Почвы городских территорий. Почвы городов Общие черты городских почв

На территории городов почвы подвергаются загрязнению, которое можно подразделить на механическое, химическое и биологическое.

Механическое загрязнение заключается в засорении почв крупнообломочным материалом в виде строительного мусора, битого стекла, керамики и других относительно инертных отходов. Это оказывает неблагоприятное влияние на механические свойства почв.

Химическое загрязнение почв связано с проникновением в них веществ, изменяющих естественную концентрацию химических элементов до уровня, превышающего норму, следствием чего является изменение физико-химических свойств почв. Этот вид их загрязнения является наиболее распространенным, долговременным и опасным.

Биологическое загрязнение связано с привнесением в почвенную среду и размножением в ней опасных для человека организмов. Бактериологические, гельминтологические и энтомологические показатели состояния почв городских территорий определяют уровень их эпидемиологической опасности. Эти виды загрязнения подлежат контролю прежде всего на территории селитебных и рекреационных зон.

Основные загрязнители почвы:

1) пестициды (ядохимикаты);

2) минеральные удобрения;

3) отходы и отбросы производства;

4) газодымовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу;

5) нефть и нефтепродукты.

В настоящее время влияние пестицидов на здоровье населения приравнивают к воздействию на человека радиоактивных веществ. По данным ВОЗ, отравлению пестицидами в мире каждый год подвергаются до 2 млн. человек, из них 40 тыс. - с летальным исходом. Подавляющая часть применяемых пестицидов попадает в окружающую среду (воду, воздух).

Они вызывают глубокие изменения всей экосистемы, действуя на все живые организмы, в то время как используются для уничтожения весьма ограниченного числа видов. В итоге наблюдается интоксикация огромного числа других биологических видов (полезных насекомых, птиц) вплоть до их исчезновения.

Среди пестицидов наибольшую опасность представляют стойкие хлорорганические соединения, которые могут сохраняться в почвах в течение многих лет, и даже малые их концентрации в результате биологического накопления могут стать опасными для жизни организмов, так как обладают мутагенными и канцерогенными свойствами. Попадая в организм человека, они могут вызвать быстрый рост злокачественных новообразований, а также поразить организм генетически, что опасно для здоровья будущих поколений. Вот почему применение наиболее опасного из них - ДДТ в нашей стране и в большинстве развитых стран запрещено. Пестициды способны проникать в растения из загрязненной почвы через корневую систему, накапливаться в биомассе и впоследствии заражать пищевую цепь. При распылении пестицидов наблюдается значительная интоксикация птиц (орнитофауны). Особенно страдают популяции певчих и перелетных дроздов, жаворонков и других воробьиных.

С длительным применением пестицидов связывают также развитие резистентных (устойчивых) рас вредителей и появление новых вредных организмов, естественные враги которых были уничтожены.

Таким образом, можно с уверенностью констатировать, что общий экологический вред от использования загрязняющих почву пестицидов многократно превышает пользу от их применения.

Оказалось так же, что нитраты, находясь в избытке, снижают содержание кислорода в почве, а это способствует повышенному выделению в атмосферу двух «парниковых» газов - закиси азота и метана. Нитраты опасны и для человека: при концентрации свыше 50 мг/л отмечается их прямое общетоксическое воздействие, в частности, возникновение метгемоглобинемии, вследствие биологических превращений нитратов в токсичные соединения азота.

К интенсивному загрязнению почв приводят отходы и отбросы производства. В стране ежегодно образуется свыше миллиарда тонн промышленных отходов, из них более 50 млн. т особо токсичных. Огромные площади земель заняты свалками, золоотвалами, хвостохранилищами и др., которые интенсивно загрязняют почвы, способность которых к самоочищению, как известно, ограничена.

Огромный вред для функционирования почв представляют газодымовые выбросы промпредприятий. Почва способна накапливать весьма опасные для здоровья человека загрязняющие вещества, например, тяжелые металлы. В 1997г. почти 0,4 млн. га в нашей стране оказались загрязненными медью, свинцом, кадмием и др. Еще больше земель были загрязнены радионуклидами и радиоизотопами в результате Чернобыльской катастрофы.

Одной из серьезных экологических проблем становится загрязнение земель нефтью и нефтепродуктами

К числу основных антропогенных воздействий на горные породы относят: статические и динамические нагрузки, тепловые, электрические и другие воздействия.

Статические нагрузки. Это наиболее распространенный вид антропогенного воздействия на горные породы. Под действием статических нагрузок от зданий и сооружений, достигающих 2 МПа и более, образуется зона активного изменения горных пород примерно на глубине 70-100 м. При этом наибольшие изменения наблюдаются: 1) в вечномерзлых льдистых породах, на участках залегания которых часто наблюдаются оттаивание, пучение и другие неблагоприятные процессы; 2) в сильносжимаемых породах, например, заторфованных, илистых и др.

Динамические нагрузки. Вибрации, удары, толчки и другие динамические нагрузки типичны при работе транспорта, ударных и вибрационных строительных машин, заводских механизмов и т.д. Наиболее чувствительны к сотрясению рыхлые недоуплотненные породы (пески, водонасыщенные лессы, торф и др.)- Прочность этих пород заметно снижается, они уплотняются (равномерно или неравномерно), структурные связи нарушаются, возможно внезапное разжижение и образование оползней, отвалов, плывунов и других ущербообразующих процессов.

Другим видом динамических нагрузок являются взрывы, действие которых сходно с сейсмическими. Горные породы разрушают взрывным способом при строительстве дорог, гидротехнических плотин, добыче полезных ископаемых и т.д. Очень часто взрывы сопровождаются нарушением природного равновесия - возникают оползни, обвалы, осовы и т.п. Так, по данным А. А. Махорина (1985), в результате взрыва многотонного заряда в одном из районов Кыргызстана, при строительстве каменно-набросной плотины, на склонах образовалась зона нарушенных пород с трещинами от 0,2 до 1 м в ширину и до 200 м в длину. По ним произошли смещения горных пород объемом до 30 тыс. м 3 .

Тепловое воздействие. Повышение температуры горных пород наблюдается при подземной газификации углей, в основании доменных и мартеновских печей и др. В ряде случаев температура пород повышается до 40-50°С, а иногда и до 100°Си более (в основании доменных печей). В зоне подземной газификации углей при температуре 1000-1600 ° С породы спекаются, «каменеют», теряют свои первоначальные свойства. Как и другие виды воздействия, тепловой антропогенный поток влияет не только на состояние горных пород, но и на другие компоненты окружающей природной среды: почвы, подземные воды, растительность.

Электрическое воздействие. Создаваемое в горных породах искусственное электрическое поле (электрифицированный транспорт, ЛЭП и др.) порождает блуждающие токи и поля. Наиболее заметно они проявляются на городских территориях, где имеется наибольшая плотность источников электроэнергии. При этом изменяются электропроводность, электросопротивляемость и другие электрические свойства пород.

Динамическое, тепловое и электрическое воздействие на горные породы создает физическое «загрязнение» окружающей природной среды.

Массивы горных пород в ходе инженерно-хозяйственного освоения подвергаются мощному антропогенному воздействию. При этом развиваются такие опасные геологические процессы, как оползни, карст, подтопление, просадки и др. Все эти процессы, если они вызваны деятельностью человека и нарушают природное равновесие, называют ущербообразующими и наносящими экологический (а, как правило, еще и экономический) ущерб окружающей природной среде.

