Міські грунту. Деякі екологічні проблеми великого міста (забруднення міських грунтів) Міські грунту класифікація та властивості

Загальна характеристика
Ґрунти в межах міста мають певні специфічні властивості, найбільш типовими з яких є: наявність включень будівельно-побутового сміття; підвищена твердість; тренд в сторону підвищеної лужності; накопичення техногенних речовин; наявність патогенних мікроорганізмів.
Типова для центру старого міста грунт - урбанозем на древньому культурному шарі, характеризується потужним темнофарбованим органічним горизонтом урбік, відсутністю вираженого перехідного горизонту В і елювіально-іллювіальний диференціацією профілю. Профіль міської грунту часто росте вгору за рахунок напилення або антропогенного надходження матеріалу.
1 Основні дані про властивості урбаноземи отримані при дослідженні грунтів міст тайговій природної зони (роботи М.Н. Строгановой з співавт., 1992, 1997, 1998).

Урбаноземи - генетично самостійні грунту, що володіють як ознаками зональних педогенних процесів, так і специфічними властивостями.
Для них характерний поверхневий органо-мінеральний насипний, перемішаний обрій з урбоантропогеннимі включеннями, який розуміється як особлива природно-антропо-техногенне освіту.
У урбаноземи, незважаючи на специфічність грунтового профілю і велику засміченість його різного роду твердими включеннями, протікають наступні процеси: гумусообразованія і гумусова акумуляція; винос і перерозподіл мінеральної речовини; залізо-гумусова сегрегація; мобілізація і іммобілізація карбонатів; оглеение; структуроутворення, включаючи биогенную переробку; як результат діяльності людини - процес забруднення ТМ і поліциклічні ароматичними вуглеводнями(ПАУ); поява патогенних мікроорганізмів; сезонне засолення.
Ступінь вираженості цих процесів різна і залежить від віку наносів, умов використання ділянки та ряду інших обставин. Але вплив на грунтоутворення основних процесів, характерних для даної природної зони, безсумнівно.
При певних обставинах, ймовірно, урбаноземи, що розвиваються на культурному шарі або на грунтах, можуть еволюціонувати в зональні грунту з притаманними їм властивостями і системою генетичних горизонтів.
Морфологічні властивості грунтів
Відмінною характеристикою міських грунтів, особливо грунтів в центрі міста, є велика кількість антропогенних включень в середній і нижній частинах грунтового профілю. Істотне місце в профілях ґрунтів міст займає насипний ґрунт, який має принаймні один литологический перерву.
З плином часу поверхневий шар набуває рис горизонту А1. Зустрічаються поховані горизонти, темніші через акумуляції органічної речовини, більш пухкої консистенції, з підвищеною кількістю коренів і тваринного населення.

Для більшості урбаноземи, як центрального образу міських грунтів, характерно: відсутність природних грунтових горизонтів; в профілі грунтів поєднуються різні за забарвленням і потужності шари штучного походження, про що свідчать різкі переходи і рівні кордону між ними; кістковий матеріал представлений в основному будівельним і побутовим сміттям (цегляна крихта, шматки асфальту, бите скло, вугілля і т.д.) в поєднанні з промисловими відходами, торфокомпостной сумішшю або включеннями фрагментів природних грунтових горизонтів; іноді зустрічаються шари, що повністю складаються з відходів і сміття. /> Поряд з урбаноземи в місті в парках і лісопарках зберігаються природні грунту, а також частково алювіальні заплавні грунти різного ступеня порушене ™. Вони поєднують в собі непорушену нижню частину профілю і антропогенно-змінені верхні шари (урбо-грунту).
Всі перераховані грунту розрізняються в місті за характером формування (насипні, перемішані), по гумусірованності і Оглеєні, за ступенем порушене ™ профілю, за кількістю і складом включень (бетон, скло, токсичні відходи і т.д.) і іншими показниками.
Типи морфологічних профілів представлені на рис. 10.8.
Водно-фізичні властивості ґрунтів
Урбаноземи значно відрізняються від природних грунтів за фізичними властивостями (табл. 10.4).
Гранулометричний склад грунту - важливий показник, який визначає продуктивність міської грунту, ступінь її фільтраційної і водоудержівающіей здатності.
Таблиця 10.4
зміна фізичних властивостейміських грунтів (поверхневі горизонти)

Для міських грунтів слоистость грунтів по гранулометричному складу має важливе грунтово-геохімічне значення, так як служить екрануючим і капілярно-прерива- ющим бар'єром.
Важливий фактор - зміст мелкозема, він визначає ступінь влагоемкости. Для міських екосистем характерно привнесення в грунт піску і гравію, використовуваного в містобудуванні. Будівельний матеріал, промислові відходи, механічні забруднювачі та інші технологічні субстрати мають розміри гравію та каміння. Через це
їх зміст в міських грунтах постійно збільшується.
Інша важлива характеристика - форма щебеню. Багато міських грунту містять шари твердих уламків загостреної форми, тому в таких субстратах спостерігається слабке проникнення коренів і рідкісна
зустрічальність дощових черв'яків.
Для міських грунтів важливим показником є ​​показник захаращеності, тобто ступінь перекриття поверхні грунту абиотическими наносами, в тому числі токсичними. Цю частину грунту можна назвати баластної. Важливим фактором є хімічний склад матеріалу. При його токсичності відбувається хімічне забруднення всієї екосистеми.
Урбанофітоценози, що виконують санітарно-гігієнічні та естетичні функції, знаходяться в жорстких умовах існування. Одним з факторів, який викликає пригнічений стан або загибель рослин в умовах міста, є висока рекреаційне навантаження і, як наслідок,
витоптування напочвенного покриву і ущільнення поверхні грунту. У таких випадках утруднено проникнення коренів в глиб профілю.
Щільність складання характеризує здатність грунту накопичувати запаси доступної вологи для рослин, а також повітря. Щільність грунту впливає на поглинання вологи, газообмін в грунті, розвиток кореневих систем рослин, інтенсивність мікробіологічних процесів. Оптимальна щільність орного горизонту для більшості культурних рослин становить 1,0-1,2 г / см3, для міських грунтів вона вище (1,4-1,6 г / см3). Ця величина є дуже важливою характеристикою окультуреності грунту.
Як правило, грунту міста сильно переуплотнени з поверхні. Кордон переущільнення горизонту і зупинка розвитку коренів починається з величини 1,4 г / см3 для суглинних грунтів і 1,5 г / см3 для піщаних.
Зміна фізичних властивостей пов'язано зі збільшенням об'ємної маси поверхневих шарів грунтів: на ділянках з посиленим рухом воно доходить до 1,7 г / см3, хоча в добре удобрених органічною речовиною насипних грунтах ця величина може дорівнювати 0,8-0,9 г / см3. В.Д. Зеликов (19641) встановив, що від співвідношення пухких і щільних ділянок залежить стан зелених насаджень: якщо ділянок з об'ємною масою грунтів вище 1,1 г / см3 більше 30%, то багато дерева страждають суховершинности. Поступове ущільнення призводить до зміни структури грунтових горизонтів, утворення слоеватості і формуванню крупнопластінчатое отдельностей (Рохмістров, Іванова, 19852).
Сильне ущільнення грунту веде до створення в кореневмісному шарі умов, близьких до анаеробних, особливо в період тривалих дощів навесні і восени. В таких умовах сильно ускладнюється зростання дрібних (активних) коренів деревних і трав'янистих рослині порушується процес природного відновлення рослинності. В ущільнених грунтах маса коренів в 2,5-3 рази менше, ніж в неущільнених. Добре охороняє грунт від переущільнення лісова підстилка.
Дослідженнями також встановлено, що твердість ґрунту на ущільнених ділянках газону, де спостерігалися изреживание і поганий ріст трав, становила 40-45 кг / см2, тоді як для нормального росту трав потрібно, щоб вона була в два рази менше (Абрамашвілі, 1985).
Порозность (шпаруватість) - одне з найважливіших властивостей грунту, що обумовлює в основному водний і повітряний режим. Від величини Зеликов В.Д. Деякі матеріали до характеристики грунтів лісопарків, скверів та вулиць Москви. // Вісник ОНУ, Лісовий ж. 1964. №3, с. 10-15. Рохмістров В.Л., Іванова Т.Г. Зміна дерново-підзолистих грунтів в умовах великого промислового центру // Грунтознавство, №5, 1985, с. 71-76.
пір залежить пересування води в грунті, водопроникність і водопідйомна здатність, мобільність води. В лісопарках, садах і на бульварах, де грунт майже не піддається ущільненню, порозность коливається від 45 до 75%. Ущільнення грунту знижує її до 25-45%, що призводить до погіршення водно-повітряного режиму грунту.
З порозностью пов'язані влагоемкост' і воздухоемкост' грунтів. З погіршенням водно-фізичних властивостей зменшується накопичення в ній вологи, особливо в літні місяці, Складаючи на ущільнених ділянках всього до 14% від їх вологоємності.
Водопроникність. Важливою характеристикою міських грунтів є величина здатності грунтів вбирати і пропускати через себе воду, що надходить з поверхні. Величина і характер водопроникності сильно залежать від ступеня каменистости, порозности грунту, від її вологості та хімічного складу. Суттєве значення має наявність в грунті міста каменів, тріщин і пустот. Для міських грунтів характерна провальна або мозаїчна водопроникність, обумовлена ​​наявністю пустот в профілі за рахунок будівельного або побутового сміття. Спостерігається залежність між щільністю складення грунту і швидкістю фільтрації води в ній. Так, наприклад, у верхніх шарах грунту в природному стані водопроникність на 60% вище в порівнянні з середньо витоптаним ділянкою і в чотири рази вище в порівнянні з сильно витоптаним.
Наявність тропиночной мережі з сильно ущільненим поверхневим горизонтом порушує природний розподіл кореневої маси, що може стати причиною деградації рослинності.
Велике значення для поліпшення екологічної обстановки в місті і здоров'я його мешканців має інтенсивність газообміну між міською грунтом і атмосферою, а також склад газової фази грунту, який визначається процесами транспорту газів з атмосфери і всередині грунту. На газовий склад грунтів в місті впливає, крім щільності складення, вологості грунту та ін., Наявність екрануючого дії штучних покриттів і витоку природного газуз міської газопровідної мережі.
Асфальтове покриття, наприклад, практично повністю екранує грунт Одним з негативних наслідків утрудненого газообміну є знижене потрапляння кисню: коефіцієнт дифузії кисню зменшується від 3,8x10 "2 см2 / с на відкритому просторі до 5x10-5 см2 / с під асфальтовим покриттям. При такому коефіцієнті дифузії, якщо немає інших джерел надходження кисню, його кількість недостатня для життєдіяльності аеробних організмів і коренів дерев в 10-сантімет- ровом шарі грунту. Однак кисень може надходити в грунт під асфальтом з тріщин і межують з дорогою ділянок, причому спостерігається пряма залежність кількості кисню в центрі дороги від її ширини.
На газовий склад грунтів впливають і витоку газу з міських газових комунікацій. У багатьох країнах Західної Європибули зареєстровані випадки, коли через це відбувалося всихання дерев і чагарників в місті. Ймовірно, це явище має місце і в наших містах, але, мабуть, йому не приділяється належної уваги.
При надходженні природного газу (в основному це метан, етан, пропан) в грунт, значно (в 50-100 разів) зростає інтенсивність мікробіологічного окислення метану та інших газів через активного розвитку специфічної групи анаеробних мікроорганізмів, що збільшує споживання 02 і продукування С02. Дослідження показали, що склад газової фази різних грунтів навколо зон витоку був подібним. Було встановлено, що область впливу витоку газу залежить від інтенсивності останньої і може мати радіус до 20 м, при цьому в радіусі до 11 м утворюються повністю анаеробні умови. Навколо анаеробної зони утворюється неширока (внаслідок дуже високої інтенсивності) зона окислення, яку, в свою чергу, оточує зона транзиту кисню з незачеплених ділянок. Перераховані зони мають практично правильну сферичну форму.
Після ліквідації витоку газу відбуваються істотні зміни чисельності та складу мікроорганізмів і складу газової фази грунтів, проте повернення останнього в початковий стан займає період від кількох місяців до року. Наслідками впливу витоку газу може бути поява в грунті неорганічних відновників (Fe2 +, Мп2 +, S2) або органічних кислот. Природно, витік газу, наслідки та післядії цього явища вкрай негативно діють на грунтову фауну і рослинність. В розвинених країнах газовий склад грунтів в урба- нофітоценозах іноді регулюється за допомогою спеціально розроблених методів, включаючи створення вентиляційних каналів, компресорну обробку грунтів в зонах поширення коренів (Craul, 19921).
Визнаючи виняткову значимість зелених насаджень в міських умовах і важливу роль грунту і її екологічних функцій для проростання рослин, необхідно констатувати наступне:
Підвищена щебнистой і карбонатность урбаноземи, без- структурність, переуплотненность і велика твердість поверхневих шарів негативно позначаються на водно-фізичні властивості як штучно створених, так і збережених природних грунтів міста та, отже, на функціонуванні урбофітоценозов і всієї урбоекосістеми.
1 Craul Р. G. Urban soils in landscape design. New-York. 1 992.

