (2,3 млрд.) населения
мира проживало на урбанизированных территориях,
тогда как в 1950 г. городское население составляло все¬
го лишь 29%. При предполагаемом росте городского на¬
селения в 2,5 раза к 2005 г. уровень урбанизации пере¬
сечет 50-процентную отметку. К 2025 г. более 3/5 ми¬
рового населения будет жить в урбанизированном ми-
Рис.1.1.
Ежедневный прирост населения в 1950 — 2025 гг.
(данные Международной конференции Хабитат-Н, Стамбул, 1996)
ре, городское население достигнет 5,2 млрд., из кото¬
рых 77% будут жить в развивающихся странах. Еще 20
лет назад более половины городского населения Земли
проживало в развитых странах. В 1990 г. 61% городско¬
го населения приходилось на развивающиеся страны. В
2025 г., по прогнозам, городского населения в развива¬
ющихся странах будет в 4 раза больше, чем в развитых
(рис. 1.1).
Наиболее урбанизированными регионами являются
Австралия, Новая Зеландия, Северная и Западная Европа,
где уровень городского населения превышает 80%, в Юж¬
ной Европе этот показатель равен 66%, в Восточной Ев¬
ропе и бывшем СССР — 63% и 66%, соответственно.
Особенно много городских земель в Европе, так в
Бельгии они составляют 28%, Великобритании — 12%,
Германии — 11% площади. По данным Организации
экономического сотрудничества и развития, за послед¬
ние двадцать лет площадь под застройками росла в 2
раза быстрее, чем население. Достоверные данные
о площадях под жилыми и промышленными застройка¬
ми в мировой статистике отсутствуют. Урбанизирован¬
ные земли по оценке Исполкома ЮНЕП составляют
примерно 60 млн.га., или 0,46% от всей площади земель
мира. К 2000 г. в городах будут проживать (по прогно¬
зу) уже 3,2 млрд. человек, а площадь урбанизированных
земель превысит 100 млн. га.
Таблица 1.1.
Площадь земель городов и населенных пунктов
на территории бывшего СССР
(данные Земельного фовда СССР)
Республика
Площадь, %
Азербайджан
2,00
Армения
3,50
Белоруссия
4,20
Грузия
1,63
Казахстан
0,89
Киргизия
0,05
Латвия
1,81
Литва
2,11
Молдавия
8,29
Россия
0,65
Узбекистан
1,02
Украина
8,95
Таджикистан
0,66
Туркмения
0,22
Эстония
1,67
СССР в целом
0,98
По данным ФЛО для пропитания и производства про-
довольстия на одного человека необходимо 0,3 га, а для его
размещения (жизни, работы, отдыха) требуется 0,1 га. Еже¬
годный прирост населения на Земле составляет в настоя¬
щее время 80 млн. человек, то есть каждый год надо до¬
полнительно осваивать 8-10 млн. га новой земли. Для стро¬
ительства и производства часто отводят сельскохозяйствен¬
ные земли, что приводит к значительному сокращению
плодородных земель.
Площадь урбанизированных земель, включающая пло¬
щадь населенных пунктов (городов, поселков и сельских
населенных пунктов) и земель под постройками, дворами,
улицами и площадями, занятыми промышленными пред¬
приятиями, железнодорожным транспортом и т.д., значи¬
тельно колеблется в республиках бывшего СССР (табл. 1.1).
Наибольшие площади бывшего СССР населенные
пункты занимают в более сельскохозяйственно разви¬
тых республиках — Украине (8,95%, в т. ч. сельские
населенные пункты — 6,30%) и Молдавии (8,29%, в т. ч.
сельские — 7,35%).
1.2. Природно-городская экосистема и почва
Изучение почвоведами городских территорий доста¬
точно молодое направление в нашей науке, но уже бо¬
лее ста лет назад основатель научного почвоведения
В.В. Докучаев обратил внимание на необходимость ис¬
следований Санкт-Петербурга и других городов России.
В 1890 г. он выступил за «Детальное естественно-исто¬
рическое, физико-географическое и сельскохозяйствен¬
ное исследование С.-Петербурга и его окрестностей».
Докучаев разработал комплексную, экологически все¬
стороннюю программу исследований и привлек для ее
исполнения самых выдающихся ученых.
Комиссия по исследованию С.-Петербурга под его
руководством занималась составлением атласа, в кото¬
рый должны были войти карты: гипсометрическая, гео¬
логическая (с отображением грунтовых вод и полезных
ископаемых), почвенная, зоологическая, ботаническая,
сельскохозяйственная, гигиеническая, ветеринарная. «И
все вышеуказанные разнообразные отделы и отрасли
естествознания и пр. должны быть изучены во взаим¬
ной генетической связи, при том, главным образом, по
отношению их к человеку.... Именно разъяснение та-
ких-то отношений и составляет самое существо всяких
истинно научных изысканий и самую высшую, чистей¬
шую, как хрусталь, как красота и правда, прелесть
всякой науки» (Докучаев, T.Y1I, 1953). Работы были на¬
чаты, но из-за недостатка финансировния не получили
развития. Еще ранее, в 1875 г. вопрос об изучении почв
Санкт-Петербурга был поставлен перед городской думой.
Санкт-Петербургское общество естествоиспытателей (сек¬
ция геологии и минералогии) предлагало воспользоваться
большим объемом земляных работ, производимых город¬
ской управой для устройства конных железных дорог.
Так, в России было положено начало изучению городских
экосистем и городских почв, в частности.
В настоящее время наблюдается интенсивная разра¬
ботка теоретических основ учения о городских экоси¬
стемах и роли в них почв. Уже опубликовано много
работ по экологии города. Широко известна моногра¬
фия голландского ученого А. Винка «Ландшафтная эко¬
логия и землепользование» (Vink, 1983), в которой дол¬
жное внимание уделено урбанизированным экосисте¬
мам. В последние годы опубликованы: сборник посвя¬
щенный городским почвам (Soils..., 1991) и монография
Ф. Кроула «Городские почвы в городском ландшафте»
(Craul, 1992). Разрабатывается концепция современных
«экополисов» — городских поселений, отвечающих тре¬
бованиям экологической оптимизации условий жизни
человека на урбанизированных территориях (Кавтарад-
зе, 1993).
Эколого-геохимическому анализу городов России,
Монголии, Польши посвящен монографический сбор¬
ник Географического ф-та МГУ им М.В. Ломоносова
«Экогеохимия городских ландшафтов» (1995). В данной
книге изложены впервые разработанные геохимические
принципы эколого-географической систематики горо¬
дов, основанные на количественных и качественных по¬
казателях, характеризующих природную и техногенную
ситуацию городов (количество выбросов, стоков, уров¬
ни загрязнения, природные особенности и т. д.) Выде¬
ляется два уровня систематики: систематика городов
как целостных природно-техногенных систем и система¬
тика собственно городских ландшафтов внутри города.
Т аблица 1.2.
Основные таксономические единицы геохимической
систематики города!
(Касимов, Перельман, 1995,)
Наименование
единицы
Критерии выделения
Отрад
ведущая роль техногенной миграции,
искусственный рельеф, концентрация
населения (селитебные ландшафтах)
Разряд
степень техногенного воздействия на
население и городскую среду
Группа
группа природных геохимических ландшафтов
Тип
тип природного геохимического ландшафта
Семейство
особенности воздушной миграции продуктов
техиогенеза
Класс
класс водной миграции продуктов техногенеза
Род
геохимическая специализация литогенного
субстрата
Предлагаемая Касимовым и Перельманом геохими¬
ческая систематика городов (табл. 1.2) учитывает основ¬
ные факторы: интенсивность и характер техногенной
нагрузки и природную (природно-техногенную) геохи¬
мическую обстановку, в которой мигрируют загрязняю¬
щие вещества. Геохимия городов различается по поло¬
жению в бассейнах атмосферного переноса и локаль¬
ными особенностями загрязнения и самоочищения ат¬
мосферы, а также положению в каскадных ландшафт¬
но-геохимических системах.
Быстро прогрессирующая урбанизация и увеличение
площадей под города и населенные пункты приводит к
тому, что городская среда постоянно развивается, подвер¬
гаясь воздействиям внутренних и внешних факторов.
В процессе урбанизации формируется урбоэкосисгема.
Урбоэкосистема — это природно-городская система,
состоящая из фрагментов природных экосистем, окру¬
женных домами, промзонами, автодорогами и т. д. Ур-
боэкосистема характеризуется созданием новых типов
искуственно-созданных систем в результате деграда¬
ции, уничтожения и (или) замещения природных сис¬
тем. Антропогенные нарушения функций компонентов
в городской системе зависят от источника и вида вме¬
шательства человека, от факторов нагрузки, от качества
среды, что приводит к определенным последствствиям,
в т. ч. и негативным (табл. 1.3).
Урбоэкосистема обладает меньшей рекреационной
ценностью, нарушенностью биокруговорота, сокраще¬
нием биоразнообразия как по составу, так и по струк¬
турно-функциональным характеристикам, увеличением
числа патогенных микроорганизмов. Таким образом, из¬
менение качества среды обитания человека в городе ве¬
дет к снижению комфортности жизни населения, сви¬
детелем чего являются медико-демографические показа¬
тели, в частности, высокий уровень заболеваемости,
рост генетических болезней и появление новых и со¬
кращение продолжительности жизни.
Значительная часть территории городов, и в т. ч.
г. Москвы, подвержены действию негативных процес¬
сов, влияющих на экологические функции почв. По
оценкам экологов, эти воздействия будут усиливаться.
В будущем будут уменьшаться площадь озеленения и
увеличиваться запечатанность территории камнем, ас¬
фальтом и т. д. (уменьшение поверхности почвенного
покрова), ухудшаться почвенно-гидрологические усло¬
вия (подтопление, заболачивание, просадки и карст),
расти загрязнение приземного воздушного слоя и пре¬
вышение норм рекреационного использования (допу¬
стимых норм посещаемости). К другим экологически
негативным показателям можно также отнести переуп¬
лотнение корнеобитаемого слоя и захламление поверх¬
ности, истощение и нарушение органопрофиля, сокра¬
щение биоразнообразия почвенной микрофлоры, мезо-
фауны и их структурные изменения, заражение пато¬
генными микроорганизмами, внедрение загрязняющих
веществ (внутригородские и аварийные выбросы и гло¬
бальные массопереносы), загрязнение тяжелыми метал¬
лами и другими токсикантами, изменение кислотности
и щелочности почв (см. гл. 7).
Антропогенные нарушения функционального круговорота в городской экосистеме
Человек
в
*
Я
<
(О
<0
н
§ §
в P*
* i
11
f 1
ill
J|
ii
■&
ё § 1
a Is
9 A
h
В почвоведении назрела необходимость понимания
важности изучения того поверхностного плаща город¬
ской территории, который до сих пор назывался почво-
грунт, городская земля или просто земля?
Возможны два подхода к новому не традиционному
объекту:
1. Городская почва — это не почва с точки зрения
классического докучаевского почвоведения, это есть
грунт и им должны заниматься инженер-геологи. В луч¬
шем случае в городе почвы распространены только в
лесопарках и городских лесах — и там место приложе¬
ния труду почвоведов.
2. Городская почва — это почва, но под определение
которой не всегда подходит классическое понятие по¬
чвы как природного естественноисторического тела. Го¬
родская почва является биокосной системой, состоящей
из твердой, жидкой и газовой фаз с непременным уча¬
стием живой фазы и выполняющей определенные эко¬
логические функции. Почвы в городе образуются под
воздействием тех же факторов почвообразования, что и
естественные (природные) почвы, при главном ведущем
урбоантропогенном факторе.
Городские почвы имеют существенные отличия от
природных почв, главными из которых являются:
• формирование почв на насыпных, намывных или
перемешанных грунтах и культурном слое;
• наличие включений строительного и бытового му¬
сора в верхних горизонтах;
• изменение кислотно-щелочного баланса с трендом
в сторону подщелачивания;
• высокая загрязненность тяжелыми металлами и
нефтепродуктами;
• изменение физико-механических свойств почв (по¬
ниженная влагоемкость, повышенная уплотненность, ка¬
менистость и другие особенности);
• рост профиля за счет интенсивного аэрального на¬
пыления
Для городских почв безусловно применим весь поня¬
тийный аппарат науки о почве, методы полевых и ла¬
бораторных исследований, а также подходы к класси¬
фикации. Исходя из второго варианта, почвоведы дол¬
жны более пристальней изучать этот достаточно уни¬
кальный объект, который занимает не такие уж малые
площади.
1.3. Классификация и диагностика почв
Что такое городская почва ?
1. В широком понимании городская почва — это лю¬
бая почва, функционирующая в окружающей среде го¬
рода.
2. Этот термин подразумевает почвы, находящиеся
под «прессом» города и (или) сформированные деятель¬
ностью человека в городе, которая одновременно явля¬
ется и пусковым механизмом и постоянным регулято¬
ром городского почвообразования.
1.3.1. Место городских почв в зарубежных
и отечественных классификациях
В современной литературе имеется большое число
данных о химическом и агрохимическом состоянии го¬
родских почв (Баширова, 1966, 1970, 1975 — почвы Куз¬
басса; Никодемус и Раманн, 1984 — почвы Прибалтики;
Лепнева и Обухов, 1987, 1990 и Обухов, Лепнева, 1989 г;
Никифорова, Лазукова, 1995; Комплексная эколого-геохи-
мическая..., 1997 — почвы Москвы и др.), но лишь еди¬
ничные исследования касаются их классификации,
функций, вопросов морфологического строения (Ганти-
муров, 1960, 1966; Долотов, Пономарева, 1982; Рохмист-
ров, Иванова, 1985; Short et al., 1986; Агаркова, 1991;
Craul, 1992; Строганова, Агаркова, 1992; Строганова и
др., 1997; Bridges, 1989; Hollis, 1991; Burghardt, 1994). Ос¬
таются мало разработанными вопросы выделения, диаг¬
ностики и классификации нарушенных и вновь образо¬
ванных слоев и почвенных горизонтов. В одних публи¬
кациях указывается мощность нарушенного слоя и ка¬
чественные и количественные их характеристики без
указания символа горизонта (Полтавская и др., 1964;
Гантимуров, 1966; Konecka-Betley et al., 1985), в дру¬
гих — их обозначают традиционными символами, при¬
меняемыми к природным почвам, с каким-либо знаком
отличия или обычной индексацией: Аок (окультурен¬
ный), Анас (насыпной), Апр (перемешанный) и т. д. (Зе¬
ликов, 1964; Мамаева, 1964, Офицерова, 1989 и др.). Воз¬
росшая интенсивность антропогенного преобразования
почв на огромных территориях заставляет почвоведов
разных стран включить в общепризнанные системы
классификаций естественных почв и систематику нару¬
шенных и искусственно образованных почв.
Классификации городских почв, явившиеся основой
крупных картографических работ городов США, Герма¬
нии, Великобритании, Польше и других стран были
опубликованы в 80-х годах. С 1987 года, когда Герман¬
ским обществом почвоведов была создана специальная
рабочая группа, в Германии также ведется очень интен¬
сивная работа по изучению и картографированию го¬
родских почв.
В последней легенде к карте ФАО (1994) выделяется
группа An thro sols — «почвы, в которых человеческая
деятельность сказалась в глубокой модификации или
погребении исходных почвенных горизонтов путем уда¬
ления или нарушения исходных поверхностных гори¬
зонтов, почвы выемок или заполнений, почвы сформи¬
рованные в результате многовекового внесения органи¬
ческого материала, длительно орошаемые и т. п.» В
этой группе обособляются почвы свалок, земляных и
шахтных отвалов, насыпей Urbic Anthrosols. Она вклю¬
чает почвы городов и группу нарушенных почв: почвы
свалок, отвалов, засыпки от строительства и т. д.
Впервые понятие «городские почвы» было введено
Bockheim (США) в 1974 году. Городские почвы опреде¬
лялись, как «почвенный материал, содержащий антро¬
погенный слой несельскохозяйственного происхожде¬
ния толщиной более 50 см, образованный путем пере¬
мешивания, заполнения или загрязнения поверхности
земли на городских и пригородных территориях».
В дальнейшем это определение получило широкое
признание и в незначительной модификации использу¬
ется во многих странах мира. Вслед за Bockheim (1974)
и Bridges (1989), мы определяем городские почвы, как
почвы, имеющие созданный человеком поверхностный
слой мощностью более 50 см, полученный перемеши¬
ванием, насыпанием, погребением или загрязнением
материалами урбаиогенного происхождения (строи¬
тельно-бытовой мусор).
Слой нарушений мощностью в 50 см был выбран
авторами потому, что любой профиль, претерпевший
нарушения, изменения или добавления материала менее
50 см ведет себя как природное тело, если только он
не подвергся резкому изменению (например, почвы за¬
печатаны слоем асфальта или цемента в 15 см). Анало¬
гичный показатель был принят в американской класси¬
фикации (Keys to..., 1994).
Рассмотрение научной литературы показывает, что
существует несколько диагностических признаков для
почв, сформированных в результате деятельности чело¬
века. Они даны, главным образом, в сельскохозяйствен¬
ном контексте для того, чтобы выделять почвы, изме¬
ненные необычными гидро- и агротехническими при¬
емами, такими как дренаж, плантажная вспашка или
регулярное внесение различных типов компостного ма¬
териала (man-made soils). Однако, иногда городские по¬
чвы выделены в разделах как по-другому переработан¬
ные и искусственные почвы. Они зачастую выделяются
на различных иерархических уровнях и разбросаны в
классификациях, что является причиной беспорядочной
номенклатуры и несообразного применения диагности¬
ческих критериев, о чем ведутся жаркие споры. Нам
представляется, что имеющиеся классификации природ¬
ных почв не применимы для почв города — здесь нуж¬
ны специальные классификации.
В германской классификационной системе (Blume,
1989), классификации ФАО-ЮНЕСКО и в последней
классификации почв России (Лебедева, Тонконогов, Ши¬
тов, 1993) антропогенно измененные и антропогенно
созданные почвы выделяются на самых высоких таксо¬
номических уровнях. В настоящее время нет ни наци¬
ональной, ни международной классификационной схе¬
мы полностью удовлетворяющей потребностям почвове¬
дов, практически работающим с городскими почвами.
Анализ отечественной и зарубежной литературы пока¬
зал, что на данный момент отсутствует обобщающая
классификация городских почв, не имеется единого
подхода к затрагиваемой проблеме.
Классификация городских почв составляется на
принципах как морфологического профиля, так и по
характеру субстрата, по происхождению и стадиям раз¬
вития (Рохмистров, Иванова, 1985; Blume, 1989; Копеска-
Betley et al., 1985; Short et al., 1986; Burghardt, 1994 и
AP-)-
В американской классификации почв (Soil Taxonomy,
1994) антропогенно измененные почвы, куда могут быть
включены некоторые городские почвы, выделяются на
уровне подпорядков в 2-х Порядках:
1. Порядок Энтисоли (Entisols), постоянно развива¬
ющихся, молодых, слабо сформированных почв. По
сумме признаков городские почвы ближе относятся в
основном к подпорядку ортенты (Orthents), в них ант¬
ропогенные горизонты могут не иметь никакой генети¬
ческой связи между собой. Ортенты — это нарушен¬
ные, срезанные или насыпные почвы разного механи¬
ческого состава, они подразделяются по текстуре и
механическому составу насыпного материала. В них
имеется подразделение удортенты (Udorthents). Удортен-
ты — искусственные почвы, образовавшиеся в резуль¬
тате насыпания плодородного почвенного слоя на отло¬
жениях, содержащие городской мусор, или многократ¬
ном переслаивании подобных горизонтов, одновремен¬
но они обладают режимом достаточного увлажнения
типа «udic». Основной признак, по которому диффе¬
ренцированы почвы, это — более или менее выражен¬
ная литологическая прерванность и мощность антропо¬
генного горизонта по отношению ко всему профилю.
2. В порядке Инсептисолей (Inceptisols). Это — мо¬
лодые почвы начального почвообразования с малым ко¬
личеством диагностических горизонтов. Они имеют ди¬
агностические горизонты «охрик» (слаборазвитый блед¬
ный малогумусный горизонт А1) и (или) «камбик» (го¬
ризонт, материал которого преобразован, он находится
в процессе изменений, в нем нет значительных призна¬
ков элювиирования и иллювиирования)
В американскую классификацию почв 1975 г. для до¬
полнительной характеристики подразделения Энтисолей
Fanning et al. (1989) предложили ввести новые горизон¬
ты «гарбик», «скальпик», «урбик», «сполик»: гарбик —
органогенный горизонт, состоящий из гниющего мусо¬
ра и (или) имеющий высокое содержание метана в пре¬
делах 1-2 метров от поверхности; скальпик — горизонт,
состоящий из разрушенного относительно невыветрело-
го грунта, выходящего на поверхность; урбик — гори¬
зонт, состоящий из неорганических промышленных,
производственных отходов; сполик — горизонт без
«производственных включений», но произведенным че¬
ловеческим трудом.
Также на уровне порядка выделяются Потисоли (по¬
тенциальные почвы), которые могут служить базисом
для произрастания растений после рекультивации.
Почвенная Служба Англии и Уэльса (Clayden, Hollis,
1984) в классификации нарушенных почв создала боль¬
шую почвенную группу, названную «почвы созданные че¬
ловеком» (man-made soils). Она подразделяется на группу
гумусированных почв (темный горизонт не менее 40 см)
и группу разрушенных почв (перемешанный слой более
40 см глубиной), почвы территорий открытых угольных,
железорудных и фосфоритных месторождений.
Югославский исследователь Г. Антонович (Antonovic,
1986) не только разработал для своей национальной
классификации раздел «Поврежденные почвы», но и
предложил несколько классификационных схем для
почв загрязненных различными веществами, но не на¬
рушенных физически (Аэросоли). Необходимо отметить
тот факт, что различные исследователи (Antonovic, 1986;
Hollis, 1991, 1992; Агаркова и др., 1991) подразделяют
почвы нарушенных территорий на: имеющие естествен¬
ное происхождение и образовавшиеся на субстратах,
полученных в результате деятельности человека.
В основу выделения таксономических единиц почв
Варшавской агломерации положены изменения биоло¬
гических, физических, физико-химических и химиче¬
ских свойств почвенного субстрата, произошедшие в
результате воздействия города (Konecka-Betley et al.,
1985). Czeiwinski, Pracz (1991) выделяют три категории
почв: механически трансформированные; рыхлые слои
покрывающие естественную поверхность; химически
трансформированные. Они подразделяются по характе¬
ру механических и химических трансформаций, генези¬
су и свойствам рыхлых слоев.
К настоящему времени на основе разработанных по¬
чвенных классификаций составлены почвенные карты
многих городов Европы и Америки. При картографиро¬
вании почв Западного Берлина на высшем таксономи¬
ческом уровне были выделены три категории: почвы
закрытых поверхностей, измененные почвы с естест¬
венным развитием и почвы на насыпных и перемешан¬
ных отложениях (Blume, 1989). В легенде использова¬
лись традиционные названия почв, употребляющиеся для
естественных почв внегородских территорий: парарендзи-
на, парарегосоль, парабурозем и т. д. В некоторых случа¬
ях используются специальные условные названия, обоз¬
начающие специфические ситуации в городе: термин
«некросоли» обозначает почвы городских кладбищ.
Рабочая группа Немецкого общества почвоведов опубли¬
ковала доклад (Arbeitskreis der Deutschen Bodenkunndlichen
CesellschaR, 1989), где ввела в классификацию новую таксо¬
номическую единицу — Урбиковые Антросоли, которые
включают субстраты, образуемые в результате человече¬
ской деятельности. Члены Рабочей группы считают, что под
воздействием природных процессов и почвообразования
субстраты могут развиваться (следуя немецкой терминоло¬
гии) в такие почвы, как сироземы, затем путем аккумуля¬
ции гумуса могут переходить в регосоли, ранкеры, рендзи-
ны и парарендзины. Более развитые почвы городских и
промышленных районов классифицируются аналогично
природным почвам. Предлагается комбинировать происхож¬
дение и стадии развития городских и индустриальных почв
(табл. 1.4)
Данная классификация Урбиковых Антросолей вклю¬
чает образуемые в результате человеческой деятельности
следующие субстраты: срезание-скальпирование, переме¬
шивание грунтов, пропитывание грунта жидкостями и га¬
зами. В ней выделяются две большие важные группы
почв: Мектосоли и Депосоли. Они различаются по про¬
исхождению материала: перемешанный или вновь насы¬
панный. В первой группе при перемешивании и обработ¬
ке городских садовых почв возникают Хортисоли; на
прицерковных дворах и кладбищах, как результат выка¬
пывания и засыпания могил, формируются Некросоли.
Депосоли создаются путем насыпания не менее
40 см грунта на природный субстрат. На природном ес¬
тественном грунте они формируют группу Аллосоли,
на технологическом — Техносоли, на смешанном —
Фиросоли. Следуя немецкой концепции, они могут
быть сходны с такими природными слаборазвитыми
почвами, как сироземы, регосоли, ранкеры, рендзины
и парарендзины.
Таблица!.4.
Класс: Урбиковые Антресоли
(Arbeitskreb der. 1989; Schraps, 1989; цит. do Burghardt, 1994)
1. Мектосоли
(смешанные
субстраты)
а. Без внесения
материала
Трепосоли
(глубоко
перекопанные)
Ригосоли
(перемешано более
30 см)
б. С внесением
органики (Ah>40
см)
Хортисоли
(почвы садов)
Некросоли
(почвы церковных
дворов)
2. Депосоли
(отложенный
материал >80 см)
а. Аллосоли
(природный
субстрат)
б. Фиросоли
(смесь природного
и технологического
субстрата)
в. Техносоли
(технологический
субстрат)
Развитие как
профиля А-С:
аллосирозем
аллорегосоль
аллорендзина*
фиросироэем
фирорегосоль
фирорендзина*
техносирозем
техиорегосоль
технорендзина*
3. Редуктосоли
(восстановлены
метаном)
дальнейшее разделение отсутствует
4. Денусоли
(снятый слой >40 см)
дальнейшее разделение отсутствует
5. Интрусоли
(почвы недавно
пропитанные
жидкостями, тазами)
дальнейшее разделение отсутствует
6. Литосоли
(мощеные почвы
под асфальтом)
дальнейшее разделение отсутствует
Примечание;* — далее при эволюции почв классифицируются
как почвы с природным генезисом.
Почвы с сильно восстановительным режимом, фор¬
мирующиеся на бытовых свалках с органическими от¬
ходами, называются Редуктосоли.
В этой классификации большое значение придается
Денусоли, как почвам, со срезанной верхушкой, и Ин-
трусоли — почвам, пропитанным масляно-бензиновыми
жидкостями и газами около АЗС и автомобильных сто¬
янок. Частично запечатанные и почвы с высоким со¬
держанием камней в поверхностных горизонтах объе¬
диняются в группу запечатанных (мощенных) почв Ли¬
то соли. Почвы городских и промышленных районов с
признаками естественных почв классифицируются вме¬
сте с разделами природных почв (Blume, 1989).
1.3.2. Опыт классификации городских почв
в рамках новой классификации почв России
Анализ отечественной литературы обнаруживает не
только отсутствие в национальной классификации Рос¬
си почв городских ландшафтов, но и разобщенность ис¬
следователей в данном направлении.
Более близка к данной проблеме классификация ан-
тропогенно-преобразованных почв и почвоподобных по¬
верхностных образований, предложенная группой со¬
трудников Почвенного ин-та им. В.В. Докучаева (Лебе¬
дева и др. 1993), явившаяся итогом обобщения много¬
летних работ ученых из России и стран СНГ, вписыва¬
ющаяся в общую классификацию почв России.
Основываясь на данной разработке и на изучении
различных подходов к проблеме систематики и класси¬
фикации городских почв в России, в ближнем и даль¬
нем зарубежье и собственных исследованиях мы попы¬
тались встроить городские почвы в новейшие классифи¬
кации. Нами предложена следующая классификация го¬
родских почв таежной зоны. Она основана на особенно¬
стях профильно-генетического (морфологического) строе¬
ния почвенного профиля как достаточно простого и уни¬
версального подхода, а также на характере почвообразу¬
ющих пород и грунтов. Данная классификация разрабо¬
тана для почв городов средней полосы России.
Все почвы города разделяются на группы почв: есте¬
ственных ненарушенных, естественно-антропогенных
ж
X *
* Р
и и
м
я ® 2
I ° 5
охо
1 °-Е
j 4} О
5 «уг
о
со
вс
я
ВС
я
t
X
и
3 о 5
> “ й
а о 2
я х Q
х а. о
о ш с
ю а °
я ю
4 о.
О >.
ВС
я
с
X
4
о
м
а
о
с
о я
5 »
О 3-
х 2
о. =
и
а
Рис 1.2.
Типы морфологических профилей
дерново-
урбоподэолисгая
скальпированная
дерново-
урбо подзолистая
насыпная
Рис. 1.2.
поверхностно-преобразованных (естественных нарушен¬
ных), антропогенных глубокопреобраэованных урбано-
земов и почв техногенных поверхностных почвоподоб¬
ных образований — урботехноземов (табл. 1.5). Основ¬
ные морфологические профили городских почв пред¬
ставлены на рис. 1.2.
Основным отличием городских почв от природных
является наличие диагностического горизонта «урбик».
Это поверхностный насыпной, перемешанный горизонт,
часть культурного слоя с примесью антропогенных
включений (строительно-бытового мусора, промышлен¬
ных отходов) более 5%, мощностью более 5 см. Его вер¬
хняя часть гумусирована. Наблюдается нарастание го¬
ризонта вверх за счет пылевых атмосферных выпаде¬
ний и эоловых перемещений.
Естественные ненарушенные почвы сохраняют
нормальное залегание горизонтов естественных почв и
приурочены к городским лесам и лесопарковым терри¬
ториям, расположенным в черте города.
■В" >ХвЯ1Ы X Н
урбаноземы куяьтурозем
Рве. 1.2.
<
Рис. 1.2.
Таблица 1.5.
Классификация городских почв таекной зовы
Блок
почв
Естественные
почвы
в пределах
города
Естественно-ан¬
тропогенные
почвы
Антропогенные
преобразован¬
ные почвы
Техногенные
поверхностные
почвоподобные
образования
Класс
почв
Естествен¬
ные почвы
Поверхно¬
стно-преоб¬
разованные
естествен¬
ные почвы
Антро-
поэемы: ант¬
ропогенные
глубоко-пре-
обраэован-
ные почвы
Техноэемы
поверхно-
стно-гумуси-
рованные
(искусствен¬
но создан¬
ные)
Тип го¬
родских
почв
Подзолистые
Болотно-
подзолистые
Аллювналь*
ные
Дерново-
глеевые н
др. с
признаками
урбогенеэа
Те же, но
преобразова¬
нием
затронуто
менее
50 см про¬
филя (урбо-
почва)
Урбаноэемы:
преобразо¬
ванием за¬
тронуто
более
50 см
профиля
Урботехно-
эемы
(почво-
грунты)
Подтип
почв
Дерново-
подзолистые
Болотно-
подзолистые
и другие
Те же, но
нарушенные,
скальпиро¬
ванные,
насыпные
и Т.Д,
1. Урбаноэем
2. Культуро-
эем
3. Экрано-
эем
4. Некроэем
5. Индустри-
эем
6. Интруэем
1. Репланто-
эем
2. Конструк-
тоэем
Естественно-антропогенные поверхностно-преобразо¬
ванные почвы в городе подвергаются поверхностному
изменению почвенного профиля менее 50 см мощности.
Они сочетают в себе горизонт «урбик» мощностью ме¬
нее 50 см и ненарушенную нижнюю часть профиля.
Почвы сохраняют типовое название с указанием харак¬
тера нарушенности (например, урбо-подзолистая скаль¬
пированная, погребенная и т. д.). В настоящее время
отсутствуют строгие номенклатурные названия подо¬
бных почв, поскольку они не разработаны и в общей
национальной классификации почв России.
Антропогенные глубокопреобразованные почвы об¬
разуют группу собственно городских почв урбаноземов,
в которых горизонт «урбик» имеет мощность более
50 см. Они формируются за счет процессов урбаниза¬
ции на культурном слое или на насыпных, намывных и
перемешанных грунтах мощностью более 50 см, и под¬
разделяются на 2 подгруппы: 1) физически преобразо¬
ванные почвы, в которых произошла физико-механиче-
ская перестройка профиля (урбанозем, культурозем,
некрозем, экранозем); 2) химически преобразованные
почвы, в которых произошли значительные хемогенные
изменения свойств и строения профиля за счет интен¬
сивного химического загрязнения как воздушным, так
и жидкостным путем, что и отражается на их разде¬
лении (индустризем, интруэем).
Кроме этого, на территории городов формируются по¬
чвоподобные техногенные поверхностные образования
(урботехноземы). Они представляют собой созданные ис¬
кусственно почво-грунты, путем обогащения плодород¬
ным слоем, торфо-компостной смесью насыпных или дру¬
гих свежих грунтов (реплантозем, конструктозем).
Антропогенно-преобразованные и искусственно со¬
зданные городские почвы могут быть диагностированы
по следующим признакам:
Тип «Урбанозем»
А. Физически преобразованные:
1. Урбаноземы (собственно) — почвенный профиль
состоит из серии диагностических горизонтов U1,U2 и
т. д., из своеобразного пылевато-гумусного субстрата
разной мощности и качества с примесью городского
мусора; могут подстилаться непроницаемым материалом
(асфальтом, фундаментом, бетонными плитами, комму¬
никациями). Характеризуются отсутствием генетиче¬
ских горизонтов до глубины 50 см и более. Формиру¬
ются на грунтах разного происхождения и на культур¬
ном слое.
2. Культуроземы — городские почвы фруктовых и
ботанических садов, старых огородов. Характеризуются
большой мощностью гумусового горизонта, наличием
перегнойно-торфо-компостных слоев мощностью более
50 см, развивающихся на нижней иллювиальной части
почвенного профиля, на культурном слое или на грун¬
тах разного происхождения.
3. Некроземы — почвы, входящие в комплекс почв го¬
родских кладбищ. Перемешанносгь грунтов более 200 см.
4. Экраноземы — экранированные почвы (название
условно). Формируются под асфальто-бетонным покры¬
тием, камнем. Их также называют мощеные, запечатан¬
ные.
Б. Химически преобразованные:
К химически преобразованным и загрязненным по¬
чвам могут относиться и техногенно-загрязненные по¬
чвы, в которых сохраняется генетический профиль.
5. Индустриземы — почвы промышленно-коммуналь¬
ных зон. Сильно техногенно загрязненные тяжелыми
металлами и другими токсичными веществами, которые
изменяют почвенно-поглощающий комплекс почв, пре¬
дельно сокращают биоразнообразие почвенной биоты,
делают почву почти абиотичной. Уплотненные, бес¬
структурные, с включениями токсичного непочвенного
материала объемом более 20%. Название условно, их
также можно назвать «поллютозем».
6. Интруэемы — почвы пропитанные органическими
масляно-бензиновыми жидкостями. Они формируются
на территории бензозаправочных станций и автомо¬
бильных стоянок, когда масло и бензин постоянно про¬
никают в грунт. Название условно, их также предлага¬
ется назвать «урбохемозем», «нефтезем».
Тип «Урботехнозем»
Поверяиостно-гумусированные урботеяноземы.
В городах, в районах массовой застройки формиру¬
ются искусственно созданнные поверхностные образо¬
вания, которые по своим свойствам близки к Технозе-
мам, но отличаются от них некоторыми признаками,
сближающими их с почвами, которые ранее назывались
«почва-грунт» (Земляницкий и др., 1962).
Урботехноземы (слаборазвитые, молодые, примитив¬
ные) различаются по мощности и свойствам гумусиро¬
ванного слоя, составу и свойствам породы.
1. Реплантоземы — почвы, которые состоят из ма¬
ломощного гумусового слоя, слоя торфо-компостной
смеси или слоя органо-минерального вещества, нане¬
сенных на поверхность рекультивируемой породы. В
основном формируются в районах городских промыш¬
ленных и селитебных новостроек, на новых газонах.
Термин «реплантозем» был введен И.А Крупениковым
и Б.П. Подымовым.
2. Конструктоземы — искусственно целенаправлен¬
но создаваемые почвы-грунты, состоящие из слоев
грунта разного гранулометрического состава и проис¬
хождения и насыпного плодородного слоя. В настоящее
время данные почвы в городах не конструируются и
рассматриваются как проблема будущих работ.
Кроме этих почвоподобных образований, в городах
имеются участки мусорных свалок со слабогумусиро-
ванными или негумусированными минеральными грун¬
тами.
Большая часть территорий крупных городов пред¬
ставлена урбаноземами, а районы новостроек и строи¬
тельных площадок урботехноземами, но наряду с
ними в городе выделяются и естественные почвы раз¬
ной степени нарушенное™.
В слабонарушенных почвах нарушения затрагивают
гумусово-аккумулятивные горизонты (до 10-25 см); в
сильнонарушенных почвах глубина нарушений достига¬
ет иллювиальных горизонтов (до 25-50 см). К погребен¬
ным относятся городские почвы, сохранившие под ант¬
ропогенной толщей весь почвенный профиль или ка¬
кую-либо его верхнюю часть.
Все почвы города различаются:
а) по мощности профиля: слаборазвитые — менее
10 см; маломощные — 10-50 см; среднемощные — 50-
100 см; мощные — >100 см;
б) по характеру включений: строительный и бытовой
мусор, промышленные отходы, торфо-перегнойные сме¬
си, фрагменты почвенных горизонтов;
в) по количеству включений: редкие, мало —<25%
средне — 25-50%, много — >50%;
г) по мощности гумусированного слоя: слабо —
А1<15см; средне — 15-30 см; сильногумусированные —
А1>30 см;
д) по оглеенности: поверхностно- и глубокоглееватые
Большое значение для классификации городских
почв имеет происхождение почвообразующих пород.
Почвообразование в городах происходит на разных по
составу, генезису, физическим и химическим свойствам
почвообразующих породах. Различаются грунты, обра¬
зованные тремя способами: перемешанные (на месте),
насыпные (привозные) или намывные.
В городских ландшафтах на рекультивируемых на¬
сыпных и намывных грунтах со временем могут наблю¬
даться некоторые признаки начального почвообразова¬
ния, оструктуривания породы, оглеения, гумусообразо-
вания и т. д., то есть начинается эволюция почв от при¬
митивных урботехноземов к урбаноземам, а последние
при длительной экспозиции эволюционируют в направ¬
лении природных почв.
Методы выделения и обозначения искусственно со¬
зданных и антропогенно-преобразованных почвенных
слоев остаются неразработанными. На основании про¬
веденных исследований нами составлена номенклатура
таких специфических образований и проведена их ин¬
дексация.
Диагностический почвенный горизонт типа «урбик»
предложено обозначать буквой «и», при ясно выражен¬
ной стратификации горизонты разделяются на подго-
ризонты с добавлением цифр 1,2,..., указывающих на
порядок расположения в профиле.
Выделяются:
1. Как основной горизонт
Ud — дерновый;
Uh — гумусированный горизонт;
Uih — с потечным гумусом по ходам корней древес¬
ной растительности и животных;
тов и пятен естественных горизонтов);
Uca — карбонатный;
Upt — петролеумный (аккумулировавший нефтепро¬
дукты).
2. Как дополнительные признаки:
1.3.3. Горизонты и индексы городских почв
(может состоять из фрагмен-
Alu — аккумулятивно-гумусовый с признаками ур-
богенеза;
ELu — элювиальный горизонт с признаками урбо-
генеза и т. д.
Могут выделяться переходные горизонты типа UA,
UEL, UB, UG и т.д.
Кроме этого выделяются слои:
CU — почвообразующая порода, являющаяся одно¬
временно верхней частью культурного слоя;
DU — подстилающая порода, часто является куль¬
турным слоем;
L — каменистый слой (от lithos), например, остатки
фундамента зданий или старая кирпичная кладка;
L — слой, являющийся искусственным барьером, на¬
пример, асфальтовое покрытие или бетонная плита, за¬
ключенные в почву.
Количество включений (строительный и бытовой му¬
сор, промышленные отходы и т. д.) выражается в % от
общей массы слоя или горизонта и обозначается бук¬
вой «а» (от «anthropic») al — единичные включения, а2
—<25%, аЗ — 25-50% и а4 —>50 %.
Каждая почвенная разность характеризуется специ¬
фическим строением профиля. В предлагаемой индек-
сировке это выражается следующим образом:
1) дерново-урбоподзолистая слабонарушенная почва:
О—Uld—U2hal—ELB—В—С;
2) урбанозем среднемощный, подстилаемый бетон¬
ной плитой с <25 % антропогенными включениями:
Ulha2—U2a2—U3al—U4al -3—L.
1.4. Урбанозем — новый тип почв
Урбаноземы — генетически самостоятельные почвы,
обладающие как чертами природных почв, так и специ¬
фическими свойствами.
Зрелая городская почва — мощный урбанозем,
сформированный на древнем культурном слое, характе¬
ризуется мощным темноокрашенным органическим го¬
ризонтом U (urbic), отсутствием свойственной таежным
почвам элювиально-иллювиальной дифференциации
профиля. Профиль городской почвы часто растет вверх
за счет напыления или антропогенного поступления ма¬
териала.
Большинство профилей городских почв нарушено, а
времени, за которое почвообразовательный процесс
сформирует in situ генетический профиль почвы, обыч¬
но недостаточно. Имеются описания эволюционных из¬
менений, которые произошли в профиле урбанозема
Западного Берлина за 39 лет {Вкипе, 1989). Fanning et al.
(1978) исследовали структурный камбиковый горизонт в
30-летнем урбаноземе г. Вашингтона и поместили эти по¬
чвы в порядок «инсептисоли».
Как ранее нами было показано (Строганова, Агарко¬
ва, 1992), в урбаноземах, несмотря на нарушенность и
искусственное создание почвенного профиля, большую
засоренность его разного рода включениями, протекают
процессы гумусообразования, выноса и перераспределе¬
ния минерального вещества, глееобразования. Степень
выраженности этих процессов различна и зависит от
возраста наноса, условий использования участка и ряда
других обстоятельств.
Вместе с тем, влияние на почвообразование основ¬
ных процессов, характерных для данной природной зо¬
ны, несомненно. При определенных обстоятельствах ур-
баноземы, развивающиеся на культурном слое или на
грунтах, эволюционируют в природные почвы с присущи¬
ми им свойствами и системой генетических горизонтов
Понятие городской почвы, которым пользуются спе¬
циалисты в области экологии городов, в настоящее вре¬
мя включает не столько морфологическое сложение
профиля, сколь проявление определенных экологиче¬
ских функций.
Ниже приводятся основные сходные и отличитель¬
ные от природных почв характеристики типа урбанозе-
мов:
1. Сходство урбаноземов с автоморфной таежной
почвой:
а) биокосное тело, органо-минеральное тело;
б) биологическая компонента;
в) наличие органо-минеральных соединений и гуму¬
са;
г) протекание почвообразовательных процессов —
гумусообразование, лессивирование, вынос и перерасп¬
ределение минеральных компонентов, глееобразование
и др.;
д) сходство экологических функций почв (продукци¬
онные, газовые, сорбционные и т. д.).
2. Основные отличия от автоморфных таежных почв:
морфологические свойства:
а) присутствие урбоантропогенных включений (стро¬
ительно-бытового мусора и промышленных отходов);
б) верхняя часть профиля генетически не связана с
нижней частью (профиль UCu или UDu);
в) высокая вертикальная и горизонтальная вариа¬
бельность;
г) слоистость сложения и резкий переход между
слоями;
д) при переуплотнении наличие поверхностной кор¬
ки;
е) полихронность и гетерохронность слоев;
ж) наличие серии погребенных историко-археологи¬
ческих слоев и почв;
химические процессы и свойства:
а) щелочность выше фона, обусловленная городской
пылью, включениями строительного мусора;
б) окарбоначенность выше фона;
в) состав гумуса (гуматный, преобладает 2-я фракция
гуминовых кислот);
г) накопление загрязняющих техногенных веществ;
д) нарушение циклов и динамики питательных эле¬
ментов;
физические процессы и свойства:
а) уплотненность — повышенная и нарушение есте¬
ственной структуры;
б) водопроницаемость — мозаичная, провальная, мо¬
жет отсутствовать;
в) каменистость — обычно повышенная;
г) газовый режим — изменение состава почвенного
воздуха и ухудшение аэрации;
д) тепловой режим — повышенный, ослабление про¬
мерзания;
е) водный режим — контрастный (подтопление, ис¬
сушение, осадки минуют почву);
биологические свойства:
а) сокращение биоразнообразия по отношению к
фону, изменение состава, численности и структуры
микрофлоры, ослабление активности почвенных орга¬
низмов;
б) увеличение биомассы при малом видовом разно¬
образии;
в) присутствие бактерии Azotobacter;
г) формирование специфической биоты, наличие па¬
тогенных микроорганизмов.
Как видно, городские почвы обладают определенны¬
ми специфическими свойствами, наиболее яркими из
которых являются: наличие включений строительно-бы¬
тового мусора, повышенная уплотненность, тренд в сто¬
рону повышенной щелочности, накопление техноген¬
ных веществ, наличие патогенных микроорганизмов.
1.5. Условия и факторы почвообразования
Развитие городских экосистем в отличие от природ¬
ных определяется не столько естественными природны¬
ми процессами, сколько деятельностью человека. Поэ¬
тому в городе имеет место значительное изменение всех
факторов почвообразования (почвообразующих пород,
климата, рельефа, растительности).
1.5.1. Почвообразующие породы
Современное почвообразование в городах протека¬
ет в естественных почвах, на культурном слое и на
грунтах не измененных почвообразованием или влияни¬
ем человека.
Культурный слой представляет собой исторически
сложившуюся систему напластований, образовавшуюся
в результате деятельности человека (Авдусин, 1980).
Толщина или мощность культурного слоя очень различ¬
на и может колебаться от нескольких сантиметров до
десятков метров (в Саратове до 12 м, в Москве до 22 м)
и характеризуется пестротой даже в пределах неболь¬
ших участков.
Формирование культурного слоя происходит путем
поверхностного накопления различного рода материала
в результате хозяйственно-бытовой деятельности чело¬
века или путем преобразования верхнего природного
слоя при строительстве и благоустройстве с привносом
в естественную почву посторонних материалов. В со¬
став культурного слоя в современных городах входят
самые разнообразные объекты — битый кирпич, ка¬
мень, строительный мусор, различные предметы домаш¬
него обихода, заброшенные фундаменты зданий, погре¬
ба, колодцы, бревенчатые и дощатые настилы, булыж¬
ные и асфальтовые покрытия. Среди этих отложений
обычно преобладает строительный мусор. Все эти на¬
пластования культурного слоя в разное историческое
время выполняли роль почвы, приобретали черты ее
строения и таким образом культурный слой представ¬
ляет собой разновозрастную систему погребенных го¬
родских почв, в т. ч. и палеоурбаноземов.
Территория древних крупных городов, какими явля¬
ются Москва, Новгород, Киев и др., может быть раз¬
делена на две основные зоны: зону древнего поселения
с широко развитым культурным слоем и сформирован¬
ными мощными урбаноземами и зону молодой застрой¬
ки со слабо развитым культурным слоем, свежими и
старыми грунтами, на которых сохраняются естествен¬
ные почвы разной степени нарушенное™ и формиру¬
ются маломощные слаборазвитые урбаноземы или ур-
ботехноземы (прежде называемые почво-грунты).
Грунты. Весь спектр рыхлых осадочных отложений
и горных пород, распространенных в окружающей при¬
роде, встречается и в городе. Тип грунта или смесь раз¬
ных грунтов влияет на свойства почв и почвообразова¬
тельные процессы и на осуществление почвой экологи¬
ческих функций. Поэтому в городских почвах, как от¬
мечают немецкие почвоведы, почвенные свойства глав¬
ным образом зависят от характеристик субстратов.
В городах происходит глубокое изменение грунтов,
так заложение фундаментов наземных сооружений про¬
стирается до глубины 35 м, метрополитена до 60-100 м.
Это приводит не только к перемешиванию грунтов, но
и меняет направление стоков подземных вод, а следо¬
вательно и почвенно-геохимических потоков.
Таким образом, формирование городских почв —
урбаноземов и урботехноземов — может происходить
следующими путями:
а) почва на культурном слое;
б) почва на перемешанных, насыпных или намывных
грунтах, состоящих из органо-минерального почвенного
материала (почва на смеси остатков естественных почв);
в) почва на свежих насыпных или намывных грун¬
тах (почва на грунте).
В вышеперечисленных грунтах необходимо разли¬
чать чистые грунты и токсичные (содержащие тяжелые
металлы и токсичные вещества).
Изменения грунтов в городе могут происходить раз¬
ными путями: перемещением, перерытием, насыпанием.
После насыпания грунты наиболее рыхлые. При фор¬
мировании почв на насыпных грунтах наблюдается глу¬
бокое проникновение по профилю органических (в том
числе и некоторых опасных соединений) и питательных
веществ (особенно фосфатов), тяжелых металлов, в то
время как природные почвы обогащены только в верх¬
них горизонтах. Встречаются в городах и намывные
грунты, например территории микрорайона Марьино в
Москве и район Гавани в Санкт-Петербурге. Насыпные
и перемешанные субстраты с большим количеством
строительного мусора имеют повышенную щелочность.
1.5.2. Климатические особенности
Человек, построивший большие города, оказал ак¬
тивное воздействие не только на ландшафт, но и на
климат. Некоторые исследователи {Дубинский, Фило-
ненко, 1978; Муравьева, 1978 и др.) настаивают на не¬
обходимости выделения такой разновидности климата
как городской.
Отличия в климате города и окрестностей иногда
равнозначны передвижению на 200-300 км к югу. В го¬
родской атмосфере создаются очаги тепла и пыли, ко¬
торые существенно влияют на температуру воздуха и
осадки (Беттен, 1985). Суточный ход температуры в го¬
роде выражен не так резко, как в окрестностях, и его
амплитуда зависит от времени года и состояния облач¬
ности. Центр города в среднем теплее, чем его окраины
и окрестности. Так, температура воздуха в Париже вы¬
ше в среднем за год на 2 °С, в Нью-Йорке временами
на 10-15 '4Z. Увеличение плотности застройки и заас¬
фальтированных территорий с 20% до 50% повышает
разность максимальных летних температур в центре и
окрестностях города с 5 до 14 °С. Очаг тепла над горо¬
дом отмечается и в суточных минимумах температур.
Повышенная конвективность атмосферы города, а
также ее техногенная запыленность приводят к увели¬
чению над городом числа гроз, росту интенсивности
ливней и общего числа осадков. Зимние осадки могут
достигать 150%, летние 115% от нормы. Годовые суммы
осадков повышены в Москве на 25%, что соизмеримо с
эффектом преднамеренного воздействия на облачность.
Сток с урбанизированной территории вдвое выше при¬
родного. Все эти обстоятельства делают индустриальные
города очагами плоскостной и овражной эрозии даже
там, где она раньше не проявлялась. Специфика город¬
ского климата приводит к изменениям физико-химиче¬
ских и биологических процессов в почве.
В городах наблюдается отсутствие или резкое изме¬
нение величины снежного покрова и сроков его обра¬
зования. Почти на всей равнинной территории России
средняя из наибольших декадных высот снежного по¬
крова превышает 40 см, местами достигая 80-100 см.
Высота снежного покрова в 20 см и ниже наблюдается
лишь южнее Волгограда до предгорий Кавказа и в За¬
байкалье, в бассейне рек Селенга и Шилка.
Наличие снежного покрова, его отепляющая роль,
увлажнение почвы при снеготаянии и другие проявле¬
ния органически запечатаны в соответствующих осо¬
бенностях ландшафта: в фенологических фазах расти¬
тельных и животных сообществ, в характере раститель¬
ности и почв.
В городах снежный покров существенно изменяется
в сравнении с естественным. В разных местах города
снег убирается, утаптывается, насыпается сверх нормы
самим человеком или ветрами. Этим создаются участки
(микроландшафты) со специфическим микроклиматом,
часто не имеющим аналогов в вмещающей почвенно-
географической зоне. На участках, оголяемых от снега,
возникают условия аридной холодной пустыни, кото¬
рым в зрелом состоянии соответствуют скелетные, при¬
митивные, дефлируемые почвы и разреженная расти¬
тельность в «накипной» и «подушечной» формах. На
участках с избытком снега, особенно в затененных ме¬
стах, создаются микроклимат и сезонный режим (фено-
фазы), близкие к лесным и лесо-луговым ландшафтам с
их характерными почвообразующими процессами.
В тех и других случаях могут усиливаться процессы
мерзлотного пучения почвы и грунта и солифлюкцион-
ного оплывания, в зависимости от литологических и то¬
пографических условий.
Все эти особенности климатических факторов име¬
ются в любом большом городе, однако их действие воз¬
растает с увеличением размеров агломерации и накла¬
дывает свой отпечаток на естественные условия.
1.5.3. Геоморфологически* особенности
Хозяйственная и строительная деятельность человека
в течение многих веков значительно изменила естест¬
венный рельеф местности, привела к перепланировке и
выравниванию поверхности, исчезновению долинно-ба-
лочной разветвленной сети и создание нового рельефа.
Местами это проявлялось в засыпке мелкой эрозионной
сети. Например, в черте Волгограда в последние деся¬
тилетия засыпано более 100 км оврагов. Как считают
Касимов и Перельман (1995а и 19956), рельеф города
влияет не только на водную, но и на воздушную миг¬
рацию поллютантов, в следствие чего необходимо учи¬
тывать положение основных источников загрязнения и
преобладающих атмотехногенных потоков. Как правило,
наветренные склоны и водораздельные поверхности бо¬
лее загрязнены, чем подветренные склоны.
Известно, что на территории древних городских по¬
селений существует заметное поднятие уровня земной
поверхности называемое «тель». Тель возвышающийся
над окрестностями на 8-10 м образовался в результате
систематического привнесения различного рода суб¬
стратов в городские почвы. Среди привносимых мате¬
риалов присутствуют как субстраты просто изменяю¬
щие свойства почвы, так и токсичные загрязнители.
В городах часто наблюдаются карстово-суффоэионные
просадки. Это процесс оседания толщи грунта, опускания
участков дневной поверхности земли в результате увели¬
чивающегося расхода подземных артезианских вод,
уменьшения объема почвенно-грунтовой массы, вызван¬
ного выщелачиванием растворимых солей, извести, а так¬
же выносом (суффозией) минеральных частиц и раство¬
ренных веществ водой. Просадки также проявляются как
в послестроительных насыпных грунтах или при плани¬
ровочных грунтовых работах, так и на поверхности в ви¬
де замкнутых понижений: блюдец, западин, воронок и
трещин. В результате негативного воздействия карстово-
суффозионных процессов часто происходит деградация
почвенно-растительного комплекса.
1.5.4. Растительный пскров в город*
В городах изменяется и естественный растительный
покров. Огромный рост потока машин, все возрастаю¬
щее количество выхлопных газов и увеличивающийся
объем утечки масел и горючего оказывают пагубное
воздействие на состояние зеленых насаждений в черте
города и в пригородах. В результате наблюдается со¬
кращение площади лесов и антропогенная перестройка
растительных формаций. Создаются совершенно новые
по породному составу, структуре и функциональным
особенностям культурные растительные сообщества
(Кучерявый, 1981, 1983; Таран и др., 1977; Федоров и др.,
1979).
Общая площадь озелененных территорий в городах
России составляет более 1,3 млн. га, т.е. около 25% всех
городских земель. Однако площадь насаждений общего
пользования составляет 110 ООО тыс. га, или 2% от пло¬
щади городских земель. Следовательно, на 1 городского
жителя приходится 10 м2 зеленых насаждений, что
вдвое ниже нормы (20 м2). Во многих городах этот по¬
казатель не достигает и 5 м2 на человека. При этом
большинство зеленых насаждений имеет критический в
городских условиях возраст — 40 лет.
Городская флора не утрачивает полностью своих зо¬
нальных черт и процесс антропогенизации ландшафта
и в городах контролируется зонально-климатическими
условиями (Котлов, 1977, 1978). Процесс ослабления в
городской флоре зональных черт лесной зоны направ¬
лен в сторону приобретения растительностью более
южного облика с более засушливыми условиями.
Городская флора формируется из местных абориген¬
ных видов и интродуцированных привнесенных, занос¬
ных видов. Особенностями городской флоры (Кавта-
радэе, Игнатьева, 1986) являются: богатство флористи¬
ческого состава — изначально обусловленное экотон-
ным эффектом, связанное с граничным местоположени¬
ем города и его окрестностей; традиционная интрадук-
ция видов, флористическая неоднородность города,
обусловленная его экологической, географической и
возрастной неоднородностью.
Кавтарадзе и Игнатьева (1986), Игнатьева (1993) раз¬
работали классификацию городских растительных сооб¬
ществ, используя термин «урбанофитоценоз» (УФЦ). В ос¬
нову ее положены происхождение УФЦ и доминирующая
жизненная форма растений (табл. 1.6), что дает представ¬
ление об их разнообразии.
Экологические различия данных природных комп¬
лексов очень значительны. Полнее всего свойства при¬
родных комплексов наблюдаются в городских лесах, ле¬
сопарках и старых парках, в которых сохраняется ес¬
тественный биологический круговорот, хотя он и уп¬
равляется человеком (Денисов, 1986; Степанова, 1973;
Кучерявый, 1983; Белозерский, 1983). Остальные типы
УФЦ характеризуются, как правило, искусственно са¬
женными растительными сообществами и экологиче¬
ское их функционирование в большей степени опреде¬
ляется вкладом человека: удаление опавшей листвы,
внесение органо-минеральных удобрений и т. д. (Андре¬
ев, 1985). Наихудшими условиями произрастания харак¬
теризуются деревья в лунках, со всех сторон окружен¬
ных асфальтом. Краевой ожог листьев, снижение деко¬
ративности, изменение морфологических признаков
строения связываются с неблагоприятными воздушны¬
ми и, особенно, с почвенными условиями (Слепян, 1980
и др.).
Таблица 1.6.
Урбанофнтоцевоэы ■ их комплексы (Игнатьева, 1993)
Сообщества с
доминированием
деревьев и кустарников
Сообщества
травянистых растений
Садово-парковые
комплексы, т.е.
сочетание фрагментов
древесной,
кустарниковой и
травянистой
растительности
А. Естественного происхождения
1. Парки (сады)
2. Скверы
3. Межквартальные
насаждения
4. Бульвары
5. Специального
назначения
(насаждения
больниц, детских
садов, институтов,
промзон)
6. Уличные посадки
1. Древесные
массивы
лесопарков и парков
1. Луга лесопарков
2. Болота лесопарков
Б. Искусственно сформированные
1. Древесные
массивы и группы
парков
1. Газоны
2. Живые изгороди
2. Цветники
В. Стихийно возникшие
1. Пустырн
Зеленые насаждения благоприятно воздействуют на
здоровье человека благодаря выделению в атмосферу
кислорода и фитонцидов. Более всего кислорода выде¬
ляет тополь.
При сильной запыленности атмосферы воздуха в го¬
роде большое значение имеет способность зеленых на¬
саждений улавливать пыль и аэрозоли. В течение веге¬
тационного периода деревья улавливают 42%. Наилуч¬
шими пылезащитными свойствами обладают сирень и
вяз, меньше пыли поглощают дуб — до 56 т/га, ель —
32 т/га.
Насаждения оказывают положительное влияние на
тепловой режим прилегающих к ним территорий. Уста¬
новлено, что внутри застройки температура оказалась
выше, чем среди зеленых насаждений, причем разница
иногда достигает 2-3 °С.
Озелененные территории способны увеличивать влаж¬
ность воздуха. Испаряющая поверхность листьев деревьев
и кустарников, стеблей трав и цветов в 20 и более раз
превышает площадь почвы, занимаемой этой раститель¬
ностью.
Токсические вещества находящиеся в самой почве и
газовые выбросы транспорта и промышленных пред¬
приятий в атмосферу влияют на растительность. На¬
блюдения показывают, что происходит ускоренное от¬
мирание ветвей основной части кроны, снижение ли¬
нейного прироста оси ствола и ветвей, ослабление по¬
бегообразования за счет отмирания почек, изменение
габитуса молодых деревьев и т.д. Таким образом, по¬
вреждаемость деревьев и кустарников может быть от¬
ветной реакцией биоты на токсичность среды обита¬
ния.
Зелеными насаждениями поглощаются из воздуха и
тяжелые металлы, чем несколько снижается их концен¬
трация. Крона хвойных деревьев адсорбирует свинец,
цинк, кобальт, хром, медь, титан, молибден. Так больше
свинца поглощается тополем и кленом остролистным, а
серы — липой мелколистной и кленом остролистным.
1.6. Морфологические свойства почв
Естественный почвенный покров на большей части
современных городов уничтожен или претерпевает кар¬
динальные изменения.
В последнее время наряду с изучением влияния за¬
грязнения городских почв на экологию города усилива¬
ется интерес к особенностям их морфологии {Долотов,
Пономарева, 1982; Рохмистров, Иванова, 1985; Blume,
Runge, 1978; Bridges, 1989; Short et al., 1986). Исследова¬
тели отмечают, что существенное место в профилях
почв городов занимает насыпной грунт, имеющий по
крайней мере одну литологическую прерывистость. С
течением времени по своим характеристикам его верх¬
няя часть приобретает черты горизонта А1. Встречаю¬
щиеся погребенные горизонты более темные из-за ак¬
кумуляции органического материала, более рыхлой кон¬
систенции, с повышенным количеством корней и живо¬
тного населения.
Для большинства урбаноземов характерно отсутствие
генетических почвенных горизонтов А + В; в профиле
почв сочетаются различные по окраске и мощности слои
искусственного происхождения, о чем свидетельствует
резкие переходы и ровная граница между ними. Скелет¬
ный материал представлен строительным и бытовым му¬
сором (кирпичная крошка, куски асфальта, битое стекло,
уголь и т. д.) в сочетании с промышленными отходами,
торфо-компостной смесью или включениями фрагментов
естественных почвенных горизонтов. Иногда встречаются
слои, полностью состоящие из отходов и мусора. Такие
почвы, развивающиеся в пределах мощного культурного
слоя, приурочены к центральной части города.
Наряду с урбаноземами в городских парках и лесопар¬
ках сохранились естественные дерново-подзолистые по¬
чвы, а также частично сохранились болотные и подзо-
листо-болотные почвы и аллювиальные пойменные почвы
разной степени нарушенности (урбо-почвы). Измененные
варианты перечисленных почв сочетают ненарушенную
нижнюю часть профиля и антропогенно-нарушенные вер¬
хние слои. Почвы различаются по характеру формирова¬
ния (насыпные, перемешанные), по гумусированности и
оглеенности, по степени нарушенности профиля, по ко¬
личеству и составу включений (бетон, стекло, токсиче¬
ские отходы и т. д.) и другим показателям. Типы морфо¬
логических профилей представлены на рис. 1.2.
1.7. Водно-физические свойства почв
При изучении физических свойств поверхностных
горизонтов городских почв и почв внегородских терри¬
торий нами выявлено, что они значительно отличаются
от естественных почв. Прежде всего изменяются водно¬
физические свойства (табл. 1.7).
Т а б л и ц а 1.7.
Изменение физических свойств городских почв
(поверхностные горизонты)
Свойства
Дерново-
подзолистые почвы
вне города
Урбаноземы
твердость почвы, кг/см2
20-25
40-45
поровое пространство, %
50
30-40
плотность сложения, г/см3
0.9-1.2
до 1,8
влагоёмкостъ полевая, %
14-20
5-14
Гранулометрический состав почвы — важный эко¬
логический показатель, который определяет продуктив¬
ность, степень фильтрационной и водоудерживающией
способности городской почвы. Как правило, легкие по¬
чвы (пески и супеси) быстрее прогреваются солнцем и
оттаивают весной. Богатые илистыми частицами глини¬
стые почвы имеют более высокую сорбционную спо¬
собность и обеспеченность элементами питания. Все
эти свойства напрямую связаны с содержанием гумуса,
экологическими функциями почвы (сорбционными, про¬
дукционными, водно-воздушными и т. д.), микробиоло¬
гическими свойствами (легкие почвы всегда содержат
меньше микроорганизмов, в т.ч. и патогенных, они хи¬
мически более чистые и т. д.).
Для городских почв слоистость грунтов по грануло¬
метрическому составу имеет важное почвенно-геохими¬
ческое значение в качестве экранирующего и капилляр-
но-прерывающего барьеров.
Другая характеристика — это форма щебня Строи¬
тельный материал, промышленные отходы, механиче¬
ские загрязнители и другие технологические субстраты
содержат в основном гравий и камни заостренной фор¬
мы. По этой причине в таких субстратах наблюдается
слабое проникновение корней и редкая встречаемость
дождевых червей.
Существенным показателем является показатель за¬
хламленности, т.е. степень перекрытости поверхности
почвы абиотическими наносами, в том числе токсичны¬
ми. Значительным фактором является химический со¬
став захламляющего материала. При его токсичности
происходит химическое загрязнение всей экосистемы.
Урбанофитоценозы, выполняющие санитарно-гигие-
нические и эстетические функции, находятся в жестких
условиях существования. О длим из факторов, который
вызывает угнетенное состояние или гибель растений в
условиях города, является высокая рекреационная на¬
грузка и вытаптывание растительного покрова и уплот¬
нение поверхности почвы. В таких случаях проникно¬
вение корней вглубь профиля ограничено. Многие кор¬
ни проникают на глубину по трещинам и вдоль поверх¬
ностей почвенных агрегатов, где механическое сопро¬
тивление меньше и больше концентрация кислорода.
Поэтому изучение природы и характера уплотнения
почв урбанизированных территорий имеет важное
практическое значение.
Плотность сложения. Эта величина характеризует
способность почвы накапливать значительные запасы
необходимых для растений влаги и воздуха. Почвы хо¬
рошо оструктуренные, достаточно рыхлые, обладающие
значительной пористостью имеют невысокую величину
плотности сложения. Высокое уплотнение почвы опре¬
деляет угнетенное состояние или гибель растений.
Плотность сложения почвы, или ее объемный вес зави¬
сит от механического состава, структурности, сложения
и содержания органического вещества. Плотность по¬
чвы сильно влияет на поглощение влаги, газообмен в
почве, развитие корневых систем растений, интенсив¬
ность микробиологических процессов. Оптимальная
плотность пахотного горизонта для большинства куль¬
турных растений 1,0-1,2 г/см3. Эта величина является
очень важной характеристикой окультуренности почвы,
для городских почв она выше 1,4-1,6 г/см3.