Оползни. Оползни представляют собой скольжение горных пород вниз по склону под действием собственного веса грунта и нагрузки: фильтрационной, сейсмической или вибрационной. Оползни - явление частое на склонах долин рек, оврагов, берегов морей, искусственных выемок. Основными антропогенными факторами, часто накладывающимися на природные, являются: дополнительная нагрузка на склон от сооружений, вибрационная нагрузка от движущегося транспорта и сейсмическая от взрывов, обводнение склона, изменение его формы и др. Большой ущерб природной среде ежегодно наносят оползневые процессы на берегах Черноморского побережья Кавказа, Крыма, в долинах Волги, Днепра, Дона и многих других рек и горных районов.

Оползни нарушают устойчивость массивов горных пород, негативно влияют на многие другие компоненты окружающей природной среды (нарушение поверхностного стока, истощение ресурсов подземных вод при их вскрытии, образование заболоченностей, нарушение почвенного покрова, гибель деревьев и т.д.). Известно немало примеров оползневых явлений катастрофического характера, приводящих к значительным человеческим жертвам.

Карст. Геологическое явление, связанное с растворением водой горных пород (известняков, доломита, гипса или каменной соли), образованием при этом подземных пустот (пещер, каверн и др.) и сопровождаемое провалами земной поверхности, получило название карста. Их образование связывают с интенсификацией отбора подземных вод. Активизация карста отмечается во многих районах России. Подтопление - пример ответной реакции геологической среды на антропогенное воздействие. Под подтоплением понимают любое повышение уровня грунтовых вод до критических величин (менее 1-2 м до УГВ).

Подтопление территорий негативно влияет на экологическое состояние природной среды. Массивы горных пород переувлажняются и заболачиваются. Активизируются оползни, карст и другие процессы. В лессовых грунтах возникают просадки, в глинах - набухание. Просадка приводит к резкой неравномерной осадке, а набухание - к неравномерному подъему зданий и сооружений. В результате сооружения испытывают деформации и становятся малопригодными для эксплуатации, что значительно ухудшает санитарно-экологическую обстановку в жилых и производственных помещениях. На подтопленной территории, в результате вторичного засоления почв угнетается растительность, возможно химическое и бактериальное загрязнение грунтовых вод, ухудшается санитарно-эпидемиологическая обстановка.

Причины подтопления разнообразны, но практически всегда связаны с деятельностью человека. Это - утечки воды из подземных водонесущих коммуникаций, засыпка естественных дрен - оврагов, асфальтирование и застройка территории, нерациональный полив садов, скверов, подпор подземных вод глубокими фундаментами, фильтрация из водохранилищ, прудов - охладителей АЭС и др.

Иловые осадки станций биологической очистки сточных вод и компост из городских бытовых отходов содержат большое количество органических и питательных для растений минеральных веществ, поэтому их используют как удобрение. Однако они, как правило, содержат многие металлы в концентрациях, которые являются токсичными. При внесении в почвы иловых осадков и компоста в дозах, определяемых по их удобрительной ценности, можно прогнозировать увеличение содержания токсичных элементов в почвах в несколько раз. Химические элементы, условно называемые тяжелыми металлами свинец, цинк, медь, кадмий, ванадий и др., не только сами являются опасными для здоровья человека, но и служат индикаторами присутствия более широкого спектра загрязняющих веществ (газов, органических соединений). Величину суммарного показателя загрязнения почв используют для оценки уровня опасности загрязнения территории города. Значения суммарного показателя загрязнения почв используют для оценки уровня опасности загрязнения территории города. Значения загрязнения до 16 соответствуют допустимому уровню опасности для здоровья населения; от 16 до 32 - умеренно опасному; от 32 до 128 - опасному, более 128 - чрезвычайно опасному Геохимическое изучение почв в городе на регулярной основе позволяет получить пространственную структуру загрязнения селитебных территорий и выявить участки, проживание на которых сопряжено с наибольшим риском для здоровья населения.

Отрицательное влияние на состояние почвы в городе оказывает использование поваренной и других солей для борьбы с гололедом в зимний период и утечки высокоминерализованных технологических растворов. Это приводит к возрастанию количества фитотоксичных соединений в составе почв. Известно, что хлориды натрия и кальция разрушительно действуют на почвенные коллоиды и вызывают при определенных концентрациях гибель растений. В талой снеговой воде крупного промышленного города может содержаться хлор-иона в 150 раз больше, чем в природной речной воде


В шлифах наблюдается: уменьшение разнообразие минералов, составляющих скелетный материал (доля кварца - увеличивается по сравнению с природными почвами и породами данной местности); большое количество углистых частиц и средне-слабо разложившихся органических остатков. Для горизонтов урбик характерно отсутствие процессов перемещения глинистого материала [ , ], синхронные признаки перераспределения и формирования новообразований - как карбонатных, так и железистых [ , , ]. Обнаружены также новообразования фосфатов железа в переменных и восстановительных условиях . Магнитная восприимчивость более 1.0 10-3 СИ косвенно указывает на высокую степень антропогенного воздействия . Для горизонтов урбик также характерны высокие (выше природных фоновых значений, а иногда выше ПДК и ОДК) уровни загрязнения тяжелыми металлами (за счет исторического загрязнения и современного аэрального привноса).

Горизонт урбик является диагностическим для специфических городских почв - урбаноземов и урбо-почв. В силу синлитогенной природы городских почв U может залегать не только на поверхности, но и в средней части профиля. При глубоком погребении функционирует как слой городских техногенных отложений (культурный слой).

Полевая диагностика: горизонт аккумуляции и биогенной трансформации органо-минерального и искусственного материала формирующийся синлитогенно на дневной поверхности под воздействием поселений. Бурых и серо-бурых тонов, неравномерно окрашен. Обладает преимущественно кубовидной структурой с отчетливыми признаками горизонтальной делимости. Супесчаный или легко/среднесуглинистый опесчаненый, пылеватый, плохо смачиваемый. Реагирует с HCl (10%). Содержит не менее 10% включений разного размера антропогенного происхождения (строительный мусор, угли, кости, слабо разложившиеся растительные остатки и др.). Без признаков перемещения глинистого вещества.

AYur или Aur (ранее обозначался АU) гумусовый горизонт с признаками урбопедогенеза - гумусовый горизонт, формирующийся на поверхности городской почвы в результате преобразования материнского субстрата или при аккумуляции урботехногенного материала (природный минеральный материал, городские твердые аэральные выпадения, артефакты, искусственные антропогенные материалы) в поверхностных горизонтах природных почв. Содержит в своем составе единичные или малые количества твердых антропогенных включений (до 10% строительного мусора и др. от объема образца). При интенсификации накопления материала на поверхности эволюционирует в урбиковый горизонт.

Имеет преимущественно комковатую или зернисто-комковатую структуру с элементами горизонтальной делимости, серо-бурых окрасок, уплотнен, супесчано-суглинистого гранулометрического состава. Слабо вскипает или не вскипает от 10% HCl. Реакция среды нейтральная или слабощелочная (рН 6.5-7.5). Содержание органического вещества в среднем как в горизонте урбик. Количество углефицированных частиц различных размеров значительное. Часто содержит значительные, но меньшие количества, чем в горизонте урбик, питательных элементов (в среднем 10-40 мг/кг Р 2 O 5 и 10-30 мг/кг К 2 О). Объемная масса в среднем также несколько ниже, чем в горизонтах урбик. Степень загрязнения тяжелыми металлами выше природного фона, но ниже содержания тяжелых металлов в урбиковых горизонтах и редко превышает ПДК. Магнитная восприимчивость более 1.0 10-3 СИ. Наряду с горизонтом урбик характерен для специфических городских почв – урбаноземов, культуроземов и урбо-почв.