Фізико-хімічні властивості ґрунтів
Більшість викидів різних, в тому числі і токсичних Bely I речовин і матеріалів в міське середовище зосереджуються на по- / У / поверхні грунту, де відбувається їх поступове накопичення. Це призводить до зміни хімічних і фізико хімічних властивостейсубстрату.
За основними фізико-хімічними показниками грунту міста значно відрізняються від своїх природних аналогів. Дані табл. 10.5 ілюструють відмінність властивостей урбаноземи Москви і дерново-підзолистих грунтів Підмосков'я. Ймовірно, в інших природних зонахдеякі тенденції цих відмінностей можуть бути іншими.
Таблиця 10.5
Порівняльна характеристикавластивостей поверхневих горизонтів урбаноземи р Москви і дерново-підзолистих грунтів Підмосков'я
(Строганова, Агаркова, 1992)

Величина кислотності кореневого шару міських грунтів коливається в широких межах, але переважають грунти з нейтральною і слаболужною середовищем. У більшості випадків реакція середовища у міських грунтів вище, ніж у зональних (Обухів та ін., 1989, 1990). Високу лужність міських грунтів більшість авторів пов'язує з попаданням в них через поверхневий стік і дренажні води переважно хлоридів кальцію і натрію, а також інших солей, якими посипають тротуари і дороги взимку. Іншою причиною є вивільнення кальцію під дією опадів з різних уламків, будівельного сміття, цементу, цегли та ін., Що мають лужну реакцію. Практично повсюдно спостерігається поступове зменшення величини pH з глибиною.
Як відомо, підвищення кислотності до значень, близьких до нейтральних, сприяє зростанню більшості рослин і сприяє активності мікроорганізмів, а також зв'язування деяких розчинних сполук важких металів. Однак подальше подщелачивание може привести до утворення важкорозчинних форм деяких елементів живлення і мікроелементів, і, починаючи з значень pH, рівних 8-9, робить грунт непридатною для росту більшості рослин.
Зміст органічного вуглецю в міських грунтах варіює і залежить від його величини в початковому субстраті, а також від застосування органічних і мінеральних добрив, привнесення органічного сміття і т.д. Як правило, кількість органічної речовини в міських грунтах вище, ніж в фонових.
У всіх стародавніх грунтах, особливо грунтах скверів, парків, городів, вміст гумусу досягає 8-12%, а в середньому 4-6% (Земля-ницький та ін., 1962; Лепнева, Обухів, 1987 "). З глибиною воно кілька падає, часто маючи стрибкоподібний характер розподілу за профілем. Іноді «старонасипние» ґрунту набувають характеру черноземовідниє, як це зазначено Л.Т. Земляніцкім і ін. (1962) для Олександрівського саду Москви.
У молодих грунтах міста в складі органічної речовини домінують компостні компоненти і нізкогуміфіцірованная фульвокіс- лотная фракція.
Ступінь насиченості підставами часто перевищує 80-95% і досягає 100%. Для грунтів більшості парків і міських лісів вона зазвичай становить меншу величину. У складі обмінних катіонів переважають Са (до 70%) і Mg (до 30%).
Елементи живлення рослин (N, Р, К) в міських грунтах розподіляються нерівномірно. Більшість дослідників відзначають високу обогащенность урбаноземи і слабо порушених грунтів загальним азотом, фосфором і калієм. У них же відзначається обогащенность і рухливими формами елементів живлення. Для насипних ґрунтів р Москви Л.Т. Земля-ницький з співавторами (1962) відзначали високу забезпеченість рухомим фосфором (до 100-200 мг / 100 г грунту і більше); дані по забезпе 1 Лепнева О.М., Обухів А.І. Важкі метали в грунтах і рослинах території МДУ. // Вести. МГУ, сер. 7. №1, 1987.
забезпеченості доступним калієм досить строкаті, іноді аналіз виявляє тільки сліди рухомого калію, а іноді їх кількість сягає 40 мг / 100 г і більше.
Забруднюючі речовини міських грунтів. З шістдесятих років XX ст. і до цього дня екологів-урбаністів і ґрунтознавців цікавить проблема забруднення міських грунтів важкими металами. Необхідно відзначити, що цей вид забруднення грунтів найбільш вивчаємо, так як майже кожна публікація, присвячена міським грунтів, містить відомості про забруднення мікроелементами. Більшість міських екологів вважає, що всі міські ґрунти забруднені важкими металами. В даний час для багатьох великих містсвіту встановлено, що важкі метали надходять в грунт в основному з повітря. На території міст найбільшу увагу привертає забруднення такими елементами, як Pb, As, Сі, Zn, Cd, Ni.
Важкі метали залучаються до біологічний кругообіг, передаються по ланцюгах харчування і викликають цілий ряд негативних наслідків. При максимальному прояві процесу хімічного забруднення грунт втрачає здатність до продуктивності і біологічному самоочищенню, відбувається втрата екологічних функцій і загибель урбосістеми. Змінюється склад, структура і чисельність мікрофлори і мезофауни. «Перевантаження» ґрунту важкими металами може повністю або частково блокувати протягом багатьох біохімічних реакцій. Важкі метали зменшують швидкість розкладання органічної речовини грунтів.
Історія землекористування в старих містах досить складна. Забруднення важкими металами могло статися в результаті ремісничої і індустріальної діяльності в минулі століття, в результаті руйнування і будівництва будівель після воєн. Загалом, при зміні типу землекористування в різні часивідбувалося накопичення субстратів з різними властивостями, в тому числі і забруднених важкими металами.
Одним з основних джерел забруднення в містах визнаний автотранспорт. Фахівці налічують в вихлопних газах близько 40 хімічних речовин, Більшість з них токсичні. Особливо багато токсичного свинцю, його підвищені концентрації знаходять на відстані більше 100 м від автомагістралі.
Велика увага дослідники приділяють забруднення грунтів протиожеледними сполуками. З початку сімдесятих років в країнах Західної Європи проводяться регулярні дослідження впливу NaCl, СаС12 і Ca (N03) 2, якими посипають дороги в зимовий час, На властивості ґрунтів уздовж доріг. Накопичення солей в грунті може спостерігатися на відстані 100 м від дороги, але істотним воно буває на відстані перших 5-10 м. Максимум вмісту солей доводиться на ранню весну, Мінімум на вересень-жовтень. До осені Na переміщається з поверхневого горизонту (0-5 см) в більш глибокі шари, С1 вимивається. На відстані 10 м від дороги десятирічної експлуатації Na накопичується в кількості 50-70 мг / кг. Зустрічаються дані про збільшення pH грунтового розчину. Посипання доріг сіллю веде до посилення диспергування, погіршення влагопровідності і аерації ґрунтів. Питання про послідуючі хлоридів і вихлопних газів вимагає подальших глибоких і грунтовних досліджень.
До іншим забруднювачів, типовим для міських умов, відносяться: різні форми пестицидів, успадковані від агроландшафтів і характерні в основному для нових міських територій; органічні відходи (рідкі стоки тваринницьких комплексів, промислові органічні відходи, стічні води); радіонукліди; ртуть; речовини, що потрапляють на грунт з забрудненими атмосферними опадами.
