Контрольная работа "Урбоэкология и мониторинг", СПбГЛТУ, 3 курс

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего образования

«Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет

имени С.М. Кирова»

Институт леса и природопользования

Кафедра общей экологии, анатомии и физиологии растений

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по курсу

Урбоэкология и мониторинг

Выполнила: студентка группы

зЛАб-ЛА-22-2 Пантелеева Л. Г.

Направление: 35.03.10

№ зачётной книжки: 422334

Проверил: к.с-х.-н, доцент

кафедры общей экологии,

анатомии и физиологии растений

Антонов О. И.

Санкт-Петербург

2025 г.

СОДЕРЖАНИЕ

1 Почвы города, источники загрязнения почв 3

1.1 Антропогенные процессы почвообразования 3

1.2 Классификация городских почв 7

1.3 Экологические функции городских почв 8

1.4 Загрязнение городских почв 9

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 13

Почвопреобразующие и почвообразующие процессы, обусловленные деятельностью человека, таковы: 1) термометаморфизация; 2) искусственное уплотнение (утрамбовывание); 3) экскавация; 4) образование техногенного делювия; 5) вспашка и ручная перекопка; 6) внешнее загрязнение и замусоривание; 7) искусственное осолонцевание; 8) нецеленаправленное создание искусственных горизонтов; 9) целенаправленное создание искусственных горизонтов; 10) внутреннее замусоривание; 11) экранирование.

Одни процессы антропогенного почвопреобразования и почвообразования достаточно просты и приводят к однозначным результатам. Другие имеют более сложную («составную») природу и по-разному воздействуют на почвенное тело. Городские почвы могут формироваться как под воздействием одного антропогенно-техногенного процесса, так и в результате их комбинированного влияния. Нередко, что подчеркивается в литературе¹, более молодая урбогенная почва формируется на более старой – тоже урбогенной.

Термометаморфизация заключается в поверхностном или глубинном воздействии на почву высоких температур. Первое, связанное с разведением костров, встречается в городах в застройке частного сектора и на рекреационных территориях. Второе приурочено к заглубленным источникам тепла – тепловым коммуникациям высоких температур и промышленным агрегатам, работа которых связана с выделением большого количества тепла (это характерно для промландшафтов).

Искусственное уплотнение (трамбование) почвы происходит под воздействием регулярного вытаптывания (тропы) и прохода машин (лесные и полевые дороги, стихийные проезды, стоянки), при строительстве дорог и других строительных работах (целенаправленное уплотнение почвогрунтов). При воздействии на почву ходовой части автомобиля изменяются структура и текстура, механический состав, плотность, воздушный режим и водопропускная способность почвы. То же, но с меньшей силой, происходит и при утаптывании. Если трамбование почвы происходит регулярно, то исчезает горизонт Hd или Но, а в легких почвах с маломощным гумусовым горизонтом, например дерново-подзолистых, – и горизонт Н. Другим заметным изменением в почвенном профиле, возникающим при систематическом ее трамбовании, является образование пластинчатой микрослоистости, иногда с поверхностным (в первых 10 см) оглеением.

Экскавация – одна из самых простых и типичных форм антропогенного воздействия на почвогрунты всех населенных мест. Она сопровождает любые виды строительных и мелиоративных работ, а также выступает главным фактором техногенеза при открытой добыче полезных ископаемых (которая вобщем случае для населенных мест не характерна). При экскавации происходят полное или частичное уничтожение природного профиля почвы; формирование из перемещенных и ссыпанных масс новых субстратов для ювенильного почвообразования; захоронение почв под массами насыпных почвогрунтов (искусственное образование погребенных почв).

Образование техногенного делювия возникает в результате интенсивного эрозионного смыва с искусственно созданных незадернованных склонов или с естественных склонов, искусственно лишенных дернового покрова. Техногенный делювий очень быстро перекрывает почвы подножий склонов, переводя их в разряд погребенных. С другой стороны, на поверхности техногенного делювия начинают формироваться эмбриоземы.

Типичной для городов является перекопка – агрогенное воздействие на почву вручную и средствами малой механизации. Оно характерно для садово-парковых и маловысотных селитебных городских ландшафтов (приусадебные участки). Изредка в отдельных градостроительных ситуациях в город могут вклиниваться фрагменты пропашных сельхозугодий (городские агроландшафты). Тогда можно говорить о наличии в городе «классических» агрогенных почв.

