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
- 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
- Экология города. Под ред. А.С. Курбатовой, В.Н. Башкина, Н.С. Касимова. М.: Научный мир, 2004. 624 с.
Здравствуйте!
Что то я не поняла, как зимуют растения в модуле на улице? Или в модулях можно использовать только однолетники?
Марианна, здравствуйте. На Ваш вопрос я отвечу весной, увидев, что взойдет после размещения контейнеров в чистом поле.