Включення антропогенних матеріалів надзвичайно сильно впливають на всі грунтові властивості, обмежуючи площа можливого проникнення коренів і поширення мікроорганізмів, зменшують водоутримуючу здатність грунтів. Кальційвмісний будівельне сміття, пил, цементна крихта і подібні матеріали сприяють подщелачиванию, а розкладання інших субстратів (пластика та ін.) Веде до вивільнення токсичних речовин і газів.
Найважливішим фактором, що впливає на властивості міських грунтів, стає забрудненість їх важкими металами, пестицидами, хлор органічними сполуками та іншими токсикантами.
В даний час отримані великі матеріали про рівні забруднення грунтів в різних містах СНД і за кордоном. Для 120 міст Росії в 80% випадків відзначені істотні перевищення орієнтовно допустимих концентрацій (ОДК) вмісту свинцю та інших важких металів в грунті. Більше 10 млн. Міських жителів контактують з грунтом, що має в середньому перевищення ОДК по свинцю. У більшості міст вміст свинцю змінюється в межах 30-150 мг / кг при середньому значенні 100 мг / кг.
В значній мірі ці показники визначаються видом джерела забруднення, кількісним та якісним складом викидів, віддаленістю забруднювачів від джерела забруднення і мають специфічний характер для кожного міста і будь-якої ділянки в ньому. Розподіл забруднювачів по поверхні ґрунтів визначається багатьма факторами. Воно залежить від особливостей джерел забруднення, рози вітрів, геохімічних потоків міграції, форм рельєфу.
Ступінь прояву процесу забруднення визначається як відношення змісту забруднюючої речовини в грунті до величини ГДК або іншою нормативною величиною. Хімічне забруднення важкими металами визначається по їх валових і рухомим формам.

На території міст грунту піддаються забрудненню, яке можна поділити на механічне, хімічне та біологічне.

Механічне забруднення полягає в засміченні ґрунтів великоуламковим матеріалом у вигляді будівельного сміття, битого скла, кераміки та інших щодо інертних відходів. Це справляє негативний вплив на механічні властивості ґрунтів.

Хімічне забруднення грунтів пов'язано з проникненням в них речовин, що змінюють природну концентрацію хімічних елементів до рівня, що перевищує норму, наслідком чого є зміна фізико-хімічних властивостей ґрунтів. Цей вид їх забруднення є найбільш поширеним, довготривалим і небезпечним.

Біологічне забруднення пов'язане з привнесенням в грунтову середуі розмноженням в ній небезпечних для людини організмів. Бактеріологічні, гельмінтологічні і ентомологічні показники стану ґрунтів міських територій визначають рівень їх епідеміологічної небезпеки. Ці види забруднення підлягають контролю насамперед на території сельбищних і рекреаційних зон.

Основні забруднювачі грунту:

1) пестициди (отрутохімікати);

2) мінеральні добрива;

3) відходи і покидьки виробництва;

4) газодимових викиди забруднюючих речовин в атмосферу;

5) нафта і нафтопродукти.

В даний час вплив пестицидів на здоров'я населення прирівнюють до впливу на людину радіоактивних речовин. За даними ВООЗ, отруєння пестицидами в світі щороку піддаються до 2 млн. Чоловік, з них 40 тис. - з летальним результатом. Переважна частина застосовуваних пестицидів потрапляє в навколишнє середовище(Воду, повітря).

Вони викликають глибокі зміни всієї екосистеми, діючи на всі живі організми, в той час як використовуються для знищення дуже обмеженого числа видів. В результаті спостерігається інтоксикація величезного числа інших біологічних видів (корисних комах, птахів) аж до їх зникнення.

Серед пестицидів найбільшу небезпеку становлять стійкі хлорорганічні сполуки,які можуть зберігатися в грунтах протягом багатьох років, і навіть малі їх концентрації в результаті біологічного накопичення можуть стати небезпечними для життя організмів, так як мають мутагенними і канцерогенними властивостями. Потрапляючи в організм людини, вони можуть викликати швидке зростання злоякісних новоутворень, а також вразити організм генетично, що небезпечно для здоров'я майбутніх поколінь. Ось чому застосування найбільш небезпечного з них - ДДТ в нашій країні і в більшості розвинених країн заборонено. Пестициди здатні проникати в рослини з забрудненого грунту через кореневу систему, накопичуватися в біомасі та згодом заражати харчовий ланцюг. При розпилюванні пестицидів спостерігається значна інтоксикація птахів (орнітофауни). Особливо страждають популяції співочих і перелітних дроздів, жайворонків та інших горобиних.

З тривалим застосуванням пестицидів пов'язують також розвиток резистентних (стійких) рас шкідників і поява нових шкідливих організмів, природні вороги яких були знищені.

Таким чином, можна з упевненістю констатувати, що загальний екологічну шкоду від використання забруднюючих грунт пестицидів багаторазово перевищує користь від їх застосування.

Виявилося також, що нітрати, перебуваючи в надлишку, знижують вміст кисню в грунті, а це сприяє підвищеному виділенню в атмосферу двох «парникових» газів - закису азоту і метану. Нітрати небезпечні і для людини: при концентрації понад 50 мг / л відзначається їх пряме общетоксическое вплив, зокрема, виникнення метгемоглобінемії, внаслідок біологічних перетворень нітратів в токсичні сполуки азоту.

До інтенсивного забруднення грунтів призводять відходи та покидьки виробництва.У країні щорічно утворюється понад мільярд тонн промислових відходів, з них понад 50 млн. Т особливо токсичних. Величезні площі земель зайняті звалищами, золовідвалів, хвостосховищами і ін., Які інтенсивно забруднюють грунти, здатність яких до самоочищення, як відомо, обмежена.

Величезної шкоди для функціонування грунтів представляють газодимовихвикиди промислових підприємств. Грунт здатна накопичувати вельми небезпечні для здоров'я людини забруднюючі речовини, наприклад, важкі метали. У 1997р. майже 0,4 млн. га в нашій країні виявилися забрудненими міддю, свинцем, кадмієм і ін. Ще більше земель були забруднені радіонуклідами та радіоізотопами в результаті Чорнобильської катастрофи.

Однією з серйозних екологічних проблем стає забруднення земель нафтою і нафтопродуктами

До числа основних антропогенних впливів на гірські породи відносять: статичні і динамічні навантаження, теплові, електричні та інші впливи.

Статичні навантаження.Це найбільш поширений вид антропогенного впливу на гірські породи. Під дією статичних навантажень від будівель і споруд, що сягають 2 МПа і більше, утворюється зона активного зміни гірських порід приблизно на глибині 70-100 м. При цьому найбільші зміни спостерігаються: 1) в вічній льодистих породах, на ділянках залягання яких часто спостерігаються відтавання, пученіє і інші несприятливі процеси; 2) в сільносжімаемих породах, наприклад, заторфованних, мулистих і ін.