Внешнее замусоривание и захламление – основной процесс антропогенно обусловленного синлитогенеза на урбанизированных территориях. Состоит в регулярном, циклическом или спорадическом поступлении на поверхность почвы твердых и полутвердых продуктов техногенеза и жизнедеятельности, самого разного, но чаще бытового и строительного, происхождения. Замусоривание может быть организованным (регулярным) и неорганизованным (стихийным).

Засоление распространено в городах на периферии автотранспортных ландшафтов. Оно обусловливается целенаправленным внесением зимой на дороги растворимых солей для борьбы с гололедом. Растворяясь и смываясь на обочины, эти соли аккумулируются в придорожных полосах, приводя иногда к образованию искусственно осолонцованных почв.

Нецеленаправленное создание искусственных горизонтов можно трактовать как дальнейшее усиление и переход в новое качество процесса внешнего нерегулярного замусоривания-захламления. Из искусственного материала, внесенного на поверхность почвы, формируется горизонт U (урбик). Этот материал накапливается на поверхности, но со временем заглубляется, перемешивается с мелкоземом, спрессовывается. При ослаблении или прекращения замусоривания/захламления горизонт U может перекрываться молодыми дерновыми и гумусовыми горизонтами. Однако чаще процессы строительства, селитьбы, хозяйствования на одном и том же участке городской территории не прекращаются, а поступательно сменяют друг друга во времени. В этом случае формируется серия разновозрастных горизонтов U, которые отражают особенности тех «градостроительных циклов», согласно которым развиваются любые населенные места. Образуются сложные урбаноземы² [21], или палеоурбаноземы³ [25], которые называются культурным слоем.

Целенаправленное образование техногенных горизонтов является одним из ведущих в урбогенном синлитогенезе. Это процесс искусственного нанесения (насыпания, намывания) органогенных и гумусированных, глинистых, песчаных, мелкокаменистых масс при проведении структурных, химических и культуртехнических мелиораций, а также при строительных, сельско-хозяйственных и садово-парковых работах.

Внутреннее замусоривание происходит тогда, когда в качестве субстрата для рекультивации (например, при засыпке оврагов) используются загрязненные землистые массы или просто мусор. В городах, особенно малых и средних, в маловысотных городских селитебных ландшафтах такая практика достаточно обычна. В результате проведения подобных полустихийных «рекультивационных» или «складских» мероприятий образуется своеобразный техногенный мелкозем, представленный сплошной (иногда достаточно мощной) массой с обильными техногенными включениями самого разного происхождения, которые в ней распространены хаотично и каких-либо слоев не образуют. Эта масса может служить основой для ювенильного почвообразования или базисом для дальнейших рекультиваций.

Экранирование – покрытие почв искусственными материалами, главным образом, при дорожном строительстве. Весь профиль почвы, или ее средние – нижние горизонты «наглухо» закрываются искусственными каменистыми материалами. Экранирование почвы можно разделить на слитное (экранирование асфальтом, бетоном, плитами), сплошное (экранирование бутовым камнем) и плотное (экранирование каменистой отсыпкой, щебнем, гравием).

В последние десятилетия ХХ века подходы к исследованию почв городов существенно изменились. Если раньше городские почвы рассматривались преимущественно как антропогенные «модификации» естественных почв, то с 1990-х годов начала утверждаться точка зрения, что городские почвы являются самостоятельным феноменом, образуются и развиваются по специфическим законам и могут претендовать на особое место в классификации почв⁴. Самостоятельной генетической и типологической разновидности почв – почвам городов – был поставлен в соответствие почвообразовательный процесс урбопедогенез⁵. Его сущностью видится возникновение особого генетического почвенного горизонта – урбик (U). Отличительная черта этого горизонта – составленность из обломочных техногенных субстанций разного происхождения, погруженных в мелкоземистый, в разной степени гумусированный материал, часто спрессованный, уплотненный. Горизонт урбик возникает в результате селитебной – строительной и жилищно-коммунальной – деятельности человека и, согласно современным представлениям, является основным при формировании почв урбаноземов, различаемых на уровне почвенного типа.

