авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 ||

Особенности технопедогенеза в спортивно-рекреационных ландшафтах московского региона

-- [ Страница 4 ] --

Органоминеральные слои квазизема имеют высокий уровень их обеспеченности элементами питания (табл.4), что, безусловно, является следствием внесения минеральных удобрений и создает благоприятные почвенные условия для формирования устойчивого травяного покрова.

Примитивные квазиземы по своим свойствам являются близкими аналогами естественных слаборазвитых почв. С течением времени (30-75 лет) они трансформируются в дерновые квазиземы с полноразвитым профилем – более продвинутую стадию ТП на профессиональных футбольных полях (Замотаев, 2009).

Глава 5. Элементарные почвообразовательные процессы

5.1. Основные почвообразовательные процессы. Для гумидных климатических условий Московского региона природно-техногенное почвообразование представляет собой постоянную конкуренцию, «борьбу» трех трендов: 1) «проградационного» аккумулятивного (наращивание агрономически важных свойств); 2) «деградационного» элювиального (ослабление, стирание этих свойств) и 3) «химически-деградационного» (подщелачивание, окарбоначивание, загрязнение ТМ).

Гумусонакопление. Процесс гумусонакопления заключается в формировании соответствующих горизонтов – дернового и дернины. На физкультурных футбольных полях в городских лесах и лесопарках с злаково-разнотравным фитоценозом сохраняется естественный биологический круговорот и процесс протекает практически как в фоновых дерново-подзолистых почвах. В техно-дерново-подзолистых почвах спортивно-массовых полей и ПТО под искусственным фитоценозом (спортивным газоном) при регулярном управлении человеком процесс заключается в преобразовании органического вещества почвы-донора. Он проявляется в высоком содержании гумуса (3,5-10,1%), обилии копролитов, в развитии мощной дернины (до 5 см) с большим количеством корней, высоком содержании фосфора, калия, интенсивно участвующих в биологическом круговороте, а также обменных Са2+ и Мg2+.

Оструктуривание. Хорошая структура гумусовых горизонтов создается главным образом корнями газонных трав. Созданию структуры способствуют и агротехнические мероприятия. Структурный состав поверхностного горизонта также тесно связан с гумусовым состоянием почвенной массы, активностью разложения органического вещества, создающего водопрочные агрегаты. Ежегодная дегумификация техно-дерново-подзолистых почв и ПТО на фоне регулярного механического воздействия спортсменов приводит к разрушению макро- и микроструктуры, ее деградации. Она выражена в появлении глыбистых агрегатов.

Данные микроагрегатного анализа почв демонстрируют заметные различия техно-дерново-подзолистых почв по характеру оструктуренности гумусовых горизонтов. Поверхностные дерновые горизонты техно-почв «Искра» (г. Москва) имеют наиболее высокую микрооструктуренность (Кд = 1,01), что связано с высоким уровнем агротехники на футбольном поле. При низком уровне агротехники показатели микроагрегированности техно-дерново-подзолистых почв («Старт», г. Москва; «Торпедо», г. Мытищи) существенно ниже (Кд = 6,09 - 9,34), что связано с сильным переуплотнением их поверхности вследствие спортивных воздействий.

Уплотнение поверхностного горизонта - обязательное следствие регулярных спортивных воздействий. Поэтому на ФП применяются специальные механические обработки, в частности рыхление и другие, а также пескование и землевание, которые только и способны обеспечить разуплотнение. Это придает его динамике циклический обратимый характер.

Плотность сложения в техно-почвах и ПТО, равно как и твердость сильно варьирует в пространстве ФП в зависимости от функциональных зон и степени их физико-механической деградации (рис. 5). Разная твердость формирует локальные поверхностные водоупоры, т.н. «аварийные зоны» ФП (вратарские, штрафные, угловые, зоны безопасности и 11-е метровые отметки) – «горячие точки», локальные очаги деградации техно-почв и ПТО (Замотаев, 2009).

Рис. 5. Пространственное распределение твердости в поверхностном горизонте техно-дерново-подзолистой почвы, «Старт» г. Москва

Окарбоначивание сопровождается подщелачиванием почв до 8,5 и увеличением содержания кальция, магния и гидрокарбонатов за счет растворения карбонатов разного происхождения. Карбонаты входят в состав дренирующих компонентов подповерхностного горизонта II (дресва и щебень карбонатных пород, битый кирпич), песка, используемого для улучшения несущего слоя газона, а также пыли, поступающей на поверхность ФП от техногенных источников загрязнения (цементная, строительная промышленность, теплоэнергетика) в промышленных городах Московского региона (Москва, Подольск, Ногинск).

Микроморфологические исследования показали, что карбонаты в профиле почв встречаются как в виде многочисленных включений крупнопылеватой и песчаной размерности, так и в форме крупных остаточных обломков (рис. 6). Са и Mg, освобождающиеся при выветривании карбонатных пород вызывают окарбоначивание верхней и срединной частей профиля.