Динамічні навантаження.Вібрації, удари, поштовхи і інші динамічні навантаження типові при роботі транспорту, ударних і вібраційних будівельних машин, заводських механізмів і т.д. Найбільш чутливі до струсу пухкі недоуплотненія породи (піски, водонасичені лесси, торф та ін.) - Міцність цих порід помітно знижується, вони ущільнюються (рівномірно або нерівномірно), структурні зв'язки порушуються, можливо раптове розрідження і освіту зсувів, відвалів, пливунів і інших ущербообразующим процесів.

Іншим видом динамічних навантажень є вибухи, дія яких схоже з сейсмічними. Гірські породи руйнують вибуховим способом при будівництві доріг, гідротехнічних дамб, видобутку корисних копалин і т.д. Дуже часто вибухи супроводжуються порушенням природної рівноваги - виникають зсуви, обвали, Осовий і т.п. Так, за даними А. А. Махоріна (1985), в результаті вибуху багатотонної заряду в одному з районів Киргизстану, при будівництві кам'яно-накидною греблі, на схилах утворилася зона порушених порід з тріщинами від 0,2 до 1 м в ширину і до 200 м в довжину. За ним відбулися зміщення гірських порід об'ємом до 30 тис. М 3.

Тепловий вплив.Підвищення температури гірських порід спостерігається при підземної газифікації вугілля, в основі доменних і мартенівських печей та ін. В ряді випадків температура порід підвищується до 40-50 ° С, а іноді і до 100 ° Сі більше (в основі доменних печей). У зоні підземної газифікації вугілля при температурі 1000-1600 ° С породи спікається, «каменеют», втрачають свої первинні властивості. Як і інші види впливу, теплової антропогенний потік впливає не тільки на стан гірських порід, а й на інші компоненти навколишнього природного середовища: Грунту, підземні води, рослинність.

Електричне вплив.Створюване в гірських породах штучне електричне поле (електрифікований транспорт, ЛЕП і ін.) Породжує блукаючі струми і поля. Найбільш помітно вони проявляються на міських територіях, де є найбільша щільність джерел електроенергії. При цьому змінюються електропровідність, електросопротівляемость і інші електричні властивості порід.

Динамічне, теплове і електричне вплив на гірські породи створює фізичне «забруднення»навколишнього природного середовища.

Масиви гірських порід в ході інженерно-господарського освоєння піддаються потужному антропогенному впливу. При цьому розвиваються такі небезпечні геологічні процеси, Як зсуви, карст, підтоплення, просідання та ін. Всі ці процеси, якщо вони викликані діяльністю людини і порушують природну рівновагу, називають ущербообразующим і такими, що завдають екологічний (а, як правило, ще й економічний) шкоди навколишньому природному середовищу.

Зсуви.Зсуви є ковзання гірських порід вниз по схилу під дією власної ваги грунту і навантаження: фільтраційної, сейсмічної або вібраційного. Зсуви - явище часте на схилах долин річок, ярів, берегів морів, штучних виїмок. Основними антропогенними факторами, часто накладаються на природні, є: додаткове навантаження на схил від споруд, вібраційне навантаження від транспорту, що рухається і сейсмічна від вибухів, обводнення схилу, зміна його форми і ін. Великих збитків природному середовищу щорічно завдають зсувні процеси на берегах Чорноморського узбережжяКавказу, Криму, в долинах Волги, Дніпра, Дону і багатьох інших річок і гірських районів.

Зсуви порушують стійкість масивів гірських порід, негативно впливають на багато інших компонентів навколишнього природного середовища (порушення поверхневого стоку, виснаження ресурсів підземних вод при їх розтині, освіту заболоченностей, порушення грунтового покриву, загибель дерев і т.д.). Відомо чимало прикладів зсувних явищ катастрофічного характеру, що призводять до значних людських жертв.

Карст.Геологічне явище, пов'язане з розчиненням водою гірських порід (вапняків, доломіту, гіпсу або кам'яної солі), освітою при цьому підземних пустот (печер, каверн і ін.) І супроводжується провалами земної поверхні, Отримало назву карсту.Їх освіту пов'язують з інтенсифікацією відбору підземних вод. Активізація карсту відзначається в багатьох районах Росії. Підтоплення - приклад відповідної реакції геологічного середовища на антропогенний вплив. Під підтопленням розуміють будь-яке підвищення рівня ґрунтових вод до критичних величин (менше 1-2 м до УГВ).

Підтоплення територій негативно впливає на екологічний стан природного середовища. Масиви гірських порід перезволожуються і заболачиваются. Активізуються зсуви, карст і інші процеси. У лесових ґрунтах виникають просадки, в глинах - набухання. Просадка призводить до різкої нерівномірного осідання, а набухання - до нерівномірного підйому будівель і споруд. В результаті споруди відчувають деформації і стають малопридатними для експлуатації, що значно погіршує санітарно-екологічну обстановку в житлових і виробничих приміщеннях. На підтопленої території, в результаті вторинного засолення грунтів пригнічується рослинність, можливо хімічне і бактеріальне забруднення грунтових вод, погіршується санітарно-епідеміологічна обстановка.

Причини підтоплення різноманітні, але практично завжди пов'язані з діяльністю людини. Це - витоку води з підземних водоносних комунікацій, засипка природних дрен - ярів, асфальтування та забудова території, нераціональний полив садів, скверів, підпір підземних вод глибокими фундаментами, фільтрація з водоймищ, ставків - охолоджувачів АЕС і ін.

Мулові опади станцій біологічної очистки стічних вод і компост з міських побутових відходів містять велику кількість органічних і поживних для рослин мінеральних речовин, тому їх використовують як добриво. Однак вони, як правило, містять багато металів в концентраціях, які є токсичними. При внесенні в грунту мулових осадів і компосту в дозах, що визначаються за їх удобрительной цінності, можна прогнозувати збільшення вмісту токсичних елементів в грунтах в кілька разів. Хімічні елементи, Умовно звані важкими металами свинець, цинк, мідь, кадмій, ванадій і ін., Не тільки самі є небезпечними для здоров'я людини, але і служать індикаторами присутності більш широкого спектра забруднюючих речовин (газів, органічних сполук). Величину сумарного показника забруднення ґрунтів використовують для оцінки рівня небезпеки забрудненнятериторії міста. Значення сумарного показника забруднення ґрунтів використовують для оцінки рівня небезпеки забруднення території міста. Значення забруднення до 16 відповідають допустимому рівню небезпеки для здоров'я населення; від 16 до 32 - помірно небезпечному; від 32 до 128 - небезпечному, понад 128 - надзвичайно небезпечного Геохімічне вивчення ґрунтів у місті на регулярній основі дозволяє отримати просторову структуру забруднення призначених для забудови територій і виявити ділянки, проживання на яких пов'язане з найбільшим ризиком для здоров'я населення.

Негативний вплив на стан грунту в місті надає використання кухонної та інших солей для боротьби з ожеледицею в зимовий період і витоку високомінералізованих технологічних розчинів. Це призводить до зростання кількості фітотоксичних сполук у складі ґрунтів. Відомо, що хлориди натрію і кальцію руйнівно діють на ґрунтові колоїди і викликають при певних концентраціях загибель рослин. У талої снігової воді великого промислового міста може міститися хлор-іона в 150 разів більше, ніж в природному річковій воді



Розвиток міських екосистем, на відміну від природних, визначається не стільки природними процесами, скільки діяльністю людини. Тому в місті відбувається значне перетворення всіх факторів грунтоутворення (клімату, рельєфу, почвообразующих порід, Рослинності). природний ґрунтовий покривв більшій частині сучасних міст знищений.

Відмінності основних компонентів міських екосистем від їх природних аналогів досить добре вивчені. Наведемо деякі результати досліджень міських екологів, щоб уявити собі специфіку міського середовища. Більша частина даних відноситься до великих міст, таким, як Москва.

Специфіка клімату. Людина, який побудував великі міста, чинив активний вплив на ландшафт і тим самим на початковий клімат. Деякі дослідники наполягають на необхідності виділення такого різновиду клімату, як міський.

Відмінності в кліматі міста і околиць іноді рівнозначні широтному зсуву на 200-300 км на південь. В атмосфері створюються острова тепла і пилу, які суттєво впливають на температуру повітря і опади. Центр міста в середньому тепліше, ніж його околиці і околиці. Добовий хід температури в місті виражений не так різко, як в околицях. Так, температура повітря в Парижі вище, ніж в околицях, в середньому за рік на 2 ° С, в Нью-Йорку (часом) на 10-15 ° С. Збільшення щільності забудови і асфальтування з 20 до 50% підвищує різницю максимальних літніх температур в центрі і околицях міста з 5 до 14 ° С. Осередок тепла над містом відзначається і в добових мінімумах температур.

З огляду на «запечатанності» поверхні велика частина опадів мине ґрунтове тіло, а інтенсивне нагрівання поверхонь асфальту і міських споруд сприяє перегріву грунту.

