Антропогенное воздействие на почвы в различных условия мегаполиса

Управление образования

ГККП «Станция юных натуралистов»

Государственное учреждение «Гимназия № 60»

Антропогенное воздействие на почвы в различных условия мегаполиса

Направление – Экология города  

Амлаты, 2011г

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. В связи с постоянным ростом мегаполисов и усиливающимся загрязнением окружающей среды, возникла реальная угроза устойчивости городских экосистем. Негативному воздействию урбанизации подвергаются не только флора и фауна, но и почвы, которые являются неотъемлемой частью городской экосистемы. В Алматы уделяется большое внимание оценке загрязнения воздушного бассейна, загрязненности местных рек и плохо изучена проблема деградации почвенного покрова города. Под влиянием городских условий формируются особые антропогенно-измененные почвы - урбаноземы, ранее называемые почво-грунтами, которые по свойствам, как было показано авторами /1, 2/ значительно отличаются от зональных почв. Почвы городов существенно отличаются от природных. Они переуплотнены, почвенные горизонты перемешаны и обогащены строительным мусором, бытовыми отходами, из-за чего имеют более высокую щелочность, чем природные их аналоги. Почвенный покров крупных городов отличается также и высокой контрастностью, неоднородностью из-за сложной истории развития города, перемешанности погребенных разновозрастных исторических почв и культурных слоев. Негативное влияние условий города на зеленые насаждения проявляется через изменения свойств почв, через загрязнение атмосферы и грунтовых вод, повышенный уровень шума, а также через механические повреждения. Естественный почвенный покров на большей части городских территорий уничтожен. Почти нет в почвах городов таких полезных и непреметнных членов почвенного населения, как дождевые черви. Нередко городские почвы стерильны почти до метровой глубины. А ведь именно почвенные бактерии переводят мертвые органические остатки в форму, удобную для усвоения корнями растений. Ухудшает качество почв уборка снега с тротуаров и проездов приводит к увеличению глубины промерзания почвы и угнетению корневой системы растений.

Но в городе Алматы остаются еще островки природы, на которые воздействие урбанизации было минимальным. К таким островкам можно отнести территории парков, ботанического сада, рощи Баума, территория Станции юных натуралистов. Возникают вопросы: что происходит с перечисленными почвами, находящихся на территории мегаполисов.

Исследования этих территорий можно поставить на службу улучшения экологии города. Для этого они располагают богатейшими коллекциями растений и уникальными образцами почв, создававшимися в течение многих десятилетий. Проводимые исследования на таких «островках природы» и вырабатываемые рекомендации можно применять к городу в целом.

Очень важен комплексный подход к решению этих задач, так как только сотрудничество экспертов в различных разделах науки: биологии, почвоведении, экологии, климатологии сможет обеспечить научный подход к проблемам экологии города.

Актуальность исследования почвенного покрова городских почв  и городских «островков природы» обусловлена сравнительным изучением городских почв с практически полным отсутствием знаний о почвах, сформированных в специфических условиях городских садов.

Результатом этих условий является формирование почв, которые отличаются по своим свойствам как от собственно городских почв - урбаноземов, так и от окультуренных сельскохозяйственных почв. Кроме того, почвы несут историческую информацию о культуре земледелия и об особенностях формирования искусственного почвенного покрова на протяжении последних трех веков.

Основной практической целью подобных исследований является создание благоприятной среды существования и для растения, и для животного мира, и для человека. Изучение почв городских парков, ботанических садов, станций может принести большую пользу при создании новых и реконструкции уже существующих насаждений. Город представляет собой необычное для растений местообитание. Прав был немецкий лесовод А. Гейер, говоря, что «...в таких жестких условиях вообще следовало бы из милосердия отказаться от деревьев, да не может человек без них обойтись...» (цит. по Фролов, 1998) /3/.

Понимая всю необходимость таких исследований нами были изучена почва Станции юных натуралистов, гимназии №60 и для сравнительной характеристики изучался целинный участок.

Цель работы. 

1.              Изучить современное состояние почвы на антропогенных участках (Станция юных натуралистов и Гимназия №60).

2.              Изучить современное состояние почвы на целине.

3.              Дать сравнительный анализ двум городским почвам находящимся в различных антропогенных условиях.

Основные задачи исследований.

1.              Определение основных свойств почв Станции юных натуралистов, гимназии №60 и целины (морфологические, физические, химические).

