Экологические функции городских почв

Известно, что почвообразовательные процессы, являются результатом воздействия на почву других природных сред (атмосфера, грунт, живое вещество), превращения и передвижения веществ в почве (Роде, 1971). В городской почве, в отличие от естествснноисторических почв, появляются новые компоненты, энергетические и вещественные связи, присущие урбанизированным экосистемам.

Почвы, формирующиеся в урбоэкосистеме, аналогично естественным почвам (Добровольский, Никитин, 1990), выполняют роль базисной составляющей, в них замыкаются биогеохимические круговороты веществ. происходит биохимическое преобразование культурного насыпного слоя, трансформация поверхностных вод в грунтовые, они являются питательным субстратом для растений. Почва служит банком семян, регулятором газового обмена и т. д.

Городские почвы выполняют в городе разнообразные экологические функции.

Главными функциями городской почвы являются:

• • продуктивность, т. е. пригодность для произрастания зеленых насаждений,
• • способность сорбировать в толще загрязняющие вещества,
• • спосбность удерживать их от проникновения в почвенно-грунтовые воды,
• • способность препятствовать поступлению илисто-пылеватых частиц в городской воздух.

Роль почвы в городе существенна и разнообразна. Выполняя важные средообразующие функции, почва изменяет химический состав атмосфсрных осадков и подземных вод, она является универсальным биологическим адсорбентом, поставщиком и регулятором содержания С0₂, 0₂, N₂ в воздухе (табл. 10.6; рис. 10.9).

Рис. 10.9. Роль почвы в городских экосистемах.

В крупных городах — мегаполисах, особенно в промышленных центрах, происходит значительная деградация экологических функций городских почв.

Почва в городе является хорошим поглотительным барьером газовых примесей, в том числе поступающих от автотранспорта, ТЭЦ, заводов и т. д., она также регулирует газовый состав атмосферы путем выделения и поглощения газов (метан, аммиак, углекислый газ и др.).

Благодаря определенным биогсохимическим свойствам и огромной активной поверхности тонкодисперсной части почва превращается в «депо» токсических соединений и одновременно становится одним из важнейших биогеохимических барьеров для большинства соединений (ТМ, излишки минеральных удобрений, пестициды, нефтепродукты и т. д.) на пути их перехода из атмосферы города в фунтовые воды и речную сеть. Но в некоторых случаях почва сама становится источником зафязнения.

Таблица 10.6.

Возможная трансформация и деградация экологических функций городских почв.

Широко распространенное в крупных городах подтопление приводит к формированию оползней и оплывин на склонах, нарушению органопрофиля почвы и проявлению процессов оглеения. Подтопление изменяет химический состав подземных вод, прочностные показатели грунтов, способствует распространению загрязнителей из почв и грунтов в грунтовые воды. В городах России подтопление стало особенно развиваться с 1950;х годов. Ныне подтоплению подвержены почти 90% российских городов, в том числе Архангельск (100% площади), Астрахань, Санкт-Петербург и Тула (80%), Москва (до 75% площади).

Городские территории подвержены также иссушению вследствие особенностей теплового баланса каменных поверхностей и неблагоприятных гидрогеологических условий (карст, карьеры, выработки, строительство шоссейных дорог и коммуникаций), что ведет к нарушению естественных поверхностных и внутрипочвенных водных потоков.

Иссушение почвы вокруг домов ведет к деградации растительности, разрушению дернины и снижению общей продуктивности. При этом увеличивается площадь открытых незадернованных и нсозелененных поверхностей, подверженных ветровой эрозии. Иссушение земель, обогащенных токсичными пылеватыми почвенными частицами, усиливает ветровую эрозию, что приводит к неблагополучным экологическим ситуациям.

В крупных городах и промышленных центрах до 70−90% поверхности почвы запечатано асфальтобетоном или жилыми и промышленными постройками, вследствие чего большая доля загрязненных осадков минует почвенное тело и непосредственно уходит через канализацию в водоемы и речную сеть.

Асфальтобетонное покрытие защищает почву от основной массы загрязнителей и препятствует проникновению в нее дождевых осадков, изменяет водно-воздушный режим. Жизнедеятельность микроорганизмов свидетельствует о газообмене воздуха почвы с воздухом атмосферы. Одним из негативных последствий является эффект теплицы, создающийся в результате запечатывания почвы. Без естественной аэрации происходит переувлажнение почвы, что способствует повышению влажности в подвалах и разрушению фундаментов. В результате страдает здоровье жителей нижних этажей: наблюдается повышенная влажность помещения, развитие патогенной и грибковой микрофлоры.

Озелененные участки в городе достаточно неустойчивы к антропогенным нагрузкам, основными из которых является переуплотнение почвы в результате вытаптывания. Наиболее подвержены вытаптыванию скверы и бульвары в густонаселенных районах.

Экологически неорганизованные, неозелененные городские территории являются дополнительным источником твердого вещества, поступившего в атмосферу, усиливая запыленность воздуха городов токсичными веществами.

При максимальном химическом загрязнении почва теряет способность к продуктивности и биологическому самоочищению, происходит потеря экологических функций и деградация урбосистемы. Изменяется состав, структура и численность микрофлоры и мезофауны.

Выполняя санитарные и рекреационные функции, почва определяет условия жизни человека в городе. Санитарно-гигиенические функции почвы очень важны для города, поскольку почва является хорошим антисептиком, способствуя уничтожению патогенных микроорганизмов и разлагая органические остатки и продукты обмена живых организмов.

Одно из основных требований к почвам в городах — обеспечение оптимальных условий произрастания зеленых растений. При достаточной обеспеченности городских почв основными питательными элементами, лимитирующим фактором почвенного плодородия и существования растений следует считать высокие значения pH (> 7,0), переуплотненение и загрязнение ТМ, углеводородами и другими токсичными веществами.