Переуплотнение корнеобитаемого слоя — это ос¬
новной процесс физической деградации почв, процесс
приводит к увеличению величины плотности сложения
верхней части почвы. Как правило, почвы города силь¬
но переуплотнены с поверхности. Граница переуплотне¬
ния горизонта и прерывание развития корней начина¬
ется с величины 1,4 г/см3 для суглинистых почв и
1,5 г/см3 для песчаных почв.
Изменение физических свойств выражается в увели¬
чении объемного веса поверхностных слоев почв: до
1,7 г/см3 на участках с усиленной нагрузкой, хотя в хо¬
рошо удобренных органическим веществом насыпных
почвах эта величина может равняться 0,8-0,9 г/см3 (Зем-
ляницкий и др., 1962). Зеликов (1964) установил, что от
соотношения рыхлых и плотных участков зависит со¬
стояние зеленых насаждений: если участков с объем¬
ным весом почв выше 1,1 г/см3 более 30%, то многие
деревья страдают суховершинностью. Постепенное уп¬
лотнение приводит к изменению структуры почвенных
горизонтов в сторону слоеватости и формированию
крупнопластинчатых отдельностей (Рохмистров, Ивано¬
ва, 1985).
Исследованиями также установлено, что твердость
почвы на уплотненных участках газона, где наблюда¬
лись изреживание и плохой рост трав, составляла 40-45
кг/см2, тогда как для нормального роста трав эта вели¬
чина должна быть в 2 раза меньше (Абрамашвили,
1985).
Порозностъ (скважность) — одно из значительных
свойств почвы, обусловливающее водный и воздушный
режимы. От величины пор зависит передвижение воды
в почве, водопроницаемость и водоподъемная способ¬
ность, мобильность воды. В лесопарках, садах и бульва¬
рах, где почва почти не подвергается уплотнению, по-
розность колеблется от 45 до 75%. Уплотнение почвы
снижает скважность до 25-45%, что приводит к ухуд¬
шению водно-воздушного режима. Уплотнение город¬
ских почв отражается на величинах порового простран¬
ства. Как отмечают Short et al. (1986), для поверхност¬
ных горизонтов почв района Мол в Вашингтоне харак¬
терна средняя величина порового пространства 36,6%,
так как для природной почвы она составляет 50%.
С порозностыо связаны влагоемкость и воздух оем-
костъ почв. С ухудшением водно-физических свойств
уменьшается накопление в ней влаги, особенно в лет¬
ние месяцы, составляя на уплотненных участках до 14%
влагоемкости. Сильное уплотнение почвы ведет к созда¬
нию в корнеобитаемом слое условий, близких к анаэ¬
робным, особенно в период продолжительных дождей
весной и осенью (Bridges, 1989; Хараишвили, 1980 и
др.). В таких условиях сильно затрудняется рост мелких
(активных) корней древесных и травянистых растений
и нарушается процесс естественного возобновления: в
уплотненных почвах масса корней в 2,5-3 раза меньше,
чем в неуплотненных. Хорошо предохраняет почву лес¬
ная подстилка. При ее наличии отмечены минимальные
показатели сопротивления смятию 4,1-6,9 кг/см2 (Куче¬
рявый, 1981). Уплотнению почвы препятствует также
дернина, но при сопротивлению смятию, превышаю¬
щим 50 кг/см2, злаки постепенно выпадают и дернина
разрушается.
Плотность твердой фазы зависит от химического,
минералогического состава и определяется средней
плотностью веществ, составляющих данную почву, и их
относительным содержанием. Плотность твердой фазы
почв колеблется в пределах 2,0-2,9 г/см1-
Водопроницаемость. Важной характеристикой город¬
ских почв является способность впитывать и пропу¬
скать через себя воду, поступающую с поверхности.
Водопроницаемость, или скорость фильтрации выража¬
ется в мм водного столба за единицу времени (в мину¬
ту). Ее величина и характер сильно изменяются в зави¬
симости от степени каменистости, порозности, влажно¬
сти и химического состава. Существенное значение
имеет наличие в почве города камней, трещин и пус¬
тот. Для городских почв характерна провальная или мо¬
заичная водопроницаемость, обусловленная наличием
пустот в профиле за счет строительного или бытового
мусора. Наблюдается зависимость между плотностью
сложения почвы и скоростью ее фильтрации. Так, на¬
пример, в верхних слоях почвы в естественном ее сло¬
жении водопроницаемость на 60% выше по сравнению
со средне вытоптанным участком и в 4 раза выше по
сравнению с сильно вытоптанным (Амиров и др., 1982).
Наличие тропиночной сети с сильно уплотненным
поверхностным горизонтом нарушает естественное рас¬
пределение корневой массы, что может явиться причи¬
ной деградации растительности.
Для урбаноземов характерно наличие так называе¬
мой литологической прерванности — резкой границы
между двумя горизонтами, различающимися между со¬
бой по структуре, текстуре, объемной плотности, уело-
виям аэрации, гидрологической проводимости, доступ¬
ной воде в профиле, цвету, окраске и химическому со¬
ставу.
Большое значение для улучшения экологической об¬
становки в городе и здоровья его жителей имеет ин¬
тенсивность газообмена между городской почвой и ат¬
мосферой, а также состав газовой фазы почвы, кото¬
рый определяется процессами транспорта газов из ат¬
мосферы и внутри почвы. На газовый состав почв вли¬
яет (помимо плотности сложения, влажности почвы и
др.) наличие экранирующего действия искусственных
покрытий и утечки природного газа из городской сети.
Асфальтовое покрытие, например, практически пол¬
ностью экранирует почву. Одним из негативных по¬
следствий затрудненного газообмена является понижен¬
ное поступление кислорода: коэффициент диффузии
кислорода уменьшается от 3,8x10'2 см2/с на открытом
пространстве до 5x10'5 см2/с под асфальтовым покрыти¬
ем. При таком коэффициенте диффузии, если нет дру¬
гих источников поступления кислорода, его количество
недостаточно для жизнедеятельности организмов и кор¬
ней деревьев. Однако кислород может поступать в по¬
чву под асфальт из граничащих с дорогой участков,
причем наблюдается прямая связь между количеством
кислорода в центре дороги и ее шириной.
На газовый состав почв влияют и утечки газа из
городских газовых коммуникаций. Во многих странах
Западной Европы были зарегистрированы случаи, когда
из-за этого происходило усыхание городских деревьев
и кустарников, что детально изложено в монографии Д.
Хокса (Hocks, 1972). Это явление имеет место и в на¬
ших городах, но ему не уделяется должного внимания.
При поступлении природного газа (в основном это
метан, этан, пропан) в почву, значительно (в 50-100 раз)
возрастает интенсивность микробиологического окисле¬
ния метана и других газов ввиду активного развития
специфической группы анаэробных микроорганизмов,
что увеличивает потребление Ог и продуцирование
СОг. Исследования показали, что состав газовой фазы
разных почв вокруг зон утечки сходный. Было установ¬
лено, что область влияния утечки газа зависит от ин¬
тенсивности последней и может иметь радиус до 20 м,
при этом в радиусе до 11 м образуются полностью ана¬
эробные условия. Вокруг анаэробной зоны образуется
неширокая (вследствие очень высокой интенсивности)
зона окисления, которую, в свою очередь, окружает зо¬
на транзита кислорода из незатронутых участков. Пе¬
речисленные зоны имеют практически правильную
сферическую форму в пространстве.
После ликвидации утечки газа происходят сущест¬
венные изменения численности и состава микроорга¬
низмов и состава газовой фазы почв, однако возвраще¬
ние последнего в исходное состояние занимает от не¬
скольких месяцев до 1 года. Результатом воздействия
утечки газа может быть появление в почве неорганиче¬
ских восстановителей (Fe2+, Mn2+, S2') или органиче¬
ских кислот. Естественно, утечка газа, последствия и
последействия этого явления крайне отрицательно ска¬
зываются на почвенной фауне и растительности. В раз¬
витых странах газовый состав почв в урбанофитоцено-
зах может регулироваться с помощью специально раз¬
работанных методов, включающих создание вентиляци¬
онных каналов, компрессорную обработку почв в зонах
распространения корней.
* * *
Таким образом, большинство условий почвообразо¬
вания в городе ведет к изменению физико-механиче-
ских свойств, к разрушению структуры и ее переуплот¬
нению. К таким условиям относятся:
• формирование большинства городских почв в ре¬
зультате перемещения с природных мест залегания, что
в равной степени деформирует их структуру и порядок
расположения горизонтов;
• низкое содержание органического материала, явля¬
ющегося основным агрегирующим и структурообразую¬
щим компонентом почвы. Дефицит органического мате¬
риала ведет к уменьшению водоустойчивости структу¬
ры, сжатию порового пространства микропор и соот¬
ветственно к переуплотнению;
• уменьшение популяции и активности почвенных
микроорганизмов и почвенных беспозвоночных как
следствие дефицита органического вещества;
• понижение частоты циклов «промерзания — отта¬
ивания» в северных регионах и полное их отсутствие в
более южных в результате повышения средних зимних
температур; сокращение циклов «промачивание — вы¬
сыхание»;
• нарушение циклов «промачивания — высыхания»
переуплотненных почв по сравнению с ненарушенны¬
ми. Влажные переуплотненные почвы просыхают более
медленно, а высохшие намокают более медленно, чем
природные, в результате чего уменьшается количество
доступной воды в профиле этих почв.
Формированию поверхностной гидрофобной корки
на обнаженной от растительности поверхности почвы,
способствуют несколько факторов (Craul, 1992): уплот¬
нение поверхности путем вытаптывания и вдавливания,
отсутствие разрыхляющего и защитного действия кор¬
ней и самих растений, в результате чего уменьшается
поступление органического вещества в почве. Другим
фактором, на настоящее время не достаточно исследован¬
ным, является воздействие на почву выпадающих из ат¬
мосферы аэрозолей на бензиновой основе, которые после
взаимодействия с нею образуют водоотталкивающие
структуры, ведущие к образованию поверхностной корки.
Благодаря ограниченности территории, на которой
распространены почвы в городе, со всех сторон окру¬
женные «запечатанными» пространствами и разного
рода барьерами в виде стен, асфальтированных улиц,
фундаментов зданий и пр., а также образованию корки
на их поверхности, переуплотненности и захламленности
непористыми материалами, ухудшаются условия воздухо¬
обмена и передвижения воды по профилю почвы.
Вместе с тем, в урбаноземах распространены: повы¬
шенная щебнистость и карбонатность вследствие вклю¬
чения значительных количеств строительных и бытовых
отходов, бесструктурность, переуплотненность и боль¬
шая твердость поверхностных слоев из-за все возраста¬
ющей антропогенной нагрузки. Все это отрицательно
сказываются на изменении водно-физических свойств
как искусственно созданных, так и сохранившихся ес¬
тественных почв города и, следовательно, на функцио¬
нировании урбанофитоценозов и всей урбоэкосистемы.
1.8. Физико-химические свойства
городских почв
По основным химическим показателям почвы города
значительно отличаются от своих природных аналогов
(табл. 1.8).
Величина кислотности корнеобитаемого слоя городских
почв колеблется в широких пределах, но преобладают по¬
чвы с нейтральной и слабощелочной средой (Гантимуров,
1966; Никодемус, Раманн, 1984; Лепнева и др., 1987). В боль¬
шинстве случаев реакция среды городских почв выше, чем
у природных (Обухов и др., 1989, 1990; Blume, 1989; Hollis,
1991). Высокую щелочность городских почв большинство
авторов связывает с попаданием в почву через поверхно¬
стный сток и дренажные воды хлоридов кальция и натрия,
а также других солей, которыми посыпают тротуары и до¬
роги зимой. Другой причиной является высвобождение
кальция под действием кислотных осадков из различных
обломков, строительного мусора, цемента, кирпича и пр.,
имеющих щелочную среду (Ахтырцев и др., 1980; Ганти¬
муров, 1966; Бериня, 1985; Обухов и др. 1989 и до.). Прак¬
тически повсеместно наблюдается постепенное уменьше¬
ние величины pH с глубиной.
Как известно, повышение кислотности до значений
близких к нейтральным, благоприятствует росту боль¬
шинства растений и способствует росту активности
микроорганизмов, а также связыванию некоторых рас¬
творимых соединений тяжелых металлов. Однако даль¬
нейшее подщелачивание может привести к образова¬
нию труднорастворимых форм некоторых элементов пи¬
тания и микроэлементов, а начиная со значений pH 8-9
делает почву непригодной для роста растений.
Содержание органического углерода разнообразно и
зависит от богатства органическим веществом того суб¬
страта, из которого они образовались, а также от спо¬
соба ухода (применения органо-минеральных удобрений
и т. д.). Как правило, количество органического веще¬
ства в городских почвах выше, чем в фоновых почвах.
Во всех стародавних, особенно почвах скверов, пар¬
ков, огородов, содержание гумуса достигает 8-12%, а в
среднем 4-6% (Земляницкий и др., 1962; Баширова, 1975;
Никодемус, Раманн, 1984; Лепнева и др., 1987 и до.). С
глубиной оно несколько падает, часто имея скачкооб¬
разный характер по профилю. Иногда старонасыпные
почвы приобретают характер черноземовидных, как это
отмечено Земляницким и др. (1962) для Александровско¬
го сада Москвы. Рохмистров и Иванова (1985) наряду
со сдвигом реакции в щелочную сторону и увеличени¬
ем содержания гумуса указывают на изменение его ка¬
чественных характеристик в горизонте А1 давно окуль¬
туренных городских почв и почв вблизи химических за¬
водов г. Ярославля: отношение Сгк/Сфк стало больше
2,0, т. е. по этому показателю А1 приближается к Са-
гумусовым почвам.
Таблица 1.8.
Сравнительная характеристика свойств почв г. Москвы
и дерново-подзолистых почв Подмосковья
(поверхностные горизонты)
Свойства
Урбаноземы
Дерново-
подзолистые
С орг., %
2-7
1-2
pH вод
ДО 8
4,5-6,5
Са+ + , мг-экв/100г почвы
5-100
5-10
Мд+ + , мг-экв/100г почвы
АР 30
2-3
Ёмкость поглощения, мг-экв/ЮОг
до 30
10-12
Степень насыщенности
основаниями, %
до 100
60-70
Р2О5, мг/100г почвы
5-150
5-10
КгО, мг/100г почвы
2-60
7-15
SO4 , мг/100г
до 220
нет
С1—, мг/100г
д о 40
нет
N03-, мг/100г
12-15
нет
Тяжелые металлы
выше ПДК
фоновое
эпачение
Сведения об исследованиях органического вещества
городских почв, его составе и особенностей разрознен¬
ны. Коллектив авторов из Кильского университета в
Германии исследовал состав органического вещества
почв и подстилок различных городских почв (Beyer et
al, 1995). В сравнении с природными почвами все го¬
родские почвы здесь характеризуются низким содержа¬
нием фульвокислотной фракции, липидная гидрофобная
фракция гумусового вещества городских почв очень ма¬
ла. Очевидно микроорганизмы способны разрушать
эти органические вещества (входящие в состав выше¬
упомянутых фракций), которыми так богаты природные
почвы. Данный факт может быть обусловлен влиянием
высокого уровня pH в городских почвах. Способность
поглощать липидную гидрофобную и фульвокислотную
фракции вероятно отражает специфичность микро¬
бной популяции, которая предпочитает использовать
эти соединения как пищевые ресурсы. Это может быть
полезно в связи с постоянным риском загрязнения город¬
ских почв нефтепродуктами из-за интенсивного дорожно¬
го движения. С другой стороны, низкое содержание ли¬
пидной фракции повышает водоудерживающую способ¬
ность, что в свою очередь повышает теплоемкость почв.
Имеются данные об исследованиях гумусоподобных
веществ, образующихся при разложении компостов из
городского мусора в сравнении с гумусовыми вещест¬
вами фоновых почв естественного происхождения
(Gomes et ah, 1987; Wtis et al,, 1989). Сведения об эле¬
ментом составе, представленные разными авторами не
во всем совпадают, но везде отмечается меньшая био¬
логическая стабильность гумусовых веществ компоста,
что связано с высокой обогащаемостью белковыми
компонентами, низким молекулярным весом, менее
прочной связью с минеральной частью, в частности с
Fe и Си. Предполагается, что изученные органические
кислоты представляют собой раннюю стадию формиро¬
вания гумусовых веществ.
В молодых почвах свободные компостные компо¬
ненты (протеины, полисахариды) доминируют в составе
органического вещества, тогда как в более старых по¬
чвах эти компоненты были включены в гумусовую мат¬
рицу, что привело к вероятному уменьшению их до¬
ступности для микроорганизмов. Таким образом, в го¬
родских почвах гумификация может быть управляемой.
В молодых почвах города в составе органического
вещества доминируют компостные компоненты и низко
гумифицированная фульвокислотная фракция.
Однако, только гумусовые кислоты и компоненты гу¬
муса способны в большой степени связывать токсичные
вещества. Растворимость тяжелых металлов в почвах с
молодым органическим веществом может быть управля¬
ема благодаря регуляции уровня величин pH известко¬
ванием. Но повышение фиксируемости органических
загрязнителей должен стимулировать именно старый,
более гумифицированный материал. Подстилочный ма¬
териал не должен убираться с поверхности почвы или
в почву необходимо вносить компост. Кроме этого, вы¬
сокое количество гумусовых кислот могло бы улучшить
формирование и стабилизировать структуру почвы. Это
уменьшило бы эффект вытаптывания и улучшило аэра¬
цию для большего комфорта корней растений и по¬
чвенных микроорганизмов (Beyer et al., 1995).
Очень важным критерием химического преобразова¬
ния почв города является степень насыщенности основа¬
ниями. Во многих случаях она превышает 80% доходя до
100% (Баширова, 1975; Blume et al., 1978). Для почв боль¬
шинства парков и городских лесов она обычно составляет
60% и меньше (Konecka-Betley et al., 1985). В составе об¬
менных катионов преобладают Са (до 70%) и Mg (до 30%)
(Bridges, 1989, 1991; Лепнева и др., 1987).
Элементы питания растений (N, Р, К) в городских
почвах распределяются неравномерно. Большинство
исследователей отмечают высокую обогащенность на¬
сыпных слоев и слабо нарушенных почв общим азотом,
фосфором и калием, по сравнению с природными по¬
чвами пригородов (Земляницкий и др., 1962; Баширова,
1966; Никодемус, Раманн, 1984; Лепнева и др.,1987 и др.).
В них же отмечается обогащенность и подвижными фор¬
мами элементов. Для антропогенных вариантов почв пар¬
ка Кадриорг в г. Таллинне (Паю, Ратае, Саар, 1980)
указываются следующие пределы варьирования по¬
движных форм калия и фосфора: КгО — 5,0-500,0
мг/100г почвы и Р2О5 — 4,0-125,0 мг/100 г почвы. Со¬
держание калия и фосфора в поверхностных горизон¬
тах почв г. Риги (Йикодемус, Раманн, 1984) находится
соответственно в пределах 1-90 и 1-180 мг/100 г почвы.
Для насыпных почв г. Москвы Земляницкий с соавт.
(1962) отмечали высокую обеспеченность подвижным
фосфором (до 100-200 мг/100 г почвы и больше); дан¬
ные по обеспеченности доступным калием довольно пе¬
стрые, иногда анализ обнаруживает только следы по¬
движного калия, а иногда до 40 мг/100 г.. В основном
такая обогащенность элементами минерального питания
связывается с наличием в городских почвах мусора и
строительных обломков.
1.9. Загрязняющие вещества
городских почв
Начиная с 60-х годов экологов-урбанистов и почво¬
ведов в разных странах интересует проблема загрязне¬
ния городских почв тяжелыми металлами (микроэле¬
ментами). Можно сказать, что этот вид загрязнения
почв наиболее изучаем, так как почти каждая публика¬
ция, посвященная городским почвам, содержит сведе¬
ния о загрязнении микроэлементами. Большинство го¬
родских экологов считает, что все городские почвы за¬
грязнены тяжелыми металлами.
Это естественно, так как одним из основных при¬
знаков урбогенеза, влияющим на почвообразование, яв¬
ляется загрязнение почвы в результате накопления, пе¬
ремешивания и заполнения почв загрязнителями непоч¬
венного генезиса. Эти материалы могут быть твердыми
(бумага, стекло, пластик, твердые выпадения из атмос¬
феры), жидкими (атмосферные загрязненные осадки,
промышленные и канализационные стоки, загрязнен¬
ные дренажные воды и пр.) и газообразными (метан,
мусорные газы из погребенных отходов и т. д.).
Из городских отходов в почву попадают остатки
различных стройматериалов, дерево и продукты его пе¬
реработки, стекло, пластик, асфальт, металл, бумага,
другие органические и минеральные загрязнители.
Sukopp et al. (1979) отмечает, что многие почвы Запад¬
ного Берлина более чем на 80% по объему состоят из
обломков битого кирпича.
Bridges (1991) выделяет следующие источники поступ¬
ления чужеродного материала в почвы городов: разруше¬
ние и строительство зданий, выбросы металлургических
предприятий, угольных, энергетических станций, нефте¬
перерабатывающих заводов, химических предприятий,
сточные воды, домашний мусор, транспорт.
Одним из основных источников загрязнения при¬
знан автотранспорт. Специалисты насчитывают в вы¬
хлопных газах около 40 химических веществ, большин¬
ство которых токсичны. Особенно много токсичного
свинца, его следы находят на расстоянии более 100 мет¬
ров от автомагистрали.
На анализе техногенных потоков загрязняющих ве¬
ществ, трансформации природной среды, устойчивости
природно-антропогенных ландшафтов к загрязнению
основана геохимическая систематика ландшафтов внут¬
ри городов (табл. 1.9).
Касимов (1995) разработал комплексную эколого- ге¬
охимическую оценку состояния городов:
• оценка природного геохимического фона окружа¬
ющей территории;
• ландшафтно-геохимический анализ состояния городов:
а) источники выбросов; б) транзитные среды; в) де¬
понирующие среды, в том числе почва, растение, снег,
донные отложения и др.;
• техногенные источники загрязнения (жидкие и
твердые отходы, стоки и выбросы, организованные и
неорганизованные);
• атмосферные выпадения: объем выброса, качест¬
венный состав и содержание наиболее токсичных ве¬
ществ; степень и состав запыленности;
• атмотехногенное загрязнение снежного покрова;
• геохимия почвенного покрова, техногенная транс¬
формация свойств почв и условий миграций химичес¬
ких элементов и соединений, состав и содержание тя¬
желых металлов в почве, эколого-геохимическое и гиги¬
еническое нормирование;
• биогеохимия городской среды, биогеохимическая
индикация и оценка состояния городской среды;
• техногенные потоки в водах и донных отложениях.
Загрязнение поверхностных и подземных вод промыш¬
ленными и коммунально-бытовыми стоками как одна
из основных причин техногенной деформации город¬
ской среды.
Таблица 1.9,
Основные таксономические единицы геохимической систематики
городских элементарных ландшафтов (Касимов, Перельман, 1995а)
Наименование
единицы
Критерии выделения
Порядок
принадлежность к функциональной зоне,
загрязнение ландшафтов: 1) парково —
рекреационный; 2) агротехногенный; 3)
селитебный; 4) селитебно — транспортный; 5)
промышленный;
Отдел
особенности воздушного привноса и выноса
загрязняющих веществ, геохимическая
специализация выбросов и отходов
Семейство
уровни и опасность загрязнения
Группа и тип
особенности биологического круговорота веществ
Класс
класс водной миграции продуктов техногенеза
Род
особенности воздушной и водной миграций,
положение в ландшафтно-геохимических катенах
Вид
геохимическая специализация литогенного
субстрата
В настоящее время для многих крупных городов ми¬
ра составлены картосхемы и кадастры загрязнения тя¬
желыми металлами. Установлено, что тяжелые металлы
поступают в почву в основном из воздуха, при этом
наиболее распространенными является загрязнение та¬
кими элементами как Pb, As, Си, Zn, Cd, Ni, Hg (Гео¬
химия..., 1990; Счет, Сорокина, 1985; Обухов и др., 1988,
1989, 1990; Lux et al., 1983).
История землепользования в старых городах доволь¬
но сложна. Загрязнение тяжелыми металлами могло
произойти в результате индустриальной деятельности в
прошлые века, в результате разрушения и строительст¬
ва зданий после войн. В общем, при изменении типа зем¬
лепользования в разные времена происходило накопле¬
ние субстратов с различными свойствами, в т. ч. и за¬
грязненных тяжелыми металлами (Евдокимова, 1986).
В последние годы на первый план вышла проблема
загрязнения почв антропогенными материалами, вклю¬
чения которых чрезвычайно сильно влияют на все по¬
чвенные свойства, ограничивая площадь возможного
проникновения корней и распространения микроорга¬
низмов и уменьшая водоудерживающую способность
почв. Кальцийсодержащий строительный мусор, пыль,
цементная крошка и подобные материалы способствуют
подщелачиванию, а разложение других субстратов (пла¬
стика и пр.) ведет к высвобождению токсичных ве¬
ществ и газов, которые замещают кислород в почвен¬
ном воздухе (Craul, 1992).
К другим загрязнителям, типичным для городских
условий, Brady (1990) относит:
• различные формы пестицидов, унаследованные от
агроландшафтов и характерные в основном для новых
городских территорий;
• органические отходы (жидкие стоки животноводче¬
ских комплексов, промышленные органические отходы,
сточные воды);
• соли (в первую очередь хлориды натрия и кальция,
попадающие в почву из материалов, которыми посыпа¬
ют дороги и тротуары);
• радионуклиды;
• вещества, попадающие на почву с загрязненными
атмосферными осадками.
Большое внимание исследователи уделяют загрязне¬
нию почв вдоль дорог противогололедными соединени¬
ями. С начала 70-х годов в странах Западной Европы
проводятся регулярные исследования влияния на свой¬
ства почв NaCl, СаС1г и Са(ЫОз)2. которыми посы¬
пают дороги в зимнее время. Накопление солей в почве
наблюдается на расстоянии 100 м от дороги (Kreutzer,
1974; Breckle et al., 1983), но существенным оно быва¬
ет на расстоянии первых 5-10 метров. Максимум содер¬
жания солей приходится на раннюю весну, минимум
на сентябрь-октябрь. К осени Na перемещается из по¬
верхностного горизонта (0-5 см) в более глубокие слои,
С1 же совсем вымывается. На расстоянии 10 м от до¬
роги (при десятилетней ее эксплуатации) Na накаплива¬
ется в количестве 50-70 мг/кг (Hsu Martha, 1984). Встре¬
чаются данные об увеличении pH почвенного раствора
(Hsu Martha, 1984; Semoradova, 1984). Посыпание дорог
солью ведет к усилению диспергирования, ухудшению
влагопроводности и аэрации почв. Вопрос о последей¬
ствии хлоридов и выхлопных газов требует дальнейших
глубоких и обстоятельных исследований.
Таким образом, важнейшим фактором дифференци¬
ации городских почв становится загрязненность их тя¬
желыми металлами, пестицидами, хлорорганическими
соединениями и другими токсикантами. Получены об¬
ширные материалы об уровнях загрязнения почв в раз¬
личных городах СНГ и за рубежом (Григорян, Сает,
1980; Армолайтис, 1985; Обухов и др., 1989; Геохимия...,
1990; Thornton, 1991; Эколого-геохимическая...., 1993; Эко¬
геохимия..., 1995; Никифорова, Лаэукова, 1995 и др.). Из
120 городов России в 80% случаев имеются существен¬
ные превышения ориентировочно допустимых концент¬
раций (ОДК) содержания свинца и других тяжелых ме¬
таллов в почве. Более 10 млн. горожан контактируют с
почвой, имеющей в среднем превышение ОДК по свин¬
цу. В большинстве городов содержание свинца изменя¬
ется в пределах 30-150 мг/кг почвы при среднем значе¬
нии 100 мг/кг.
В значительной степени эти показатели определя¬
ются количественным и качественным составом выбро¬
сов, удаленностью загрязнителей от источника загряз¬
нения и имеют специфический характер для каждого
города и любого участка в нем. Распределение тяжелых
металлов по поверхности почв определяется многими
факторами. Оно зависит от особенностей источников
загрязнения, метеорологических особенностей (розы
ветров), геохимических факторов, форм рельефа.
Тяжелые металлы вовлекаются в биологический кру¬
говорот, передаются по цепям питания и вызывают це¬
лый ряд негативных последствий. При максимальном
проявлении процесса химического загрязнения почва
теряет способность к продуктивности и биологическому
самоочищению, происходит потеря экологических функ¬
ций и гибель урбосисгемы. Изменяется состав, структура
и численность микрофлоры и мезофауны. «Перегрузка»
почвы тяжелыми металлами может полностью или час¬
тично блокировать течение многих биохимических реак¬
ций. Тяжелые металлы уменьшают скорость разложения
органического вещества почв (Гришина и др., 1990).
Химическое загрязнение почв тяжелыми металлами
определяется по их валовым и подвижным формам в
почвах с различными физико-химическими свойствами
и гранулометрическим составом. Степень проявления
процесса определяется как отношение содержания за¬
грязняющего вещества в почве к величинам ПДК,
ОДК или к фоновому значению (ГОСТ 17.4.3.06-86;
Критерии оценки...., 1992; Порядок определения 1993;
Гигиенические нормативы ГН 2.1.7.02094; Граковский и
др., 1997), (табл. 1.10).
Таблица 1.10.
Кларкв ■ фововое содержание валовых форм тяжелых металлов
■ мышьяка в почвах, в мг/кг почвы
Почвы
Zn
Cd
РЬ
Hg
Си
Со
Ni
As
Кларк по
Виноградову
50*
-
10
0.01
20*
8*
40*
5
Дерново-
подзолистые
песчаные и
супесчаные
28
0.05
6
0.05
8
3
6
2.5
Дерново-
подзолистые
суглинистые
и глинистые
45
0.12
15
0.10
15
10
30
4.5
Серые
лесные
60
0.20
16
0.15
18
12
35
-
Черноземы
68
0.24
20
0.20
25
15
45
7-8
Каштановые
54
0.16
16
0,15
20
12
35
-
Примечание: * — кларки подвижных форм элементов.
Величина ОДК тяжелых металлов для песчаных и су¬
песчаных почв в несколько раз ниже, чем для кислых
или нейтральных суглинистых и глинистых почв (в
табл. 1.11 даны пределы колебаний).
Показатель ОДК диагностирует удовлетворительную
экологическую ситуацию, при которой желательно не-
допускать попадание тяжелых металлов в почву.
Для понимания экологической опасности загрязне¬
ния почв важно знать содержание не только валовых
форм, но и подвижных форм соединений тяжелых ме¬
таллов и их соотношение с валовыми. В настоящее вре-
Таблица 1.11.
Степени загрязнения почв тяжелыми металлами (мг/кг почвы)
Уровни
содержания и
загрязнения
Свинец
Кадмий
Цинк
Медь
Никель
1 класс опасности
2 класс опасности
одк
32-130
0,5-2,0
55-220
33-132
20-80
Низкий уровень
130-150
2,0-3,0
220-300
132-150
80-150
Средний
уровень
150-500
3,0-5,0
300-500
150-250
150-300
Высокий
уровень
500-1000
5,0-10,0
500-1000
250-500
300-600
Очень высокий
уровень
>1000
>10,0
>1000
>500
>600
мя определяются воднорастворимые формы, кислотора¬
створимые формы (вытяжка 1н. НС1 или 1 н. HNO3)
или вытяжка из ацетатно-аммонийного буфера с
pH 4,8, получаемые соединения из которой доступны
растениям. Доля извлечения воднорастворимого от ва¬
лового содержания свинца в почвах Москвы составляет
0,02-0,2%, цинка и меди — 0,3-1 %. Таким образом,
лишь малая часть соединений тяжелых металлов пере¬
ходит в водный раствор почвы и уходит за пределы
почвенного профиля в грунтовые воды. Доля извлече¬
ния соединений буферной вытяжкой относительно ва¬
лового содержания в гумусовом горизонте составляет
11-54% для свинца, 20-55% для цинка, 2-66% для меди и
12-44% для кадмия (Лепнева, Обухов, 1990; Обухов, Ку-
тухова, 19906). Доля извлечения солянокислой вытяж¬
кой соединений тяжелых металлов по сравнению с ва¬
ловыми формами рассчитана в работе Никифоровой и
Лазуковой (1995) и представлена в табл. 1.17. Более все¬
го тяжелых металлов извлекает азотнокислая вытяжка,
процентное содержание этих форм от их валового ко¬
личества составляет для свинца и цинка 60-90%, для ме¬
ди и марганца 50-70%, для хрома, никеля и кадмия 15-
30% (Обухов, Кутукова, 19906). Сходные данные опуб¬
ликованы Ладониной (Комплексная эколого-геохимиче-
ская..., 1997) для почв Юго-Восточного округа Москвы,
доля извлечения меди азотонокислой вытяжкой состав¬
ляет 14-49%, а цинка — 2-72%. Это свидетельствует о
высоком техногенном поступлении загрязнителей на по¬
чвы города, поскольку в фоновых почвах обычно подвиж¬
ных форм не более 1-5% от их валового содержания.
* * *
В настоящее время большинство исследований го¬
родских почв направлено на изучение состава и
свойств тяжелых металлов и других токсикантов. Нам
представляется, что это только одна из проблем эколо¬
гии города. Многолетние исследования почвенного по¬
крова городов показали, что состав и количество тяже¬
лых металлов начинает сказываться на биологических
свойствах почв, их продуктивности при величинах в не¬
сколько раз (более 5-6) превышающих ПДК. Не менее
важное значение имеет знание величии содержания гу¬
муса и водно-физических свойств, таких как плотность,
водопроницаемость, порозность, гранулометрический
состав.
Таким образом, изучение экологического состояния по¬
чвенного покрова городов представляет не только опреде¬
ленный теоретический интерес, но и насущную практиче¬
скую задачу с точки зрения оздоровления общей экологи¬
ческой обстановки урбанизированных территорий.
1.10. Экологические функции городских почв
Теоретическое почвоведение показало, что любые
почвообразовательные процессы, являются результатом
поступления в почву энергии и обмена веществом и
энергией между почвой и другими природными телами
(атмосфера, грунт, живое вещество), их превращений и
передвижений (Роде, 1971). В городской почве, в отли¬
чии от природных почв, появляются новые компоненты,
новые энергетические и вещественные связи, присущие
урбанизированным экосистемам, поэтому нам представля¬
ется, что необходимы некоторые дополнения и уточнения.
Между городской почвой и другими природными те¬
лами протекают следующие процессы обмена вещест¬
вами и энергией:
1) обмен газами в системе «Атмосфера (в т.ч. газовые
выбросы промышленности) — Почва — Растение (кор¬
ни) — Грунт (в т.ч. протечки газовых коммуникаций)»;
2) обмен жидкой и парообразной влагой в системе
«Атмосфера (в т. ч. выбросы водяного пара вблизи ТЭЦ
и заводов) — Почва — Растение — Грунт (в т. ч. про¬
течки водопроводной сети)»;
3) обмен тепловой энергией в системе «Атмосфера
(в т. ч. дома, ТЭЦ и пр.) — Почва — Грунт (в т. ч.
тепловые коммуникации в почве)»;
4) обмен пылевыми частицами в системе «Атмосфе¬
ра — Почва — Растение — Грунт — Строительно-бе¬
тонно-дорожные источники»;
5) безобменное одностороннее поступление в почву
органического вещества, синтезированного высшими расте¬
ниями (отсутствие лесной подстилки, скашивание газонов);
6). синтез и разрушение органических соединений, в
т. ч. гумификация.
Между городской почвой (кроме почв природного
комплекса) и другими природными телами не протека¬
ют или очень слабо протекают следующие процессы:
1) двусторонний обмен зольными веществами и азотом
в системе «Почва — Высшие растения» (биологический
круговорот слабый). Обмен между почвой и растениями
становится односторонним, так как убираются листовой
опад, сухие ветки и деревья, скашивается газонная трава;
2) процесс трансформации опада автотрофов (детрита) в
результате жизнедеятельности почвенной биоты (опада мало).
Мы полагаем, что почвы, формирующиеся в урбоэ-
косистеме, аналогично естественным почвам (Добро¬
вольский, Никитин, 1990), выполняют роль базисной со¬
ставляющей, в них замыкаются биогеохимические кру¬
говороты веществ, происходит биохимическое преобра¬
зование культурного насыпного слоя, трансформация
поверхностных вод в грунтовые, они являются пита¬
тельным субстратом для растений. Почва служит бан¬
ком для семян, регулятором газового обмена и т. д.
Городские почвы выполняют разнообразные экологи¬
ческие функции, главными из которых являются: пригод¬
ность для произрастания зеленых насаждений, способ¬
ность сорбировать в толще загрязняющие вещества и
удерживать их от проникновения в почвенно-грунтовые
воды, а также от поступления пыли в городской воздух.
Роль почвы в городе существенна и разнообразна
(рис. 1.3). Выполняя важные средообразующие функ-
Рис. 1.3.
Роль почвы в городских экосистемах.
ции, почва изменяет химический состав атмосферных
осадков и подземных вод, она является универсальным
биологическим сорбентом, поставщиком и регулятором
содержания СОг, Ог, N2 в воздухе.
В крупных городах — мегаполисах, особенно в круп¬
ных промышленных городах происходит значительная
деградация экологических функций городских почв
(табл. 1.12). Особенно активная деградация или ослабле¬
ние экологических функций происходит в городах с хи¬
мической промышленностью и в районах Севера.
Таблица 1.12.
Трансформация и деградация экологических функций
городских почв
Природная почва
Городская почва
Почва - Вода
1. Перевод
поверхностных сточных
вод в грунтовые н их
очищение.
2.3ащитный сорбционный
барьер от загрязнения
речных вод и водоемов.
3. Изменяет химический
состав воды.
1. Минует почву по асфальту или
по уплотненной поверхности почвы,
непосредственно попадая в речную
сеть.
2. Вода сама загрязняется, проходя
через почву; выходит иного состава
(ТМ, токсические вещества).
3. При сильном загрязнении почва
не служит барьером от загрязнения
(заполнена сорбцноннная емкость).
4. Дополнительный приток воды из
водопроводной сети (подтопление,
заболачивание почвы).
Почва — Грунт
1. Защитный барьер от
вертикального
проникновения
химического и
биологического
загрязнения.
2.Биогеохимическое
преобразование грунтов,
мусора и свалок.
1. Защитный барьер может
отсутствовать (насыпные пески с
малоплодородным маломощным
слоем).
2. Геохимическая связь (почва —
грунт) может отсутствовать (почва
на коммуникационной сети).
3. Миграция мозаичная или
провальная.
4. Грунт — источник биологического
и химического загрязнения.
5. Почва на свалках аккумулирует
ТМ и токсические вещества.
Почва - Воздух
1. Газопоглотительный
барьер антропогенных
газовых примесей, в т.ч
от автотранспорта, ТЭЦ,
заводов.
2. Регулирование
газового состав
атмосферы и ее
очищение (выделение,
поглощение почвой газов).
1. Поглощение газовых примесей,
в т.ч. от автотранспорта, заводов,
ТЭЦ.
2. Увеличение почвой пылевых
взвесей с ТМ.
3. Затрудненный газообмен при
уплотнении почвы.
4. Парниковый эффект под
асфальтом или под плотной коркой
почвы.
5. Изменяется соотношение
анаэробных н аэробных
микроорганизмов. "
6. Дополнительный приток газов иэ
коммуникационных труб.
Природная почва
Городская почва
Почва — Биота
1. Среда обитания мак-
ро-, мезо- и микробиоты.
2. Основа
биопродуктивности.
3. Санитарный барьер.
1. Обеднение среды обитания и
ослабление биоразнообразия (состав,
структура, функции) всех видов
биоты.
2. Падение биопродуктивиости.
3. Появление антроповидов.
4. Появление патогенных
микроорганизмов.
5. Ослабление санитарных функций.
Почва в городе является хорошим поглотительным
барьером газовых примесей, в том числе от автотранс¬
порта, ТЭЦ, заводов и т. д., она также регулирует га¬
зовый состав атмосферы путем выделения и поглоще¬
ния почвой газов (метан, аммиак, углекислый газ и др.).
Прямое участие почвы в преобразовании состава
воздуха определяется во многом живущими в ней мик¬
роорганизмами, видовой состав и численность которых
сильно изменяются по сравнению с природными усло¬
виями. От почвы зависит динамика тепла и влаги в
приземных слоях воздуха города.
Благодаря определенным биогеохимическим свойст¬
вам и огромной активной поверхности тонкодисперс¬
ной части, почва превращается в «депо» токсических
соединений и одновременно становится одним из важ¬
нейших биогеохимических барьеров для большинства
соединений (тяжелые металлы, минеральные удобрения,
пестициды, нефтепродукты и т. д.) на пути их миграции
из атмосферы города в грунтовые воды и речную сеть.
Почва переводит поверхностные сточные воды в грун¬
товые и их очищает, а также выполняет функцию за¬
щитного сорбционного барьера от загрязнения пресных
вод и водоемов.
В крупных городах и промышленных центрах до 70-
90% поверхности почвы запечатано асфальтобетоном
или жилыми и промышленными постройками, следстви¬
ем чего большая доля загрязненных осадков минует по¬
чвенное тело и непосредственно уходит через канали¬
зацию в водоемы и речную сеть (рис. 1.4).
Для запечатанных ландшафтов характерен макси¬
мальный уровень повышения и амплитуды колебаний
АТМОСФЕРА
4
Ч
Е
Л
О
В
Е
К
ПОЧВА
ГРУНТ
реки,водоемы, стоки
токсич. вещества. ТМ. орг. и неорг. вещ., патогенные микроорганизмы.
Рис. 1.4.
Влияние запечатывания поверхности почвы
на экологическую ситуацию в городе.
температур. Асфальтобетонное покрытие защищает по¬
чву от основной массы загрязнителей и препятствует
проникновению в почву дождевых осадков, изменяет
водно-воздушный режим, продолжается жизнедеятель¬
ность микроорганизмов, что свидетельствует о газооб¬
мене почвы с воздухом атмосферы. Одним из негатив¬
ных последствий, создающийся в результате запечаты¬
вания почвы, является парниковый эффект. Без естест¬
венной аэрации происходит переувлажнение почвы,
что способствует процессам повышения влажности в
подвалах и разрушению фундаментов. В результате
страдает здоровье жителей нижних этажей: наблюдает¬
ся повышенная влажность помещения, развитие пато¬
генной и грибковой микрофлоры, борьба с которой
практически невозможна. Излишнее покрытие асфаль¬
том лесопарков, бульваров, скверов и прочих террито¬
рий также неблагоприятно: корни, распространяющие¬
ся под асфальт, гибнут в анаэробных условиях, Поэто¬
му необходимо заменять непроницаемое покрытие эко¬
логически чистой брусчаткой или другими проницаемы¬
ми материалами.
Почва — одно из необходимых условий произраста¬
ния зеленых насаждений. Экологически неорганизован¬
ные неозелененные городские территории являются до¬
полнительным источником поступления в атмосферу
твердых веществ, усиливающих эффект запыленности
воздуха городов (в том числе и токсичными веществами).
Одно из основных требований к почвам в горо¬
дах — обеспечение оптимальных условий произраста¬
ния зеленых растений в системах урбанофитоцено-
зов. При достаточной обеспеченности городских почв
основными питательными элементами к числу лимити¬
рующих факторов почвенного плодородия следует от¬
нести высокие значения pH (7,0 и более), переуплотне-
нение и загрязнение тяжелыми металлами, углеводоро¬
дами и другими токсичными веществами (Soils..., 1991).
Благодаря своим специфическим свойствам почва во
многом определяет условия жизни человека в городе
через выполнение ею санитарных и рекреационных
функций. Санитарно-гигиенические функции почвы
очень важны, поскольку она является хорошим анти¬
септиком, уничтожая патогенные микроорганизмы и
разлагая органические остатки и продукты обмена жи¬
вых организмов.
Антропогенные нарушения почвенного покрова
приводят к серьезным нарушениям и деградации всего
природного комплекса, что в конечном итоге создает
угрозу здоровью и жизни человека в городе.
1.11. Оптимизация экологических
функций почв в разных типах
городского землепользования
Определение экологического состояния и качества
почв и почвенного покрова изменяется в зависимости
от типа городских земель и специфики их использова¬
ния. Оно включает оценку:
• химического загрязнения,
• деградации гумусного состояния,
• санитарного состояния,
• устойчивости к механическому воздействию и эро¬
зии,
• состояния нарушенных почв.
Оценка химического загрязнения включает изучение
природных особенностей территории, степени подчи¬
ненности почвенно-геохимических ландшафтов и харак¬
теристикой сорбционных свойств почв (щелочно-кис¬
лотные и окислительно-восстановительные условия, со¬
держание гумуса, гранулометрический состав), а также
сравнение содержания валовых и подвижных форм хи¬
мических веществ в почве с предельно- или ориентиро-
вочно-допустимыми концентрациями.
Оценка санитарного состояния также изменяется
от типа землепользования территории и зависит от фи¬
зико-химических и биологических свойств почв.
Санитарное состояние почвы определяется:
• возможностью выживания в ней патогенных бак¬
терий и вирусов с сохранением их вирулентности;
• ее ролью как промежуточной среды развития;
• способностью к самоочищению;
• содержанием токсичных веществ;
• пылеобразующими свойствами;
• радиоактивностью почвы (превышением над фо¬
ном)
К настоящему времени не разработаны нормативы
оптимального функционирования и качества городских
почв. Предварительный список показателей, необходи¬
мых для оценки их экологического состояния (качества)
приведен в таблице 1.13. В качестве нормативов исполь¬
зованы ГОСТы, инструкции, разработки для сельскохо¬
зяйственных пахотных территорий дерново-подзолистой
зоны, откорректированные по результатам исследова¬
ний городских почв Москвы, проведенных авторами
(Методические указания..., 1996) Некоторые показатели
пригодны для оценки состояния всех типов городских
земель, другие только для конкретного типа.
Таблица 1.13.
Требования к оптимальным свойствам городских почв
Критерии, показатели
Природно-рекреационная н
селитебная зоны
Промышленная зона
□арки,
лесо¬
парки
скверы,
бульвары
газоны
бульвары,
скверы,
аллен
газоны
1. Каменистость,
%, 0-25 см
<10
<15
<25
<15
<25
2. Содержание
физической
глины, %
(<0,01 мм)
10-40
10-30
20-40
10-30
20-40
3. Уровень
грунтовых вод, м
>3-4
>3-4
>1
>4-5
>3
4. Мощность
плодородного
слоя, в т.ч для
посадочной ямы
10-75
30-75
>25
30-75
>25
5. Гумус, %,
0-25 см
2-3
2-3
3-4
2-4
3-4
6. pH водный
5,5-6,5
5,5-7,5
6,5-8,0
5,5-8,0
6,5-8,0
7. Плотность
сложения,
г/куб. см, 0-25 см
0,80-1,10
1,15-1,2
1,20-1,30
1,25-1,30
1,20-1,30
8. Величина РВ,
мкР/час
<20
<20
<20
20-25
20-25
9. Количество
патогенных
микроорганизмов
в 1 г почвы
отсут.
отсут.
отсут.
отсут.
отсут.
10. Фитотоксич¬
ность почвы
(кратность к фону)
<1
1,1-1,3
1,1-1,3
1,1-1,3
1.1-1,3
К настоящему времени слабо разработана качествен¬
ная оценка городских почв, которая могла быть исполь¬
зована при бонитировке почв и при определении сто¬
имости городских земель. Нами сделана попытка про¬
извести предварительную оценку качества городских
почв по некоторым показателям (табл. 1.14), изменяю¬
щимся от почв, не требующих восстановления, до почв
практически невосстановимых без вложения энергозат¬
рат (сильнодеградированные почвы).
Таблица 1.14.
Комплексная оценка качества городских почв
Градации, показатели
Отлично
Хорошо
удовле¬
твори¬
тельно
неудовле¬
твори¬
тельно
плохо
ие требует
восстановлен.
легко
восстановимы
средне
восстановимы
трудно
восстановимы
практически
невосстано¬
вимы без
энергозатрат
Морфологические показатели
+
1. Мощность
прогумусированной
толщи (снижение в %
к фону)
0
25
50
75
100
2. Захламленность
поверхности, %
ед.
<25
25-50
50-75
>75
3. Каменистость, % в
слое 0,5 м
ед.
<25
25-50
50-75
>75
Физические показатели
1. Гранулометрический
состав, % (<0,01 мм)
20-30
10-20
30-40
5-10
40-50
0-5
50-60
>60
2. Плотность
сложения, г/куб. см
<1.2
1.2-1.4
1.4-1.5
1.5-1.6
>1.6
Химические показатели
1. Запасы гумуса
(снижение в % к
фону)
0
25
50
75
100
2. Величина pH
6,5-7,0
5,5-6,5
7,0-7,5
4.5-5,5
7.5-8,0
4.0-4,5
8.0-8.5
<4,0
>8.5
3. Содержание
ТМ, в СПК
1C
1С-32
32-64
64-128
>128
Биологические показатели
1. Моаофауна
+ + + Ч
+ + +
+ +
+
отсут¬
ствует
2. Уровень активной
микробомассы,
(кратность
уменьшения к фону)
<5
5-10
10-50
50-100
>100
3. Фитотоксичность,
(кратность
уменьшения к фону)
<1.1
1.1-1.3
1.3-1.6
1.6-2.0
>2.0
1.12. Свойства городских почв
и роль землепользования
Важное значение имеют тип и функции землеполь¬
зования, поскольку они являются формирующим фак¬
тором развития почв в городе. В любом крупном городе
выделяются следующие категории земель:
• земли городской и сельской застройки — жилая
часть (внутридворовые пространства, скверы, детские
сады и школы, газоны вдоль транспортных магистра¬
лей);
• земли общего пользования — промышленная зона
(заводы и фабрики, автохозяйства, ТЭЦ, склады, АЗС,
станции и поля аэрации, автомагистрали, аэропорты,
железные дороги и др.);
• земли природо-рекреационной и природоохранной
зон (городские леса, лесопарки, парки, бульвары, скве¬
ры, памятники природы и т. д.);
• земли сельскохозяйственного назначения (пашни,
фермы, питомники, опытные поля);
• земли резерва (пустыри, свалки, карьеры, неудоби).
Таким образом, городская территория представляет
собой многообразие типов земель, имеющих различ¬
ное функциональное назначение. Каждый тип наряду с
общими показателями имеет свои, свойственные только
ему характеристики. Почва в городских условиях несет
на себе отпечаток структуры и характера землепользо¬
вания.
Функциональные зоны города и почва в пределах
этих зон находятся под влиянием социально-экономиче¬
ских, политических и административных целей градо-
устройства.
Каждая из категорий городских земель состоит из:
1) запечатанных (непроницаемых) территорий: под
жилыми зданиями, дорогами, тротуарами, складскими и
производственными помещениями и другими строения¬
ми и коммуникациями; эти земли лишены естественно¬
го водного и воздушного обмена;
2) открытых незапечатанных (проницаемых) террито¬
рий, представляющих собой почвы и почво-грунты раз¬
ной степени антропогенной нарушенности.
Именно незапечатанные городские земли выполняют
санитарно-гигиенические, экологические и биосферные
функции, столь важные для полноценного качественно¬
го уровня жизни городского населения.
Таблица 1.15.
Водно-физические свойства почв, определяемые
для разных типов землепользования
(Mullins, 1991)
Тип эемелпольэоваиия
Требования
Игровые поля
А Б В
Пешеходные дороги
Б Г
Сады
В
Восстановленные земли для рекреации
В г
Свалки
А Г
ПРИМЕЧАНИЕ:
Требования
Соответствующие физические
свойства
А — дренаж
Местные гидрологические
условия, водопроницаемость,
насыщенная гидравлическая
проводимость (и следовательно
структура почвы)
Б — способность к несению
нагрузки
Пенетрометрическая
устойчивость, объемный вес,
уплотненность, содержание
воды, дренажные условия и
число игровых дней (нагрузка)
В — использование для
выращивания растений
Дренированность,
воэдухоемкость, доступный
влагозапас, объемный вес,
структура и/или устойчивость
к проникновению (к
расклиниванию)
Г — защищенность от эрозии
и стока
Инфильтрация, дренаж,
прочность структуры, тип
растительного покрова
В свою очередь незапечатанные территории подраз¬
деляются на: а) озелененные территории, покрытые
растительным покровом, почвы которых сохраняют эко¬
логические функции (скверы, парки, лесопарки, газоны
и т. д.); б) неозелененные или слабо озелененные тер¬
ритории, на которых растительность распространена
фрагментарно и представлена главным образом руде-
ральными видами или сорняками (пустыри, внутридво-
ровые пространства и т. д.). Экологические функции
развитых там почв трансформированы, деградированы
или сильно нарушены. Такие территории встречаются
во всех категориях земель.
При планировании городского строительства (зда¬
ний, дорог), выборе участков под очистные сооруже¬
ния, захоронение отходов производств (Loughry, 1973;
Pettry et al., 1973; Lindsay et al., 1973; Allemeier, 1973),
т.е. в разных типах землепользования, требуются опре¬
деленный набор водно-физических свойств почв (табл.
1.15).
Следовательно, почвы несут на себе отпечаток ка¬
чества и вида того или иного землепользования. Это
позволило предположить, что тип землепользования —
формирующий фактор почвенной эволюции в город¬
ских и промышленных районах. После отложения ма¬
териала (насыпного, намывного или перемешанного
грунта) начинается взаимодействие урбаногенных фак¬
торов и факторов природного ландшафта таких, как
климат, растительность и вода. Через вовлечение в
землепользование единичные участки становятся свя¬
занными между собой в единый почвенно-геохимиче¬
ский ландшафт.
1.13. Некоторые проблемы конструирования
городской почвы
Для поддержания и сохранения экологически сба¬
лансированного каркаса города и биоразнообразия в
нем, а соответственно и способности юрода к самоочи¬
щению необходимо определенным образом структури-
ронать город.
С точки зрения почвоведов, живя в городе, человек,
с одной стороны, — в существующих почвах должен
усиливать и активизировать набор позитивных экологи¬
ческих функций, с другой стороны, — создавать их
вновь в свежем нарушенном или насыпаемом грунте.
Как мы все понимаем, город представляет модель
крайне неустойчивой системы, утратившей способность
к самовосстановлению, неспособной противостоять не¬
гативным факторам среды. Сохранить стабильность и
устойчивость природного комплекса в городе очень
трудно, для этого постоянно требуются большие мате¬
риальные и энергетические ресурсы.
Формирование современного городского ландшафта
проходит несколько этапов (фаз) и на каждом из них
необходимы определенные инженерные решения:
В районах новостроек. Инженерные решения созда¬
ния новых почвенных тел с учетом современных методов
строительства должны осуществляться последовательно:
1. Урботехногенная фаза. При современной техноло¬
гии строительства жилых микрорайонов полностью
уничтожается почвенно-растительный покров, наруша¬
ется почвенно-грунтовая толща до 3-6 м.
2. Постурботехногенная фаза. После строительства
оставшиеся неровности неорельефа, выемки вместе с
строительным мусором (разнообразного состава и хи¬
мизма) засыпаются и выравниваются привозными или
местными грунтами, часто загрязненными.
3. Фаза геохимической и биологической стабилиза¬
ции. Начинается усадка грунта, стабилизация биогеохи-
мического круговорота веществ и гидрогеологического
режима и формирование растительности с начальной
стадией почвообразования.
4. После столь кардинального изменения ландшафта
начинается фаза формирования городских почв и по¬
чвенного покрова, которое происходит крайне медленно.
В старых жилых районах. Инженерные решения с
деградированным почвенным покровом. Эти решения
сводятся к оптимизации существующих свойств почв и
их экологических функций. Распространенные здесь по¬
чвы обладают ослабленными экологическими свойствами,
упрощенным составом и структурой биологического со¬
общества за счет увеличения 1-2 видов преобладающих
микроорганизмов и 1-2 видов почвенных животных.
Нам представляется, что необходимы серьезные на¬
учные изыскания методов создания в городе почвенно¬
грунтовой толщи по типу модели природной почвы. Это
новые для города работы, но в настоящее время изве¬
стны методы рекультивация почв на шахтных отвалах.
Необходимо создать, ускорить и оптимизировать
экологические функции насыпного грунта. Для этого
мы считаем целесообразным производить засыпку по
модели природной почвы, воссоздавая предпосылки для
почвенно-биогеохимических процессов. Такая почва от¬
носится к подразделению техногенных поверхностных
почвоподобных образований, называемым урботехнозе-
мами — конструктозем. Для создания таких почв необ¬
ходимо искусственно конструировать почвенно-грунто¬
вую толщу по типу природной. Она должна обладать
способностью к продукционным функциям, функциям
регулятора содержания газов в воздухе и поглотителя
газов из глубоких токсических грунтов и до. Водно-фи¬
зические свойства толщи должны способствовать миг¬
рации водно-растворимых химических веществ вглубь и
закреплению многих токсикантов на глубине, создавая
тем самым искусственный геохимический барьер. При
слабой биологической активности грунта необходимо
обогащение его микроорганизмами и почвенными живо¬
тными, способными минерализировать органические ма¬
териалы, с последующим связыванием их в органо-мине-
ральные комплексы, т.е. нужна зоо- и фитомелиорация.
В городе могут встретиться ситуации, когда необхо¬
димо «оторвать» нижнюю химически загрязненную ток¬
сичную породу от корневой системы, для создания эк¬
ранирующих и капиллярно-прерывающих искусствен¬
ных горизонтов и для препятствования миграции рас¬
творенных токсичных веществ и выходу газов на днев¬
ную поверхность. Характер создания искусственной по¬
чвы и реконструкции почвенно-грунтовой толщи зави¬
сит от многих факторов, в том числе от местоположе¬
ния города в системе биоклиматических зон и подзон,
от проявления негативных экологических процессов
(подтопление, эрозия, засоление и т. д.), от состава и
химизма токсичности грунтов. В случае реконструкции
почв на территориях жилых микрорайонов, строящихся
на бывших полях аэрации, прежде всего необходимо
оторвать токсичные грунты от дневной продуктивной
поверхности. Для этого искусственно созданные грунты
и почвы мощностью 2-3 м, должны состоять из серии
слоев разного механического состава: песок — сугли¬
нок с карбонатами — супесь с верхним плодородным
слоем. Иногда ускорение формирования почвы проис¬
ходит за счет «землевания», т. е. создания аккумулятив¬
ного гумусированного горизонта, снятого с окультурен¬
ных почв. Данные инженерные решения приведут не
только к улучшению почвенно-растительною покрова тер¬
ритории вокруг жилых районов, но и к сохранности фун¬
даментов и коммуникаций, находящихся на глубине 2-3 м.
В идеале желательно управление свойствами город¬
ских почв, нацеленное на поддержание их продуктив¬
ности и экологических функций, нейтрализацию ток¬
сичных загрязнителей и т. д., путем реконструирования
почвенных тел соответственно задаваемым функциям
селитебной, промышленной и зеленой зон города. В се¬
литебных и зеленых зонах почвы должны сохраняться
как живые образования, способные поддерживать рас¬
тительность и смягчать отрицательные процессы в го¬
родской экосистеме; в промышленных зонах и вблизи
автомагистралей почвы следует создавать устойчивыми
к неизбежному загрязнению и деградации.
ГЛАВА 2
Запечатанные почвы,
их роль в урбоэкосистеме
и возможности рекультивации
Асфальт — стекло.
Иду и звеню
Леса и травинки —
сбриты.
На север
с юга
идут авеню,
на запад с востока —
стриты.
В. Маяковский
При изучении экологической обстановки в городах,
нельзя не учитывать повсеместного распространения
такого явления, как запечатывание дневной поверхно¬
сти, в результате чего происходит уменьшение биологи¬
ческой продуктивности, погребение и деградация почв.
По нашим данным, полученным при обработке аэрофо¬
тоснимков, запечатанность почвы в пределах Садового
кольца Москвы достигает 90-95%. Запечатанность терри¬
торий промышленных зон составляет примерно 80-90%, а
современных жилых кварталов около 60%.
Человечество не может отказаться от асфальтовых
покрытий, так как их применение обеспечивает чисто¬
ту наших городов и исправность дорожных коммуника¬
ций. Однако там, где запечатанность приобретает не¬
прерывный характер, мы не имеем право не обращать
внимание на это явление и его последствия для почв и
городской среды в целом.
Поверхность может быть запечатана под зданиями,
под плотными влагонепроницаемыми дорожными по¬
крытиями (асфальтобетон, цементные плиты) и влаго¬
проницаемыми покрытиями (булыжник, щебенка, дере¬
вянные мостовые). При строительстве почва разрушает¬
ся, грунт под зданиями практически недоступен для ис¬
следования. Булыжник и щебенка частично изменяют
режимы почвы, но площади проницаемых дорожных
покрытий в городских условиях незначительны. Наше
внимание привлекли почвы под широко распространен¬
ным дорожным покрытием — асфальтобетоном.
Это явление приводит к ограничению участия почв
как в малом биологическом, так и в большом геологи¬
ческом круговоротах веществ и энергии, переводя их в
биосферно неактивные.
2.1. Строение и свойства
асфальтобетонных покрытий
С 30-х годов XX в. наиболее распространенным до¬
рожным покрытием стал асфальтобетон, которым по¬
крыты не только дороги, но и свободные пространства
между зданиями.
АСФАЛЬТ (от греч. asphaltos — горная смола), вклю¬
чает в себя три составные части (Богуславский и др.,
1985):
• скелет (60%) — щебень, дробленный известняк, от¬
ходы получаемые при дроблении камня, мелкие некон¬
диционные пески;
• минеральный компонент (10%) мелкодробленная
известь, шлаки, отходы цементного производства;
• связующий материал (30%) нефтяные и сланцевые
битумы.
Несмотря на кажущуюся водонепроницаемость и
плотность, часть осадков все же просачивается сквозь
асфальтобетон. Наблюдения за опытным участком кана¬
ла Тумак в Волгоградской области, облицованным ас¬
фальтобетоном, показали, что даже при устройстве об¬
лицовки из дорожного асфальтобетона толщиной 5-6 см
с остаточной пористостью 5-7% коэффициент фильтра¬
ции составляет 2x10'5 см/с (Бабаев, Кануров, 1984). На¬
блюдения производились на неразрушенном новом уча¬
стке покрытия. Вероятно, проникновение влаги будет
более интенсивным при возникновении трещин в по¬
крытии через несколько лет после его укладки.
Что касается загрязнения толщи под покрытием при
его разрушении, то по этому вопросу сведения весьма
противоречивы. В отечественной научной литературе в
основном постулируется экологическая безопасность ас¬
фальтобетонных покрытий, однако встречаются сведе¬
ния о разрушении покрытий в так называемых агрес¬
сивных средах — кислотах, щелочах, различных орга¬
нических растворителях.
Битумная составляющая инертна по отношению к
агрессивным средам, но полиминеральные материалы
(некоторые из которых имеют пористость до 15-30%)
реагируют с растворами кислот и щелочей.
При санитарно-гигиенической оценке асфальтобето¬
на, в состав минерального порошка которого входит
гальванический шлам, в лабораторных и естественных
условиях установлено, что вследствие частичного разру¬
шения происходит распыление мелких частиц покрытия
с катионами Fe и Си, но концентрация их в почвах и
дренажных водах не превышала допустимых норм. Так¬
же установлено отсутствие распыления тяжелых метал¬
лов в воздух. Авторы работы, однако, отмечают, что
эксплуатация покрытия была непродолжительной и не
слишком интенсивной. В состав «кислых» стоков (вы¬
тяжка раствором уксусной кислоты с pH 5,5) после
нейтрализации входят: соединения кальция (30-70% по
массе), Fe (7-60%), Си, Cr, Ni, Al, Mn, Pb, Cd. В составе
«щелочных» стоков (вытяжка раствором NaOH с pH 9-
10): А1 — 30-90%, Na, Zn, Mg, Ni, Cr (Копейкин, и др.,
1993).
В жарком климате на асфальт оказывают влияние
щелочные грунтовые воды (pH >8). Велика коррозийная
агрессивность морской воды. Во всех регионах сточные
воды промышленных предприятий, содержание неко¬
торых солей в которых порой достигает 10%, являются
факторами разрушающими асфальтобетон.
Компоненты битумной составляющей дорожных по¬
крытий могут растворяться в хлороформе, бензоле,
петролейном эфире. Следовательно, разливы бензина
могут способствовать разрушению асфальтобетонных
покрытий. Битумные масла омыляются и вымываются в
почву из покрытия в щелочной среде в присутствии
иона Na.
В результате разрушения асфальтового покрытия
возможно загрязнение окружающей среды. В Дортмун¬
де (Miinch, 1992) проведены исследования токсичных
веществ, образующихся в условиях интенсивного дви¬
жения транспорта. Анализ проб грунта, асфальтобетона,
щебня, входящих в структуру дорожного полотна, прове¬
ден методом ультразвукового исследования (табл. 2.1). В
пробах обнаружены следующие ингредиенты: 9 тяже¬
лых металлов и их соединений; 15 видов полицикличе-
ских ароматических углеводородов. Максимальная глу¬
бина забора проб — 1 м. Удельная концентрация тяже¬
лых металлов (As, Pb, Cd, Си, Zn, Ni и др.) в среднем
несколько выше в щебне, в то время как в почве в 3-4
раза меньше в сравнении с асфальтовым слоем.
Таблица 2.1.
Содержание тяжелых металлов в различпых компонентах
дорожного полотна (Munch, 1992).
Элемент
Щебень,
мг/кг
Асфальт,
мг/кг
РЬ
13-214
12-58
Ni
2.3-32
9.1-58
Сг
13-86
8.1-56
Си
4.5-39
4.9-11
Zn
17-216
79-272
Структура распределения ароматических углеводоро¬
дов (бенз(а)пирена, антрахинона, фенантрена и др.)
имеет аналогичную зависимость, однако их концентра¬
ция в придорожной зоне резко снижается:
Асфальт Щебень Почва на обочине
бенз(а)пирен 53.6 95.8 0.142 мг/кг
2.2. Влияние запечатывания земной
поверхности на окружающую среду
Привнос веществ в почву после запечатывания прак¬
тически отсутствует. Большая доля загрязненных осад¬
ков минует почвенное тело и непосредственно уходит
через канализацию в водоемы и речную сеть. Под по¬
крытием изменяются водный, тепловой, газовый режи¬
мы почв, трансформируется микробиологическая актив¬
ность. Таким образом, с одной стороны, асфальтобетон¬
ное покрытие защищает почву, но, с другой стороны,
лишает экосистему универсального природного фильтра
для загрязнителей, каким является почва.
