ПОЧВЕННОЕ КОНСТРУИРОВАНИЕ КАК ОСНОВА ЛАНДШАФТНОЙ ИНДУСТРИИ МЕГАПОЛИСА вертикальное озеленение фитостена из фитомодулей своими руками)

Дорогие партнеры, представляю вам статью члена нашего сообщества кандидата биологических наук, Ивана Федорова. Мы проводим совместные исследования по созданию оптимальных грунтов для блоков, размещаемых в условиях загрязненной городской среды

Ландшафтное проектирование городских территорий, призванное наряду с функциональными и эстетическими качествами среды оптимизировать ее экологические свойства, должно быть ориентировано на повышение качества почвенного покрова, обеспечивая устойчивость природной составляющей городской среды в целом.

В настоящее время при производстве работ по благоустройству и озеленению городских территорий почвам зачастую не уделяется должного внимания. Ведение современного городского хозяйства ориентировано на приоритет растительности, и фактически полностью игнорирует проблемы состояния почв.

Изучение свойств почвенного покрова проектируемой территории с целью определения его качества и пригодности для работ по ландшафтному планированию и озеленению, а также для установления необходимых мероприятий по улучшению свойств почвы, включая конструирование почвенного профиля, представляют большой теоретический и практический интерес.

В условиях мегаполиса почвенный покров подвергается значительному антропогенному воздействию, проявляющемуся в виде ряда негативных процессов – механических, физических, химических и биологических, приводящих как к значительному нарушению структуры, так и деградации существующего почвенного покрова вплоть до его исчезновения. В подобных условиях ввиду наличия целого ряда негативных процессов, оказывающих к тому же, как правило, комплексное влияние на состояние городских почв, на территории мегаполисов, в пределах городской застройки, строго говоря, не существует почв в их классическом понимании. Фактически почвенный покров мегаполиса представлен так называемыми почво-грунтами и отличается мозаичностью, фрагментарностью и искусственностью границ почвенных контуров, а также высокой степенью запечатанности под застройкой и покрытиями дорог.

Ввиду того, что почвенный покров является неотъемлемым элементом городского ландшафта, необходимо комплексное изучение состояния почв и грунтов с целью улучшения их качества. Оценка состояния почвенного покрова включает в себя исследования по целому ряду показателей – морфологических, физических, химических, биологических, агрохимических и других в зависимости от специфики и функционального назначения проектируемого объекта ландшафтной архитектуры и дизайна.

В случае выявления негативных процессов, производится выбор необходимых мероприятий, направленных на оптимизацию почвенных свойств с целью максимального приближения показателей качества городских почв к установленным оптимальным значениям, включая создание конструктоземов – искусственно целенаправленно создаваемых почво-грунтов путем конструирования профиля по образу природной почвы.

Основной задачей подобных мероприятий является обеспечение выполнения городскими почвами и грунтами своих экологических функций, основными из которых являются: продуктивность, т.е. пригодность для произрастания зеленых насаждений, способность сорбировать загрязняющие вещества, способность препятствовать поступлению илисто-пылеватых частиц в городской воздух, а также газовая функция и средообразующая. Помимо этого городские почвы выполняют специфические функции, связанные с размещением надземных и подземных сооружений. При ландшафтном проектировании городских территорий к почвам предъявляются и дополнительные специфические требования, связанные с размещением различных объектов ландшафтной архитектуры и дизайна. Данные требования обусловлены функциональным назначением проектируемых объектов и проявляются в изменении определенных показателей почвенных свойств, как правило, физических, в сторону необходимых значений (табл. 1).

Таблица 1. Некоторые требования к почвенным свойствам, предъявляемые в зависимости от функционального назначения объектов ландшафтной архитектуры и дизайна

Функциональное назначение проектируемого объекта	Требования	Свойства
Игровые и спортивные площадки	Дренаж; способность к несению нагрузки, устройство спортивного газона	Местные гидрологические условия, водопроницаемость, насыщенная гидравлическая проводимость; гранулометрический состав; плотность.
Пешеходные дорожки, площадки отдыха с искусственными покрытиями. Размещение малых архитектурных форм	Способность к несению нагрузки, защищенность от эрозии и стока	Сопротивление пенетрации, плотность, удельный объем почвы, а также водно-физические свойства: влагоемкость, водопроницаемость и др.
Озелененные территории, в т.ч. объекты рекреации (скверы, сады и т.д.)	Выращивание растений, защищенность от эрозии и стока	Запасы органического вещества и элементов минерального питания; гранулометрический состав; дренированность, воздухоемкость, доступный влагозапас, плотность, структура

Большое практическое значение имеет конструирование почвенного покрова при ландшафтном проектировании городских территорий как в районах новостроек, после завершившегося строительства, так и при проектировании в условиях сложившейся застройки для целей улучшения качества почво-грунтов и обеспечения выполнения ими необходимых функций.