Рис. 6. Карбонаты в примитивных квазиземах: А плазменно-песчаный прослой с включением обломков карбонатных пород следствие пескования («Спартак» п. Черкизово, 5-10 см, X N); Б включения карбонатных обломков в одном из прослоев поверхностного горизонта («Спартак» п. Черкизово, 10-15 см, II N).

Миграция твердого вещества почв. В профилях техногенно-измененных почв ФП имеют место две формы миграции твердого вещества в почвах – партлювация (нисходящий перенос суспензий песка, пыли и ила) и лессиваж (суспензии тонкодисперсных фракций). Условия для проявления этих процессов весьма благоприятны, особенно в ПТО профессиональных футбольных полей. Агротехнические мероприятия способствуют рыхлению почвенной массы и созданию порового пространства, т.е. «каналов миграции». Структурные агрегаты дробятся и частично разрушаются, минеральные удобрения способствуют пептизации мелкозема. Поэтому нисходящая миграция тонкодисперсных фракций в техно-дерново-подзолистых почвах и ПТО действует более активно, чем в дерново-подзолистых почвах.

Сферой выноса твердого вещества при его элювиально-иллювиальном перераспределении в профилях техно-почв и ПТО ФП являются поверхностные горизонты. Подповерхностные и лежащие ниже горизонты являются зоной иллювиирования, «реципиентом» мигрирующих твердых веществ. В дренирующих слоях техно-почв и ПТО из-за увеличения плотности происходит осаждение ряда мигрирующих веществ, например, частиц песка и крупной пыли. Об этом свидетельствует характер кривых твердости по профилю, который показывает наличие переуплотненных участков (до 34 мм), которые изначально при строительстве ФП имеют более легкий гранулометрический состав и рыхлое сложение. Миграция и аккумуляция ила наблюдается во всей иллювиальной толще, вплоть до подпочвенных слоев. Часть ила поступает с дренажным стоком в колодцы по периферии ФП, на дне которых он аккумулируется.

Оглеение. Наиболее отчетливо и длительно оно выражено в верхних горизонтах ПТО («Спартак», п. Черкизово) на контакте с уплотненными слоями весной в период таяния, а также осенью в период максимума осадков (рис. 7 А-В). Признаки оглеения локально присутствуют и в подповерхностных иллювиальных горизонтах в виде сизоватой окраски минеральной массы. Нижние горизонты дерново-подзолистых суглинисто-глинистых почв ФП могут быть стабильно глееватыми.

Рис. 7. А - сизовато-черные тона окраски горизонта - признаки переувлажнения и оглеения Б - переуплотнение и цементация почвенной массы корнеобитаемого слоя оксидами железа В - переувлажнение и развитие гидроморфизма в верхней части ПТО, формирование «вымочек»

Сегрегация и цементация. Неблагоприятные физические свойства ряда почв и ПТО, их переувлажнение стимулируют процесс образования конкреций («оксидогенез»). Конкреции встречаются в разных генетических горизонтах дерново-подзолистых почв, их максимум приурочен к элювиальной части профиля. Так, например, в дерново-палево-подзолистой глееватой почве на покровных суглинках заметное содержание конкреций наблюдается только в гор. А1El-El; здесь они мелкие, полутвердые, Fe-гумусовые. В ПТО максимум конкреций также наблюдается в верхнем органоминеральном горизонте, но здесь конкреции мелкие, Fe-Mn-ые. В то же время, как отмечалось выше, вследствие лессиважа и партлювации в профиле ПТО «Спартак» (п. Черкизово) наблюдается кольматаж подповерхностной толщи и усиление ее роли как водоупора (рис. 8). Режим переувлажнения-оглеения приобретает пульсирующий характер, усиливается локальная сегрегация и цементация в подповерхностной толще II профиля.

Рис. 8. Сцементированный уплотненный песчано-тонкопылеватый материал, не имеющий пор и трещин в нижней части поверхностного («Спартак» п. Черкизово, А- // N ; Б - X N) и в подповерхностном горизонтах примитивного квазизема («Спартак» п. Черкизово, В - // N ; Г - X N).


В совокупности, перечисленные выше ЭПП и техногенные факторы (конструктивные недостатки при строительстве поля и использование при формировании профиля ПТО почвенных материалов и дренирующих слоев, не подходящих по физико-механическим свойствам, минералогическому составу и другим параметрам) привели спустя 5 лет к резкому снижению его эксплуатационных качеств, что и отмечалось нами при исследовании.