Общепринятой классификации городских почв ни в России, ни в мире в настоящий момент не существует. Одной из причин этого является отсутствие единых подходов к номенклатуре и систематике почв городов. Наиболее распространенной является систематика, исходящая из макроморфологического строения почвенного профиля⁶. Согласно этой классификации почвы города подразделяются на три группы:

1. Природные ненарушенные – почвы, которые сохранили в профиле нормальное залегание слоев природных почв. На территории города встречаются в парках, ботанических садах и т.д.

2. Природные нарушенные – почвы, которые соединяют в профиле ненарушенную нижнюю часть и антропогенно-нарушенные верхние горизонты (укороченные, перемешанные, насыпные). Почвы данной группы разделяются на подгруппы:

- слабонарушенные почвы – нарушения касаются гумусо-аккумулятивного горизонта глубиной до 10-25 см;

- сильнонарушенные почвы – глубина нарушений достигает 25-50 см.

Встречаются также погребенные почвы, которые сохранили под антропогенным слоем весь профиль или какую-нибудь его часть.

3. Искусственно созданные городские почвы:

- собственно урбаноземы – это почвы, созданные в результате жизнедеятельности человека;

- культуроземы – городские почвы старых парков, фруктовых и ботанических садов, для которых характерен мощный гумусовый горизонт и весь профиль с высоким содержанием гумуса;

- индустриоземы – почвы, которые находятся в промышленной зоне, в результате чего наблюдается уплотнение верхних горизонтов, изменение химического состава – загрязнение тяжелыми металлами, углеводородами и другими отходами производства;

- некроземы – почвы городских кладбищ.

Городские почвы являются важным фактором экологического и санитарного состояния городов.

В первую очередь почва является средой, обеспечивающей условия роста и развития растений в городе, путем удовлетворения их потребностей не только в питательных веществах, но и во влаге, пространстве, тепле.

Очень важная функция городских почв заключается в очищении окружающей среды от различного рода загрязняющих твердых, жидких и газообразных веществ. Так почвы являются универсальным фильтром на пути миграции в реки и грунтовые воды тяжелых металлов, органических веществ и других продуктов жизнедеятельности города. Почвы влияют на химический состав подземных вод. Благодаря своим биогеохимическим свойствам и мелкодисперсной структуре почва может превращаться в «депо» токсических соединений, и она же может играть до известной степени роль барьера для солей тяжелых металлов, пестицидов, нефтепродуктов, минеральных удобрений на пути их миграции в грунтовые воды.

Важная роль принадлежит почве в регулировании газового состава атмосферы, ее состояния и качества. В результате активности почвенных организмов и высокой сорбционной способности по отношению к газам, почва способна влиять на содержание в приземном слое атмосферы таких газов как кислород, углекислый газ, азот, оксиды серы, закись азота, оказывающих существенное влияние на состояние здоровья человека.

Санитарно-гигиеническая функция городских почв заключается в утилизации органических отходов, растительных остатков, обеззараживании городской среды от патогенных микроорганизмов и их токсинов.

Загрязнителем почвы может быть любой физический агент, химической вещество и биологический вид, попадающие в окружающую среду или возникающие в ней в количествах, превышающих свою обычную концентрацию.

Загрязнение почв сопряжено с загрязнением атмосферы и воды. В почву попадают различные твердые и жидкие отходы промышленного производства, сельского хозяйства и коммунально-бытовых предприятий. Главные источники загрязнения – жилые дома и коммунально-бытовые предприятия, промышленные предприятия, сельское хозяйство, транспорт и др.

Основными загрязнителями почвы-бытовой мусор, пищевые отходы, строительный мусор, отходы отопительных систем, пришедшие в негодность предметы домашнего обихода, мусор общественных учреждений (больниц, столовых, гостиниц, магазинов и т.д.).

Все это собирают и вывозят на городские и местные свалки, которые занимают большие площади земель и являются источниками загрязнения воздуха, грунтовых вод ядовитыми веществами. В настоящее время уничтожение жилищно-коммунальных отходов производится путем промышленной переработки мусора на специальных заводах.