Підвищена конвекція в атмосфері міста, а також техногенна запиленість призводять до збільшення числа гроз над містом, зростання інтенсивності злив і загальної кількості опадів. Зимові опади можуть досягати 150%, літні - 115% від норми. Річні суми опадів підвищені в Москві на 25%, що порівнянно з ефектом навмисного впливу на хмарність. Поверхневий стік урбанізованої території вдвічі вище. Всі ці обставини роблять індустріальні міста вогнищами площинний і ярово ерозії навіть там, де вона раніше не проявлялася.

Мал. 10.3.

У містах часом спостерігається відсутність сніжного покриву або різка зміна термінів його освіти. У містах сніговий покрив істотно змінюється в порівнянні з природним. У різних місцях міста сніг прибирається, утоптує, насипається понад норму самою людиною або вітрами. Цим створюються ділянки (мікроландшафту) зі специфічним мікрокліматом, часто не мають аналогів у вміщає грунтово-географічній зоні. На ділянках, оголюються від снігу, виникають умови аридной холодної пустелі, яким в природному стані відповідають скелетні, примітивні, дефліруемие грунту і розріджена рослинність в «Накипні» і «подушкою» формах. На ділянках з надлишком снігу, особливо в затінених місцях, створюється мікроклімат і сезонний режим (фенофаз), близький до лісових та лісо-лугових ландшафтів, обумовлюючи характерні для них почвообразующие процеси.

Залежно від літологічних і топографічних умов можуть посилюватися процеси мерзлотного пучения грунту і грунту і соліф- люкціонного опливанія.

Більша прогрівання і зволоження повітря і грунтів міської території в порівнянні з навколишньою місцевістю покращує умови життя наземної рослинності і грунтової фауни і збільшує період вегетації, хоча в ряді випадків в місті відбуваються зворотні явища (рис. 10.3).

Всі ці особливості клімату є в будь-якому великому місті, проте їх дія зростає зі збільшенням розмірів агломерації.

Рельєф. Господарська та будівельна діяльність людини протягом багатьох століть значно змінює природний рельєф. відбувається:

• вирівнювання поверхні;
• зникнення долинно-балочної мережі;
• створення нового рельєфу (наприклад, терасування або зрізання поверхневої товщі);
• засипка дрібної ерозійної мережі.

Відомо, що на території стародавніх міських поселень існує помітне підняття рівня земної поверхні, зване «тель». Тель підноситься над околицями на 8-10 м, він утворився в результаті систематичного привнесення різного роду субстратів на міську поверхню землі. Як вважають Н.С. Касимов і А.І. Перельман (1995), рельєф міста впливає не тільки на водну, а й на повітряну міграцію поллютантов.

У містах часто спостерігаються карстово-суффозіоннис просадки, осідання товщі грунту в результаті зростаючого витрати підземних артезіанських вод, зменшення обсягу грунтово-грунтової маси, викликаного вилуговуванням розчинних солей, вапна. Осідання проявляються в післябудівельного насипних грунтах і при планувальних грунтових роботах, а також на поверхні у вигляді замкнутих знижень: блюдець, западин, воронок і тріщин. В результаті негативного впливу карстово-суффозіонних процесів часто відбувається деградація грунтово-рослинного комплексу.

Почвообразующие породи. Почвообразующими породами в містах можуть бути:

• природні субстрати, що залягають in situ;
• культурний шар;
• насипні ґрунти;
• намивні грунти.

Мал. 10.4.

культурний шарявляє собою історично сформовану систему нашарувань, що утворилася в результаті діяльності людини. Товщина або потужність культурного шару може коливатися від декількох сантиметрів до десятків метрів (в Саратові до 12 м, в Москві до 22 м) і характеризується строкатістю навіть в межах невеликих ділянок.

Формування культурного шару відбувається шляхом поверхневого накопичення різного роду матеріалу в результаті господарсько-побутової діяльності людини або шляхом перетворення верхнього природного шару при будівництві та благоустрої, з привносом в природну грунт сторонніх матеріалів.

До складу культурного шару в сучасних містах входять найрізноманітніші домішки - бита цегла, камінь, будівельне сміття, різні предмети домашнього вжитку, занедбані фундаменти будівель, льохи, колодязі, зроблені з колод і дощаті настили, булижние і асфальтові покриття. Серед цих відкладень зазвичай переважає будівельне сміття. Нашарування культурного шару в різний історичний час могли виконувати роль грунту, набували риси її будови. Таким чином, культурний шар являє собою різновікову систему похованих міських грунтів (рис. 10.4).

Мал. 10.5.

Зростання території міст відбувався поступово. Спочатку межею міста служили фортечні стіни, потім фрагментарна забудова передмість перетворювалася на суцільний, міська межа розширювалася, а місто обростав новими передмістями (рис. 10.5).

Малюнок 10.6 ілюструє етапи приросту території м Москви. На малюнку видно, що центральні райони століттями перебувають під пресом урбогенеза. У XX ст. темпи розширення міської території зросли в багато разів. Отже, територія древніх великих міст, якими є Москва, Новгород, Київ та ін., Може бути розділена за характером субстратів на дві основні зони: зону стародавнього поселення з потужним культурним шаром і зону молодий забудови зі слаборозвиненим культурним шаром, свіжими і старими грунтами, на яких зберігаються природні грунти різного ступеня порушення і формуються малопотужні слаборозвинені міські грунту.

Грунти.Весь спектр пухких осадових відкладень і гірських порід, поширених в навколишньої території, зустрічається і в місті. У містах відбувається глибока зміна грунтів. Так, глибина закладення фундаментів наземних споруд простягається до 35 м, метрополітену до 60-100 м. Це не тільки призводить до перемішування грунтів, а й змінює напрямок стоку підземних вод.

Таким чином, формування міських грунтів може відбуватися:

• на культурному шарі;
• на природних грунтах різного генезису, що складаються з органо-мінерального грунтового матеріалуі залишків природних грунтів ( «грунт на грунті»);
• на природних і техногенних насипних або намивних грунтах ( «грунт на грунті»).

Мал. 10.6.

1 - Кремль, 1156 р .; 2 - межа Білого міста, 1593 р .; 3 - Камер колезький вал в 1742 р .; 4 - межа 1917 р .; 5 - межа по Генплану 1935 р .; 6 - МКАД, 1960 р .; 7 - сучасні кордони міста. (З кн. «Москва - Париж. Природа і містобудування», 1997)

Рослинний покрив. Міська флора нс втрачає повністю своїх зональних рис, і процес антропогенизации ландшафту в містах контролюється зонально-кліматичними умовами. Однак в містах лісової зони відзначається придбання рослинністю більш південної зовнішності в зв'язку з більш теплими посушливими умовами.

Міська флора формується з місцевих аборигенних видів та інтродукованих, привнесених, заносних видів. Особливостями міської флори (Кавтарадзе, Ігнатьєва, 1986) є:

• багатство флористичного складу, спочатку обумовлене Екотон ефектом;
• флористична неоднорідність міста, обумовлена ​​його екологічної, географічної та вікової неоднорідністю. Від околиць міста до його центру закономірно зменшується число видів флористичного складу.

Д.Н. Кавтарадзе і М.І. Ігнатьєва (1986), М.І. Ігнатьєва (1993) розробили класифікацію міських рослинних угруповань, використовуючи термін «урбанофітоценоз» (УФЦ). В основу її покладено походження УФЦ і домінуюча життєва форма рослин. Дані табл. 10.2 дають уявлення про різноманітність УФЦ.

Таблиця 10.2

Урбанофітоценози і їх комплекси (Ігнатьєва, 1993)

Спільноти з домінуванням дерев і чагарників	співтовариства трав'янистих рослин	Садово-паркові комплекси, тобто поєднання фрагментів деревної, чагарникової і трав'янистої рослинності
А. Природного походження		1. Парки (сади) 2. сквери 3. Міжквартальні насадження 4. Бульвари 5. Спеціального призначення (насадження лікарень, дитячих садків, інститутів, промислових зон) 6. Вуличні посадки
1. Деревні масиви лісопарків і парків	1. Луга лісопарків 2. Болота лісопарків
Б. Штучно сфо	рмірованние
1. Деревні масиви і групи парків 2. Живі огорожі	1. Газони 2. Квітники
В. Стихійно виникли
1. Пустирі

Екологічні відмінності міських природних комплексів дуже значні. Найповніше властивості природних комплексів спостерігаються в міських лісах, лісопарках та старих парках, в яких зберігається природний біологічний кругообіг, хоча і регульований людиною. Решта типів УФЦ характеризуються, як правило, штучно сформованими рослинними співтовариствами, і екологічне їх функціонування в більшій мірі визначається внеском людини: видалення опалого листя, внесення органічних і мінеральних добрив і т.д. Найгіршими умовами виростання характеризуються дерева в лунках, з усіх боків оточені асфальтом. Крайовий опік листя, зниження декоративності, зміна морфологічної будови зв'язуються з несприятливими повітряними і особливо з грунтовими умовами.