При современной технологии строительства новых жилых микрорайонов полностью уничтожается почвенно-растительный покров, нарушается почвенно-грунтовая толща до глубины нескольких метров. После строительства оставшиеся неровности неорельефа, выемки вместе со строительным мусором (разнообразного состава и химизма) засыпаются и выравниваются привозными или местными грунтами, часто загрязненными. После столь кардинального изменения ландшафта начинается формирование городских почв, которое происходит крайне медленно. В условиях сложившейся застройки в старых жилых районах нередко приходится иметь дело с деградированным почвенным покровом. Распространенные здесь почвы обладают ослабленными экологическими свойствами, упрощенными составом и структурой биологического сообщества.

Применяемая в настоящее время в городе система создания почвенного слоя при производстве работ по благоустройству и озеленению, особенно в части создания газонов, не дает положительного результата вследствие недоучета особенностей строения почвенной толщи в естественных условиях. На практике улучшение и создание почвенного покрова сводится к насыпке нескольких сантиметров растительного грунта (торфа), как правило, не более 10 см, со смесью газонных трав. При этом рыхления существующего субстрата не происходит, а с точки зрения экологии города это губительно, так как после засыпки дальнейший уход не проводится.

При подсыпке только торфяной смеси на поверхности грунта создаются первичные почвоподобные тела (реплантоземы), не способные к саморазвитию в процессе дальнейшего функционирования (рис. 1). Биологический ресурс таких образований исчерпывается в течение 2-3-летнего периода после посадки зеленых насаждений. Это приводит к малопродуктивному использованию финансовых ресурсов, направляемых на реабилитацию московских земель.

Рис. 1.Формирование реплантозема

Необходимы серьезные научные разработки методов создания в городе почвенно-грунтовой толщи по типу модели природной почвы. Целесообразно производить конструирование почвенного покрова – конструктозема – по модели природной почвы, создавая предпосылки для почвенно-биогеохимических процессов.

После удаления строительного и бытового мусора из почвенно-грунтовой толщи необходимо производить рыхление уплотненной поверхности, и одновременно смешивая существующий грунт с привозным – в случае необходимости улучшения гранулометрического состава. При устройстве газона необходимо производить внесение плодородного растительного грунта мощностью 20-25 см на 5 -сантиметровый слой крупнозернистого песка, уложенный на заранее разрыхленную поверхность (рис.2, 3). При посадке кустарников и деревьев необходимо осуществлять полную замену существующего грунта на плодородный растительный грунт с определенными параметрами гранулометрического состава и содержания питательных веществ в объемах посадочных ям, которые требуется создавать с учетом габаритов будущего растения (рис. 3). Используемый плодородный растительный грунт должен иметь необходимый сертификат соответствия для применения в озеленении и поставляться специализированными организациями.

Рис. 2. Формирование конструктоземов с использованием привозного растительного грунта

