Особенности развития городских и пригородных фитопедоценозов: На примере г. Курска тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 11.00.11, кандидат сельскохозяйственных наук Татаринова, Ирина Вячеславовна

• Татаринова, Ирина Вячеславовна
• кандидат сельскохозяйственных наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат сельскохозяйственных наук Татаринова, Ирина Вячеславовна

Введение.

Глава I. Особенности формирования городских и пригородных экосистем.

Глава И. Методика и объекты исследований.

2.1. Объекты исследований.

2. 2. Методы исследований.

Глава III. Экологическая структура города Курска и его пригорода; особенности формирования и трансформации фитопедоценозов.

3.1. Формирование исторического центра города

Курска и трансформация фитопедоценозов.

3.2. Формирование промышленного центра города Курска и трансформация фитопедоценозов.

3.3. Формирование пригородной зоны города

Курска и трансформация фитопедоценозов.

3.4. Формирование рекреационных зон пригорода

3.5. Классификация и районирование рекреационных зон города Курска и пригорода.

Глава IV. Антропогенное загрязнение городских и пригородных фитопедоценозов г. Курска.

4.1. Морфологическая характеристика почв исследуемых участков.

4.2. Водно-физические и физико-химические характеристики почв.

4.3. Растительный покров экотопов.

4.4. Биологические характеристики почв.

4.5 Загрязнение исследуемой территории тяжелыми металлами.

4.6 Особенности антропогенного загрязнения вновь формирующейся рекреационной зоны промышленного центра (территория, примыкающая к кожзаводу).

Глава V. Эколого-экономическая оценка.

Выводы.

Предложения производству.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Особенности развития городских и пригородных фитопедоценозов: На примере г. Курска»

Актуальность темы. Рост городов за последние пятьдесят лет изменил биогеоценоз Земли сильнее, чем все другие виды человеческой деятельности за всю историю цивилизации (Одум, 1987). Городские агломерации, являясь крупнейшими центрами потребления всех природных ресурсов, обуславливают всё возрастающий дефицит энергии, природного сырья, качественной воды и других жизненно важных природных компонентов биогеоценоза.

Разрастание городов и усиливающееся влияние общества на окружающую среду обычно приводит к уничтожению или коренному изменению почвенного и растительного покровов, трансформации фитопедоценозов, природных ландшафтов в целом.

Данная проблема, типичная для всех городов, в том числе и для г. Курска, требует беспромедлительного и эффективного решения. Сконцентрированный на территории г. Курска мощный промышленный потенциал является, прежде всего, источником техногенного загрязнения окружающей среды и приводит к существенному и необратимому её изменению. Подобные изменения распространяются и на прилегающие к городу территории - пригородную зону, потенциально экологически наиболее опасную, в связи с расположением по поймам рек Тускари и Сейма, т.е. на пониженных элементах рельефа, где аккумулируются загрязняющие вещества. Особо следует отметить, что данные территории заняты под огороды, овощные и кормовые культуры.

Поэтому исследования особенностей трансформации городских и пригородных фитопедоценозов, специфики их загрязнения и возможностей рационального использования приобретает исключительную социально-экологическую значимость и актуальность.

Цель и задачи исследований. Целью данной работы является экологическая оценка городских и пригородных фитопедоценозов как основа рационального использования природных ресурсов территорий г. Курска. Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучить специфику формирования фитопедоценозов г. Курска и его пригорода в соответствии с антропогенными и природными условиями.

2. Определить современное состояние почвенного и растительного покровов рекреационных зон г. Курска и его пригорода.

3. Изучить особенности антропогенного загрязнения пойменных участков пригородной зоны г. Курска.

4. Определить степень экологической пригодности городских и пригородных фитопедоценозов.

5. Провести эколого-геохимическое районирование города и пригорода как основу ландшафтно-геохимических и санитарно-гигиенических критериев.

Научная новизна работы. Впервые были проведены комплексные исследования почвенного и растительного покровов (фитопедоценозов) рекреационных зон г. Курска и его пригорода.

Выявлены закономерности формирования фитопедоценозов рекреационных зон г. Курска и его пригорода в историческом аспекте.