В твердых и жидких промышленных отходах постоянно присутствуют те или иные вещества, способные оказывать токсическое воздействие на почву, живые организмы и их сообщества. Например, в отходах металлургической промышленности содержатся соли цветных и тяжелых металлов. Машиностроительная промышленность выводит в окружающую среду цианиды, соединения мышьяка, бериллия. При производстве пластмасс и искусственного волокна образуются отходы бензола и фенола. Отходы целлюлозно-бумажной промышленности, предоставляют собой фенолы, метанол, скипидар.

Основной путь тяжелых металлов в почву атмосферный. Наибольшую концентрацию в атмосферных выбросах предприятий имеют такие металлы, как кадмий, ртуть, свинец, цинк, медь, никель и др.

Локальное загрязнение почв тяжелыми металлами в России началось еще в Средневековье и наиболее значительным оно было в крупных городах. В частности, в почвах Москвы, относящихся к XV веку, около Воскресенского моста и Иверских ворот было обнаружено повышенное содержание мышьяка, что объяснялось существовавшими здесь кожевенными и меховыми промыслами, в которых минералы мышьяка использовались в качестве депиляторов. К XVIII-XIX вв. его содержание в почвах значительно возросло. Возможно, это связано с использованием или изготовлением мышьякосодержащих красителей. Помимо мышьяка, в почвах территории древней Москвы наблюдается повышенное содержание свинца, меди, ртути⁹.

Развитая транспортная сеть, ее прогресс сопровождается негативными последствиями – отрицательным воздействием на окружающую среду. Экологический ущерб от эксплуатации автотранспортных средств обусловлен токсичными выбросами. Так, установлено, что ежегодно автотранспортные средства выбрасывают в атмосферу более 12 млн. тонн различных загрязняющих веществ: окиси углерода, окислов азота, серы, сажи и других. Большая часть этих выбросов оседает на почву, изменяя ее основные природные параметры.

Основные загрязнители почвы в этой отрасли являются удобрения, ядохимикаты, применяемые для защиты растений от вредителей, болезней, сорняков. Ежегодно вместе с урожаем из почвы выносятся миллионы тонн питательных веществ (азота, калия, фосфора, магния, кальция и др.), которые необходимо компенсировать. Следовательно, внесение органических и минеральных удобрений – важнейшее средство восстановления повышения плодородия почв. Необходимость применения пестицидов в сельском хозяйстве объясняется тем, что без них урожайность сельскохозяйственных культур резко падает и составляет лишь 20-40% той, которая могла бы быть получена при их применении. Вместе с тем, следует знать, что большое количество пестицидов токсичны не только для вредителей культурных растений, но и для животных и человека. Ненормированное применение пестицидов ведет к загрязнению почв из-за нарушения в ней круговорота веществ. Особенность этих веществ заключается в том, что они сохраняю устойчивость в почве длительное время, что приводит к накоплению их в урожае сельскохозяйственных культур.

Применение удобрений в сельском хозяйстве также вызывает ряд экологических проблем, связанных с загрязнением почвы неорганическими и органическими химическими веществами. Большую опасность для человека представляет накопление в почве кадмия, который в природе находится в почве и воде, а также в тканях растений.

Органические удобрения часто служат источником биологического загрязнения почвы. Вместе с навозом в нее попадают болезнетворные бактерии, яйца гельминтов и другие вредные организмы, которые через продукты питания могут поступать в организм человека.

1. Александровский, А. Л. Почвы и культурный слой Москвы: строение, история развития, география / А. Л. Александровский, И. А. Бойцов, Н. А. Кренке // Изв. РАН. Сер. геогр. – 1997. – № 3. – С. 82–95. – Текст : электронный. – URL: https://archaeolog.ru/media/2018/korobov_conf/Materialy_Kulturny_sloj_2018.pdf (дата обращения : 15.01.2025).

2. Владимиров, В. В. Урбоэкология : Курс лекций / В. В. Владимиров. – Москва : Изд-во МНЭПУ, 1999. – 204 с. – ISBN 5-7383-0079-3. – Текст : непосредственный.

3. Дорофеева, М. М. Урбоэкология : учебное пособие / М. М. Дорофеева, Т. А. Ищук. – Санкт-Петербург : СПбГЛТУ, 2023. – 232 с. – ISBN 978-5-9239-1428-3. – Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. – URL: https://e.lanbook.com/book/393779 (дата обращения: 15.01.2025). – Режим доступа: для авториз. пользователей.