Асфальтобетонные покрытия изменяют характер теп¬
лообмена почвы с атмосферой, они, как часть городского
ландшафта, способствуют изменению микроклимата и
образованию «теплового острова» на территории города.
Более плотные материалы, используемые в строительстве,
способствуют сохранению тепла в системе и создают вла¬
гонепроницаемую поверхность. Происходит уменьшение
затрат тепла на эвапотранспирацию.
В летний период, особенно в яркие солнечные дни,
увеличение поглощенной радиации в сочетании с недо¬
статочной аэрацией территории застройки может созда¬
вать предпосылки для формирования дискомфортных
радиационно-температурных условий (рис. 2.1).
Уменьшению величины поглощенной солнечной ра¬
диации способствует увеличение разрывов между зда¬
ниями и замена асфальтовых покрытий газонами, кото¬
рые обладают более высоким альбедо. Изменение аль¬
бедо крыш мало сказывается на общем значении аль¬
бедо городской застройки, альбедо стен — существен¬
но. Основным фактором дискомфорта является темпе¬
ратурный «скачок» между земной поверхностью и воз¬
духом. Зависимость температурного «скачка» от площа¬
ди зеленых насаждений особенно заметна при озеле-
ненности 20-50%. При озелененности 0-20% величина
температурного скачка максимальна и почти не зависит
от площади открытой поверхности. Оптимальные усло¬
вия для проникновения чистого воздуха и благоприят¬
ный тепловой режим в условиях городской застройки
отмечены, когда открытая озелененная поверхность со¬
ставляет 50-60% от площади микрорайона. Это макси¬
мальная разумная величина открытой поверхности в ус¬
ловиях городской застройки (Формирование радиацион¬
ного... 1975).
Высокий процент запечатанных площадей приводит
к нарушению баланса осадков и испарения в результа¬
те сокращения площади испарения и изменения релье¬
фа местности. По наблюдениям специалистов США,
Рис. 2.1.
Температура на поверхности различных субстратов в летний
солнечный день (Клауснитцер, 1990).
через 2-3 дня после запечатывания почвы асфальтовым
покрытием, ее влажность уменьшается до влажности
завядания растений (Стаи/, 1992). Грунтоведы утвержда¬
ют (Пашкин, Бессонов, 1984), что асфальтирование по¬
верхности может приводить как к понижению грунто¬
вых вод, так и к подтоплению городских территорий.
Покрытие асфальтом значительных территорий вблизи
зданий существенно изменяет влажностный режим
грунтов, оснований и фундаментов. Подвалы зданий
служат фильтром, через который проходят грунтовые
воды при испарении. Переувлажнение почв и грунтов
под асфальтобетоном бывает настолько значительным,
что создает условия для роста кустарника в трещинах
между покрытием и зданием. С другой стороны, неред¬
ки случаи, когда при реконструкции после снятия по¬
крытия, фундаменты архитектурных памятников разру¬
шались из-за существенного увеличения глубины про¬
мерзания. В таком случае быстрая рекультивация почвы
может способствовать уменьшению градиентов темпе¬
ратур и влажности на только что вскрытой поверхности.
Запечатанные почвы и грунты выполняют функцию со¬
хранения информации о развитии природной среды и ис¬
тории ее изменения человеком. Каждый, вновь насыпае¬
мый слой городских отложений, испытывал на себе поми¬
мо влияния антропогенного фактора еще и влияние всех
природных факторов. Так продолжалось во все времена
существования городов и продолжается по сей день. Мно¬
гие из этих слоев когда-либо (больший или меньший
срок) выполняли функции почвы, приобретали черты ее
морфологического строения и, по существу, представляют
собой в настоящее время погребенные урбаноземы.
2.3. Свойства
запечатанных под асфальтом почв
Нами впервые изучены почвы запечатанные асфаль¬
тобетоном на территории г. Москвы (около 20 объектов
в местах ремонтных работ и археологических раско¬
пок). Запечатанными могут оказаться как урбаноземы,
урбо-почвы и урботехноземы, так и природные почвы.
После запечатывания непроницаемыми покрытиями (ас¬
фальтобетон, бетон) почвы существенно уплотняются,
меняется водный (влага либо не проникает под покры¬
тие, либо, проникнув, испаряется с трудом), тепловой
(уменьшаются градиенты температур) и газовый режи¬
мы, микробиота функционирует в основном по анаэ¬
робному типу, не поступают вещества извне, при ук¬
ладке покрытия может быть разрушена верхняя часть
профиля. Все эти специфические свойства, характер¬
ные для почв под дорожными покрытиями, позволяют
нам выделить особый подтип городских почв — экра-
нозем (название условное). Разнообразие описанных
объектов отображено в табл. 2.2.
Т а б л и ц а 2.2
Запечатанные тела
Запечатанные почвы — экраноэемы
Запечатанные
грунты
На
естест¬
венных
почвах
На
урбо-
почвах
На урбаноземах
(культурный
слой;
перемешанные и
насыпные слои)
На
урботехно-
земах
Породы без
признаков
почвообразования;
искусственные
насыпи более
50 см
Разрезы, изображенные на рисунках 2.2 и 2.3, наи¬
более ярко иллюстрируют разнообразие вариантов го¬
родских почв, запечатанных асфальтобетоном.
Очень редко асфальтобетонные покрытия укладыва¬
ются прямо на почву. Обычно, дорожному строительст¬
ву предшествует либо насыпание нескольких слоев
грунта для выравнивания поверхности, либо, наоборот,
снятие верхнего слоя (почвы). Почти всегда выровнен¬
ная поверхность укрепляется бетоном.
Горизонты запечатанной почвы разнородны по цве¬
ту, количеству и характеру обломков, времени образо¬
вания. Часто в них содержится до 50% и более строи¬
тельного мусора: обломки кирпича, известняковый рух¬
ляк, железная арматура, битое стекло. Для более древ¬
них горизонтов характерны древесные обломки, кера¬
мика и т. д.
При сравнении изучавшихся ранее почв в г. Моск¬
ве (Агаркова и др., 1991; Строганова, Агаркова, 1992) и
экраноземов, выяснено, что гумусированность различ¬
ных горизонтов изучаемых объектов колеблется от 0.5
до 6,0%, что в среднем меньше, чем в верхних гори¬
зонтах незапечатанных урбаноземов. Величина pH в
обоих случаях составляет 7,5-9,0.
Для всех городских почв характерна повышенная
карбонатность, но отличие запечатанных почв состоит
в том, что покрытие предохраняет нижележащий суб¬
страт от поступления известковой пыли из атмосферы.
Однако, на глубине 7-15 см содержание СаСОз заметно
ниже, чем непосредственно под покрытием или на глу¬
бине 15-20 см (табл. 2.3). Таким образом, либо покрытие,
раэреэ 1 раэреэ 2
Рис. 2.2.
Морфологические профили:
разрез 1 — экранозем на реплантоэеме (около метро
«Коломенское»); разрез 2 — реплантозем (25 лет).
тие, разрушаясь, насыщает верхний слой запечатанного
субстрата карбонатами, либо, вследствии специфическо¬
го водного режима (влага проникает на несколько де¬
сятков сантиметров под асфальт, но с трудом испаряет¬
ся) этот слой промывается от карбонатов. Согласно
микроморфологическим исследованиям, под асфальтом
увеличивается (по сравнению с незапечатанными по¬
чвами) количество карбонатных новообразований. Об¬
наружены включения, состоящие из мелкозернистого
кальцита, карбонатные натеки на стенках пор. Карбо¬
наты присутствуют также в виде пропитки глинистой
плазмы мелкозернистым кальцитом и собственно карбо¬
натной плазмы, которая цементирует песчаный скелет.
О верности второго преддоложения говорит то, что при
мезоморфологических наблюдениях, проводившихся во
всех горизонтах запечатанных почв мы обнаружили акку¬
муляции карбонатов и в более глубокозалегающих слоях.
Высокая карбонатность всех слоев (более 2%) спо¬
собствует не только сдвигу величины pH в щелочную
разрез 6 разрез 7 разрез 8
сторону, но и осаждению большого количества тяже¬
лых металлов. Содержание различных тяжелых метал¬
лов (определялось в 1 н. азотнокислой вытяжке) в за¬
печатанных почвах центра Москвы превышает фоновые
концентрации для почв вне города, но оно ниже, чем
их содержание в поверхностных слоях современных
урбаноземов. Любопытным можно считать тот факт,
что повышенные концентрации тяжелых металлов Си,
Zn, Pb (до 200 мг/кг) были отмечены на разных глу¬
бинах, в том числе и на глубине 1.0-1.5 м в слоях XYI в.
(табл. 2.4.), причем с повышением содержания органи¬
ческого вещества концентрации увеличиваются. В неза¬
печатанных почвах такую картину можно было бы объ¬
яснить выносом тяжелых металлов с током влаги и осе¬
данием их в слоях со значительным количеством органи¬
ческого вещества, но водный режим запечатанных почв,
на наш взгляд, не является промывным. Повидимому, по¬
ступление тяжелых металлов и характер их распределе¬
ния в культурном слое города связаны с ремесленным
производством (обработка черных и цветных металлов,
ткачество, стекольное, деревообрабатывающее, кожевен¬
ное производства) и другими видами хозяйственной дея-
Химические свойства городских почв и
Неорга¬
нический
азот, мг/кг
г- О
СО О СЧ
сч
Ю СО СО О
COO^S
0-^0 *
о о о о о
н/о
6,0
3,4
н/о
н/о
н/о
13,0
7,34
б-5*
ООО
О
о (О о о
о wo Tf со
Tfc0®00000
ОСЧСО о о о о о
'SsgSS'Sj'Sj'Sj'Sj'Sj
в
5
6
£
СО о о
ir>intv
^ о
О со СЧ о
(Ч^о со
СО tv
>ОМ(0 о о о о о
£Й$"3i'SiЪЪ а!
о -г 2! о о о о о
ъЗЗъъъъъ
Гумус
по Тюрину,
%
1,37
0,61
0,60
[Vf-O О
Ч^ОО к
СОСОМФО о ^ о
СО СО (О Ю Оч^Ч
Я сч *
СО tv о<ЛООШ
О СО СО v о о> со ^
*-©*- Я СО U7 ‘■О
СаСОз,
%
1,18
1,34
отсут.
0,17
отсут.
отсут.
отсут.
CO^CSCOCOWJ^OO
со tv to iq со О СЧ п
СЧ со ^ со” со’ VO со
о VO Ю СО СО СЧ t
~ тг eq tv сч ^ тг г*
с4ос4*)-сч~ Е
о
рн
водный
со tv tv
О) со со
tv to tv tv
О«7«лс0^с0с0с0
со со со со со со со'со
со со_ со_ сч ет со [v
tvtve00)0>c0tvtv
Глубина
взятия
образца, см
0-10
10-20
20-30
8-14
14-19
19-29
29-40
0-10
10-30
30-50
50-70
70-90
90-110
110-130
130-155
0-5
5-10
10-25
25-45
45-67
67-90
90-150
150-170
Почва
Реплантозем,
разрез 2
(контроль)
Экраноэем
на реплантоземе,
разрез 1
Урбоноэем
мощный
разрез 5
(контроль)
Экраноэем на
урбаноэеме средне¬
мощном, разрез 3
Неорга¬
нический
азот, мг/кг
и/о
6,0
3,4
н/о
н/о
н/о
13,0
7,34
4,79
4.75
11,4
н/о
н/о
®1£)
и-» со” со сч со" ю а* о
б|
ON.O О О О О О
106
142
н/о
н/о
н/о
179
251
233
203
40,8
43,2
158
124
154
в
е*
5
*
О"® о о о о о
43,7
47,4
и/о
н/о
и/о
lOC^CTJi-O^rv^OCv
с4с0<0с0^с4100>с0
Гумус
по Тюрину,
%
СО t*» о^оош
О.ЮЛчОО)»^
*-« О К СО «Л «Л
2,78
2,16
2,43
1,93
1,55
(OLO О>*-«-0Р LOO> О
tvO^COlOCOO^-Nj
со" СЧ со" со о" о ^ ^ я
СаСОэ,
%
'-'О^ЩСОПСЧ t
4-4 ч ю tvc4 ^ тг г*
сч сГ сч со" ^ сч ^ н
о
сч со г** СО о
tv tv ir> tv
тгсо"со счсч
OlOCOOTfOCOtOtv
cq^rcvcocvcocotvfo
СОСОСОСОСОО^ОО
pH
водный
со со со сч о> со [v
tvtveoedo>edtvtv
o>ioo сч o>
tv tv CO CO Cv
fv o«^^coco^c^^
t*»COCOC09tO>9>COCO
Глубина
взятия
образца, см
0-5
5-10
10-25
25-45
45-67
67-90
90-150
150-170
0-10
10-30
30-70
кирпич
85-11-
110-120
0-5
5-10
10-20
20-60
Почва
Экраноэем на
урбаноэеме мощном,
разрез 4
Урбанозем
среднемощный,
разрез 6.а (контроль)
Экраноэем на
урбаноэеме, разрез 6
тельности. При изучении культурного слоя Новгорода
(IX-XY в.в.) было обнаружено 6-8 кратное превышение
содержания Pb, Си, Zn по сравнению с содержанием
этих элементов в почвообразующей породе. При этом
на 2% изученной территории города обнаружено 130
ремесленных мастерских разных веков {Евдокимова,
1986).
Необходимо также отметить проявление защитных
свойств покрытия. В запечатанных почвоподобных те¬
лах отсутствуют накопления Со, Cd, Ni, что наблюдает¬
ся в современных незапечатанных городских почвах.
Кроме того, почвы и грунты новостроек, запечатанные
около 20-30 лет назад, практически не содержат тяже¬
лых металлов (табл. 2.4.). В отношении содержания
основных биофилышх элементов (N, Р, К) запечатан¬
ные почвы аналогичны незапечатанным. Все они от¬
личаются повышенной концентрацией доступного
растениям Р (Р2О5 — 50-600 мг/кг), содержание же
К (КгО — 40-200 мг/кг) и N (от следовых количеств до
10 мг/кг) во многом зависит от концентрации органи¬
ческого вещества в данной почве (таб. 2.3).
Таблица 2.4.
Содержание тяжелых металлов в запечатанных
и иеэапечатаппых почвах (мг/кг)
(вытяжка 1 и. IINO])
Почва
Глубина
взятия
образца,
см
РЬ
Си
Zn
Cd
Со
№
Реплантозем,
разрез 2
(контроль)
0-10
10-20
20-30
45,5
104
5,94
33,4
18,0
12,3
60,5
31.1
15.1
0,19
0,03
0,10
1,87
1,15
1,51
5,05
2,64
1,90
Экраноэем
на
реплантоземе,
разрез 1
8-14
14-19
19-29
29-40
12,3
8,51
3,76
2.79
11,9
10,3
7,23
8,41
22.7
13.8
9,04
8,73
0,05
0,07
0,00
0,00
1,44
1,10
0,65
0,54
2,68
1,72
2,76
1,32
Урбаноэем
мощный неза¬
печатанный,
разрез 5
(контроль)
0-10
10-30
30-50
70-90
90-110
110-130
185
186
245
140
131
227
63.4
71.1
55.1
69,9
77.4
29,7
151
130
766
49,7
41.0
72.0
0,71
0,58
0,30
0,32
0,23
0,59
2.17
2,28
2.17
1,70
1,81
1.94
6,20
5,31
4,06
3,25
3,27
4,47
Почва
Глубина
взятия
образца,
см
РЬ
Си
Zn
Cd
Со
Ni
Экраноэем
0-8
37,5
20,0
45,0
0,0
н/о
н/о
на
8-25
60,0
26,0
55,0
0,2
н/о
н/о
урбаноэеме
25-49
25,0
14,0
27,5
0,0
н/о
н/о
среднемощном,
разрез 3
49-108
25,0
17,0
26,0
0,0
н/о
н/о
Экраноэем
0-5
1,93
4,32
5,28
0,00
7,15
1,15
на мощном
5-10
14,7
6,70
8,62
0,01
1,25
2,61
урбаноэеме,
10-25
38,1
39,1
23,2
0,03
1,11
2,19
разрез 4
90-150
188
49,7
119
0,12
9,98
3,18
150-170
4,95
16,8
10,5
0,13
1.41
2,03
Урбанозем
0-10
234
69,7
239
0,53
1,34
5,55
среднемощ¬
ный, разрез
10-70
кирпич
373
57,3
285
0,66
1,98
4,98
б.а
85-110
108
22,1
68,8
0,20
1,45
3,57
(контроль)
110-120
32,7
13,8
28,3
0,09
1,33
3,01
Экраноэем
0-5
275
60,0
160
0,8
н/о
н/о
на
5-10
250
63,0
150
0,6
н/о
н/о
урбаноэеме,
10-20
225
75,0
130
0,6
н/о
н/о
разрез 6
20-60
250
59,0
110
0,6
н/о
н/о
Так же как обычные московские урбаноземы, почвы
под дорожным покрытием чаще всего имеют супесча¬
ный механический состав. Вследствие этого, почти все
исследованные почвы имеют непрочную структуру,
свойства которой зависят от содержания органического
вещества. При сопоставлении морфологических и хими¬
ческих характеристик изучаемых объектов замечено,
что при содержании гумуса от 3% и выше, структура
приобретает более выраженный характер.
Наши исследования дают основания считать, что
часть атмосферных осадков проникает под покрытие. В
летние месяцы увлажненный слой под асфальтом со¬
ставляет 10-30 см. Увлажнение более нижних слоев осу¬
ществляется в основном грунтовыми водами или влагой
из городской сети водоснабжения, но нельзя исключить
возможность более глубокого проникновения атмосфер¬
ной влаги весной и осенью.
По данным, полученным при наблюдении динамики
влажности запечатанного супесчаного урбанозема на
территории Рождественского монастыря и при морфо¬
логических описаниях других разрезов, можно сделать
Динамика влажности
35
30
25
й? 20
5" 15
10
5
0
17.ИЮН 25.июн 15.июл 27.июл
дата
■ под асфальтом 0-5 ■ под асфальтом 15 - 20
□ вне асфальта поверхн.овне асфальта 15-20
Динамика температуры
17.июн 25.июн 15.ИЮЛ
дата
■ под асфальтом 0-5 нпод асфальтом 15-20
□ вне асфальта поверхн. Ш вне асфальта 15-20
27.июл
Рис. 2.4.
Динамика температуры и влажности экраноэема ив урбаноэеме
(разрез 6) и урбаноэеме (разрез 6а, контроль), глубина в см
(1992 г.).
заключение о том, что влажность почвы под дорожным
покрытием превышает влажность поверхностного гори¬
зонта вне дорожного покрытия (на величину до 15%).
На глубине 5-10 см накапливаются железистые микро¬
конкреции, что свидетельствует о наличии переменного
окислительно-восстановительного режима. На глубине
15-20 см, в большинстве случаев, влажность примерно
одинакова (рис. 2.4).
Результаты измерений температуры запечатанного и
обычного урбанозема свидетельствуют о том, что летом
под асфальтом температура почвы значительно ниже
(на величину до 20 °С), чем на открытой поверхности
(рис. 2.4). На глубине 15-20 см различие не так велико
и температура более стабильна.
Следствием воздействия покрытия на температур¬
ный, водный и газовый режимы почвы являются неко¬
торые отличия характера микробиологических обста¬
новки. В запечатанных почвоподобных телах анаэроб¬
ные микробиологические процессы более интенсивны,
чем в условиях свободного доступа кислорода. Наблю¬
дается повышенная численность микроорганизмов,
жизнедеятельность которых осуществляется частично
благодаря анаэробным процессам (брожение, нитрат- и
сульфатредукция). Более низкая и стабильная темпера¬
тура под асфальтовым покрытием определяет наличие
здесь психротрофных микроорганизмов. В почве под
асфальтобетоном обнаружено существенное подавление
развития споровых бактерий, которые, как известно,
составляют микробное сообщество, разлагающее расти¬
тельные и другие органические остатки в почве.
О снижении аэрированности запечатанного субстра¬
та свидетельствует и меньшее содержание аэробного
азотфиксатора — азотобактера. Было отмечено, что его
количество уменьшается в 1,5-2,0 раза по сравнению с
содержанием в незапечатанных городских почвах.
Таким образом, почвы запечатанных территорий
имеют как черты сходства, так и отличия с почвами
открытых городских территорий. Общими свойствами
для них являются: разнообразный механический состав;
варьирование гумусированности, содержания основных
биофильных элементов (N, Р, К); величина pH в боль¬
шинстве случаев выше 7,5 (до 9,0); почвы вскипают с
поверхности и содержат СаСОз более 2%, наличие сло¬
ев с избыточной концентрацией таких тяжелых метал¬
лов, как Pb, Си, Zn.
Различия заключаются в следующем: динамика влаж¬
ности и температуры в верхних слоях запечатанной по¬
чвы отличается от почв незакрытых в сторону умень¬
шения градиентов величин; покрытие препятствует на¬
коплению Со, Cd, Ni; в запечатанных почвах районов
новостроек практически отсутствуют тяжелые металлы;
под асфальтом (при анаэробном режиме) интенсивно
протекают такие процессы, как брожение, нитратредук-
ция и сульфатредукция.
Итак, запечатанные почвы не способны осуществ¬
лять многие из биогеоценологических функций, прису¬
щих почвам, но все же, под асфальтобетонное покры¬
тие проникает влага, протекает слабый газообмен с ат¬
мосферой, продолжается жизнедеятельность микроорга¬
низмов. Корни растений проникают под асфальт, в тре¬
щинах старых покрытий прорастают трава и подрост
деревьев. В результате жизнедеятельности дождевые
черви оструктуривают почвы даже под покрытием.
Вопрос о том, можно ли назвать почвой субстрат
запечатанный под асфальтобетонное покрытие, несом¬
ненно дискуссионный. Однако ясно, что это биокосное
тело обладающее морфологическими характеристиками
почвы, выполняющее некоторые ее функции и вполне
пригодное для изучения с помощью методов применяе¬
мых в почвоведении.
2.4. Возможность рекультивации запечатанных
почв и некоторые рекомендации
Приведенные выше сведения о свойствах запечатан¬
ных почв и теоретические представления о городском
культурном слое как о системе погребенных почв, по¬
зволяют нам дать некоторые рекомендации специали¬
стам, обустраивающим город в направлении оптимиза¬
ции его экологических условий для жизни людей. Наши
исследования и выводы могут также быть полезны экс-
пертам-экологам.
Прежде всего, необходимо обратить внимание на то,
что после запечатывания почвы не выполняют многие
из своих функций, перестают быть связующим звеном
глобальных биологического и геологического кругово¬
ротов. Повсеместное асфальтирование негативно сказы¬
вается на экологической обстановке в городе и, следо¬
вательно, на условиях существования человека.
Наиболее заметно проявляется негативное воздейст¬
вие запечатывания на растения в лунках вдоль дорог.
Здесь необходимо соблюдение буферной зоны вокруг
деревьев 45-50 см. За рубежом при такой системе озе¬
ленения перед посадкой прокладывается дренаж, а де¬
ревья постоянно орошаются (Стаи/, 1992). Буферная зо¬
на у жилых домов, по мнению того же автора, должна
составлять 10 м, т. к. без естественной аэрации проис¬
ходит переувлажнение почвы, что способствует процес¬
сам повышения влажности в подвалах и разрушению
фундаментов. В результате страдает здоровье жителей
нижних этажей: наблюдается повышенная влажность
помещений, развитие патогенной грибковой микрофло¬
ры, борьба с которой затруднена. Излишнее покрытие
асфальтом в лесопарках, бульварах, скверах и прочих
аналогичных территориях также неблагоприятно: кор¬
ни, попадающие под свежий нерастресканный ас¬
фальт, гибнут в анаэробных условиях.
На наш взгляд, необходимо определенное регламен¬
тирование процессов запечатывания дневной поверхно¬
сти и использование пористых и экологически чистых
материалов в качестве дорожных покрытий. Здесь мож¬
но было бы вспомнить, что когда-то улицы городов бы¬
ли вымощены брусчаткой, которую укладывали на двад¬
цатисантиметровый слой песка. Современная же брусчат¬
ка иногда укладывается непосредственно на бетон. Такое
покрытие так же непроницаемо, как несколько слоев ас¬
фальта.
На немецко-французской конференции «Развитие
строительства дорог ряда европейских стран»(Stra|3en...,
1992) особое внимание уделялось вопросу внедрения
новых технологий, включая внедрение сверхтонких за¬
мыкающих слоев дорожных покрытий и применение
дренирующего асфальта при их строительстве и рекон¬
струкции. Это может устранить переувлажнение фунда¬
ментов и подвалов зданий грунтовыми водами, улуч¬
шить водный режим городских почв и условия жизни
растений.
Подробнее необходимо рассмотреть свойства запеча¬
танных городских почв в старой части города в случае
освобождения их от покрытия при перепланировке тер¬
ритории или изменении функциональной принадлежно¬
сти участка. Учитывая то, что запечатанный субстрат —
это система погребенных почв и, зная их стратифика¬
цию, исследователь может выбрать горизонт, который
окажется на дневной поверхности рекультивируемого
участка городской территории. Для удешевления и ус¬
корения работ следует подобрать горизонт изначально
наиболее благоприятный для существования растений,
и исключить его близкое подстилание горизонтами с
негативными свойствами. Например, необходимо, на
наш взгляд, удалять горизонты целиком состоящие из
шлаков и других промышленных отходов, которые мо¬
гут содержать чрезмерно большое количество токсич¬
ных веществ. Хотя надо признать, что дорожные по¬
крытия препятствуют загрязнению почв не только на¬
прямую, закрывая почву от проникновения различных
токсических веществ, но и косвенно — ведь на запеча¬
танные территории десятилетиями не производится
подсыпка грунта, следовательно, здесь меньше совре¬
менных загрязнителей.
Горизонты почв, залегавшие непосредственно под
асфальтом, после его снятия нуждаются в рыхлении,
т.к. интенсивная нагрузка на дорожное полотно приво¬
дит к уплотнению нижележащего материала. «Упругие
колебания минеральных частиц возникающие при виб¬
рациях под воздействием городского транспорта (трам¬
вай, грузовые автомобили), проникают на глубину до 70
м и более. Величина колебаний зависит от состава и
физического состояния грунта, а так же от скорости
движения транспорта, его нагрузки, типа шин и дорож¬
ных покрытий.» (Котлов, 1977). Величина виброосадки
за год 5-70 мм/м, что может составить до десятых до¬
лей грамма на кубический сантиметр, при оптимальной
плотности пахотного горизонта 1,0-1,2 г/куб. см.
Горизонты с большим количеством крупных твердых
включений (кирпич, известковый раствор, булыжник)
могут создавать в профиле «провальную» водопроница¬
емость. Их наличие необходимо учитывать при рекуль¬
тивации.
И наоборот, в том случае, когда в почве встречаются
богатые органическими веществами слои, растительность
и подземные воды предохраняются от загрязнения.
Рассмотрим рис. 2.3., на котором изображены три
почвенных разреза расположенных в 20-60 м друг от
друга в центре Москвы. Разрезы 3 и 4 описаны при
ремонте трубопровода, проходящего под дорожным по¬
лотном Большого Харитоньевского переулка. Разрез 5
(контроль) был заложен в старом парке у здания Пре¬
зидиума РАСХН, который располагается в бывшем
дворце Юсуповых (ранее усадьба бояр Волковых).
По количеству, характеру, присутствию или отсутст¬
вию горизонтов мы можем предполагать, что во време¬
на активного освоения этого участка под городское
пространство (предположительно XVI в.) рельеф терри¬
тории был более расчленен, чем в настоящее время.
Данный участок сложен древними аллювиальными пес¬
ками. Уровень их залегания соответствует древней
дневной поверхности — рельефу XYI в. В настоящее
время древние аллювиальные пески перекрыты отложе¬
ниями культурного слоя, которые в разрезе 3 имеют
мощность не более 50 см. Вероятно эта цифра не очень
велика из-за постоянного сноса материала. Разрезы 4 и
5 расположены ближе к зданию дворца, на бывшей
территории усадьбы, которая находилась в понижении.
Эта, изначально присутствующая депрессия рельефа,
заполнена материалом культурного слоя мощностью до
150 см. Причем на глубине около 90 см мы находим
мощный, хорошо прогумусированный горизонт с выра¬
женной структурой. Залегающие выше горизонты раз¬
резов 4 и 5 также аналогичны друг другу. Даже дли¬
тельное существование сквера существенно изменило
лишь самый верхний мощностью 20 см горизонт (р. 5).
Толща же между 30 и 90 см слегка разрыхлена корня¬
ми, основная масса которых находится между 65 и 85
см глубины. Этот горизонт (65-85 см) не так богат ор¬
ганическим веществом как нижележащий, но по другим
свойствам (плотность, содержание питательных элемен¬
тов, небольшое количество твердых обломков) благо¬
приятен для растений.
Итак, если бы понадобилось осваивать территорию,
вскрывать фундамент старинной усадьбы или дорожное
покрытие, целесообразно удалить верхние 60 см уплот¬
ненного, с повышенным содержанием крупных облом¬
ков, и малым содержанием гумуса и питательных эле¬
ментов субстрата.
Можно утверждать, что под всевозможными дорож¬
ными покрытиями могут быть запечатаны не только на¬
сыпные грунты, но и почвы, которые залегают непос¬
редственно под покрытиями или на небольшой глубине
под слоем грунта. Асфальтобетонное покрытие оказыва¬
ет как прямое, так и косвенное воздействие на компо¬
ненты городской экосистемы. В связи с этим необходи¬
мо совершенствовать типы покрытий, которые должны
быть гораздо более проницаемы для воды и воздуха,
чем современные и ограничивать запечатывание земной
поверхности, так как одного изменения типа покрытия
при современном технологическом уровне недостаточно
для ощутимого улучшения условий существования рас¬
тений и функционирования почв.
Экраноземы, по сравнению с почвами незапечатан¬
ных городских территорий, меньше подвержены влия¬
нию окружающей среды. Они сохраняют информацию
об историческом развитии городского ландшафта и
могут служить резервом для озеленения.
В заключении, мы надеемся, что проведенные иссле¬
дования пригодятся для осуществления контроля за
экологической ситуацией в городах, разработки приро¬
доохранных мероприятий и путей улучшения качества
жизни городского населения.
ГЛАВА 3
Животное население городских
почв
Вы, зеленые твердые малые,
Твари милые, небывалые.
А. Блок
В урбанизированном ландшафте проблема сохране¬
ния и поддержания биологической активности почвы и
ее высокой продуктивности не менее важна, чем в зем¬
лях сельскохозяйственного пользования. В городе отно¬
сительная территория, занятая зелеными насаждениями,
на порядок и более меньше, чем за его пределами, а
плотность населения в 2-3 раза выше, чем даже в при¬
городной зоне. В больших современных городах, осо¬
бенно в таком мегаполисе, как Москва, городские на¬
саждения должны обладать высокой степенью устойчи¬
вости и биопродуктивности, чтобы полноценно выпол¬
нять свои экологические функции по оптимизации эко¬
логической среды. Развитие, жизнеспособность зеленых
насаждений и их устойчивость к высокой рекреацион¬
ной нагрузке и городским загрязнениям в значительной
степени определяется качеством и состоянием почвы,
которое, в свою очередь, зависит от активности обита¬
ющих в ней живых организмов. Поэтому изучение по¬
чвенных сообществ, в том числе, сообществ почвооби¬
тающих животных, представляет большой научный и
практический интерес.
Почвенная фауна играет ключевую роль в урбоэко-
системах, определяя их устойчивость к негативным
факторам городской среды:
1. Животные, роющие ходы в почве, способствуют
формированию почвенной структуры, разрушаемой при
градостроительных работах. Своей активностью они
улучшают водно-воздушный режим: прокладывая сеть
внутрипочвенных ходов, создают систему аэрации ми¬
нерального субстрата, усиливая доступ кислорода к
корням растений. При градостроительстве, как правило,
искусственно снижается уровень грунтовых вод, а до¬
ждевая влага аккумулируется в канализационных кана¬
лах, что уменьшает водообеспеченность почвы. Актив¬
ность животных способствует улучшению водоснабже¬
ния за счет более глубокого проникновения в мине¬
ральный горизонт дождевой влаги (Гиляров, Стригано-
ва, 1978). В целом, роющая деятельность животных име¬
ет большое значение для поддержания биологической
активности почвы и роста корней растений.
2. Потребляя в пищу органические остатки, почво¬
обитающие сапрофаги осуществляют разрушение и
разложение растительного опада в лесопарках, а также
органического мусора на свалках. При этом они раз¬
мельчают и вовлекают в почвенный слой большую мас¬
су органического материала, от которого очищается по¬
верхность почвы. Размельченные и перемешанные с по¬
чвой органические остатки быстро минерализуются с вы¬
свобождением в нее элементов питания растений, что
улучшает их рост и устойчивость к городской среде.
3. Среди почвенных животных имеется много мел¬
ких форм, питающихся микрофлорой. На городских
свалках и в замусоренных местах, где возникает опас¬
ность возникновения очагов развития патогенных мик¬
роорганизмов, почвенные беспозвоночные способны
снижать и регулировать численность патогенных бакте¬
рий и микроскопических грибов.
4. Пищевые цепи, формирующиеся в почве, являют¬
ся открытыми и некоторые почвенные и подстилочные
хищники питаются наземными беспозвоночными или
даже обитателями зеленых частей растений. При
вспышках массового размножения вредителей листвы
деревьев и кустарников, от которых часто страдают зе¬
леные насаждения городов, почвенные и подстилочные
беспозвоночные играют активную роль в подавлении
очагов вредителей.
Таким образом, особенности локомоторной и трофи¬
ческой активности почвообитающих животных опреде¬
ляют их функции в экосистемах, как создателей и ре¬
гуляторов уровня почвенного плодородия, активно вли¬
яющих на условия роста и развития растений. Почвен¬
ная фауна — неотъемлемый компонент природных и
городских экосистем, требующий особого внимания для
поддеРжания ее жизнедеятельности и охраны.
В сообществах беспозвоночных, обитающих в высо¬
копродуктивных почвах, большую роль играет сапро-
фильный комплекс организмов, потребителей разлагаю¬
щихся органических остатков. Наиболее известной и
активной группировкой сапрофильных животных явля¬
ются дождевые черви — создатели гумуса. Процесс
разложения органического материала в почве очень
сложен, он реализуется целым рядом групп почвооби¬
тающих беспозвоночных и микроорганизмов, сменяю¬
щих друг друга на разных стадиях деструкции и мине¬
рализации органического вещества. Разнообразие и
обилие животных сапрофильного комплекса определяет
темпы деструкции и направление трансформации орга¬
нических остатков, т.е. полноту и скорость их минера¬
лизации, гумификации, высвобождения элементов ми¬
нерального питания растений {Стршшюва, 1980). Кро¬
ме того, в почве и подстилке обитает значительное чис¬
ло беспозвоночных-хищников, способных контролиро¬
вать численность вредителей корней растений, а также
вредителей травяного и кустарникового яруса.
Почвенные беспозвоночные очень чувствительны к
механическим и химическим нарушениям почвы и поэ¬
тому представляют один из наиболее динамичных и
легко ранимых компонентов почвенной системы. Боль¬
шое значение животных в почвенной биодинамике тре¬
бует постановки специальных исследований их состава,
обилия и жизнедеятельности. Кроме того, животные
могут успешно использоваться в системе мониторинга
городских почв, как высокочувствительные индикаторы
их состояния (степени механической нарушенности и
химической загрязненности).
* * *
Изучение почвенной фауны городских почв в Евро¬
пе началось в 50-х годах. Большая часть работ была на¬
правлена на выяснение вопросов, связанных с оценкой
химического загрязнения минерального грунта и расти¬
тельности и воздействия городских загрязнений на по¬
чвообитающих животных. Проведенные исследования
выявили основные факторы, вызывающие деградацию
биотических почвенных сообществ в городе, среди ко¬
торых наибольшее значение имеют засоление, накопле¬
ние тяжелых металлов, иссушение гумусового горизон¬
та почвы, захламление верхнего слоя строительными и
бытовыми отходами. Было констатировано исчезнове¬
ние ряда важных групп беспозвоночных сапрофильного
комплекса, непосредственно участвующих в разложе¬
нии органических остатков, и резкое снижение биоло¬
гической активности почвы. Поэтому одной из важных
задач изучения животного населения городских почв
является оценка чувствительности отдельных групп бес¬
позвоночных к факторам урбанизированной среды и
разработка методов оптимизации условий существова¬
ния полезных почвообразователей с целью повышения
почвенной продуктивности.
Планомерные эколого-фаунистические исследования
почвенной фауны в городских почвах Москвы были на¬
чаты лишь в 80-х годах. Основными объектами наблю¬
дений были наиболее многочисленные и часто встреча¬
ющиеся беспозвоночные — дождевые черви, моллюски,
паукообразные, насекомые. Один из наиболее важных
вопросов в изучении почвенных сообществ городских
почв — сравнение состава населения беспозвоночных и
его функциональной структуры (выявление почвообита¬
ющих вредителей растений, их хищников и паразитов,
способных регулировать численность вредителей, а так¬
же полезных почвообразователей) в разных типах зеле¬
ных насаждений. Для разработки практических задач,
связанных с поддержанием и повышением продуктив¬
ности городских почв, имеет значение проведение
оценки стабильности комплексов педобионтов, для чего
необходимо проведение изучения особенностей их про¬
странственно-временной динамики в отдельных зонах
города с разными типами урбанистических нагрузок.
Городские почвы, занятые зелеными насаждениями в
Москве, представляют весьма сложную систему боль¬
ших и малых территорий, в разное время вовлеченных
в городскую среду. Это — бывшие естественные леса,
а также искусственные насаждения.
В Москве проводились сравнительные почвенно-зоо¬
логические обследования в старых и новых лесопарках,
изолированных дворовых древесно-кустарниковых на¬
саждениях на естественных почвах, а также в скверах
и на клумбах, созданных на насыпных искусственных
почвах. Эти обследования проводились стандартными
методами, принятыми для количественных учетов живо¬
тного населения почвы (Гиляров, Стриганова /ред./,
1987). Полученные данные позволяют сравнивать фауну
городских насаждений Москвы с почвенными сообще¬
ствами природных экосистем Подмосковья, а также с
городскими почвами других городов.
* * *
В разных типах городских зеленых насаждений об¬
щее обилие почвообитающих животных варьирует в
широких пределах — от 3 до 120 экз./м2 (табл. 3.1). В
составе животного населения преобладают пауки, жу¬
ки-жужелицы, стафилиниды, встречающиеся преимуще¬
ственно в листовой подстилке и в самом верхнем гори¬
зонте почвы, богатом органическими остатками. Это —
в основном хищники, питающиеся представителями по¬
чвенной микрофауны (ногохвостки, клещи), а также на¬
секомыми травостоя, которых они добывают на повер¬
хности почвы. В гумусовом горизонте преобладают до¬
ждевые черви, личинки жуков-щелкунов, двукрылых
насекомых, встречающиеся до глубины 10-20 см. Глуби¬
на заселения животными городских почв в значитель¬
ной мере зависит от ее уплотненности.
Различия в составе населения и численности живо¬
тных в городских почвах Москвы определяются целым
рядом факторов. Среди участков, в которых проводи¬
лись количественные обследования беспозвоночных,
выделяется группа зеленых насаждений на естествен¬
ных почвах, измененных по мере вовлечения этих тер¬
риторий в черту города. Это — лесопарки с остатками
лесной растительности. Численность почвенных бес¬
позвоночных в этих местах варьирует в широких пре¬
делах, в зависимости от длительности воздействия ур¬
банизированной среды и от близости к городской ок¬
раине. Однако, в целом на естественных почвах сохра¬
няется более богатое и многочисленное население по¬
чвенных беспозвоночных.
Длительность воздействия факторов урбанизации оп¬
ределяет степень нарушенное™ почвенного профиля и
засоренности почвы, а также уплотненность верхнего
горизонта под влиянием высокой рекреационной на¬
грузки. Расстояние от черты города определяет степень
изоляции зеленого насаждения от пригородных ланд¬
шафтов и, следовательно, возможность миграций по¬
чвенных животных и восстановительной способности
комплексов беспозвоночных в почвах городских пар¬
ков.
Лесопарк в Митино представляет собой остаток ле¬
са, сохраненный строителями около нового жилого
квартала. Там была отмечена наиболее высокая числен¬
ность почвенной мезофауны, уровень которой сравним
с тем, что наблюдалось в почвах лесов водоохранной
зоны Подмосковья (180-220 экз./м2), относительно мало
нарушенных рекреационной нагрузкой и загрязнения¬
ми (Захаров и др., 1989). Исследованный участок в Ми¬
тино (на окраине Москвы) лишь относительно недавно
стал испытывать пресс урбанизации, и в местах, где по¬
чвенный покров не был нарушен строительными рабо¬
тами, сохранилась относительно высокая плотность жи¬
вотного населения.
На Воробьевых горах сильный рекреационный пресс
поддерживается в течение всего года по крайней мере
в течение последних двух столетий. Многолетнее уплот¬
нение почвы летом и зимой привело к снижению чис¬
ленности животных почти вдвое (по сравнению с неуп¬
лотненными лесными участками), несмотря на то, что
почва территории лесопарка не нарушается строитель¬
ством, и в этом районе относительно невысок уровень
индустриальных и автотранспортных загрязнений.
Парк у 1-ой Фрунзенской улицы представляет собой
остаток старого лесопарка, несколько десятков лет на¬
зад оказавшегося в центре города, в районе с большой
автомагистралью. Здесь была отмечена еще более низ¬
кая численность почвенных животных (Душенков и др.,
1992). На фоне длительного рекреационного пресса
здесь высок уровень автотранспортного загрязнения,
что привело практически к разрушению природных
комплексов животного населения.
Небольшие изолированные участки зеленых насаж¬
дений на естественных почвах на территории Рождест¬
венского монастыря и музея-усадьбы Л.Н. Толстого
сильно различаются по уровню биологической активно¬
сти почвы. Здесь, очевидно, основным фактором, подав¬
ляющим активность животных, является рекреацион¬
ный пресс. Территория монастыря в центре старой Мо¬
сквы подвергалась воздействию урбанизации в течение
6-7 веков, почва там сильно уплотнена и содержит
большое количество компонентов культурного слоя. Од¬
нако, до последнего времени, когда начались восстано¬
вительные работы по реставрации монастыря, его тер¬
ритория посещалась мало, и это оказало благоприятное
воздействие на развитие в почве комплексов беспозво¬
ночных с относительно высоким уровнем группового и
видового разнообразия и обилия.
В то же время, во дворе музея-усадьбы Л.Н. Толсто¬
го, где бывают посетители и проводятся экскурсии,
численность животных оказалась вдвое ниже. Таким
образом, в старых городских насаждениях малой пло¬
щади фактор рекреационной нагрузки и изолированно¬
сти играет роль основного регулятора обилия и разно¬
образия животного населения почвы.
Группа исследованных участков с насыпными почва¬
ми, занятыми культурной травянистой растительностью,
обнаружила существенные различия в степени заселен¬
ности животными. Наиболее высокое обилие беспозво¬
ночных было зарегистрировано в сквере вблизи бассей¬
на «Москва» (почвенно-зоологические раскопки про¬
водились до закрытия бассейна). Большая водообеспе-
ченность территории, повышенный в сравнении с
другими районами города уровень грунтовых вод и
регулярный полив зелени создают благоприятные ус¬
ловия для развития животных, даже в почвах с плохо
развитым профилем и при наличии сильного авто¬
транспортного загрязнения и рекреационных нагру¬
зок. Таким образом прослеживается снижение чис¬
ленности животных, обусловленное ухудшением ус¬
ловий влажности почвы и степенью нарушенности
ее верхнего горизонта.
На основе сравнений больших серий почвенных проб
аспиранткой МГУ Е.В. Кудрявцевой был проведен анализ
характера пространственного распределения дождевых
червей по индексу Лексиса (Гиляров /ред./, 1975), харак¬
теризующему степень агрегированное™ животных. Было
показано, что в лесопарке на Воробьевых горах распре¬
деление случайное (индекс Лексиса 1.3), а на террито¬
рии Рождественского монастыря и в микрорайоне Ми¬
тино — агрегированное (индекс Лексиса 1.8 и 1.9). Это
означает, что на двух последних участках черви не рас¬
пределяются по всей территории зеленого насаждения,
а концентрируются в отдельных микробиотопах с наи¬
более приемлемыми для них условиями обитания. Та¬
кой тип пространственного распределения говорит
прежде всего о сильной степени нарушенности почвен¬
ного яруса.
Следует отметить, что для участков городских зеле¬
ных насаждений существенное значение имеет размер
их площади. На относительно обширных территориях с
выраженными разными формами микрорельефа и не¬
которой неоднородностью почвенного покрова и под¬
стилочного слоя, животные могут найти убежища для
переживания неблагоприятных условий. Эти убежища
служат затем источником расселения почвенных обита¬
телей по всему участку после окончания действия не¬
благоприятных факторов. В этом отношении наиболее
пессимальны условия обитания почвенных животных в
небольших городских скверах и газонах на насыпных
почвах. Искусственная выровненность рельефа и уни¬
фикация растительного покрова лишают животных воз¬
можности спастись от воздействия каких-либо небла¬
гоприятных факторов (например, пересыхания или про¬
мерзания верхнего слоя почвы). Это может привести к
гибели животного населения почвы. А изолированность
таких участков препятствует возможности реколониза-
ции беспозвоночных из других источников.
В зоне умеренного климата Восточно-Европейской
равнины фауна городских почв представляет собой
обедненный вариант фауны естественных ландшафтов
пригородной зоны. В больших городах встречается до
30% видов животных, населяющих лесные и луговые
местообитания.
В Москве, на примере дождевых червей, жуков-жу¬
желиц, многоножек было установлено примерно такое
же соотношение. Например, из 14 видов червей, встре¬
чающихся в Московской области, в городских почвах
обитает 5 видов (Матвеева, Перель, 1982). Из 30 видов
многоножек, зарегистрированных в Подмосковье {За¬
лесская и др., 1982), в черте города обнаружено 4 вида
(Душенков и др., 1991а).
При зоологических обследованиях почвы в городе
были обнаружены виды дождевых червей, которые
обычно доминируют в составе животного населения
лесных экосистем по величине зоомассы (Aporrectodea
caliginosa, A.rosea, Lumbricus rubeLLus). Кроме того, наи¬
более часто в городских насаждениях встречаются жу¬
ки-жужелицы (Carabidae) — 12 видов, коротконадкры-
лые жуки-стафилиниды (Staphylinidae) — 7 видов, ли¬
чинки жуков-щелкунов (Elateridae) — 4 вида, уховер¬
тки (Dermaptera) — 1 вид, многоножки (Myriapoda) — 4
вида; единично встречающиеся сенокосцы (Opiliones), па¬
уки (Агапеа). В более влажных местах обычны улитки и
мокрицы. {Душенков 1983, Душенков и др., 19916, Самари¬
на, Шарова, 1974).
В естественных почвах вертикальное распределение
беспозвоночных по профилю имеет четко выраженную
закономерность. Среди животного населения встреча¬
ются обитатели поверхности почвы, живущие в листо¬
вой подстилке, травяной ветоши, под камнями, в тре¬
щинах почвы. Они питаются и размножаются на повер¬
хности и хорошо переносят кратковременные колебания
температуры и влажности. Зимний период они пережи¬
вают в укрытиях — в почве или гнилой древесине.
Кроме того, выделяется группировка обитателей ми¬
нерального горизонта, постоянно живущих в глубоком
слое почвы и питающихся корнями растений или час¬
тицами органического детрита. Третью группировку со¬
ставляют подстилочно-почвенные формы, совершаю¬
щие регулярные миграции между подстилкой и мине¬
ральным горизонтом почвы в зависимости от окружа¬
ющих условий.
В городской почве создаются неблагоприятные усло¬
вия обитания для представителей всех группировок,
чем можно объяснить сокращение обилия и разнообра¬
зия животного населения. В Москве каждую осень со¬
бирают и сжигают листовую подстилку, лишая живо¬
тных естественных укрытий и пищевых ресурсов. Уда¬
ление подстилки связано с высоким уровнем ее загряз¬
нения тяжелыми металлами, аккумулирующимися в
опаде, которые могут переходить в почву. Сжигая под¬
стилку, почву частично предохраняют от поступления
токсикантов. Но обнажение поверхности почвы лишает
ее защитного слоя опада, сглаживающего колебания
температуры и влажности. Это лимитирует развитие
подстилочного комплекса беспозвоночных. Кроме то¬
го, сильное вытаптывание почвы ведет к ее уплотне¬
нию и снижению обеспеченности кислородом, что не¬
благоприятно для обитателей минерального горизонта.
Поэтому только отдельные виды почвенной фауны,
способные обитать в широком спектре экологических
условий, могут поддерживать жизнеспособные попу¬
ляции в городских зеленых насаждениях. К ним отно¬
сится, например, широко распространенный в Цент¬
ральной России пашенный червь Aporrectodea caliginosa.
Он встречается на газонах и клумбах городских скверов
там, где почва не очень вытоптана. Это — внутрипочвен-
ный вид, нуждающийся в определенном запасе почвенно¬
го воздуха в минеральном горизонте. В исследованных
лесопарках Москвы (Митино, Воробьевы горы) эти черви
составляли основу животного населения (данные Е.В,
Кудрявцевой). Но в парке на 1-ой Фрунзенской ул. они
отсутствовали, очевидно, из-за переуплотнения почвы.
Второе место по численности занимает другой обитатель
минерального слоя почвы — Aporrectodea rosea. Этот вид,
ареал которого охватывает степную и лесную зоны, широ¬
ко распространен в южном и центральном Подмосковье в
смешанных лесах и на лугах. Этот вид — более теплолю¬
бивый, и в городских условиях его обилие несколько вы¬
ше, чем в природных подмосковных ландшафтах, что под¬
тверждает известные данные о более теплом микроклимате
города в сравнении с его окрестностями. В зеленых насаж¬
дениях Москвы часто встречается также подстилочный
червь Lumbricus rubellus, многочисленный в лесах Подмо¬
сковья и единичный в городских условиях. Среди обсле¬
дованных участков этот вид в встречался лишь на од¬
ном — в лесопарке нового района в Митино, где еще
не применялась практика удаления подстилки с повер¬
хности почвы.
Таблица 3.1-
Обилие почвенных беспозвоночных в зеленых насаждениях Москвы
(по данным количественных учетов почвенной мезофауны,
проведенных В.М. Душснковым, М.Н. Строганове!, М.Г. Агарковой,
Т.Н. Черняховской, Б.В. Кудрявцевой)
Район Москвы
Тип зеленого насаждения
Численность
почвенных
беспозвоноч¬
ных, экэ/ м
Митино
Лесопарк около жилого
квартала
120
Воробьевы горы
Лесопарк
66
1-ая Фрунзенская ул.
Остатки старого парка
57
ул. Рождественка
Территория
Рождественского
монастыря
83
Хамовники
Территория музея-
усадьбы Л.Н. Толстого
30
Бассейн «Москва» (бывш.)
Сквер около бассейна
50
ул. Рылеева
Сквер между домами
30
ул. Остоженка
Сквер
27
ул. Остоженка
Сквер
10
Комсомольский проспект
Клумба на проезжей
части
3
Московская область,
Подольский район
Смешанный лес на
дериово-подаолистон
почве
280-320
Среди почвенных беспозвоночных в парках и скве¬
рах Москвы встречаются антропохорные виды, широко
распространенные в городах и поселках и в лесах, на¬
рушенных антропогенными воздействиями. Например,
из 12 видов жужелиц городской фауны ярко выражен¬
ными антропохорными формами являются Carabus
nemoralis, Pterostichus melanarius, Harpalus affinis. Кроме
того, в состав городской фауны включаются широко
распространенные политопные формы и сухолюбивые
виды, приуроченные к открытым местообитаниям и бо¬
лее южным районам. Таким образом, состав почвенной
фауны экосистем Москвы свидетельствует о более теп¬
лом и сухом микроклимате почв под зелеными насаж¬
дениями города в сравнении с окрестностями. Это со¬
гласуется с известным утверждением о процессе «ос-
тепнения» городских почв под влиянием более теплого
микроклимата и частичного иссушения (Pisarski, 1990,
Tischler, 1990). Жуки-жужелицы представлены в городе
преимущественно поверхностно-обитающими формами;
в городских местообитаниях практически отсутствуют
жизненные формы, зарывающиеся в почву при небла¬
гоприятных условиях (Самарина, Шарова, 1974). Способ¬
ность к широким горизонтальным миграциям позволяет
этим жукам избегать неблагоприятных локальных усло¬
вий. Поэтому их разнообразие и распространение в го¬
роде в значительной мере определяются наличием убе¬
жищ на поверхности почвы, а также наличием миграци¬
онных путей между отдельными зелеными насаждениями.
В некоторых районах города большое значение в по¬
чвенных сообществах имеют многоножки. В Москве
найдено два вида Polydesmus (DipLopoda) и по одному
виду Lithobiidae и Geophilidae {Душенков и др., 1991а).
В больших насаждениях лесопаркового типа с достаточ¬
ной увлажненностью почвы многоножки могут дости¬
гать высокой численности. В первую очередь это отно¬
сится к хищным формам Lithobiidae, Geophilidae. По¬
следние живут в более глубоких горизонтах (10-20 см),
поэтому для них существенное значение имеет фактор
уплотненности почвы. Многоножки приносят пользу,
уничтожая насекомых-вредителей. В местах с низкой
рекреационной нагрузкой геофилиды могут поддержи¬
вать высокую численность, в несколько раз превышаю¬
щую таковую в почвах ненарушенных лесов. В город¬
ских насаждениях, где многие другие почвенные хищ¬
ники не могут выжить, представители данной группы
дают резкие подъемы численности при наличии доступ¬
ной пищи; они питаются тлями, регулярно размножаю¬
щимися в большом количестве. Поэтому, наряду с
божьими коровками, они выступают как эффективные
регуляторы численности вредителей растений.
Следует отметить одну интересную особенность би¬
ологии многоножек-литобиид в городских экосистемах.
В Московских парках у них была обнаружена летняя
диапауза — прекращение питания в середине лета во
время наиболее жаркого периода. В Подмосковье такой
диапаузы у них не наблюдалось. Летний перерыв ак¬
тивной жизнедеятельности, как правило, наблюдается у
беспозвоночных, обитающих в районах с жарким и су¬
хим летом, когда температура превышает верхнюю гра¬
ницу их нормальной жизнедеятельности. В природных
условиях летняя диапауза характерна для животных,
обитающих в почвах более южных районов с регуляр¬
ной летней засухой, например, в степных местах.
Следует отметить еще одну многочисленную и широко
распространенную группу почвенных обитателей в город¬
ских насаждениях. Это — муравьи, численность которых
может достигать высоких значений. Муравьи играют роль
санитаров и регуляторов численности вредителей растений.
В городских древесных и травянистых насаждениях
часто наблюдаются вспышки массового размножения
отдельных видов насекомых — вредителей растений,
минирующих стебли трав, а также тлей, размножаю¬
щихся в листве деревьев и кустарников. Минирующие
и сосущие насекомые составляют до 30% фаунистиче-
ского разнообразия насекомых, обитающих в кронах
деревьев (Писарский, 1986). Вспышки размножения вре¬
дителей растений часто сопровождаются массовым по¬
явлением почвенных и напочвенных хищников — му¬
равьев, божьих коровок, личинки которых встречаются
на поверхности почвы и в подстилке, жуков-мягкотелок
(Cantharidae), развивающихся в подстилке и под корой
деревьев. При высокой численности эти хищники способ¬
ны быстро ликвидировать очаги вредителей, сосущих и
минирующих ткани зеленых частей растений.
Таким образом, городские почвы имеют свои специ¬
фические комплексы беспозвоночных, обедненные по
разнообразию групп и видов, но включающие функци¬
ональные группировки (характерные для полноценного
животного населения нормальных естественных почв)
способные поддерживать почвенную структуру и регу¬
лировать обилие вредителей растений.
На фоне общего фаунистического обеднения отдель¬
ные виды могут достигать в городских изолированных
насаждениях значительной численности. Основные
факторы, лимитирующие активность почвенных живо¬
тных в городе — переуплотнение верхнего горизонта,
частые нарушения почвенного профиля, недостаток вла¬
ги и удаление подстилки с поверхности почвы. На участ¬
ках, где эти негативные воздействия смягчены, обилие
и разнообразие животного населения резко возрастает,
а в больших лесопарках оно может быть сравнимо с
пригородными естественными лесами. В этих местах зна¬
чительную роль в почвенных сообществах играют дожде¬
вые черви, способствующие быстрому восстановлению
разрушенной почвенной структуры и разложению расти¬
тельных остатков. В городе особенно значима деятельность
почвообитающих и напочвенных хищников, контролирую¬
щих массовые размножения вредителей растений.
Они играют большую роль в улучшении состояния по¬
чвы и в повышении устойчивости самих зеленых насаж¬
дений. Планирование зеленых насаждений в городе дол¬
жно учитывать не только их суммарную площадь, но и
величину отдельных участков. Необходимо стремиться к
уменьшению степени изоляции насаждений, путем созда¬
ния «экологических коридоров» — широких полос зеле¬
ни, соединяющих между собой отдельные парковые мас¬
сивы. Экологические коридоры являются также вентиля¬
ционной системой города. Желательно создание в горо¬
дах условий для развития полных многоярусных древес-
но-кусгарниковых сообществ на естественной почве с со¬
хранением подстилочного слоя. Такие островные сообще¬
ства могли бы служить резерватами нативной почвенной
фауны и источником ее расселения в соседние насажде¬
ния. Для поддержания жизнеспособности почвы и ее би¬
отических сообществ (животных, микроорганизмов, кор¬
ней растений) необходимо оптимизировать микроклима¬
тические условия — следить за уровнем влажности и
температурой, чего можно достичь, создавая обширные
насаждения с большой биомассой зелени за счет фор¬
мирования многоярусных культурных фитоценозов с
участием трав, кустарников и деревьев. При разработке
системы ухода за почвой городских насаждений необхо¬
димо учитывать потребности почвенных обитателей.
Таким образом, планирование развития и застройки
современных городов и новых городских районов дол¬
жно основываться на экологических принципах и пре¬
дусматривать создание сети крупномасштабных зеле¬
ных насаждений, формирующих благоприятную город¬
скую среду с чистым воздухом, достаточной влажно¬
стью и сниженным шумовым фоном.
ГЛАВА 4
Микробиологические
и некоторые
санитарно-гигиенические
свойства городских почв
И дичь в лесу, и сосны гор
Богаты золотом и медью,
И нив желтеющих простор,
И рыба в глубине озер
Принадлежат вам по наследью.
Н. Гумилев
Одной из основных задач экологов является не толь¬
ко выявление нарушений в экосистеме, но и изучение
ее устойчивости и способности противостоять наруше¬
ниям. Рассмотрим представленные данные с точки зре¬
ния такого подхода.
Микробные сообщества почв города сохраняют не¬
которые природные экологические ниши и в то же вре¬
мя начинают осваивать возникшие новые микрозоны
антропогенного характера, не свойственные данной по-
чвенно-растительной зоне. Это дает основание изучать
микробные сообщества городских почв как особые,
специфические — урботехногенные.
Выявление микроорганизмов, качественно и количе¬
ственно не свойственных исходной природной зоне и
их потенциально патогенных свойств, составляет основу
микробиологического мониторинга городской среды.
Город представляет собой гигантскую экосистему из
разнородных компонентов, каждый из которых должен
подвергаться самостоятельному мониторингу. Однако от¬
дельные ее компоненты исследованы в неодинаковой сте¬
пени. Более изучены воздушная и водная среды, расти¬
тельность, почвенный покров. Недостаточно исследован¬
ными остаются микробиологические свойства городских
почв — урбаноземов. В то же время важность изучения
биологических свойств почв города определяется тем, что
почва служит основным местом стока урбаногенных ве¬
ществ, в частности и мутагенных (Скворцова и др., 1989;
Дубинина и Дубинин, 1996). Преобразование и обезврежи¬
вание этих веществ зависит от состояния микробных
сообществ почв.
Для налаживания мониторинга биологических свойств
почв города необходимо охарактеризовать современное со¬
стояние их микробного комплекса в городах и пригород¬
ных зонах и выявить факторы, его обусловливающие.
4.1. Особенности микроСных сообществ
городских почв и их индикационные
возможности
Особенности микробных сообществ городских почв,
возникшие под влиянием урбогенеза, могут служить це¬
лям индикации городской среды. Главной особенностью
микробных сообществ урбаноземов является приобре¬
тение ими черт, не свойственных почвам окрестностей
города.
К числу общих закономерностей урбаногенеза, ко¬
торые могут быть положены в основу мониторинга,
относится изменение среды под влиянием автотранс¬
порта. Так, в малом городе без крупной промышленно¬
сти (г. Пущино-на-Оке Московской области) с 30-лет¬
ней историей, но уже распространяющем свое влияние
в радиусе 10-15 км (Беспалов, 1986), именно автотранс¬
портная станция в центре города признана типичной
урбаногенной территорией для микробиологического
мониторинга.
Одной из общих закономерностей процесса урбани¬
зации является (также связанное с автотранспортом)
поступление в почвы города нефтепродуктов. Призна¬
ком такого рода влияния служит доминирование в бак¬
териальном комплексе определенной группы бакте¬
рий — родственных актиномицетам, называемых родо-
кокками. Учет данных бактерий на питательной среде
облегчается тем, что они образуют колонии, окрашен¬
ные в красные тона и имеют характерный цикл разви¬
тия. Увеличенное количество таких родококков в неф¬
теносных каштановых почвах Заволжья было установ¬
лено еще в 1938 г проф. Н.А. Красильниковым. Связь
родококков с углеводородами как субстратами для раз¬
вития отмечали Нестеренко и др. (1988), для урбанозе¬
мов г. Пущино-на-Оке — Куличева и др. (1996). В по¬
чве конечной автобусной остановки в Лужниках (Мос¬
ква) нами также обнаружена доминирующая популя¬
ция краснопигментированных родококков, составляв¬
ших до 90% от числа выросших на среде по сравнению
с 1%-ным содержанием тех же родококков в контроль¬
ной почве близлежащего газона. Повышенное содержа¬
ние родококков является не только признаком обога-
щенности почвы углеводородами, но и показателем
происходящего под их влиянием процесса очищения
почвы от нефтепродуктов (Ивишна и др., 1995).
В результате аварийных разливов нефтепромысло¬
вых вод с высоким содержанием натрия и хлора и неф¬
тяного загрязнения городской и пригородной зон (Кос-
тюкевич, Скворцов, 1991), сохранившиеся на террито¬
рии г. Казани черноземы и серые лесные почвы испы¬
тывают засоление уже через 1-3 года после поступле¬
ния этих элементов. Приведенные показатели урбано-
генного изменения почв характерны для многих других
городов, на территории которых имеются нефтеперера¬
батывающие предприятия, например, в Нижнем Нов¬
городе (Экологическая обстановка в Н. Новгороде, 1992).
К числу общих закономерностей процесса урбаниза¬
ции относится также подщелачивание почв в результа¬
те оседания известковой пыли и, как следствие, увели¬
чение численности щелочелюбивых микроорганизмов,
например, таких как азотобактер, актиномицеты, неко¬
торые бациллы и др. Накопление щелочелюбивых или
щелочеустойчивых бактерий характерно как для Моск¬
вы, так и для малого города — Пущино-на-Оке (Кули-
чева, 1996).
Однако имеются и возможности детоксикации тяже¬
лых металлов и устранение в определенной степени по¬
следствий влияния автотранспорта, например, путем
нанесения на разделительные полосы гумусированных
субстратов с ненарушенным сложением для сохранения
природных экониш вносимых одновременно микроорга¬
низмов. При этом могут быть вместе с почвой внесены
бактерии, которые являются устойчивыми и к другим
веществам, например, азотобактер, проявляющий в оп¬
ределенном интервале концентраций зависимость от
хлорида натрия (Раде, 1986), употребляемого как проти¬
вогололедное средство (рис. 4.1). Действительно, нами
мМ NaCI
Рис. 4.1.
Na — зависимый рост Azotobacter chioococciun (Раде, 1986 ).
были обнаружены жизнеспособные клетки азотобакте¬
ра в почве на разделительной полосе дороги с интен¬
сивным движением автотранспорта (ул. Менделеева,
Москва). Известно (Громов, Павленко, 1989), что клетки
азотобактера, сохраняя жизнеспособность, могут акку¬
мулировать до 300 мг свинца в расчете на 1 г сухой
биомассы.
В связи с накоплением легкорастворимых NaCI, КС1
на городской территории и их попаданием в почву, в
урбаноземах возрастает популяция галотолерантных
бактерий, способных интенсивно развиваться при кон¬
центрации раствора NaCI более 20%. Таким образом,
урботехногенное бактериальное сообщество приобрета¬
ет еще одно качество, не свойственное природным де¬
рново-подзолистым почвам и характерное скорее для
бактерий засоленных местообитаний, однако успешно
реализуемое в урбаноземах г. Москвы.
В качестве индикатора на урбаногенез может быть
выбрана определенная видовая популяция бацилл, на¬
пример, подверженная доминированию в урбаноземах
за счет соответствия ее потребностей некоторым ур-
баногенным свойствам почв или благодаря уменьшению
конкуренции со стороны более чувствительных к урба-
ногенезу микроорганизмов. К числу таких доминантов
в урбаноземах г. Москвы относится спорообразующая
бактерия — Bacillus megaterium. При оценке числен¬
ности этой бактерии показательным является не ее аб¬
солютное, а относительное содержание, возрастающее
при усилении признаков химического загрязнения (рис.
4.2). Так, в почве лесопарка популяция этой бактерии
составляет 4, тогда как в почве газона на загрязненной
территории эта цифра достигает 32, а в почве сильно
загрязненного участка популяция индикаторной бакте¬
рии составляет 64% от числа выросших микроорганиз¬
мов. Увеличение численности бациллы соответствует
возрастанию в почве содержания тяжелых металлов, в
частности, свинца, кадмия и меди, что свидетельствует
о высоких адаптационных возможностях этих бактерий
и способности существовать в условиях урботехногене-
за, в частности, за счет изменения своей внутривидо¬
вой структуры.
