Городские почвы и почвогрунты

Тема Городские почвы и почвогрунты. Основные факторы почвообразования в городе. Формирование почв в условиях города. Намывные, насыпные почвы. Почвы садов, парков, скверов, придорожных газонов. Классификация городских почв. Морфологические, физические, химические свойства. … Важнейшей чертой современности является процесс урбанизации. В развитых странах ¾ населения проживает в городах. Основные факторы почвообразования в городе. Формирование почв в условиях город Докучаев выделил ряд факторов, которые влияют на формирование почв в естественных условиях (5 факторов): 1. Климат. 2. Рельеф. 3. Материнская горная порода 4. Растительность и животный мир (организмы). 5. Возраст страны. И 6. Хозяйственная деятельность человека, как фактор почвообразования (антропогенный фактор почвообразования). Роль этого фактора занимает особое место. Воздействие человека на почву очень разнообразное, но надо различать воздействие прямое и косвенное. - Прямое воздействие человека на почву заключается в механической обработке, внесение удобрений, в различных мелиоративных мероприятиях – гипсование, известкование, пескование, глинование и т. д., выращивание культурных растений, подбор и замена культур. Прямое воздействие человека на почву заключается главным образом при сельскохозяйственном использовании почв. Косвенное влияние человеческого фактора на почву заключается главным образом в частичном или полном уничтожении растительности (рубки, пожары и т.д.). Косвенное воздействие может выражаться и другим образом – строительство дорог, горные разработки, гидротехнические сооружения разработка полезных ископаемых и т. д., что ведет к нарушениям водного режима, нарушает почвенный покров и может приводить к полному уничтожению почвы. Воздействие человека на почву начинается с того момента, когда сама почва или произрастающая на ней растительность становятся средством производства. Надо помнить, что как прямое, так косвенное воздействие человека на почву не всегда приводит к повышению плодородия почвы, к сожалению,часто бывает наоборот – к снижению плодородие. Рубка леса, строительство дорог часто приводят к заболачиванию почв. Неграмотный полив южных почв часто приводит к их засолению. Шаблонное применение одних и тех же агроприемов приводит к снижению плодородия почв - В заключение следует отметить, что рассматривая роль каждого фактора почвообразования, надо помнить, что значение их заключается не только в непосредственном влиянии на почвообразование, но и во взаимном влиянии друг на друга. Такие факторы, как климат, рельеф, горная порода, организмы взаимно обусловлены, то есть находятся в постоянном тесном взаимодействии, выражающимся в обмене веществами и энергией. Механический состав и физические свойства почвы влияют на скорость смыва и размыва, то есть на формирование рельефа. Постоянный обмен теплом, влагой и газами между почвой и атмосферой влияют на климат. Вот это признание взаимообусловленности и взаимодействия между почвами и другими элементами географической среды и является важнейшим принципом докучаевского почвоведения. 1.климатические условия: а.температура. Средняя температура зимы в Санкт-Петербурге на1,5-2о выше, чем на окраинах. Летом выше на 0,5-1ос. Чем выше плотность застройки , тем выше разница температур, также влияют предприятия и транспорт. б. Количество осадков в городе больше в зимний период на 50%, в летний на 15%. В городе больше гроз. в. Снежный покров в городах не равномерный (ярко выраженная мозаичность). На одних территориях снег вывозится, что способствует промерзанию почв, а на других снежный покров достаточно устойчив, благодаря сугробам. г. Сила ветра в городах гораздо выше по причине застроек. д. В городах 2 раза выше поверхностный сток, чем в естественных условиях, так как большие площади находится под асфальтом и плиткой. Скорость стока выше, а вода не впитывается в почву, а стекает в канализационные люки. 2. рельеф в городах не естественный, происходит выравнивание поверхности в результате застроек. Чем дольше существует город, тем больше в нем культурный слой, т.е. поверхность в городе растет вверх. Например, в Питере в центре города, слой почвы стал выше на 3-4 метра. А в некоторых районах на 12 метров. 3.материнские(почвообразующие) породы. а) Происходит насыпка на поверхность (естественная почва погребена) б) естественные материнские породы. в) для закладки фундамента роют котлованы, материнская порода, перемешанный почвогрунт. 4. биологический фактор. а) высшие растения. Растительность на территории города приобретает южный блик (т.