Полевая диагностика : горизонт аккумуляции гумуса, формирующийся на поверхности преимущественно за счет постлитогенной проработки урбоседимента почвообразовательными процессами или в условиях незначительного поступления и интеграции урботехногенного материала в естественные поверхностные горизонты. Серо-бурых тонов. Преимущественно комковатой структуры, со слабыми признаками горизонтальной делимости. Слабо реагирует или совсем не реагирует с HCl (10%). Содержит менее 10% антропогенных включений. Без признаков перемещения глинистого вещества. TCH (ранее обозначался ТГ или TG) от англ. technogenic техногенный горизонт - техногенный грунт, перемещенный с мест природного залегания, без признаков почвообразования in situ (структурности, накопления гумуса и т.д.). Может быть сформирован, как из перемещенных естественных слабозагрязненных грунтов, так и из смеси почвенно-грунтового материала со строительным и другим мусором. При формировании на дневной поверхности подвергается перекрытию рекультивационными горизонтами или задерновывается с образованием гумусово-аккумулятивых горизонтов, становясь, таким образом, почвообразующей породой для нового цикла почвообразования. Для техногенных горизонтов характерны быстрые сроки формирования, неоднородность свойств и порций отлагаемого материала (см. раздел «почвообразующие породы»). Под гор. TCH могут залегать погребенные профили ранее сформировавшихся почв.

Может иметь различный цвет и гранулометрический состав, часто с признаками оглеения, что обусловлено негативными физическими свойствами. Это подтверждается пониженными значениями окислительно-восстановительного потенциала (300-500 мВ - слабо восстановительный и слабо окислительный характер реакций ) по сравнению с гор. U (умеренно и интенсивно окислительный характер реакций) в автоморфных условиях.

Характеризуются наибольшими значениями объемной массы (плотности) и твердости. Превышение критических величин этими показателями можно рассматривать как диагностические свойства для техногенных горизонтов. Необходимо также упомянуть, что твердость существенно зависит от других физических показателей, таких как гранулометрический состав, влажность, структурность, пористость, и является показателем не абсолютным, а скорее относительным (пригодным для рассмотрения различий между горизонтами). Несмотря на это, он очень важен как показатель благополучия роста и функционирования корневых систем. Критические значения сопротивлению пенетрации почв составляют: для суглинистых почв - 30 кг/см 2 , для легкосуглинистых и супесчаных почв - 40-50 кг/см 2 . В техногенных горизонтах сопротивление пенетрации (твердость) может превысить эти значения вдвое.

Городские гор. ТСН имеют нейтральные или щелочные значения pH. Химический состав их неоднороден, но отражает геохимические характеристики городской среды. Содержание органического вещества, питательных элементов и загрязнителей зависят от источников материала, из которого горизонт сформирован. Магнитная восприимчивость также различна и зависит от магнитной восприимчивости материала, из которого сформирован горизонт, однако часто бывает меньше 1.0 10-3 СИ.

Наличие техногенных горизонтов является строго диагностическим для техно-почв, конструктоземов. TCH–горизонты присутствуют в профилях реплантоземов.

Полевая диагностика : Техногенно-перемещенный, бесструктурный материал (слой техногенных отложений), как правило, содержащий антропогенные включения, часто имеет признаки оглеения. Возможно «вскипание» от HCl (10%).

RAT техногенный рекультивационный горизонт (с включениями органических остатков) - слой органо-минеральной смеси, являющийся поверхностным рекультивантом городских почв и грунтов. Свойства регламентируются документами правительства Москвы. Насыпается единовременно либо создается посредством регулярных добавлений плодородных смесей непосредственно в верхний горизонт почвы. Состоит из растительных остатков разной степени разложенности и минерального компонента [ , ]. Свойства горизонта во многом задаются при его изготовлении. Может содержать отдельные фрагменты торфа. Со временем содержание органического вещества сокращается, а смесь становится более гомогенной. В шлифах неоднородность содержания органического вещества и наличие фрагментов торфа диагностируется более долгое время (до 50 лет).

Рекультивационный горизонт, как правило, не загрязнен твердыми антропогенными включениями, имеет темную серо-коричневую, коричневую окраску, комковатую структуру, супесчаный или суглинистый гранулометрический состав, нейтральную реакцию среды. Он насыщен основаниями, имеет невысокое содержание карбонатов, высокую емкость катионного обмена за счет включений торфа. Содержит значительные количества питательных элементов (в проектной норме около 100 мг/кг Р 2 O 5 и 100 мг/кг К 2 О). Не должен содержать загрязнители в концентрациях более ПДК (хотя на практике это условие не всегда соблюдается). По правилам создания рекультивационных грунтов (Постановление правительства Москвы № 1018-ПП от 27 ноября 2007 г.) содержание органического углерода не должно превышать 25% и опускаться ниже 3 %. Как правило, эти горизонты имеют оптимальную твердость и плотность (не выше 1.3 г/см 3). Магнитная восприимчивость гор. RAT менее 1.0 10-3 СИ.

Рекультивационные горизонты являются диагностическими для выделения почвоподобных тел – техноземов (реплантоземов и конструктоземов ) и рекреаземов [ , ]. Потенциально они являются основой для будущего городского почвообразования. При постоянных подсыпках органического материала увеличиваются по мощности и сохраняют свои свойства. При свободном функционировании в городской среде постепенно трансформируются в гор. AYur или U.

Полевая диагностика : Представляет собой рекультивационный слой. Имеет темную серо-коричневую, коричневую окраску, комковатую структуру, супесчаный или суглинистый гранулометрический состав, не загрязнен твердыми антропогенными включениями, присутствуют отдельные включения средне разложившихся растительных остатков. Характеризуется слабым «вскипанием» от HCl 10% или отсутствием видимой реакции. Часто укладывается на техногенный горизонт.

RT органический техногенный рекультивационный горизонт - торфосодержащая смесь. Отличаются от гор. RAT большим содержанием мало минерализованного органического вещества (более 30 %).

Свойства диагностических горизонтов были проанализированы с помощью пакета статистических программ Statistica 6. Для сравнения горизонтов проводилась стандартная статистическая обработка значений всех рассмотренных показателей (pH, содержание карбонатов, содержания подвижных фосфора и калия, содержание органического углерода/зольность, содержание подвижных Zn, Pb (вытяжка 1н.NO 3), сопротивление пенетрации). Из видно, что средние по показателям pH и содержание углерода близки и их доверительные интервалы перекрываются. По остальным показателям можно выявить следующие тенденции. Для техногенно созданных гор. RAT и TCH объем варьирования в целом шире (исключая содержание тяжелых металлов), чем для гор. U и Aur, которые мы определяем как собственно почвенные. При этом средние показателей почвенных горизонтов различаются, и доверительные интервалы почти не перекрываются. На наш взгляд, это означает статистическую достоверность и правомочность выделения горизонтов. По некоторым химическим свойствам техногенный гор. TCH близок к свойствам гор. U, что, по всей вероятности, обусловлено спецификой геохимического накопления элементов в городской среде. Однако по твердости структурированный гор. U значимо отличается от бесструктурного гор. TCH. Увеличение варьирования содержания микроэлементов может быть связано с разнородными условиями и историей загрязнения городской территории и не зависит от типа горизонта или типа почвы. Для расчетов использовался материал из научных публикаций о почвах г. Москва, где, как нам кажется, диагностика горизонтов проведена наиболее однозначно и в соответствии с нашими обобщениями [ , , , , , ]. Объемы выборок не равномерны и колеблются в зависимости от показателей и типов горизонтов от 8 до 113.

С использованием вышеописанных диагностических горизонтов производится диагностика типов специфических городских почв (рис.1). Гор. U - основной диагностический горизонт для городского почвообразования. Вместе с гор. AYur они являются истинно почвенными, то есть их диагностическое значение больше, чем диагностическое значение насыпных техногенных слоев (TCH и RAT). Следовательно, гор. U и AYur должны иметь диагностическое преимущество при определении почвы.