Bac.megaterium способен диссоциировать с образо¬
ванием двух колониально — морфологических вари¬
антов, которым соответствуют два типа колоний:
складчатая (R-форма) и гладкая (S-форма) (табл. 4.1).
Известно (Милько, Егоров, 1991), что культурально —
морфологические варианты (диссоцианты) различают¬
ся по своим свойствам, в том числе по реакции на
изменение окружающей среды, что может определять
их индикационные возможности. В данном случае R-
форма не обнаруживалась в почве фонового участка,
но выделялась из почвы с признаками загрязнения.
Таким образом, в урбаноземах изменяется не только
видовая, но и внутривидовая структура бактериаль¬
ных сообществ, что является признаком адаптации к
новым условиям среды.
Подщелачивание является характерным и для малых
городов. С этим может быть связано возрастание обилия,
например, популяций артробактера в урбаноземах г. Пу-
щино-на-Оке (Куличева и др., 1996). Авторы предлагают
способ дифференцирования городских и ненарушенных
местообитаний по таксономической структуре бактери-
Ряс. 4.2.
Соотношение относительного содержания бактерии Bacillus
megaterium и содержания тяжелых металлов в почвах г. Москвы.
1. Изменение суммарных концентраций тяжелых металлов (Си, РЬ, Cd)
в разных типах урбанофитоценоэов.
2. Содержание Вас. megalerium в разных типах урбанофитоценоэов.
Изменение числеипостн бактерий в повсрхносгаых горюонтах урбаноземов г. Моспы
4
Е*
а
<
ю
4
н
Подвижные
формы,
(1 н HNO3),
мг/кг
Cd
сч
90
90
п
0.5
СЧ
о
0.4
0
0
£
560
85.0
006
OIL
156
о
о
сч
6.0
45.0
о/н
н/о
Си
76.0
37.6
45.6
О
о
сч
61.3
он
19.9
о/н
0
"5s
Среда
МПЛ
14
1'
1190
О
о
CS
096
410
890
450
560
470
2000
1820
Среда
КАА
lit
3 я
СЧ
120
70
п
65
О
52
О
tv
Я
Среда Чалека
Днссошшпы
Вас.
ONgateriuni
формы КОЛОНИЙ
И
33
6?
О
to
п
сч
п
п
06
ой
52
гм
Ю
о
сч
СП
3
о
о
о
о
О
1
}
S
а
а
«к
64.2
009
43.1
25.0
32.0
4.3
2.1
3.2
5.2
2960
*
s
§
661
«-Ч
О)
195
6Е
сч
п
п
299
Всего.
тыс/г
824
835
471
351
600
903
552
403
247
096
-ё а
щ
52.8
ЕЕВ
67.0
73.5
O/H
10.5
7.5
6.0
о/н
о/н
Гумус,
%
О
сч
Ж
3.5
2.3
2.4
LZ 1
2.3
CS
5,8
рн
водный
7.5
«
7.6
7.5
О
GO
5.9
О
6.3
5.8
6,8
Ni разреи, почва
1 13, Урбанозем
1 17, Урбанозем
1 16, Урбанозем
I 10, Урбанозем
1 9, Урбанозем
1 18, Дерново-подзолистая
i
0
1
§
о
X
а
*
1
и
е
а
о
£
*
Я
Дерново-лодэолистая
Москов. обл.
Каштеновая почва,
Ростовская обл.
ального комплекса на уровне родов бактерий. Ими ус¬
тановлено, что, если в учитываемом микробном комплексе
доли энтеробактерий и родококков превышают 13 и 2%,
соответственно, то данные образцы почвы, растений, рас¬
тительного опада взяты на территории города.
Доминировать в городских почвах могут и такие
представители группы щелочелюбивых бактерий, как
актиномицеты. Так, в одной из наиболее загрязненных
почв на территории Юго-Запада г. Москвы (р. 17, ул.
Усачева) обнаружено наиболее высокое содержание ак-
тиномицетов, сопоставимое с численностью этих мик¬
роорганизмов в степной каштановой почве, что также
является характерным показателем урбаногенных про¬
цессов. Одновременно увеличение количества актино-
мицетов может сопровождаться и усилением минерали-
зационных процессов в урбаноземах.
Численное доминирование и высокое таксономиче¬
ское разнообразие актиномицетов возникает и на тер¬
ритории детских площадок (данные сотрудника Биоло¬
гического ф-та МГУ канд. биол. наук К.А. Виноградо¬
вой). Таксономическое разнообразие актиномицетов в
этих субстратах приближается к обнаруженному в по¬
чвах южного ряда.
Характерной особенностью антропогенно-изменен¬
ных почв, в том числе урбаноземов, является не только
возникновение несбалансированного развития микро¬
бных популяций в сообществе почвенных микроорга¬
низмов (доминирование), но и возрастание биологиче¬
ской активности, как показателя одного из первых эта¬
пов нарушений экологических свойств почв. На началь¬
ных стадиях нарушений экосистемы микробное сооб¬
щество часто сохраняет способность сопротивляться от¬
рицательному экологическому влиянию, что выражается
в увеличении биохимической активности, дыхания и
других показателей.
Такая реакция почвенного микронаселения выража¬
ется, например, в усилении микробной активности в
минерализации целлюлозосодержащих материалов и в
накоплении свободных аминокислот и других нингид-
ринположительных веществ в загрязненных почвах
(табл. 4.2).
Таблица 4.2.
Целлюлозолитичсская активность, содержание
ниппщрииположигельпых веществ и тяжелых металлов
в городских почвах (Агаркова и др., 1994)
№
раз¬
реза
Тип УФЦ
Горизонт,
глубина, см
Сумма
Zn + Pb + Cu +
Cd, мг/кг
Целлюлоэо-
литическая
активность,
%
разложения
тканн
Количество
иингидрин-
положитель-
ных
веществ,
мкг/г ткани
83
Лесопарк
А1
0-8
62
12
101
69
Газон
U2ha3
2-28
89
13
99
70
Сквер
Ula
0-12
245
12
136
60
Парк
Шд
0-3
344
5
126
67
Селитеб.
участок
Ulha
0-14
335
14
231
69
Бульвар
Uh
0-16
486
20
231
Однако, как показывают наши исследования, при
дальнейшем усилении антропогенного пресса на микроб¬
ное сообщество может наступать следующий этап реакции
на урбанизацию, что выражается в падении уровня биоло¬
гической активности почвы ниже контрольного.
Наряду с бактериями, видовой состав грибов на ур¬
банизированных территориях малого города (Пущино-
на-Оке) также отличается от природных участков (Мар-
фенина ц др., 1991, 1996). Из всех исследованных авто¬
рами субстратов (почвы, приземный слой воздуха, рас¬
тения) периодически выделялись нетипичные для почв
дерново-подзолистой зоны представители родов
Aspergillus и Fusarium. На урбанизированных террито¬
риях мало грибов рода Gliocladium и меньше встреча¬
ется типичных доминантов для дерново-подзолистой зо¬
ны — пенициллов. Те же закономерности отмечаются
и для урбаиоземов г. Москвы.
Таким образом, в городской среде формируются
специфические, отличные от природных как бактери¬
альные, так и грибные комплексы, в составе которых
существенную долю занимают виды, характерные для
местообитаний более южных регионов (рис. 4.3).
1
I
1
II
3
15%
3
Рис. 4.3.
Представленность (обилие, %) грибов рода Aspergillus в различных
компонентах городской экосистемы и контрольной пригородной
территории.
I • контроль (пригородный с мешаный лес); II - центр малого
города.
1.— приземный слой воздуха, 2.— поверхность листьев березы,
3.— почва (Марфенина и др., 1996).
С микробиологической точки зрения непредсказуе¬
мое, постоянно меняющееся сочетание антропогенных
факторов, их мозаичное распределение на территории
городов нарушает природные экониши микроорганиз¬
мов и создает новые. Задача же экологов состоит в со¬
хранении природных экологических ниш и их имита¬
ции в условиях города. В этих условиях возникает не¬
обходимость почвенно-микробиологического картирова¬
ния городской территории с целью выяснения числа
сохранившихся природных экониш и процессов, харак¬
терных для исходной почвенно-растительной зоны, уча¬
ствующих в поддержании этих микробных экониш, а
также выявления мест с наиболее сильным нарушением
структуры микробного комплекса и одновременно его
потенциальных способностей к самовосстановлению.
К специфическим особенностям крупных городов
относится географическая неоднородность территории,
которую необходимо учитывать при микробиологиче¬
ском мониторинге. Так, таксономический состав сооб¬
щества актиномицетов в почве детских площадок более
сходен с почвами южного ряда в случае более теплой
локализации площадки в пределах Москвы. Это указы¬
вает на необходимость дробного территориального мик¬
робиологического мониторинга почв крупных городов.
Особенностью городов является специфичность их
гидрографической сети. Для Москвы характерна изре-
занность ее территории большим количеством рек, в
том числе, подземных. Это приводит к развитию глее-
вых процессов, оказывающих влияние на распростране¬
ние бактерий, связанных с оптимальной или повышен¬
ной влажностью почв, что относится к числу природ¬
ных факторов в распределении микроорганизмов.
Оводненность субстратов соответствует потребностям
одной из индикаторных на урбаногенез бактерий —
азотобактера (Скворцова и др., 1997); бактерия требует
для своего развития сочетания следующих факторов:
нейтральный pH, высокое содержание органического
вещества, фосфора, кальция. В то же время его при¬
родными нишами являются поймы рек. Установлено,
что азотобактер широко распространен в реках всех
широт, и расселение этой бактерии, по-видимому, идет
по рекам. Азотобактер обнаруживается преимуществен¬
но среди илистых частиц, образующих взвешенную
муть, и в ил ах. Молодой аллювий, недавно отложенный
реками, отличается большим содержанием азотобакте¬
ра. Дальнейшее сохранение этой бактерии в отложени¬
ях и почвах, которые из них образуются, зависит от
направленности почвообразовательного процесса. Неко¬
торые процессы почвообразования создают субстрат,
губительный для азотобактера. Так, например, в подзо¬
листых почвах азотобактер не обнаруживается вслед-
ствии кислой реакции среды. Если на аллювиальных
наносах создаются заболоченные почвы, то эта бакте¬
рия приобретает благоприятные условия для своего раз¬
вития. В степной и пустынной зонах азотобактер рас¬
пространен только в орошаемых почвах.
В почвах пойм малых рек на территории Москвы (р.
Городнл) азотобактер обнаруживается со 100%-ной встре¬
чаемостью, несмотря на высокий уровень загрязнения ре¬
ки тяжелыми металлами: медью — на уровне 4 ПДК,
марганцем — 20 ПДК (О состоянии.., 1993). Очевидно,
соответствие микроорганизма своей природаой экологи¬
ческой нише делает его малочувствительным до опреде¬
ленных пределов к урбогенным воздействиям.
В современных урбанофитоценозах распределение
азотобактера существенно зависит от величины pH, да¬
же если она обусловлена известковой пылью новостро¬
ек, при достаточной влажности нижних слоев почвы,
(табл. 4.3). В глеевых горизонтах, образующихся под¬
топлением, азотобактер встречается в ассоциации с фа¬
культативно — анаэробными бациллами, в частности, с
Вас. sphaericus.
Поскольку ассоциативное состояние микроорганиз¬
мов относится к числу их природных особенностей, то
можно предположить, что нарушение ассоциативных
связей также будет служить показателем неблагоприят¬
ных процессов, сопровождающих урбанизацию. Так,
выявлено нарушение природных симбиотических взаи¬
мосвязей лесной растительности с микоризными гриба¬
ми в пригородной зоне г. Минска в результате небла¬
гоприятного действия выбросов предприятий машино¬
строительной промышленности (Кудло, Кудло, 1995).
Одним из признаков природного состояния микро¬
организмов в микробных сообществах служит наличие
взаимодействия между составляющими их компонента¬
ми, которое выявляется микроскопически методом так
называемого «микробного пейзажа» или почвенного
олиготрофного микробного сообщества, развивающего¬
ся непосредственно на частицах почвы во влажной ка¬
мере (Скворцова и др., 1988). В такого рода сообщест¬
вах наблюдали непосредственным микроскопированием
почвенных частиц взаимодействие между бактериями, с
одной стороны, и мицелием грибов, либо актиномице¬
тов, — с другой. Наличие таких межмикробных взаи¬
модействий служит одним из показателей функциони¬
рования почвенного олиготрофного микробного сооб¬
щества. В урбанофитоценозах новостройки Москвы —
«Митино» — функционирующее состояние микробного
сообщества сохраняется лишь в отдельных местообита¬
ниях: относительно ненарушенных территориях лесо¬
парка, заброшенной стройплощадке, пустыре за дома¬
ми. В то же время при наличии в сообществе бактерий,
грибов и актиномицетов в других районах «Митино»
[промзона (насыпь около ТЭЦ), селитебный участок
(междворовое пространство), действующая стройпло¬
щадка, взаимодействия между ними не наблюдалось,
что может служить показателем одного из первых эта¬
пов разрушения связей в микробном сообществе.
Таблица 4.3.
Содержание азотобактера в почвах г. Москвы,
% обрастания комочков почвы на среде Эшби
Адрес
Азотобактер, % в слое,
см
В слое 0-30 см
0-10
0-30
РЬ, мг/кг
рНводн.
Филевский парк
0
0
20
5.0
Парк в микрорайоне
Митино
0
0
12
5.5
Пустырь, поросший
травой (Митино)
0
0
14
6.3
Газон у входа в
спорткомплекс
«Лужники»
3
н/опр
н/опр
н/опр
Адрес
Азотобактер, % в слое,
см
В слое 0-30 см
0-10
0-30
РЬ, мг/кг
рНводн.
Придорожный газон,
«Митино»
11
15
7
7.6
Газон напротив АСУ
«Москва»
24
20
н/опр
н/опр
Сквер на ул.
Пречистенка
30
8
193
В.0
Стройплощадка,
«Митино-2я
48
26
10
8.2
Газон
разделительной
полосы на
ул.Мецделеева
60.
н/опр
н/опр
н/опр
Газон, Новодевичий
монастырь
70
н/опр
н/опр
н/опр
Селитебный участок,
ст. М. «Таганская»
73
76
25
8.2
Пойма р. Городия
100
52
н/опр
н/опр
Сквер, ст.
М. «Коломенская»
100
66
70
8.2
Край оврага,
ст. М. «Коломенская»
100
100
75
8.0
Специфическими особенностями крупных и средне¬
го размера городов является наличие на их территории
монастырей и усадеб, характеризующих сочетанием ан¬
тропогенных, исторических и природных факторов,
обусловливающих влажность нижних слоев почвенного
профиля (монастыри располагались на склонах рек). Та¬
кие урбаноземы служат источником информации о на¬
чальных стадиях урбаногенеза и вместе с тем об осо¬
бенностях древних почвенных микробоценозов.
Выявлены места локализации микроорганизмов и в
почвах урбанофитоценозов исторического центра Моск¬
вы. Характерные особенности в профиле урбанозема
Рождественского монастыря имеет распределение азо¬
тобактера и других бактерий (табл. 4.4.). На территории
Рождественского монастыря верхняя часть почвенного
профиля с большим числом антропогенных включений
и возможным иссушением почвы не содержит жизне¬
способных клеток азотобактера. Эта бактерия обнару¬
живается на глубине 50-90 см, что возможно связано с
наличием древних мраморных фундаментов (pH по¬
чвы — 6,8) и повышенного содержания фосфора. Вы¬
сокая влажность нижней части профиля почвы также
служит благоприятным природным фактором для разви¬
тия азотфиксирующей бактерии — азотобактера.
Таблица 4.4.
Численность микроорганизмов в профиле урба позема
на территории Рождественского монастыря
Глубина
Численность микроорганизмов, млн/ г
Аэотобастер,
% обрастания
комочков
почвы (среда
Эшби)
образца, см
Бактерии
(МПА)
Бактерии и
актиномицеты
(КАА)
Целлюлозо-
литическне
микро¬
организмы
(среда
Гетчинсона)
0-35
2.0
3.0
3.0
0
35-50
1.5
1.5
4.5
0
50-90
5.0
3.0
105
22
90-128
2.7
4.8
150
8
>128
8.4
6.2
150
15
Примечание: МПА — мясопептонкый агар; КАА — крахмало-ам-
миачный агар.
Помимо азотобактера целлюлоэолитические бактерии
могут указывать на наличие условий для минерализации
целлюлозосодержащих субстратов, локализующихся в си¬
лу исторических причин, также в нижней части профиля
некрозема. Сочетание антропогенных, исторических и
природных факторов в урбаноземах монастырей создают
необычный (как-бы «опрокинутый») микробиологический
профиль, отличающийся от постепенного падения сверху
вниз численности микроорганизмов в большинстве почв в
природных ландшафтах (если в них отсутствует погребен¬
ный горизонт). В то же время в отличие от азотобактера
представители других групп бактерий распределены по
профилю более равномерно.
Независимо от причин выявленных особенностей
профильного распределения азотобактера и целлюлозо-
литических бактерий можно отметить, что они в дан¬
ном случае образуют пул, запас микроорганизмов, ко¬
торый может быть использован в будущем при микро¬
биологической мелиорации городских почв и в целях
биотехнологии почв (Звягинцев, 1987).
4.2. Токсигенные свойства городских почв
Токсигенность — способность почвы служить источ¬
ником распространения во внешней среде токсических
веществ и санитарно-опасных микроорганизмов. Одним
из проявлений токсигенных свойств является так назы¬
ваемая токсичность почв, возникающая как результат
накопления в них веществ самой различной природы и
в совокупности вызывающих подавление роста микро¬
организмов и растений; в последнем случае она назы¬
вается фитотоксичностью.
Наличие гидрографической сети на территории города
создает аккумулятивные почвенно-геохимические ланд¬
шафты, влияющие на накопление в поймах повышенного
количества токсических веществ. На территории г. Моск¬
вы это приводит к появлению более токсичных почв в
низкой пойме р. Москвы и ее притоках по сравнению с
менее токсичными почвами, расположенными на высоком
правом берегу реки (табл. 4.5) (Лепнева, Обухов, 1988).
Таблица 4.5.
Токснчпость урбапозсмов Юго-Запада г. Москвы
(Лепнева, Обухов, 1988),
Адрес
УФЦ
Число
образ¬
цов
Содержание тяжелых
металлов, вытяжка 1н.
HNO3, мг/кг
Токсич¬
ные
образцы,
% от
числа
обследо¬
ванных
РЬ
Си
Zn
Воробьевы
горы
Лесо¬
парк
9
9.5
11.0
26
11
Девичье поле
Газоны,
скверы
30
н/опр
н/опр
н/опр
30
Адрес
УФЦ
Число
образ¬
цов
Содержание тяжелых
металлов, вытяжка 1н.
HNO3, мг/кг
Токсич¬
ные
образцы,
% от
числа
обследо¬
ванных
РЬ
Си
Zn
Универси¬
тетский пр.
Разные
19
40.0
32.0
50.0
81
Лужники
Газоны,
скверы
5
91.0
63.0
58.0
56
Фрунзенская
наб.
Разные
10
81.0
55.0
46.0
70
1-я
Фрунзенская
ул.
Разные
4
н/опр
н/опр
н/опр
63
Токсичность почв, определяется с применением раз¬
личных тестов: микробных культур, микроводорослей,
фотобактерий (изменение интенсивности биолюминес¬
ценции) и др. В данном случае токсичность определя¬
лась методом Красильникова (Методы..., 1966).Сущест-
венным признаком токсигенности почв является накопле¬
ние в них повышенного количества патогенных микроор¬
ганизмов.
4.3. Почвы
и состояние здоровья человека
Поскольку город — это место жизни и деятельности
человека, одной из активно действующих служб явля¬
ется санитарно-гигиенический надзор над состоянием
его почв {Мишустин и др., 1979; Кондратьев и др.,
1994). Активно ведутся наблюдения за распространени¬
ем в городской среде санитарно-показательных микро¬
организмов — энтерококков и бактерий группы кишеч¬
ной палочки (БГКП).
В почвах детских площадок г. Москвы в некоторые
сезоны (лето и осень) наблюдается повышенная загряз¬
ненность санитарно-опасными бактериями. В то же
время весной (апрель) загрязнение почв детских площа¬
док и песочниц минимально по индексу энтерококков
и БГКП (данные аспирантки ф-та Почвоведения МГУ
Н.В. Павленко)
Необходим постоянный контроль за состоянием дет¬
ских площадок как со стороны санитарно-микробиоло-
гического надзора, так и со стороны почвоведов-эколо-
гов. Это обусловлено тем, что экологическое состояние
детских площадок зависит как от качества используемо¬
го для их организации почвенно-грунтового субстрата,
так и от разнообразия и метаболической активности
почвенной сапротрофной микрофлоры. Значительный
вклад в токсигенность почв городских территорий мо¬
гут вносить сапротрофные микроорганизмы — проду¬
центы токсинов и антибиотиков, что представляет осо¬
бую опасность для территорий детских площадок.
За рубежом также уделяется большое внимание со¬
стоянию детских площадок, песочниц (Harris, 1991),
как источника патогенных форм различных представи¬
телей микронаселения почв.
В некоторых городах, как например Нижний Новго¬
род {Экологическая обстановка в Н. Новгороде, 1992),
производится санитарно-гигиеническое районирование,
однако, это касается только показателей загрязненно¬
сти воздушной среды. В научной литературе нами не
найдено сведений по почвенно-микробиологическому
районированию городских территорий. Вероятно, совре¬
менный уровень знаний по микробиологии городской
среды Москвы и некоторых других городов России не
позволяет еще производить такое районирование.
Санитарно-гигиенический мониторинг имеет непос¬
редственное отношение к микробиологическим свойст¬
вам почвы, поскольку с почвенной пылью воздушным
путем переносятся споры грибов, актиномицетов,
бактерий, а также другие устойчивые к инсоляции жиз¬
ненные формы микроорганизмов. Поэтому, в объекты
исследования включают пригородные зоны, как источ¬
ник микроорганизмов, поступающих с воздушными
массами, оседающих в городах, где происходит отбор
и накопление токсигенных форм этих микроорганиз¬
мов. (Федоров, Чалая, 1979; Осипов, 1987; Костюкевич и
др...., 1991; Кондратьев и др., 1994; Горшков и др., 1995;
Куличева и др., 1996). Так, в г. Пущино-на-Оке обнару¬
жено высокое количество микроскопических грибов,
потенциальных продуцентов микотоксинов, веществ
аллергического действия, относящихся, в частности, к
роду Aspergillus (О.Е. Марфенина и др., 1996). О накоп¬
лении в городских почвах токсигенных грибов имеются
сведения и в других работах {Summerbel et al., 1994).
По зарубежным данным, (Lange-Asschenfeld, 1993;
Chiu et al., 1996, Filip, 1993), источником риска для здо¬
ровья людей в городах являются разлагающиеся муни¬
ципальные отходы, а также микроорганизмы, накапли¬
вающиеся в вентилляционных системах и связанные с
частицами пыли.
Существенным источником неблагополучного эколо¬
гического состояния городской среды и соответственно
здоровья человека является наличие патогенных микро¬
организмов в пылевых частицах, поднимающихся в воз¬
дух с поверхности почвы.
Вентилляционные системы служат источником не
только токсигенных грибов, но бактерий (Kari et al., 1990)
и актиномицетов (Aheam et al, 1991, 1992), в частности,
Streptomyces albidoflavus, являющегося продуцентом анти¬
биотиков широкого спектра действия. Некоторые антиби¬
отики, как известно, относятся к группе аллергенов.
В последнее время начинают уделять большое внима¬
ние исследованию инфекционного потенциала бакте¬
рий — обитателей внутрижилищной пыли. В пыли внут¬
ри помещений содержатся микроорганизмы различных
систематических групп, в том числе споровые бактерии,
близкие к Bacillus anthrads, возбудителю сибиреязвенной
болезни [Kari et al., 1990). Бактерии — обитатели внутри¬
жилищной пыли — могут вызывать у человека также ре¬
спираторные заболевания и аллергические реакции.
При санитарно-гигиеническом мониторинге изучение
городских почв представляется особенно важным, посколь¬
ку на распространение и выживаемость в городской среде
санитарно-опасных и потенциально санитарно-опасных
сапротрофных микроорганизмов оказывают влияние тип
почвы, величина pH, механический состав и другие факто¬
ры. Во всех изученных эконишах даже малого города, на¬
пример Пущино-на-Оке, возрастает значимость представите¬
лей родов семейства Enterobacteriaceae (Куличева и др.,
1996).
Химическое и биологическое загрязнение приводит
к снижению биологической активности и процессов са¬
моочищения почвы, что с гигиенических позиций явля¬
ется неблагоприятным фактором. Загрязненная (особен¬
но органическим субстратом) почва, характерная для
городских территорий, представляет благоприятную среду
для сохранения жизнеспособных патогенных микроорга¬
низмов, для яиц гельминтов и личинок насекомых, отдель¬
ные группы которых могут обусловить возникновение или
передачу заболеваний различной этиологии (кишечных ин¬
фекций, гельминтозов, ряда паразитарных заболеваний).
Большую санитарную опасность представляют собой
возбудители кишечной инфекции, попадающие в почву
с фекальными массами. В фекальных осадках могут со¬
держаться такие представители патогенной микрофло¬
ры, как возбудители тифа, дизентерии, туберкулеза, по¬
лиомиелита и др.
Быстрота гибели в почве разных микроорганизмов
неодинакова. Некоторые болезнетворные бактерии мо¬
гут длительное время сохраняться и даже размножаться
в почве и грунтах. К ним относятся возбудители стол¬
бняка, газовой гангрены, сибирской язвы, ботулизма и
некоторые другие микробы.
На основе обобщенных материалов (Мишустин и
др., 1979), можно указать примерные сроки выживания
в почве болезнетворных бактерий (табл. 4.6)
Таблица 4.6.
Сроки выживания возбудителей различных инфекций в зоне
распространения дерново-подзолистых почв (почвы, торф,
осадки сточных вод)
Возбудители инфекций
Дни (максимум)
Тифозная бактерия
40
Паратифозная бактерия
400
Кишечная палочка
200
Энтерококки
100
Дизентерийная бактерия
150
Холерный вибрион
200
Туберкулезная палочка
90
Столбнячная палочка
до 12 лет
Почва является одним из важных факторов переда¬
чи яиц гельминтов, определяя тем самым возможность
распространения ряда гельминтозов. Некоторые гель¬
минты — геогельминты (аскариды, власоглавы, анкило-
стомиды, строкгилиды, трихостронгилиды и др.) прохо¬
дят одну из стадий своего развития в почве и могут
длительное время сохранять жизнеспособность и ин-
вазивность в ней. Так, например, яйца аскарид могут
сохранять жизнеспособность в почве в условиях сред¬
ней полосы России — до 7-8 лет, Средней Азии — до
15 лет; яйца власоглавов — от 1 до 3-х лет. В связи
с вышесказанным яйца геогельминтов могут являться
показателями санитарного состояния почвы населен¬
ных мест.
Таким образом, при загрязнении почвы создается
возможность одновременного комплексного и комби¬
нированного воздействия на организм человека, что
повышает риск возникновения хронических инфекций
и эпидемиологических заболеваний.
Бактерии группы кишечной палочки населяют фе¬
кальные массы и не свойственны чистым незагрязнен¬
ным почвам. Большое значение в жизнеспособности ки¬
шечной палочки имеет, в частности, кислотность почвы.
В кислой среде (pH 2,9-3,7) кишечная палочка практи¬
чески полностью погибает за 10 дней, а в нейтральной
среде (pH 5,6 -6,3) может существовать и размножать¬
ся в течение 110 дней.
Почвы способны освобождаться от бактерий группы
кишечной палочки, однако тип почвы играет сущест¬
венную роль в этом процессе. Так, в подзолистых по¬
чвах (pH 5,1-5,6) отмечается более быстрое отмирание
внесенной в почву кишечной палочки, чем в сероземах
с pH 7,5; в черноземе эта бактерия наиболее жизнеспо¬
собна, следовательно, подщелачивание городских почв и
обогащение их органическим веществом способствуют
выживанию кишечной палочки. В супесчаной подзоли¬
стой почве кишечная палочка быстро отмирает в тече¬
ние 3,5 месяцев; процесс самоочищения суглинистых
почв длится 5,5 месяцев. Самоочищению почв от пато¬
генных бактерий способствует присутствие в почве гу-
миновых кислот (Filip, 1978).
Энтерококки, населяющие фекалии человека и жи¬
вотных, несвойственны чистой почве и воде, они харак¬
терны для длительно загрязняемых почв. Их жизнеспо¬
собность, в частности, зависит от температурных усло¬
вий: при 20 °С они погибают в течение 10 дней, при
низкой температуре обнаруживаются в почве в течение
нескольких месяцев.
Возбудители тифозных заболеваний, относятся к ро¬
ду Salmonella. При заболеваниях они выделяются с фе¬
калиями. Нет единого мнения о сроках жизнеспособно¬
сти сальмонелл во внешней среде. Эти сроки зависят
от температуры, количества поступившей инфекции,
влажности, содержания органики.
Результаты исследований показали, что в почве, за¬
грязненной химическими веществами, на фоне умень¬
шения содержания сапротрофных представителей по¬
чвенных микроорганизмов, часто выступающих антого-
нистами патогенной кишечной микрофлоры, и сниже¬
ния ее биологической активности, отмечается увеличе¬
ние случаев локализации патогенных энтеробактерий,
которые нередко более устойчивы к химическому за¬
грязнению почвы, чем представители естественных по¬
чвенных микробоценозов.
Таким образом, имеющиеся в научной литературе
данные позволяют заключить, что даже при очень силь¬
ном бактериальном загрязнении процесс самоочищения
почв может происходить в течении нескольких месяцев.
Однако данное заключение должно быть эксперимен¬
тально подтверждено в каждом случае.
4.4. Заключение
К настоящему времени для городских территорий
установлено, что почва как среда обитания микроорга¬
низмов, столь же неоднородна, как и почвенный по¬
кров городов. Под влиянием процессов урбогенеза про¬
исходит перестройка в комплексе микроорганизмов в
направлении доминирования в них отдельных микроб¬
ных популяций, более приспособленных к условиям
техногенеза.
Приведенный материал свидетельствует о том, что в
условиях сложной экологической обстановки в городе,
в том числе, в связи с нарушением свойств почв, сап-
ротрофные микробные сообщества продолжают функ¬
ционировать (часто в измененном виде) за счет своей
высокой биологической и экологической пластичности.
Почвенные микроорганизмы успешно осваивают новые
экологические ниши в городе. Однако устойчивость ур-
баногенных микробных сообществ будет зависеть, оче¬
видно, от сохранения природных микробных экониш и
естественного типа взаимодействий между микроорга¬
низмами в горизонтах городских почв или в торфо-ком-
постном материале, вносимом на газоны и скверы. Это
способствовало бы сохранению или восстановлению при¬
родной структурированности микробных сообществ. Оче¬
видно, сохранение природных экониш микроорганизмов
в условиях города благоприятствует их выживанию,
функционированию и делает их малочувствительными к
техногенному загрязнению городских территорий.
Активизация сапротрофных микроорганизмов в раз¬
личных экологических нишах способствует угнетению
или гибели патогенных микроорганизмов, накапливаю¬
щихся в городских почвах и почвах-грунтах. Одновре¬
менно и сами гуминовые кислоты способствуют гибели
патогенных бактерий. С учетом таких свойств гумино-
вых кислот могут быть даны рекомендации по исполь¬
зованию гумусовых веществ для очищения и санации
городских почв.
Обнаружен пул, запас микроорганизмов в нижней
части почвенного профиля урбаноземов исторических
памятников в центре Москвы (Рождественский и За¬
чатьевский монастыри) как свидетель менее катастро¬
фических и более благоприятных экологических усло¬
вий в центре города. Изучение почв монастырей и ста¬
рых усадеб позволяет получить информацию о количе¬
ственном и качественном составе сообществ микроор¬
ганизмов — обитателей почвенных горизонтов про¬
шлых эпох, которая может быть использована в каче¬
стве своеобразного контроля по отношению к совре¬
менным урбаногенным микробным сообществам, а так¬
же применяться в целях микробиологической мелиора¬
ции городских почв в будущем.
В почвах городских территорий обнаружены те же
типы ответных реакций микроорганизмов, которые ха¬
рактерны и для почв, испытывающих другого рода ан¬
тропогенные воздействия:
• доминирование (преимущественное развитие) от¬
дельных видовых популяций, например среди бакте¬
рий — Вас. megaterium, среди микроскопических гри¬
бов — представители p. Aspergillus и др.
• появление индикаторых на урбаногенез родов и ви¬
дов микроорганизмов, таких как Azotobacter chroococcum,
Bacillus megaterium, представители p. Aspergillus, энтеро¬
бактерии.
• резкое снижение, либо резкое возрастание в ряде
случаев численности определенной группы микроорга¬
низмов, например актиномицетов;
• увеличение некоторых показателей биологической
активности загрязненных почв по сравнению с контро¬
лем, таких как целлюлозолитическая активность, обра¬
зование нингидринположительных веществ, а также
возможное увеличение разнообразия метаболитов акти¬
номицетов, в том числе и антибиотической природы, за
счет возрастания таксономического разнообразия этих
микроорганизмов в некоторых загрязненных почвах;
Наряду с общими, имеются и специфические особен¬
ности реакции городских экосистем на процесс урбано-
генеза, а именно, возникновение микробных комплексов,
не свойственных исходной почвенно-растительной зоне.
Имеющиеся в литературе и наши собственные ис¬
следования показывают, что одним из наиболее сани-
тарно опасных мест на территории городов и прежде
всего г. Москвы являются детские площадки. Установ¬
лено, что в почвах и песочницах детских площадок в
определенные сезоны возрастает численность патоген¬
ных форм бактерий, энтерококков и бактерий группы
кишечной палочки. Кроме того, источником токсиген-
ных веществ могут быть и сапротрофные обитатели го¬
родских почв, а именно актиномицеты и микроскопиче¬
ские грибы — продуценты разнообразных веществ,
способствующие проявлению аллергических реакций у
населения.
Одной из задач почвенных микробиологов, является
изучение путей изменения природных комплексов микро¬
организмов, ведущих к накоплению токсигенных форм.
В почве городов накапливаются патогенные микро¬
организмы, распространяющиеся затем на пылевых ча¬
стицах вместе с воздушными массами. С почвенно-би¬
ологической точки зрения природоохранные мероприя¬
тия должны быть направлены прежде всего на поддер¬
жание здоровья самой почвы, то есть на сохранение
того устойчивого сбалансировэнного состояния микро¬
бных сообществ, которое характерно для природных
местообитаний. Приведенные нами данные призваны
привлечь внимание к почве как среде обитания микро¬
организмов, как сапротрофных, так и патогенных. За¬
дача почвенных микробиологов состоит в том, чтобы
привести в действие высокие потенциальные возможно¬
сти почвенного микронаселения в обезвреживании всех
продуктов урбаногенного процесса. От сохранения при¬
родных экологических свойств городских почв во мно¬
гом зависит и состояние здоровья городского населе¬
ния.
ГЛАВА 5
Биологическая диагностика
городских почв
А ныне завладел дикарь
Священной палицей Геракла
И черная земля иссякла ...
О. Мандельштам
Москва с промышленными городами — спутниками
представляет собой урбанизированное пространство,
которое существенно отличается от ненарушенных фо¬
новых участков Московской области. До заселения ме¬
стности почвы представляли собой разновидность де-
рново-подзолистых, а также ряд интразональных аллю¬
виальных и болотных почв. В настоящее время город¬
ские почвы значительно отличаются по химическому
составу, физическому состоянию и биологической ак¬
тивности от своих естественных аналогов.
Биологическая диагностика — это определение фак¬
тического и прогнозируемого состояния почвы по ее
биологическим свойствам. Мы можем дать более раз¬
вернутое определение: под биологической диагностикой
понимается, с одной стороны, биоиндикация свойствен¬
ных почве признаков, т. е. распознание состояния по¬
чвы по ее биологическим свойствам, с другой стороны,
прогнозирование динамично развивающихся в ней про¬
цессов с определением, как долевого, так и суммарного
эффекта воздействия на почвенную экосистему факто¬
ров естественного и антропогенного происхождения.
Комплекс показателей биологической активности антро¬
погенно-измененных почв представляет практический
интерес в целях диагностики их состояния, экологиче¬
ского нормирования и мониторинга.
Для изучения биологических свойств нами исследова¬
лись городские почвы Москвы разной степени нарушен-
ности и загрязненности: территории предприятий, дворо¬
вые (селитебные) участки, газоны, почвы городских пар¬
ков и лесов (Филевский, Лосиный Остров), старинных
монастырей (Рождественский, Ивановский, Зачатьев¬
ский).
Фоновые (контрольные) участки были выбраны в Мос¬
ковской области: заповедник «Горки Ленинские» и подмо¬
сковный стационар института Проблем экологии и эволю¬
ции им. АН. Северцова «Малинки». На этих же ключевых
участках изучали степень воздействия на состояние дерно¬
во-подзолистых почв рекреационных нагрузок.
Биологическую диагностику состояния изучаемых
почв проводили с помощью комплекса биологических
показателей (фауны раковинных амеб, отдельных групп
почвенных инфузорий и водорослей, целлюлазной ак¬
тивности почв) на фоне оценки основных физических
и химических свойств (порозности, уплотнения, кислот¬
ности, содержания NPK, гумуса, тяжелых металлов и
АР-)-
Ставилась задача проследить изменение биологиче¬
ской активности: от естественных ненарушенных де¬
рново-подзолистых почв через почвы подмосковных ре¬
креаций и троп к типичным для города почвам — ур-
баноземам, культуроземам, индустриземам.
Методы исследования. Для характеристики биологи¬
ческой активности определяли комплекс биологических
показателей. В качестве «общей» биологической актив¬
ности изучали биохимическую активность почвы аппли¬
кационными методами (интенсивность разложения цел¬
лофана, накопление аминокислот на бязевых полотнах,
протеазная активность) и по интенсивности выделения
СОг («дыхание почвы»). «Частная» биологическая ак¬
тивность определялась на основании качественного и
количественного состава населения раковинных амеб и
почвенных водорослей.
В процессе работы по оценке состояния почв рассмат¬
риваемого ряда было обследовано 12 почвенных разрезов
в черте Москвы и на территории Московской области.
Разрезы № 1-3 были заложены на стационаре «Малинки» в Ма-
линском лесничестве Краснолахорского лесхоза Подольского района
Московской области. Лесничество расположено в юго-западной части
области на моренной равнине.
Разрез № 1 заложили на ненарушенном участке в липняке, воз¬
раст 100 лет. В подросте присутствует липа, клен, осина, рябина, уг¬
нетенная ель, в кустарниковом ярусе лещина, в травянистом — осока
волосистая, папоротник, щучка. Почва: среднедерново-слабоподэоли-
стая среднесуглинистая на покровном суглинке.
Разрез № 2 — на ненарушенном участке в ельнике осоковолосистом,
в верхней части склона юго-восточной экспозиции. Почва: среднедерно-
во-среднеподзолистая среднесуглинистая на покровном суглинке.
Разрез № 3 — на тропинке в ельнике. По степени рекреационной
дигрессии леса ельник Малинского лесхоза был отнесен ко 2-ой ста¬
дии. Площадь тропинки полностью лишена растительности. В буфер¬
ной зоне, шириной от 1 до 3 м, появляется подорожник средний,
злаковые сорняки, пырей ползучий, мятлик луговой, лютик ползучий.
Почва: нарушенная среднедерново-сильноподзолнстая среднесуглини¬
стая на покровном суглинке.
Разрез № 4-6 были заложены в национальном парке «Лосиный
остров».
Разрез № 4 в липняке, где возраст деревьев от 100 до 180 лет. В
подлеске присутствуют клен, осина, рябина, дуб; в подросте присут¬
ствуют липа, угнетенная ель, в кустарниковом ярусе малина, лещина.
В травянистом ярусе — пролеска осока волосистая, звездчатка, жи¬
вучка ползучая, овсяница луговая.
Почва определена как дерново-сильноподзолистая легкосуглини¬
стая на флювиогляциальных песках.
Разрез № 5 — на тропинке в липняке, 3-ей стадии дигрессии. На
тропинке встречались отдельные виды, устойчивые к вытаптыванию:
подорожник большой, мятлик луговой, лютик ползучий.
Почва: нарушенная дерново-сильноподэолнстая легкосуглинистая
на флювиогляциальных песках.
Разрез № б — в липняке на спортивной площадке размером
15x25 м. Площадка лишена растительного покрова, иногда встречают¬
ся куртины зеленого мха (2-3 мм). Участок под спортивной площад¬
кой отиесен к 5-ой степени дигрессии. Почва — сильнонарушенная
дерновосильноподэолистая легкосуглинистая на флювиогляциальных
песках.
Разрезы № 7-12 заложены непосредственно на территории г. Мо¬
сквы.
Разрез № 7 — (в главе №6 описывается как № 2-91) на террито¬
рии Рождественского монастыря. Участок несколько возвышенный
относительно остальной территории монастыря. Травяной покров не
выражен, встречается мокрец. В древесном ярусе — ясень. Почва:
урбанозем легкосуглинистый на культурном слое.
Разрез № 8 — в сквере Ивановского монастыря. Древесный ярус
практически не представлен. Травянистый ярус выражен слабо. По¬
чва: урбанозем мощный супесчаный на культурном слое.
Разрез № 9 — (в главе №6 описывается как № 25-91) в саду
Юсуповского дворца. В древесном ярусе — липы 50-70 лет, стоящие
на расстоянии 11,5 м друг от друга. Почва: культурозем среднемощ¬
ный супесчаный на культурном слое.
Разрез № 10 — (в главе №6 описывается как № 32-91) на тер¬
ритории Зачатьевского монастыря. Древесный ярус представлен топо¬
лем. Травянистый покров вытоптан. Почва: культурозем мощный су¬
песчаный на культурном слое.
Разрез № 11 —-в Селиверством переулке недалеко от ул. Сретен¬
ка. Древесный ярус представлен березой 30-40 лет, травяной покров
отсутствует. Почва: урбанозем среднемощный легкосуглинистый с ан¬
тропогенными включениями до 25% на культурном слое.
Разрез № 12 — в проходном дворе между проспектом Сахарова
и Мясницкой улицей. В древесном ярусе представлен тополь, отдель¬
но стоящие деревья, возраст до 70 лет. Травяной покров отсутствует.
Почва: урбанозем среднемощный легкосуглинистый с антропогенны¬
ми включениями до 25% на культурном слое.
Некоторые химические и физические
свойства рекреационных и городских почв
Наиболее важными и заметно влияющими на биоло¬
гическую активность почв являются следующие химиче¬
ские и физические изменения в их состоянии (табл.
5.1, 5.2, 5.3 и табл. 6.18 и 6.19):
— снижение кислотности почв, повышение органи¬
ческого углерода, падение обменного кальция. Так, кис¬
лотность в горизонте Ai от естественных дерново-под¬
золистых почв под ельником к почвам под тропой па¬
дала от 4,45 до 5,27 (pH), содержание гумуса повыша¬
лось на 0,8%, содержание обменного кальция в сравни¬
ваемых почвах резко падало от 5,7 мг-экв/100 г до 1,8
мг-экв/100 г (т. е. почти в 5 раз);
— уменьшение мощности и трансформация обитае¬
мых горизонтов. Подстилка на тропе в ельнике Малин-
ского стационара представлена фрагментарно и мощ¬
ность ее уменьшалась в 5 раз относительно фоновых
аналогов, мощность гумусированного горизонта — на
одну треть; -
— повышение плотности скелета почв (объемного ве¬
са), которое влечет за собой уменьшение порозносги, сни¬
жение водопроницаемости почв. Так, на тропе в ельнике
Малинского стационара объемный вес в слоев 5см увели¬
чился до 1,21 г/см3 (фон — 0,9 г/см3), порозность умень¬
шилась на 10% ; водопроницаемость в слое 0-10 см тропы
уменьшалась относительно фона в 4 раза (табл. 5.2). В лип¬
няке Лосиного острова отмечалась та же тенденция, пере¬
пад величин физических свойств был еще заметнее.
Для основной массы наиболее характерных для го¬
рода почв (урбаноземы, культуроземы, индустриземы),
так же как для почв рекреаций и троп (дерново-подзо¬
листые разной степени нарушенности), характерно по¬
вышение щелочности (pH 8,0-9,0), увеличение твердо¬
сти, уменьшение порозносги, влагопроницаемости. От¬
личие же от почв рекреаций и троп заключается в
очень неоднородном распределении органики как в
вертикальном, так и в горизонтальном направлениях,
причем процент ее может достигать больших значе¬
ний — до 5-11%, в повышении относительно фона каль¬
ция в 6 и более раз, фосфора более, чем в 10 раз, калия
в 7 раз. Для урбаноземов, культуроземов характерно
также повышенное содержание тяжелых металлов в
среднем от 3 до 5 раз выше ПДК. Для индустриземов
эти значения могут быть еще более высокими.
5.1. Биологическая активность и диагностика
городских почв
5.1.1. Анализ фауны раковинных амеб
Почвенные раковинные амебы одними из первых
реагируют на нарушение самого верхнего подстилочно¬
го слоя почв, деградация которого тесно связана с диг¬
рессией растительности.
Почвы рекоеапий. Почвы под тропами (липняк в Ло¬
сином острове и ельник в Малинках) практически ли¬
шены подстилки, либо она представлена фрагментарно.
В этих почвах основная масса раковинных амеб сосре¬
доточена в горизонте Ai, в то время как в их естест¬
венных аналогах наибольшее видовое разнообразие на¬
блюдалось в горизонте лесной подстилки Ао.
Интересно отметить, что видовое разнообразие в го¬
ризонте Ai под тропами сопоставимо с таковым в го¬
ризонте Ai аналогичных, но ненарушенных почв (табл.
5.4). В то же время численность тестаций в горизонте
Ai ельника и липняка уменьшалась по сравнению с фо¬
новыми участками почв в 2,5 раза (рис. 5.1). Причем,
пропорция по обилию между ельником и липняком
аналогична как в фоновых, так и в нарушенных уплот¬
нением условиях (на тропе в ельнике обилие в 4 раза
выше, чем в аналогичных условиях под липняком).
В горизонте Ai почв под тропами около 30-40% состави¬
ли мелкие формы рода Plagiopyxis (P.minuta, P.intermedia),
Trinema lineare, Euglypha laevis. Отличительной чертой ком¬
плекса тестацид, обитающих в почвах под тропами, по
сравнению с фоновыми стало смещение вниз в горизонт
А1А2 нижней границы их расселения. Проникновение жи¬
вотных в горизонт А]Аг можно объяснить укороченностью
профиля и связанным с этим увеличением гумусированно-
сти горизонта А1А2, что в свою очередо. способствовало
развитию педофильных форм раковинных амеб.
жие свойства дерново-подзолистых почв в условиях фона, рекреаций и троп
Подвижные иг
KtO
мг/100 г
н/о
14.0
4,7
4,5
12.0
н/о
о ^ »о сч со J4
Я о) tv ^ со 2
о СО 00 LO
Ъ во tv* СЧ о о"
X ^ ^ сч
PiOs
мг/100 г
н/о
3,8
0,1
1,3
2.0
н/о
о ^ 00 со ^
^ tv ^ о 00 2
о ю со сч а)
J» О)" fC — 00 ”
Степень насы¬
щенности
основаниями, %
,? О о со се со
£ ^ сч ^ 05 ю
н/о
17
20
38
57
65
000000
'а'&ЪЪЪЪ
1
•§!
|1
8-
ё
>1
О во ^ LO О)
jg СЧ wi СЧ to tv
о © U-) lO О LO
£ СЧ ^ СЧ to tv
0 П О 4 0)_ ю
^ V4 <1 «и («)
и
js s
'Vs'S
О §
о
О tO СЧ
g 10 СЧ СО 00
© tv 0, tv 10 О
i to СЧ СЧ Ю оо
в 00 to 0> tv 00
g ^ со ю'
Гицролит.
кислот-тъ,
мг-экв/100 г
о Ч о» со о> «ч
й ~ tv to 0)
о 0) см LO со
я £ О? lO lO ю
О О О О О О
1
и
р.
О) to СО lO «■*
(D Ю 00 Q) Q) О
U-5 to «О
to <о © to © ©
св wS о о» со
to
О tv to tv to ^
СО СЧ О 00 ет со
<£ lO to ^ ^
ж
о *“■ О) Г*- «->
< тг сч тр ю сч
я со ^ ©‘ о о*
н/о
4,11
1,25
0,48
0,64
0,12
о сч СЧ to сч
< <о О 00 00 сч
* V сч о о’ о
Горизонт,
глубина
Ао 0-2
At 2-16
А1А2 16-24
Аг 24-33
АгВ 33-47
В 47-70
Ао 0-5
Ai 5-15
А1А2 15-27
Аг 27-40
АгВ 40-60
В 60-70
Ао 0-1
Al 1-4
AiAz 4-9
Аг 9-28
АгВ 28-59
В 59-70
* |
«■ч
сч
со
Подвижные
КгО
мг/100 г
о to СО СО to
Я ^ со со <о
н/о
10,2
6,3
10,5
14,1
12,4
7,2
10,6
15,9
ftOs
мг/100 г
о «О 00 LO 00
Я сч © о
н/о
4.5
2,1
7.5
10,2
• -сч*
tv in О) 2
Степень насы¬
щенности
основаниями, %
® (ЧОФШ
£ to ^ со щ
о о о о о
'sS'i'sS’SS’SS
о о о о
Содержание обменных
катионов
м£*т-
экв/100 г
О сч © to со
а сч ~ о сч
О ^ [v f ^
й сч о ~ ч
tv О) О) Ю
ТР о* ^ to
Со^мг-
экв/100 г
о СЧ О) со ^
Й г*- СЧ СЧ Ф
н/о
5,2
0,7
1,1
9,7
tv in 00 СО
СЧ О О в)
Гидролит.
кислот-ть,
мг-экв/100 г
О г*- сч о> ТГ
Й 00 tv io" О)
о о о о о
н/о
н/о
н/о
н/о
&
CU
о ^ о со 0
tv СО Ф to 00
со 1Л ^ ^
to tv о О) tv
00 Ю ^ 00 о»
iO‘ LO in ^ ^
ю о ю
Ф 09 СО О)
LO ui ^ ^
Гумус, %
о СЧ Ш tv f
< CV d CO in
Я СО о о
OtiflOO
V СО GO О) 0
X ^ wl о О
*-• СТ> "f tv
Ст) <Ь ю со
LO ^ о о
Горизонт,
Шубина
Ао 0-3
Ai 3-12
AiAz 12-28
Аг 28-41
В 41-75
Ао 0-1,5
Al 1,5-7
Аг 7-23
АгВ 23-41
В 41-67
Ао 0-3
Al 3-10
АгВ 10-29
В 29-58
N9
разреза
ю
ю
Физические свойства дерново-подзолистых почв в условиях фона, рекреаций и трон
СЧ
tO
4
ST
s
<
ю
вЗ
н
if
li
1?
3
I о'е
О
СЧ
0,5 1
<
Э
to
СЧ
to
о
^ s
Г
А
Ж
S
е
g
Ю
Ю
5?
О)
Я
со
to
00
tv
to
I'
к
i К
i
0,9
1,02
1,22
1,37
00
1,21
1,23
1,38
1,40
00
ч
H *
B s
3
5
Плотность твердой
фазы, d г/сиЗ
tv
to
сч
О)
to
СЧ
ю
сч
00
ю
сч
2,68
to
ю
сч
ю
сч
tv
ю
сч
00
ю
сч
tv
ю
сч
5
лГ
{
0-5
5-10
10-20
20-30
30-40
0-5
5-10
10-20
20-30
30-40
£
|
сч
СО
2
Таблица 5.2.
(продолжен ие)
О
CS
10,0 |
о
CO
о
8,0
25
о
0,5
to
о"
tv
о
о
о
to
ro
rv
to
00
CM
»
Ю
10
38
со
to
tv
Ю
to
to
со
00
Ю
о
00
e>
00
to
О)
to
ю
со
сч
00
CO
CM
CM
CO
со
ю
to
о
to
e>
tv
Ю
о
ю
о
см
ю
to
to
to
to
to
to
«о
to
to
to
to
to
CS
CM
CM
CM
CM
CM
CM
CM
CM
см
см
см
см
см
см
to
о
8
8
о
to
о
8
8
о
to
о
о
сч
8
о
о
wS
О
О
CM
о
CO
о
iA
о
о
CM
о
со
о
to
о
о
см
о
со
to
ю
Химические свойства почв г. Москвы
СО
uS
4
X
<
О
4
н
Содержание, мг/кг
Cd
0,21
н/о
2,05
н/о
1,90
о/н
о/н
о/н
о/н
о/н
о/н
о
Ъ
н/о
I о/н
0,96
н/о
0,22
н/о
0,20
о/н
о/н
о/н
о/н
о/н
о/н
о
о
о
\
X
N
9,66
н/о
3,11
н/о
3,37
о/н
о/н
о/н
о/н
о/н
о/н
tv
©‘
о
со
£
179
н/о
90,3
н/о
56,0
о/н
о/н
о/н
о/н
о/н
о/н
п
со
сч
to‘
со
to
5
О) О «•> О <0
!£ Ъ о» Ъ
о/н
о/н
о/н
о/н
о/н
о/н
сч
со“
to_
о
-ё
9.2
П О N О ^
о) Ъ t'* Ъ ^
1Л X сч В сч
о/н
о/н
о/н
о/н
о/н
о/н
1Л
со
о
п
Подвижные
мг/100г
н/о
164,0
н/о
н/о
н/о
248
91,5
170
о) to а»
tv ^ сч
^ сч сч
со
to
1£>
сч
tv
•О
о
£
н/о
33,6
н/о
н/о
н/о
ю со сч
тр 1Л СО
251
250
305
1Л
сч
сч
со
со'
1Л
tv
СаСОз,
%
— — ^ ю со
- - СЧ СЧ Ю
W ^ ^
о/н
о/н
о/н
о/н
о/н
о/н
to
со
о
сч
rv
о
со
сч
1Л О) TP CN to
tv tv со со tv
^ 1Л ТР^
со оо оо
со_ ^ со
со оо со
00
1Л
сч
1Л
00
vT
Гумус,
%
tv р* СЧ tv СТ>
О И 0 О) 1Л
1Л со ^ сч
О Ю со
^ О) о
со о id
со о о
со со ю
со СО сч
сч
со
VO
to
сч
а»
to
сч
Глубина
слоя, см
Uih 0-10
10-25
U2 25-60
60-85
U3 85-95
Ui 0-15
из 20-27
U4 27-65
Smo
<N ОО
' 1 1
О ОМЛ
сч ^
и N (#1
о
о
о
о
о
о
№
разреза
00
-
сч
сч
сч
сч
со
сч
i
Со
h/o I
н/о I
1 о/н
н/о 1
н/о 1
1 о/н
Cd
O/H
о/н
о/н
о/н
о/н
1 О/Н
ь
X
z
6,2
4,5
6,8
24.6
39,3
5,8
о
1
d
Zn
151
174
167
314
348
183
£
| 18,5
98,8
31,3
72,1
116
38,4
Cu
63,4
34,3
85,6
CS
89,2
22,5
О
a
KiO,
мг/ЮОг
104
260
28,4
34,8
21,6
12,8
s
e
is
s
13,5
40,6
68,8
47,8
СО
CN
14,6
и
5,66
4,16
9,24
004
1,30
1Л
CS
CS
fta
О
CO
О
со
7,6
7,4
8,3
о
со
Гумус,
ts
3,38
2,69
4,48
4,34
8,82
OE'S
«9
4
X
и
о
«и
О
О
О
О
о
S
CJIOi
О
о
о
о
о
о
JNfe
разреза
1Л
CS
to
CS
tv
CS
со
CS
ст>
CS
о
со
I
s
9
<N
m
8
0)
О
4
g
о
§
.Таблица 5.4.
Процентное соотношение родов раковшшых амеб в фоновых
■ рекреационных биотопах
(в скобках приведено количество видов)
Биотопы
Липняк,
фои,
Малинки
Ельник,
фои,
Малинки
Ельник,
тропа,
Мвлиики
Липняк,
фон,
Лосиный
остров
Липняк,
тропа,
Лосиный
остров
№№
разрезов
1
2
3
4
5
Горизонта
Ad
Ai
Ао
Ai
А|
А1А2
А„
Ai
А,
AiAj
Arcella
0,9(1)
отсут
UD
отсут
отсут
отсут
отсут
отсут
отсут
Centro-
pyxi
20,7(4)
28,4(5)
17,8(7)
20.5(5)
17,5(5)
5.8(1)
18,6(3)
27,3(8)
15,3(2)
8,6(1)
If
2,2(3)
4.0(1)
6,2(2)
4,9(1)
1.4(1)
отсут
отсут
отсут
отсут
отсут
Nebela
отсут
отсут
КО
отсут
отсут
отсут
отсут
отсут
отсут
отсут
Plagio-
Pyxis
8,1(1)
35,5(3)
отсут
29,6(5)
32,4(5)
47,2(3)
отсут
38,6(3)
40,1(3)
55,2(1)
Helcopera
отсут
отсут
1(1)
отсут
отсут
отсут
отсут
отсут
отсут
отсут
Phiyga-
nell
4.1(1)
отсут
4,9(1)
2,8(1)
1,2(1)
отсут
3,1(1)
отсут
отсут
отсут
Euglypha
23,7(8)
8,1(5)
29,7(1)
16,7(8)
26,3(7)
8,8(2)
31,7(7)
9,8(4)
20,7(5)
10,7(1)
Trache-
leuglupha
3,4(1)
5,4(1)
2,4(1)
6,6(1)
5,1(1)
2,1(1)
1.7(1)
3,1(1)
4,3(1)
6,8(1)
Trinema
21,3(4)
7,5(4)
18,6(4)
12,1(4)
11,4(2)
13,1(2)
21.4(4)
16,5(4)
14,5(2)
7.8
Corythion
7,8(2)
3,7(3)
15,4(3)
4,3(3)
5,5(3)
23,0(2)
16,8(2)
4,5(2)
5,5(2)
10,9(1)
Pseudodi-
fflugia
6.2(1)
7.3(1)
2,1(1)
2,5(1)
отсут
отсут
6,7(1)
отсут
отсут
отсут
Можно также предположить, что в условиях рекре¬
ации и троп раковинные амебы, испытывая определен¬
ный стресс в виде уплотнения почвенной толщи сверху,
мигрируют в менее уплотненные нижние горизонты.
Около 50% обитателей горизонта А1А2 составляют ти¬
пичные террибионты из рода Plagiopyxis. Все размеры
раковинных амеб, обнаруженных на тропах, не превы¬
шали 40 мкм, преобладали мелкие формы: Trinema
line are, Euglypha laevis, Plagiopyxis minuta, Piagiopyxis
intermedia, Corythion dubium, Centropyxis sylvatica
v.minor. В почвах отдельных рекреаций (спортивная
площадка, разрез № 6) раковинные амебы не обнару¬
жены. Представляется, что единичные экземпляры мо¬
гут быть занесены на эту площадку случайно.
Почвы Москвы. Полученные данные по фауне тес-
тацей городских почв свидетельствуют о большом раз¬
личии в их распространении, видовом разнообразии и
обилии. Из 3-х обследованных слоев (0-10, 10-20, 20-30
см) организмы были обнаружены только в 2-х верхних.
Самое высокое видовое разнообразие и обилие от¬
мечено в почве на территории Рождественского мона¬
стыря (20 видов; 30 тыс/г). Причем, обилие на треть
выше, чем на наиболее заселенном раковинными аме¬
бами фоновом участке под ельником (рис. 5.1). Отмече¬
на относительно высокая численность живых организ¬
мов — 15%. Вообще, для почв города характерно доми¬
нирование определенных групп организмов. Попадая в
условия города, в особо благоприятную для них среду
обитания, они бурно развиваются. Так, следует особо
отметить абсолютное доминирование раковинных амеб,
относящихся к роду Trinema (60% от общего количест¬
ва). В слое 10-20 см на 10% в сравнении со слоем 0-10
см повышается доля родов Plagiopyxis и Centropyxis. При
этом, долевое участие Trinema остается неизменным. Чис¬
ленность раковинных амеб резко снижается (почти в 4,5
раза) от слоя 0-10 см к слою 10-20 см.
В почвах сквера в Юсуповском дворце (разрез 9)
численность тестацей по сравнению с почвами Рожде¬
ственского монастыря (разрез 7) уменьшается почти в
5 раз. Уменьшается также и число видов. Порядок до¬
минирования родов близок к таковому в Рождествен¬
ском монастыре: род Trinema составляет 45-55%. При¬
сутствие в обеих почвах вида Tracheleuglypha accola и
встречаемость Heleopera petricola может свидетельство¬
вать об определенных химических особенностях город¬
ских почв Москвы — щелочной реакции среды. Доля
живых организмов в почвах сквера Юсуповского двор¬
ца в два раза ниже, чем в природных ландшафтах и
тыс/г
составляет около 6%. В почвах Ивановского и Зачатьев¬
ского монастырей были обнаружены лишь единичные
экземпляры родов Trinema, Centropyxis, Tracheleuglypha,
Plagiopyxis. В целом ряде особенно вытоптанных и за¬
грязненных почв города раковинные амебы совсем не
обнаружены.
Результаты исследований позволяют констатировать,
что в почвах рекреаций и троп доминировали роды
Plagiopyxis (до 50%) и Centropyxis (до 20%) как наибо¬
лее устойчивые к стрессовым ситуациям. Доминирую¬
щим родом в комплексе тестацей городских почв стал
род Trinema (45-60% от общей численности). Большин¬
ство обнаруженных видов — космополиты, однако вы¬
делены виды, присутствие которых может быть индика¬
тором щелочной реакции среды.
5.1.2. Водоросли городских почв
Исследовали почвы парков, скверов, бульваров, газо¬
нов, дворов и разделительных полос Юго-Западного адми¬
нистративного округа Москвы, а также почвы террито¬
рий с повышенным уровнем загрязнения в других райо¬
нах Москвы (участок на автозаправочной станции на пе¬
ресечении МКАД и Каширского шоссе, газон в районе
корпусов автозавода им. Лихачева и др.) (табл. 5.5). Об¬
разцы отбирали с поверхности 0-2 см в виде усредненной
пробы, а также в виде почвенных монолитов. Видовое
разнообразие водорослей учитывали методом чашечных
культур со стеклами обрастания (Зенова, Штина, 1990).
В качестве фоновой рассматривалась зональная де¬
рново-подзолистая почва в Малинском лесничестве, а
также в заповеднике «Горки Ленинские».
Некоторые физико-химические свойства исследуе¬
мых почв представлены в таблице 5.3.
Прослеживается характерная для городских почв
тенденция увеличения относительно фоновых величин
кислотности (в среднем от 5 до 8 значений pH), в 2 и
более раз содержания органического вещества, и вели¬
чин, характеризующих содержание азота, кальция, фос¬
фора. Отмечается широкое варьирование (от несколь¬
ких раз до одного двух порядков выше фона) концен¬
траций тяжелых металлов.
Число видов почвенных водорослей в почвах фона и загрязненных территорий г. Москвы
UT>
1Л
4
5
<
о
4
Изучение состава водорослевых группировок загряз¬
ненных участков и фоновых территорий показало их
существенные различия (табл. 5.5.).
Водорослевые группировки городских почв сущест¬
венно отличаются от таковых в естественных зональ¬
ных дерново-подзолистых почвах. В фоновых почвах
широко представлены зеленые и желто-зеленые формы,
характерно большое разнообразие сине-зеленых, с пре¬
обладанием видов порядка Nostocales, значительна роль
диатомовых, преимущественно мелкоклеточных видов,
что подтверждается данными Штиной (1959). Все исс¬
ледованные городские почвы характеризуются домини¬
рованием сине-зеленых с преобладанием представите¬
лей порядка Oscillatoriales и меньшим разнообразием
зеленых; среди диатомовых преобладают крупные фор¬
мы; желто-зеленые водоросли в городских почвах
встречаются достаточно редко.
Градиент изменения видового разнообразия в рассмат¬
риваемом ряду почв описывается формулами, отражающи¬
ми видовое соотношение почвенных водорослей. Если для
фоновых участков заповедника «Горки Ленинские» оно со¬
ответствует 15 с, 20 з, 6 ж, 14д>, а для переходных от фона
почв Филевского лесопарка и Юсуповского дворца 10 с, 10
з, 2 ж, 8 д, то индусгриземы в районе автозавода им. Ли¬
хачева характеризуются значениями 5 с, 4 з, Зд (рис. 5.5).
Таким образом, состав водорослевых группировок
может характеризовать тип урбанофитоценоза. В пар¬
ках и скверах альгогруппировки наиболее близки к зо¬
нальным со значительным развитием всех отделов, в
том числе и желто-зеленых; на газонах и бульварах до¬
минируют устойчивые представители одноклеточных зе¬
леных; незначительно представлены сине-зеленые и ди¬
атомовые; желто-зеленые отсутствуют; во дворах, за¬
грязненных бытовым мусором, хорошо развиваются си¬
не-зеленые и зеленые; желто-зеленые, как правило, от¬
сутствуют. Водорослевые группировки в почвах, под¬
верженных интенсивному загрязнению тяжелыми ме¬
таллами и другими элементами (на разделительной по-
*) Цифры соответствуют количеству видов водорослей: с — сине-
зеленых, э — зеленых, ж — желто-зеленых, д — диатомных.
лосе шоссе, на автозаправочной станции, около автоза¬
вода), характеризуются незначительным видовым разно¬
образием всех отделов, отсутствием желто-зеленых
форм, преобладанием наиболее устойчивых представи¬
телей из рода Phormidium, Lyngbya, Plectonema,
Chlorococcum, Chlorella, Chlomydomonas.
5.1.3. Почвенные водоросли и биотестирование
почвенных растворов
Для биотестирования образцов почвенного раствора,
отобранных из почв изучаемого ряда, были взяты две
культуры водорослей: зеленая одноклеточная водоросль
Chlorella vulgaris, устойчивая к различным видам
загрязнения и желто-зеленая нитчатая водоросль Heterotrix
exilis, более чувствительная к загрязнению почв.