е. основные представители – широколиственные породы, но Питер расположен на территории южной тайги, и основные породы здесь – хвойные. в) микроорганизмы. В городах происходит ощелачивание почв, появляются многие щелочелюбивые бактерии (азотобактер). Происходит появление патогенных микроорганизмов. Морфология городских почв. Городская почва – это почва, но под определение которой не всегда подходит классическое понятие почвы, как природного естественноисторического тела. Городская почва является биокостной системой, состоящей из твердой, жидкой и газообразной фаз, с непременным участием живой фазы, выполняющей определенные экологические функции. Почвы в городе образуются под воздействием тех же факторов почвообразования, что и естественные (природные) почвы, при главном ведущем урбоантропогенном факторе. Основным отличием городских почв от природных является наличие диагностического горизонта «U» (урбик) – поверхностный насыпной (в Петербурге может быть намывной горизонт) с примесью антропогенных включений (строительно бытовой мусор, промышленные отходы и т. д.) и мощностью более 5 см. Его верхняя часть гумусирована. Классификация городских почв Нет общепринятой классификации. Некоторые ученые не считают городские почвы почвой. 1. Классификация МГУ выделяет группы почв: 1. Почвы естественно не нарушенные. 2. Естественно-антропогенные поверхностно-преобразованные почвы. (естественно-нарушенные) 3.Урбаноземы. 1. Почвы естественно не нарушенные -почвы, которые сохраняют нормальное залегание генетических горизонтов естественных почв и приурочены к городским лесам и лесопарковым территориям, находящимся в городской черте. Естественно ненарушенная почва: О-А-Е-В-С 2. естественно-антропогенные поверхностно-преобразованные почвы (естественно-нарушенные) - Почвы подвергающиеся поверхностному изменению почвенного профиля менее 50 см мощности. Они сочетают в себе горизонт «урбик» мощностью менее 50 см (антропогенный горизонт или их серию) и нижнюю естественную часть профиля почвы ( ненарушенную). естественно-антропогенные поверхностно-преобразованные почвы (естественнонарушенные) – Uд-U1h-U2-U3fe-А1погр-В-С Классификация Тип. Естественные нарушенные почвы (ЕН). Выделяют три подтипа в зависимости от степени нарушенности почв. - слабонарушенные –горизонт «урбик» (U) имеет мощность 5-25см, нарушены в основном гумусово-аккумулятивные горизонты, частично элювиальные;(ЕНСЛ). - сильнонарушенные- горизонт»урбик» (U)имеет мощность 25-50 см, глубина нарушений достигает достигает иллювиальных горизонтов (ЕНс); - погребенные почвы, сохранившие под антропогенной толщей весь почвенный профиль или какую-либо его верхнюю часть (ЕНпог). Роды выделяют по оглеенности, железистости или гумусированности нижних минеральных горизонтов: -железистый: слабо-(ЕНfe) сильно – (ЕНFе) - оглеенный: поверхностноглееватый, глубокоглееватый (ЕНg) глеевый (ЕНG) Виды выделяют по соотношению горизонтов:гумусированного антропогенного горизонта Uh и естественного элювиального А2 - слабоурбоподзолистый Uh > А2 (ЕН1) - среднеурбоподзолистый Uh = А2(ЕН2) - сильноурбоподзолистый Uh < А2(ЕН3) Подвиды определяют мо мощности дерновой подстилки: - слабодерновый Uд < 1см (ЕНслд) - среднедерновый Uд > 1см (ЕНсрд) Разновидность определяется по механическому составу: -пески (ЕН-1) -супеси (ЕН-2) -легкие и средние суглинки (ЕН-3) - тяжелые суглинки (ЕН- 4) - глины (ЕН- 5) По содержанию строительного и бытового мусора в профиле выделяют: а1 -единичные включения – а1 (ЕН- а1) -менее 25%- а2 (ЕН- а2) - 25-50% а3(ЕН- а3) - более50% а4(ЕН- а4) - слой строительного мусора, являющийся искусственным барьером ( например асфальтовое покрытие, бетонная плита и др.) – L (ЕН- L) Урбаноземы - антропогенные глубоко преобразованные почвы – это группа собственно городских почв, в которых горизонт урбик имеет мощность более 50 см. формируются урбаноземы на грунтах разного происхождения и на культурнром слое. Классификация. Тип. Урбанозем Роды выделяют по оглеенности, железистости или гумусированности нижних минеральных горизонтов: -железистый: слабо-(Уfe) сильно – (УFе) - оглеенный: поверхностноглееватый, глубокоглееватый (Уg) глеевый (УG) Виды урбаноземов выделяют по мощности прфиля: - среднемощные – 50-100см(Усм) -мощные – более 100см (УМ); а также по мощности гумусового горизонта: -слабогумусированные - Uh < 15 см (У1) - среднегумусированные - Uh- 15-30 см (У2) - сильногумусированные - Uh>30 см (У3) Подвид определяется по мощности подстилки: - слабодерновая < 1см (Услд) - среднедерновая > 1см (Усрд) Разновидность определяется по механическому составу: -пески (У-1) -супеси (У-2) -легкие и средние суглинки (У-3) - тяжелые суглинки (У- 4) - глины (У - 5) По содержанию строительного и бытового мусора в профиле выделяют: -единичные включения – а1 (У - а1) -менее 25%- а2 (У - а2) - 25-50% а3 (У - а3) - более50% а4(У - а4) Урбаноземы делятся па 2 подгруппы: 1А. - физически преобразованные почвы – в которых произошла физикомеханическая перестройка профиля. - собственно урбаноземы (у нас в центральной части города – скверы, бульвары…) – почвенный профиль состоит из серии горизонтов «урбик» разной мощности и качества с большим содержанием мусора, низким содержанием органического вещества и щелочной реакцией среды. - Культуроземы – очень богатые почвы ботанических садов, старых огородов. Характеризуются большой мощностью гумусового горизонта с хорошей структурой и высоким содержанием органического вещества. - Некроземы – почвы городских кладбищь. Перемешенность грунтов (горизонтов) до 2 метров. - Зкраноземы – запечатанные почвы. Формируются под асфальто-бетонным покрытием, камнем ит.