На правах рукописи

Фёдоров Иван Дмитриевич

НОРМИРОВАНИЕ КАЧЕСТВА ГОРОДСКИХ ПОЧВ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ

ЛАНДШАФТНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Специальность 03.00.27 – почвоведение

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Москва, 2006 г.

Работа выполнена на кафедре общего почвоведения факультета почвоведения Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор А.С. Владыченский

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Э.Н. Молчанов доктор биологических наук, профессор О.А. Макаров

Ведущая организация: Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН (г. Пущино)

Защита состоится « » 2006 г. в 15 часов 30 мин. в аудитории М-2 на заседании Диссертационного совета К501.001.04 в МГУ им. М.В.Ломоносова по адресу: 119992, Москва, ГСП-2, Ленинские горы, МГУ им. М.В.Ломоносова, факультет почвоведения. Ученый совет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просьба присылать по указанному адресу секретарю диссертационного совета.

Автореферат разослан « » 2006 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета, кандидат биологических наук Л.Г. Богатырев Актуальность проблемы Ландшафтное проектирование городских территорий, призванное наряду с функциональными и эстетическими качествами среды оптимизировать ее экологические свойства, должно быть ориентировано на повышение качества почвенного покрова, обеспечивая устойчивость природной составляющей городской среды в целом.

В настоящее время при производстве работ по благоустройству и озеленению городских территорий почвам зачастую не уделяется должного внимания. Ведение современного городского хозяйства ориентировано на приоритет растительности, и фактически полностью игнорирует проблемы состояния почв.

Изучение свойств почвенного покрова проектируемой территории с целью определения его качества и пригодности для работ по ландшафтному планированию и озеленению, а также для установления необходимых мероприятий по улучшению свойств почвы представляет большой теоретический и практический интерес.

Определение основных нормируемых показателей качества почвенного покрова имеет большое значение для целей ландшафтного проектирования осваиваемых городских территорий.

Настоящая работа направлена на выработку необходимых критериев оценки качества почвенного покрова для проведения работ по ландшафтному проектированию городских территорий на основании собственных исследований и обобщения существующего опыта нормирования почвенных свойств.

Цель работы – разработать методику нормирования качества городских почв, включающую систему показателей качества почвенного покрова и мероприятий по его оптимизации, для достижения наилучшего эффекта от ландшафтного проектирования городских территорий.

Указанная цель достигалась за счет постановки и решения следующих задач:

1. Характеристика особенностей антропогенного почвообразования в городских 2. Анализ действующих нормативов оценки качества почв и приемов создания почвенного покрова в городских условиях 3. Разработка системы критериев оценки качества городских почв 4. Оценка качества почвенного покрова осваиваемых городских территорий на примере района Куркино 5. Определение необходимых мероприятий, рекомендуемых для поддержания качества почвенного покрова в городских условиях.

В соответствии с результатами исследований сформулированы следующие защищаемые положения, составляющие предмет защиты диссертации:

1. Почвенный покров в условиях города подвергается воздействию ряда негативных процессов. Высокая степень трансформации почвенного покрова в условиях городской застройки определяет его фрагментарное распространение в виде отдельных почвенных выделов, в пределах которых должно вестись нормирование качества почв при ландшафтном проектировании городских территорий с целью организации устойчивой городской среды.

2. Действующие методики оценки качества почвенного покрова в городских условиях ориентированы на приоритет санитарно-гигиенических показателей и являются неполными с точки зрения характеристики состояния почвенного покрова.

3. Предложенная в работе методика, основанная на оценке состояния почв по разработанной системе показателей качества и выборе необходимых мероприятий по оптимизации состояния почв, позволяет нормировать качество почвенного покрова для целей ландшафтного проектирования городских территорий.

4. Разработанная методика оценки качества почвенного покрова была реализована при проектировании комплексного благоустройства района Куркино и показала, что наиболее существенными негативными показателями исследованных почв Куркино, по которым в первую очередь требовалось проведение мероприятий по улучшению качества, явились переуплотнение, неблагоприятная степень насыщенности влагой, недостаток гумуса и основных элементов питания.

5. Создание конструктоземов в основе системы мероприятий по оптимизации благоустройства позволит получить положительный эффект от организации ландшафта.

определяющих качество городских почв, и методик улучшения состояния почвенного покрова и предложена система нормируемых показателей экологического состояния почв в условиях города и мероприятий по улучшению качества почвенного покрова для проведения работ по ландшафтному проектированию городской среды.