4. Кругляк, В. В. Урбоэкология и мониторинг среды Ч. 2 : учебное пособие / В. В. Кругляк, Н. П. Карташова. – Воронеж : ВГЛТУ, 2010. – 92 с. – ISBN 978-5-7994-0384-3. – Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. – URL: https://e.lanbook.com/book/4063 (дата обращения: 15.01.2025). – Режим доступа: для авториз. пользователей.

5. Неверова, О. А. Биогеохимическая оценка городских почв (на примере Кемерова) / О. А. Неверова // Гиг. и сан. – 2004. – № 2. – С. 18–21.

6. Почва, город, экология / Под общей ред. акад. РАН Г. В. Добровольского. – Москва : Фонд «За экономическую грамотность», 1997. – 329 с.

7. Прокофьева, Т. В. Антропогенная трансформация почв парка Покровское-Стрешнево (Москва) и прилегающих жилых кварталов / Т. В. Прокофьева, В. О. Попутников // Почвоведение. – 2010. – № 6. – С. 748–758.

8. Строганова, М. Н. Вклад почвы в экологию города / М. Н. Строганова, Т. В. Прокофьева // Збiрник наук. праць: «Генеза, географiя та екологiя грунтiв». – Львiв : Вид. центр ЛНУ iменi Iвана Франка, 1999. – С. 210-211.

9. Строганова М. Н. Влияние негативных экологических процессов на почвы города (на примере Москвы) / М. Н. Строганова, А. Д. Мягкова // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. – 1996. – № 4. – С. 37–46.

10. Строганова, М. Н. Городские почвы : опыт изучения и систематики (на примере почв юго-западной части г. Москвы) / М. Н. Строганова, М. Н. Агаркова // Почвоведение. – 1992. – № 7. – С. 16-24.

11. Тригуб, В. И. Городские почвы как особый вид почв / В. И. Тригуб // Ученые записки Крымского федерального университета имени В. И. Вернадского. География. Геология. – 2011. – № 2-1. – Текст : электронный. – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/gorodskie-pochvy-kak-osobyy-vid-pochv (дата обращения : 12.02.2025).

1^ Александровский А. Л., Бойцов И. А., Кренке Н. А. Почвы и культурный слой Москвы: строение, история развития, география // Изв. РАН. Сер. геогр. – 1997. – № 3. – С. 82–95. URL: https://archaeolog.ru/media/2018/korobov_conf/Materialy_Kulturny_sloj_2018.pdf (дата обращения : 15.01.2025).

2^ Прокофьева Т. В., Попутников В. О. Антропогенная трансформация почв парка Покровское-Стрешнево (Москва) и прилегающих жилых кварталов // Почвоведение. – 2010. – № 6. – С. 748–758.

3^ Строганова М. Н., Мягкова А. Д. Влияние негативных экологических процессов на почвы города (на примере Москвы) // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. – 1996. – № 4. – С. 37–46.

4^ Строганова М. Н., Агаркова М. Н. Городские почвы : опыт изучения и систематики (на примере почв юго-западной части г. Москвы) // Почвоведение. – 1992. – № 7. – С. 16-24.

5^ Неверова О. А. Биогеохимическая оценка городских почв (на примере Кемерова) // Гиг. и сан. – 2004. – № 2. – С. 18–21.

6^ Почва, город, экология / Под общей ред. акад. РАН Г. В. Добровольского. – Москва : Фонд «За экономическую грамотность», 1997. – 329 с.

7^ Строганова, М. Н. Вклад почвы в экологию города / М. Н. Строганова, Т. В. Прокофьева // Збiрник наук. праць: «Генеза, географiя та екологiя грунтiв». – Львiв : Вид. центр ЛНУ iменi Iвана Франка, 1999. – С. 210-211.

8^ Кругляк, В. В. Урбоэкология и мониторинг среды Ч. 2 : учебное пособие / В. В. Кругляк, Н. П. Карташова. – Воронеж : ВГЛТУ, 2010. URL: https://e.lanbook.com/book/4063 (дата обращения: 15.01.2025). С. 24-25.

9^ Там же.