Известно, что при концентрациях тяжелых металлов
в почве, превышающих фоновые значения, происходит
их активный переход в почвенный раствор, что приво¬
дит к резкой деградации почвенной биоты, в том числе
группировок почвенных водорослей. В данном случае
повышенное содержание цинка, меди и свинца наблю¬
дали в растворе из почв, отобранных в непосредствен¬
ной близости от корпусов автозавода им. Лихачева
(Си — 0,23 мг/л; Zn — 26,8 мг/л) (табл. 5.6).
Таблица 5.6.
Химический состав почвенных растворов Москвы
№ т
разреза’
pH
К,
мг/л
Na,
мг/л
Си,
мг/л
РЬ,
мг/л
Zn,
мг/л
Cd,
мг/л
21
6.2
4
2
н/о
н/о
н/о
н/о
22
5.8
160
11
н/о
н/о
2,31
0,03
23
6,5
6
3
0,06
н/о
5,76
0,05
24
6,7
15
3
0,04
н/о
3,30
0,03
25
7,0
22
4
0,06
0,03
4,12
0,03
26
7,4
10
10
н/о
н/о
2,56
0,04
27
6.7
9
9
н/о
н/о
7,76
0,04
28
6,8
20
8
0,23
0,05
26,8
0,06
№ т
разреза
pH
К,
мг/л
Na,
мг/л
Си,
мг/л
РЬ,
мг/л
Zn,
мг/л
Cd,
мг/л
29
7,3
6
35
0,06
0.11
7,57
0,04
30
7,3
10
16
0,05
н/о
6,46
0,04
' адрес разрезов № 21-30 см.: табл. 5.5,
Принимая в расчет, что реакция почвенной биоты
на загрязнение носит интегральный характер, предло¬
женная гипотеза о влиянии именно тяжелых металлов
на водоросли может рассматриваться как одна из воз¬
можных. Более подробный химический и физический
анализ городских почв, отличающихся комплексным за¬
грязнением и деградацией, может выявить и другие
стрессирующие факторы, уровень воздействия которых
окажется не менее значительным, чем влияние тяжелых
металлов.
Из представленных на рис. 5.2., 5.3. данных видно, что
реакция водорослей Chlorella vulgaris и Heterotrix exilis на
испытуемые почвенные растворы не однозначна.
Зеленая водоросль Chlorella vulgaris показала замет¬
ную степень угнетения только в растворах из 2-х уча¬
стков — Филевского лесопарка и газона, загрязненного
бытовыми отходами. В некоторых случаях Chlorella
vulgaris развивалась интенсивнее, чем в контроле. На¬
пример, в почвенных растворах, отобранных на пло¬
щадках со строительным мусором и на газоне раздели¬
тельной полосы.
Желто-зеленая водоросль Heterotrix exilis оказалась бо¬
лее чувствительной к почвенным растворам загрязненных
почв. В почвенном растворе с высокой концентрацией тя¬
желых металлов (образцы с газона рядом с заводом ЗИЛ),
а также в растворе из почв, загрязненных бытовыми от¬
ходами, жизнеспособность данного организма полностью
прекращалась: в первом случае — на 6-й, во втором —
на 9-й день. Заметно уменьшалось количество нитей во¬
дорослей в почвенных растворах, отобранных с терри¬
тории автозаправочной станции и разделительной поло¬
сы автомагистрали. Коэффициент размножения больше
единицы наблюдался только в растворе из целинной
ненарушенной почвы Малинского лесничества.
21
-0
22
-©
23
26
-О -
27
28
24
29
-0-
25
30
Рис. 5.2.
Реакция зеленых водорослей Chlorella vulgaris на загрязненность
почвенного раствора (номера точек отбора проб: 2ЬЭ0^КАР9^алем-
в табл. 5.5.).
21
22
-0-
2 3
24
25
26
27
28
29
30
- - О
Рнс. 5.3.
Реакция желто-зеленых водорослей Heterotris exilie на
загрязненность почвенного раствора (номера точек отбора проб:
21-30; адреса см. в табл. 5.5).
Суммируя изложенное, можно сделать вывод о том,
что биоиндикация почвенных растворов с помощью по¬
чвенных водорослей, в частности, особо чувствительных
к загрязнению почв представителей желто-зеленых
Heterotrix exilis, может быть успешно применена для
целей интегральной оценки состояния городских
почв, отличающихся комплексностью антропогенных
нарушений. Поиски и выявление долевого участия
каждого из одновременно действующих на водоросли
стресс-факторов, возможна в дальнейших работах в
рамках прогностического мониторинга в условиях мо¬
дельных опытов.
5.1.4. Целлюлаэная активность как показатель деградации
городских почв
Антропогенное воздействие на почвенный покров
города носит, как правило, комплексный характер; при
этом приоритетное воздействие того или иного фактора
установить достаточно сложно. Тем не менее мы выска¬
зываем предположение, что несмотря на заметную роль
в угнетении почвенной биоты химического загрязнения
почв, ведущим на основных территориях города являет¬
ся их физическая деградация, в частности, уплотнение,
уменьшение порозности и водопроницаемости. Под¬
тверждением может служить изменение целлюлазной
активности в зависимости от степени уплотнения на
наиболее характерных для города участках: дворы, па¬
лисадники, газоны, парки. За контроль (фон) принима¬
ли целинные участки дерново-подзолистой почвы под
хвойным лесом (рис. 5.4). Интенсивность целлюлазной
активности определяли по разности в весе контрольного
и экспонированного в почве лоскута бязевой ткани. Сте¬
пень уплотнения оценивали по объемному весу почвы.
Можно констатировать, что существует тесная связь
между степенью уплотнения почвы и ее биологической
активностью. Так, для поверхностного слоя 0-10 см на¬
ибольшая целлюлазная активность (26%) зафиксирована
в почвах фоновых территорий с объемным весом
0,9 г/см3 (табл. 5.2). И, наоборот, в пределах москов¬
ских двориков биологическая активность значительно
подавлена (12%), что соответствует и наибольшему их
% разложившейся
ткани от исходной
Контроль (фон) Парки Газоны Палисадники Дворы
Рис. 5.4.
Целлюлозная активность почв г. Москвы
в слое мощностью 0*10 см.
уплотнению 1,4-1,6 г/см3. Почвы городских парков и га¬
зонов отличались промежуточными значениями пред¬
ставленных показателей 17-18% и 1,1-1,3 г/см3, соответ¬
ственно.
Полученные на основании достаточно большой вы¬
борки данные свидетельствуют об обратной зависимо¬
сти между биологической активностью почв и степенью
их уплотнения.
5.2. Биологическая диагностика и мониторинг
состояния почв
Принципы биодиагностики почв, разработанные ака¬
демиками М.С. Гиляровым, Г.В. Добровольским и их
учениками, легли в основу наших исследований в обла¬
сти мониторинга состояния почв по их биологическим
свойствам. Отправным моментом в этих принципах слу¬
жит определение соответствия экологических стандар¬
тов почв и почвообитающих организмов.
Экологическим стандартом почвообитающих орга¬
низмов Гиляров (1965) называл сочетание основных
факторов среды: температуры, влажности, питательных
веществ и т.д., обеспечивающих их жизнедеятельность.
С позиции экологии почв под экологическим стандар¬
том почвы можно, очевидно, понимать «экологическую
нишу», рассматриваемую как часть пространства, на
которой в результате совокупного действия факторов
формируется данный почвенный объект (Соколов, 1985).
Если говорить о диагностике ареала почвы по орга¬
низму (или организмам), то задача будет заключаться в
поисках сходства между экологией изучаемого ареала
почвы и экологией животных — индикаторов, обитаю¬
щих в пределах ареала.
Для решения этого вопроса необходимо иметь пред¬
ставление о ширине экологического стандарта почвоо¬
битающих организмов и почвы. Широту экологического
стандарта Гиляров (1965) определял как амплитуду коле¬
баний факторов среды, в пределах которой возможно
существование вида (сохранность ряда преемственных
поколений). Причем вид с большой широтой экологиче¬
ского стандарта называется эврибионтным, с неболь¬
шой — стенобионтным. Чем более стенобионтны по¬
чвенные животные, тем больше их значение как пока¬
зателя почвенного режима, тем выше возможность
использовать их в качестве индикаторов тех или иных
особенностей почвы или почвенного режима в целом.
Под широтой экологического стандарта почвы можно,
очевидно, понимать предложенное Соколовым (1985) по¬
нятие «экологический диапазон почвы», т.е. диапазон
действия фактора (или факторов), в пределах которого
возможно существование почвенных объектов.
Таким образом, широта экологического стандарта
организмов, выбранных в качестве индикаторов, долж¬
на совпадать, либо быть уже экологического диапазона
почвы.
В естественных условиях рассматриваемая система
экологических стандартов почв и их обитателей нахо¬
дится под постоянным воздействием внешних факторов
как природного, так и антропогенного происхождения.
В зависимости от интенсивности и длительности воз¬
действия этих факторов могут быть рассмотрены два
типа изменений этой системы.
Первый тип изменений назван функциональным и
предполагает возврат, обратимость системы в исходное
состояние, как правило, после краткосрочных стрессо¬
вых воздействий (т.е. речь идет об изменении функции
во времени, отсюда соответствующее название).
Второй тип предполагает устойчивые, необратимые
изменения структуры почвенно-биологической системы,
вызванные стабильными «хроническими», либо одномо¬
ментными, но приводящими к радикальным необрати¬
мым изменениям, воздействиями, что определяет его
название — структурный тип изменений.
Опыт практических наблюдений показывает, что
функциональные изменения почвенных биосистем воз¬
никают чаще всего в результате ситуаций «аварийного»
характера: выброс нефти, разовые нарушения почвен¬
ного покрова в результате строительных работ, про¬
кладки трубопроводов и т.д.; структурные — непрерыв¬
но действующих (хронических) нарушений почвенного
покрова, например, в результате постоянной вспашки
земель, в районе действующих рекреаций, дорог, город¬
ских территорий, регулярного выпадения кислотных
осадков, тяжелых металлов в окрестностях действую¬
щих предприятий.
Понимая, что практически любое «хроническое» воз¬
действие на почвенно-биологические системы не вечно
и деление на функциональные и структурные типы из¬
менений достаточно условно, тем не менее, мы счита¬
ем, что необходимость такой дифференциации очевид¬
на, особенно для целей экологического нормирования в
практической экологии и почвоведении. Так, в процес¬
се полевых наблюдений исследователь, как правило,
стоит перед необходимостью выбора фоновой (конт¬
рольной) территории. Тем не менее, не всегда в каче¬
стве таковой ему удается подобрать целинный ненару¬
шенный природный объект. В этой ситуации в качестве
контрольных могут быть рассмотрены территории, пе¬
режившие этап необратимых структурных преобразова¬
ний. В частности, так решается вопрос в природоохран¬
ной практике отдельных стран, не сохранивших целин¬
ные фоновые территории, где за условное фоновое вы¬
нуждены принимать состояние почвенного покрова,
сложившееся в условиях конкретного землепользова¬
ния.
Отсюда предлагаемое нами разделение системы эко¬
логических стандартов на два вида: «абсолютный» —
соответствующий целинным ненарушенным почвам и
«относительный» — сложившийся в условиях, привед¬
ших к необратимым структурным изменениям сообще¬
ства почвенных организмов и почвенные свойств в це¬
лом.
Такой подход предполагает, что при изменениях, но¬
сящих функциональный характер, почвенная биосисте¬
ма возвращается к одному из приведенных видов эко¬
логического стандарта: либо «абсолютному», либо «от¬
носительному». При структурных изменениях, если от¬
правной точкой был абсолютный стандарт, он перехо¬
дит в разряд относительного; если же стресс наложился
на ранее сложившийся относительный стандарт, возни¬
кает его очередная модификация.
Разделение изменений, происходящих с почвенными
биосистемами, на функциональные и структурные, воз¬
можно только в результате временных наблюдений,
иными словами, мониторинга этих систем. При изуче¬
нии структурно-функциональных особенностей почвен-
но-биологических систем целесообразно воспользовать¬
ся известной в экологии схемой разделения мониторин¬
га на диагностический и прогностический. Такой под¬
ход вполне согласуется с теоретической и практической
реализацией принятого нами определения биологиче¬
ской диагностики почв. Таким образом, мониторинг
может быть разделен на «диагностический», отвечаю¬
щий за опознание почвы по состоянию ее биоты в ес¬
тественных природных условиях в настоящий момент
времени, и «прогностический», дающий представление
о перспективе развития намечающихся в почве процес¬
сов и выполняемый преимущественно в рамках плани¬
руемого эксперимента.
В настоящее время в нашей стране в почвенно-эко¬
логических исследованиях преобладает диагностический
мониторинг и крайне слабо развит прогностический.
Тем не менее, в практике природопользования и охра¬
ны природы он чрезвычайно необходим. Уместно
вспомнить, что еще 50 лет назад большое внимание
эксперименту как методу изучения пространственного
распространения почвенного покрова уделял Б.Б. Пол-
ынов (1947). Он говорил, что география сложных по¬
чвенных процессов не может развиваться путем про¬
стого описания объектов, успех возможен лишь при од¬
новременном наблюдении в естественных условиях и
экспериментальных работах.
Диагностический мониторинг уплотнения
и загрязнения почв
В рамках принятой схемы структурных и функцио¬
нальных изменений рассматривалось преобразование
изучаемых сообществ организмов в условиях воздейст¬
вия на почвенный покров набора природных и антро¬
погенных факторов.
Наблюдения показывали, что постоянно длящиеся
хронические воздействия в условиях непрерывно рабо¬
тающих предприятий вызывают структурные измене¬
ния сообщества простейших, близкие к тем, которые
мы наблюдали при физической деградации почв. Уро¬
вень структурных изменений сообщества почвенных
водорослей, обитающих на территории г. Москвы, за¬
висит от характера урбанофитоценоза (рис. 5.5). Среди
обитателей почв парков и скверов структурные преоб¬
разования относительно невелики, тем не менее, уже
намечается тенденция спада активности зеленых водо¬
рослей, приоритет которых относительно других групп
так характерен для целинных аналогов городских почв.
Более значительный масштаб структурная перестройка
приобретает в почвах городских дворов и загрязненных
участков вокруг промышленных предприятий. На этих
участках наблюдается низкое видовое разнообразие,
практическое отсутствие желто-зеленых и доминирова¬
ние сине-зеленых форм почвенных водорослей.
Таким образом, комплексный методический подход
показал, что для определения степени физической на-
рушенности почв, применимы показатели состояния со¬
общества раковинных амеб и почвенных водорослей.
Загрязненность почв достоверно может быть определе¬
на как биохимическими, так и зоологическими метода-
К о л и ч ест в о
видов
20
1 5
Ю .
5 .
Сквер
Ю суповского
дворца
Гаэои завода
ЗИЛ
Рис. 5.5.
Число видов почвенных водорослей в почвах г. Москвы.
е — сине-земные, э — зеленые, ж — желто-зеленые,
д — диатомовые.
ми. В свою очередь, повышенное содержание в почвах
подвижных форм тяжелых металлов может быть зафик¬
сировано по интенсивности размножения в почвенном
растворе «почвенных гидробионтов» — инфузорий, во¬
дорослей.
Существенным структурным преобразованиям под¬
вергаются почвенные биосистемы рекреационных, го¬
родских и промышленных предприятий. Выражается
это прежде всего в перераспределении биологической
активности почв в пределах почвенного профиля с по¬
верхностных в более глубокие слои: доминировании в
рекреационных почвах простейших из группы терриби-
онтов и формировании специфической фауны тестацид
со значительной долей кальциефилов в пределах старых
городских застроек; подавления в пределах городских
территорий группы почвенных желто-зеленых водорос¬
лей, широко распространенных в целинных природных
почвах.
Предлагаемые приемы биологической диагностики
городских почв применимы для решения вопросов
практической экологии, в частности: при интегральной
оценке состояния почв, экологическом нормировании и
связанных с этим работ в области экологической экс¬
пертизы, принятии решений по срокам и интенсивно¬
сти рекультивационных работ, прогнозировании антро¬
погенного воздействия на окружающую среду, государ¬
ственного экологического контроля и расчета экологи¬
ческого ущерба.
ЧАСТЬ II
Почвы и почвенный покров
г. Москвы
ГЛАВА 6
Почвы города Москвы:
тревоги и надежды
Всё камни/ Камни стен и камни мостовых/
В дома! защиты нет от духоты и жараI
Деревья чахлые бульвара
Стоят, как вечный фрунт/ Под мертвой
пылью их
Не видно зелени, нет свежести — и это,
Столица бедная, ты называешь лето/
М. Дмитриев
А уже если сны приснятся.
То пускай в них повторятся
Детства давние года:
Снег на дворике московском,
Иль в Петровско-Разумовском,
Пар над зеркалом пруда.
В. Ходасевич
Более 800 лет назад местность Москвы и ее окрест¬
ностей была покрыта хвойно-широколиственными леса¬
ми с островками полян, озер, болот и заливных лугов
долины р. Москвы. Здесь формировались разнообраз¬
ные лесные подзолистые и дерново-подзолистые почвы,
перемежаясь заболоченными или пойменными почвами.
Постепенно город расширялся, захватывая близлежа¬
щие деревни, монастыри, посады, площадь естественно¬
го почвенно-растительного покрова сокращалась, в ре¬
зультате чего почвы преобразовывались и трансформи¬
ровались, становясь частью культурного слоя.
Современное экологическое состояние города фор¬
мировалось, главным образом, в течение XYIII-XX веков.
Рост города и его расширение за счет пригородных тер¬
риторий происходили скачкообразно. До XYIII в. Москва
была в границах Земляного города и осваивала менее 2,0
тыс. га. В XY1II веке город разросся в придолинном
Москворецко-Яузском комплексе и располагался на
площади 7,2 тыс. га. С конца XIX-го века началось во¬
сточное расширение города в сторону Мещерского
щерского междуречья, а с начала XX в. — северное
расширение до р. Лихоборки, в середине нашего столе¬
тия — освоение южного Тепло станс кого возвышенного
междуречья, а в 60-е годы — освоение распространи¬
лось на запад.
Этапы развития города Площади территории (км2)
1. Кремлевские стены 1495 г. 0,2
2. Стены Китай-города 1538 г. 0,9
3. Укрепления Белого города (Бульварное кольцо) 1593 г 5,6
4. Укрепления Земляного города (Садовое кольцо) 1630-40 гг. 18,7
5. Камер-Коллежский вал 1742-1864 гг. 72,1
6. Московская кольцевая железная дорога 1917 г 212,1
7. Границы 1935-60-х годов 356.7
8. Границы в пределах МКАД 1960 г. 876,9
9. Современные границы 1071,0
Как отмечают архитекторы и градостроители, совре¬
менная Москва имеет явные признаки «амфитеатра»:
плотно застроенный, сравнительно низкий историче¬
ский центр, вокруг которого, последовательно склады¬
вались градостроительные зоны пред- и послевоенной
реконструкции у застав Камер-Коллежского вала, за
ними — срединная зона преобладания 5-ти этажного
строительства 50-60-х годов и периферийный пояс но¬
востроек с повышенной этажной застройкой 70-80-х го¬
дов (Ненарокова и др., 1990).
Вокруг Москвы располагается ближайший приго¬
род, на который с 1935 г. распространяется статус ле¬
сопаркового защитного пояса с 13-ю городами и состав¬
ляющими с Москвой единое целое. Между ними —
сильно урбанизированная сельская местность с элемен¬
тами естественной природы.
Следовательно, существующее экологическое состоя¬
ние Москвы стало следствием не только деятельности
самого города, но и очень урбанизированного всего
Московского региона.
Состав земель города Москвы
(данные Москомэема на 1993 г., в тыс.га)
• земли городской застройки 32,0
• земли общего пользования (улицы, площади, парки,
скверы, бульвары; более 50 % площадей составляет
улично-дорожная сеть) 23,0
• земли сельхозиспользования
7,2
• земли природоохранного, оздоровительного, рекреационного
Таким образом, около 30% территории города являют¬
ся открытыми поверхностями, частично озелененными и
представлены разнообразными городскими почвами.
6.1. Физико-географические условия
города Москвы
Под воздействием многовековой деятельности челове¬
ка в Москве произошло преобразование всех факторов
почвообразования (климата, рельефа, почвообразующих и
подстилающих пород, растительности и биоты в целом).
Геологическое строение. Город расположен в цент¬
ре геологического бассейна — глубокого прогиба древ¬
них кристаллических пород, заполненного осадочными
породами. Толща осадочных пород преимущественно
морского происхождения очень велика — кристалличе¬
ские породы фундамента встречены при бурении на
глубине 1652 м (Саушкин, 1955).
Чаша московской котловины заполнена известняка¬
ми, доломитами, гипсами девонского периода, верхняя
граница отложений которых находится на 200 м ниже
уровня моря. На девонских породах залегают известня¬
ки и красные глины каменноугольного периода, мощ¬
ность которых достигает 330 м.
Поверхность каменноугольных известняков эродиро¬
вана, пересечена рядом ложбин, заполненых поздней¬
шими отложениями и перекрыта юрскими темными
глинами и песками. На последних залегают меловые от¬
ложения, но на большей части территории города они
были размыты предледниковыми потоками, унесены
ледником и послеледниковыми потоками. Хорошо со¬
хранились только кварцевые пески мощностью до 52 м
на Воробьевых горах.
3,0
11,8
30,0
107,1
Рис. 6.1.
Геоморфологическая схема г. Москвы (Э.М. Лихачева):
I.— моренная равнина; 2. — флювиогляциальиая равинна;
3,4,5 — надпойменные террасы р. Москвы (I.IIJII); 6 — пойма; 7 —
склоны оплывания и оползневые; 8 — тальвеги (а — овражно-балочные;
6 — технопеннопогребенной речной сети); 9 — реки н озера.
Геоморфологическое строение. Москва и ее окрест¬
ности расположены на стыке Смоленско-Московской
возвышенности, Москворецко-Окской равнины и Ме¬
щерской низменности (рис. 6.1). Северная часть города
находится на южном крае склона Клинско-Дмитровской
гряды Смоленско-Московской возвышенности и охваты¬
вает водоразделы рек Москвы, Клязьмы и Яузы. Рельеф
этой местности представляет всхолмленную равнину с
относительными высотами 40-55 м, сложенную в основ¬
ном песками и моренными глинами. Природный рельеф
северной части стал более пологим за счет засыпки грун¬
том оврагов и заболоченных понижений. Мощность тол¬
щи насыпных грунтов колеблется от 3 до 6 м.
Южная часть города охватывает междуречье Моск¬
вы и Пахры. Наиболее возвышенной частью южной об¬
ласти с превышением 130-135 м над урезом реки явля¬
ется Теплостанская возвышенность. Высота возвышен¬
ности достигает 200 м над уровнем моря и более 80
метров над урезом р. Москвы, круто обрываясь к реке,
она образует Воробьевы горы. Рельеф возвышенности
волнистый, расчлененный эрозионными долинами, бал¬
ками и оврагами. При строительстве в этих местах бы¬
ли произведены значительные срезки и подсыпки грун¬
та. Наиболее изменен рельеф в долинах малых рек: Ра¬
менки, Кровянки, Котловки, Чертановки и Городни. В
долине р. Кровянки засыпано 85% овражно-балочной
сети, а мощность антропогенных отложений достигает
20 м. Мощность насыпных грунтов между проспектами
Мичуринский и Вернадского достигает максимальных
для города величин за счет засыпки глубоких оврагов.
Восточная часть Москвы относится к окраине Ме¬
щерской равнины. Рельеф этой территории представля¬
ет собой плоскую, местами заболоченную равнину с
высотными отметками, поднимающимися выше 20-40 м
над урезом р. Москвы. Восточные и юго-восточные ча¬
сти центра города примыкают к Мещерской низменно¬
сти, это самые низкие и плоские части его рельефа.
Здесь берут свое начало р. Пехорка и Яуза. В процессе
освоения этой территории толщина насыпных грунтов
имеет мощность 6 метров. Несмотря на проведенное в
результате подсыпки поднятие дневной поверхности,
территория характеризуется неглубоким залеганием
грунтовых вод и высокой степенью подтопления.
Долина р. Москвы занимает более 30% территории
города. Река промыла широкую долину с тремя терра¬
сами — более молодой 1-ой надпойменной Серебрян-
ноборской и двумя более древними Мневниковской и
Ходынской. Особенно большое пространство занимает
3-я Ходынская надпойменная терраса. В пределах горо¬
да долина имеет асимметричное строение.
В долине р. Москвы произошли наибольшие измене¬
ния рельефа. Сооружения в верхнем течение реки си¬
стемы водохранилищ и водоканала Москва-Волга увели¬
чило расход воды на 1 куб. км, что составляет 60% реч¬
ного стока. Это привело к поднятию уровня воды на
5 м и частичному затоплению поймы.
Постепенно были засыпаны овраги и промоины, рас¬
крывавшиеся к долине реки. Малые реки в их устьевой
части заключены в коллекторы (Ольховка, Неглинка и
др.). В долинах рек Ходынки, Пресни, Неглинной пол¬
ностью уничтожена гидросеть и овражно-балочная сеть.
Мощность насыпных грунтов в долинах до 20 м.
Современный рельеф Москвы в значительной степе¬
ни образован отложениями ледниковой эпохи: двумя
моренами (московской и днепровской), которые покры¬
ли часть территории города и его окрестности, и эро¬
зионной деятельностью рек.
В геоморфологическом отношении большая часть го¬
рода представлена моренной и флювиогляциальной рав¬
нинами и поймой с надпойменными террасами и опол¬
зневыми склонами.
В результате хозяйственной и строительной деятель¬
ности происходит изменение рельефа территории Мос¬
квы. С одной стороны, наблюдается нивелирование
форм исходного волнистого рельефа города: засыпание
оврагов и пойм, срезание холмов и склонов, укладка
мелких речек в подземные трубы. Особенно значитель¬
но изменение рельефа произошло при строительстве
метрополитена в 1930-1960-е г., когда засыпались овраги
и нивелировались понижения песчано-суглинистым мо¬
ренным материалом, взятым с глубины 20-50 м. при
прокладки шахт и туннелей. По подсчетам Ф.В. Котло¬
ва (1978) в 1967 г. объем перемещенного грунта в Мо-
кве достигал 211 млн. куб. м. Наиболее значительными
элементами искусственного рельефа являются выемки и
насыпи автомобильных и железных дорог. С другой
стороны, в направлении от периферии к древнему го¬
роду рельеф становится более приподнят за счет накоп¬
ления культурного слоя (табл. 6.1), мощностью 3-5 м,
максимальная мощность на Васильевском спуске 20 м.
Таблица 6.1.
Состав культурного слоя г. Москвы,
в % (Котлов, 1962):
Пески
67.6
Супеси
10,0
Щебень и строительный мусор
10,0
Суглинки
3,45
Глина
1,24
Органика
3,0
Древние сооружения
4,35
Очень большие современные антропогенные отложе¬
ния отмечены на ул. Вавилова (20-25 м). В районе Дома
Детского творчества на Воробьевых горах на месте за¬
сыпанного оврага (20 м). Кроме того, на 6-15 метров
подняты набережные.
Схема оценки изменений рельефа на территории
г. Москвы показана на рис. 6.2.
Тем не менее на почвообразование продолжает ока¬
зывать влияние и погребенный рельеф с многочислен¬
ными водоупорными горизонтами или песчаными лин¬
зами: наблюдается или неожиданное выклинивание
грунтовых вод и подтопление зданий или образование
карстово — суффозионных воронок и провалов.
Большие размеры города оказывают активное воз¬
действие на ландшафт и, в частности, на климат. Кли¬
мат Москвы и ее окраин значительно различаются (рис.
6.3). Так средние годовые температуры воздуха в цент¬
ре по сравнению с окраиной увеличиваются и разница
составляет 2,0-2,6 °С Разница суточных температур в
центре и за городом может достигать 11-14 °С. Темпе-
Рис. 0.2.
Схема оценки изменения рельефа на территории Москвы.
(Бахирева, Жигалин и др., 1989).
Степень изменения рельефа: 1 — сильно изменеинцй (изменены абсолютные
отметки, глубина расчленения более чем ка м/км , засыпана гид|>осеть);
2 — частично измененный; 3 — практически неизмененный;
4 — утраченная гидросеть; 5 — границы долинного комплекса.
if s. !
N. q WW о E
10ю. Г) ОО r> ;
r-r- . f-r- J
1Пг-$ 1010 о £
440 e g i
III II с :
Рис 6.3.
Экологический профиль Москва — пригород,
ратура поверхности городской почвы до 10 °С выше,
чем в окружающей местности; одновременно почва по¬
догревается изнутри городской теплосетью. В городе
происходит ранний сход снега, в отдельные годы снеж¬
ный покров держится всего 2-3 месяца, увеличивается
продолжительность вегетационного периода.
Азональность климата города по сравнению с окру¬
жающей территорией выражается в том, что в нем вы¬
падает на 5-10% больше осадков, уровень солнечной ра¬
диации, достигающей земли на 15-30% меньше, зимой
наблюдается вдвое больше туманов, средняя скорость
ветра на 20-30% ниже. Хотя по абсолютным величинам
в юроде выпадает больше осадков, но реально в почву
их попадает меньше, поскольку происходит сброс до¬
ждевой воды в коллекторы и уборка снега. Причинами
«перегрева» юрода («парникового» эффекта) являются
и тепло, выделяющееся при сжигании топлива в про¬
цессе различных производств, а также мусора и быто¬
вых отходов и мгла над городом, ослабляющая инсоля¬
цию днем, и изреженный растительный покров, и боль¬
шие площади асфальтовых, домовых и других покры¬
тий, не способных поглощать и удерживать воду. Теп¬
ловое воздействие промышленных и коммунальных
предприятий, сетей теплоснабжения и коммуникаций,
отапливаемых подземных сооружений приводит к обра¬
зованию так называемых «тепловых куполов» с проник¬
новением зоны прогрева почвы, грунта и подземных
вод на глубину свыше 60*100 см с выделением большо¬
го количества тепла, достигающего 105-109 Дж.м2 (Реко¬
мендации..., 1990).
Наиболее неблагоприятным последствием метеороло¬
гических условий является накопление в приземных
слоях атмосферы примесей, обусловленное слабым вет¬
ром, туманами и наличием повышенных концентраций
токсических веществ.
По данным Московского центра по мониторингу ок¬
ружающей среды (1996 г.), основными источниками за¬
грязнения атмосферного воздуха города являются авто¬
транспорт, промышленные предприятия, строительные
объекты. При неблагоприятных погодных условиях уве¬
личение концентрации вредных веществ, выбрасывае¬
мых только промышленными предприятиями, достигает
очень высокого уровня:
• в 5-10 раз по оксиду азота на всей территории
города;
• в 2-5 раз по оксиду углерода и взвешенным веще¬
ствам на территории Юго-Восточного административно¬
го округа;
• в 2-5 раз по сернистому ангидриду на территориях
Северного и Центрального административного округов;
• в 2 раза по формальдегиду на территории Восточ¬
ного и Центрального административных округов;
• в 2 и более раз по аммиаку на территории Цент¬
рального административного округа.
Доля автотранспорта в загрязнении воздуха достига¬
ет почти 80% от общего объема выбросов и постепенно
возрастает.
Температурный режим является важной составляю¬
щей экологии города. Естественный ход температуры
воздуха и почв, распределение осадков, влажности, сол¬
нечного сияния и других метеорологических факторов
значительно изменяются в связи с резким увеличением
площади городских застроек и усилением роли инфра¬
структуры города. Это связано прежде всего с огром¬
ным числом каменных сооружений, большой площадью
железных крыш, асфальтовых покрытий, производст¬
венных мощностей, тепловых коммуникаций и т.д.
Анализ данных наблюдений за температурой воздуха и
почвы, количеством осадков (на примере 1988 г.) на ме¬
теостанциях Балчуг (центр), Тушино (окраина), а также
собственных данных с установленного почвенного тер¬
мометра М-23 М в парке музея-усадьбы А.Н. Толстого
в Хамовниках (центр) приведены на рис. 6.4 и 6.5. Ана¬
лиз изменений температуры воздуха показывает до¬
вольно значительную разницу в течение весны — ле¬
та — осени — 4-5 °С и более. Зимой различие сохраня¬
ется, но разница меньше, — до 2-3 °С. Изменения тем¬
пературы поверхности почвы в основном коррелируют с
температурой воздуха, но поверхность почвы несколько
больше нагревается в теплый период времени и сильнее
остывает в холодный. В центре города в период с ноября
по март она теплее на 3-5 °С. Хорошо затененная повер¬
хность почвы в парке музея-усадьбы Л.Н. Толстого в ав-
Рве. 6.4.
Динамика температуры воздуха и поверхности почвы на
метеостанциях; Балчуг, Тушино и в парке муэея-усадьбы
Л.Н. Толстого в Хамовниках с апреля по ноябрь 1988 г.
гусге нагревалась слабее, чем на обеих открытых мете¬
останциях (иногда на 10°С и более). Осенью эта вели¬
чина постепенно уменьшается и уже в ноябре поверх¬
ность в парке была теплее на 3-6 °С и более. В летнее
время на глубине 20 см почва прогревалась до 20 °С в
районе Тушино, затем температура плавно понижается
до 0-1 °С и таковой сохраняется до весны. На всех
трех объектах температура почвы на глубине 20 см с
августа по декабрь была практически одинаковой. Сум¬
ма температур воздуха для центра Москвы на 50-100 °С
выше, чем на окраине, особенно большой разрыв на¬
блюдается в июле месяце. Сумма выпадающих осадков
также была практически всегда выше на метеостанции
—♦— мегеостацяТушн) тирсвХаимк®
вует сшгяб астяНр наяЦь
(Ь ь
Ряс. в.5.
Динамика температуры почвы на глубине 20 см в парке
музея-усадьбы Л.Н. Толстого в Хамовниках и на территории
метеостанции Тушино с апреля по ноябрь 1988 г.
Балчуг, превышая годовую сумму выпавших в Тушине
осадков почти на 100 мм.
Специфика теплового режима приводит к значитель¬
ным изменениям водно-физических свойств почв и
грунтов. Повышение температуры приводит к уменьше¬
нию влажности почв и грунтов. Характерное для цен¬
тра города потепление грунтовых вод, грунта и воздуха
усиливает вероятность подъема почвенно-грунтовых вод
вместе с растворимыми в них солями.
В Москве изменяется химической состав и глубина
грунтовых вод. Произошло постепенное подтопление
некоторых частей города, поскольку нарушился естест¬
венный круговорот воды и ухудшился дренаж террито¬
рии (Осипов, 1994). В местах интенсивной застройки
осушаются болота, засыпаются долины малых рек и
ручьев. Подъем грунтовых вод происходит также из-за
утечек из водопроводов и канализационных труб, филь¬
трации из прудов и строительных котлованов, поливов
зеленых насаждений и т. д. По данным Московской ге-
олого-гидрологической экспедиции, из 510 км русел ма¬
лых московских рек уничтожено 290 км. Открытое рус¬
ло сохранено у семи рек: Яузы, Сетуни, Сходни, Рамен¬
ки, Очаковки, Ички и Чечеры. Остальные реки частич¬
но или полностью заключены в коллекторные системы.
На территории города засыпано более 100 небольших
речек, ручьев, десятки стариц и оврагов, более 700 пру¬
дов (Москва, Энциклопедия, 1980).
Свойства природных водосборных бассейнов на тер¬
ритории Москвы частично изменены, а в некоторых
местах и полностью утрачены На схеме бассейнов рек
Москвы (Бахирева и др., 1989) показаны три группы
бассейнов рек: I — с частично измененной структурой;
II — с техногенной структурой и утраченным русловым
стоком; III — с предельно измененной структурой (рис.
6.6). В бассейнах с техногенной структурой атмосфер¬
ные осадки, стекающие по поверхности территории, ча¬
сто более загрязнены, чем промышленные стоки, ухо¬
дящие в канализацию.
Из-за несовершенства водопроводов, теплотрасс и
коммуникаций через почву ежесуточно проходит почти
400 тыс. куб. метров воды. В некоторых местах утечки
достигают 40% и в среднем составляют 4-6% по городу.
Таким образом, в подтопленном состоянии (уровень
грунтовых вод выше 3-х метров) находится 40% город¬
ской территории, особенно Центральный, Восточный,
Северо-Восточный, Западный округа (Осипов, 1994).
Но в то же время, уровень водоносного слоя может
сознательно понижаться для облегчения строительства,
а это вызывает уменьшение запасов влаги в корнеоби¬
таемом слое и снижение грунтового стока, в том числе
и вследствие запечатанности территории асфальтом,
жилыми и промышленными постройками.
Основными источниками загрязнения водоемов и
почвенно-грунтовых вод являются городские станции
аэрации, загрязненный поверхностный сток и общая
захламленность территории города. Поверхностный
сток внутри города складывается из атмосферных осад¬
ков, паводковых вод и таяния снега. Большое количест¬
во растворимых солей в поверхностных осадках и ат¬
мосферной пыли, сбрасывание промышленных и быто¬
вых стоков способствовали превращению на 85% терри¬
тории города пресных грунтовых вод в слабоминерали¬
зованные воды сложного состава с минерализацией до
2-3 г/л (Просенков, 1974).
Экологическое состояние города сильно влияет на
его растительный покров. Хотя в Москве и преоблада-
(Бахирева, Жигалин и др., 1969).
Границы бассейнов различного порядка: I, П и Ш; Количество засыпанных
водотоков, %: IV — менее 1, V — до 10, VI — до 50, VII — более 50,
VIII — 100; IX — площади техногенных отложений мощностью более Э м;
X — номера бассейнов рек: I — верховья Яузы, 2 — Яузы, 3 — Ички,
4 — Чермянки, 5 — Лихоборки, 6 — Серебрянки, 7 — верховья Сетуни,
8 — Сетуни, 9 — Раменки, 10 — верховья Городни, 11 — Городки, 12 —
Чертаиовкн, 13 — Ходынки, 14 — Пресни, 15 — Неглиннон,
16 — Грай во ройки, 17 — Кровянки, 18 — Котловки, 19 — Фильки.
ют застроенные площади, но все же в черте города со¬
храняются не только лесные массивы, но и суходоль¬
ные луга, фрагменты пойменных лугов, переходных и
низинных болот, реки и водоемы в естественных бере¬
гах. Но эти разнообразные ландшафты, столь необходи¬
мые в городе, продолжают сокращаться.
Территории природного комплекса Москвы состав¬
ляют единое целое с системой природных территорий
Московского региона и включают в себя городские и
пригородные леса и лесопарки, парки, озелененные
территории различного назначения и долины рек. В
систему территорий природного комплекса Москвы
входят объекты уникальной экологической, ландшафт¬
ной, историко-культурной ценности: национальный
парк «Лосиный остров», природный парк «Битца», вод¬
но-ландшафтная система Крылатское — Серебряный
Бор — Строгино, историко-культурные ансамбли «Ко¬
ломенское», «Царицыно», «Кусково» и др. Эти озеле¬
ненные территории вместе с почвенным покровом, воз¬
душным бассейном и почвенно-грунтовым водами вы¬
полняют важнейшие средозащитные, санитарно-гигие¬
нические, рекреационные и эстетические функции.
Естественная растительность в городе постепенно
сменяется сформированными человеком урбанофитоце-
нозами (УФЦ). Доказано, что в растительном покрове
городов преобладают антропотолерантные виды, пре¬
имущественно выходцы из более южных регионов,
приспособленные к «тепловому острову» большого го¬
рода и от него зависящие. В городе наблюдается видо¬
вое обеднение растительного покрова, понижение его
устойчивости и стабильности. Неполночленные и струк¬
турно неполноценные экосистемы не способны выдер¬
живать больших антропогенных нагрузок.
По приблизительным данным, площадь озелененных
территорий в Москве составляет 15-17%, т.е обеспечен¬
ность населения города составляет всего 33% от требу¬
емой (табл. 6.2). Растительность в городе распределена
крайне неравномерно. В центральных районах города,
где лесные массивы отсутствуют, озелененность состав¬
ляет от 5 м2/чел до 1 м2/чел (внутри Садового кольца).
На территории города имеется не менее 36 лесных
массивов площадью от 5 до 3000 га (Лосиный остров —
3000 га в черте города, Битцевский лес — около 1800
га, Измайловский лес — 1437 га, Кузьминки — 962 га,
12 массивов имеют площадь от 150 до 600 га, остальные
менее 100 га). Основными лесообразующими породами
являются: береза — 39%, сосна — 21%, липа — 18%,
дуб — 10,5%, осина — 4% и ель — 2%.
Таблица 6.2.
Распределение озелененных территорий г. Москвы, в пределах МКАД
(О состоянии окружающей..,, 1993)
Категории озелененных территорий
%
1. Лесопарки, городские леса
40,1
2. Парки общего пользования, в т.ч.
59,9
парки культуры и отдыха,
38,8
детские парки
0,7
скверы и бульвары
14,7
сады
1,7
спортивные парки (стадионы)
4,0
Всего площадь озелененных территорий
17
Лесопарковый защитный пояс в последние годы ин¬
тенсивно разрушается, сокращается и застраивается.
Известно, что по экологическим нормам оптимальное
соотношение площади крупного города и его защитного
лесного пояса должно быть не менее 1:5. Многие рос¬
сийские города имеют такое соотношение, в Москве
же оно доведено до 1:1,5, а если учитывать фактиче¬
скую заселенность лесопарков, то 1:0,7.
Зеленые насаждения в парках, бульварах и скверах
представлены тополем, липой, кленом, вязом, каштаном,
березой и другими породами деревьев. Всего в город¬
ских скверах и парках насчитывается от 4-6 до 15-18
видов деревьев и кустарников. Для улучшения функци¬
ональной организации участков, снижения запыленно¬
сти и уровня транспортного шума создаются зеленые
насаждения в жилых районах, около школ, лечебных
учреждений и т. д. В целях снижения вредного влияния
промышленных выбросов вокруг промышленных, ком¬
мунально-складских предприятий организуются сани¬
тарно-защитные зоны. Их площадь небольшая, всего 1-10%,
насаждения разнородны и малоценны.
По предварительным оценкам, состояние раститель¬
ного покрова свидетельствует о крайне неблагоприят¬
ной экологической ситуации в городе, особенно внутри
Садового кольца, в непосредственной близости от эко¬
логически вредных предприятий и вдоль крупных авто¬
магистралей. Древостой в основном ослабленный, реже
в неудовлетворительном состоянии. Довольно много от¬
мирающих деревьев на улицах и в скверах. Особенно
неблагополучная окружающая среда отражается на мо¬
лодых деревьях с поверхностной корневой системой.
Наблюдаются средние декоративные качества древо¬
стоя, повреждение стволов и кроны. Травяной покров
развит довольно слабо, а на некоторых участках полно¬
стью отсутствует. Произрастают в основном сорные ви¬
ды. Моховой покров отсутствует.
Как отмечают специалисты-экологи, к числу негатив¬
ных факторов, воздействующих на зеленые насаждения
Москвы, необходимо отнести:
• повышенную загрязненность, задымленность и за¬
пыленность воздуха и химическое и биологическое за¬
грязнение поверхностных и грунтовых вод;
• нарушение температурного и водного режима по¬
чвы;
• изменение физико-химических и физико-механи-
ческих свойств почв;
• чрезмерные площади асфальтовых покрытий улиц
и площадей, препятствующие воздухо- и водообмену
корневой системы деревьев.
Экологические особенности разных категорий озеле¬
ненных территорий различны. Лучше сохранились го¬
родские леса и лесопарки, в которых сохраняется есте¬
ственный биологический круговорот и естественный
почвенный покров. Остальные городские земли, как
правило, характеризуются обедненной растительностью,
жизнеспособность которой во многом определяется аг¬
ротехнической деятельностью человека — внесением
удобрений, регулярной вспашкой или рыхлением, под¬
севом трав и т. д. Значительным нарушениям подверг¬
лась система малых рек и речных долин, например со¬
хранившиеся прибрежные территории Яузы и других
малых рек не благоустраиваются, используются под
несанкционированную застройку, стихийные свалки.
Естественные участки долин сохранились в основном
на периферии города, они быстро подвергаются фраг¬
ментации и уничтожению, особенно в местах, окружен¬
ных застроенными территориями. В настоящее время
до 60% территорий и прибрежных зон рек (Москвы,
Яузы и др.) заняты неблагоустроенными производствен¬
ными и коммунально-складскими комплексами. Таким
образом, город лишен, примерно, 3.0 тыс. га ценных в
ландшафтном и рекреационном отношении территорий.
До 20% территорий современного города лишены
парков, обеспечивающих возможность организации
полноценного отдыха населения. К их числу относится
большая часть центра города и ряд участков в средин¬
ной зоне, а также в восточном и юго-восточном секто¬
рах столицы.
Состояние лесов города характеризуется как ослаб¬
ленное (О состоянии... 1993, 1996), оно определяется их
местоположением и уровнем техногенных нагрузок. На¬
иболее опасными для лесов загрязнителями являются
окислы азота и двуокись серы, широко представленные
в воздушном бассейне. Лесные массивы теряют свою
устойчивость, деградируют, леса распадаются, снижает¬
ся их бонитет. В наиболее ослабленном состоянии на¬
ходятся хвойные леса — ельники и сосняки, почти по¬
всеместно наблюдается побурение и ожоги хвои, изре-
живание крон и суховершинность. Хотя лиственные ле¬
са более устойчивы к техногенным и рекреационным
нагрузкам, но и они болеют. В настоящее время в го¬
роде наблюдается массовое поражение лиственных по¬
род и частично их гибель вдоль крупных автомагистра¬
лей и около промышленных предприятий.
Под влиянием техногенных выбросов в зеленой мас¬
се растительности уменьшается содержание хлорофил¬
ла. Ткани растений становятся желтыми или охристы¬
ми, а при некрозе листья покрываются пятнами крас¬
но-бурого и коричневого цветов. Пораженность листо¬
вых и хвойных тканей разная в черте города. По дан¬
ным Государственного доклада о состоянии природы
Москвы в 1992 году и подтвержденное в 1995 г. (О со¬
стоянии..., 1993, 1996) территории с сильно пораженной
растительностью расположены вокруг крупных про¬
мышленных центров. Самым крупным ореолом загряз¬
нения является юго-восточный, образованный комплек¬
сом промышленных предприятий (нефтеперерабатываю¬
щий завод, АЗЛК, литейно-механический завод, ЗИЛ и
вся меридиональная зона промпредприятий от Нагатино
до Халиловки). На большей части города раститель¬
ность имеет среднюю степень пораженности.
Государственный доклад «О состоянии окружающей
среды г. Москвы» (1993) подтвердил данные Афониной
и др. (1990) о прямой связи между пораженностью рас¬
тений, накоплением тяжелых металлов в них и загряз¬
нением почвы.
Особенно необходимо отметить неблагополучное со¬
стояние растительности в центре города. Озелененность
центра Москвы очень низкая. Общая площадь зеленых
насаждений вместе с внутриквартальным озеленением,
дворов не превышает 4-5 кв. км. Санитарная роль та¬
ких насаждений минимальна.
Площадь, занятая растительностью в центре Москвы
на одного человека составляет 0,7-2,85 м2.
Цветная аэрофотосъемка центра Москвы показала,
что все растения находятся в неудовлетворительном со¬
стоянии. Наиболее поражены деревья вдоль крупных ма¬
гистралей (Тверская, Новый Арбат, пр. Сахарова), а так¬
же западной и северо-западной частях центра города.
Значительные изменения параметров климатических
характеристик не могут не влиять на окружающие тер¬
ритории всего Московского региона. Так, наблюдается
заметный шлейф воздушного загрязнения и тепловой
аномалии в С-В, В, Ю-В направлениях на 70-100 км,
изменяется режим зимних осадков в пределах 90-100
км от Москвы. На расстоянии 30-40 км вокруг Москвы
лесные массивы часто болеют, снижен их бонитет, ос¬
лаблена их жизненность..
Таким образом, состояние городских озелененных
территорий зависит от множества факторов, однако
самыми существенными являются техногенные нагруз¬
ки, состояние почвенного покрова и рекреационные
воздействия. Влияние техногенных факторов обусловлено,
прежде всего, постоянным и длительным загрязнением
воздушного бассейна По данным Москомприроды, в ат¬
мосферу Москвы только в 1992 г. поступило около 1,2
млн. т. вредных веществ, в том числе около 150 тыс. т.
окислов азота и более 60 тыс. т. двуокиси серы, которые,
учитывая их высокую токсичность, длительность их воз¬
действия на территории Москвы и присущий им эффект
суммации, представляют особую опасность для растений.
В целом, к числу основных проблем улучшения эколо¬
гического состояния природных территорий города следу¬
ет отнести: их количественное уменьшение, качественную
деградацию и отсутствие должного ухода за ними.
6.2. Морфологические особенности
городских почв
На территории занимаемой ныне городом сформиро¬
вались разнообразные структуры почвенного покрова, ха¬
рактерные для южно-таежной хвойно-широколиственной
подзоны. На водоразделах моренной и водно-ледниковой
равнин были распространены разнообразные подзоли¬
стые и дерново-подзолистые почвы различной степени
оподзоленности, оглеенности, гумусированности и т. д. в
сочетании с подзолисто-болотными и болотными торфя¬
ными почвами. Лесные почвы имели хорошо развитую,
часто оторфованную лесную подстилку. Большую часть
территории города занимает долинно-балочный комплекс
и поэтому на дренированных склонах террас формирова¬
лись дерново-подзолистые почвы, местами с подстилани-
ем карбонатных пород. В пойме р. Москвы и ее притоков
были распространены разнообразные аллювиальные де¬
рновые, луговые и болотные почвы
Наши исследования обнаружили, что островки естест¬
венных почв остались лишь в городских лесах (Лосиный
остров, Фили-Кунцево и т. д.); остальные территории пре¬
терпели значительные изменения состава и структуры по¬
чвенного покрова, в результате чего сформировались по¬
чвы специфичного строения морфологического профиля.
Современные городские почвы конечно значительно
отличаются от естественных природных. Как было по¬
казано выше, они формируются на естественных по¬
чвообразующих породах, на культурном слое, на насып¬
ных и перемешанных грунтах. Их отличительной осо¬
бенностью является наличие большого количества ант¬
ропогенных включений в средней и нижней частях
профиля, а также слоев, например застывшего извест¬
кового раствора, шлака или старого кирпича.
Урбаноземы, формирующиеся на культурном слое,
представляют собой верхнюю прогумусированную часть
слоя, по морфологическим свойствам различающиеся
набором насыпных горизонтов и их мощностью. Проф¬
иль почв характеризуется чередованием супесчаных го¬
ризонтов с песчаными и глинистыми прослойками. Ко¬
личество горизонтов в профилях различается от одного
(слой однородно перемешан) до шести и более. В ос¬
новном горизонты насыпные и уплотнены.
Такие почвы, развивающиеся в пределах мощного
культурного слоя, характерны для центральной части го¬
рода. Для пылевато-гумусных урбаноземов центра Моск¬
вы характерна мощность от 40 (при подстилании бетон¬
ной плитой или остатками фундамента зданий) до 120 и
более см. В старых парках (Юсуповский, парк возле ста¬
рого здания МГУ на ул. Моховой) почвы представлены
урбаноземами с мощным гумусовым горизонтом.
На периферии города распространены почвы, у ко¬
торых нижняя часть профиля представляет собой соче¬
тание естественных почвенных горизонтов с присущи¬
ми им окраской, структурой и свойствами, а верх¬
няя — антропогенно-нарушенные укороченные, пере¬
мешанные или насыпные слои U. Подзолистый гори¬
зонт в таких почвах представлен фрагментами в виде
затеков и пятен в горизонтах A1EL, ELB. В лесопарках
распространены естественные дерново-подзолистые по¬
чвы разной степени гумусированности, оподзоленности
и конечно нарушенности. Почвенный профиль таких
почв состоит из лесной подстилки О мощностью 0-3 см,
под ней залегает гумусовый горизонт А1, мощностью
5-10 см. Ниже — подзолистый горизонт EL, сменяемый
переходным горизонтом ELB и серией иллювиальных
горизонтов Bt, которые постепенно переходят в почво¬
образующую породу С или подстилающую Д.
Почвенная картосхема г. Москвы
Исследование и картирование городских почв и осо¬
бенно урбаноземов является весьма трудной задачей,
поскольку они достаточно сложно устроены из-за гори¬
зонтальной и вертикальной вариабельности, и к ним
нельзя полностью применить методы картирования при¬
родных почв. С этим связано и то, что до сих пор не
разработана классификация городских почв, что в свою
очередь задерживает их картирование.
Нами составлена среднемасштабная схематическая
почвенная карта г. Москвы (рис. 6.7, табл. 6.3), в кото¬
рую положены следующие принципы.
A. Литолого-геоморфологическое разделение терри¬
тории:
1. полого-увалистый водораздел с моренными и по¬
кровными суглинками;
2. плоская водно-ледниковая равнина с флювиогля-
циальными песчано-супесчаными отложениями;
3. надпойменные склоновые отложения террас;
4. пойма реки Москвы и ее притоков;
Б. Возраст территории, особо выделяется территория
центра города;
B. Функциональные зоны города:
1. жилая зона;
2. промышленная зона, ТЭЦ, промпредприятия,
склады, автохозяйства;
3. природный комплекс: городской лес, лесопарки
и т. д.
Площади сельскохозяйственных угодий и террито¬
рии зоны резерва, свалок, карьеров на карте показаны
значком, так как они занимают малые площади.
Кроме этого, на картосхеме учитываются различия
формирования почв на культурном слое, грунтах, на
коренных почвообразующих породах.
Картосхема составлена на основе собственных
фактических материалов, литературных данных и с
использованием карт, опубликованных в Государст¬
венном докладе «О состоянии окружающей природ¬
ной среды г. Москвы в 1992 году» в масштабе около
1:200 ООО:
1. карты восстановленных ландшафтов;
2. карты функциональной организации территории
г. Москвы;
3. карты загрязнения почв металлами;
4. карты подтопления территории грунтовыми вода¬
ми;
5. карты развития оползневых и карстово-суффози-
онных процессов;
6. карты пораженности растительности и другие
карты;
также цветных аэрофотоснимков масштаба 1:25 ООО.
Почвенная картосхема г. Москвы является первой
почвенной картой в России на территорию города, ото¬
бражающую почвенные ресурсы города, пространствен¬
ные и функциональные зависимости почв и почвенного
покрова с окружающей средой. На картосхеме приме¬
нена современная классификация городских почв и на¬
циональная классификация природных почв. Полевое
обследование городских почв, описание почвенного
профиля, сбор образцов и особенности отбора проб в
разных функциональных зонах города было произведе¬
но согласно «Методическим указаниям по оценки го¬
родских почв при разработке градостроительной и ар¬
хитектурно-строительной документации» (1996). При со¬
здании картосхемы учитывалась ранее опубликованная
«Почвенная карта Западного Берлина», изданная в кон¬
це 80-х годов.
Данная картосхема может быть базовой для серии
прикладных карт, включая карты Почвенно-экологиче¬
ской, Химического и микробиологического загрязнений,
Эрозии городских земель и т. д.
Предлагаемая методика была использована при со¬
ставления рукописной почвенной карты бывшего Ле¬
нинского р-на г. Москвы в масштабе 1:5 ООО и являю¬
щаяся часть диссертационной работы М.Г. Агарковой
(1991).
Одной из наиболее характерных особенностей
структуры почвенного покрова города, в отличии от ес¬
тественного, является его прерывистость, фрагментар¬
ность распространения. В любом городе наблюдается
пространственная смена почв, почвоподобных тел и по-
чво-грунтов фундаментами зданий, коммуникациями,
карьерами и запечатанными почвами под дорогами и
асфальтово-бетонными покрытиями. Эту особенность
распространения почвенного покрова в городах необхо¬
димо учитывать при анализе почвенного покрова и под¬
счетах площадей почв.
Урбанизация и производственная деятельность чело¬
века оказали значительное влияние на формирование
разнообразного и пестрого почвенного покрова. Это
обусловлено также значительно расчлененным релье¬
фом, создающим различия в условиях дренированности
и характере увлажнения отдельных районов города.
Сложность почвенного покрова вызывается и различи¬
ем в возрасте территорий, от древнего центра города с
эволюцией почв на мощном культурном слое до новых
районов жилого строительства, где почвообразование
развивается на свежих насыпных или перемешанных
грунтах. Контрастность и неоднородность почвенного
покрова вызвана также и сложной историей развития
городов, перемешанностью культурных слоев с сериями
погребенных разновозрастных исторических почв.
Специфичность организации территории города вы¬
зывает неравномерность распределения почв. Площадь
открытых незапечатанных участков с собственно по¬
чвенным покровом в зависимости от степени урбаниза¬
ции сильно различаются в разных районах города от
3-5% в центре до 70-80% на его окраинах.
Почвенный покров холмистого полого-увалистого
водораздела формируется на моренных и покровных
суглинках, частично перекрытых опесчаненном культур¬
ным слоем, и занимает около 20% территории города.
Он распространен в южной, в юго-западной и частично
в северной частях города. В селитебной жилой зоне
(12%) распространены урбаноземы слабо- и среднегуму-
сированные и слабо- и среднемощные В центральной
части города урбаноземы формируются на культурном
слое, большие площади заняты запечатанными почва¬
ми — экраноземами. В промышленной зоне (3%) почвы
представлены химически загрязненными индустризема-
ми на насыпных и привозных грунтах, частично сохра¬
няются урбаноземы, в понижениях распространены
торфяно-болотные почвы. Мелкими участками фрагмен¬
тированы интруземы (вокруг некоторых АЗС), в райо¬
нах новостроек — реплантоземы. Наиболее сохранен-
III Надпоймеввые террасы р. Москвы» сложенвые песчано*супесчаными отложеввямв,
перекрытымв вокроввымв суглинками (абс.выс 125*160 м)
Примечание
Функциональные зоны города: 1 — жилая зона; 2 — промьшшенная зона, ТЭЦ, промпредприятия, склады, автохо¬
зяйства; 3 — природный комплекс: городской лес, лесопарки и т.д.
№ выдела (1-12) соответствует № на карте (рис. 6.7).
асфальтово-бетонными покрытиями. Эту особенность
распространения почвенного покрова в городах необхо¬
димо учитывать при анализе почвенного покрова и под¬
счетах площадей почв.
Урбанизация и производственная деятельность чело¬
века оказали значительное влияние на формирование
разнообразного и пестрого почвенного покрова. Это
обусловлено также значительно расчлененным релье¬
фом, создающим различия в условиях дренированное™
и характере увлажнения отдельных районов города.
Сложность почвенного покрова вызывается и различи¬
ем в возрасте территорий, от древнего центра города с
эволюцией почв на мощном культурном слое до новых
районов жилого строительства, где почвообразование
развивается на свежих насыпных или перемешанных
грунтах. Контрастность и неоднородность почвенного
покрова вызвана также и сложной историей развития
городов, перемешанностью культурных слоев с сериями
погребенных разновозрастных исторических почв.
Специфичность организации территории города вы¬
зывает неравномерность распределения почв. Площадь
открытых незапечатанных участков с собственно по¬
чвенным покровом в зависимости от степени урбаниза¬
ции сильно различаются в разных районах города от
3-5% в центре до 70-80% на его окраинах.
Почвенный покров холмистого полого-увалистого
водораздела формируется на моренных и покровных
суглинках, частично перекрытых опесчаненном культур¬
ным слоем, и занимает около 20% территории города.
Он распространен в южной, в юго-западной и частично
в северной частях города. В селитебной жилой зоне
(12%) распространены урбаноземы слабо- и среднегуму-
сированные и слабо- и среднемощные В центральной
части города урбаноземы формируются на культурном
слое, большие площади заняты запечатанными почва¬
ми — экраноземами. В промышленной зоне (3%) почвы
представлены химически загрязненными индустризема-
ми на насыпных и привозных грунтах, частично сохра¬
няются урбаноземы, в понижениях распространены
торфяно-болотные почвы. Мелкими участками фрагмен¬
тированы интруземы (вокруг некоторых АЗС), в райо¬
нах новостроек — реплантоземы. Наиболее сохранен-
Условные обозначения
I
-п
8 -Ш
Рис. 6.7.
Почвенная картосхема г. Москвы
) -Пахотные
окультуренные почвы
- Почвы резерва,
свалок н карьеров
- Кладбища
ный почвенный покров представлен в городских лесах
и лесопарках (4%), где распространены дерново-подзо¬
листые и дерново-урбоподзолистые почвы на моренном
и покровном суглинках, а в понижениях торфяно-бо-
лотные и дерново-подзолистые оглеенные и глеевые.
Почвенный покров древней плоской водно-леднико¬
вой равнины, сложенной песчано-супесчаными, легко¬
суглинистыми отложениями, занимает около 18% терри¬
тории города и распространен небольшими участками
как в северной, так и в южной частях города. В сели¬
тебной жилой зоне (10%) формируются урбаноземы
слабо- и среднегумусированные средне- и мощные на
флювиогляциальных песках и супесях, а также на на¬
сыпных, привозных и перемешанных грунтах. В центре
города урбаноземы развиваются на опесчаненном куль¬
турном слое. Широко представлены экраноземы. На
территории новостроек формируются реплантоземы, а
возле некоторых АЗС — интруземы. В промышленной
зоне (3%) распространены комплексы индустриземов и
урбаноземов в зависимости от степени химического за¬
грязнения почв. При ухудшении естественного дрена¬
жа, в мелких плоских замкнутых понижениях, в пло¬
ских выровненных участках возникает подтопление
почв, повышается уровень почвенно-грунтовых вод и
распространены полугидроморфные почвы: глеевые
разности урбаноземов и торфяно-болотные почвы. Ес¬
тественные дерново-подзолистые и нарушенные дерно-
во-урбоподзолистые почвы (4%) приурочены к город¬
ским лесам (например, Лосиный остров) и лесопаркам.
Почвенный покров надпойменных склоновых тер¬
рас р. Москвы формируется на песчано-супесчаных от¬
ложениях, местами перекрытых покровными суглинка¬
ми и занимает значительную часть города (35%).
Рельеф, а соответственно и почвенный покров над¬
пойменных террас, сильно изменен, спланирована тер¬
ритория, засыпана большая часть овражно-балочной се¬
ти. Почвы развиваются на техногенных слоях, мощно¬
стью от 1-6 до 20 м. При расчлененном рельефе балка¬
ми и оврагами именно в этой части города происходит
активизация оползневых процессов и возникает эрозия
почв. В результате подрезки и подсыпки склонов, нере¬
гулируемого стока дождевых и талых вод в последнее
десятилетие увеличилась площадь эродированных почв.
В зоне жилой застройки (21%) распространены урба¬
ноземы слабо- и средиегумусированные средне- и силь¬
номощные. В районах новостроек формируются ре-
плантоземы и маломощные урбаноземы. В центре горо¬
да широко представлены экраноземы на культурном
слое. В зоне промышленных предприятий (7%) распро¬
странены химически сильно загрязненные почвы — ин-
дустриземы и интруземы в сочетании с урбаноземами.
В этой части города сохранились территории при¬
родного комплекса с естественными почвами (6%) под
лесопарками (Воробьевы горы, Нескучный сад, Филев-
ско-Кунцевский парк и т. д.). Это дерново-подзолистые
и разной степени нарушенные дерново-урбоподзоли-
стые почвы, частично смытые. В природном комплексе
сохранились природные почвенные комбинации: соче¬
тания автоморфных дерново-подзолистых почв водораз¬
делов, полугидроморфных дерново-подзолистых глеевых
почв пологих склонов и гидроморфных болотных почв
депрессий и понижений.
Почвенный покров поймы р. Москвы и ее притоков
(15% площади) претерпел значительные изменения в
связи с коренной перестройкой рельефа. Здесь в ос¬
новном были засыпаны овраги и промоины, раскрывав¬
шиеся в долину реки и ее притоков, а часть поймы или
затоплена водами вышележащих водохранилищ, или
поднята над уровнем воды подсыпкой грунтов на 3-4 м.
Естественные почвы долин сохранились в основном на
периферии города, почвенный покров долин малых рек
быстро подвергается фрагментации и уничтожению,
особенно в местах, окруженных застроенными террито¬
риями. До сих пор большие площади сохранились под
свалками, пустырями и полями фильтрации. Здесь фор¬
мируется особый почвенный покров, к сожалению пло¬
хо изученный. Тем не менее, большая часть поймы
(около 10% территории) застроена, на ней формируют¬
ся урбаноземы и реплантоземы на насыпных и при¬
возных грунтах. Сельскохозяйственные пахотные почвы
приурочены к склонам и днищам небольших речек —
притокам Москвы и Яузы.
Всего на территории Москвы на разных элементах
рельефа распространено около 5% освоенных и окуль¬
туренных пахотных почв, в т. ч. культуроземов.
б.З. Водно-физические свойства
городских почв
Почвы г. Москвы отличаются от естественных не
только по строению морфологического профиля, но и
по сложению и физико-механическим свойствам, а так¬
же по водному и температурному режимам. Если в
процессе образования естественных отложений проис¬
ходит сортировка частиц по форме и крупности, то го¬
родской почвенный покров часто образуется путем про¬
извольного смешивания различных материалов. Уровень
изученности физико-механических свойств таких тех¬
ногенных отложений на территории Москвы недостато¬
чен. Ряд производственных организаций отмечают спо¬
собность многих распространенных в городе отложений
давать осадку в результате самоуплотнения или образо¬
вывать карст, что влечет за собой деформацию зданий.
Слабая изученность состава и свойств различных видов
городских почв также затрудняет объективные реко¬
мендации по их использованию и влиянию на геохими¬
ческую обстановку городской среды.
Гранулометрический состав определяется прежде
всего приуроченностью к тем или иным элементам лан¬
дшафта и степенью нарушенное™ почвенного профиля.