д. занимают большую площадь в городе – водно-воздушный режим очень отличается. 2 Б. химически преобразованные почвы. Индустриземы – почвы почвы промышленных предприятий. Характерна высокая степень загрязненности (тяжелыми металлами и др токсичными веществами). Уплотненные, безструктурные. Интруземы – почвы бензозаправок и автостоянок (когда масло и бензин проникают в грунт). 1. Техногенные поверхностные почвообразования. Урботехноземы – искусственно созданные почвогрунты. Выделяют 2 типа: 1. Реплантоземы – формируются при рекультивации земель. Верхняя часть профиля состоит из торфоминеральной смеси, содержащей органическое вещество. В основном формируются в районах городских новостроек, на новых газонах. 2. Конструктоземы – почвогрунт с заранее заданными свойствами. (сейчас ее не существует, но считается, что будет в будующем). Агрохимические свойства городских почв. 1.содержание органического вещества (г) Наиболее высокое содержание гумуса характерно для конструктоземов (18-12%). Наиболее низкое содержание характерно для урбаноземов. 2.Реакция среды. Кислая реакция характерна для естественных ненарушенных почв (в тайге) Ph=4,5 – 5,5ед. нейтральная реакция среды характерна для культуроземов (Ph 6,5 – 7). Щелочная характерна для урбаноземов в центральной части города. 3.Степень насыщенности основаниями (v%). Наиболее низкая степень насыщенности основаниями характерна для естественных ненарушенных почв. Культуроземы и урбаноземы сасыщенны основаниями (75 – 100%). 4.Водно-физические характеристики городских почв. Одним из основных негативных антропогенных процессов является уплотнение верхних горизонтов почв. Изменение плотности почвы: нормальная плотность гумусовых горизонтов dv=0,81,1г/см3, плотность иллювиальных горизонтов dv=1.3-1.5г/см3. Высокая плотность приводит к резкому ухудшению состояния насаждений. Естественная не нарушенная. Название почвы: мульгумусная, слабоподзолистая, железисто-глееватоиллювиальная, суглинистая, на ленточной глине. Название Мощность Морфологическое описание горизонта горизонта горизонта Ао 0-2 Лесная подстилка, среднеразложившаяся, лесные травы тёмно-серая, А1 2-15 Тёмно-серый, комковатый, легкосуглинистый, корни, чёткий плотноватый, А2 15-21 Тёмно-серый, комковатый, суглинистый, корни, постепенный плотноватый, А2B 21-30 Серо-рыжий, комковато-плитчатый, суглинистый, постепенный плотноватый, Вfe,g 30-115 Серый, плитчатый, плотный, суглинистый, G,Fe, постепенный С > 115 На ленточных глинах Урбанозем (У) Название почвы: (У) Урбанезем, среднемощный, слабогумусированный, иллювиальный, суглинистый. Ус;см;3;а2 Горизонт Мощность, см A0 0-4 Uh 4-8 U2 8-32 U3 38-45 U4 45-55 B >55 Морфологическое описание генетических горизонтов: индекс, глубина, структура, сложение, механический состав, новообразования, характер перехода на нижеследующий горизонт Лесной опад: темно-коричневый, слаборазложившийся, травы, плавный Гумусированный: темно-коричневый, комковатый, рыхлый, суглинистый, корни, единичные включения бытового мусора, четкий Урбик: светло-коричневый, крупнокомковатый, уплотненное, суглинистая, единичные включения бытового мусора,четкий Урбик: коричневый, крупно-комковатый, уплотненное, суглинистая, единичные включения бытового мусора, четкий. Урбик: коричнево-рыжеватый, плитчатокомковатый, плотный, суглинистая, единичные включения бытового мусора, четкий. Иллювиальный: рыжий, плитчатокомковатая, плотная, суглинистая, плавный. Естественная нарушенная Название почвы: (ЕН). Естественно сильнонарушенная, слабожелезистая суглинистая на ленточных глинах ЕНс fe, 3 Горизонт Мощность, см A0 0-3 Морфологическое описание генетических горизонтов: индекс, глубина, структура, сложение, механический состав, новообразования, характер перехода на нижеследующий горизонт Лесной опад, серый, неразложившийся, травы. 3-9 Урбик, серый, комковатый, плотноватый, суглинистый, корни, постепенный. 9-25 Урбик гумусированный, темнокоричневый, плотноватый, комковатый, суглинистый, корни, плавный. U3h 25-40 Урбик гумусированный, коричневый, плотноватый, комковатый, суглинистый, корни, заметный. A2feh 40-43 B 43-109 Элювиальный, серый, плотноватый, мелкокомковатый, железистогумусированный суглинистый, корни, резкий. Иллювиальный, рыжеватый с серыми полосками, плотный, плитчатый, глинистая, корни C >109 U1 U2h Ленточные глины