Практическая значимость. Предложенная система нормируемых показателей позволяет охарактеризовать свойства городских почв и грунтов и нормировать их качество при конструировании почвенного покрова для ландшафтного проектирования городских территорий.

исследований по теме диссертации докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры общего почвоведения факультета почвоведения МГУ, на международных научных конференциях «Современные проблемы загрязнения почв» (Москва, 2004) и «Ломоносов-2004», на Четвертой научно-практической конференции «ЭкоReal-2004»

(Москва, 2004), на международной конференции «Ландшафтная архитектура. Взгляд из дома» (Москва, 2004), на Всероссийской научно-практической конференции «Градостроительство. Реставрация российских городов» (Ярославль, 2006). По материалам диссертации опубликовано 10 работ.

Структура и объем работы.

иллюстрирована 32 рисунками, содержит 41 таблицу. Работа состоит из введения, глав, заключения, выводов и списка использованной литературы из источников, из них англоязычных.

Благодарности. Выражаю глубокую признательность научному руководителю д.б.н.

профессору А.С. Владыченскому и первому заместителю генерального директора НИиПИ Экологии города д.г.н. профессору А.С. Курбатовой за руководство исследованиями, всестороннюю помощь и поддержку. Благодарен сотрудникам НИиПИ экологии города за помощь в проведении исследований. Признателен сотрудникам кафедры общего почвоведения за внимание, ценные советы и доброжелательные замечания.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ВВЕДЕНИЕ

Во введении обоснована актуальность темы исследований, сформулирована основная цель и решаемые задачи, отмечены научная новизна и практическая значимость работы, ее апробация и публикации по теме исследования. Приведены основные положения, выносимые на защиту. Показана практическая значимость проведенной работы для ландшафтного проектирования в условиях крупного города.

ГЛАВА 1. АНТРОПОГЕННОЕ ПОЧВООБРАЗОВАНИЕ

В данной главе приведен обзор литературы, связанной с антропогенным почвообразованием. Описаны основные виды антропогенных воздействий на почвенный покров и их негативные проявления. Рассмотрены особенности почвообразования в городских условиях. Приведена систематика и диагностика городских почв. Охарактеризованы основные экологические функции городских почв. Показана возможная трансформация экологических функций почв в условиях города. Дана оценка процессов, отрицательно воздействующих на состояние городских почв.

ГЛАВА 2. СОСТОЯНИЕ МОСКОВСКИХ ПОЧВ И СУЩЕСТВУЮЩИЕ ПРИЕМЫ ОЦЕНКИ

ИХ КАЧЕСТВА

В данной главе приведена характеристика состояния почв Москвы. Описана структура почвенного покрова Москвы и факторы, обусловливающие ее неоднородность. Рассмотрены действующие приемы и методы оценки качества почв в Москве.

Почвенный покров Москвы отличается мозаичностью, фрагментарностью и искусственностью границ почвенных контуров. Для Москвы характерна высокая степень запечатанности почвенного покрова.

Ввиду нарушения основных геохимических потоков, свойственных ненарушенным почвам, фрагменты почвенного покрова переходят в автономный режим функционирования. Почвенный покров в условиях городской застройки представлен в виде отдельных выделов, размеры которых различны для территорий Москвы; степень трансформации почвенного покрова в пределах этих выделов также неодинакова.

Ландшафтное проектирование городских территорий, выполняемое в рамках комплексного благоустройства и озеленения, приурочено в первую очередь к участкам почвенных выделов.

Почва является неотъемлемым элементом городского ландшафта, следовательно, необходимо изучение состояния городских почв с целью улучшения их качества.

Современные методики оценки качества почвенного покрова и требования, предъявляемые к городским почвам, согласно действующим нормам и правилам, являясь преимущественно санитарно-гигиеническими, не характеризуют состояние почвенного покрова в той мере, какая необходима для ландшафтного проектирования городских территорий.

Следовательно, необходимы обобщение существующего опыта в области оценки качества городских почв и разработка экологически и экономически обоснованной методики нормирования качества почвенного покрова в городских условиях, включающей необходимый и достаточный набор показателей, наиболее полно характеризующих состояние городской почвы, и перечень мероприятий, направленных на повышение качества почв.