Токсичні речовини, що знаходяться в самому грунті, в більшій мірі впливають на рослинність, ніж газові викиди транспорту і промислових підприємствв атмосферу. Пошкоджуваність дерев і чагарників може бути відповідною реакцією на токсичність середовища проживання. В результаті відбувається:

• прискорене відмирання гілок основної частини крони;
• зниження лінійного приросту осі стовбура і гілок;
• ослаблення побегообразования за рахунок відмирання нирок;
• зміна габітусу молодих дерев і т.д.

Таким чином, повреждаемость дерев і чагарників може бути відповідною реакцією на токсичність середовища проживання.

При сильної запиленості повітря в місті велике значення має здатність зелених насаджень вловлювати пил і аерозолі. Протягом вегетаційного періоду дерева уловлюють 42% пилу повітря, а в безлистий період - 37%. Найкращими пилозахисними властивостями володіють бузок і в'яз, менш поглинають пилу дуб (до 56 т / га) і ялина (32 т / га).

Насадження роблять позитивний вплив на тепловий режим як прилеглих до них територій, так і внутрішньоквартальної забудови. Усередині забудови температура буде вищою, ніж в оточуючих зелених насадженнях, причому різниця іноді сягає 2-3 ° С.

Озеленені території здатні збільшувати вологість повітря. Випаровуються поверхню листя дерев і чагарників, стебел грав і квітів в 20 разів і більше перевищує площу грунту, займаної цією рослинністю.

Зеленими насадженнями поглинаються з повітря і важкі метали, що дещо знижує їх концентрацію. Так, більше свинцю поглинається тополею і клен гостролистий, а сірки - липою мелколистной і клен гостролистий. Крона хвойних дерев адсорбує свинець, цинк, кобальт, хром, мідь, титан, молібден.

Землекористування як фактор урбопедогенеза. Структура і характер землекористування є формує чинником розвитку грунтів в місті. Одним з важливих чинників грунтоутворення є тип функціонального використання земель: житлова забудова, промислова зона, лісопарк і т.д.

Міська територія є різноманіття типів земель, що мають різне функціональне призначення. Кожен тип поряд із загальними показниками має свої, властиві тільки йому характеристики.

У будь-якому великому місті виділяються наступні категорії земель:

• землі міської та сільської забудови - житлова частина (внутрідво- ровие простору, сквери, дитячі сади і школи, газони вздовж транспортних магістралей);
• землі загального користування - промислові зони (заводи і фабрики, автогосподарства, ТЕЦ, склади, АЗС, станції і поля аерації, автомагістралі, аеропорти, залізниці та ін.);
• землі природно-рекреаційної та природоохоронної зон (міські ліси, лісопарки, парки, бульвари, сквери, пам'ятники природи і т.д.);
• землі сільськогосподарського використання (ріллі, ферми, розплідники, дослідні поля);
• землі резерву (пустирі, смітники, кар'єри, перелоги).

Кожна з перерахованих вище категорій міських земель складається з:

• а) запечатаних територій (непроникних) під житловими будинками, дорогами, тротуарами, складськими і виробничими приміщеннями та іншими будівлями та комунікаціями. Ці землі позбавлені природного водного і повітряного обміну;
• б) відкритих незапечатаний (проникних) територій, що представляють собою грунту, почвоподобние тіла різного ступеня антропогенної порушеності. Саме незапечатані міські землі виконують санітарно-гігієнічні, екологічні та біосферні функції, настільки важливі для повноцінного якісного рівня життя міського населення.

У свою чергу відкриті незапечатані території можна розділити на:

• а) озеленені території, вкриті лісовою рослинністю, з покривають їх ґрунтами, які зберігають екологічні функції (сквери, парки, лісопарки, газони і т.д.);
• б) нсозслснсннис або слабоозсленсннис території, рослинність на яких поширена фрагментарно і представлена ​​головним чином рудеральними видами або бур'янами (пустирі, внутрішньодворові простору і т.д.). Екологічні функції розвинених там грунтів трансформовані, деградовані або сильно порушені. Такі території зустрічаються у всіх категоріях земель.

Грунти несуть на собі відбиток якості і виду землекористування. Це дозволяє припустити, що тип землекористування - фор- Jljюшій фактор еволюції грунтів міських і промислових районів. IIIМіський спосіб землекористування впливає на всі фак- Ю>тори грунтоутворення. З іншого боку, функціональне використання території безпосередньо визначає інтенсивність і характер впливу на грунтовий профіль.

Специфічними факторами грунтоутворення міських грунтів є:

• структура і характер господарського землекористування в місті;
• особливий міський мікроклімат, еквівалентний широтному зсуву на 200-300 км;
• насипні природні субстрати і культурний шар і наявність в них будівельно-побутових включень;
• зміни рослинності, пов'язані з особливостями міського мікроклімату;
• аерозольна і Внутрішньогрунтовий забруднення.

Ґрунти і ґрунтовий покрив ДВ характеризуються великою різноманітністю, що визначається биоклиматической неоднорідністю умов їх формування від зони арктичних пустель на півночі до зони лісостепу на півдні і від вологого океанічного узбережжя на сході до континентальних просторів на заході.

Історія вивчення ґрунтів ДВ налічує понад сто років, але сучасне уявленняпро грунтах, почвообразующих процесах, про своєрідність регіонального ґрунтоутворення розроблялося останні 50 років. Воно відображено в окремих публікаціях і монографіях ряду авторів. Вивченість грунтів, грунтового покриву різних субрегіонів ДВ далеко неоднозначна. Найбільш вивченими є грунту півдня ДВ, що пов'язано з його більш активним хоча і не більш раннім освоєнням.

Своєрідність природи південної половини ДВ, її грунтів описані в роботі Ю.А. Ліверовських, Б.П. Колесникова (1949). У спеціальних монографічних роботах Г.І. Іванова (1964, 1966, 1976) найбільш повно висвітлені питання генезису, класифікації грунтів Примор'я. Певний внесок у вивчення ґрунтів хвойно-широколистяних і широколистяних лісів нізкогорій Примор'я зроблений Н.А. Крейд (1970), а грунтів гірських темнохвойних лісів - Н.Ф. Пшеничникова (1989). В останнє десятиліття з'явилися роботи, що розширюють уявлення про специфіку ґрунтоутворення в межах гірських (Пшеничников, Пшеничникова, 2002) і низинних територій (Шляхов, Костенков, 2000) континентально-приокеанических екосистем, а також заплавних грунтів південного сходу Примор'я (Шелест, 2001).

Характеристика грунтів Хабаровського краю і Амурської області найбільш повно відображена в роботі А. Т. Терентьєва (1969), і пізніше в монографіях співробітників ХабКНІІ Ю.С. Прозорова (1974), Ю.І. Єршова (1984), А.Ф. Махінова (1989).

Грунти острівних екосистем Сахаліну і Курил всебічно представлені в двох монографіях А.М. Івлєва (1965, 1977).

Грунти півострова Камчатка вивчені в значно меншому ступені. Робота І. А. Соколова (1973) і по теперішній час є єдиним найбільш повним джерелом про взаємозв'язок вулканізму і грунтоутворення на ДВ.

Територія Магаданської області характеризується найменшою освоєнням і як наслідок - її грунту найменш вивчені. Е.М. Наумов, Б.П. Градусів (1974) одні з перших узагальнили матеріал про особливості тайгового грунтоутворення на Крайній північному сході Євразії. Дещо пізніше співробітниками інституту Біологічних Проблем Півночі ДВНЦ АН СРСР видається робота "Географія і генезис грунтів Магаданської області" під редакцією В. І. Ігнатенко (1980).

До теперішнього часу питання генезису, класифікації грунтів окремих частин ДВ розроблені з різним ступенем детальності. Целесобразно є узагальнення та генералізація наявного матеріалу по грунтам всього ДВ. Така спроба зроблена Б.Ф. Пшеничникова (1986) в рамках навчального посібника "Грунти Далекого Сходу".

В теперішньому навчальному посібникурозглядаються умови формування, морфологічна будова грунтів, процеси ґрунтоутворення, класифікація і районування грунтів Далекосхідного регіону, що, сподіваємося, допоможе сформувати у початківців дослідників уявлення про грунти ДВ.

Спочатку коротко зупинимося на теоретичних питаннях класифікації грунтів і грунтово-географічного районування.

В. В. Докучаєв вперше дав наукове визначеннягрунту як самостійного природно-історичного тіла природи (такого ж, як рослини, тварини і т. п.), що утворюється в результаті одночасної взаємодії факторів грунтоутворення: клімату, гірської породи, Рослинності і тваринного світу, рельєфу і віку. Певне поєднання чинників грунтоутворення призводить до утворення генетичного типу грунтів, прийнятого В. В. Докучаєвим за основну класифікаційну одиницю.

Відповідно до класифікації грунтів, діючу пенсійну систему Росії (Класифікація і діагностика ґрунтів СРСР, 1977), в основну таксономічну одиницю - генетичний тип ґрунтів - об'єднуються грунту з єдиним будовою профілю, сформованим в результаті розвитку однотипного процесу грунтоутворення в умовах з подібним характером водно-теплового режиму, на материнських породах східного складу і під однорідної рослинністю.