Гор. TCH и RAT по сути своей генетическими горизонтами не являются. Они являются рукотворными образованиями (хотя и представляют собой основу для последующего почвообразования) и имеют диагностическое значение только при систематике почвоподобных конструкций (конструктозем, реплантозем, рекреазем).

ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ГОРОДСКИХ ПОЧВ
Описание каждого типа – “центрального образа” проведено по следующему плану: диагностический профиль; определение и генезис; положение в ландшафте и функциональных зонах; характерные свойства; особенности функционирования; переходные образования и границы, за пределами которых профиль не может более относиться к данному типу; возможное подтиповое разделение. В рамках описания центральных образов авторы не ставили себе цель достичь однозначного соответствия профиль – тип почвы, как это подразумевает КиДПР (рис.1), т.к. увеличение числа типов почв существенно снижает потребительские качества классификационной системы, препятствуя ее легкому освоению чиновниками и специалистами-практиками. Однако следует подчеркнуть, что предлагаемые варианты формул профиля каждого типа различаются лишь в своей нижней части, которую можно рассматривать как породную основу. Маломощным гор. RAT на поверхности можно пренебречь при наличии под ним более важных по значению диагностических горизонтов.

Тип: УРБАНОЗЕМЫ собственно
Профиль: U-(AYur)–[АY-B-C], U-(AYur)–C(TCH), RAT-U-C(TCH)
Специфические почвы селитебных территорий, образующиеся синлитогенно (одновременно с накоплением городских геологических отложений) в результате строительной и бытовой деятельности человека и являющиеся частью и/или источником городского культурного слоя. Горизонты урбик – главные диагностические горизонты при выделении урбаноземов. При наличии под антропогенными горизонтами диагностических горизонтов природных почв их мощность должна составлять более 50 см. Маломощные урбаноземы представляют собой диагностический горизонт урбик или гумусовый горизонт с признаками урбопедогенеза менее 50 см, залегающий непосредственно на естественных грунтах или техногенных горизонтах (грунтах) и не подстилаются другими генетическими горизонтами. Для урбаноземов типично химическое загрязнение, иногда засоление разной степени выраженности.
Подтипы : типичные (без особых признаков в названии не указывается), гидрометаморфизованные (с видимыми признаками гидрометаморфизма в профиле) U-(AYur)q–C(TCH)q, окультуренные (с подсыпками плодородных субстратов на поверхность менее 40 см) RAT–U–C(TCH) и др.

Тип: КУЛЬТУРОЗЕМЫ
Профиль: (RAT)AYur-(U, Р)–С(TCH) Высокогумусные почвы с гумусовым гор. AYur мощностью более 40 см на поверхности, который подстилается гор. U или другими антропогенными горизонтами, например, агро-горизонтом. На поверхности может залегать маломощный гор. RAT сформированный в процессе землевания. Общая мощность антропогенных горизонтов более 50 см. Это почвы городских и ботанических садов, дендропарков, бывших садов или старых огородов с признаками урбопедогенеза (загрязнение, антропогенные включения, геохимически очень близки к урбаноземам). В международной классификации схожие по строению и свойствам почвы получили название хортисоли .

Характерной чертой культуроземов является высокая емкость катионного обмена в поверхностных горизонтах (до 40 ммоль/100 г), а также насыщенность основаниями от 50 до 99%. Такие значения обусловлены значительным содержанием слабо разложившихся растительных остатков, многолетним удобрением, а также растворением карбонатных включений (строительно-бытового мусора).
Подтипы : типичные (без особых признаков в названии не указывается), гидрометаморфизованные (с видимыми признаками гидрометаморфизма в профиле): (RAT)AYur–(U, Р)q–С(TCH)q, турбированные (периодически перекапываемые почвы): (RAT)AYur,tur–(U, Р)–С(TCH) и др.

Тип: РЕКРЕАЗЕМЫ (от recreatio lat. – восстанавливать, выздоравливать).
Профиль: RAT(RT)1,2,3…–(А-В)–С(TCH)
Природно-антропогенные почвы городов с многоразовыми (два и более) подсыпками органо-минеральных или торфосодержащих (торфо-компостных, торфо-песчаных) плодородных субстратов и обладающие благоприятными для растений физико-механическими и химическими свойствами. Рекреаземы формируются путем длительного окультуривания и/или рекультивации нарушенных почв с уничтоженным или деградированным поверхностным горизонтом, или почвенным профилем.

Выделяются по наличию одного или серии органо-минеральных (RAT, RT) горизонтов разной степени гомогенизации и минерализации (то есть в разной степени приближающихся по свойствам к гор. Аur) общей мощностью 10-50 см с содержанием не более 5% антропогенных включений, развивающихся: на нижней части профиля исходной природной почвы, на природных грунтах или на техногенных грунтах (горизонтах). Рекреаземы распространены на озелененных рекультивированных участках, в том числе вдоль дорог, в плодовых садах, дендропарках. Рекреаземы являются переходной стадией от ряда типов к типу культуроземов. Рекреаземы с гумусовым горизонтом более 50 см предлагается относить к культуроземам.
Подтипы : типичные (без особых признаков в названии не указывается), гидрометаморфизованные (с видимыми признаками оглеения в профиле): RAT(RT)1,2,3…–(А-В)q–С(TCH)q, турбированные (регулярно перекапываемые почвы цветников): RAT(RT, Aur)1,2,3…tur–(А-В)–С(TCH) и др.

Тип: УРБОХЕМОЗЕМЫ (или хемоземы по урбаноземам или другим природно-антропогенным почвам города)
Профиль: X–U (C, TCH, др.)
Почвы, характеризующиеся необратимым химическим загрязнением любыми веществами (тяжелыми металлами, различными ядохимикатами, углеводородами, радионуклидами и пр.), степень которого оценивается как чрезвычайно опасная по принятым нормативам (5 ПДК). При этом изменения в морфологических свойствах и строении профиля значения не имеют, так как ведущим становится фактор и диагностический признак загрязнения. Прямая (полевая) диагностика, как правило, затруднена, что вызывает необходимость использования косвенных признаков: состояние растительности и опада, пятна загрязнителя на поверхности и пр. Окончательная диагностика возможна только лабораторно-аналитическими методами.
Подтипы : выделяются по названию загрязнителя (нефтезагрязненные, битуминозные, радиоактивные, засоленные, металлозагрязненные, зафосфаченные и др.)

Тип: РЕПЛАНТОЗЕМЫ
Профиль: RAT(RT)–TCH(С) или RAT(RT)–TCH1–TCH2(С)
Техноземы (почвоводобные тела), состоящие из реплантированного маломощного поверхностного горизонта мощностью около 10 см с высоким содержанием органического вещества (RAT, RТ) или материала естественных гумусовых горизонтов, нанесенного на оставшиеся после строительства породы (грунт) или специально сделанную отсыпку общей мощностью не более 40 см (TCH).

От рекреазема отличается одномоментным созданием плодородного слоя или плодородного слоя+отсыпка. Подстилается грунтами в том числе и техногенными.

Последующее развитие реплантоземов заключается в преобразовании торфосодержащего поверхностного горизонта и формировании гомогенного гумусово-аккумулятивного горизонта. Одновременно с этим идет процесс стирания границ между насыпными горизонтами, равномернее становится профильное распределение органического углерода. На начальном этапе подобная трансформация ведет к появлению отдельных почвенных признаков. На следующем этапе общее строение приобретает черты, свойственные профилю рекреаземов, урбаноземов или дерновых почв в зависимости от видоизменений поверхностного горизонта.
Подтипы

Тип: КОНСТРУКТОЗЕМЫ (почвенные конструкции)
Профиль: RAT(RT)–TCH1–TCH2–TCH3,4,5…
Это техноземы (почвоподобные тела) сложных конструкций мощностью более 40-50 см, созданные в специальных целях (например, спортивные газоны или многослойные конструкции, созданные для перекрытия грунтов с неблагоприятными для зеленых насаждений свойствами и др.). Состоящие из серии слоев почвенных материалов разного состава и дисперсности, а также насыпного плодородного слоя.