Рис 3. Схема профиля конструктозема под газонами и деревьями

Одним из перспективных направлений при разработке проектов комплексного благоустройства в составе конструирования почвенного покрова для улучшения качества городских почв следует считать разработку и реализацию специальных слоистых почвенных конструкций, нацеленных на аккумуляцию в корнеобитаемой толще элементов питания и влаги и на защиту рабочего слоя от загрязнения и засоления (Смагин и др., 1999, Курбатова, Башкин, 2004) При этом используется эффект разрыва капиллярной связи между верхним корнеобитаемым горизонтом почвы и нижележащими слоями, возникающий при внедрении между ними экрана из грубодисперсного материала. В результате, попадающие на поверхность почвы электролиты (соли) и растворимые загрязняющие вещества, при надлежащей промывке выносятся в глубь почвы за пределы корнеобитаемой толщи и экранирующего слоя. Вернуться назад с восходящим током капиллярной влаги и сконцентрироваться на поверхности при ее испарении (явление вторичного засоления) они не могут, поскольку грубодисперсный экран разрывает капиллярную сплошность влаги в почве. Если экран расположен на плохо проницаемом для воды основании с надлежащим уклоном, вредные растворенные вещества будут удаляться боковым стоком. В случае хорошей проницаемости грунта-основания поллютанты и соли будут рассеиваться в почвенно-грунтовой толще, не оказывая угнетающего воздействия на растительные культуры и почвенную биоту. Одновременно, слоистая конструкция способствует аккумуляции дополнительного количества влаги в поверхностном горизонте над грубодисперсным экраном, что также немаловажно в городских условиях, где растения часто испытывают дефицит влаги.

Для строительства экрана можно использовать любой грубодисперсный материал: грубозернистый песок, гравий, щебень, керамзит, дробленый кирпич, битое стекло). Размер экрана слоистых почвенных конструкций зависит от применяемого материала и не может быть меньше 2см (по толщине) во избежание кольматации (заиления) тонкими частицами из вышележащего плодородного слоя. Для его ориентировочной оценки можно применять формулу Жюрена в модификации Роде (Смагин и др., 1999, Курбатова, Башкин, 2004):

Н(см)=0,73/d(см),

где Н – высота капиллярного поднятия (минимально допустимая мощность экрана), d – эффективный диаметр частиц материала экрана.

При строительстве почвенных конструкций должна быть учтена специфика последующих озеленительных работ. В частности, можно выделить сплошные и локальные конструкции, предназначенные для выращивания газонной и древесно-кустарниковой растительности, соответственно.

Сплошные конструкции реализуются на предварительно разрыхленном профилированном основании с уклоном в сторону потенциальной дрены – дорожной полосы, кювета, решетки ливневой канализации и т.д. При наличии двух дорог (тротуаров), окаймляющих газон на равнинной территории, можно создавать двускатный профиль основания с уклонами от средней линии газона к правой и левой границам (кромкам дорог). На основании размещается материал экрана, а сверху плодородный растительный грунт (рис.4).

Рис. 4. Схема сплошной почвенной конструкции

Локальные конструкции проектируются под размещение древесной и кустарниковой растительности. Их индивидуальные размеры варьируют от конкретного вида растительности, способа посадки, параметров посадочных ям. В условиях дефицита земли необходимо также учитывать минимально возможную для растения индивидуальную площадь посадки, ниже которой его рост будет угнетаться. Поскольку корневые системы древесной и кустарниковой растительности располагаются глубже, чем у травянистых культур, экранирующий слой локальных почвенных конструкций также должен создаваться на более низких отметках. Для кустарников он должен залегать на глубинах не менее 0,5м, а для саженцев деревьев – не менее 1м. В локальных почвенных конструкциях целесообразно сразу заложить внутрипочвенный полив, для чего в корневую систему или ком саженца следует поместить виток перфорированной пластиковой трубы с выходом на поверхность (рис.5.).

Рис. 5. Схема локальной почвенной конструкции

Для организации благоприятной и комфортной среды, способной устойчиво функционировать и развиваться в условиях мегаполиса, конструирование почвенного покрова в основе системы мероприятий по оптимизации качества почв при разработке проектов комплексного благоустройства позволит получить положительный эффект от организации городского ландшафта.

Конструирование почвенного покрова на основании существующих почв и грунтов, путем создания конструктоземов с оптимальными показателями качества и отвечающих функциональной нагрузке территории, и способных к устойчивому функционированию в условиях города с неизбежными неблагоприятными воздействиями, является одной из первоочередных задач ландшафтной индустрии мегаполиса.

Литература

1. Смагин А.В., Губер А.К., Шеин Е.В., Мунир Гайз. Разработка почвенных конструкций и режимов орошения озеленяемых городских ландшафтов в условиях аридного климата // Деградация почв и опустынивание. М.: МГУ, 1999
2. Экология города. Под ред. А.С. Курбатовой, В.Н. Башкина, Н.С. Касимова. М.: Научный мир, 2004. 624 с.