На території Росії виділені кілька десятків типів грунтів. Деякі з них широко поширені, наприклад, чорноземи, підзолисті, бурі лісові. Останні є зональними грунтами півдня ДВ.

Кожен генетичний тип ґрунтів послідовно поділяється на підтипи, пологи, види, різновиди і розряди.

Підтипом грунтів є перехідна група грунтів між типами, що різняться по прояву основного і супутнього процесів грунтоутворення. Наприклад, при розвитку в грунті поряд з буроземообразованіем процесу оподзоливания формується підтип бурі лісові опідзолені ґрунти; розвиток дернового процесу поряд з підзолистим призводить до утворення підтипу дерново-підзолисті ґрунти. Поява підтипу може бути обумовлено також суттєвою динамікою основного ознаки типу (наприклад: світло-сірі, сірі, темно-сірі лісові грунти) або фаціальними особливостями природних умов в межах грунтової зони (наприклад, південний чорнозем).

Рід грунтів виділяється в межах підтипів і представлений групою ґрунтів, якісні генетичні особливості яких визначаються особливостями складу грунтового яка поглинає комплексу і хімізму засолення, зумовленими рядом місцевих умов: складом грунтоутворюючих порід, хімізмом ґрунтових вод, реліктовими ознаками почвообразующего субстрату.

Вид грунтів - це група грунтів в межах роду, що розрізняється за ступенем розвитку основного грунтоутворювального процесу. Наприклад, за ступенем оподзоленності (слабо, середньо, сильно опідзолені), гумусірованності (середньо, сильно гумусірованние).

Різновид грунтів - група ґрунтів в межах роду, що відрізняється по гранулометричному складу верхніх горизонтів (наприклад - глинистий, суглинна і т. Д.).

Грунтові розряди - це група грунтів одного виду і одного механічного складу, але розвинені на материнських породах різного походження та різного петрографічного складу (наприклад - на гранітах, на вапняках, на аллювии).

Для того, щоб визначити типову приналежність грунту треба перш за все визначити тип ґрунтового профілю на підставі вивчення його морфологічної будови. Як це робити, - докладно описано в нашому методичному посібнику для першої екологічної практики (Урусов і ін., 2002). Потім необхідно порівняти морфологічні показники зі схемою морфологічної будови різних грунтів. Визначивши тип ґрунтового профілю, треба визначити тип географічного ландшафту, географічний ареал даної грунту, основні і супутні елементарні грунтоутворювального процеси, тип міграції та акумуляції речовин в даному грунті.

При діагностиці грунтів в першу чергу використовуються дані морфологічного будови профілю, умов формування грунтів, дані за змістом і характером внутрішньопрофільних диференціації гумусу, складу поглинених підстав, а також внутрішньопрофільних диференціація фізичної глини і піску, мулу та валового хімічного складу.

Грунтово-географічне районування - це виділення територій, однорідних за структурою ґрунтового покриву, подібних за умовами грунтоутворення і щодо можливого використання їх в сільськогосподарському виробництві.

У 1962 році в МДУ (Грунтово-географічне районування СРСР, 1962), була розроблена схема грунтово-географічного районування, яка представлена ​​нижче.

Таксономічна система грунтово-географічного районування:

Грунтовий биоклиматический пояс - це сукупність ґрунтових зон і вертикальних ґрунтових структур, подібних за радіаційним, термічним умовам і характеру їх впливу на розвиток рослинності, вивітрювання і грунтоутворення. Визначальним показником при виділенні пояса є термічні умови.

Грунтово-біокліматична область Це ареал ґрунтових зон і вертикальних ґрунтових структур в межах грунтово-біокліматичного поясу, що виділяється своєрідністю зволоження і континентальності, і як наслідок цього, - специфічними особливостями розвитку рослинності, вивітрювання і грунтоутворення. Діагностичними показниками при виділенні області є умови зволоження і континентальності.

Вертикальна грунтова структура - це ареал певного ряду вертикальних ґрунтових зон, обумовлених положенням гірської країни в системі грунтово-біокліматичних областей і головними особливостями загальної орографії. За своїм таксономическому положенню в системі районування вертикальна грунтова структура ідентична грунтової зоні на рівнині. Провідними показниками при виділенні вертикальних ґрунтових структур є термічні умови, зволоження і тип грунтоутворення нижньої зони. Ґрунтова провінція - частина ґрунтової зони, що виділяється своєрідністю її зволоження і континентальності, температурними відмінностями, які обумовлюють специфіку грунтів, умов грунтоутворення. Вертикальна ґрунтова зона - ареал певного зонального гірського типу грунтів.

Грунтовий округ - частина провінції або вертикальної грунтової зони з певним генетичним типом рельєфу, в межах якого простежується певне поєднання грунтів і грунтоутворюючих порід. Показові відмінності округів обумовлені особливостями місцевого клімату і рослинного покриву. Грунтовий район - це ареал грунтів в межах ґрунтового округу з відносно однорідним рельєфом, складом грунтового і рослинного покриву і певним мікрорельєфом.

Специфіка географічного положення ДВ Росії (рис. 2) перетинає з півночі на південь три грунтово-біокліматичних пояса: полярного (холодного), бореального (помірно холодного), суббореального (помірного), обумовлює широке розмаїття умов грунтоутворення і виділення в їх межах нижченаведених ґрунтових областей , зон і провінцій.

1http: //www.priroda.ru/regions/info/detail.php? SECTION_ID = & FO_ID = 440 & ID = 6452

2http: //xn--80aa2bkafhg.xn--p1ai/article.php? Nid = 12709

3http: //www.kmslib.ru/kraevedenie/geografiya

4http: //ecology-of.ru/priroda/klimat-goroda-khabarovsk

5 https://abc.vvsu.ru/books/u_ekologija/page0002.asp

6 http://samanka.ru/osobennosti-landshaftnogo-dizajna.html

Деякі екологічні проблеми великого міста (забруднення міських грунтів)

Мегаполіси, найбільші міста, міські агломерації та урбанізовані райони - це території глибоко зміненої антропогенною діяльністю природи. Викиди великих міст змінюють навколишні природні території. Інженерно-геологічні зміни надр, забруднення грунтів, повітря, водних об'єктів проявляється на відстані в 50 разів більшому, ніж радіус агломерації. Так, атмосферне забруднення Москви поширюється на схід (завдяки західному макропереносу) на 70-100 км, теплове забруднення й порушення режиму випадання атмосферних опадів простежується на відстані 90-100 км, а гноблення лісових масивів - на 30-40 км.

Окремі ореоли забруднення навколо Москви і інших міст і селищ Центрального економічного району злилися в єдине гігантська пляма площею 177900 кв.км - від Твері на північному заході до Нижнього Новгорода на північному сході, від південних кордонів Калузької області на південному заході до кордонів Мордовії на південному сході. Пляма забруднення навколо Єкатеринбурга перевищує 32,5 тис.кв.км; навколо Іркутська - 31 тис. кв.км.

Чим вище рівень науково-технічного прогресу, тим сильніше навантаження на навколишнє середовище. Один житель США в середньому споживає ресурсів в 20-30 разів більше, ніж пересічний громадянин Індії.

У багатьох країнах площа урбанізованих земель перевищує 10% загальної території. Так, в США вона становить 10,8%, в Німеччині - 13,5%; в Голландії 15,9%. Використання земель під різні споруди істотно впливає на біосферні процеси. З урбанізованих територій надходить в 1,5 рази більше органічних речовин, в 2 рази більше сполук азоту, в 250 разів більше діоксиду сірки і в 410 разів більше окису вуглецю, ніж з сільськогосподарських районів.

Екологічно несприятлива обстановка спостерігається у всіх містах з населенням понад 1 млн. Чол., В 60% міст з населенням від 500 тис. До 1 млн. І в 25% міст з населенням від 250 тис. До 500 тис. Чол. За існуючими оцінками, близько 1,2 млн. Чоловік в містах Росії живуть в умовах різко вираженого екологічного дискомфорту і близько 50% міського населення Росії - в умовах шумового забруднення.

Однією з найактуальніших проблем урбоекології є проблема забруднення міських грунтів - урбоземов. На ній я і вирішив зупинитися.

Міські грунту (урбоземи).

Міські грунту відмінні від природних по хімізму і водно-фізичними властивостями. Вони переуплотнени, грунтові горизонти перемішані і збагачені будівельним сміттям, побутовими відходами, через що мають більш високу лужність, ніж природні їх аналоги. Ґрунтовий покрив великих міст відрізняється також і високою контрастністю, неоднорідністю через складну історію розвитку міста, перемешанность похованих різновікових історичних грунтів і культурних шарів. Так, в центрі Казані грунту формуються на потужному культурному шарі - спадщині минулих епох, а на околицях, в районах нового будівництва, грунтоутворення розвивається на свіжих насипних або перемішаних грунтах.