От реплантоземов отличаются большей мощностью отсыпки с контролируемыми свойствами и сложностью конструкции, которая может включать в себя инженерные сооружения (оросительные, осушительные системы и др.). От культуроземов и рекреаземов - одномоментным созданием с использованием техногенного перемещения почвенных масс. При залегании на культурном слое отличается от техноурбанозема мощностью специально созданных техногенных горизонтов (более 40 см).
Подтипы : гумусированные, перегнойные, торфо-компостные и др.

НЕКРОЗЕМЫ - комплекс почв городских кладбищ. Выделяются условно в границах действующих и мемориальных кладбищ. Свойства изучены слабо.

Определение типовой принадлежности почв со сложными профилями.
1. Серия типов, имеющих переходное значение между природно-антропогенными и природными почвами. Выделяются при образовании на поверхности антропогенного диагностического горизонта(ов) мощностью менее 50 см и сохранении под ним системы горизонтов природной почвы в целостном или частично нарушенном состоянии. В профилях почв переходных типов сочетаются диагностические горизонты антропогенного и естественного почвообразования.

Почвы сохраняют типовое название с добавлением префикса “урбо” – УРБО-почвы, “техно” – ТЕХНО-почвы, в зависимости от генезиса поверхностного горизонта (например, урбоподзолистая почва, техноурбанозем, техноглеезем и т.д.).

Профиль: U(AYur)–(AY, P)–B–C, урбо-почвы
(RAT)–TCH–(AY, U, P)–B–C, техно-почвы
Подтипы : типичные (без особых признаков в названии не указывается), глеевые (с видимыми признаками оглеения в профиле): U (AYur)–(AY, P)g–Bg–Cg; (RAT)–TCH–(AY,U,P)g–Bg–Cg и др.

2. В случае с действующими в аллювиальном режиме пойменными почвами, имеющими синлитогенный характер образования, при сочетании городского и аллювиального педоседиментогенеза, целесообразно учитывать не мощность отдельных горизонтов, а наличие антропогенных включений (более 5%) и изменение физико-химических свойств профиля по сравнению с природными аналогами данного региона (химическое загрязнение, антропогенное окарбоначивание и др.). Так, например, аллювиальная серогумусовая почва с включениями кирпичей и др. бытового мусора (принесены вместе с аллювием) или с высоким содержанием карбонатов (не свойственным для природного аллювия территории) будут названы УРБОаллювиальные серогумусовые почвы.

Профиль: AYur(P)–AYC(ur)~–C(ur)~
Подтипы : типичные (без особых признаков в названии не указывается), глеевые/гидрометаморфизованные (с видимыми признаками гидроморфизма в профиле): AYur(P)–B(ur)g–C(ur)g~, омергеленные (с высоким более 10% содержанием карбонатов): AYur(P)–B(ur)mlq–C(ur)mlq~ и др.

В случае выхода пойменных почв из аллювиального режима действуют вышеописанные правила диагностики. Аллювиальная толща рассматривается как почвообразующая или подстилающая порода.

3. Включенные в серию антропогенных постагрогоризонты рассматриваются при диагностике сложного профиля, как природные если они не имеют признаков урбопедогенеза. Если же присутствуют антропогенные включения или новообразования (преимущественно карбонатные или железо-фосфаты), и/или загрязнители, и/или высокие содержания питательных веществ (сравнимые с уровнем содержания в гор. U и AYur), то такие горизонты диагностируются как агрогумусовые (гумусовые) с признаками урбопедогенеза (AYpa,ur; Pur) и относятся к антропогенным горизонтам.

Окончательная диагностка почвы (при сохранении природного профиля или его остатков) производится по мощности антропогенных горизонтов. Их общая мощность не превышающая 50 см определяет наличие урбо- и техно-почв или урбаноземов и др., когда мощность антропогенных горизонтов превысила 50см.

4. В случае обнаружения техногенных гор. RAT-TCH мощностью менее 40 см (реплантозем) залегающей на урбаноземе или полнопрофильной природной почве мы предполагаем диагностировать профиль в целом (1 м в соответствии с “Законом о почвах г. Москва”) как техно-почву, так как подстилающая почва, как нам представляется, будет в данном случае определять процессы, протекающие в профиле.

Почвообразующие породы городских почв. Техногенный седиментогенез, рельефообразование и почвообразование в городе протекают одновременно и в тесной связи. Молодые городские почвы, формирующиеся одновременно с техногенными породами при формировании дневной поверхности города составляют собой основу для специфических городских экосистем отличную от природной. При разработке систематики почв г. Москва отдельное внимание было уделено классификации почвообразующих пород. Почвообразование в городах происходит на разных по генезису, составу, физическим и химическим свойствам отложениях. Это могут быть как естественные (не подвергшиеся антропогенному воздействию) четвертичные образования, так и техногенные (искусственно созданные) природные, перемещенные в результате хозяйственной деятельности или антропогенно образованные грунты [ , , , ].

Техногенные грунты могут быть токсичными и не токсичными, содержать включения строительного, бытового мусора в разном соотношении и объемах. Специфической основой для почвообразования являются также культурные слои - исторические техногенные отложения, переработанные почвообразованием различных эпох существования города и накапливающиеся циклически на дневной поверхности городской территории. Формирование городского культурного слоя определяет синлитогенный (одновременный с накоплением техногенного геологического осадка) характер почвообразования в городе. Кроме того, в условиях города в качестве почвообразующей породы могут выступать и собственно почвенные горизонты.

К сожалению, до настоящего времени нет единого мнения по поводу значения термина “техногенный грунт”. Часть авторов [ , ] разделяют понятия “культурный слой” и “техногенные грунты”, часть считают культурных слой разновидностью техногенных грунтов [ , ]. В КиДПР (2004, 2008) в техногенных поверхностных образованиях объединены урбаноземы и почвоподобные конструкции – техноземы (в группе квазиземов), и техногенные грунты различного генезиса и состава.

В связи с этим, для описания городского почвообразования помимо естественных почвообразующих пород предложено выделять следующие техногенные грунты:
Насыпные природные - представлены перемешенным и перемещенным материалом природных грунтов (моренных и покровных суглинков, песка и др.) [ , ].

Индустриогенные (насыпные промышленные грунты) - состоят из твердых отходов производства (обогащенного сырья, шлаков, золошлаков и др.), полученных в результате химических и термических преобразований материалов природного происхождения [ , ]. Их характерным признаком является высокое содержание токсичных веществ (соединений серы, мышьяка, сурьмы), тяжелых металлов и др. [ , ].

Техногенные (насыпные строительные грунты) - представлены смесью природных грунтов со строительным и часто бытовым мусором (кирпич, цементная крошка, куски железобетона и др.) [ , ]. Рекрементогенные (от лат. Recrementum- отбросы, нечистоты, мусор) - насыпные грунты свалок и полигонов твердых бытовых отходов. Состоят из бытового мусора, отходов различных промыслов, синтетических продуктов, стекла, бумаги, пищевых отходов, текстильных материалов, а также природных минеральных грунтов, использующихся для послойной засыпки складируемого мусора [ , ]. Антропогенные (культурный слой) – состоят из существенно преобразованных почвообразованием, сформированных в результате длительного складирования и накопления в разнообразных пропорциях, различных грунтов (природных, технологических, строительных, бытовых отходов, в т.ч. осадков сточных вод). Минералого-петрографический состав основной минеральной массы этих отложений обусловлен геологическими условиями местности, а с другой стороны, историей города или поселка, характером инженерной и хозяйственной деятельности [ , , ].