2.              Определение состава почвенной мезофауны на территории Станции юных натуралистов, гимназии №60 и целины.

3.              Составить коллекцию собранного материала мезофауны.

Новизна исследований.

1.              Впервые исследованы антропогенные (антропогенно-измененные и искусственно-созданные) почвы городской Станции юных натуралистов и гимназии №60.

2.              Выявлено разнообразие почвенной мезофауны антропогенных почв Станции юных натуралистов, гимназии№60 и целины.

Работа изложена на 20 страницах компьютерного текста, иллюстрирована: 4 фотографиями, 7 диаграммами, содержит 3 таблицы. Использовано 24 литературных источников.

1 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Первый опытный участок, на котором проводились исследования, расположен на территории Государственной станции юных натуралистов. ГСЮН расположена на предгорной равнине северного склона Заилийского Алатау на высоте 1000-1050м над уровнем моря. Рельеф ровный, с небольшим уклоном на северо-восток, удобным для орошаемого земледелия. На этом участке в течение 30 лет возделываются овощные культуры.

Второй опытный участок расположен в верхней части города на территории гимназия №60, которая  была построена в микрорайоне "Орбита" и открыта с  1 сентября 1973 года.

Третий - целинный участок расположен в близь поселка Каскелен. Рельеф ровный. Этот опытный участок ни обрабатывался, и не был тронут рукой человека.

Перед закладкой опытов были отобраны исходные почвенные образцы для определения современного состояния почвы. Образцы отбирались методом сплошных колонок по почвенным горизонтам, включающие пахотный для определения физических, физико-механических, химических, агрохимических свойств почвы. Использованы методическое руководство по химическому анализу Е.В. Аринушкиной /4/ и лабораторно–практические занятия по почвоведению Л.Н. Александровой и О.А. Найденовой /5/.

Механический состав определялся полевым методом; Микроагрегатный состав – по Качинскому; влажность, влагоемкость – весовым методом; гумус – по Тюрину; общий азот – по Къельдалю; гидролизуемый азот – по Тюрину-Кононовой; валовой фосфор - по Гинзбургу и Щегловой с последующим определением на спеколе; подвижный фосфор – по Мачигину в модификации Грабарова с последующим определением на ФЭК-56; валовой калий – по Мачигину в модификации Грабарова с последующим определением на пламенном фотометре FLAPHO 4 (1981).

Были отобраны зоологические образцы для определения современного состава мезофауны почвы. Материал собран по стандартной методике почвенно-зоологических исследований - метод ручной разборки почвенных проб /6/ (Фото 1). Пробы отбирались с поверхности, 0-5, 5-10см, 10-15см, 15-20см слоев. Расчет численности мезофауны произведен на площадь почвы в один кв.метр.  Это прямой метод учета, позволяющий исследователю получить цифры, показывающие количество учитываемых объектов на единицу площади поверхности почвы, либо на единицу объема почвы. Одновременно исследуется таксономический состав мезофауны. Животных собирали отдельно из каждой пробы и слоя. В качестве фиксатора использовался 70% спирт. Всех найденных при раскопках животных тут же в полевых условиях записывали в дневник с той точностью определения, которая была доступна.

Автор выражает признательность  преподавателю биологического факультета КазНУ им. Аль-Фараби к.б.н., профессору Даутбаевой К.А. за помощь в освоение методики и при обработке собранного материала.

На основании полученных данных были составлены таблицы встречаемости животных.

Фото1- Ручной отбор почвенной мезофауны

2 КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ

2.1 Климат

Климат предгорной зоны, где проводились исследования, резко континентальный. Отличается большими суточными и годовыми колебаниями температуры воздуха, холодной зимой и продолжительным жарким летом.

Минимальных величин температура достигает в январе. Максимум относительной влажности воздуха приходится на декабрь – февраль. В теплый период года относительная влажность воздуха с нарастанием температур быстро падает. Самым влажным месяцем в весенний период является апрель.

Летом благодаря сильной инсоляции, ясности неба и сухости воздуха, последний прогревается и формируется сухой тропический воздух. Июль –самый жаркий месяц, его средняя температура колеблется в пределах 24-26°С, а абсолютные максимумы достигают 37-43°С. Минимум осадков приходится на август – сентябрь, максимум осадков приходится на октябрь или ноябрь. Продолжительность теплого периода достигает 240-275 дней, средняя продолжительность безморозного периода составляет 140-170 дней. Появление снежного покрова обычно отмечается 10-15 ноября  /7/.