Почвы центра и юго-западной части Москвы имеют
преимущественно легкий гранулометрический состав —
супесчаный (иногда легко- или среднесуглинистый) с
большой примесью скелетного материала, на долю ко¬
торого приходится иногда 50% или более объема почвы
(рис. 6.8, табл. 6.4-6.5). Во всех почвах, приуроченных к
оползневым склонам и надпойменным террасам р. Мо¬
сквы, преобладающей является песчаная фракция. На
ее долю приходится от 50 до 80% от общего содержа¬
ния всех фракций; распределение по профилю носит
равномерный или аккумулятивный характер. Фракция
ила (<0,001мм) и физической глины (<0,01мм) содер¬
жится приблизительно в одинаковых количествах, не
80 . % 0 20 i 40 i 60i 80 . %
Грануломепрический состав мелкозема городских почв надпойменных террас, сложенных древнеаллювнальнымн
песчаными н супесчаными отложениями (% на абс.-сухую почву)
Ф
<0
9
1
е
i
8
О
V
о> О О м в ^
Ф ю (О ^ в
©осч~
dtoV^*
о во СЧ О»
СО ^ ^ in
8S,
Т 8
2 =>
8 v
о
о> О го Ф СЧ in
^ ^ о <ч о
СО © (О Г4*
о ^ со ~
(О ^ ^ ^
о о о со
0,01-0,005
а> со ~ сч ^ in
«о сч сч со г? сч
со сч со ю
W) 1Л о
^ IO pw 10
со сч со сч
0,05-0,01
10,4
8,2
8,8
15,8
23,6
0,9
*о а» сч 1*1
>о >о‘ со ^
сч «
7.8
5.8
11,5
12,8
0,25-0,05
О О ю со со и»
fC lO со <о ю о>
со ю ю со сч
со t** о со
О) wi О* 10
^ СЧ и
«■* со <о
СО СО СО СО
сч сч ^ со
1-0,25
^ (О (О >о
со to t%T iq
«Ч ^ W IO
рь. со О —
ю‘ со сч‘ а>
^ О Ч1 (О
51.9
56.9
33,3
24,0
Потеря
от на,
%
00 *1 ю СО СЧ to
и N « ^ М* «
а> ^ ео ио
сч сч сч ~
5,5
5.8
3.8
2.8
ь. i |
СЧ ^ <4 (О IO
О ^ ео ео О г*-
~ о о о“ ~ о
со сч а» со
О СО (О ^
^ с> о о
1,16
1.11
0,85
0,93
Глубина,
cai
0-10
10-30
30-75
58-75
75-122
122-148
0-40
40-63
63-71
71-110
0-10
10-20
30-60
60-115
Гори¬
зонт (слой)
А1
А1Е1
и
В1
В2
ВС
Ulha
U2iha2
В1
В2
1 Я <3
£ <3 Я
£ э э
№ разреза, тип
УФЦ почва
25
лесопарк
дерново-
подзолистая
10
парк
урбанозем
13
селитебный
участок
урбанозем
(продолжение)
7,9
6,5
9,2
7,8
О О О О О О
ъ ъ ъ ъ ъ ъ
О О О О
ъъъ'З!
О О О О
Ъ'гаЪ'га
LO 00 СЧ СО
~ а ~ о
8.0*
26.0*
7.0*
5.0*
7.0*
5.0*
10.5*
8.5*
8.4*
12.5*
10.5*
8.8*
16.1*
12.8*
^ о» о >о
ьо СЧ СО сч
9.0
15.0
4.0
2.0
3.0
4.0
1.6
2.8
н/о
0.4
0.4
1.2
2.4
1.6
8,5
13,0
8,0
10,2
27.0
41.0
11.0
6.0
10.0
10.0
8.1
7.7
2.8
9.7
^ О О) <©
^ сч со г*.
20.5
22.6
20,4
19,6
34.0
17.0
25.0
10.0
22.0
20.0
53,9
58,4
70,7
57,6
73,5
76,7
58.4
58.4
51,5
49,8
54.0
56.1
22.0
1.0
53.0
77.0
58.0
61.0
25,9
22,6
18,1
19,8
сч со сч ю
~ ~ ^ о»
п* ^ СЧ ЬО
^ ^ Г}
О О О 0 О О
ъ ъ ъ ъ ъ ъ
О/Н
о/н
о/н
о/н
о о о о
ъ ъъъ
1,57
1,45
0,98
0,80
о о о о о о
ъ ъ ъ ъ ъ ъ
н/о
н/о
н/о
н/о
о о о о
0-10
10-20
35-50
90-130
0-3
3-22
22-39
39-42
42-60
60-70
0-13
13-68
68-83
83-120
0-10
10-34
34-65
65-80
см
1 3
£ D
5 й гЗ ■ч1 $ (S
D D D D D D
л
^ сч со ^
DDDD
Alu
1 слой
2 слой
3 слой
17
селитебный
участок
урбанозем
13г
сквер
урбанозем
ЗЗг
сквер
урбанозем
37г
сквер
реплантозем
Гравуломегрический состав мелкозема городских пмв ва холмистой полого-увалисгой равнине, сложенной моренными
и покровными суглинками (% ва абс.-сухую почву)
9
а.
-е
е
I
100‘0>
10,8
13,1
4,2
21,8
5,0
3,7
5,5
10,0
10,8
15,8
17.4
о сч сч ш
00 ш о со
^ сч го сч
8
9
«О
О
о
о
10,2
8,3
6.7
7.7
00 ГО Г** ^ О ^
сГ о" о го" ~ ю" о
о со ^ г*
О СО 00 ш
0,01-0,005
7,2
10,3
9,6
8,0
^ сч го ^ ^ ю
о’ ^ го" ГО UO СТ)"
о ш о ^
г^~ со со
0,05-0,01
33.0
51.1
46,8
44,3
(Ч 00 (О Ф (О со ю
рч V СО UO о" оо" сч
^ ^ сч ^
4,2
45,5
45,8
39,4
0,25-0,05
ГО <© « ю
СО СО СО
33.6
33.0
33.7
22,5
23.3
16.1
4.3
49,8
3,5
4,2
10,2
1Л
*4
2
18,1
4.8
10,9
4.9
42.6
47.1
42.6
36.5
44.2
24.6
12.6
6,3
0,7
н/о
0,5
Потеря %
от НСЦ
%
6,4
3,8
3.7
4.8
СЧ О [V ^ О (О сч
О О К во [С со го
°1 ч ч ч
го" ГО го" ео
Ппроск.
влаж¬
ность, %
2,59
1,30
1,63
2,27
О» О ГО (О S 10 И
f (О >0 СО 9 ^ ^
о о о о о ~ сч
со ю го со
СЧ in ~
сч сч сч см
9
if
0-3
3-30
30-70
70-120
о о
>о г*» сч г*»
СЧ Г) Ю [V ^
®Р ^ О и*) 10 Г*. о
О оо СЧ ГО ^ Р*- сч
0-14
14-48
48-80
80-115
Горизонт
(слой)
X Я
** N ГО СЧ
эаэи
*
*0 X X
w N (0 ^ (Ч и
Э D D Э да да да
X М
~ Э ^ сч
D Ш 0Q 0Q
Ni разреза,
тип УФЦ
почва
23
селитебный
участок
урбанозем
39
газон,
разделитель.
полоса
урбанозем
4
парк
дерново-ур-
боподэоли-
стая
Рис 0.0.
Распределение по профилю плотности сложения городских почв в
разных типах УФЦ
а. — лесопарки; 6. — парки; в. — газоны и полисодиики; г. — селитебные
участки.
«пресса» города. Низкие значения плотности сложения,
как правило, отмечены на газонах с хорошо выраженным
дерновым горизонтом, тогда как на сильно утоптанных и
выбитых участках эти величины приближаются к 1,47 г/см3.
Наибольшая величина плотности сложения наблюдалась на
детской площадке во дворе жилого дома — 1,85 г/см3. В
почвах лесопарков в слое 0-5 см наблюдается самый рыхлый
горизонт (0,9-1,1 г/см3), но с глубиной характерно постепенное
увеличение плотности сложения до 1,5-1,7 г/см3 в иллювиаль¬
ных горизонтах. В нарушенных почвах из-за присутствия раз¬
ных количеств строительных и бытовых отходов плотность
сложения с глубиной изменяется скачкообразно.
Т а б л и ц а 6.6
Влажность, плотность и твердость городских почв
(на примере почв Юго-Западного округа г. Москвы)
№ разреза,
почва
Тип урба-
иофито це¬
ноза
Глубина,
см
Влажность,
%
Плотность
сложе-
и ия, г/см
Глубина
погруже¬
ния
плунжера,
мм
25
лесопарк
0-5
26,92
1,10
45
дерново-
20-25
9,83
1,56
н/о
подзолистая
45-50
3,42
1,46
н/о
65-70
3,24
1,51
н/о
105-110
8,45
1,61
н/о
10
парк
0-5
13,38
1,21
н/о
урбанозем
20-25
11,31
1,55
н/о
45-50
9,63
1.69
н/о
21
парк
0-5
22,16
1,04
43
культуроэем
20-25
11,90
1,31
н/о
70-75
6,25
1,51
н/о
60
парк
0-5
23,12
0,85
н/о
урбанозем
15-20
7,91
1,31
н/о
50-55
25,93
0,97
н/о
70
сквер
0-5
45,94
0,74
н/о
урбанозем
15-20
16,21
1,15
н/о
65
бульвар
0-5
22,12
1,20
н/о
урбанозем
15-20
19,62
1,16
н/о
13
селитеб¬
0-5
30,42
0,84
53
урбанозем
ный
30-35
7,13
1,47
н/о
участок
90-95
7,61
1,66
н/о
17
селитеб¬
0-5
16,50
1,22
15
урбанозем
ный
20-25
14,93
1,32
н/о
участок
60-65
8,32
1,23
н/о
23
селитеб¬
0-5
9,86
1,23
28
урбанозем
ный
15-20
12,47
1,43
н/о
участок
45-50
10,99
1,60
н/о
100-105
11,42
1,48
н/о
Уплотнение почвы сопряжено с возрастанием твер¬
дости верхнего горизонта. Твердость почвы, измеряемая
(по методике проф. Е.А. Дмитриева) в мм по глубине
погружения плунжера (ГПП) в разных типах урбанофи-
тоценоза изменяется в соответствии с результатами из¬
мерения плотности сложения почвы: селитебные участ¬
ки — 10-15 мм, до 30 мм; газоны, скверы, пали садни-
ки — 20-40 мм; парки и лесопарки — 45-60 мм (табл.
6.6).
Для почв центра Москвы общая порозность, рассчи¬
танная через плотность твердой фазы, составляет 40-
45% (табл. 6.7.). В основном порозность минимальна в
верхних горизонтах почв, вниз по профилю она увели¬
чивается. На территориях с большой рекреационной
нагрузкой порозность составляет около 30%, в палисад¬
никах на окультуренных почвах — 60%.
При уплотнении почв на пешеходных тропах увели¬
чивается плотность сложения и как следствие ухудша¬
ются водно-физические свойства. Так измеренная ско¬
рость фильтрации на соседних участках тропы и газона
значительно различаются (табл. 6.8).
Таблица 6.8.
Скорость фильтрации и плотность сложения урбаноземов
(сквер близ Ивановского монастыря)
Местоположение
Плотность сложения,
г/см
Скорость
фильтрации, мм/мин
на тропе
1,42
0,8
неуплотненный участок
1,30
3,5
Таким образом, сведения об изменении водно-физи¬
ческих свойств городских почв свидетельствуют об их
ухудшение по многим параметрам практически при лю¬
бой степени антропогенной нагрузки.
6.4. Характеристика химического
состояния почв
Химическое состояние почв — интегральный показа¬
тель для оценки эффективности проводимых в городе
природоохранных мероприятий. Оно имеет большое
значение для роста и развития древесных и травяни¬
стых растений. Благоприятными свойствами являются
достаточное содержание основных элементов питания в
доступных формах, нейтральная реакция среды и отсут¬
ствие в почве токсичных веществ.
Физические свойства урбаноземов центра Москвы
Удельная
поверхность
м^/г
1 Древняя плоская водно •ледниковая равнина, сложенная песчано-супесчаными н легкосуглинистыми отложениями 1
чг ОО
tn Л
53
8
21
<П Ot
расы, сложенные дреннеаллювнальнымн песчано-супесчаными отложениями 1
'о оч ^ ^£5
V© «О -н
JR
£
в
S
5
3
I
Л
16,6
0,9
о
о*л «
ЛЛ N
ое о <7ч >о
IN tn ^ Ч1’
О об .О п
ri" о" X °®
35,4
5,2
«3
1
Л
О «о
8 8
OS V чГ
oCvo
ИМП
OS »-н
вГч-**в*
и rt N
О (7\ Q tn
««<-*«£
5? Я
5,8
0
22,4
i
0
Sjr
1
К
50,97
н/о
61,22
56,18
н/о
гч я X
vt
S'S * *
45,91
60,22
14,4
н/о
29,81
48,46
^СЧП
чГ *о «■*
|ч Vfs
ЧГ СЧ ЧГ
Плотность
сложения»
г/ем3
Г- >©
О Г- г-
N -<_ ^
Общ о
*4 J
О О О
<n<.«SC*S£
— ass
О о о
«51 «5К
- S S S
чГ оо
n N
f^Nce
vrtrt
Плотность
твердой
фазы,
г/ем
Г? N
(П Г» чГ
чГ «О \0
NNN
^ »л
'Ч'Я'Ч
NNN
r% NO о 41
« N « N
Г- ©\ в о
w-» г*. «5. «si
г* г* S *
SS
N N
— v» —
W1 <74 *0
N «
Влажн.
порос., %
О V
МГ*.
N«N
чГ >© Ov
NO*«
<0 Г- чГ
гч ое ое
Ov П 0«
О и^р.
-НОМ
1,04
0,38
н/о
н/о
чГ оо
ОчОО
<лоо«
Г-^ NO
«ч1
I3
0-27
27-42
0 -15
20-27
27-65
0-29
29-45
45-80
8
Я
ЕС
0-15
15-68
68-81
81-120
0-10
10-34
34-65
65-80
чп **
22
0-8
8-26
26-70
Горизонт
(слой)
D D
5 Л V
SDD
а”
Uih
U2
из
U4
А1
1 слой
3 слой
4 слой
Uih
U2
^ «N
5dd
№
разреза,
тип УФЦ
34г
сквер
35г
газон
Збг
селитеб. участок
ЗЗг
сквер
37г
сквер
реплантозем
31г
сквер
32r
сквер
Большинство выбросов токсических веществ в го¬
родскую среду сосредоточиваются на поверхности по¬
чвы, где происходит их постепенное депонирование, ко¬
торое ведет к изменению химических и физикохими¬
ческих свойств субстрата.
Реакция среды. Для большинства городских почв ха¬
рактерно смещение реакции среды в щелочную сторо¬
ну по сравнению с зональными почвами (рис. 6.10а).
Урбаноземы и сильнонарушенные естественные по¬
чвы устойчиво более щелочные по сравнению с дерно¬
во-подзолистыми почвами лесопарков, имеющими кис¬
лую или слабокислую реакцию среды (Кунцевский и
Измайловский парки, Сокольники, Лосиный остров и
т. д.). В парках и лесопарках верхние слои и горизонты
почв характеризуются широким диапазоном значений
pH: от слабокислой до близко к нейтральной реакции
(рНвод. 5,8-7,5). Книзу профиля в большинстве случаев
эта величина уменьшается до 4,8-6,5. В поверхностных
слоях почв газонов, скверов, бульваров, палисадников
и селитебных участков рНвод лежит в пределах 7,3-8.3
(под асфальтом даже 8,9). Наиболее щелочными являют¬
ся почвы внутри Бульварного кольца (pH 8,6-8,9).
Таким образом, искусственно созданные и сильно-
нарушенные естественные почвы устойчиво более ще¬
лочные по сравнению с естественными ненарушенными
городскими и тем более естественными почвами внего¬
родских территорий (табл. 6.9, 6.10).
Высокую щелочность городских почв большинство
авторов (Обухов и Лепнева, 1989) связывают с поступ¬
лением большого количества пыли, содержащей кар¬
бонаты Са и Mg, поступающих с автомагистралей и
с использованием извести в строительном растворе,
который хорошо выветривается, высвобождая Са в
почву. Под действием осадков, обогащенных растворен¬
ной углекислотой, в почвах образуются бикарбонаты,
которые (как гидролитически щелочные соли) способны
изменять реакцию среды в щелочную сторону (Никифо¬
рова и Лазукова, 1995). В почвах краевых частей газо¬
нов, в полосе 0-2 метра от полотна дороги, значения
pH достигают 8-9.
Городские почвы имеют и другое соотношение об¬
менных катионов в почвенном поглощающем комп-
а
парки газоны селитебные участга
Рве. 0. 10.
Изменение химических свойств городских почв разных
типов городских земель, а — изменение pH води.; 6 —
изменение С орг.,%.
лексе. В то время как для дерново-подзолистых почв
характерно присутствие в основном ионов водорода
и алюминия и в малых количествах катионов каль¬
ция и магния (в сумме 10-15 мг-экв на 100 гр. почвы),
то в урбаноземах до 70% принадлежит кальцию и ем¬
кость поглощения составляет более 30 мг-экв на 100 г
почвы.
Почвы всех исследуемых типов местообитаний со¬
держат большие количества обменного кальция: от 5 до
50 мг-экв/100г почвы. Наиболее богаты обменным Са
поверхностные слои почв скверов, бульваров, газонов,
палисадников и селитебных участков — 20-50 мг-
экв/100г и более, как у Са — гумусовых почв (табл. 6.9,
6.10). В парках и лесопарках его количество составляет
15-20 мг-экв в верхних горизонтах (подобно содержа¬
нию его в дерново-подзолистых почвах) и 5-10 мг-экв в
свойства городских почв надпойменных террас
Подвижные,
мг/100 г почвы
О
£
~00>0>Г»*СЧ
fw Г) СЧ сч со
o.".P5-wo
§ ® в lo п
28,2
26,5
11,3
20,2
^ сч ^ со
tdc4 td^
^ ^ ^ ^
23,5
16,2
8,0
7,2
6
£
ю со СО ‘О to м
г** сч ~
73.5
103
76.5
109
63,8
45,8
76,0
109
112
тто о
c4ioV~‘
ю г** to to
83,3
76,8
4,2
134
N
общий,
%
СО 00 fwp»* Ф Ф
ооооо©
о о о о о о
Ф <о Г* г*-Г**
ооооо
о о* о о о
СОО^О
** чт **
00*0*0*
о
ООО»-
о о" о“ о‘
Ю со rw Щ
счооо
00*00
Степень
насыщен.
основан.,
%
^СЧОО)(0ОО
to to г* to
ооооо
la la la la 1а
СГ> 9) 9) 9)
о/н
о/н
о/н
о/н
tppwe>0)
СГ> О) 9> 9>
Содержание, мг-
экв/lOOr почвы
сч О 00 М to со
~ ~ о ~ ~ ~
ео "Ч* "Ч* со со
Vc4^tO^
О <01010
сч сч со сч
ОСЧСЧ ^
у? со to со
•^tq оо оо
сч о СО ^
ъ
(40(0000
0“ Ю <0 to fw to
4®qc4^r
со О) о of to
СЧ ** «-•
10 о<осо
О *^ФСЧ
СО СОСЧСО
о too to
to
^ со со сч
со о to <s
©“ со" *-*“
со ^ ^ п
Гвдро-
ЛИТИЧ.
кислот.
мг-экв/
100
почвы
«« СЧ СЧ
со ® ф
tO СО СЧ СЧ* СО СО
о/н
о/н
/н
о/н
о/н
(О со IO СО
о со о СО
~о~о
о/н
о/н
о/н
о/н
pwco^fco
«г** ^ © ©
pH вод
Ю *-•
<0 <0 in «о
ЮСО ^СЧ фш
Ы^ФФФт
to о сч
Г* t^fwpw
lO IOCO со
fwfwfw СО
to о сч п
К* Г* со со
и
СУ> CD F1» F1» ^ СО
to ю »■*
сч' о* о о" о о*
to СЧ ю nfw
чсч.о^сч
сосч~оо
00)00 со
п^со^1
to ю‘счсч
10 <0 сч lO
СО'О»-'^
сч сч“ ~ о"
4,66
3,51
0,99
1,02
Глубина,
см
0-10
10-30
30-75
58-75
75-122
122-148
0-10
10-20
40-63
63-71
71-110
0-15
15-30
52-80
80-120
0-10
10-20
30-60
60-115
0-10
10-20
35-50
90-130
Горизонт
(слой)
А1
А1Е1
Е1
В1
В2
ВС
Ulha2
U2iha2
В1
В2
Ulha2
U2ha2
Alnor
В потр
£ S3
Р рр
л %
(N
Э Э
25
лесопарк
дерново-
подзолистая
10
парк
урбанозем
72
бульвар
урбанозем
13
селитеб.участок
урбанозем
17
селитеб.участок
урбанозем
Химические свойства городских почв па холмистой полого-увалисгой равнине
О
id
в
Я-
X
<
о
(в
н
Подвижные,
мг/100 г ПОЧВЫ
9.
Ui
in СО fw Ш
^осо
О СЧ fw ~
rir*“o>‘ed
<© ~
to со со to *-« со со
^ ОТ* со to ** о
1Л
2
wj со от ®
со ГО о
tO М *-«
ЮПП1Л
ОТ С*} СО СУ)
*-« СЧ
0,4
н/о
1,4
н/о
6,7
16.5
8.5
N
общий,
%
0,07
0,08
0,10
0,08
<о~*м со
о
оосГсГ
F1» ОТ ® СУ) ОТ СО ОТ
о о о о о о о
ООООООО
Степень
насы¬
щен,
основа¬
ниями, %
(О О О ^
СО О) О) О)
со со сп со
О) ео О) О)
§§§§§sa
Содержание, мг-
экв/100 г пбчвы
А
м
S
О <4
СЧ iO Ю
СЧ СО^ СО
in^co со
юооо ©_ О.
^сч ~ *^^счсч
%
о (О О О
csfweo О
СЧ ^ СЧ
о о to
СЧ UO 1Л ^
щ со со
©_ ©_ 1Л 1Л1Л о_ ©_
QOOCOW fweo
^СОП
Гвдро-
литич.
КИСЛ., мг-
экв/100г
почвы
иМП^
О) Ю fw
n сч сч сч"
СЧ cs Tf ю
~ сч о" о
m со ui m о
^ СО ^ СО СО fw
О О о о о о о
pH
вод
fw<SC4 п
tor^pw fw
to со fw <©
fwtopw pw
^ т? СП ^ О tO_ 1Л
со ОТ СО СП СП со Г1»
С орг,
%
СЧ со m fw
СЧ CN —•
СЧ о О О
ю сч сч m
Ф О) to со
1Л о" о о
сч <о со to со ^ ю
СП ^ ^ СО
о о" о‘ dodo
Глубина,
см
0-14
14-48
48-80
80-115
о
о о сч
COCOt**^*
0-8
8-22
22-35
35-55
55-77
77-120
120-170
Горизонт
(слой)
Uih
ELB
B1
B2
Uih
U2ihal
из
В2
*« CN
в я
ТЗЛ J3
•"МП^яки
ЭРЭРишв
№ разреза, тип
УФЦ, почва
4
парк дерново-
урбо-
подэолистая
23
селитебный.
участок
урбанозем
39
газон
разделительная
полоса
урбанозем
нижних, обнаруживая, как правило, постепенное сни¬
жение с глубиной. В урбаноземах содержание Са нахо¬
дится в прямой зависимости от количества Са — содер¬
жащих включений.
Содержание обменного Мф- намного меньше — 0,5-
5,0 мг-экв/ЮОг почвы, но закономерности его распро¬
странения по типам УФЦ те же, что и для Са: наимень¬
шие количества в лесопарках и парках (достаточно
большое содержание обменных Са и Mg в почве в
парке музея-усадьбы Л.Н. Толстого в Хамовниках, р.10,
по-видимому объясняется хорошим уходом за почвами);
максимальные — в урбаноземах.
Таблица 6.11.
Химические свойства урбаооземов центра Москвы
NN
разреза, тип УФЦ
Глубина,
см
pH
водный
Подвижные, мг/кг
Сорг, %
КгО
Р205
Водно-ледниковая равнина центра города
24г
0-16
8,0
228
291
2,50
селитебный участок
16-62
8,2
163
348
1,08
25г
1-10
8,2
188
348
3,53
газон
10-30
8,5
252
406
2,84
30-70
8,1
н/о
н/о
0,92
26г
0-12
8,0
316
406
6,16
гаэон
12-27
8,6
232
212
1,87
27-60
8,9
н/о
н/о
1,73
27г
0-4
8,7
132
186
0,91
селитебный участок
4-15
8,2
188
134
0,28
15-42
9,1
196
248
0,86
28г
0-17
8,2
268
479
2,55
селитебный участок
17-36
7,8
172
422
4,29
36-60
8,2
н/о
н/о
3,33
34г
0-27
7,5
265
296
1,99
сквер
27-42
8,2
99
207
4,12
35г
0-15
8,1
248
146
4,70
газон
20-27
8,6
58
91
0,56
27-65
8,1
170
183
3,52
Збг
0-29
8,4
н/о
251
2,22
селитебный участок
29-45
8,5
н/о
250
1,97
45-80
8,3
н/о
305
1,56
NN
разреза, тип УФЦ
Глубина,
см
pH
водный
Подвижные, мг/кг
Сорг, %
KjO
Р2О5
Надпойменные террасы центра города
13г
0-3
7,6
236
260
2,58
сквер
3-22
7,0
1070
137
1,16
22-39
7,3
1050
81
0,56
39-42
8,7
н/о
н/о
0,23
42-60
8,7
н/о
н/о
0,83
60-77
8,2
н/о
н/о
0,88
ЗЗг
0-13
7,9
282
195
2,04
сквер
13-68
8,2
148
172
1,37
68-81
7.7
88
249
0,43
81-120
7,3
289
373
1,59
37г
0-10
8,0
122
109
1,07
сквер
10-34
8,2
648
85,2
0,24
реплантозем
34-65
8,4
109
211
0,26
65-80
8,4
852
227
0,24
Такие количества обменных Са и Mg обусловливают
высокую степень насыщенности основаниями городских
почв. Дерново-подаолисгые ненарушенные почвы в усло¬
виях городского лесопарка (Кунцево и Воробьевы горы)
насыщены основаниями по всему профилю на 60-85%. Де¬
рново-подзолистые слабо- и сильнонарушенные почвы, а
также урбаноземы и культуроземы от 75 до 100%.
В почвах газонов вдоль магистралей иногда обнаружи¬
вается до 2-3% обменного натрия от суммы обменных
катионов. По данным Лепневой и Обухова (1990), при¬
менение противогололедных соединений на дорогах и
тротуарах приводит к загрязнению талых вод с газонов
ионами Na (до 115-130 мг/л), С1 (до 75-140 мг/л), что
на два порядка выше по сравнению с парками города.
Несмотря на то, что с весенне-летне-осенними осад¬
ками их содержание значительно уменьшается, но на
рост растений в весеннее время это засоление может
влиять отрицательно. Исследования Никифоровой и
Лазуковой (1995) в восточной части города вдоль круп¬
ных автомагистралей, районных дорог показали, что ко¬
личество поглощенного натрия достаточно велико и со¬
ставляет 5-15% от суммы поглощенных катионов, т. е.
почвы слабо- и среднесолонцеваты.
Полученные результаты определения некоторых по¬
казателей агрохимического состояния почв свидетель¬
ствуют о богатстве их элементами питания растений.
Подвижные формы Р и К в большинстве образцов го¬
родских почв представлены в количествах, превышаю¬
щих потребности растений в этих элементах (табл. 6.9-
6.11). Обеспеченность городских почв оценивается как
повышенная, высокая и очень высокая. Содержание по¬
движного фосфора колеблется в пределах 5-150 мг/100 г
почвы, подвижного калия — 2-100 мг/100 г почвы.
Органическое вещество почв
Содержание органического углерода в почвах города
разнообразно и зависит от богатства перегноем того
субстрата, из которого они образовались, а также от
способа ухода (применение органо-минеральных удоб¬
рений, компостов и т.д.). Содержание органического уг¬
лерода обнаруживаются в больших количествах в вер¬
хних слоях почв, с глубиной оно падает как равномер¬
но, так и скачкообразно. Интервал колебаний велик 1-8
% и более (табл. 6.12). Наибольшие его количества при¬
ходятся на нарушенные и вновь образованные слои
почв газонов, скверов, бульваров (5-11%) и селитебных
участков (3-7%); в парках и лесопарках естественные
гумусово-аккумулятивные горизонты содержат его в ко¬
личестве 1-2%, а искусственно созданные 2-5%. Для
почв последних типов местообитания характерно обыч¬
но резкое падение содержания гумуса вниз по проф¬
илю до десятых и сотых долей % (рис. 6.106).
В урбаноземах и культуроземах отмечается более
растянутый гумусово-аккумулятивный профиль, содер¬
жание гумуса может оставаться значительным (1-2% С
орг.) и на глубине 50-70 см и более.
По сравнению с природными в городских почвах из¬
меняется и качественный состав органического вещест¬
ва. Анализ результатов группового и фракционного со¬
става гумуса (табл. 6.12.) позволяет отметить преоблада¬
ние гуминовых кислот в ряде поверхностных слоев и
горизонтов (Сгк/Сфк 1,0-1,7). Для естественных дерно-
во-подзолистых ненарушенных и разной степени нару-
шенности почв характерно уменьшение этого отноше¬
ния с глубиной: Сгк:Сфк в нижних горизонтах, как
правило, составляет 0,6-0,9 (р. 10, 25). В урбаноземах и
культуроземах скверов, дворов, бульваров и парков со¬
став гумуса в нижней части профиля остается гумат-
ным или фульватно-гуматным (Сгк/Сфк — 0,5-1,0). В
группе гуминовых кислот отмечается низкое содержа¬
ние свободных ГК (ФР1) во всех образцах (обычно ме¬
нее 15-20%); большая доля приходится на вторую и
третью фракции ГК. Особенно это характерно для почв
скверов, бульваров и селитебных участков, где эти
фракции преобладают по всему профилю.
Группа фульвокислот также выделяется содержанием
второй, связанной с Са, фракции (до 15-20%); остальные
фракции находятся приблизительно в одинаковых, но
значительно меньших количествах (обычно до 10%). Пре¬
обладанием фракций 1а и 1 фульвокислот отличаются ес¬
тественные дерново-подзолистые почвы лесопарков.
Исследуемые почвы имеют низкие величины негид¬
ролизуемого остатка (20-40% от общего содержания уг¬
лерода), характеризующего прочность закрепления гу¬
мусовых веществ с минеральной частью почв, и в боль¬
шинстве случаев снижающиеся с глубиной.
Таким образом, в изменяющихся условиях формиро¬
вания и функционирования почвенного покрова в зоне
влияния крупного города урбаноземы по таким показа¬
телям, как высокое содержание Сорг., Сгк/Сфк >1,0,
малые количества свободных ГК и ФК и преоблада¬
ние фракций, связанных с Са, низкие величины негид¬
ролизуемого остатка, приближаются к Са — гумусовым
почвам. Имеющиеся публикации по почвам г. Ярославля
подтверждают данную закономерность (Рохмистров, Ива¬
нова, 1985).
Валовые запасы азота невысокие и находятся при¬
близительно в одинаковых количествах во всех почвах
города — 0,03-0,20% (табл. 6.8, табл. 6.10). Несколько
большее содержание отмечено в поверхностных слоях
некоторых сильнонарушенных дерново-подзолистых
почв (0,40%), урбаноземов (0,3-0,6%) и культуроземов
(0,3%). Вместе с тем, имеются «пики» в содержании
азота в погребенных гумусовых горизонтах на глуби¬
не 52-80 см (р.72 — 0,31% азота).
Hem-
дрол.
остаток,
%
37,7
16.9
19.9
54,3
51,5
О) WJ СП О) о
сп ^ (О СП ео
^ со *75 «
Спс
Сфк
0,78
1,38
0,92
1,17
0,55
Я §> *8 5 п
«000*0
4
35,1
34,9
41,8.
21,0
31,4
ео ю м сч «
^ п « о
м со сч ю
0
1
я
е
ФРЗ
10,5
2,5
9.4
1.5
5,7
о со
edo eoto ^
ФР2
8,3
20,7
10,0
12,4
0,7
in со о>
П. со *1 со* ~
to сч «-• сч
ФР1
8,4
1,2
5,3
сл.
7,1
сч ю ю « Г4*
lOfwiCe© сч
ФР1а
7,9
10,5
17,1
7,1
17,9
Щ Щ ч* rv
Чсо 0^0
10 со
К
27.2
48.2
38.3
24,7
17,1
оо о о qo)
о« СП ео
со со «со сч
1 ГК в почве
ФРЗ
7,1
8,3
14,7
8,8
4,3.
осч
Р*^СП to СП
ФР2
8,0
17,0
6.5
4,7
2,1
«1^<©СОО
сч ао оГ оГ о
^ ^ «-Ч
ФР1
12,1
22,9
17.1
11.2
10,7
Г*«О>Юе0
«со VoK
!ж
и
2,69
0,59
0,17
0,17
0,14
(0 « Ю со pw
f f о ^.сч
С0««00
Глубина
см
0-10
10-30
30-75
58-75
75-122
0-10
20-30
40-63
63-71
71-110
Горизонт
(слой)
А1
А1Е1
Е1
В1
В2
я 1
л q
« СЧ^СЧ
р р со со
4
25
лесо¬
парк
10
парк
Неги-
дрол.
остаток,
%
13,8
69.1
56.2
СО "tv. О)
СО СЧ и^СЧ
со со " ^
во "Ч<
tCtC^
со " сч
tv. СО О
СЧ ^ "
СЧ — "
«о «о о сч
гСо<Ь^
toco coco
39.7
11.8
9.6
О ‘О СО
«ч
^ О tv. СО
«О О О tv.
О"©©
tv. tv. во
о>_ сч ц>
О" о
СО О) Ф
(О Ф tv.
ООО
1.38
1.24
1.65
1.78
1.06
0.80
0.37
ФК.
^ ^ со
со "
СЧ О) о о
со сосч сч
^ со ^ со
(О " О
со со ^
47.4
45.4
50.0
О) О О) (О
К t^ to со
" сч сч сч
СЧ 0)0
О) во* (О
" ^ (О
\ ФК в почве
ФРЗ
о сч«о
^ СО "
fv
C0r^(0 1
5.8
6.8
11,9
в.8
6.5
13.0
О) О ^ to
ot^ «осч
2.9
3.2
20.4
ФР2
Щ (О
сч‘Лео
im
16,2
7,5
19,0
21,3
12,5
9,1
20,8
Ч* о о
(ОЮО^
" ^ о во
4.2
27.9
25.2
ФР1
to ю
coo 1
" СЧ С) '
О) t^CO
(О ^00
tC(o ^
с» сч о
СЧ "СО
^
(О to 00 1
"ОО
tv. сч
сосч со
ФР1а
о сч о>
tn to сч
СЧ — «О (О
ф счп ^
tv. — ^
ю со ^
со во о
во (ОО
00 О Р*-_(0
со^гСсч
^tv.C4
во" «О t^
ПС
54,3
16,5
25,в
‘О о ^сч
СО ^ ^
сч со ^ сч
30.6
47,8
36.7
о)соо
оТоо)
сч ^ со
СО ‘О сч сч
^со оТсч
сч со со ^
" со ^
"оТ^
со сосч
1 ГК в почве
ФРЗ
31,1
6,5
14,3
«О ич со to
•0(0*0"
о " о
0-0
" ^ о
" сч со
^ ^ Ю tv.
СО" во со
"" сч
СО ‘О о
О) СЧ (О
ФР2
(О
LO ~_сч
сч.^Р^Ч
о о ^ оо
СЧ"
^ tv. (О
ocoio
" СЧ "
во rw о
СО О) "
СО ‘О 00 со
toco со «о
tv. <*СЧ
"(Of**
ФР1
(£>о>_со
tC ^to
во сч
во t^(d V
со о сч
оТ соо
о сч о
io во1**
" " сч
О) Ю О) сч
^аэ (О со
сч «ч
(О ^сч
сГо"
сч —
С общ.
%
О О) сч
со ^tv.
(0(0 сч
IO "СЧ «о
оо 00 ^ ^
СЧ " " о
4,66
0,99
1,02
2.31
0.34
0,10
СО lo о ®
^ 00 СО СО
" " о
СЧ 00 «о
^ сч сч
сч оо
Глубина
см
0-15
15-30
30-52
0-10
20-30
30-60
60-115
0-10
35-50
90-130
0-16
16-44
44-90
0-20
20-48
48-68
68-74
0-14
14-48
48-80
Горизонт
(слой)
34
sa
D3
Ulha2
U2a2
U3a2
сч
ээ
Ulhal
U2ih
из
Ulhal
U2ih
Alnorp
Elnorp
Ulh
Е1В
В1
NN
Разреза
72
буль¬
вар
13
селит.
участ.
17
селит.
участ.
21
парк
82
парк
4
парк
Загрязнение городских почв
Территория города Москвы представляет собой зону,
подвергаемую загрязнению со стороны целого комплек¬
са разнообразных источников. Загрязнение — это из¬
быточное содержание химических веществ в почве, при
котором нарушается нормальное функционирование
растительности и животных, изменяются почвенные
процессы (Емельянов и др., 1982).
Внедрение загрязняющих веществ в урбоэкосистему
(внутригородские штатные и аварийные выбросы и гло¬
бальные массопереносы) — процесс загрязнения и де¬
понирования токсикантами, сильнодействующими ядо¬
витыми веществами (СДЯВ), радиоактивными вещества¬
ми (РВ), пестицидами, органическими и неогранически-
ми токсичными соединениями на поверхности почвы,
внутри почвенного профиля и почвенно-геохимического
ландшафта. Сильное отрицательное воздействие город¬
ской среды на почву выражается в её загрязнении от¬
ходами деятельности человека. Соединения Cd, Со, As,
РЬ, диоксиды азота и серы вызывают нарушение био¬
логического равновесия в почве, они оказывают токси¬
ческое воздействие на растительность и организм чело¬
века. Основными источниками загрязнения в г. Москве
являются выбросы промышленных предприятий, ТЭЦ и
автотранспорта. Наиболее опасными загрязнителями
признаны тяжелые металлы, хлорорганические соедине¬
ния и другие токсиканты.
Таблица 6.13.
Содержание тяжелых металлов ■ городских почвах
(яьггяжка 1н. ШЧОз, мг/кг)
№№ разреза,
тип УФЦ, почва
Горизонт
Глубина,
см
Си
Zn
РЬ
Cd
Надпойменные
террасы
25
А1
0-10
5
42
15
0.3
лесопарк
А1Е1
10-30
10
12
6
0.2
дерново-
Е1
30-58
6
4
4
н/о
подзолистая
В1
58-75
7
3
4
н/о
В2
75-122
13
3
4
н/о
В2
122-148
11
3
4
н/о
№№ разреза,
тип УФЦ, почва
Горизонт
Глубина,
CM
Cu
Zn
Pb
Cd
10
Ulha2
0-10
26
98
105
0.6
парк
10-20
20
64
77
0.6
урбанозем
20-30
50
192
406
0.3
30-40
12
46
37
0.3
U2ihal
40-63
16
48
18
0.3
В1
63-71
20
34
13
0.2
В2
71-110
15
18
5
0.1
72
Ulha2
0-15
262
1000
64
1.8
бульвар
U2ha2
15-30
88
336
160
1.0
урбанозем
30-52
39
110
96
0.4
13
Ulha2
0-10
82
734
600
1.3
селитебный
10-20
76
588
560
1.2
участок
20-30
58
194
600
0.8
урбанозем
U2a2
30-60
28
58
25
0.5
U3a2
60-115
6
22
18
0.4
17
Ulha2
0-10
34
178
74
0.7
селитебный
10-20
38
148
85
0.6
участок
20-30
38
124
101
0.6
урбанозем
U2a2
35-50
16
16
52
0.5
90-130
21
30
37
0.5
Полого-увалистая равнина
4
Uih
0-14
19
84
74
0.6
парк
ELB
14-48
15
16
9
0.3
дерново-урбо-
B1
48-80
15
14
9
0.2
подзолистая
B2
80-115
14
18
8
0.2
23
Uih
0-3
36
164
28
2.2
селитебный
U2ihal
3-30
15
48
31
0.4
участок
U3
30-70
12
32
16
0.4
урбанозем
B2
70-120
100
130
74
0.6
39
Uldal
0-8
13
68
14
0.2
газон
U2h
8-22
18
82
13
0.2
урбанозем
U3ha2
22-35
21
62
13
0.4
U4
35-55
10
28
11
0.1
Большинство выбросов токсических веществ в го¬
родскую среду сосредоточиваются на поверхности по¬
чвы, где происходит их постепенное депонирование,
что ведет к изменению химических и физико-химиче-
ских свойств субстрата. Почва является хорошим гео¬
химическим барьером, благодаря которому происходит
резкое снижение миграции элементов. Распределение
тяжелых металлов в почвах города чаще всего не под¬
чиняется закону нормального распределения, содержа¬
ние тяжелых металлов может варьировать на 2-3 по¬
рядка, локально превышая предельно-допустимые кон¬
центрации (ПДК) в 5-100 раз (Обухов и др., 1990а;
19906), а их изменение по почвенному профилю имеет
два и более максимумов (рис. 6.11).
Рельеф городских ландшафтов, подвергающийся воз¬
действию промышленно-газовых выбросов в атмосферу,
сбросу жидких и твердых отходов промышленных пред¬
приятий на участки, примыкающие к промплощадкам,
как правило слабо нарушается, но кардинально изменя¬
ется растительный и животный мир, почвенный покров,
продуктивность экосистемы.
Площадь сильнозагрязненных почв в городе за по¬
следние 15 лет увеличилась почти на 150 км2, а площадь
с низким уровнем загрязненности почв сократилась бо¬
лее чем в 2 раза. При этом особо быстро рост загряз¬
нения наблюдается в прежде чистых окраинных «спаль¬
ных» районах города. В центре же Москвы концентра¬
ция наиболее токсичных металлов, таких как ртуть,
мышьяк, кадмий, висмут, превышают ПДК в 30 и более раз.
На основе проведенных эколого-экономических исследова¬
ний прогнозируется, что через 3-4 десятилетия вся тер¬
ритория Москвы станет сплошной геохимической ано¬
малией с высоким уровнем загрязнения.
Городские почвы, кроме почв крупных лесопарков,
имеют повышенные количества таких тяжелых метал¬
лов, как Си, Zn, Pb, Cd, Со в верхних горизонтах. Для
ненарушенных дерново-подзолистых почв лесопарков
содержание определяемых тяжелых металлов соответст¬
вует фоновому значению в верхних горизонтах и
уменьшается вниз по профилю. Особую опасность
представляет наличие больших количеств не только ва¬
ловых, но и подвижных форм соединений тяжелых ме¬
таллов (табл. 6.13-6.14). Содержание в почвах РЬ и Zn,
кроме лесопарков, в 3-4 раза превышает норму, пред¬
ложенную для Москвы (Обухов и др. 1989, 1990), пре¬
вышения по Си в почвах скверов и селитебных участ¬
ков центра города составляют 2-5 раз; более высокий
уровень загрязнения Cd по сравнению с фоновой по¬
чвой (2-3 раза и более) регистрируется в почвах буль¬
варов, газонов и селитебных участков. Содержание тя¬
желых металлов в почвах газонов вдоль автомагистра¬
лей возрастает по мере приближения к центру города.
90
см
РЬ
селитебный участок
.лесопарк
_ парк
.газон
. -сквер
Рис. 0.11.
Распределение содержания тяжелых металлов в почвах
с различным функциональным использованием
(вытяжка 1М. HNOa )-
мг/кг
мг/кг
С увеличением уровня загрязнения возрастает и их ва¬
риабельность в почвах. Содержание тяжелых металлов
максимально в почвах средней части газонов, разделя¬
ющих двухстороннее движение на автомагистралях
(Лепнева, Обухов, 1990). Тяжелые металлы в естествен¬
ных почвах Измайловского, Филевского парков, Во¬
робьевых гор, парка-заповедника «Коломенское» макси¬
мально накапливаются в слое 0-5 см и в 1,5-2 раза вы¬
ше, чем в дерново-подзолистых почвах Подмосковья.
По данным тех же авторов, значительное содержание
тяжелых металлов отмечено в партерной части ЦПКиО
при аномальном его распределении, когда они обнару¬
жены в основном в нижней части почвенного профиля.
Это объясняется тем, что парк частично разбит на ме¬
сте городской свалки с обильными включениями стро¬
ительного загрязненного грунта. Повышенное их содер¬
жание обнаружено также и в почвах спорткомплекса
Лужники, в пониженной части которого (пойма р. Мо¬
сквы) скапливаются газопылевые выбросы промышлен¬
ных предприятий и автотранспорта (рис.6.12).
Инспекциями Москомприроды выявлены более
100 несанкционированных свалок твердых бытовых и
промышленных отходов и строительного мусора. Наи¬
большее количество несанкционированных свалок в Се¬
веро-Восточном, Южном, Юго-Западном и Западном ок¬
ругах. Очаги сильного загрязнения имеются на террито¬
рии Северо-Западного административного округа (район
Сходненской улицы), в пределах Садового кольца, в се¬
верной части Измайловского лесопарка, в районе Люб¬
линских полей фильтрации. Концентрация ряда хими¬
ческих веществ здесь в 20-30 раз выше фоновых зна¬
чений.
Положение исторического центра Москвы в придо-
линном комплексе, расположенном ниже застроенных
водоразделов, делает его зависимым от загрязнений, об¬
разующихся на периферии Москвы, «сливающихся»
подземных вод и «скапливающихся» в долине воздуш¬
ных потоков. В пределах Садового кольца находится
около 90 производственных объектов, загрязняющих
окружающую среду: 20 — машиностроения и приборо¬
строения, 10 — нефтехимической промышленности,
20 — полиграфической промышленности, 17 — легкой
промышленности, 2 — электротехнической отрасли и
3 — энергетической отрасли и др. (Рекомендации....,
1990). Промышленные предприятия хаотично вкраплены
в жилые массивы. В результате центр Москвы сильно за¬
грязнен тяжелыми металлами, особенно веществами пер¬
вого и второго классов опасности — цинком, кадмием,
свинцом, хромом, никелем и медью. Они обнаружены в
почве, в листьях деревьев, в траве газонов и в детских
песочницах. Сильный уровень загрязнения почв и расти¬
тельности центра города носит устойчивый во времени
характер (табл. 6.14).
Восточная часть Москвы, как и ее центр, имеют на¬
ихудшие экологические показатели, здесь территории
наиболее загрязнены тяжелыми металлами, хлороргани-
ческими соединениями и другими токсическими соеди¬
нениями. В окружающую среду промышленные объек¬
ты металлургии, машиностроения, полиграфии, ТЭЦ и
т.д., а также автотранспорт выбрасывают около 130 кг
загрязняющих веществ на одного жителя в год или
1,22 кг на м2 площади района (Экологические..., 1990).
С одной стороны, это территории высокого промыш¬
ленного потенциала, значительной концентрации насе¬
ления, с другой — в результате западной циркуляции
атмосферы эти районы воздушным путем получают с
прилегающих территорий дополнительно большие коли¬
чества загрязняющих веществ.
Исследования, проведенные сотрудниками Географи¬
ческого ф-та Московского университета в Перовском
районе в 90-х годах, показали, что почвы района накап¬
ливают свинец, медь, цинк, хром и кадмий в количест¬
вах 7-8 раз превышающих фоновое содержание (Ники¬
форова, Лазукова, 1995).
Миграционная подвижность различных элементов
зависит от свойств почвы и особенно от физико-хими¬
ческих параметров. Обогащенность гумусовыми вещест¬
вами и щелочная реакция среды благоприятствуют на¬
коплению в почвенном профиле тяжелых металлов. Ус¬
тановлено также, что почвы загрязнены не только ва¬
ловыми формами тяжелых металлов, но и их подвиж¬
ными соединениями (табл. 6.15). Соотношение подвиж¬
ных форм и валовых колеблется от 20% для хрома
и до 80% для марганца. Обнаружено, что практически
в урбавоэемах центра Москвы (вытяжка 1в. HNOj, иг/кг)
>
j Водно-ледниковая равнина |
601
6Г9
699
6.84
9.79
10.0
7.96
2.14
1.44
3.41
8.99
14.2
0 0
я х
ООО
XXX
ООО
XXX
| Надпойменные террасы |
X X
Z
m тг ч*
С-
^ f* V0
2
1
3
15
9
0 о
'Sr'Sr
ООО
'вГ'ЗГ к
*$.-5 °
ж к 1в
X я
Со
<N
л
<N <N
сл <N <N
34
2
Я X
ООО
s’ х я
ООО
X ^ я
X X
й
,© О ,о
X Я X
о/н
ш
XXX
-2Л
к ж
240
200
140
80
146
160
200
220
260
240
&
*1»
о/н
iff
***
XXX
-5.-S.
а х
1600
1500
1000
800
1200
1600
2900
2600
1600
1800
Cd
»л л
с> о о
0.7
в n
нбб
Ч <N
© с> о
°! 'Ч
<N ve
о
0.6
0
0.4
о «ч
«и О О
О о
Й
Л VO Ф
ЯЯ2
156
409
167
177
Sss
247
377
375
90
125
55
115
Ssffi
180
150
5
81
46
51
й
89
86
131
20
6
26
Ш 00
Г-. ю
S3
30
12
34
72
100
70
ОО |>
РЬ
204
167
152
3
194
313
228
32
2
40
Гч 00
ни
по
225
1Л г». <s
£2 а
215
163
Глубина,
см
0-19
27-37
37-60
0-16
1-10
10-30
30-70
0-4
4-15
15-42
0-17
17-36
0-27
27-42
0-15
20-27
27-65
0-29
29-45
45-80
0-6
6-65
I NN разреза, тип УФЦ
23г
селитебный участок
24г
селитебный участок
25
газон
27г
селитебный
участок
28г
селитебный участок
34г
сквер
35г
газон
Збг
селитебный участок
31г
сквер
Рис 0.12.
Схема загряэнння почв химическими элементами (данные ИМГРЭ).
СГТК — суммарный показатель концентрации химических элементов в почве.
Территории с показателем >32 СПК требуют рекультивации.
во всех функциональных зонах востока города (Перов¬
ский район) от парковой, селитебной до промышлен¬
ной — выявлены техногенные аномалии тяжелых ме¬
таллов. Чрезвычайно высокое содержание тяжелых ме¬
таллов (СПК = 64-80 и более) выявлено в почвах про¬
мышленной зоны, здесь преобладают свинец, цинк,
медь, кадмий и цезий. Высокое содержание тяжелых
металлов (СПК = 32-48) имеют старые жилые кварта¬
лы района, а также скверы и бульвары, здесь преоб¬
ладают свинец, кадмий и медь. В жилых кварталах но¬
востроек загрязнения тяжелых металлов не наблюда¬
ется (СПК менее 16).
Растительность вблизи автомагистралей и промыш¬
ленных предприятий часто находится в угнетенном со¬
стоянии, что выражается в изреженности травяного по¬
крова. Это приводит к пылению поверхности почвы,
что в свою очередь становится источником загрязнения
воздуха. Если на чистых фоновых участках содержание
свинца в травах не превышает 0,5-1,0 мг/кг, то в тра¬
вах газонов уровень его колеблется в пределах 4-12
мг/кг сухого вещества. Предельно-допустимые содержа¬
ния свинца в растениях — 10 мг/кг. Повышенное со¬
держание свинца в газонных травах коррелирует с по¬
вышенным содержанием этого элемента в почве (табл.
6.16). Почвы газонов содержат в 2-10 раз больше свин¬
ца (10-15 мг/кг), чем фоновые дерново-подзолистые по¬
чвы Подмосковья.
В целом по городу Москве по данным геохимическо¬
го обследования (О состоянии..., 1993), отмечен слабый
уровень загрязнения почв на 22% территории, кото¬
рый приурочен к периферическим участкам на западе,
севере и несколько меньше на юге. Около 40% город¬
ских почв имеют сильный уровень загрязнения. Они
расположены в основном в центральной и восточной
частях города. Спектр загрязнения очень широк и мак¬
симально накапливаются элементы 1 и 2 класса опасно¬
сти. Как правило, наблюдается присутствие нескольких
токсических веществ с превышением ПДК (свинец, кад¬
мий, цинк, медь), что значительно усугубляет ситуацию
в следствие их синергизма.
Таким образом, при достаточной обеспеченности го¬
родских почв основными питательными элементами к
Среднее содержание подвижных форм (вьггяжжа 1 в. НО) тяжелых металлов в различных почвах функциональных
зов Перовского района г. Москвы, мг/кг. (Никифорова, Лазукова, 1995)
1
и
64-80 и более |
16-32;
32-48;
48-64
16 и менее
32-48
16-32;
32-48
16 н менее
S
ф
16-32
32-48
Cs
6.16
5,39
IE'S
3,02
2,38
2,78
3,31
-А2.
0,9-
10,9
1
Cd
0,340
0,251
0,171
0,331
0,024
0,708
0,096
Г
Г
с
s-soo'o
1
№
10,3
8,4
СО
со"
9,4
5,8
14,1
8,3
4,1-42,4
3
Сг
О
10,6
8,7
14,9
4,4
39,9
19,6
14.6
2-109
О
сч
РЬ
52,6
24,7
20,2
57,3
11,5
26,1
12,7
30.7
6-147
45
Со
2,19
2,1-
2,57
2.41
1,52
2,53
3,81
W5
СЧ
Си
52,2
21,8
46,7
28,1
6,5
46,7
11,8
о
Zn
305
100
0)
<0
94
52
86
47
—2.7
23-393
о
й
292
316
463
508
89
357
722
^со
во
Число
опреде¬
лений
СЧ
О
СЧ
*■<
6
2
3?
Функциональные
зоны
0
&
• 3
||
с *
§3
и 1
Парковая
Селитебная:
а) старые жилые
кварталы —
Косино
б) новостройка
Новокосино
1
В.
1
X
1
аЗ
С s
Пригородно-
сельскохозяйствен¬
ная
Перовский
район Москвы
в целом
к
К. — суммарный показатель концентрации тяжелых металлов в почвах (превышение над фоном);
: — % кислоторасгворимой формы от валового содержания в загрязненных почвах Перовского района;
среднее содержание (числитель) и пределы колебаний (знаменатель).
числу лимитирующих факторов почвенного плодородия
следует отнести высокие значения pH, переуплотнен-
ность и загрязнение тяжелыми металлами и токсиче¬
скими веществами. По-видимому, с переуплотненно-
стью и с загрязнением поверхностного слоя связано
специфическое развитие корневой системы, при кото¬
ром корни начинают ветвиться не в верхней части про¬
филя, как в естественных условиях, а с определенной
глубины (5-10 см).
Таблица 6.16.
Содержание свища ■ газонном травостое и почвах г. Москвы
(Афонина, Обухов и Плеханова, 1990)
Место отбора проб
Содержание свинца, мг/кг
в травах
в почвах
Мичуринский проспект
4,8
54
Ленинский проспект
5,9
68
Ул. Усачева (з-д «Каучук»)
12,2
83
Комсомольский проспект
8,2
65
Ленинградский проспект
4,2
74
Лесопарк на Воробьевых горах
2,5
30
Лужники
7,0
90
Сокольники
5,0
70
Измайловский парк
3,0
38
Лесопарк «Фили-Кунцево»
2,0
30
Значительные превышения по ряду тяжелых метал¬
лов, имеющее место в почвах города, а также сильный
сдвиг значений pH в щелочную сторону, высокую на¬
сыщенность основаниями, увеличение содержания эле¬
ментов питания по сравнению с почвами вне городских
территорий и ряд других свойств, вызывающих измене¬
ние химического состояния городских почв, а значит и
протекание почвообразовательных процессов, подтвер¬
ждают необходимость выделения из общей группы ис¬
кусственно созданных урбаноземов индустриземов —
почв промышленных городских территорий, сильно за¬
грязненных и измененных химически.
6.5. Оценка экологического состояния
территорий исторических памятников центра
Москвы
В 1991-1992 гг. проводилось обследование экологиче¬
ского состояния расположенных в центре Москвы тер¬
риторий исторических комплексов и ансамблей: Рожде¬
ственский и Зачатьевский монастыри, парк Юсуповско¬
го Дворца. Оценивались физико-химические свойства
почв, состояние древесного и травянистого ярусов по
следующим показателям: жизненность (удовлетвори¬
тельная, неудовлетворительная, ослабленная и отмираю¬
щая), облиственность, пораженность кроны и листа, и
общей оценкой древостоя на данной территории. Тра¬
вяной покров оценивался через видовое разнообразие
и проективное покрытие. На основе полученных дан¬
ных составлены карты экологического состояния терри¬
тории.
Рождественский монастырь
Рождественский женский монастырь расположен на
высоком берегу р. Неглинки, притока р. Москвы,
(абс.высота 153-156 м н.у.м.) в 1,5 км от Кремля. Самы¬
ми старыми постройками являются собор Иоанна Зла¬
тоуста, усыпальница и трапезная, построенные в 70-х
годах XVI в.
Монастырские здания периодически достраивались
или перестраивались. Территория перепланировалась,
происходил постепенный рост культурного слоя.
Монастырь был закрыт с 1921 по 1992 гг. До 1921 г.
существовали так называеме «непопираемые участки»,
по которым строго запрещалось ходить и как-либо их
использовать. В монастыре находился сад с окультурен¬
ными и плодородными почвами. В 1930-х г.г. на месте
кладбища и этого сада была построена школа. Одновре¬
менно прокладывались коммуникации, асфальтирова¬
лись крупные участки, т. е. велось так называемое бла¬
гоустройство территории. В 1991 г. церкви возвращено
здание собора, позже начинает воссоздаваться мона¬
стырь, которому постепенно возвращаются монастыр¬
ские постройки.
В современном виде территория монастыря неодно¬
родна по нарушенное™ и степени застройки. Доля от¬
крытой поверхности, оставшаяся от построек и заас¬
фальтированное™, составляет 13% от общей террито¬
рии монастыря. Окраинная открытая часть территории
сильно захламлена (от 25 до 75%) бытовым и строитель¬
ным мусором.
Здесь произрастают как древесные породы, имею¬
щие возраст не более 100 лет (липа, ясень, тополь, бе¬
реза), так и кустарниковые виды растений (боярышник,
сирень). По показателям жизненности деревья и кус¬
тарники имеют признаки повреждения, с заметным уг¬
нетением роста и развития и явно пониженной жизне¬
способностью, что проявляется: в наличии сухих веток,
малой облиственности (менее 50%), сильной поврежден¬
ное™ площади листовой пластинки в результате хлоро¬
за или жизнедеятельности насекомых (от 10 до 50%),
пораженное™ кроны (до 40% листьев, имеющих ясно
видимые некротические или иные поражения), повреж-
денности ствола (наличие дупла, гнили, грибков). В ре¬
зультате потеряна эстетическая ценность деревьев и ку¬
старников и их устойчивость к воздействиям окружаю¬
щей среды.
По флористическому составу в травяном покрове
преобладают рудеральные виды, продуктивность низкая.
Древесные сосущие корни развиваются до слоев с по¬
вышенным содержанием плотных включений или плит
(на территории монастыря обычно они располагаются
на глубине около 1 м). Над этими плотными слоями
корни начинают усиленно ветвиться, почти не прони¬
кая вглубь. Травянистые корни как правило ветвятся с
глубины 10-15 см, минуя наиболее загрязненный токси¬
ческими веществами слой. Эти особенности формиро¬
вания корневой системы отражаются как на качестве
древостоя, так и травянистого покрова.
Почвенный покров, формируясь на культурном слое
разной мощности, представлен урбаноземами супесча-
но-легкосуглинистыми. В них содержится большое ко-
Мощность лрогумускроваиного спох к степень каменистости в спае 50см.
j | - единицы ' 3'Дания
I Li I -<2SV4
I L3 | -25-50°/.
|~L4~1 50-75"/.
Ряс. 6.13.
Рождественский монастырь.
личество строительного мусора в виде обломков кирпи¬
чей, известняка и камней (рис. 6.13). Профиль почв
слабодифференцирован, состоит из насыпных слоев:
верхнего прогумусированного темно-серого или корич-
невато-серого слоя мощностью 35-70 см. С глубины от
30 до 100 см встречаются слои с очень высоким содер¬
жанием строительного мусора — 50-75% и более от
объема почвы (р. 1-91, 3-91). На степень нарушенное™
почвенного слоя и сложность истории внутримонастыр-
ского пространства указывает тот факт, что рядом с
пнем 200-летнего дуба на глубине 70-80 см встречены
остатки старой кирпичной кладки.
Таблица 6.17.
Водно-физические свойства урбаноэемов
N разреза
Глубина, см
Плотность
сложения
мелкозема,
г\см
Скорость
фильтрации,
мм/мии
Рождественский монастырь
1-91
0-10
1.3
1.8
35-45
1.2
н/о
75-85
1.0
н/о
3-91
0-10
1.1
7.3
40-50
1.2
н/о
80-90
1.0
7,1
5-91
0-10
н/о
2,6
Юсуповский парк
+
18-91
0-10
н/о
9,7
19-91
0-10
1,15
3,9
24-91
0-10
н/о
9,9
25-91
0-10
1.20
н/о
30-40
1,40
н/о
Дерново-
0-20
1,20
1,6
подзолистая
20-40
1,40
н/о
легкосуглинис.
Высокое расположение монастыря по рельефу, хоро¬
шая дренированность территории и легкий механиче¬
ский состав не способствуют развитию оглеения почв.
Тем не менее, над уплотненным слоем антропогенного
происхождения, происходит застаивание поверхностной
влаги, возникают анаэробные условия и на глинистых
прослоях формируются глеевые сизые пятна или целые
горизонты (р.3-91). Вследствие легкого механического
состава все почвы территории Рождественского мона¬
стыря имеют хорошие фильтрационные свойства (таб.
6.17). Пространственная неоднородность толщи, на ко¬
торой формируются почвы, приводит как к явлениям
застаивания влаги, так и к провальной водопроницаемо¬
сти. Так, скорость фильтрации колеблется от 1,8 до 7,3
мм/мин. Наилучшие фильтрационные свойства проявля¬
ются в менее посещаемых местах (р.3-91).
Все почвы территории карбонатны и слабощелочны,
что является характерным признаком городских почв
(табл. 6.18). Большинство почв открытых участков за¬
грязнены тяжелыми металлами (табл. 6.19). По всем оп¬
ределенным элементам обнаружено превышение над
фоновым содержанием в несколько раз. Так, превыше¬
но содержание кислоторастворимых форм свинца (в 10-
20 раз), цинка (в 10 раз) и меди (в 5-7 раз).
Восстановление исторического ландшафта Рождест¬
венского монастыря и реконструкция почвенно-расти¬
тельного покрова нуждается в коренной рекультивации
загрязненного поверхностного продуктивного слоя.
Зачатьевский монастырь
Зачатьевский женский монастырь основан в XYI
в. на территории Белого города между ул. Остоженка
и берегом р. Москва, на том месте, где раньше нахо¬
дился другой монастырь. Таким образом, эта террито¬
рия как монастырская использовалась более 600 лет.
Зачатьевский монастырь был закрыт после Октябрь¬
ской революции. В 30-е годы, также как и в Рождест¬
венском монастыре, была проведена реконструкция
территории. Постройки были частично разобраны, со¬
хранились только надвратная церковь Спаса и фрагмен¬
ты стен. На месте кладбища и сада построена школа,
заасфальтирована большая часть территории (открытая
территория составляет 35% от общей площади монасты¬
ря). В настоящее время здесь ведутся активные работы
по восстановлению монастырских построек.
Поверхность открытой территории захламлена в ос¬
новном по окраинам монастыря (от 25 до 75 %). Комп¬
лекс зданий Зачатьевского монастыря в настоящее вре¬
мя используется различными организациями и учрежде¬
ниями, действует школа.
Вдоль сохранившихся стен в удовлетворительном со¬
стоянии произрастают вяз, клен, тополь, липа, рябина
и яблоня, возраста не более 80 лет. Центральная часть
Мощность прогумусированного слоя и степень каменистости в слое 50см.
- 25-50см
и
- 50-75см
IL11
- единицы
F1
-<25%
|L3 |
- 25-50%
|Ы |
- 50-75%
- здания
Рис. 6.14.
Зачатьевский монастырь.
территории занята деревьями, находящимися в неудов¬
летворительном состоянии: они ослаблены, густота об-
листвения кроны — 50-80%, повреждение кроны 20-
40%, а листовой пластинки — 90%, листья имеют не¬
кротические повреждения.
Почвенный покров территории Зачатьевского мона¬
стыря представлен супесчано-легкосуглинистыми урба-
ноземами с высоким содержанием строительного и бы¬
тового мусора. Почвенный профиль разнообразен от
слабо до сильно дифференцированного. Как правило,
верхний темно-серый рыхлый прогумусированный го¬
ризонт мощностью 20-30 см сменяется более плотными
перемешанными слоями с содержанием мусора от 25 до
50% и более. Повышенное содержание мусора является
характерной чертой для почв всей территории монасты¬
ря, отличающей ее от других исследованных нами объ¬
ектов (рис. 6.14). Древесные корни проникают вглубь
до 80 см, ниже они единичны. Травянистые корни
распределяются равномерно до глубины 25 см. Таким
образом, несмотря на сильную каменистость почвенно¬
го профиля, верхний поверхностный слой плодоро¬
ден, он постоянно окультуривается с добавлением
плодородных смесей и последующим рыхлением; пло¬
дородие урбаноземов, распространенных в централь¬
ной части территории, высокое. Почвы карбонатны
по всему профилю и имеют слабощелочную реакцию
среды (табл. 6.18).
Почвы территории Зачатьевского монастыря сильно
загрязнены тяжелыми металлами, особенно свинцом (до
60 раз выше фона) и цинком (в 10 раз) (табл.6.19). При
реставрации монастырской территории необходимо
полное обновление почвенного поверхностного слоя и
восстановление растительности согласно историческому
ландшафту.
Юсуповский парк
Парк, заложенный в XYII в., вблизи бьшшего Юсу¬
повского Дворца, расположен вдоль Большого Хари¬
тоньевского переулка и имеет площадь около 0,6 га. В
конце 40-х годов недалеко от парка велось строительст-
X
X
$
X
супесь
супесь
супесь
супесь
н/о
супесь
н/о
супесь
супесь
супесь
6
I
u
E
I
О
о
V
i6
н/о
18
18
н/о
н/о
н/о
15
н/о
15
н/о
13
15
10
О О О О О О
s
1
£
<0,005
7
н/о
10
11
н/о
н/о
н/о
10
н/о
10
н/о
И
10
8
О О О О О О
'Й’Й'Й'Й'&Ъ
о
£
e
s
?!
21
И
13
10
н/о
н/о
н/о
ООООО
27
н/о
41
н/о
н/о
н/о
«П
о
ВЦ
1 ^
1
с
•fi
s
Ф (S О ф о о о
3338 Ъ “Si'S!