ГЛАВА 3. МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К НОРМИРОВАНИЮ КАЧЕСТВА ПОЧВ НА

ОБЪЕКТАХ КОМПЛЕКСНОГО БЛАГОУСТРОЙСТВА МОСКВЫ

В данной главе предлагается методика нормирования качества почвенного покрова городских территории для целей ландшафтного проектирования, основанная на обобщении существующего опыта в области нормирования и оценки качества почв (Бондарев, 1994; Вадюнина, Корчагина, 1973; Зайдельман, 2001; Глазовская, 1981;

Макаров, 2003, 2004; Методические указания…, 2003; Минеев, 1990; Орлов, 1985;

Пфайффер, 1994; Рыдкин, 1993; Смагин, 1999; 2003; Смагин и др., 1999, 2003, 2004, 2006; Строганова и др., 2001, 2003; Судницын, 1995; Шеин, Карпачевский, 2003; Harte et al., 1991; Letey, 1985; Maas, 1977) и выработке количественных критериев для характеристики качества почвенного покрова и мероприятий по его повышению, необходимых для организации открытых озелененных территорий города различного функционального назначения средствами ландшафтной архитектуры и дизайна.

Согласно предложенной методике, до начала проведения работ по комплексному благоустройству необходимо оценить состояние почв и грунтов проектируемой территории, включая определение следующих показателей:

1. Градостроительные – степень трансформации почвенного покрова в результате градостроительных процессов:

1) запечатанные почвы под застройкой и покрытиями 2) почвы, нарушенные прокладкой подземных коммуникаций 3) почвы, трансформированные в различной степени в процессе 4) относительно ненарушенные почвы 2. Гидрогеологические:

2) характер почвообразующих пород 3. Морфологические:

1) мощность гумусированного слоя 3) захламленность поверхности 4. Физические:

1) гранулометрический состав 3) степень насыщенности почвы влагой 4) засоление (электропроводность порового раствора) 5. Химические:

1) кислотность и щелочность почвы 2) содержание тяжелых металлов и мышьяка, нефтепродуктов и 3,4бенз(а)пирена 6. Агрохимические показатели плодородия 1) содержание органического углерода в слое 0.2 м 2) содержание питательных веществ в слое 0.2 м:

7. Биологические:

1) биологическая активность 2) санитарно-бактериологические показатели:

3) санитарно-паразитологические показатели:

8. Радиологические:

1) мощность эквивалентной дозы внешнего гамма-излучения 2) удельная активность радионуклидов.

Данный перечень может быть дополнен рядом показателей в зависимости от специфики и функционального назначения проектируемого объекта ландшафтной архитектуры и дизайна. Например, для объектов, требующих особых воднофизических условий, почвенный покров нужно оценить по таким физическим показателям как порозность, водопроницаемость, насыщенная гидравлическая проводимость, пластичность, прочность структуры и др. Для выявления участков дополнительного прогревания или промерзания необходимо также изучение температурного режима почвенного покрова.

Оценка степени трансформации почвенного покрова на территории проектируемого благоустройства и озеленения необходима для установления размеров почвенных выделов.

Помимо запечатанности почв под зданиями и дорожными покрытиями значительные по площади и объему механические нарушения почвенного покрова при строительном освоении территорий обусловлены прокладкой подземных коммуникаций, также имеют широкое распространение такие негативные процессы, как переуплотнение, захламление почв строительным мусором и их засыпка привозными грунтами, и другие. Степень проявления этих факторов предложено учитывать в настоящей методике при оценке трансформации почвенного покрова.

Количественные значения предложенных показателей почвенных свойств характеризуют качество исследуемого почвенного покрова.

Для городских почв могут быть определены оптимальные показатели качества для целей ландшафтного проектирования (табл. 1). Данные количественные показатели характеризуют требования к оптимальным свойствам городских почв, позволяющим им выполнять свои экологические функции, при условии отсутствия загрязнения почвенного покрова.

показателям предлагается оценивать по существующим методикам, согласно действующим санитарным нормам и правилам.

Таблица 1. Оптимальные показатели свойств почв в городе W (влажность почвы) / Ws (полная биологической активности, Д, мгО2/кгчас Содержание органического углерода в мышьяка, Zс Содержание органических поллютантов:

Радиоактивное загрязнение:

мощность эквивалентной дозы (МЭД), Н, мкЗв/час активность естественных радионуклидов