Природний ґрунтовий покрив на більшій частині міських територій знищений. Він зберігся лише острівцями в міських лісопарках. Міські грунту (урбоземи) розрізняються за характером формування (насипні, перемішані), по гумусірованності, по ступеня порушення профілю, за кількістю і складом включень (бетон, скло, токсичні відходи) і т.д. Для більшості ж міських грунтів характерна відсутність генетичних горизонтів і наявність різних за забарвленням і потужності шарів штучного походження. До 30-40% площі житлових забудованих зон займають запечатані грунту (екраноземи), в промислових зонах переважають хімічно забруднені індустріземи на насипних і привізних грунтах, навколо АЗС формуються інтруземи (примушення грунту), а в районах новобудов - почвоподобние тіла (реплантоземи).

Особливий внесок в погіршення хімічних властивостей ґрунтів вносять "снегоноси" - застосування взимку солей з метою швидкого звільнення дорожніх покриттів від снігу. Для цього зазвичай використовують хлористий натрій (кухонну сіль), що веде не тільки до корозії підземних комунікацій, а й до штучного засолення ґрунтового шару. В результаті в містах та вздовж автомагістралей з'явилися такі ж засолені грунти, як де-небудь в сухих степах або на морських узбережжях (як виявилося, істотний внесок в засолення придорожніх грунтів в останні рокивносять потужні машини типу джипів, які, йдучи на великій швидкості, розбризкують калюжі на дорогах далеко в сторони). Пропоновані нешкідливі для рослин замінники солі (наприклад, містять фосфор зола) не знайшли в Росії широкого застосування. Завдяки підвищеному надходженню з атмосфери карбонатів кальцію і магнію грунти мають підвищену лужність (їх pH досягає 8-9), вони збагачені також сажею (до 5% замість нормальних 2-3%).

Основна частина забруднюючих речовин надходить в міські грунту з атмосферними опадами, з місць складування промислових та побутових відходів. Особливу небезпеку становить забруднення ґрунтів важкими металами.

Міські ґрунти мають підвищений вміст важких металів, особливо у верхніх (до 5 см), штучно створених шарах, які в 4-6 разів перевищує фонове. За останні 15 років площа земель, сильно забруднених важкими металами, зросла в містах на третину і вже охоплює місця новобудов. Наприклад, сильно забруднене важкими металами, особливо речовинами 1-го і 2-го класу небезпеки, історичний центр Москви. Тут виявлено високе забруднення цинком, кадмієм, свинцем, хромом, нікелем і міддю, а також бензапиреном, що володіє найсильнішими канцерогенними властивостями. Вони знайдені в грунті, листі дерев, траві газонів, дитячих пісочницях (діти, що грають на дитячих майданчиках в центрі міста, отримують свинцю в 6 разів більше, ніж дорослі). Значний вміст важких металів виявлено в Центральному парку культури і відпочинку. Це пояснюється тим, що парк був розбитий на початку 1920-х років на місці смітників за Москвою-рікою (в 1923 р тут проводилася Всеросійська сільськогосподарська виставка).

Велику роль в цьому забрудненні мають не тільки стаціонарні (промислові (в першу чергу, металургійні) підприємства, але і мобільні джерела, особливо автотранспорт, кількість якого зі збільшенням розмірів міста постійно підвищується. Якщо 15-20 років тому атмосферу міст забруднювали в основному промисловість і енергетика, то сьогодні "пальма першості" перейшла до "хімічним фабрикам на колесах" - автотранспорту, на частку якого припадає до 90% всіх викидів в атмосферу. Так, наприклад, кожна третя московська родина має автомобіль (в Москві більше 3 млн. автомобілів) , причому близько 15% з них - застарілі "іномарки". Значна їх частина ввозиться в країну з демонтованими антитоксическими системами. 46% всіх експлуатованих в Москві автотранспортних засобів мають вік понад 9 років, тобто перевищили термін амортизації. до числа пріоритетних забруднювачів атмосфери, а, отже, і грунту, що надходять з відпрацьованими газами автомобілів, відносяться свинець і бензапірен. з тримання їх в грунтах багатьох міст значно перевищує гранично допустимі норми. У грунтах 120 міст Росії в 80% виявлено перевищення ГДК свинцю, близько 10 млн. Міських жителів постійно контактують з забрудненій свинцем грунтом.

Показники хімічного забруднення грунтового покриву деяких бульварів, що входять в Бульварне кільце Москви, представлені в наступній таблиці.

Вплив свинцю порушує функції жіночої та чоловічої репродуктивної системи, призводить до зростання числа викиднів і вроджених захворювань, впливає на нервову систему, знижує інтелект, викликає захворювання серця, порушення рухової активності, координації рухів, слуху. Ртуть порушує функції нервової системиі нирок, а у великих концентраціях може викликати параліч, хвороба Миномата. Великі дози кадмію знижують адсорбцію кальцію кісткової тканини, приводячи до мимовільних переломів кісток. Систематичне надходження цинку призводить до запальних явищ в легенях і бронхах, цирозу підшлункової залози, анемії. Мідь викликає функціональні порушення нервової системи, печінки, нирок, зниження імунітету.

Багаторічні спостереження за вмістом важких металів в грунтах 200 міст Росії показало, що до надзвичайно небезпечної категорії забруднення відносяться грунту 0,5% з них (Норильськ), до небезпечної - 3,5 (Кіровоград, Мончегорськ, Санкт-Петербург та ін.), до помірно небезпечної - 8,5% (Азбест, Єкатеринбург, Комсомольськ-на-Амурі, Москва, Нижній Тагіл, Череповець і ін.).

22,2% території Москви відноситься до території середнього забруднення, 19,6% - сильного забруднення і 5,8% - максимального забруднення грунтів.

Дослідження ґрунтів Бульварного кільця, проведені навесні 1999 року, показали низький вміст біологічно активних речовин (гумусу, азоту, фосфору, калію), необхідних для живлення рослин. активність ґрунтових ферментівнижче оптимальних показників. Все це викликає пригнічення зелених насаджень в цьому районі.

Міські грунту приймають на себе весь удар і від радіоактивного забруднення. Тільки в Москві налічується понад півтори тисячі підприємств, що використовують для своїх потреб радіоактивні речовини. Щорічно на території міста утворюються кілька десятків нових ділянок радіоактивного забруднення, ліквідацією яких займається НВО "Радон".

Зниження родючості міських грунтів відбувається також через регулярного прибирання рослинних залишків, що прирікає міські рослини на голодний пайок. Погіршує якість грунтів і регулярне скошування газонів. Знижує родючість міських земель і бідна грунтова мікрофлора, мала кількість мікробного населення. Майже немає в грунтах міст таких корисних і неодмінних членів грунтового населення, як дощові черв'яки. Нерідко міські грунту стерильні майже до метрової глибини. А адже саме грунтові бактерії переводять мертві органічні залишки в форму, зручну для засвоєння корінням рослин. Екологічні функції міських грунтів ослаблені не тільки через сильного забруднення (грунтовий покрив перестає бути фільтраційним бар'єром), а й з-за ущільнення, що утрудняє газообмін в системі грунт-атмосфера і спричиняє появу мікропарнікового ефекту під щільною (утоптаної) поверхневої кіркою грунту. У спекотні літні дні асфальтові покриття, нагріваючись, віддають тепло не тільки приземного шару повітря, але і в глиб грунту. При температурі повітря 26-27 ° С температура грунту на глибині 20 см досягає 37 ° С, а на глибині 40 см - 32 ° С. Це справжнісінькі гарячі горизонти - якраз ті, в яких зосереджені живі закінчення коренів рослин. Таким чином, для вуличних рослин створюється незвичайна теплова ситуація: температура підземних органів у них вище, ніж надземних.

Через прибирання опалого листя восени і снігу взимку міські грунту сильно вихолоджується і глибоко промерзають - нерідко до -10 ... -15 ° С. Виявлено, що річний перепад температур в кореневмісному шарі міських грунтів досягає 40-50 ° С, в той час як в природних умовах (для середніх широт) він не перевищує 20-25 ° С.

Вивчення стану здоров'я населення в залежності від рівня забруднення ґрунтів надійшли з атмосфери важкими металами дозволило розробити оціночну шкалу санітарної небезпеки забруднення - сумарний показник забруднення (СПЗ).

величина СПЗ	рівень небезпеки	захворюваність населення
	безпечний	найбільш низький рівеньзахворюваності дітей. Мінімальна частота народження функціональних відхилень
	малонебезпечні	Збільшення загальної захворюваності
		Збільшення загальної захворюваності дітей і дорослих, числа дітей з хронічними захворюваннями, порушень функціонального стану серцево-судинної системи
	високонебезпечними	Збільшення загальної захворюваності дітей і дорослих, числа дітей з хронічними захворюваннями, порушень функціонального стану серцево-судинної системи, дітородної функції жінок

Ніякі досягнення науки і техніки не відвернуть екологічну катастрофу, якщо реальне зрушення у ставленні людини до природи не стане домінантою формування нової екологічної культури та етики. Під екологічною культурою розуміється зміна світогляду кожної людини від сучасного антропоцентрического на більш прогресивне - біоцентріческого.