Намывные (природные и техногенные грунты) целенаправленно создаются в результате горнодобывающей и инженерно-строительной деятельности в понижениях рельефа при подготовке территории к строительству, как намывные сооружения из запасов строительного материала для устройства насыпей, в результате складирования отходов [ , ]. Гранулометрический состав намывных грунтов отличается от исходного материала и изменяется в горизонтальном и вертикальном направлении за счет фракционирования грунта при гидронамыве.

Таким образом, подразделение техногенных грунтов определяется способом их преобразования, перемещения или образования в процессе хозяйственной деятельности человека. Остается дискуссионным вопрос о выделении химически загрязненных почвообразующих пород в отдельную группу с учетом субстантивного подхода КиДПР (2004-2008).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Усиление внимания к экологическим проблемам городов ведет к интенсификации изучения и организации учета, картографирования и мониторинга городских почв. Почвы и почвоподобные тела городов и промышленных территорий становятся обычными объектами изучения почвоведов. В современном варианте КиДПР, как нам кажется, разнообразие городских почв отражено не вполне удачно. Представленная в статье систематика почв г. Москва, как мы надеемся, может послужить поводом для нового обсуждения места антропогенных почв (антропогенно-трансформированных почв и почвоподобных тел), как специфических для города, так и формирующихся при других типах землепользования, в КиДПР, так как считаем, что необходимо совершенствование общероссийской классификации. Авторы надеются, что в результате обсуждения удастся разработать единые правила для описания и включения в тело классификационной системы новых таксономических выделов разного уровня, как антропогенных, так и естественных почв. Мы будем благодарны коллегам за любую конструктивную критику разработанной нами систематики.

Общая характеристика
Почвы в пределах города обладают определенными специфическими свойствами, наиболее типичными из которых являются: наличие включений строительно-бытового мусора; повышенная уплотненность; тренд в сторону повышенной щелочности; накопление техногенных веществ; наличие патогенных микроорганизмов.
Типичная для центра старого города почва - урбанозем на древнем культурном слое, характеризуется мощным темноокрашенным органическим горизонтом урбик, отсутствием выраженного переходного горизонта В и элювиально-иллювиальной дифференциацией профиля. Профиль городской почвы часто растет вверх за счет напыления или антропогенного поступления материала.
1 Основные данные о свойствах урбаноземов получены при исследовании почв городов таежной природной зоны (работы М.Н. Строгановой с соавт., 1992, 1997, 1998).

Урбаноземы - генетически самостоятельные почвы, обладающие как признаками зональных педогенных процессов, так и специфическими свойствами.
Для них характерен поверхностный органо-минеральный насыпной, перемешанный горизонт с урбоантропогенными включениями, понимаемый как особое природно-антропо-техногенное образование.
В урбаноземах, несмотря на специфичность почвенного профиля и большую засоренность его разного рода твердыми включениями, протекают следующие процессы: гумусообразование и гумусовая аккумуляция; вынос и перераспределение минерального вещества; железо-гумусовая сегрегация; мобилизация и иммобилизация карбонатов; оглеение; структурообразование, включая биогенную переработку; как результат деятельности человека - процесс загрязнения ТМ и полициклическими ароматическими углеводородами (ПАУ); появление патогенных микроорганизмов; сезонное засоление.
Степень выраженности этих процессов различна и зависит от возраста наноса, условий использования участка и ряда других обстоятельств. Но влияние на почвообразование основных процессов, характерных для данной природной зоны, несомненно.
При определенных обстоятельствах, вероятно, урбаноземы, развивающиеся на культурном слое или на грунтах, могут эволюционировать в зональные почвы с присущими им свойствами и системой генетических горизонтов.
Морфологические свойства почв
Отличительной характеристикой городских почв, особенно почв в центре города, является большое количество антропогенных включений в средней и нижней частях почвенного профиля. Существенное место в профилях почв городов занимает насыпной грунт, имеющий по крайней мере один литологический перерыв.
С течением времени поверхностный слой приобретает черты горизонта А1. Встречаются погребенные горизонты, более темные из-за аккумуляции органического вещества, более рыхлой консистенции, с повышенным количеством корней и животного населения.

Для большинства урбаноземов, как центрального образа городских почв, характерно: отсутствие естественных почвенных горизонтов; в профиле почв сочетаются различные по окраске и мощности слои искусственного происхождения, о чем свидетельствуют резкие переходы и ровные границы между ними; скелетный материал представлен в основном строительным и бытовым мусором (кирпичная крошка, куски асфальта, битое стекло, уголь и т.д.) в сочетании с промышленными отходами, торфокомпостной смесью или включениями фрагментов естественных почвенных горизонтов; иногда встречаются слои, полностью состоящие из отходов и мусора. />Наряду с урбаноземами в городе в парках и лесопарках сохраняются естественные почвы, а также частично аллювиальные пойменные почвы разной степени нарушенное™. Они сочетают в себе ненарушенную нижнюю часть профиля и антропогенно-измененные верхние слои (урбо-почвы).
Все перечисленные почвы различаются в городе: по характеру формирования (насыпные, перемешанные), по гумусированности и оглеенности, по степени нарушенное™ профиля, по количеству и составу включений (бетон, стекло, токсические отходы и т.д.) и другим показателям.
Типы морфологических профилей представлены на рис. 10.8.
Водно-физические свойства почв
Урбаноземы значительно отличаются от естественных почв по физическим свойствам (табл. 10.4).
Гранулометрический состав почвы - важный показатель, который определяет продуктивность городской почвы, степень ее фильтрационной и водоудерживающией способности.
Таблица 10.4
Изменение физических свойств городских почв (поверхностные горизонты)