43.7
47.4
н/о
н/о
н/о
н/о
н/о
СП о о о О О
S'S Si'S!'S'S
Si
<5
§
s
5.46
5.14
60.90
14.50
4.20
5.56
39.51
СЧ 00 оо р* СП О О
tv f*» f*» 10 tv «■* СЧ
Tf СП СП СП сч сч сч
СЧ л to ТГ ш сч
00 < 00 оо
сп 3? 1/5 rv uS <о
I
5
s
I
о
cu
о о О О О О О
г*» о> Ш СП *-««-« to
tv tv tv аэ аз tv об
а> ‘о о о tv cs а»
tv tv 00 оо tv 00 rv
СП ® О О) О CV
об Я оо tv 00 tv
&
(OlOQf ОШФ
oq t*» oq u1! щ oo
СЧ <£) СП СЧ СЧ СП
во to to СП СП to О
f*: *1 f*: Ъ
СЧ СЧ СП СЧ Я
СП 9) О О 9) 00
ouioq^cn
^ Tf сп uS 1л
Глубина, си
0-10
10-20
20-30
30-50
50-70
90-105
105-130
0-10
10-30
30-50
50-70
75-85
85-110
110-120
0-10
10-20
20-40
35-60
60-85
85-112
Горизонт
Ulh
U2
из
U41
Ulh
U2
из
U4
Ulh
U2h
U3h
Z
1-91
3-91
5-91
супесь
супесь
супесь
1 лег.сугл
песок
супесь
песок
супесь
супесь
супесь
^ СП Ю СП
гч гя «и
О О О О
"й "й "й "й
н/о
н/о
н/о
н/о
н/о
н/о
9
И
10
н/о
8
11
н/о
12
о> оо о> ®
о о о о
ЪЪ'Й'Й
о/н
о/н
о/н
О/Н
о/н
о/н
6
7
6
н/о
7
н/о
н/о
8
11
н/о
н/о
н/о
10
н/о
11
н/о
12
10
н/о
12
11
н/о
О О О О О
л
t
о
2
10.5
н/о
н/о
н/о
20.0
н/о
15.3
н/о
16.2
10.3
н/о
12.2
13.2
н/о
К
&
13.5
12.2
46.6
н/о
н/о
н/о
н/о
н/о
X
X
S
0.81
11.81
4.52
1.55
г»- сч со ю
>ОЮО[^
сп ^ id г»*
5.35
7.34
н/о
00 со ^
1
1
и
в
00 (О СП
и
в
р
сн СЧ CD сн lO о
СОГ'-ЮЮСООСЧ<’
СЧ еп СП ^ СП lO s
1
£
LO со ^ О
со
СП О ^ СП
Ю со
(*) W п
со со со
9) СЧ СП
СО СО СО
ь
2
ою^сп^спспсп
1.83
2.90
5.03
1.24
3.76
н/о
2.24
3.52
4.31
2.06
н/о
1.69
2.09
1.62
3.38
1.86
1.62
1.69
2.00
н/о
2.14
н/о
0-10
30-50
50-85
85-100
0-10
10-30
30-50
50-75
0-10
10-20
50-85
0-10
10-30
30-50
0-10
10-30
30-50
50-70
70-90
90-100
110-130
130-155
Uih
U2h
U34
U4
Э Э
Uld
U2h
Uld
U2
Uih
U2h
из
U4
U5
32-91
35-91
36-91
38-91
25-91
тяжелых металлов в урбаноземах (вигяжка 1н. HNOj,, мг/кг)
0
S
1
1 Ni 1
СЧ С*5
id ^ ^
ID О СЧ Ю. О
10 сч сп сп
C4 1DCV
fCido
| Зачатьевский монастырь |
CV сп LO
О» тг ^ СП
1 Zn 1
460
493
183
77
124
SgSSS
115
197
114
36
1 Cd I
О» СП СП СЧ СП
о«‘оо о
10 С^СЧ сч *-«
600*00
ю
ООО
С** ui<0^
w'0‘0’0’
>
Л
1
<0
X
о
S'
со qTlo lo а>
^сч ~ iq а>,
ID ю“ V ^ сп
^ сч rv
сСосч
со tflOO
fC id" id"
<3
СП fv LO с^сч
сч сч *-^СЧ
СП О lO сп
СЧ СЧ
•-“счсч"
сч cqr**_o
СЧ C4«-*C4
1 Си 1
и
$
е
и
о
CL
ю г*- о со f**
to In С4** СП Ф
с***о СП сч ^
сп а> о
9)10^
Q> iO LO
cn^r*-^
£
^otocv»-
0 10
^4 «И
234
373
114
108
33
СЧ^«ч
o2?£?n
CO ^
Глубина,
см
0-10
20-30
35-50
50-70
105-130
0-10
30-50
75-85
85-110
110-120
0-10
10-20
112-122
0-10
30-50
50-85
85-100
Горизонт
Uih
U2
из
U41
Uih
U21
из
U4
5 *
э р
Uih
U2h
U3
U4
NN разреза, тип
УФЦ
1-91
сквер
ОКОЛО ШКОЛЫ
и
а>
сп a
5-91
палисадник
32-91
газон
Z
о5 гч ^ lo
СП СП
fv fv
tv ^
liS СП СП
сч сп о сч еп i/i
10 *4 ^ СП СП ^
Zn 1
292
265
345
126
484
597
624
67
85
Cd I
О Г** 10 10
~ о о о
1,1
1,0
fv СП СП
ООО
fv 10 СП СП СЧ 10
оооооо
и
S
1
g
и
>
о о о о
ъъъъ
О/Н
о/н
н/о
н/о
н/о
со со tv сч to со
а> lO lO СЧ СП lO
1 03 1
О СП СЧ —"
СЧ lo
сч сч‘
со сп ev
СЧ СЧ
К
А
0
В
сч сп сч ev со о>
сч сч сч «-* +*
5
OOfvO)
00 tv In tv
СП СП
9> 9>
10 10 ^
Ф ^ СП
t
и
в
о
ЗР>Яс2£ Sj
£
fv CV cv рч
10 10 О СП
СЧ СЧ СП ^
345
318
165
229
144
3 <8 5 п й
сч ^ сч
I Глубина,
Я
о
0-10
10-30
30-50
50-75
О о
оо
0-10
10-30
30-50
0-10
10-30
30-50
70-90
90-110
110-130
Горизонт
Ulh
U21
Uld
U2h
Uld
U2
5Йсп^ю
NN разреза, тип
УФЦ
35-91
палисадник
36-91
сквер
38-91
сквер
25-91
парк
во метро «Красные ворота» и вырабатываемый грунт
вместе со строительным мусором развозили по окружа¬
ющей территории, в том числе и на территорию парка.
В 1951 г. парк был перезаложен, благоустроен и произ¬
ведена подсадка деревьев.
Состояние древостоя можно оценить как хорошее
(более 3/4 деревьев имеют 1 класс состояния). Древес¬
ное сообщество парка приближается к природному, о
чем свидетельствует ярусная структура; наличие яруса
подроста, а также лесных и луговых травянистых рас¬
тений. Древесные корни встречаются по всей исследу¬
емой глубине до 150 см. Наименьшее количество кор¬
невой массы замечено в горизонтах с содержанием му¬
сора более 25%. Травянистые корни располагаются по
всему объему в слое 0-30 см.
Жизненность 50-летних лип и берез удовлетвори¬
тельная, их облиственность составляет 30-70%, пора-
женность крон — до 50%, (в среднем 30%), поражен-
ность листа — 5-20%, у березы — 5-10%. Проективное
покрытие — 5-40%.
Почвенный покров парка представлен мощными су¬
песчано-легкосуглинистыми урбаноземами с малым со¬
держанием строительного мусора в слое 0,5 м и со
средним и высоким содержанием в слое 0,5-1,0 м (табл.
6.17).
Почвенный профиль хорошо дифференцирован на
верхний темно-серый гумусный рыхлый хорошо ост-
руктуренный горизонт мощностью до 30 см, подстилае¬
мый более уплотненными неупорядоченно расположен¬
ными слоями. Эта перемешанность почвенной массы
вызвана многократной закопкой осеннего опада в ямы
и выравниванием поверхности, а также исходной нео¬
днородностью насыпанной в 50-е годы почвенно-грунто¬
вой смеси. Почвы карбонатны по всему профилю, со¬
держание карбонатов увеличивается с глубиной, повер¬
хностный горизонт наиболее выщелочен (табл. 6.18). Та¬
кой профиль распределения карбонатов связан с увели¬
чением строительного мусора повышенной карбонатно-
сти в нижней части профиля.
По физическим свойствам данные почвы характери¬
зуются хорошей оструктуренностью, имеют легкий ме¬
ханический состав, слабоуплотнены и с поверхности и
на глубине 30-40 см (таб. 6.17), что является благопри¬
ятным для произрастания растительности. Почвы обла¬
дают высокой скоростью фильтрации от 3,2 до 50,0
мм/мин.
Наблюдается накопление тяжелых металлов в почвах
парка. Превышение содержания свинца над фоновым
достигает 15 раз, по цинку — 3-4-х раз. По остальным
элементам превышения незначительны (табл. 6.19).
Таким образом, состояние почвенно-растительного
покрова Юсуповского парка можно считать более бла¬
гополучным, чем в других исследованных нами терри¬
ториях исторических памятников. Тем не менее и
здесь, в почвах парка, наблюдается сильное загрязне¬
ние почвенного покрова многими химическими элемен¬
тами.
6.6. Оценка экологического состояния
территории промышленной зоны
«Люблино — Перерва»
В настоящее время (по данным НИиПИ Генплана г.
Москвы) в пределах МКАД выделено 68 производствен¬
ных зон. Они занимают 14380 га земли или 16,8% тер¬
ритории города. В промышленных зонах сосредоточено
около 50% производственных и 20% научных организа¬
ций города.
На сегодняшний день в Москве находится 264 про¬
мышленных объекта, требующих организации и благо¬
устройства санитарно-защитных зон. Эти предприятия
являются источниками загрязнения атмосферного воз¬
духа и почвы как химическими, так и физическими
компонентами.
В качестве примера, проанализируем экологическое
состояние территории одной из крупнейших в городе
промышленных зон «Люблино-Перервы», которая нахо¬
дится в Юго-Восточном административном округе и по
комплексу показателей является наиболее загрязненной
в столице. Исходными данными послужили фондовые
материалы НИиПИ Генплана г. Москвы, института Эко¬
логии города, а также наши собственные натурные об¬
следования.
В Юго-Восточном округе под промышленные объек¬
ты занято 30% территории, на которой расположено
около 11 ООО предприятий и организаций, в том числе
около 800 промышленных и 230 транспортных предпри¬
ятий. Основной вклад в валовой выброс загрязняющих
веществ вносят Московский нефте-перерабатывающий
завод (40000 т/год,) тепловая электростанция (5000 т/год),
автомобильный завод (700 т/год), Люблинский литейно¬
механический завод (600 т/год). Валовой выброс загряз¬
няющих веществ от автотранспорта в 1995 г. составил
около 13000 т/год Такая высокая техногенная нагрузка
оказывает неблагоприятное влияние на состояние окру¬
жающей среды и, соответственно, здоровье жителей ок¬
руга (Госуд. доклад «О состоянии...», 1996).
Промзона «Люблино-Перерва» имеет четко выра¬
женный структурный состав по профилю предприятий:
своего рода ядро образуют различные промышленные
предприятия, вокруг которых группируются преимуще¬
ственно предприятия автомобильного и железнодорож¬
ного транспорта, базы и складские помещения, на тер¬
риторию которых со стороны жилых кварталов «вкрап-
ливаются» учреждения административного, учебно- и
коммунально-бытового назначения.
Площадь промзоны — около 267 га, из них под
собственно промышленными предприятиями находится
134 га, под многочисленными базами, складами, гаража¬
ми, автохозяйствами, АЗС, троллейбусным парком, по¬
жарным депо и т. д. — еще 102 га. Именно на этой
основной части промзоны расположены главные ис¬
точники загрязнения, к наиболее крупным из которых
относятся: теплоэлектростанция — (22 га), в зоне влия¬
ния которой находится вся территория; Люблинский
литейно-механический завод (ЛЛМЗ); завод «Электро¬
прибор»; завод железобетонных изделий (ЖБИ); авто¬
хозяйства; автостоянки (40 га) и склады; АЗС и т. д.
Также на территории промзоны находятся школьно¬
базовая столовая, магазины, универсам, ярмарки —
16 га, а часть — занята учебными учреждениями, жил¬
ыми зданиями, в т. ч. общежитием, казармой и спорт¬
площадкой (15 га).
Промзона прилегает с одной стороны к селитеб¬
ной жилой зоне, а с другой — к р. Москве, фак¬
тически образуя единый антропогенно-техногенный
комплекс.
Промзона и прилегающие территории располагаются
на надпойменных террасах р. Москвы на песчано-суг¬
линистых отложениях в пределах размыва юрского во-
доупора. Подстилающие породы перекрыты значитель¬
ной толщей техногенных отложений, состоящих из на¬
сыпных грунтов, образованными песчано-щебнисто-суг-
линистыми массами, в которых в качестве примесей (до
50%) составляют дресва, щебень и обломки кирпича,
бетона, асфальта и т. д., мощность отложений от 1.5-3.0
до 6-7 м.
Рельеф промзоны снивелирован, природные расти¬
тельные ассоциации не сохранились, что привело к пе¬
рестройке природных и тепло-физических свойств лан¬
дшафта. В результате территория приобрела простран¬
ственную неоднородность, определяемую прежде всего
характером хозяйственного использования.
Ниже анализируется экологическое состояние окру¬
жающей среды как внутри промзоны, так и ее окрест¬
ностей.
6.6.1. Состояние атмосферы
Юго-Восточный округ Москвы вносит самый боль¬
шой вклад в загрязнение воздуха (26,8%, по данным на
1995 г.).
Состояние загрязнения атмосферного воздуха над
промзоной определяется ее расположением в непосред¬
ственной близости других производственных зон —
«Курьяново» и «Капотня». За счет преобладания запад¬
ного переноса ветров территория также испытывает
воздействие со стороны соседних промышленных пред¬
приятий, расположенных в производственных зонах:
«Южный Порт»; «ЗИЛ»; «Нагатино»; «Коломенское»;
«Верхние котлы» и др.
Значительный вклад в загрязнение атмосферы та¬
кими веществами, как диоксид азота, сернистый ан¬
гидрид, мазутная зола и др. принадлежит объектам
теплоэнергетики, обладающим за счет выбросов боль¬
ших масс загрязняющих веществ зонами влияния,
имеющими радиус от нескольких до десятков кило¬
метров. В табл. 6.20 приведены данные о содержании
в воздухе 15 основных загрязняющих веществ и об¬
щая сумма вклада в загрязнение всех 27 определен¬
ных веществ.
Основная масса промышленных источников загряз¬
нения сосредоточена в южной части промзоны (Люб¬
линский литейно-механический завод, ЖБИ и т. д.) Вы¬
бросы автотранспорта также оказывают сильное влия¬
ние на состояние атмосферного воздуха. Превышение
ПДК более чем в 5 раз зарегистрировано по СОг, N02,
фенолу, аммиаку. Величина СПК, оцененная по снеж¬
ному покрову, здесь очень велика (>256), пылевая на¬
грузка составляет 800-1000 г/м3 в сутки.
Сформировавшаяся в настоящее время структура
поверхности территории производственной зоны за
счет процессов дефляции (пылевое загрязнение)
оказывают различное воздействие на состояние ат¬
мосферного воздуха. Так, асфальтовые поверхности,
занимающие 27% промзоны, «передают» в атмосферу
0,9657 т. пыли в год, пылевые взвеси с поверхности
крыш кровли, составляюших 33% площади промзоны,
— 0.9451 т. Наибольший вклад в пылевое загрязне¬
ние атмосферы вносит поверхность открытой неза-
дернованной почвы, которая распыляет 2.5499 т. пыли
в год. Менее всего запыляют атмосферу озелененные
и задернованные поверхности, занимающие 23%
территории — 0.0047 т. в год. Таким образом, со
всей территории промзоны «собирается» 4,47 т. пы¬
левых взвесей в год, минеральная часть которых со¬
стоит из токсических веществ. Была сделана попытка
приблизительно пересчитать годовой вес пыли и со¬
держание тяжелых металлов в ней, попадающих в
атмосферу города из промзоны «Люблино-Перерва».
Большее всего за год в атмосферу города пылью
вносится цинка (около 13 кг) и свинца (около 14
кг), затем хрома — 0.8 кг и мышьяка — 0,7 кг,
никеля и меди — 10-40 г. Также в пыли содержится
около 3% углерода и 14% СаО.
Содержалне некоторых загряэаяющнх веществ в атмосферном воздухе (мг/м3) и вклады отдельных
в суммарную концентрацию
Сумма по
всем
источникам
ю
о
о
0.89 |
5.87 |
1.83 j
1.36 j
11.0 |
0.45 j
о
сч
п
о
о
I 6Г0
2.20 |
fv
сч
о
0.46 |
2.05 |
3.01 |
о
<ч
СП
I 0001
Остальные
источники
города
о
о
о
600
1.25
0.41
обе
оео
о
о
еоо
900
огг
0.05
tv
о
о
0.43
еоо
9.29
29.0
Прилегающие
автомагистрали
1
1
■
1
1
5.20
1
1.26
1
1
1
■
1
1
■
6.46
20.2
в |
и
кг
V
•
1
0.02
о
о
1
«Л
и
О
0.01
о.
о
•
•
•
100
0.26
910
0.43
1.30
Промзона
«Люблиио-
Пеоерва»
ЕОО
0.58
5.76
0.58
0.95
1.59
0.15
0.67
О
О
его
1
его
п
о
1.46
2.56
14.9
46.7
Название
£
%
0
к
в
!
Ванадия пяти-окнсь
Железа оксид
Марганец и его соединения
Хром 6-валентный
1
и
к
1
t
о
3
Сернистый ангидрид
Углерода оксид
Фтористый водород
Ксилол
Метилмеркаптан
Масло минеральное
Пыль неорган. с содерж. Si02>70% -
Пыль неорган. с содерж. Si02<70%
1
Пыль древесная
Сумма всех веществ
N
п/п
СЧ
С5
Tf
uS
to
О*
со
ф
О
*4
*■»
СЧ
С5
lO
6.6.2. Состояние поверхностных и грунтовых вод
Более половины территории находится в районе
очень сильного загрязнения поверхностного стока. На¬
блюдается значительное загрязнение территории по РЬ,
Си, Zn, Со, Сг, более чем в 2 раза показатель ПДК
превышен по содержанию взвешенных частиц (22-30
мг/л), СПАВ (синтетические поверхностно-активные ве¬
щества, моющие вещества) — 0,2-0,3 мг/л, по содержа¬
нию нефтепродуктов (до 0,9 мг/л); БПК (биологическая
потребность кислорода) — 3,9-12,4 мг/л. Близко к нор¬
ме содержание азота, аммиака, фенолов, формальдеги¬
дов и цианидов.
Загрязнение донных отложений химическими эле¬
ментами по величинам СПК оценивается от 64 до 128
единиц. Эти высокие показатели загрязнения свиде¬
тельствуют об угрозе экологии города, поскольку часть
территории находится в водосборной зоне р. Москвы и
формирующий боковой сток без должной очистки по¬
падает непосредственно в реку, вызывая самый высо¬
кий по реке уровень загрязнения (данные Люблинского
створа). Данная ситуация может обостриться в буду¬
щем, так как вся промзона находится в зоне прогнози¬
руемого на 2010 г. подтопления, то есть подъема грун¬
товых вод выше 3-х м.
В настоящее время общая минерализация речной во¬
ды в районе примыкания промзоны несколько повыше¬
на и составляет — 1-1,5 г/л.
6.6.3. Состояние растительного покрова
Качество и состояние травяного и древесно-кустар¬
никового покрова крайне неблагополучны.
Открытая (так называемая задернованная или час¬
тично озелененная площадь) в промзоне составляет
23%, в основном это участки вокруг учебных учрежде¬
ний, общежития, жилых зданий. Растительность покры¬
вает небольшие по площади — (0.01-0.1 га) участки. Не¬
значительные площади заняты «технической» зе¬
ленью — газон над инженерными сетями вдоль ул. Пе¬
рерва. На остальных участках произрастают рудераль-
ные ассоциации, не испытывающие ухода, за исключе¬
нием растительности в полосе отвода железной дороги,
где производится периодическая рубка перерастающих
деревьев клена ясенелистного.
На благоустроенных участках в структуре древесных
насаждений тополь занимает 85% площади, встречаются
липа и клен остролистный. Средний возраст деревьев
составляет 50-60 лет, большинство из них с явными
признаками повреждений — изреживание кроны, дуп¬
листость, искривление стволов, наличие сухих ветвей,
поражение листовых пластин и т. д.
Насаждения находятся в неудовлетворительном
состоянии прежде всего в силу общей неблагополучной
экологической обстановки, отсутствия ухода и подкор¬
мки минеральными и органическими удобрениями.
Отмирающая листовая биомасса токсична, так как со¬
держит большое количество тяжелых металлов. Отсут¬
ствие почвенных животных (деструкторов) и оставле¬
ние опавшей листвы приводит к образованию мощной
листовой подстилки, что препятствует развитию травя¬
нистого яруса. Отсутствие или слабое развитие травя¬
нистого покрова вызваны также замусоренностью по¬
верхности, сильной нарушенностью почво-грунтов и
большим количеством включений крупных обломков,
мусора и т. д.
В среднем проективное покрытие травянистого яру¬
са составляет 20-40%. В видовом составе присутствуют
рудеральные виды, полынь, подорожник, лопух, горец,
мать-и-мачеха и т. д. Злаки встречаются на благоустро¬
енных участках, в основном в технических зонах и на
газоне в буферной зоне.
Нормативный процент озеленения, составляющий
20% для территории промышленного района и 10% для
предприятий, имеющих высокий коэффициент застрой¬
ки, не выполняется. Норматив озеленения для террито¬
рий между границами предприятий в санитарно-защит¬
ной зоне (СЗЗ) и жилыми и общественными зданиями,
местами массового отдыха (40% территории) также не
выполняются.
Люблинский литейно-механический завод, имеет
СЗЗ 500м при фактическом уровне озеленения — 5-
10%.
Высокая плотность застройки, отличающая эту про¬
мзону, также неблагоприятно сказалась на уровне озе¬
ленения и его структуре. Наличие многочисленных
складов и баз, требующих дополнительных подъездов
и создающих более высокий уровень интенсивности
движения транспорта, значительно уменьшило площадь
озеленения.
Единой системы озеленения здесь не существует,
поскольку за время освоения территории имевшаяся
структура озеленения деградировала, прежде всего, за
счет застраивания озелененных участков. Наибольший
вред принесла ликвидация озелененной буферной зоны
между промзоной и жилыми кварталами района Люб¬
лино.
6.6.4. Состояние почвенного покрова
Непосредственно на территории промзоны «Любли-
но-Перерва» в настоящее время не имеется участков,
на которых бы сохранились естественные природные
почвы. На наиболее зеленых участках сформировались
урбаноземы, подразделяемые на собственно урбанозе¬
мы, индустриземы и на сильнонарушенных открытых
грунтовых поверхностях или на привозных грунтах —
урботехноэемы. Встречаются также скальпированные
урбаноземы.
Для почв промзоны характерны: неоднородность и
перемешанность сложения профиля, его повышенная
каменистость и слабая оструктуренность, общая пыле-
ватость поверхностных слоев почв, их супесчано-сугли¬
нистый гранулометрический состав.
Для всей территории характерно значительное нару¬
шение водно-физических свойств почв, что связано с
прокладкой инженерно-коммуникационных сетей, обла¬
дающих повышенной (по сравнению с природными
объектами) температурой и создающих пустоты внутри
грунтов.
Химическое загрязнение почв наблюдается на всей
территории производственной зоны (табл. 6.21). Харак¬
теризуя ситуацию в целом, следует отметить, что кон¬
центрации практически всех тяжелых металлов нахо¬
дятся на уровне выше нормативного, наибольшие пре¬
вышения — по меди, цинку, никелю. Таким образом,
территорию можно рассматривать как геохимически
аномальную по этим веществам.
Наиболее высокий уровень концентрации тяжелых
металлов отмечается в пылевых выпадениях, осажда¬
емых на искусственных поверхностях. При этом мак¬
симально высокие значения определяются для цинка
(128 ПДК) и свинца (15.7 ПДК). Особую опасность
для окружающих промзону районов представляет не-
озелененная открытая поверхность почвы, главным
образом вокруг заводов, гаражей, автостоянок и т.д.,
занимающая 18% площади промзоны. Эти обширные
участки несут серьезную угрозу пылевой дефляции
и выноса поверхностного слоя загрязненной почвы
на близлежащие территории. Здесь процессы связы¬
вания тяжелых металлов в органо-минеральные ком¬
плексы протекают чрезвычайно слабо. Соответственно
концентрации тяжелых металлов в них предопределя¬
ются количеством пылевых выпадений, геохимическим
составом самих грунтов и наваливаемого свалочного
грунта.
Кроме того установлено, что в основном с повер¬
хностным стоком удаляются соединения таких метал¬
лов как медь (4086 мг/кг), цинк (3329 мг/кг), свинец
(470 мг/кг). Исходя из того, что в образце осадка
отобранного из коллектора поверхностного стока до
его попадания на территорию производственной зоны
концентрация тех же металлов была соответственно
в 30, 10, 4 раза ниже, чем после прохождения кол¬
лектора по водосборному бассейну производственной
зоны, можно сделать вывод о накоплении этих ме¬
таллов именно на поверхностях в производственной
зоны.
Для определения закономерностей накопления за¬
грязнителей в различных природно-антропогенных тер¬
риториях комплекса проведен сравнительный анализ
концентраций тяжелых металлов и мышьяка в почвах
селитебной застройки, на границе с промзоной, в неза-
дернованных нарушенных грунтах и на благоустроен¬
ных (озелененных) площадках территории производст¬
венной зоны.
В результате удалось установить следующее:
• Для промышленной зоны «Люблино-Перерва»
основным типом поверхности (60%) являются искусст¬
венные покрытия и застройка. Это площади с более
высокими концентрациями тяжелых металлов в повер¬
хностном пылевом слое, который не закрепляется в де¬
фляционно устойчивые образования и является источ¬
ником вторичного загрязнения атмосферного воздуха и
водного бассейна.
• Средние значения концентрации тяжелых металлов
в урбаноземах селитебной застройки, прилегающей к
промзоне, самые низкие из всех категорий земель тер¬
ритории.
• Самые высокие концентрации тяжелых металлов
наблюдаются в индустриземах на благоустроенных уча¬
стках, находящихся в этом состоянии (т. е. без подсып¬
ки свежего грунта) более 40 лет.
• Концентрация тяжелых металлов в урботехноземах
зависит не столько от местонахождения точки отбора
грунта по отношению к источникам выбросов, сколько
от функционального типа земель.
• Емкость катионного обмена (ЕКО) повсеместно
превышает фоновые значения для природных типов
почв, которые оцениваются примерно в 5 мг-экв/100 г
почвы, и составляет 10-25 мг-экв/100 г почвы. В составе
ЕКО значительно преобладает Са (>70 %), затем следу¬
ет Mg и К. Содержание Na повсеместно невелико. Та¬
кое высокое значение ЕКО также благоприятствует ус¬
тойчивости почво-грунтов к геохимическому воздейст¬
вию, способствует связыванию тяжелых металлов. Од¬
нако, при этом многие соединения переходят в недо¬
ступные для растений формы.
6.7. Заключение
Московский регион — один из крупнейших урбани¬
зированных регионов мира. Здесь на площади менее
0,3% территории страны проживает около 16 млн чело¬
век, или почти каждый десятый россиянин. Москва —
Некоторые химические свойства и валовое содержание тяжелых металлов и мышьяка в поверхностных горизонтах
почв промзоны «Люблино-Перерва», мг/кг
1ч
N
со
и-)
8
CN
CN
Ф
С**
CN
8
О
с*-
CN
CN
CN
CN
1
1ч
СП
со
л
о
s
S
CN
о>
to
«
$
,
ё
to
U")
CN
СЧ
СО
ю
ю
СО
,
£
S
CN
Р^.
to
О
Ч-Ч
«
00
р^.
СО
СО
О
сч
со
3
со
со
P^.
со
00
CN
to
Ф
СЧ
сч
с
N
CN
8
СЧ
00
p^.
CN
CN
СО
СО
00
2963
3329
to
to
я
О
8
СО
to
to
<J>
ID
со
СО
to
8
со
р^.
4086
со
со
2
CN
<J)
CN
со
to
P^-
<J)
Р^.
СО
00
CN
о
сч
с
S
1707
О
Eo
P^-
<J>
to
CN
Р^-
to
СО
р^.
5г
О)
to
р^.
СО
1
Ь.
О
to
to
со
(О
^1
сле¬
ды
CN
<J)
2
S
to
to
,
§!
а |
о
++
tv
16.52
to
СЧ
ст>
CN
с**
р^
CN
следы
ОДК для валовых форм
pHkcl
CM
id
to
id
О)
id
Р^-
id
СО
Р^
сч
р^
С, %
to
to
^4
ё
CN
<d
LO
LO
СО
CN
to
О)
»-*
СО
Местоположение, почва
У гаражей в центре
промзоны
иидустразем
Сквер у проходной
ллмз
урбанозем
Селитебный участок
около промзоны
урбанозем
Детский сад в 300 м от
промзоны
урбанозем
Сквер у базовой
столовой
урбанозем
Пыль с асфальта в
центре зоны
Наилок из канализации
самый северный мегаполис мира, что усугубляет ост¬
роту и специфичность экологических проблем.
Имеющиеся фактические данные подтверждают,
что последние годы в городе сложилась крайне не¬
благоприятная экологическая ситуация, отрицательно
сказывающая на физическом и психическом здоровье
человека.
Среди экологических проблем, которые вызывают
наибольшее беспокойство населения, являются: загазо¬
ванность воздуха, антисанитарное состояние террито¬
рии города, сокращение площади зеленых насаждений
и лесопаркового защитного пояса. Основные источники
загрязнения — автотранспорт и промышленные пред¬
приятия. В настоящее время естественный почвенный
покров отсутствует более чем на 85-90% территории го¬
рода, свыше 30% внутригородских зеленых насаждений
повреждено и деградированно, интенсивно идет подтоп¬
ление.
Более 20% заболеваний в городе связано с негатив¬
ным влиянием окружающей среды. Повышенная хими¬
ческая загрязненность активизирует бактериологиче¬
скую опасность. Складывающаяся ситуация вызывает
увеличение детской заболеваемости (на 20% за период
с 1985 по 1990 гг.) и взрослого населения, в частности
рост сердечно-сосудистых заболеваний за этот же пе¬
риод составил 150%.
Потеря жизнеспособности человека в результате
загрязнения окружающей среды оценивается специа¬
листами в 20-30%. Именно в «грязных районах» на
40-60% выше распространены: бронхиальная астма,
бронхит, тонзиллит и другие респираторные заболе¬
вания.
Демографическая ситуация также крайне неблагоп¬
риятна. В настоящее время Москва в ряду крупнейших
100 городов мира находится на 62 месте по рождаемо¬
сти, на 81 — по естественному приросту, на 60 — по
выживаемости детей в возрасте до 1 года. Уровень дет¬
ской смертности в столице России в 2 раза выше, чем
в Лондоне, Риме, Торонто, в 3 раза выше, чем в Токио
и Мадриде, а средняя продолжительность жизни моск¬
вичей на 7-8 лет меньше, чем жителя Вены, Парижа,
Токио.
Наибольший дискомфорт для проживания населения
в г. Москве создают загрязнение атмосферного возду¬
ха, загрязнение почвы химическими веществами, дегра¬
дация зеленых насаждения и шумовой режим.
Глава 7
Неблагоприятные процессы
и их влияние на почвенный
покров города
За вековыми свалкам,
За мусорными кучами.
За листиками жалкими.
Над высохшими сучьями...
Л.Мартынов
7.1 Введение
Неблагоприятные экологические процессы — это та¬
кие процессы, которые существенно затрудняют (пре¬
пятствуют) выполнению городскими почвами заданных
им экологических функций.
Значительная часть территории г. Москвы находится
в зоне действия негативных процессов, влияющих на
экологическое состояние почвенного покрова и функ¬
ции почв. По прогнозным оценкам экологов эти воздей¬
ствия будут усиливаться.
Городская территория представляет собой многооб¬
разие земель, имеющих различное происхождение, воз¬
раст, функции, назначение и разную устойчивость к
воздействию одних и тех же факторов. Так, истощение
и деградация органопрофиля для городских земель
сельскохозяйственного использования имеет более су¬
щественное значение, чем для земель городской за¬
стройки. С другой стороны, негативные явления проте¬
кают по-разному на разных типах территории земле¬
пользования. На землях городской застройки, занятых
жилыми зданиями, поверхностный сток собирается и
сбрасывается в колодцы, в то время как земли рекреа¬
ционного назначения могут в зависимости от формы
рельефа и типа растительности быть подвержены вод¬
ной и ветровой эрозии.
Состав, скорость и свойства геохимических процес¬
сов, происходящих в городских ландшафтах, отличают¬
ся от процессов в естественных условиях. В природ¬
ных ландшафтах эволюция протекает медленно и эко¬
система постепенно успевает к ним приспособиться и
перестроиться. Городские системы принципиально от¬
личаются от природных тем, что они подвергаются
аварийным катастрофическим воздействиям, что часто
приводит к гибели самой системы (Осипов, 1994). Вли¬
яние неблагоприятных процессов, происходящих в по¬
чвенной толщи на разных категориях земель г. Моск¬
вы, сказывается не только на данной территории, но и
на окружающих почвенно-геохимических ландшафтах.
Городскую территорию и все категории земель в го¬
роде необходимо рассматривать как единую целостную
экологическую систему, в которой взаимодействуют все
природные и антропогенные среды (вода, почва, грун¬
ты, растительность, горные породы, воздух и человек).
Все нижеперечисленные негативные экологические
процессы взаимосвязаны, но на каждой категории го¬
родских земель выделяется главный преобладающий не¬
гативный процесс.
Вследствие того, что в городе распространены как
специфические городские почвы и почвоподобные тела
(урбаноземы и урботехноземы), так и островки естест¬
венных почв разной степени нарушенности в парках и
лесопарках, то при экологической оценки почв терри¬
торий, возникает необходимость учета категорий город¬
ских земель.
7.2. Негативные процессы, отрицательно
воздействующие на экологическое
и санитарно-гигиеническое состояние
городских земель
7.2.1. Механические (градостроительные)
неблагоприятные процессы
7.2.1.1. Увеличение запечатанности территории
(уменьшение поверхности продуктивного почвенного
покрова) и снижение озелененпости
Основными причинами снижения озеленения города
являются:
• плохие условия произрастания растений (качество
воздуха, почв, воды);
• чрезмерные рекреационные нагрузки;
• плохой уход за лесами и насаждениями (несвоев¬
ременные рубки ухода и т. п.);
• неправильная градостроительная политика (вклю¬
чая отсутствие контроля за землепользованием).
Снижение площади озелененное™ в городе характе¬
ризуется прежде всего:
• Уменьшением площади лесов и зеленых насажде¬
ний, что связано как с целенаправленным изъятием зе¬
леных массивов для нужд городского хозяйства, так и
с «естественным» распадом насаждений из-за урбано-
генного стресса и плохого ухода.
• Изменением породного состава, структуры и про¬
изводительности зеленых насаждений и лесов.
• Ухудшением санитарного состояния зеленых на¬
саждений и лесов.
Следствием сокращения площади зеленых массивов
является ухудшение общей экологической ситуации
(ухудшение состояния воздушного бассейна, микроклима¬
та, эстетических свойсв городского ландшафта, ведущее в
конечном счете к повышению заболеваемости населения).
Следствиями изменений состава, структуры и произ¬
водительности лесов и зеленых насаждений, а также
ухудшения их санитарного состояния выступают сни¬
жение устойчивости биогеоценозов, их эстетических и
санитарных свойств.
При сохранении современной тенденции увеличения
жилых застроек, автомагистралей, зон промышленного
пользования и др., будет уменьшаться площадь озеленен-
носги и увеличиваться запечатанность почвенного покрова.
В районах жилой застройки большое значение име¬
ют территории покрытые зелеными насаждениями.
Они служат для ежедневного кратковременного отдыха
жителей домов, а также для изолирования малых архи¬
тектурных дворовых форм (стоянок для автомашин, му¬
соросборников, продуктовых палаток и т. д.) от жилых
домов и детских площадок.
Многофункциональное оздоровительное действие
почвенного покрова на экологию района при запечатан-
ности уменьшается, а в отдельных случаях прекращает¬
ся. К таким территориям относится жилая застройка
в Центральном округе Москвы, где площадь озеленен¬
ное™ составляет 1-2 кв. м на 1 жителя. При реконст¬
рукции центра города необходимо вскрытие асфальтов
и увеличение озелененных территорий.
Запечатанность почвенного покрова земель общего
пользования имеет существенное значение и часто на¬
иболее целесообразна для эффективного ухода за сани¬
тарным состоянием территории. При выборе покрытия
желательно пользоваться не токсичными и неводопро¬
ницаемыми материалами, способствующими полноцен¬
ному смыву токсичных веществ в отстойники с после¬
дующим их очищением.
Почвы природоохранных и рекреационных земель
при существующей экологической ситуации в Москве
необходимо поддерживать в существующих границах.
Эти территории для Москвы являются наиболее эколо¬
гически значимы.
К резервным неосвоенным территориям, пустырям,
свалкам, карьерам при их освоении и рекультивации
необходим дифференцированный подход. Нужно учи¬
тывать существующее состояние этих земель, проекти¬
руемое освоение (жилая застройка, промзоны, бульва¬
ры и скверы и т. д.) и от этого исходить при рекомен¬
дациях. В некоторых случаях запечатывание участков
будет оптимальным решением для предотвращения эко¬
логически неблагоприятных последствий.
7.2.1.2. Засыпка и срезание естественных почв
и грунтов
Перепрофилирование поверхности города связано с
необходимостью ее выравнивания для более удобного
строительства и получения оптимальных уклонов дорог
и площадей. Значительный возраст городов, располага¬
ющихся большей частью на расчлененном рельефе
вдоль русел рек, привел к образованию мощного чехла
техногенного слоя, который включает культурный слой
и слои строительной засыпки грунта на пониженных
участках, засыпки оврагов и русел малых рек. В городе
происходит также и срезание поверхностного плаща,
когда на поверхность выходят подстилающие грунты.
Мощность слоя строительной засыпки колеблется от 3
до 15 м, а общая мощность техногенного слоя может
достигать 20 и более м. В связи с тем, что техногенные
грунты дают большие осадки под влиянием статических
и динамических нагрузок (особенно при подтоплении),
происходит деформация и нарушение дневной поверх¬
ности. Это приводит к изменению водного и теплового
режимов, к деградации гумусного слоя почвы.
7.2.1.3. Захламление поверхности почвы
Захламление — это поступление строительных и бы¬
товых отходов на поверхность почвы. Отходы могут ока¬
зать как механическое (захламление), так и химическое
воздействие в результате разложения и выщелачивания
токсичных веществ, что является серьезным источником
загрязнения почвы, атмосферы и грунтовых вод окружа¬
ющих территорий. Наличие на поверхности почвы боль¬
ших количеств щебнисто-каменистых материалов и быто¬
вых отходов приводит к уменьшению полезной площади
городских земель, биопродуктивности оставшейся незах¬
ламленной части поверхности. Захламленная часть почвы
практически не обладает плодородием и не продуктивна.
Современное строительство является мощным фак¬
тором загрязнения поверхности земли и грунтов. По
объему твердых отходов в виде остатков стройматери¬
алов и разрабатываемых грунтов, оно занимает второе
место среди загрязнителей окружающей среды города.
В Москве, например, ежегодно образуется около 2,3
млн. т твердых бытовых отходов и 3,6 млн. т промышлен¬
ных отходов. Их количество увеличивается в год на 3,1%.
Экологическое обследование территорий свалок показывает
значительное загрязнение всех природных сред вокруг mix.
Только в пределах Москвы перерабатывается до 25-
28 млн. т грунта в год, большая часть которого выво¬
зится на прилегающие территории. Стройки становятся
источником загрязнения обширных соседних районов,
в результате распыления материалов при плохом хране¬
нии и общей загрязненности территории отходами.
Обычной практикой является сжигание на месте части
отходов (возможно и токсичных), часть из них закапы¬
вают в грунт, что загрязняет почву и воду на многие
десятки лет. Отходы после строительства, реконструк¬
ции, капитального ремонта зданий вносят значитель¬
ный вклад в загрязнение почвы и грунтов. Обнаружено
большое количество тяжелых металлов в красках окра¬
шенных кирпичей, осыпавшейся штукатурки и других
покрытий. Так, цинка в них оказалось в 15-60 раз боль¬
ше фонового содержания элемента в почве, свинца —
20-35 раз, меди — 6-10, хрома — 5-10, кадмия 10-15
раз. При захоронении в почву пластмассы увеличивает¬
ся содержание кадмия, керамики — цинка, хрома, ме¬
ди, бумаги — цинка, свинца, кадмия и хрома.
Для устранения этих негативных процессов, вызван¬
ных непосредственно деятельностью человека, необхо¬
дима ликвидация свалок, мусора (строительного и бы¬
тового). Для поддержания почвенных функций нужно
оструктуривание, рыхление почвы и травосеяние.
Следует провести инвентаризацию территорий про¬
мзоны и складов, обратив особое внимание на состав и
количество складируемого и производимого материала,
выделив при этом все виды токсических веществ. В не¬
запечатанных территориях этих категорий земель необ¬
ходимо рекомендовать замену гумусного слоя.
Захламление физически отчуждает поверхность по¬
чвы из биокруговорота, а любые (химические, биологи¬
ческие и др. загрязнители) отходы способствуют ее ге¬
охимическому загрязнению.
Таким образом, наибольшее распространение на резерв¬
ных неосвоенных землях, на пустырях и свалках получило
захламление бытовым, строительным мусором и отходами
производства. Территории свалок без мелиорации непригод¬
ны для озеленения. Почвы пустырей с небольшим захламле¬
нием (менее 25% площади) нетоксичными отходами после
мелиорации могут использоваться как зоны рекреации.
7.2.2. Физические неблагоприятные процессы
7.2.2.1. Эрозия: водная (линейная и овражная),
ветровая (дефляция и аккумуляция)
В результате инженерно-строительной деятельности
человека в городских условиях усиливается эрозия.
Водная эрозия особенно активно развивается вдоль
дорог. Эрозия почв — это последствие целого ряда
процессов, связанных с нерациональной планиров¬
кой и функциональной организацией городской сре¬
ды, она занимает одно из ведущих мест как по пло¬
щади распространения, так и по ущербу, наносимо¬
му городу.
Эрозия на участках жилой застройки главным обра¬
зом проявляется на незапечатанных и незастроенных
землях. При отсутствии хорошо организованного по¬
верхностного и ливневого стока на незадернованных
участках с углами наклона более 1-1,5° происходит
смыв верхних гумусовых горизонтов почв и сбор за¬
грязненных и заиленных водных потоков в аккумуля¬
тивных пониженных ландшафтах, что приводит к на¬
рушению водного режима и подтоплению жилых под¬
валов. Это явление в зоне жилой и сельской застрой¬
ки легко устраняется научно-обоснованной грамотной
планировкой и организацией поверхностного и ливне¬
вого стока.
Земли общего пользования, являющиеся зонами по¬
вышенного химического и пылевого загрязнения, в на¬
стоящее время имеют плохо действующие сети сбора
ливневых потоков и в большей части не задернованы.
При малейшем проявлении водной и ветровой эрозии
происходит разрушение поверхностных горизонтов и
вынос токсичного материала в близлежащие жилые зо¬
ны и зеленые массивы. При больших уклонах поверх¬
ности необходимо террасирование.
Резервные неосвоенные территории, пустыри, свал¬
ки, карьеры и т. д. очень различны по устойчивости к
процессам эрозии. На участках этих земель воздейст¬
вия ветровой и водной эрозии могут проявляться раз¬
ные негативные последствия. Наиболее опасны послед¬
ствия проявления эрозии на свалках с токсичными ве¬
ществами, на незакрепленных землях и на неозеленен-
ных пустырях с нарушенным почвенным покровом, та¬
ких, как территории водоохранных зон, земель вокруг
оврагов и балок, имеющие склоны с большими углами
наклона (больше 3-5°).
7.2.2.2. Нарушение водного баланса
а) Подтопление
Подтопление — поднятие уровня грунтовых вод вы¬
ше 3 м в результате утечек из водопроводных, канали¬
зационных систем, фильтрации из прудов, поливов зе¬
леных насаждений, ухудшения естественной дрениро-
ванности территории вследствие уплотнения грунтов и
выравнивания рельефа путем засыпки овражно-балоч-
ной сети, долин малых рек и ручьев и создания искус¬
ственных водосборов.
В городах России подтопление стало особенно раз¬
виваться с 1950-х годов. Ныне подтоплению подверже¬
ны около 960 российских городов (почти 90%), в том
числе: Архангельск — на 100% площади, Астрахань,
Санкт-Петербург и Тула — на 80%, Москва — до 75%
своей площади (рис. 7.1). Подтопление приводит к фор¬
мированию оползней и оплывин на склонах, наруше¬
нию органопрофиля почвы и появлению процессов ог-
леения в почвенном профиле. Широко распространен¬
ное в крупных городах подтопление изменяет химиче¬
ский состав подземных вод, прочностные показатели
грунтов.
Анализ картографического материала показывает
неодинаковое воздействие процесса подтопления на
разных категориях земель. В зависимости от нахожде¬
ния объекта на той или иной геоморфологической по¬
верхности (водораздел, склон, терраса, пойма) и от ли¬
тологического состава грунтов (пески, глины и суглин¬
ки), процесс подтопления протекает с разной интенсив¬
ностью и по-разному влияет на сопряженные почвенно¬
геохимические ландшафты.
Подтопление в районе жилой застройки связано с
затоплением подвальных помещений, вызывающих сы¬
рость дома и его разрушение. Для растительности —
это явление приводит к смене мезофитных сообществ
на более гигрофитные, для почвы — к изменению или
ухудшению водопроницаемости почвенного профиля,
что способствует уменьшению ее продуктивности и
ухудшению экологических функций.
Подтопление земель промышленных зон, территории
ТЭЦ, складов, автохозяйств, автомагистралей, аэропортов,
Рис. 7.1.
Схема подтопления территории грунтовыми водами.
(«О состоянии...»., 1994),
Условные обозначения:
1 — подтопленные по состоянию на 1993 г.; 2 — прогнозируемого
подтопления (на период до 2010 г.); 3 — границы административных округов
н территорий г. Москвы.
железных дорог и т. д. вызывает тяжелые отрицатель¬
ные последствия. Для природных сред следствием этого
является распространение химического и других типов
загрязнений больших ареалов почвенно-грунтовых вод
и, соответственно, деградация почвенно-растительных
свойств как самих территорий, так и прилегающих к
ним земель. При максимальном проявлении этого про¬
цесса на участках с токсичными веществами может
сложиться чрезвычайная экологическая ситуация.
Сельскохозяйственные земли подвергаются подтоп¬
лению в результате как климатических экстремальных
ситуаций (весеннее снеготаяние, ливневые дожди), так
и вследствие нарушения инженерно-строительных, гра¬
достроительных работ и утечек из водопроводных ком¬
муникаций. В зависимости от уровня почвенно-грунто-
вых вод (1, 2, 3 м), негативные последствия для почв
различаются. Необходим осушительный дренаж.
Лесопарки и парки менее подвержены последствиям
подтопления благодаря способности биоценозов к само¬
сохранению и механизмам адаптации, сопротивляемо¬
сти, регулирования оптимального водного режима. Эти
механизмы перестают работать при катастрофическом
повышении уровня грунтовых вод, в этом случае био¬
ценоз перестраивает свою структуру и состав или по¬
гибает.
б) Иссушение
Городские территории подвержены иссушению из-за
особенностей теплового баланса каменных поверхно¬
стей и неблагоприятных гидрогеологических условий
(карст, карьеры, выработки, проложение шоссейных
дорог и коммуникаций), которые ведут к нарушению
естественных поверхностных и внутрипочвенных вод¬
ных потоков.
Деградация зеленых насаждений вокруг домов
вследствие достижения пороговых значений содержа¬
ния воды в почве, соответствующей влажности завяда-
ния, приводит к их гибели. Эта величина является ниж¬
ним пределом доступности влаги для растений, после
которой рост растений замедляется. Это ведет к дегра¬
дации растительности, разрушению дернины, сниже¬
нию общей продуктивности, и как следствие, к увели¬
чению открытых незадернованных и неозелененных по¬
верхностей, подверженных ветровой эрозии. Необхо¬
дим полив растений в период вегетации.
Иссушение земель, обогащенных токсичными пыле¬
ватыми почвенными частицами, усиливает ветровую
эрозию. Необходимы поливы поверхности земли, при¬
емы по защите ее от повышенного испарения.
Дефляции и выдуванию в большей степени подвер¬
гаются неосвоенные территории, пустыри, свалки, карь¬
еры из-за плохого состояния растительности, слабой за-
дернованности и высокой запыленности территории.
7.2.2.3. Переуплотнение корнеобитаемого слоя
Озелененные участки в городе достаточно неустой¬
чивы к антропогенным нагрузкам, ведущей из которых
является переуплотнение почвы в результате вытапты¬
вания. Наиболее подвержены вытаптыванию скверы и
бульвары в густонаселенных районах.
При переуплотненной почве (особенно корнеобитае¬
мого слоя) происходит гибель многих видов растений,
разрушается дернина, изменяется поверхностный сток,
что приводит к деградации экосистемы или ослаблению
ее рекреационной ценности.
Переуплотнение почв в районе жилой застройки —
широко распространенное явление, приводящее к изме¬
нениям водно-воздушного режима корнеобитаемого
слоя и ухудшению плодородия почв.
Наиболее экологически неблагополучны переуплот¬
ненные земли промышленных зон, складов, автохо¬
зяйств и др., где это явление также широко распрост¬
ранено и наиболее выражено.
Для устранения вышеописанных негативных процес¬
сов, вызванных непосредственно деятельностью челове¬
ка, целесообразно планирование пешеходной сети доро¬
жек, необходима ликвидация свалок, мусора (строитель¬
ного и бытового). Для поддержания почвенного плодо¬
родия требуется оструктуривание, рыхление почвы и
травосеяние.
7.2.2.4. Нарушение теплового режима почв
а) Подогрев, тепловое загрязнение
Результаты инфракрасного теплового аэромонито¬
ринга городских территорий в летний и зимний пери¬
оды показали, что области тепловых аномалий (превы¬
шение температуры более чем на 10 °С) приурочены к
промышленным объектам, подземным коммуникациям и
к интенсивным утечкам из подземных водонесущих
коммуникаций. Тепловые аномалии увеличивают вегета¬
ционный период, ускоряют сход снежного покрова и
изменяют тепловой режим почв. Тепловое загрязнение
создается при сплошной застройки территории, покры¬
тии асфальтом или бетоном открытой поверхности. При
повышенном прогревании почвенно-грунтовой толщи
происходит ее пересушивание, что приводит к измене¬
нию ее физико-механичесих свойств.
6) Промерзание
Один из неблагоприятных факторов — морозное
пучение — наблюдается на территориях, где происхо¬
дит зимнее промерзание грунта или распространена
многолетняя мерзлота пород, то есть практически на
всей территории России. В городах в зоне глубокого
промерзания наблюдается поднятие поверхности (пуче¬
ние) на высоту до 2-3 м, в зоне сезонного промерзания
до 1 м. Следствием пучений и просадок оказывается
деформация зданий, полотна дорог, нарушение почвен¬
ного профиля (особенно вблизи фундаментов и свай).
В местах, где почвообразующие породы представлены
моренами и аллювиальными отложениями, возможно
выпирание грубообломочного материала на поверх¬
ность, что приводит к увеличению каменистости верх¬
них горизонтов почв. Почвы, в которых происходит
промерзание, подвергаются проявлению солифлюкцион-
ных процессов (оплывание верхнего горизонта почв
вниз по склону).
7.2.3. Биологические неблагоприятные процессы
7.2.3.1. Истощение и нарушение органопрофиля
Нарушение продуктивного органического слоя при¬
водит к ухудшению санитарно-гигиенических, лесора¬
стительных условий и к снижению способности почвы
к самоочищению. Происходит нарушение емкости кру¬
говорота, сокращение биоразнообразия. Процесс отра¬
жает нарушение строения почвенного профиля. Мощ¬
ность гумусового горизонта колеблется от 20 см на га¬
зонах до 100 см на участках древней Москвы.
Истощение и нарушение органопрофиля в районе
городской застройки происходит на территории жилых
дворов и газонов, в том числе на территории больниц,
детских, учебных и научных учреждений. Оно вызвано
нарушением поверхностных горизонтов в результате
вытаптывания, перепланировки территории, эрозии
почв, деградации растительности, химического загрязне¬
ния водными и воздушными потоками и, как правило,
отсутствием систематического ухода за территорией.
Этот процесс проявляется в уменьшении корнеобитае¬
мого слоя, часто ограниченного внутрипочвенными сло¬
ями непочвенного происхождения (строительные и бе¬
тонные плиты, трубы и т. д.)
На землях общего пользования оно усугубляется ча¬
сто наличием химических загрязнителей, ведущих к до¬
полнительной деградации растительного покрова. Тер¬
ритории промышленных зон, ТЭЦ и складов, как пра¬
вило, находятся вне контроля природоохранных органи¬
заций, что приводит к усилению действия этих негатив¬
ных процессов.
Лесопарки и парки менее подвержены деградации
органопрофиля. Это негативное явление начинает про¬
являться в зонах антропогенных нарушений гумусного
горизонта при вытаптывании, захламлении, эрозии и
химическом загрязнении. Все эти факторы уменьшают
способность земель к самовосстановлению и снижают
степень их устойчивости. В связи с большой значимо¬
стью данных категорий земель и важностью сохране¬
ния и поддержания их функционирования и жизнеспо¬
собности, то предотвращение отрицательного влияния
данного фактора имеет большое значение для здоровья
населения.
7.2.3.2. Сокращение биоразнообразия почвенных
организмов, изменение состава, численности
и структуры микрофлоры, заражение патогенными
микроорганизмами
В городе происходит резкое обеднение всех компо¬
нентов биоты, широко распространенных в природных
экосистемах. Изменяется состав, численность и струк¬
тура макробиоты, мезобиоты и микробиоты в сторону
уменьшения численности, упрощения структуры сооб¬
ществ, ослабления их продукционных способностей, что
приводит к потере внутрипочвенной биомассы. Для
здоровья населения первостепенное значение имеет от¬
сутствие патогенных микроорганизмов. Это оказывает
непосредственное влияние на санитарно-эпидемиологи¬
ческое состояние территорий, на которых сосредоточе¬
но и проживает основное население города. Заражение
населения может происходить не только через почву,
но и воздух и воду. Необходимо обеззараживание зем¬
ли и поддержание экосистемы в жизнеспособном со¬
стоянии (см. главу 4).
Для поддержания и сохранения экологически сба¬
лансированного каркаса города необходимо сохранить
и по возможности увеличить крупные зеленые масси¬
вы, соединяя их через мелкие зеленые перемычки в од¬
но общее целое. Только в таком виде можно будет со¬
хранить биоразнообразие и способность экосистемы к
самоочищению и самовозобновлению. Сейчас мы на¬
блюдаем тенденцию разрыва связей и уменьшения или
отчуждения площадей зеленых насаждений во всех
районах города и на всех категориях земель.
На землях общего пользования, промышленных зон,
территориях ТЭЦ, складов, автохозяйств, автомагистра¬
лей, аэропортов, железных дорог и др. происходит по¬
всеместное сокращение биоразнообразия как высших,
так и низших форм жизни. В то же время при загряз¬
нении химическими и биологическими веществами мо¬
жет происходить заражение чужеродными почвенными
микроорганизмами и появление патогенных видов. Эти
процессы наиболее опасны для сопредельных террито¬
рий, на которые патогенные микробы проникают с по¬
верхностными стоками и воздухом. Особенно страдают
экосистемы аквальных и полуаквальных ландшафтов.
Необходимо обеззараживание и санация территории,
периодическая замена плодородного слоя и организация
сбора и очищения поверхностного стока.
На землях сельскохозяйственного использования,
таких как пашни, огороды, животноводческие фермы,
состав и численность биоты закономерно меньше, чем
в сельскохозяйственных ландшафтах вне города. Наи¬
большую опасность для этих земель представляет по¬
явление патогенных и болезнетворных микроорганиз¬
мов, привносимых из селитебных участков. При неуме¬
ренном внесении минеральных удобрений, гербицидов
и пестицидов на фоне повышенного уровня воздушного
химического загрязнении на этих землях появляется
опасность явления генотоксичности. Это приводит к
увеличению числа мутаций микроорганизмов в почве,
что диагностирует о неблагополучной экологической
обстановки района.
Природоохранные и рекреационные земли (лесопар¬
ки, парки, бульвары, скверы, памятники природы и др.)
значительно отличаются по составу, структуре и функ¬
ционированию биогеоценозов, а также по свойствам
почв от естественных биогеоценозов. Эти отличия
проявляются в сокращении видов древесного, кустарни¬
кового и травяного ярусов, в сокращении животного
населения как на почве, так и в почвенном профиле.
Особо изменяется состав, численность и структура мик¬
роорганизмов и почвенных беспозвоночных, что при¬
водит к ухудшению минерализации и деструкции орга¬
нического вещества, упрощению его состава, а это в
свою очередь ведет к деградации экосистемы. В насе¬
ленных лесных участках могут появляться патогенные и
болезнетворные микроорганизмы. Для улучшения со¬
стояния зеленых насаждений и поддержания их био¬
сферных функций необходимы определенные лесотех¬
нические мероприятия, повышение плодородия почвы,
а также санация наиболее загрязненных участков.
7.2.4. Химические неблагоприятные процессы
7.2.4.1. Внедрение загрязняющих веществ
в урбоэкосистему (внутригородские штатные
и аварийные выбросы и глобальные массопереносы)
Это — процесс загрязнения и депонирования токси¬
кантов, сильнодействующих ядовитых веществ, радио¬
активных веществ, пестицидов, органических и неорга¬
нических токсичных соединений на поверхности почвы,
внутри почвенного профиля и почвенно-геохимического
ландшафта. В городских ландшафтах, подвергающихся
воздействию промышленногазовых выбросов в атмос¬
феру, сбросу жидких и твердых отходов промышлен¬
ных предприятий на участки, примыкающие к промпло-
щадкам, как правило, кардинально изменяется расти¬
тельный и животный мир, почвенный покров, продук¬
тивность экосистемы.
Распределение тяжелых металлов по поверхности
почв определяется расположением источников загряз¬
нения, метеорологической обстановкой (роза ветров),
геохимическими факторами, формами рельефа.
Степень загрязнения определяется отношением со¬
держания загрязняющего вещества в почве к величине
ПДК или другой нормативной величине. Химическое
загрязнение тяжелых металлов высчитывается по сум¬
марному показателю концентрации (СПК) выше ПДК.
При максимальном проявлении процесса химического
загрязнения почва теряет способность к продуктивно¬
сти и биологическому самоочищению, происходит по¬
теря экологических функций и деградация урбоэкоси-
стемы. Изменяется состав, структура и численность
микрофлоры и мезофауны.
Распространение загрязняющих веществ в районах
жилой застройки происходит как штатное явление, так
и в виде аварийных выбросов и глобального массопе-
реноса. Загрязнение почв в селитебной зоне коррели-
руется с высоким загрязнением воздуха, а часто и вод¬
ной среды и имеет прямую связь как с состоянием
растительности, так и состоянием здоровья населения.
При максимальном проявлении процесса химического
загрязнения почва теряет способность к продуктивно¬
сти и биологическому самоочищению. Происходит ги¬
бель или деградация урбоэкосистемы. Необходимо
предотвращение загрязнения всех природных сред,
включая почву. При высокой степени загрязнения по¬
следней поверхностный слой должен быть снят и заме¬
нен чистой плодородной смесью. Проблема очищения
почвы и всех природных сред взаимосвязана с общей
экологической обстановкой в городе.
Загрязнение токсическими веществами земель общего
пользования — широко распространенное явление как по
территории, так и по интенсивности и составу токсикан¬
тов. На этих территориях происходят как правило, штат¬
ные выбросы загрязняющих веществ. Наряду с этим ве¬
лика вероятность и аварийных выбросов токсических
веществ (как водных, так и воздушных). Часть из них
закрепляется в почвенном профиле, другая часть может
мигрировать через почвенно-грунтовые воды в речную
сеть. Через пылевые частицы вещества также попадают
в воздушную среду. Степень воздействия на окружающие
территории может вызвать катастрофические последствия
для растительности и почвы, а главное для здоровья че¬
ловека и его генофонда. Необходима химическая и агро-
технологическая мелиорация. Сельскохозяйственные зем¬
ли, находящиеся в черте города, также подвержены за¬
грязнению как вследствие неправильных агротехнических
мероприятий, так и глобальных массопереносов загрязня¬
ющих веществ. Загрязнение вызывает гибель биоты. До¬
ступность токсических веществ в растворенной форме
ведет к накоплению токсикантов в разных частях куль¬
турного растения. Потребление зараженных частей расте¬
ний в трофической цепи «растение — человек» и «рас¬
тение — животное — человек» приводит к заболеванию
человека. Необходимо по возможности выведение этих
земель из сельскохозяйственного использования и их пе¬
реориентация.
Пустыри, свалки и карьеры наиболее подвержены
многим видам химического загрязнения. Опасность за¬
грязнения проявляется и при выводе этих земель в
другие категории. Загрязнение с этих территорий через
почву водным и воздушным путем способно распрост¬
раняться на сопряженные территории. При освоении
этих земель почва должна санироваться и подвергаться
химической и агротехнологической мелиорации, а в ис¬
ключительных случаях вывозиться за пределы города и
складироваться для проведения обеззараживания.
В городе местами наблюдается интенсивно ионизи¬
рующее излучение, превышающее нормативный уро¬
вень. В городе имеет место три источника облучения:
1. антропогенное (жилье, асфальтовое покрытие до¬
рог, медицинские процедуры);
2. техногенное — наиболее опасное (промышленные
и оборонные предприятия, научно-исследовательские
институты, медицинские учреждения);
3. вторичные источники радиоактивного загрязне¬
ния — места захоронения отходов, приборов, побочных
продуктов.
Основные последствия радиационного воздейст¬
вия — рост заболеваемости и смертности населения, а
также болезни, гибель и мутации живых организмов, в
том числе и почвенных.
7.2.4.2. Нарушения кислотности и щелочности почв
Подкисление и подщелачивание почв — процесс из¬
менения кислотно-щелочной реакции почвы, нарушение
(изменение) почвенно-геохимических процессов, веду¬
щих к понижению устойчивости экосистемы и гибели
растительности.
Изменение реакции почвы как в сторону подкисле-
ния, так и подщелачивания в районах жилой застройки
имеет негативное воздействие на почву и на поверхно¬
стные части растительности. Обладая некоторой буфер-
ностью почва в пределах небольших доз изменения ре¬
акции среды не испытывает негативных последствий.
При увеличении доз и длительности воздействия про¬
цесса в зависимости от гумусного состояния почвы
происходит ее деградация и изменение свойств (нару¬
шение структуры, изменение элементного состава и
физико-химических свойств). В селитебных старых рай¬
онах (центр Москвы) большинство почв имеют щелоч¬
ную среду и обогащены карбонатами кальция. Подкис¬
ление встречается в районе распространения флювиог-
ляциальных отложений с малогумусными почвами, в ко¬
торых наблюдается низкая величина поглотительной
способности и емкость катионного обмена.
Подкисление и подщелачивание земель общего поль¬
зования, промышленных зон, складов, автохозяйств, ав¬
томагистралей имеет локальное распространение и за¬
висит от местных источников загрязнения. На фоне об¬
щих негативных процессов, протекающих на этих зем¬
лях, почвы благодаря своей буферности мало страдают
от слабых форм подкисления и подщелачивания.
Почвы лесопарков и парков, кроме почв бульваров
и скверов центров городов, имеют кислую реакцию
среды, что для этих почв является нормой.
* * *
Кроме вышеперечисленных негативных процессов в
городе действуют и другие процеесы, но они мало изу¬
чены. Так, например, существуют биогеохимически
опасные процессы и явления, вызванные техногенными
полями индустриальных городов — тепловыми, электро¬
магнитными, химическими. «Электромагнитный смог»
прямо воздействует на здоровье и на наследственный
аппарат человека. Блуждающие токи, нагрев, увлажне¬
ние и засоление почвы и грунта резко ускоряют тече¬
ние химических и биохимических реакций в почве, по¬
движность железа и алюминия.
В техногенных геохимических полях, возникающих в
поверхностных слоях, в том числе в почвенном профи¬
ле, ускоряются вредные для человека мутации микроор¬
ганизмов. По оценке Всемирной организации здравоох¬
ранения (ВОЗ) за последние 30 лет таким путем появи¬
лось около 20 новых вирусных инфекций. Влияние этих
полей на процессы и свойства почв мало изучены.
7.3. Оценка воздействия неблагоприятных
процессов и рекомендации по их устранению
Воздействие негативных экологических процессов,
происходящих в почвенной толще, на разных категори¬
ях земель г. Москвы сказывается не только на данной
территории, но и на окружающих почвенно-геохимиче-
ских ландшафтах.
Городские ландшафты подвергаются одновременно¬
му воздействию нескольких негативных процессов, что
Рекомендации по устравению последствий неблагоприятных процессов на городских 31
К
(0
Е*
S
<
ю
to
Н
рекультивация
территории
повышенная
изоляция почв от
тепловых
коммуникаций
препятствие
выдуванию снега
ликвидация
свалок, засыпка
органоминерального
материала,
задерненне
мероприятия по
сохранению
природных
функции
экосистем:
организация
территории
изоляция почв от
тепловых
коммуникаций
снегозащитные
насаждения
исключить
вытаптывание,
захламление,
эроэню и хим.