Миграция гумусовых соединений. В техно-дерново-подзолистых почвах и ПТО ФП все процессы совершаются более интенсивно, чем в естественных условиях, в том числе и трансформация органического вещества, ввиду технотурбаций, полива, внесения «готового» органического вещества (землевание) и особенностей педоклимата. Цикличность процесса обусловлена ежегодным поступлением остатков газонных трав. При этом органическое вещество расходуется не только на питание трав, но минерализуется актиномицетами, численность которых в ПТО на два порядка выше, чем в дерново-подзолистой почве (Замотаев, 2009). Гумусовые соединения связываются глинистой частью почв, мигрируют в форме комплексных органоминеральных соединений и осаждаются в подповерхностных иллювиальных горизонтах. На это ясно указывает увеличение содержания гумуса в профилях техно-почв на глубинах 42-47см («Старт», г. Москва) и 55-60 см («Торпедо», г. Мытищи) (рис. 4). Морфологическое описание исследуемых техно-дерново-подзолистых почв также подтверждает аккумуляцию гумусового материала. Некоторая часть этого материала теряется с дренажным стоком (Зайдельман, 1985; Почвообразовательные процессы, 2006; Белобров, Замотаев, 2007).

Загрязнение тяжелыми металлами и мышьяком. По содержанию тяжелых металлов и мышьяка НП на ФП неоднородны и в ряде случаев содержание в них меди, цинка, мышьяка и свинца превышает допустимые концентрации. В связи с исходной неоднородностью органоминеральных горизонтов техно-дерново-подзолистых почв и неравномерным поступлением ТМ из атмосферы, а также привносом с удобрениями их распределение характеризуется значительной пестротой (рис. 9, 10).

Дерново-подзол ФП имеет низкую степень загрязнения ТМ и мышьяком. Незначительное превышение ПДК наблюдается только в поверхностном горизонте дерново-подзола для цинка, содержание которого составляет 60 мкг/г (рис. 9). Другие ТМ содержатся в допустимых количествах и во многих горизонтах соответствуют фоновым значениям.

 Распределение валового содержания ТМ по профилю дерново-подзола ФП (г.-17
Рис.9. Распределение валового содержания ТМ по профилю дерново-подзола ФП (г. Воскресенск, Московская обл.) Рис.10. Распределение валового содержания ТМ по профилю техно-дерново-подзолистой почвы («Наука», г. Москва)

Более высокая степень загрязнения характерна для ряда техно-дерново-подзолистых почв. Установлено превышение ПДК в 2-13 раз по цинку, 2-5 раз по меди и в 1,5 раза по свинцу в верхних горизонтах этих техно-почв. Вниз по профилю обычно наблюдается уменьшение содержания ТМ. Максимальное накопление всех четырех микроэлементов наблюдалось в техно-дерново-подзолистой почве стадиона "Наука" в г. Москве (Северно-Западный административный округ), большая часть которых, безусловно, связана с выбросами автотранспорта (рис.10).

В верхнем горизонте дерново-подзола коэффициенты накопления токсичных элементов (Kc) в верхнем горизонте по сравнению с фоном для дерново-подзолистых песчано-супесчаных почв (Pb - 6; As – 2,5; Zn - 28; Cu - 8; Ni – 6) составляют для Pb – 2,3; Zn – 2,1; Cu – 3,4; Ni – 0,7. Суммарный показатель загрязнения ассоциацией микроэлементов (Zc) – 5,8, что свидетельствует о низком уровне загрязнения ТМ почвы ФП в г. Воскресенске. Значения Kc в самом верхнем горизонте техно-дерново-подзолистых почв значительно выше («Наука», г. Москва: Kc для Pb – 8,5; As – 2,0; Zn – 26,0; Cu – 19,9; Ni - 5,5), что свидетельствует о большем их техногенном загрязнении. Суммарный показатель загрязнения составляет 15,5.

Набор, сочетания и специфика почвообразовательных процессов в разных группах почв ФП, как показывают проведенные исследования, неодинаковы (табл. 5). Даже внутри одной общности техно-дерново-подзолистых почв они приобретают черты, соответствующие какому-либо из трендов почвообразования: «проградационному» или «деградационному» или в почвенном профиле присутствуют признаки обоих направлений.

5.2. Классификационная принадлежность почв футбольных полей. Техногенно-измененные почвы ФП в соответствии с принципами новой российской почвенной классификации (Классификация…, 2004) рассматриваются нами как определенный этап естественно-антропогенной (техногенной) эволюции почв, сопровождающийся генетически обусловленным изменением режимов, процессов, строения, свойств на всех стадиях преобразований.

Таблица 5

Естественные и техногенные процессы в почвах футбольных полей


НП и ПТО, возраст Дерново-подзолистые с признаками техногенеза Техно-дерново-подзолистые, 30-50 лет Примитивные квазиземы, 5 лет, «деградационный тренд»
«деградационный» тренд «проградационный» тренд
Футбольные поля ЭПП Физкультурные Спортивно-массовые Профессиональные
Преимущественно природные элементарные почвенные процессы
Лессиваж и партлювация + ++ + ++
Оглеение + + - ++
Сегрегация и цементация + + - ++
Зоотурбации + + ++ +++
Оструктуривание ++ + ++ ++
Дернообразование ++ + ++ ++
Гумусонакопление ++ + ++ ++
Миграция гумусовых соединений + ++ + +
Преимущественно техногенные процессы
Привнос твердофазного и хемогенного вещества - + ++ +++
Технотурбации - - + +++
Подщелачивание - ++ +


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.