Для городских почв слоистость грунтов по гранулометрическому составу имеет важное почвенно-геохимическое значение, так как служит экранирующим и капиллярно-прерыва- ющим барьером.
Важный фактор - содержание мелкозема, он определяет степень влагоемкости. Для городских экосистем характерно привнесение в почву песка и гравия, используемого в градостроительстве. Строительный материал, промышленные отходы, механические загрязнители и другие технологические субстраты имеют размеры гравия и камней. Из-за этого
их содержание в городских почвах постоянно увеличивается.
Другая важная характеристика - форма щебня. Многие городские почвы содержат слои твердых обломков заостренной формы, поэтому в таких субстратах наблюдается слабое проникновение корней и редкая
встречаемость дождевых червей.
Для городских почв важным показателем является показатель захламленности, т.е. степень перекрытости поверхности почвы абиотическими наносами, в том числе токсическими. Эту часть почвы можно назвать балластной. Важным фактором является химический состав материала. При его токсичности происходит химическое загрязнение всей экосистемы.
Урбанофитоценозы, выполняющие санитарно-гигиенические и эстетические функции, находятся в жестких условиях существования. Одним из факторов, который вызывает угнетенное состояние или гибель растений в условиях города, является высокая рекреационная нагрузка и, как следствие,
вытаптывание напочвенного покрова и уплотнение поверхности почвы. В таких случаях затруднено проникновение корней в глубь профиля.
Плотность сложения характеризует способность почвы накапливать запасы доступной влаги для растений, а также воздуха. Плотность почвы влияет на поглощение влаги, газообмен в почве, развитие корневых систем растений, интенсивность микробиологических процессов. Оптимальная плотность пахотного горизонта для большинства культурных растений составляет 1,0-1,2 г/см3, для городских почв она выше (1,4-1,6 г/см3). Эта величина является очень важной характеристикой окультуренности почвы.
Как правило, почвы города сильно переуплотнены с поверхности. Граница переуплотнения горизонта и остановка развития корней начинается с величины 1,4 г/см3 для суглинистых почв и 1,5 г/см3 для песчаных.
Изменение физических свойств связано с увеличением объемной массы поверхностных слоев почв: на участках с усиленным движением оно доходит до 1,7 г/см3, хотя в хорошо удобренных органическим веществом насыпных почвах эта величина может равняться 0,8-0,9 г/см3. В.Д. Зеликов (19641) установил, что от соотношения рыхлых и плотных участков зависит состояние зеленых насаждений: если участков с объемной массой почв выше 1,1 г/см3 более 30%, то многие деревья страдают суховершинностью. Постепенное уплотнение приводит к изменению структуры почвенных горизонтов, образованию слоеватости и формированию крупнопластинчатых отдельностей (Рохмистров, Иванова, 19852).
Сильное уплотнение почвы ведет к созданию в корнеобитаемом слое условий, близких к анаэробным, особенно в период продолжительных дождей весной и осенью. В таких условиях сильно затрудняется рост мелких (активных) корней древесных и травянистых растений и нарушается процесс естественного возобновления растительности. В уплотненных почвах масса корней в 2,5-3 раза меньше, чем в неуплотненных. Хорошо предохраняет почву от переуплотнения лесная подстилка.
Исследованиями также установлено, что твердость почвы на уплотненных участках газона, где наблюдались изреживание и плохой рост трав, составляла 40-45 кг/см2, тогда как для нормального роста трав требуется, чтобы она была в два раза меньше (Абрамашвили, 1985).
Порозность (скважность) - одно из важнейших свойств почвы, обусловливающее в основном водный и воздушный режим. От величины Зеликов В.Д. Некоторые материалы к характеристике почв лесопарков, скверов и улиц Москвы. // Известия ВУЗов, Лесной ж. 1964. №3, с. 10-15. Рохмистров В.Л., Иванова Т.Г. Изменение дерново-подзолистых почв в условиях крупного промышленного центра // Почвоведение, №5, 1985, с. 71-76.
пор зависит передвижение воды в почве, водопроницаемость и водоподъемная способность, мобильность воды. В лесопарках, садах и на бульварах, где почва почти не подвергается уплотнению, порозность колеблется от 45 до 75%. Уплотнение почвы снижает ее до 25-45%, что приводит к ухудшению водно-воздушного режима почвы.
С порозностью связаны влагоемкостъ и воздухоемкостъ почв. С ухудшением водно-физических свойств уменьшается накопление в ней влаги, особенно в летние месяцы, составляя на уплотненных участках всего до 14% от их влагоемкости.
Водопроницаемость. Важной характеристикой городских почв является величина способности почв впитывать и пропускать через себя воду, поступающую с поверхности. Величина и характер водопроницаемости сильно зависят от степени каменистости, порозности почвы, от ее влажности и химического состава. Существенное значение имеет наличие в почве города камней, трещин и пустот. Для городских почв характерна провальная или мозаичная водопроницаемость, обусловленная наличием пустот в профиле за счет строительного или бытового мусора. Наблюдается зависимость между плотностью сложения почвы и скоростью фильтрации воды в ней. Так, например, в верхних слоях почвы в естественном состоянии водопроницаемость на 60% выше по сравнению со средне вытоптанным участком и в четыре раза выше по сравнению с сильно вытоптанным.
Наличие тропиночной сети с сильно уплотненным поверхностным горизонтом нарушает естественное распределение корневой массы, что может стать причиной деградации растительности.
Большое значение для улучшения экологической обстановки в городе и здоровья его жителей имеет интенсивность газообмена между городской почвой и атмосферой, а также состав газовой фазы почвы, который определяется процессами транспорта газов из атмосферы и внутри почвы. На газовый состав почв в городе влияет, помимо плотности сложения, влажности почвы и др., наличие экранирующего действия искусственных покрытий и утечки природного газа из городской газопроводной сети.
Асфальтовое покрытие, например, практически полностью экранирует почву Одним из негативных последствий затрудненного газообмена является пониженное поступление кислорода: коэффициент диффузии кислорода уменьшается от 3,8x10"2 см2/с на открытом пространстве до 5x10-5 см2/с под асфальтовым покрытием. При таком коэффициенте диффузии, если нет других источников поступления кислорода, его количество недостаточно для жизнедеятельности аэробных организмов и корней деревьев в 10-сантимет- ровом слое почвы. Однако кислород может поступать в почву под асфальтом из трещин и граничащих с дорогой участков, причем наблюдается прямая зависимость количества кислорода в центре дороги от ее ширины.
На газовый состав почв влияют и утечки газа из городских газовых коммуникаций. Во многих странах Западной Европы были зарегистрированы случаи, когда из-за этого происходило усыхание деревьев и кустарников в городе. Вероятно, это явление имеет место и в наших городах, но, по-видимому, ему не уделяется должного внимания.
При поступлении природного газа (в основном это метан, этан, пропан) в почву, значительно (в 50-100 раз) возрастает интенсивность микробиологического окисления метана и других газов ввиду активного развития специфической группы анаэробных микроорганизмов, что увеличивает потребление 02 и продуцирование С02. Исследования показали, что состав газовой фазы разных почв вокруг зон утечки был сходным. Было установлено, что область влияния утечки газа зависит от интенсивности последней и может иметь радиус до 20 м, при этом в радиусе до 11 м образуются полностью анаэробные условия. Вокруг анаэробной зоны образуется неширокая (вследствие очень высокой интенсивности) зона окисления, которую, в свою очередь, окружает зона транзита кислорода из незатронутых участков. Перечисленные зоны имеют практически правильную сферическую форму.
После ликвидации утечки газа происходят существенные изменения численности и состава микроорганизмов и состава газовой фазы почв, однако возвращение последнего в исходное состояние занимает период от нескольких месяцев до года. Последствиями воздействия утечки газа может быть появление в почве неорганических восстановителей (Fe2+, Мп2+, S2) или органических кислот. Естественно, утечка газа, последствия и последействия этого явления крайне отрицательно действуют на почвенную фауну и растительность. В развитых странах газовый состав почв в урба- нофитоценозах иногда регулируется с помощью специально разработанных методов, включая создание вентиляционных каналов, компрессорную обработку почв в зонах распространения корней (Craul, 19921).
Признавая исключительную значимость зеленых насаждений в городских условиях и важную роль почвы и ее экологических функций для произрастания растений, необходимо констатировать следующее:
Повышенная щебнистость и карбонатность урбаноземов, бес- структурность, переуплотненность и большая твердость поверхностных слоев отрицательно сказываются на водно-физических свойствах как искусственно созданных, так и сохранившихся естественных почв города и, следовательно, на функционировании урбофитоценозов и всей урбоэкосистемы.
1 Craul Р. G. Urban soils in landscape design. New-York. 1992.