загрязнение,
сохраиеине
лесной подстилки,
биоразнообразия
рыхление,
вспашка,
культивация,
подбор кулыур
подбор сельско-
хоз. кулыур в
зависимости от
недостатка влаги
или избытка,
исключить
озимые культуры
увеличение
снежного
покрова,
препятствие
выдуванию
сиега, исключить
озимые культуры
t Ф
2 X
11
* aSaaS;
щл
и 2 О и В £
эадериеиие
открытых
пространств,
рыхление и
полив
подбор культур
в эавнсимосш
от недостатка
влаги или
избытка
увеличение
снежного
покрова,
препятствие
выдуванию снега
| внесение органо¬
минерал,
удобрений,
рыхление,
полив; прн из¬
быт. ПДК
подсыпка или
замена
гумусового слоя
планирование
пешеходно-дорожной
сети, рыхление
почвы и травосеяние
изоляция почв от
тепловых
коммуникаций при
недостатке влаги в
почве или подбор
культур при
повышенной
влажности
увеличение
снежного покрова,
препятствие
выдуванию снега
внесение органо»
минеральных
удобрений, выбор и
подсев трав,
рыхление
поверхност. гор-тов,
поливы.
6. Переуплотне¬
ние корнеобн-
таемого слоя
7. Нарушение
теплового
режима:
а/подогрев
б/ промерзание
8. Истощение
и нарушение
органо про филя
; ликвидация свалок
и засыпка
| карьеров; санация,
создание
прнрюдного
комплекса
изоляция свалок
от геохимически
сопряженных
территорий;
рекультивация
территории
рекультивация
территории; v
создание
устойчивых
травяно-куст.
сообществ
создание и
поддержание мно¬
го функц. поли ком¬
понентной
структуры
биогеоценоза,
санация и
обеззараживание
почвы н биоты
вывести
источники
загрязнения,
создание
буферной зеленой
зоны, агролесотех-
ническая
мелиорация;
подбор
устойчивых
лесных и
травянистых
культур
мониторинг эа
состоянием
кислотно¬
щелочной
реакции;
агрохнмич.
мелиор.; подбор
устойчивых
лесных культур
обеззараживание
и санация с.х.
терр., научно
дозированное
применение
пестцидов н
гербицидов,
верми культура
выведение
земель из с.х.
испол.; химичес.
и агротехн.
мелиорация
перевод земель в
лесо- парковую
категорию.
выведение с.х.
земель за черту
города и
агрохимическая
мелиорация.
обеззараживание
и санацию
терр., замена
поверх.слоя,сбор
и удаление
поверхнос.
стоков и их очи-
щение
изоляция
загрязнен, терр.
буферными зеле¬
ными зонами;
внутри терр.
технол,
мелиорация
открытых
пространств;
регуляр. мытье
дорог терр.
ликвидировать
поступ- ление
сухих и мок
рых щелочных
и кислотных
выбросов.
обеззараживание
почвы и
поддерживание
системы в
жизнеспособ.
состоянии: внесение
органо-мин. удоб.,
поливы, рыхление
при высоком ПДК-за¬
ме на гумус, слоя,
при невысок. ПДК'
задерновывание
поверхности;
вынесение источ.
загрязнения, отвод и
очищение стоков
необходимо
известкование в
расчете от pH
9. Сокращение
биораз¬
нообразия,
заражение
патоген,
микрооргаи.
10. Загряэиенне
тяжелыми
металлами и
другими
токсикантами
fiS|s
. J < I
М S О в
— X н ш
часто приводит к усилению последствий в результате
их взаимодействия (явление синергизма). Кроме собст¬
венно почвенных процессов состояние категорий зе¬
мель могут ухудшаться вследствие негативных процес¬
сов в воздушной, водной и геологической средах.
Рекомендации по устранению последствий негатив¬
ных процессов, происходящих в городских почвах, а
также их прогнозированию в кратком виде представле¬
ны в табл. 7.1.
Разработка прогноза по воздействию всех нега¬
тивных процессов при сохранении существующей тен¬
денции, даст возможность рекомендовать мероприятия
по улучшению существующей экологической обстанов¬
ки. Состояние почв как и всех природных сред (Вене-
дяпин и др. 1994) на территориях большинства крупных
городов неблагополучно. На экологическое состояние
почвенного покрова воздействует не один фактор, а од¬
новременно несколько, усиливая друг друга. Надо учи¬
тывать почвенно-геохимические связи территории, по-
чвенно-геохимическое сопряжение ландшафтов с точки
зрения перераспределения компонентов ландшафтов.
Заключение
Пусть имена цветущих городов
Ласкает слух значительностью бренной.
Не город Рим живет среди веков,
А место человека во вселенной!
О. Мандельштам
Городскую территорию с разнообразными категори¬
ями земель необходимо рассматривать как единую це¬
лостную систему, имеющую взаимодействие всех при¬
родных и антропогенных сред (вода, грунты, раститель¬
ность, горные породы, воздух и человек), в которой по¬
чва, является базовой составляющей, обеспечивающей
продуктивность системы, ее функционирование, устой¬
чивость и биоразнообразие. Именно поэтому почвы,
функционирующие в среде городских участков, являют¬
ся важным фактором экологического и санитарного со¬
стояний городов.
В Москве, одном из крупнейших мегаполисов мира,
только 6% площади, занятой лесами и лесопарками,
близки к природным экосистемам, на остальных землях
формируются природно-городские экосистемы, или ур-
боэкосистемы, состоящие из фрагментов природных
экосистем, окруженных домами, промзонами, автодоро¬
гами и т. д. Урбоэкосистема характеризуется созданием
новых типов искуственно-созданных систем в результа¬
те деградации, уничтожения и (или) замещения природ¬
ных систем. Эти экосистемы обладают меньшей рекре¬
ационной ценностью, нарушенностью биокруговорота,
сокращением биоразнообразия (как по составу, так и
по структурно-функциональным характеристикам), уве¬
личением числа патогенных микроорганизмов.
В разрешении проблемы охраны природы в городах
существенное значение имеет создание условий для оп¬
тимального функционирования почвенного покрова,
так как почва выполняет ряд важных экологических
функций. Урбанизация вызывает уничтожение на боль¬
шей части территории естественных экосистем и воз¬
никновение ландшафта «крыш и асфальта» в сочетании
с открытыми «незапечатанными» участками. Понима¬
ние городов и промышленных центров как специфиче¬
ских урбаноэкосистем позволяет считать почву важней¬
шим компонентом в системе. Сегодня эта роль недоста¬
точно изучена и во многом игнорируется.
Роль почвы в городе существенна и разнообразна.
Главными ее свойствами являются пригодность для
произрастания зеленых насаждений, способность сор¬
бировать в толще загрязняющие вещества и удержи¬
вать их от проникновенна в почвенно-грунтовые воды,
а также от поступления пыли в городской воздух.
Почва изменяет химический и газовый состав атмос¬
ферных осадков и подземных вод, она является универ¬
сальным биологическим адсорбентом, поставщиком и
регулятором содержания СОг, Ог, N2 в воздухе. От по¬
чвы зависит динамика тепла и влаги в приземных слоях
атмосферы города.
Благодаря определенным биогеохимическим свойст¬
вам и огромной активной поверхности почва превраща¬
ется в «депо» токсических соединений и одновременно
становится одним из важнейших биогеохимических
барьеров для большинства соединений (тяжелые метал¬
лы, минеральные удобрения, пестициды, нефтепродукты
и т. д.) на пути их миграции из атмосферы города в
грунтовые воды и речную сеть. В то же время из-за
незначительной площади открытой поверхности в горо¬
дах и промышленных центрах большая доля осадков
минует почву и непосредственно уходит через канали¬
зацию в речную сеть.
В городах антропогенное воздействие становится
преобладающим над естественными факторами почво¬
образования, формируя в новых экологических услови¬
ях специфические типы почв и почвоподобных тел. Го¬
родские почвы значительно отличаются от почв внего¬
родских территорий по морфогенетическим признакам
и физико-химическим свойствам. Для них характерно:
нарушение привычной последовательности в располо¬
жении горизонтов, отсутствие важного биогеоценотиче-
ского экранного слоя лесной подстилки, накопление в
профиле строительно-бытового мусора и загрязняющих
техногенных веществ, формирование специфической
биоты, включающей патогенные микроорганизмы, силь¬
ный сдвиг pH в щелочную сторону, обогащенность ос¬
новными элементами питания растений, повышенная
твердость и т. д. Изменяется водный и температурный
режимы почв. Вместе с тем, в городских почвах проте¬
кают такие процессы как гумусообразование, лессиви-
рование, вынос и перераспределение минеральных ком¬
понентов и др. При достаточной обеспеченности город¬
ских почв основными питательными элементами к чис¬
лу лимитирующих факторов почвенного плодородия
следует отнести высокие значения pH, переуплотнен-
ность и загрязнение тяжелыми металлами и другими
токсичными веществами.
Для инвентаризации и картографии почв, а также
управления почвенными процессами в городских систе¬
мах, нами впервые разработаны классификация город¬
ских почв южно-таежной зоны России, основанная на
изменении морфологического профиля и характере
грунта, и методы описания профиля и горизонтов. В
пределах города выделяются: естественные природные
почвы, поверхностно-преобразованные естественные
почвы (урбо-почва), глубоко-преобразованные почвы
(урбаноземы) и поверхностно-гумусированные искусст¬
венно созданные почвы-грунты (урботехноземы). Произ¬
ведено дальнейшее их подразделение. «Урбанозем» — ге¬
нетически самостоятельные почвы, обладающие как чер¬
тами природных почв, так и специфическими свойствами.
Формирование городских почв происходит путем: 1) раз¬
вития на насыпных грунтах; 2) развития на культурном
слое; 3) изменения естественных почв.
Разработаны критерии выделения почв по степени
нарушенности, способу образования, мощности, харак¬
теру и количеству включений.
В крупных городах широко распространен процесс
запечатывания дневной поверхности твердым покрыти¬
ем, в результате которого происходит срезание почвен¬
ного профиля, погребение и деградация почв. Предла¬
гается выделить особую группу почв, запечатанных ас¬
фальтобетоном и другими непроницаемыми покрытия¬
ми — «экраноземов». Разработаны рекомендации по
рекультивации экраноземов и возможности их вторич¬
ного использования.
Конечно, было бы неправильным вообще возражать
против запечатывания почв асфальтом, дорогами, троту¬
арами и т.п., так как они создают комфортные условия
в городе, одновременно избавляя население от пыли и
грязи. В настоящее время не разработаны нормативы
соотношения запечатанных и открытых территорий, но
очевидно, что это соотношение должно различаться в
разных типах городского землепользования. Наиболь¬
шая открытость характерна для озелененных террито¬
рий, а наименьшая должна быть приурочена к наиболее
загрязненным площадям промышленных зон.
Значительная часть почв территории Москвы (около
85%) подвержена действию негативных процессов, вли¬
яющих на их экологическое состояние. По-видимому
эти воздействия будут усиливаться. В будущем будет
прогрессивно происходить уменьшение площади озеле¬
нения и увеличение запечатанности территории жил¬
ыми постройками, камнем, асфальтом и т.д. (уменьше¬
ние поверхности биологически продуктивного и биогео¬
химически активного почвенного покрова), ухудшение
почвенно-гидрологических условий (подтопление, забола¬
чивание, просадки и карст), загрязнение приземного воз¬
душного слоя и внедрение загрязняющих веществ в при¬
родные среды города, превышение норм рекреационного
использования (допустимых норм посещаемости).
Изучение городских почв свидетельствует о том, что
для создания чистого города и решения проблемы жиз¬
ни здорового человека в нем, необходимо определен¬
ным образом дифференцировать городские ландшафты
с целью локализации и перераспределения антропоген¬
ной нагрузки, увеличения озелененности и улучшения
качества городских земель.
В настоящее время отсутствует Экологический
стандарт качества городских земель, который необхо¬
дим: для установления предельно-допустимых нагрузок
на городскую среду, гарантирующих экологическую
комфортность для проживания населения и сохранения
растительного и животного мира; для рационального
использования и воспроизводства природных ресурсов;
для формирования банка данных, характеризующих
экологические и технико-экономические показатели;
для проведения мониторинга городской среды и про¬
гноза негативных процессов и деградации городских зе¬
мель в результате хозяйственной деятельности и т. д.
Особое внимание следует обратить на особенности
биологических свойств почв и их взаимосвязи с загряз¬
нением, с химическими и физическими свойствами
почв и изменением почвенной биоты под воздействием
негативных экологических процессов. Почвенные био¬
системы города подвергаются существенным структур¬
ным преобразованием. Это выражается: в перераспре¬
делении биологической активности почв в пределах по¬
чвенного профиля; в доминировании в рекреационных
почвах простейших из группы террибионтов и форми¬
ровании специфической фауны тестацид; в подавлении
в пределах городских территорий группы почвенных
желто-зеленых водорослей, широко представленных в
почвах целинных аналогов. Городские почвы диагности¬
руются по содержанию нингидринположительных ве¬
ществ, целлюлазной и протеазной активности, дыханию
почвы, по содержанию водорослей и животному насе¬
лению.
Существенна роль почвенных животных и микроор¬
ганизмов в жизни городской почвы. Роющая деятель¬
ность животных имеет большое значение для поддержа¬
ния биологической активности почвы и роста корней
растений. Почвенная фауна играет ключевую роль в
урбоэкосистемах, определяя их устойчивость к негатив¬
ным факторам городской среды. На городских свалках
и в замусоренных местах, где возникает опасность воз¬
никновения очагов развития патогенных микроорганиз¬
мов, почвенные беспозвоночные способны снижать и
регулировать численность патогенных бактерий и мик¬
роскопических грибов. Животные, роющие ходы в по¬
чве, способствуют созданию и сохранению ее структу¬
ры, разрушаемой при градостроительных работах.
Большое значение имеют микробиологические и са¬
нитарно-эпидемиологические свойства почв. В условиях
городской среды изменяется состав, численность и ус¬
тойчивость микробных сообществ по сравнению с не¬
нарушенными территориями. Крайняя пестрота почвен¬
ного покрова города, его прерывистость и мозаичность
служат источником сохранения определенных родов и
видов бактерий, поддержанию их пула даже в условиях
локального токсического загрязнения и ухудшения вод¬
но-воздушных и физических свойств. Выявлены инди¬
каторные на урбанизацию формы бактерий. В городских
почвах Москвы обнаружена бактерия-азотобактер, отсут¬
ствующая в почвах ее окрестностей. Установлено, что
азотобактер распределен в почвах города неравномерно
как в пространстве, так и по почвенному профилю.
Особое внимание необходимо уделять зависимости
здоровья населения города от микробиологических
свойств почв, от сохранения устойчивого сбалансиро¬
ванного состояния микробных сообществ, которое ха¬
рактерно для природных мест обитания. Источником
заражения могут быть патогенные формы бактерий эн¬
терококков, бактерий группы кишечной палочки, а ток-
сигенных веществ — сапротрофные обитатели город¬
ских почв (актиномицеты и микроскопические гри¬
бы) — продуценты разнообразных веществ, вызываю¬
щие аллергические реакции у населения.
Впервые предложена система показателей и крите¬
риев для оценки состояния окружающей среды, приме¬
няемая в экологической экспертизе природоохранных
учреждений и вводимая в Экологический стандарт ка¬
чества городских земель. Этот Стандарт должен быть
составляющей частью Кадастра городских земель.
Своеобразие свойств урбаноземов и условий их
формирования под воздействием городской среды и
продуктов жизнедеятельности человека приводит к воз¬
можному обособлению нового направления в почвове¬
дении — городского почвоведения, изучающего гене¬
зис, свойства, функции и экологию урбаноземов, выяв¬
ляющего специфические закономерности пространст¬
венной организации почвенного покрова урбанизиро¬
ванных территорий.
Литература:
Абрамашвили Г.Г. Каким должен быть гаэон//Городское
хозяйство Москвы. № 4, 1985.
Авдусин Д.А. Полевая археология в СССР//Учеб. пособ.
М.: Высшая школа, 1980. 335 с.
Агаркова М.Г. Эколого-генетические особенности почв город¬
ских экосистем// Автореф. канд. дисс. М.: МГУ, 1991. 26 с.
Агаркова М.Г., Целищева Л.К., Строганова М.Н. Морфолого-
генетические особенности городских почв и их сисгематика//Ве-
сгник Москов. ун-та, серия 17, почвов. 1991. № 2. С. 11-16.
Агаркова М.Г., Строганова М.Н., Скворцова И.Н. Биологи¬
ческая активность почв урбанизированных территорий//Вест-
ник Москов. ун-та, серия 17, почвов. 1994. № 1. С. 45-49.
Агрохимические исследования почв зеленых насаждений
крупных городов//Почвенно-агрохимические исследования в
ботанических садах СССР. Апатиты, 1984. С. 25-343.
Амиров Ф.А., Казанфарова В.К., Балабеков З.А. Изменение
почв и растительности под влиянием рекреационного лесо-
пользования//Лесоведение. 1982. № 6. С. 21-25.
Андреев К.А. Озеленение городов и поселков. Петроза¬
водск: «Карелия», 1985.
Армолайтис К.Э. Загрязнение почвы вблизи автострады
Вильнюс-Каунас//Вопросы генезиса и плодородия почв Ли¬
товской ССР. Каунас, 1985. С. 11-18.
Афонина Е.В., Обухов А.И. и Плеханова И.О. Устойчивость
газонных трав к загрязнению почв свинцом//Экологические
исследования в Москве и Московской области. М., 1990. С.
176-183.
Ахтырцев Б.П., Джувелихян ХА., Сушков В.Д. Влияние про¬
мышленных выбросов на почвы в районе крупных индустри-
ально-городских комплексов//Химия, физика и мелиорация
почв. Воронеж, 1980.
Бабаев М.Т., Кануров К.К. Асфальтобетон — материал для
гидротехнического строительства. Ашхабад, «Илым», 1984.
Бахирева Л.В., Жигалин А.Д., Карагодина М.В. и др. Раци¬
ональное использование и охрана окружающей среды горо¬
дов. М.: Наука. 1989. 91 с.
Баширова Ф.Н. Некоторые показатели промышленного и
бытового загрязнения почв в городах Кузбасса//Охрана при¬
роды на Урале, Вып.У, 1966. С. 79-83.
Баширова Ф.Н. Почвы индустриальных центров Кузбасса
и изменение их свойств под влиянием промвыбросов и быто¬
вого загрязнения//Проблемы комплексного изучения геогра¬
фического района и методика краеведческой работы в школе.
Новокузнецк, 1970. С. 44-46.
Баширова Ф.Н. Характеристика почв промышленных горо¬
дов Кузбасса в связи с озеленением//Автореф. канд. дисс.
Новосибирск, 1975. 25 с.
Белозерский Б.В. Парки и их проблемы//Городское хозяй¬
ство Москвы. 1983, № 8. С. 14-15.
Бериня Д.Ж., Калвиня Л.К., Карелина Л.В. Изменение хи¬
мического состава почв под влиянием Са-содержащей пы-
ли//3агрязнение природной среды Са-содержащей пылью.
Зинатне, 1985. С. 15-32.
Беспалов Ю.В. Тропы в природу// Экология г. Пущино и
его окрестностей. МГУ, 1986.
Беттен А. Погода в нашей жизни. М.: Мир, 1985. 223 с.
Богуславский А.М., Королев И.В., Горелышев И.В., Гезенцвей
Л.Б. Дорожный асфальтобетон. М.: Транспорт, 1985.
Венедяпин А А., Мамин Р.Г., Шаумян Л.В., Дрейер А. А Эко¬
логические проблемы мегаполисов и пути их решения. Ин¬
формационно-аналитический обзор М., 1994. 31 с.
Гантимуров И.И. О почвах и зеленых насаждениях в черте
городов и вокруг них//Вопросы охраны природы Западной
Сибири. Вып. 2. 1960.
Гантимуров И.И. К вопросу о метаморфозе почв городов
по данным наблюдений в г. Новосибирске//Охрана природы
на Урале. Вып V. 1966. Свердловск. С. 45-52
Геохимия окружающей среды//Сает Ю.Е. и др. М.: Недра,
1990. 335 с.
Гиляров М. С. Зоологический метод диагностики почв М.:
Наука, 1965. 275 с.
Гиляров М.С. /ред./ Методы почвенно-зоологических исс¬
ледований. М.: Наука, 1975. 280 с.
Гиляров М.С., Стриганова Б.Р. Роль почвенных беспозво¬
ночных в разложении растительных остатков и круговороте
веществ//Итоги науки и техники. Т. 5. (почвенная зоология).
М., 1978. С. 8-69.
Гиляров М.С., Стриганова Б.Р. /ред/ Количественные ме¬
тоды в почвенной зоологии. М.: Наука, 1987. 286 с.
Горшков Ю.Н., Конов Л.И. и др. Экология Москвы//Т. 1.
Недвижимость. М., 1995.
Граковский В.Г., Фрид А.С., Сорокин С.Е., Тимохин П.А.
Оценка загрязнения почв Челябинской области тяжелыми ме¬
таллами и мышьяком//Почвоведение. 1997. № 1. С. 88-95.
Григорян С.В., Caem Ю.Е. Геохимические методы при ре¬
шении некоторых экологических задач//Сов. геология. 1980.
№ 11.
Гришина Л.А., Копцик Г.Н., Макаров М.И. Трансформация
органического вещества почв. М.: Изд. МГУ, 1990. 91 с.
Громов, Павленко Г.В. Экология бактерий. Л., 1989. 246 с.
Денисов М.Ф. Ландшафтное проектирование при восстанов¬
лении парков//Учебное пособие. М., 1986. 104 с.
Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Функции почв в биосфе¬
ре и экосистемах, М.: Наука, 1990. 261 с.
Докучаев В.В. Детальное естественно-историческое, физи¬
ко-географическое и сельскохозяйственное исследование С.-
Петербурга и его окрестностей//Сочинения. Т. VII, М., 1953,
447 с.
Долотов В.А., Пономарева В.В. К характеристике почв ле¬
нинградского Летнего сада//Почвоведение. 1982. № 9. С. 134-
138
Дубинин Н.П., Дубинина Л.Г. Анализ мутагенности питье¬
вой воды в некоторых районах г. Москвы и Московской об¬
ласти//ДРАН. Т. 350, № 4, 1996. С. 565-567.
Дубинский Г.П., Филоненко К.Т. Перспетивы улучшения
природной среды в пределах большого города (на примере г.
Харькова)//Человек в окружающей среде (вопросы рацио¬
нального природопользования). М., 1978.
Душенков В.М. О фауне жужелиц (Coleoptera, Carabidae) г.
Москвы//Фауна и экология почвенных беспозвоночных Мос¬
ковской области. М.: Наука, 1983. С. 26-33.
Душенков В.М., Герасимова Н.В., Алехин А.В. Распределе¬
ние многоножек (Myriapoda) на территории лесной опытной
дачи ТСХА//Проблемы почвенной зоологии. Новосибирск.
1991 а. С. 52.
Душенков В.М., Дарьина Е.Л. Популяции Pterostichus
oblongopunctatus (F.) (Coleoptera, Carabidae) в городских ле-
сах//Проблемы почвенной зоологии. Новосибирск, 19916.
230 с.
Душенков В.М., Строганова М.Н., Агаркова М.Г., Черняхов¬
ская Т.Н. Некоторые показатели состава и численности мезо-
фауны в почвах города Москвы//Научные доклады Высшей
школы. Биологические науки. № 3. 1992. С. 144-150.
Евдокимова А.К., Мозгова Н.П. Влияние ионов тяжелых ме¬
таллов на изменение численности микроорганизмов в по¬
чве.//Биологическая диагностика и индикация почв. М.: Нау¬
ка, 1976.
Евдокимова А.К. Тяжелые металлы в культурном слое сред¬
невекового Новгорода//Вестник Москов. ун-та., серия 5, гео¬
граф., № 3, 1986.
Емельянов А.Г. и др. Природоохранительные и экологиче¬
ские аспекты взаимоотношений человека и окружающей сре¬
ды//1982.
Залесская Н.Т., Титова Л.П., Головач С.И. Фауна многоно¬
жек (Vyriapoda) Подмосковья//Почвенные беспозвоночные
Московской области. М.: Наука, 1982. С. 179-200.
Захаров АЛ., Бызова Ю.Б., Уваров А.В. и др. Почвенные
беспозвоночные рекреационных ельников Подмосковья. М.:
Наука, 1969. 233 с.
Звягинцев Д.Г. Почвы и микроорганизмы. М.: 1967. 256 с.
Зеликов В.Д. Некоторые материалы к характеристике почв
лесопарков, скверов и улиц Москвы//Известия ВУЗов. Лес¬
ной ж. 1964. № 3. С. 10-15.
Земляницкий Л.Т., Полтавская ИЛ., Желдакова Г.Г. Подго¬
товка городских почво-грунтов для озеленения. М., 1962. 30 с.
Зенова Г.М., Штина ЭЛ Почвенные водоросли. М.: МГУ,
1990. 78 с.
Ившина И.Б., Бердичевская М.В., Зверева Л.В., Рыбалка
Л.В., Еловикова ЕЛ. Экологическая значимость родококков
как деструкторов углеводородов//Микробиология. 1995. Т. 64.
№ 4, С. 507-513.
Игнатьева М.Е. Растительность городских садов и парков.
С.-Пб. 1993. 32 с.
Кавтарадзе Д.Н. Конструктивно-экологические аспекты
сохрангения биосферы и урбанизированные регионы//Авто-
реф. докт. дисс. М.: МГУ, 1993, 45 с.
Кавтарадзе Д.Н., Игнатьева М.Е. Растительность урбани¬
зированных территорий как предмет классификации в связи
с задачами охраны природы//Научные доклады высшей шко¬
лы, Биологические науки. 19В6. № 12.
Касимов Н.С. Эколого-геохимические оценки состояния го-
родов//В кн.: Экогеохимия городских ландшафтов. М.: МГУ,
1995. С. 20-36.
Касимов И. С., Перельман А.И. Геохимические принципы
эколого-географической систематики городов//Там же, 1995а
С. 6-12.
Касимов Н.С., Перельман А.И. Геохимическая систематика
городских ландшафгов//Там же, 19956. С. 13-19.
Клауснитцер Б. Экология городской фауны//Пер. с англ.
М.: Мир., 1990. 248 с.
Комплексная эколого-геохимическая оценка техногенного
загрязнения окружающей природной среды//Буренков и др.
М.: ПРИМА-ПРЕСС, 1997. 73 с.
Кондратьев И.И., Свинухов В.Г., Свинухов Г.В., Фокин М.В.,
Черпак НЛ. Метеорологические, геохимические и медицин¬
ские аспекты загрязнения природной среды г. Спасска-Даль-
него. Владивосток: ДальУниверситет, 1994. 179 с.
Копейкин Н.Ф, Басова Г.М., Виноградов Н.Н. и др. Сани¬
тарно-гигиеническая оценка асфальтобетона, изготовленного с
добавлением гальванического шлама//Ж: Гиг. и сан. 1993, № 11,
С. 52-53.
Костюкевич И.И., Скворцов В.М. Изменение некоторых
свойств эродированных почв под воздействием нефтепромыс¬
ловых сточных вод//В сб.: Эколого-токсикологическая харак¬
теристика г. Казани и пригородной зоны. Казан, унив-тет.,
1991.
Котлов Ф.В. Изменения природных условий территории
Москвы под влиянием деятельности человека и их инженер¬
но-геологическое значение. М., 1962. 220 с.
Котлов Ф.В. Антропогенные геологические процесы и яв¬
ления на территории города. М., 1977. 171 с.
Котлов Ф.В. Изменение геологической среды под влияни¬
ем деятельности человека. М.: Недра, 1978. 263 с.
Критерии оценки экологической обстановки территорий
для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и
зон экологического бедствия. М.: Минэкология, 1992. 56 с.
Кудло ТА., Кудло К.К. Влияние техногенных выбросов тя¬
желых металлов на микробиологическую активность почв
пригородных ландшафгов//В сб.: Биология почв антропоген¬
ных ландшафтов. Дншропетровск.: ДЛ,У, 1995. С. 18-19.
Куличева Н.Н., Лысак Л.В., Кожевин ПЛ., Звягинцев Д.Г.
Бактерии в почве, опаде и филлоплане городской экосисте-
мы//Микробиология. 1996. Т. 65. № 3. С. 416-420.
Кучерявый В.А. Зеленая зона города. Киев.: Наукова думка,
1981.
Кучерявый В.А. Влияние факторов внешней среды на эколо¬
гическую структуру зеленой зоны города//Лесное хозяйство,
лесная бумажная и деревообрабатывающая промышленность.
Вып. 14. 1983. С. 26-28.
Лебедева И.И., Тонконогов В.Д., Шишов Л.Л. Классифика¬
ционное положение и систематика антропогенно преобразо¬
ванных почв//Почвоведение. 1993. № 3. С. 98-106.
Лепнева О.М., Обухов А.И. Тяжелые металлы в почвах и рас¬
тениях территории МГУ//Вестн. Моск. ун-та., сер. 7. Почвове¬
дение. 1987. № 1. С. 36-42.
Лепнева О.М., Обухов А.И. Поступление загрязняющих
веществ в снежный покров и почвы городских газонов//Вестн.
Моск. ун-та., сер. 7. Почвовед. 1988. № 3. С. 17-20.
Лепнева О.М., Обухов А.И. Экологические последствия вли¬
яния урбанизации на состояние почв Москвы//Сб.: Экология
и охрана окружающей среды Москвы и Московской области.
М., 1990. С. 63-69.
Лукашев В.К. Геологические аспекты охраны окружающей
среды. М.: Наука и техника, 1987.
Мамаева Е.Т. Изменение городских почв под влиянием
промышленных загрязнений//Охрана природы на Урале.
Свердловск. 1964. Вып. IV. С. 40-48.
Мамин Р.Г. Урбанизация и охрана окружающей среды в
Российской Федерации. Ч. 1 и 2. М.: РЭФИА, 1995. 80 с. и
139 с.
Марфенина О.Е. Микробиологические аспекты охраны
почв//Уч. пособ. М.: МГУ, 1991. 118 с.
Марфенина О.Е., Каравайко Н.М., Иванова А.Е. Особенно¬
сти комплексов микроскопических грибов урбанизированных
территорий//Микробиология. 1996. Т. 65. № 1 С. 119-124.
Матвеева В.Г., Перель Т.С. Дождевые черви семейства
Lumbricidae Московской области. М.: Наука, 1962. С. 133-144.
Методические указания по оценке городских почв при раз¬
работке градостроительной и архитектурно-строительной до-
кументации//Мягкова АД., Строганова М.Н., Курбатова А.С.,
Тощева Г.П., Яковлев А.С., Мамин Р.Г. Пущино.: Отдел науч¬
но-технической информации Пущинского научного центра
РАН, 1996. 35 с.
Методы изучения почвенных микроорганизмов и их мета¬
болитов. М.: МГУ, 1986. 215 с.
Милько Е.С., Егоров Н.С. Гетерогенность популяций бакте¬
рий и процесс диссоциации. М., 1991. 128 с.
Мишустин Е.Н., Перцовская М.И., Горбов В.А. Санитарная
микробиология. М.: Наука, 1979. 304 с.
Москва. Энциклопедия. 1980.
Муравьева К.А. К вопросу об оптимизации городской сре-
ды//Человек в окружающей среде (вопросы рационального
природопользования). 1978.
Ненарокова К.Н., Доброхотова С.Н., Ильинский С.В. Эколо-
го-градостроительная концепция развития Москвы//В сб.:
Экология и охрана природы Москвы и Московского региона.
М.: МГУ, 1990. С. 9-24.
Нестеренко О.А., Квасников Е.И., Ногина Т.М. Нокардиопо-
добные и коринеподобные бактерии. Киев: Наукова Думка,
1988. 336 с.
Никифорова ЕМч Лазукова Г.Г. гл. Москва. Перовский р-нУ/В кн.:
Экогеохимия городских ландшафтов. М.: МГУ, 1995. С. 57-90
Никодемус О.Э., Раманн К.К. Агрохимические исследова¬
ния почв зеленых насаждений крупных городов//Сб.: Почвен-
но-агрохимические исследования в ботанических садах СССР.
Апатиты, 1984.
Обухов А.И., Лепнева О.М. Состояние свинца в системе
почва — растение в зонах влияния автомагисгралей//Свинец
в окружающей среде. М., 1988. С. 149-166.
Обухов А.И., Лепнева О.М. Биогеохимия тяжелых металлов
в городской среде//Почвоведение. 1989. № 5.
Обухов А.И., Плеханова И.О., Кутукова Ю.Д., Афонина Е.В.
Тяжелые металлы в почвах и растениях Москвы//Экологиче¬
ские исследования в Москве и Московской области. М., 1990а.
С. 148-162.
Обухов ЛИ., Кутукова Ю.Д. Состояние почв детских садов
(на примере Ленинского района Москвы)//Там же. 19906.
С. 212-241.
Окружающая среда крупного города. Л.: Наука, 1988.
Осипов В.И. Зоны геологического риска на территории
Москвы//Весгник РАН. 1994. Т. 64. № 1. С. 32-45.
Осипов Ю.С. (ред.) Охрана окружающей среды Москвы и
Московской области. М.: Гидромет., 1987.
О состоянии окружающей природной среди г. Москвы в
1992 г.//Государственный доклад. М., 1993. 166 с.
О состоянии окружающей природной среди г. Москвы в
1993 г.//Государственный доклад. Проект. М., 1994. 94 с.
О состоянии окружающей природной среды г. Москвы в
1995 г.//Государственный доклад. М.: Москомприрода, 1996.
237 с.
Офицерова О.В. Особенности почв искусственных биогеоце¬
нозов//Автореф. канд. дисс. М.: МГУ, 1989. 24 с.
Пашкин Е.М., Бессонов Г.Б. Диагностика деформации па¬
мятников архитектуры//Стройиздат, 1984. 151 с.
Паю В., Ратае У., Саар М. Взаимосвязь почвы и травостоя
в парке Кадриорг. 1980.
Писарски Б. Фауна урбанизированных территорий на при¬
мере Варшавы//Тр. симпозиума СЭВ «Экология города» Яб-
лонна, СЭВ-Ш. 1-RWPG. 1986.
Полтавская И.А., Новодержкина Ю.Г., Желдакова Г.Г. За¬
грязненность почвы и подземных вод в городах юго-востока
ЕТС и мероприятия по улучшению условий произрастания рас-
тений//Охрана природы на Урале. 1964. Вып. IV. С. 49-56.
Порядок определения размеров ущерба от загрязнения зе¬
мель химическими веществами//М„ Минприрода РФ. Роском-
зем. 1993. 38 с.
Просенков В.И. Изменение температуры и минерализации
подземных вод на территории Москвы//Разведка и охрана
недр. 1974. № 12.
Рекомендации по градостроительству и инженерной защи¬
те памятников истории и культуры г. Москвы. М., 1990.
Роде АЛ. Система методов исследования в почвоведении.
Новосибирск, 1971. 92 с.
Рохмистров В.Л., Иванова Т.Г. Изменение дерново-подзоли¬
стых почв в условиях крупного промышленного це1ггра//По-
чвоведение. 1985. № 5. С. 71-76.
Сает Ю.Е., Сорокина Е.П. Основы геохимических методов
контроля загрязнения урбанизированных территорий по тех¬
ногенным аномалиям в почвах//Труды института эксперимен¬
тальной метеорологии. 1985. Вып. 13. С. 35-46.
Самарина Н.Н., Шарова ИХ. К изучению жужелиц Глав¬
ного ботанического сада//3ащита растений от вредителей и
болезней. Т. 3. М.: ГБС АН СССР. 1974. С. 32.
Саушкин Ю.Г. Москва. Изд. Географ, литер., 1955. 192 с.
Скворцова И.Н., Звягинцев Д.Г., Белицина Г.Д., Дронова
Н.Я. Микробные пейзажи чернозема обыкновенного, загряз¬
ненного тяжелыми металлами//Вестник Москов. уни-та, серия
17, почвов. 1988. № 4. С. 68-70.
Скворцова И.Н., Звягинцев Д.Г., Лукина Н.Н. Мутагенная и
антимутагенная активность почв//Сб.: Микроорганизмы и ох¬
рана почв. 1989.
Скворцова И.Н., Строганова М.Н., Николаева Д.Н. Распро¬
странение азотобактера в почвах города Москвы//Почвоведе-
ние. 1997. № 3. С. 1-8.
Слепян Э.И. Пороки развития растений как тесты при мо¬
ниторинге загрязнения окружающей среды//Комплексный
глобальный мониторинг загрязнения окружающей природной
среды. Тр. Междун. симпозиума. 1980. С. 376-369.
Соколов ИЛ. Экология почв как раздел докучаевского ге¬
нетического почвоведения //Почвоведение. 1985, № 10. С. 5-12.
Степанова И.П. Условия минерального питания растений
в лесопарках г. Свердловска//Тр. Уральского лесотехническо¬
го ин-та. Вып. 17., Свердловск, 1973. С. 160-163.
Строганова Б.Р. Питание почвенных сапрофагов. М.: Нау¬
ка, 1980. 243 с.
Строганова М.Н., Агаркова М.Г., Жевелева Е.М., Яковлев
А.С. Экологическое состояние почвенного покрова урбанизи¬
рованных территорий (на примере Москвы и Пущино)//Эко¬
логические исследования в Москве и Москов. обл.. Москва,
1990. С. 127-147.
Строганова М.Н., Агаркова М.Г. Городские почвы: опыт
изучения и систематики (на примере почв юго-западной части
г. Москвы)//Почвоведение. 1992. № 7. С. 16-24.
Строганова М.Н., Мягкова А.Д., Прокофьева Т.В. Роль почв
в городе//Почвоведение. 1997. № 1. С. 96-101.
Стороженко Н.В., Девятова ТА. Мониторинг земель г. Во¬
ронежа: первые результаты //Экология городов. Инф. сб. М.,
1995. С. 32-35.
Таран И.В., Спиридонов В.Н. Устойчивость рекреационных
лесов. Новосибирск: Наука, 1977. 177 с.
Федоров Ю.Д., Чалая И.П. Разработка природоохранных
мероприятий в пригородной зоне крупного города//Пробле-
мы больших городов. М., 1979.
Формирование радиационного и теплового режима горо¬
дов/ /Обзор. Центр научно-технической информации по гра¬
достроительству и архитектуре. Москва, 1975.
Хараишвили И.Г. Изменение травяного покрова под влия¬
нием рекреационной нагрузки в природных лесах зеленой зо¬
ны городов Тбилиси, Рустави//Труды Тбилис. ин-та леса.
1980. С. 205-210.
Штина Э.А. Сообщества водорослей основных типов почв
СССР и их диагностическое значение//Ботанический журнал.
1959. Т. 44. № 8. С. 106-1075.
Экогеохимия городских ландшафтов //под вед. Касимова.
М.; Изд-во МГУ, 1995. 336 с.
Экологическая обстановка в Нижнем Новгороде//Нижпо-
лиграф, 1992.
Эколого-геохимическая оценка состояния окружающей сре¬
ды г. Саранска. М.: ИМГРЭ, 1993. 115 с.
Экологические исследования в Москве и Московской обла¬
сти. Москва, 1990. 248 с.
Aheam D.G., Simmons R.B. Switzer K.F., Ajello L„ Pierson D.L.
Colonization by Cladosporium spp. of painted metal surfaces
assotiated with heating and air conditioning systems.//J.of
industrial microbiology. 1991. v. 8. p. 277-280.
Aheam D.G., Price D.L., Simmons R.B., Crow S.A. Colonization
studies of various HVAG insulation materials.//In: IAO
Environments of people. 1992. P. 101-105.
Allemeier K.A. Application of pedological soil surveys to
highway engineering in Michigan.//«Geoderma», 1973, 10, № 1-
2, P. 87-98.
Antonovic G.M. Classification of damaged soils.//Transsection
of 13th Congress of the International Society of Soil
Sciens.//Hamburg, FGR 3, 1986. P. 1036-1037.
Arbeitskreis der Deutschen BodenrunncUichen Gesellschaft
(Vorsitz: W. Burghardt) // Empfehlungen des Arbeitskreises
Stadtbtfden der Deutschen Bodenkundlichen Gesellschaft ftlr die
bodenkundliche Kartieranleitung, urban, gewerblich und
industriell furberformter Fl’achen (Stadtb'dden). Umweltbundesamt,
Texte 18/89, 1989, Berlin, 162 p.
Berger K., Vinke N. Bodenversiegelung in urbanen RSumen:
planerische Relavanz und methodischer Ansatz ihrer
Erfassung.//«Trans. 13 Congr. Int. Soc. Soil Sci., Hamburg, 13-20
Aug, 1986. Vol. 2»//S.I.,s.a., P. 12-13.
Beyer L., Blume H.-P., Eisner D.-Ch., Willnow A. Soil organic
matter composition and microbial activity in urban soils.//The
Science of the Total Environment 168.//1995, P. 267-278.
Blume H.-P. Classification of soils in urban agglomerations.//
Catena, vol. 16,: 1989. P. 269-275.
Blume H.-P und Runge M. Genese und Okologie
innerstadtischer Boden aus Bauschutt.//Z. Pflanzenernahr.
Bodenkd. 1978. 141, P. 727-740.
Bockheim J.G. Nature and properties of highly disturbed
urban soils.// Philadelphia, Pennsylvania. 1974. Paper presented
before Div. S-5, Soil Science of America, Chicago, Illinois.
Brady N.C. The nature and properties of soils, Oth
ed.//Macmillan, New York. 1990. 621 p.
Breckle S.-W., Scheck-Hoffmann A. Streusalzwirkungen am
Autobahnrand.//«Verh. Ges. Okol. Bd. 13. 13. Jahrestag., Bremen,
25 Sept.- 1 Okt., 1983». Gottingen, 1985, P. 657-663.
Bridges E.M. Soils in the urban jungle.//Geografical magaz.,
1989. 61, P. 1-4
Bridges E.M Waste materials in urban soils.//in Soils in the
Urban Environments, edd by P. Bullock and P.J.Gregory
Blackwell Scientific publications, Oxford, 1991. P. 28-46.
Buighardt W. Soil quality of urban ecosystems.//Integrated
Soil and Sediment Research: a Basis for Proper Protection.
Kluwer, Dordrecht, 1993, P. 78-88.
Buighardt W. Soils in urban and industrial enviroments.//Z.
Pflanzenernahr. Bodenkd. 157, 1994. P. 205-214.
Chiu S.W. Jam C.W.K., Fung H.K., Woo /KS.//Indoor air-borne
fungi and allergy in Hong Kong.//Bacteriological congress. Israel
1996. 36. p.
Clayden B., Hollis J.M. Criteria for Differentiating Soil
Series.// Soil Survey Technical Monograph. No 17. Harpenden.
1984.
Craul P. G. Urban soils in landscape design.//1992. 396p.
Czerwinski Z., Pracz J. Kierunki praeksztaicen gleb Warszawy
pod wpiywem crynnikow antropogenicznych i systematyka gleb
terenoow zubanizowanych.//Probl. ochr. i ksztalt. srodow. przyr.
obszarach zurbanizow.: Semin, nauk., Warszawa, 28-29 czerw
1990, 1991, P. 28-34.
Fanning D.S., Stein C.E. and Patterson J.C.. Theories of
genesis and classification of highly man-inffluenced soils. //1978.
Inter. Soil Sci. Soc., Edmonton, Alberta, June.
Fanning D.S. and Fanning M.S.B. Soil. Morphology, Genesis
and Classification.//Jon Wiley, New York, 1989, 395 p.
Filip Z. Effect of solid particles on the growth and endurance
to heat stress of garbage compost microorganisms.//Eur. Joum.
of appl. microbiol and biotechnol. 1978. v. 6. P. 87-94.
Filip Z. Mikrobiologische, biochemische und stoffliche
Beurteilung des Stabilisierungsprozesses in einer
Hausmulldeponie.//Biologische Abfallbehandlung. K. Wiemer
und M. Kem (Hrsg). M.I.C. Baeza-Verlag, Witzenhausen. 1993. P.
127-155.
Gomez A, Lejine C. Comparison of the physical and chemical
properties of humic acids extrated from a podzolic soil and a
mature refuse compost.//«Compost: Prod., Qual. and Use: Proc.
Symp., Udine, 17-19 Apr., 1986», London//New York, 1987, P.
495-500.
Harris JA. The biology of soils in urban areas.//in «Soils in
the Urban Environments», edd by P. Bullock and P. J. Gregory.
Blackwell Scientific publications, Oxford, 1991. P. 139-151.
Hocks J. Effect of leaking natural gas on soil and vegetation in
urban areasV/Center for Agricultural Publishing and Documention.
Wageningen. 1972.
Hollis J.M. The classification of soils in urban areas.//in
«Soils in the Urban Environments», edd by P. Bullock and PJ.
Gregory. Blackwell Scientific publications,Oxford, 1991. P. 5-27.
Hollis J.M. Proposal of the classification, description and
mapping of soiles in urban areas.//English Nature, 1992,
Petersborough, 41.
Hsu Martha T. Roadside deicing chemical accumulation after
10 yeais./«Transp. Res. Rec.»//1984, № 969, P. 36-40.
Kari М., Ronkko R.,Valtonen A., Piiparinen H et al.
Ultrastructure of Bacillus sp. strain KL8 isolated from indoor
dust.//Joum.basic micribiol. 1990, v. 30. P. 99-104.
Key to Soil Taxonomy by Soil Survey staff (6th edit).//Virginia.
1994.
Konecka-Betley K., Yanowska E., Luniewska-Broda Y.,
Szpotansk M.Wstepna klasyfikacja gleb aglomeracji
Warszawskiej.//Warszawa. 1985. P. 125-135.
Kreutzer К. В о d e n к u n d 1 i с h e Aspekte der
Streusalzanwendung.//«Eur. J. Forest Pathol.»//1974, 4, № 1, P.
39-41.
Lange-Asschenfeldt H. Pilzsporen bei der
Bioabfallkompostierung.//Aibeitskreis fur die Nutzbarmachung
von Siedlungsabfallen. 1993. № 1. P. 23-24.
Lindsay J.D., Scheelar M.D., Twardy A.G. Soil survey for urban
development.// «Geoderma», 1973, 10, № 1-2, P. 35-45.
Loughry F. G. The use of soil science in sanitary landfill
selection and management.//"Geoderma", 1973, 10, № 1-2, P.
131-139.
Lux W., Hintze B. Schwermetallverteilung in BSden und
Pflanzen in stadtischen Bereichen Hamburgs/ Landwirt.
Forsch.//1983, Sonderh. 39, P. 169-201.
Mullins C.E. Physical properties of soils in urban areas.//In"
Soils in the Urban Environments", edd by P.Bullock and PJ.
Gregory Blackwell Scientific publications, Oxford, 1991. P. 87-118.
Miinch D. Vorkommen and Eluirverhalten von polycyclichen
aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) und Schwermetallen in
teerhaltigem Stra|3enaufbruch//Bitumen. 1992. 54, № 3, P. 108-114.
Page W.J. Sodium-dependent growth of Azotobacter
chioococcumy/Appl. a environ, microbiol. 1986. v. 51. № 3. P. 510-514.
Pisarski В. The invertebrate fauna of urbanized areas in
Warsaw.//Urban Ecological Studies in Central and eastern
Europe. Wroclaw. PAN. 1990. P. 98-111.
Pettry D.E., Coleman C.S. Two decades of urban soil
interpretations in Fairfax Country, Virginia.//«Geoderma», 1973,
10, № 1-2. P. 27-34.
Semoradova E. The effect of the doses and kinds of road salts
on the soil.//Sci. agr. bohemosl.», 1984, 16, № 2. P. 89-106.
Soils in the Urban Environments, edd by P. Bullock and P.J.
Gregory//Blackwell Scientific publications, Oxford, 1991. P. 174.
Short J.R., Fanning D.S., McIntosh M.S., Foss J.E., Patterson J.C.
Soils of the Mall in Washington.//Soil Sci. Soc. Am. J., vol. 50,
1986. P. 699-711
StraPenbauentwicklung in den Nachbaripder.//BW:
Bauwirtschaft. 1992-46, № 1. P. 69-73 (Немецко-француэская
конференция).
Sukopp H., Blume H.P., Kunck ИЛ The soil, flora and
vegetation of Berlin's waste lands.//In: Laurie I.C. (Ed.), Nature
in Cities, London, 1979. P. 115-132.
Summerbell R.C., Staib F., Aheam D.G., Ando М., Ajello L.,
Crow S.A., Fung D., Ceredok N., Nobile J., Price D.L., Simmons
R.B.,Farbo S.M., Woychuk W. Houshold hyphmycetes and other
indoor fungi.//J. of medical and veterinary mycology. 1994. № 1.
P. 277-286.
Tischler W. Oekologie der Lebensraume//Stuttgart. G-Fischer-
Verl. 1990. 356 p.
Thornton I. Metal contaminatoin of soils in urban areas.//In
«Soils in the Urban Environments», edd by P.Bullock and P.J.
Gregory Blackwell Scientific publications, Oxford, 1991. P. 47-75.
Vink A.P.A Landscape ecology and Land use//London and
New york, 1983, P. 264.
Wessolek G. Auswirkungen der Bodenversiegelung auf Boden
und Wasser/ Inf. Raumentwickl.//1988, № 8-9, P. 535-541.
Wtis М., Abbt-Braun G., Frimmel F.H. Humic-like substances
from landfill leachates — characterization and comparison with
terrestrial and aquatic humic substances.//Sci. Total nviron.,
1989, P. 343-352.
Приложение
№ № разрезов и их местоположение:
4 — Университетский пр.
10 — музей-усадьба Л.Н. Толстого в Хамовниках
13 — Мансуровский пер.
13г — Трубниковский пер.
17 — ул. Усачева
19 — склон Воробьевых гор
21 — Нескучный сад
23 — Университетский пр.
23г — ул. Неглинная — Рахмановский пер. — Крапивенский пер.
24г — Цветной бр. (рядом с метро «Цветной бульвар»)
25 — Филевско-Кунцевский лесопарк
25г — Большой Сухаревский пер.
26г — Большой Кисельный пер. — Малый Кисельный пер.
27г — Б. Златоустинский пер.— М. Златоустинский пер.
2flr — Лялин пер. — ул. Яковоапостольский пер. — Б. Ка¬
зенный пер.
31г — Космодамианская наб.
32г — 5-й Котельнический пер.
ЗЗг — Гончарная ул. — Б. Ватин пер.
34г — Фурменный пер. — М. Козловский пер.
35г — Селиверстов пер. — Ананьевский пер.
Збг — пр. Сахарова — ул. Мясницкая
37г — Тетеринский пер. — ул. Земляной вал
39 — ул. Менделеева
67 — детская площадка около ул. Пречистенка
72 — Гоголевский б-р.
82 — парк Мандельштама (рядом с метро «Фрунзенская»)
SUMMARY
The book is concerned with fundamentals of the urban
pedogenesis origin, classification, mapping, and
environmental functions of soils in cities and towns.
Results of long-term research on the contribution of soils
to the environmental safety of towns in Central Russia, and
Moscow, in particular, have been summarized. The book
contains many figures, graphs, and maps.
Preface. The importance of studying the soil mantle for
improving the ecological situation in the town and
objectives of optimization the environment status of urban
ecosystems are argumented.
PART I
Chapter 1. Urban Soils: genesis, systematics, functions.
The chapter is devoted to conceptual aspects of urban
soil formation. Basing on literature data the specific
features of pedogenetic conditions and agents in the urban
ecosystem are identified and discussed.
Perception of towns and industrial centres as of specific
urboecosystems has among its consequences the under¬
standing of the crucial role of soil as ingredient of the
system. The importance of soil is underestimated, although
insufficiently studied. Soil is focusing all the biogeochemical
links within the system. Soils in towns and cities are
identified by their specific construction, by storage of
municipal wastes and technogenic pollutants in them, by
development of unusual biota including pathogenic
microorganisms.
A taxonomic system of urban soils is elaborated for the
first time for the towns in southern taiga zone. It is based
on the assessment of transformations in soil morphology,
versus that of original soils, on properties of parent
material; methods to describe urban soil profile and
horizons are devised.
The soil mantle - of the town is composed of natural
zonal soils (for example, soddy-podzolic, or Podzoluvisols),
soils with transformed topsoils and original subsoils (urbo-
soils, for example, urbo-podzolic), strongly transformed
original soils (urbanozems), and surface-humus-enriched
artificial soil-sediments (urbotechnozems). These soils are
further subdivided.
URBANOZEM is the central concept for soils in towns
and cities. It is defined as a genetically individual soil
combining features of neighboring zonal soils with quite
specific properties.
There are three major ways for urban soils to be
formed: i) development on loose artificial deposits;
2) evolution on the cultural layer — anthropic material;
3) transformations of natural soils.
Soil genesis, water-physical and chemical properties are
analyzed using authors' and literature data. Special
attention is paid to the theories describing specific charac¬
ter of geochemical fluxes in the urban environment and
technogenic soil pollution: composition of contaminants,
impact of pollution on soil properties and rehabilitation
practices. The present-day urgent problem is the
interrelation between soil and environment, in other words,
the environmental functions of soils. In relevance to this
major problem, the rate and forms of transformations of
urban soils environmental functions (gaseous, sorption,
production) are considered. Functional types of landuse
are regarded as being revealed in soil properties. For the
first time the question of «constructing» the urban soils for
different purposes is discussed, which is of paramount
importance for development and optimization of the urban
soils functions. The chapter ends with a forecast of the
urban soils development and with recommendations on
their sustainable use.
Chapter 2. The chapter is dedicated to a widely spread
process in many towns — process of «sealing» the soil
surface by a hard coverage inducing truncation, burial and
degrading of the soil profile. The effect of «sealing» on
the urban environment is discussed. It is followed by a
comprehensive analysis of morphological, physico-chemical
and microbiological properties of soils «sealed» by the
asphalt cover. There is a suggestion to specify a group of
soils under asphalt, concrete or any other hard
impermeable coverage as «ekranozems». The latter are
compared with other soils, and their common and
individual features are emphasized. Data on the dynamics
of temperature and moisture are presented for «sealed»
and «nonsealed» soils; measures to rehabilitate ekranozems
and utilize them afterwards are proposed.
Chapter 3. Faunistical peculiarities and functional
structure of animal communities in urban soils are
considered on the example of Moscow. Comparisons of
the abundance and diversity of soil animal population in
different types of urban plantations and the assessment of
the stability of soil communities in separate city zones with
different kinds of urbanistic impacts are of importance for
zoological studies in urban soils.
It was shown, that the fragmentation of habitats, heavy
recreation press, regular disturbances of the soil profile,
water deficiency and removal of litter from the soil surface
are along the key-factors, limiting the activity of soil-
dwelling invertebrates in the urban environment, with
chemical pollutions of soil. Urban soils are characterised
by peculiar communities of soil invertebrates, which are
limited in the abundance and taxonimic richness but
include all functional groups typical for the animal
population of natural undisturbed soils. They are able to
maintain soil biodynamic and to control populations of
plant pests. It is suggested, that the formation of soil
communities is influenced by the «insular effect»,
depending on the isolation degree and area of separate
green plantation in a city. Recommendations for the
planning of urban green plantations are proposed, which
consider requirements of pedobionts.
Chapter 4. The chapter contains the data of different
authors concerning microbiological and some sanitary-
epidemic features of urban soils in Moscow and some
others regions and their natural analogus.
The following topics are covered in the chapter: the
number, composition and resilience of soil microbial
community, formed under urban environments; the influence
of traffic, oil products, sodium chloride on soil microbial
communities followed by formation of hydrocarbon-utilizing
and halotolerant populations; the distribution of
microorganisms with indicative properties in urbanozems
profile and in different parts of urban ecosystems; the
toxicity of Moscow soils; the presence of natural and
urbanogenic microbial microhabitats simultaniously as one of
the reasons of storage functionable microbial complexes; the
urban soils as the source of danger for the human health;
the similarity of microbial communities of Moscow soils with
the ones in soils of the southern areas.
The main factors participating in the forming of microbial
complexes in urban soils are high variation of the properties
of urban soils in space and time and their pollution.
Under the urban conditions new ecological micronishes
appear, they are often favorable for the indicative
microorganisms. These microorganisms belong to the
sporeforming bacteria, rhodococci, enterobacteria,
azotobacter, actinomycetes and to others forms.
At the same time it is worth reminding that soil and soil
dust in town are the constant sources of pathogenic bacteria
and fungi. Microbial pollution of children landing within the
town is of population particular danger. «Health of urban
soils» is determines the health of the town population.
Chapter 5. Biological testing of urban soils.
The series of biological methods indicative of urban
soils biological activity are presented. The sequence of
soils has been studied with the purpose to differentiate
them from the point of view of their biological activity:
original nondisturbed soddy-podzolic soils, semi-natural
soils of near-Moscow gardens and of roads in them, urban
soils of different rate of transformation and pollution. Soil
biosystems of the city are subjected to prominent
structural transformations, which are manifested in the
displacement of elevated biological activity within the
solum to deeper layers, domination in garden soils of
Protozoa from terribionts, formation of a specific Testacides
fauna with high proportion of calciphilous species within
the area dominated by old houses, reduced development
of yellow-green algae in urban soils, that are abundant in
natural soil analogues. Urban soils are recognized by
ninhydrin-positive substances, by elevated cellulase and
protease activity, carbon dioxide emission, algae and
animal populations. Very sensitive to the environmental
conditions are Protozoa, Testacida, Colpoda and algae.
PART II
Chapter 6. Soils of Moscow-city.
Soils and soil mantle are considered as characteristic of
a large megapolis. Long-term terrain and laboratory data
served a basis for presenting morphological, water-physical
and chemical properties of soils in Moscow. All the soils
are regarded within the framework of a certain type of
relief: hilly weakly-undulating fluvioglacial plain, alluvial
terraces, slopes to the Moscow river valley, flood-plain of
the Moscow river and of its tributaries. Soils of Moscow
are considered also from the viewpoint of their age:
ancient downtown (400-800 years), new «sleeping quarters»
(dozens of years) and transitional zone (100-200 years).
New and important contribution to the urban soil
functioning is the assessment of the effect of landuse type
(residential area, industrial zone, natural landscape,
garbage storage) upon the properties of the urboecosystem.
The state-of-the-art of Moscow soils is an important
section of the chapter, along with the forecasts of their
evolution and advises on their sustainable use and/or
remediation. The first schematic soil map of the city is
presented. The status of the soil mantle is illustrated by
descriptions of soils of two contrasting areas: a historical
monument and a heavily polluted region industrial zone
«Liublino-Pererva».
Chapter 7. Adverse processes in soils are outlined,
which are harmful for ecological and sanitary status of
urban lands. They comprise: increment of the «sealed»
lands proportion (shrinkage of the area of the productive
soil mantle) along with reduction of green areas;
spreading of landfills and truncated soils; water and wind
erosion; violation of the water balance (water-logging and
desiccation), over-compaction of the root inhabited layer,
transformations in the soil heat regime (warming and
freezing); exhaustion and distortion of organoprofiles;
decrease in biodiversity of soil organisms, changes in
composition, abundance and structure of microflora;
appearance of pathogenic microorganisms; intrusion of
pollutants into the urboecosystem (normal and catastrophic
municipal or industrial emissions, along with global mass
transfer), displacement of acidic-alkaline equilibrium. These
processes are discussed in the context of landuse
specialization. Forecasts of their development and
measures to eliminate their consequences are given.
Figures
1.1. Daily increase of the population (in 1950-2025).
1.2. Types of urban soil profiles.
1.3. Role of soil in urban ecosystems.
1.4. Influence of soil sealing on urban environment.
2.1. Different substrate surface temperature in summer
sunny day. (Source: Klausnitzer, 1990).
2.2. Profile i. Ekranozem over the shallow Replantozem.
profile 2. Unsealed Replantozem.
2.3. Profile 3. Ekranozem over the shallow Urbanozem.
Profile 4. Ekranozem over the shallow Urbanozem.
Profile 5. Deep unsealed Urbanozem. Profile 6. Ekranozem
over the shallow Urbanozem (Rogdestvensky cloister.
Profile 7. Ekranozem over the sod-urbopodzolic soil (trench
near Moscow University). Profile 8. Ekranozem over the
sod-podzolic soil (under path in forest-park).
2.4. Temperature and moisture dynamics in Urbanozem
(1992).
4.1. Na-dependent growth of Azotobacter chroococcum.
(Source: Page, 1986).
4.2. Correlation between the relative content of
indicative species Bacillus megaterium and content of
heavy metals in soils of Moscow region.
4.3. The abundance (%) of fungi gen. Aspergillus in
different parts of urban and suburban ecosystems (July
1991). (Source: Marfenina et al., 1991).
5.1. Testacea abundance in soils of recreational areas,
walk paths and territories of old palaces and cloisters in
Moscow.
5.2. Reaction of green algae Chlorella vulgaris to
pollution of soil solution.
5.3. Reaction of yellow-green algae Heterotrix exilis to
pollution of Moscow soils (0-10 cm depth).
5.4. Cellulose activity of Moscow soils (0-10 cm depth).
5.5. Number of species of soil algae at different
locations in Moscow.
6.1. Geomorphological scheme of Moscow (Source: E.M.
Likhacheva).
6.2. Scheme of assessment of relief alteration in
Moscow.
6.3. Ecological transect: Moscow city — suburb.
6.4 Dynamics of air and soil surface temperatures on
Balchug, Tushino meteorological stations and in L. Tolstoy
Museum park in Khamovniky from April to November
1988.
6.5. Dynamics of soil temperature at the 20 cm depth on
Tushino meteorological station and in L. Tolstoy Museum
park in Khamovniky from April to November 1988.
6.6. Scheme of river basins in Moscow.
6.7. Stetch map of soil in. Moscow
6.8 Particle-size composition of urban soils.
6.9. Profile distribution of compaction in urban soils
under different type of urbanophytocoenoses.
6.10 Changes in chemical properties of urban soils of
different land-use types. а-pH water; b- С org.
6.11. Heavy metals distribution in urban soils of
different land-use types, (extract IN HN03, mg/kg)
6.12. Scheme of soil pollution(Source: IMGRE).
6.13. Rogdestvensky cloister. Depth of humus-enriched
layer and abundance of brick fragments.
6.14 Zachatievsky cloister. Depth of humus-enriched
layer and abundance of brick fragments.
7. I. Waterlogging of territory by ground water.
Tables
1.1. Urban and settlement land area USSR (Source:
USSR Land fund).
1.2. Basic taxonomic unit of geochemical classification
of towns (according to Kasimov, Perelman, 1995a)
1.3. Anthropogenic transformations of phunctional
cycling in the urban ecosystem.
1.4. Class: Urbic Anthrosol (according to Burghardt,
1994)
1.5. Classification of Urban soil of Russian taiga zone.
1.6. Urbanophytocoenoses and their complexes. (Sours:
Ignatieva, 1993)
1.7. Changes in physical properties of urban soil
(topsoils).
1.8. Comparative description of Moscow soils and sod-
podzolic soils of Moscow region (topsoils).
1.9 Basic taxonomic unit of geochemical classification
of urban elementary landscapes, (according to Kasimov,
Perelman, 1995a)
1.10 Contentent of heavy metals and arsenic in
backgroundsoils, mg/kg
1.11. Classes of soil pollution by heavy metals, mg/kg.
1.12. Changes in the environmental functions of urban soils.
1.13. Requirements for optimum properties of urban soils.
1.14 Integral qualitative assessment of urban soils.
1.15. Soil water-physical properties of relevance to
various uses (Source: C.E. Mullins, 1991).
2.1. Content of heavy metals in different components of
the road cover.
2.2. Sealed bodies.
2.3. Content of heavy metals in Ekranozems and
unsealed soils.
2.4. Chemical properties of urban soils and their sealed
analogues.
3.1. Abundance of soil mesofauna in Moscow green
plantings.
4.1. Change in the abundance of bacteria in the
superficial horizons of Moscow Urbanozem.
4.2. The cellulolytical activity and content of ninhydrin-
positive substances and heavy metals in Moscow soils.
4.3. The Azotobacter content in Moscow soils (% of
overgrow soil the particles on the nitrogen- free medium).
4.4. The abundance of microorganisms in Urbanozem
profile in the Rozhdestvensky cloister.
4.5. Toxicity of Urbanozems in the southwestern part of
Moscow.
4.6. Surviving time of different infectious microorganism
in sod-podzolic sois zone (soiles, peat, sewage).
5.1 Chemical properties of sod-podzolic soils under
plant cover and paths.
5.2 Physical properties of sod-podzolic soils under plant
cover and paths.
5.3 Chemical properties of Moscow soils.
5.4 Relative number (%) of genuses of Testacea in phoning
and recreational areas (the number of species is given).
5.5 The number of algae species in soils of natural and
polluted areas of Moscow.
5.6 Chemical properties of soil solutions in Moscow.
6.1. Composition of Moscow tell (Source: Kotlov, 1962).
6.2. Distribution of planted land in Moscow, within the
ring highway. (Source: Mashynsky and Semenova-
Prozorovskaya/National report..., 1993)
6.3. Legend to the soil sketch map of Moscow.
6.4. Granulometric composition of fine earth of urban
soil on sandy and loamy- sandy old alluvium of low river
terrace. (% on absolutely-dry soil)
6.5. Granulometric composition of fine earth of urban
soil on hilly gently undulating plain composed of moraine
and mauxe loams (% on absolutely-dry soil).
6.6. Moisture content, compaction and firmness (soils of
Moscow South-West district.)
6.7. Physical properties of Moscow city Urbanozems.
6.8. Filtration rate and density of Urbanozems (public
garden near Ivanovsky cloister).
6.9. Chemical properties of urban soil of low river
terrace.
6.10. Chemical properties of urban soils of hilly gently
undulating plain.
6.11. Chemical properties Urbanozems on flat
fluvioglacial plain in the center of Moscow
6.12. Chemical properties Urbanozems on low terraces
in the center of Moscow.
6.12. Organic matter content and composition (%) in
soils of urbophytocenoses of different types
6.13. Heavy metals content in urban soil(extract IN
HNO3, mg/kg)
6.14. Heavy metals content in urbanozems in the cen¬
ter of Moscow (extract IN HNO3. mg/kg).
6.15. Average concentrations of mobile compounds of
heavy metals in soils of functional zones of Moscow
Perovsky municipal region (extract IN HC1, mg/kg).
(Source: Nikiforova., Lazukova, 1995)
6.16. Content of lead in lawn grass and soils in
Moscow. (Source: Afonina, Obukhov and Plekhanova, 1990)
6.17. Water-physical properties of urbanozems.
6.18. Chemical properties and granulometric composition of
urbanozems.
6.19 Content of heavy metals in urbanozems.
6.20. Content of pollutants in air of atmosphere
(mg/m3).
6.21. Chemical properties and heavy metals content in
topsoils of industrial zone Lublino — Pererva (mg/kg).
7.1. Recommendations to eliminate adverse processes
for the environment in urban lands.