Физико-химические свойства почв
Большинство выбросов различных, в том числе и токсических Bely I ществ и материалов в городскую среду сосредоточиваются на по- /У/ верхности почвы, где происходит их постепенное накопление. Это приводит к изменению химических и физико-химических свойств субстрата.
По основным физико-химическим показателям почвы города значительно отличаются от своих природных аналогов. Данные табл. 10.5 иллюстрируют различие свойств урбаноземов Москвы и дерново-подзолистых почв Подмосковья. Вероятно, в иных природных зонах некоторые тенденции этих различий могут быть иными.
Таблица 10.5
Сравнительная характеристика свойств поверхностных горизонтов урбаноземов г. Москвы и дерново-подзолистых почв Подмосковья
(Строганова, Агаркова, 1992)

Величина кислотности корнеобитаемого слоя городских почв колеблется в широких пределах, но преобладают почвы с нейтральной и слабощелочной средой. В большинстве случаев реакция среды у городских почв выше, чем у зональных (Обухов и др., 1989, 1990). Высокую щелочность городских почв большинство авторов связывает с попаданием в них через поверхностный сток и дренажные воды преимущественно хлоридов кальция и натрия, а также других солей, которыми посыпают тротуары и дороги зимой. Другой причиной является высвобождение кальция под действием осадков из различных обломков, строительного мусора, цемента, кирпича и пр., имеющих щелочную реакцию. Практически повсеместно наблюдается постепенное уменьшение величины pH с глубиной.
Как известно, повышение кислотности до значений, близких к нейтральным, благоприятствует росту большинства растений и способствует активности микроорганизмов, а также связыванию некоторых растворимых соединений тяжелых металлов. Однако дальнейшее подщелачивание может привести к образованию труднорастворимых форм некоторых элементов питания и микроэлементов, и, начиная со значений pH, равных 8-9, делает почву непригодной для роста большинства растений.
Содержание органического углерода в городских почвах варьирует и зависит от его величины в исходном субстрате, а также от применения органических и минеральных удобрений, привнесения органического мусора и т.д. Как правило, количество органического вещества в городских почвах выше, чем в фоновых.
Во всех стародавних почвах, особенно почвах скверов, парков, огородов, содержание гумуса достигает 8-12%, а в среднем 4-6% (Земля- ницкий и др., 1962; Лепнева, Обухов, 1987"). С глубиной оно несколько падает, часто имея скачкообразный характер распределения по профилю. Иногда «старонасыпные» почвы приобретают характер черноземовидных, как это отмечено Л.Т. Земляницким и др. (1962) для Александровского сада Москвы.
В молодых почвах города в составе органического вещества доминируют компостные компоненты и низкогумифицированная фульвокис- лотная фракция.
Степень насыщенности основаниями часто превышает 80-95% и достигает 100%. Для почв большинства парков и городских лесов она обычно составляет меньшую величину. В составе обменных катионов преобладают Са (до 70%) и Mg (до 30%).
Элементы питания растений (N, Р, К) в городских почвах распределяются неравномерно. Большинство исследователей отмечают высокую обогащенность урбаноземов и слабонарушенных почв общим азотом, фосфором и калием. В них же отмечается обогащенность и подвижными формами элементов питания. Для насыпных почв г. Москвы Л.Т. Земля- ницкий с соавторами (1962) отмечали высокую обеспеченность подвижным фосфором (до 100-200 мг/100 г почвы и больше); данные по обес- 1 Лепнева О.М., Обухов А.И. Тяжелые металлы в почвах и растениях территории МГУ. // Вести. МГУ, сер. 7. №1, 1987.
печенности доступным калием довольно пестрые, иногда анализ обнаруживает только следы подвижного калия, а иногда величина достигает 40 мг/100 г и более.
Загрязняющие вещества городских почв. С шестидесятых годов XX в. и по сей день экологов-урбанистов и почвоведов интересует проблема загрязнения городских почв тяжелыми металлами. Необходимо отметить, что этот вид загрязнения почв наиболее изучаем, так как почти каждая публикация, посвященная городским почвам, содержит сведения о загрязнении микроэлементами. Большинство городских экологов считает, что все городские почвы загрязнены тяжелыми металлами. В настоящее время для многих крупных городов мира установлено, что тяжелые металлы поступают в почву в основном из воздуха. На территории городов наибольшее внимание привлекает загрязнение такими элементами, как Pb, As, Си, Zn, Cd, Ni.
Тяжелые металлы вовлекаются в биологический круговорот, передаются по цепям питания и вызывают целый ряд негативных последствий. При максимальном проявлении процесса химического загрязнения почва теряет способность к продуктивности и биологическому самоочищению, происходит потеря экологических функций и гибель урбосистемы. Изменяется состав, структура и численность микрофлоры и мезофауны. «Перегрузка» почвы тяжелыми металлами может полностью или частично блокировать течение многих биохимических реакций. Тяжелые металлы уменьшают скорость разложения органического вещества почв.
История землепользования в старых городах довольно сложна. Загрязнение тяжелыми металлами могло произойти в результате ремесленной и индустриальной деятельности в прошлые века, в результате разрушения и строительства зданий после войн. В общем, при изменении типа землепользования в разные времена происходило накопление субстратов с различными свойствами, в том числе и загрязненных тяжелыми металлами.
Одним из основных источников загрязнения в городах признан автотранспорт. Специалисты насчитывают в выхлопных газах около 40 химических веществ, большинство из них токсичны. Особенно много токсичного свинца, его повышенные концентрации находят на расстоянии более 100 м от автомагистрали.
Большое внимание исследователи уделяют загрязнению почв противогололедными соединениями. С начала семидесятых годов в странах Западной Европы проводятся регулярные исследования влияния NaCl, СаС12 и Ca(N03)2, которыми посыпают дороги в зимнее время, на свойства почв вдоль дорог. Накопление солей в почве может наблюдаться на расстоянии 100 м от дороги, но существенным оно бывает на расстоянии первых 5-10 м. Максимум содержания солей приходится на раннюю весну, минимум на сентябрь-октябрь. К осени Na перемещается из поверхностного горизонта (0-5 см) в более глубокие слои, С1 вымывается. На расстоянии 10 м от дороги десятилетней эксплуатации Na накапливается в количестве 50-70 мг/кг. Встречаются данные об увеличении pH почвенного раствора. Посыпание дорог солью ведет к усилению диспергирования, ухудшению влагопроводности и аэрации почв. Вопрос о последействии хлоридов и выхлопных газов требует дальнейших глубоких и обстоятельных исследований.
К другим загрязнителям, типичным для городских условий, относятся: различные формы пестицидов, унаследованные от агроландшафтов и характерные в основном для новых городских территорий; органические отходы (жидкие стоки животноводческих комплексов, промышленные органические отходы, сточные воды); радионуклиды; ртуть; вещества, попадающие на почву с загрязненными атмосферными осадками.
Включения антропогенных материалов чрезвычайно сильно влияют на все почвенные свойства, ограничивая площадь возможного проникновения корней и распространения микроорганизмов, уменьшают водоудерживающую способность почв. Кальцийсодержащий строительный мусор, пыль, цементная крошка и подобные материалы способствуют подщелачиванию, а разложение других субстратов (пластика и пр.) ведет к высвобождению токсичных веществ и газов.
Важнейшим фактором, влияющим на свойства городских почв, становится загрязненность их тяжелыми металлами, пестицидами, хлор- органическими соединениями и другими токсикантами.
В настоящее время получены обширные материалы об уровнях загрязнения почв в различных городах СНГ и за рубежом. Для 120 городов России в 80% случаев отмечены существенные превышения ориентировочно допустимых концентраций (ОДК) содержания свинца и других тяжелых металлов в почве. Более 10 млн. городских жителей контактируют с почвой, имеющей в среднем превышение ОДК по свинцу. В большинстве городов содержание свинца изменяется в пределах 30-150 мг/кг при среднем значении 100 мг/кг.
В значительной степени эти показатели определяются видом источника загрязнения, количественным и качественным составом выбросов, удаленностью загрязнителей от источника загрязнения и имеют специфический характер для каждого города и любого участка в нем. Распределение загрязнителей по поверхности почв определяется многими факторами. Оно зависит от особенностей источников загрязнения, розы ветров, геохимических потоков миграции, форм рельефа.
Степень проявления процесса загрязнения определяется как отношение содержания загрязняющего вещества в почве к величине ПДК или другой нормативной величине. Химическое загрязнение тяжелыми металлами определяется по их валовым и подвижным формам.