Разработана оценочная шкала экологической пригодности городских и пригородных фитопедоценозов.

Положения, выносимые на защиту: - закономерности формирования фитопедоценозов рекреационных зон г. Курска;

- экологическая оценка рекреационных территорий г. Курска и его пригорода по состоянию фитопедоценозов.

Практическая значимость. Практическая значимость работы заключается в том, что ее результаты могут быть использованы при выделении рекреационных территорий по степени экологической безопасности и для рационального использования их природных ресурсов.

Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе Курской государственной сельскохозяйственной академии, Курского государственного педагогического университета, Курского естественно-гуманитарного института при чтении курса экологии и охраны природы, почвоведения, экономики природопользования, а также при проведении изыскательных работ аналитической лабораторией по контролю областного комитета экологии и природных ресурсов.

Апробация работы. Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научных исследований КГСХА им. проф. И. И. Иванова, её результаты включены в научные отчёты по программе НИР (№ государственной регистрации 01.9.70000668).

Основные положения диссертационной работы докладывались на научных конференциях в КГСХА и получили положительную оценку. По теме диссертации опубликовано 3 работы и одна находится в печати.

Заключение диссертации по теме «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов», Татаринова, Ирина Вячеславовна

выводы

Согласно результатам исследований, проведенным в 1995-1999 гг. на территории г. Курска и его пригорода, можно сделать следующие выводы:

1. Сформировавшиеся фитопедоценозы четко отражают специфику исторического развития г. Курска, его промышленных районов и пригорода.

2. Характер фитопедоценозов позволяет разделить исследуемые территории на рекреационные зоны с разной степенью антропогенной нагрузки и различными природными условиями: 1) рекреационная зона исторического центра г. Курска; 2) рекреационная зона промышленного района г. Курска; 3) вновь формирующиеся рекреационные зоны промышленного центра и пригорода.

3. Каждая группа рекреационной зоны имеет свои, присущие только ей особенности:

Рекреационная зона исторического центра. Особенностью зоны является: высокая плотность жилой застройки, незначительное влияние на экологическую обстановку промышленных предприятий, приуроченность её к водоразделам рек, расчлененность территории оврагами, мозаичность ландшафта, наличие почвенного культурного слоя; в фитоценозах доминирует древесная растительность.

Рекреационная зона промышленного района. Особенностью является большое сосредоточение промышленных предприятий, сочетающихся с городской застройкой. Зона наиболее динамична в геохимическом плане, а также в изменении рельефа, трансформации ландшафта, растительного и почвенного покровов.

Вновь формирующиеся рекреационные зоны в промышленном ljeнmpe и пригороде. Особенностью является освоение человеком новых участков под рекреации и, как следствие, создание новых фитопедоценозов, отличных от сформированных давних городских и естественных ценозов. Данные территории не испытывают прямого антропогенного воздействия.

4. Для всех фитоценозов рекреационных зон г. Курска и его пригорода характерна трансформация видового состава растительности, направленная на увеличение мезотрофных видов, снижение видового разнообразия. Эти изменения происходят на фоне стабилизации проективного покрытия и фитомассы.

В целом идёт процесс деградации фитоценозов, усиливающийся по мере усиления рекреационной нагрузки. Стабилизация санитарного состояния растительности определяется, прежде всего, искусственной возобновляемостью зеленых насаждений человеком.

5. Антропогенное воздействие на почвенный покров рекреационных зон приводит к существенным комплексным изменениям.

Во-первых, создается новый естественно-антропогенный почвенный профиль, затушевывается генетическая дифференциация почвенных горизонтов, содержание гумуса уменьшается и выравнивается по всему метровому почвенному слою; почва переуплотняется до глубины 60 см.

Во-вторых, в составе поглощённых катионов кальций (Са2+) замещается ионами Н4", что наблюдается не только в верхнем горизонте, но и в ниже лежащих горизонтах.

В третьих, наряду с приобретенными антропогенно-обусловленными негативными почвенными характеристиками, в верхнем почвенном корнеоби-таемом слое наблюдается увеличение трофности, повышение содержания важнейших питательных элементов азота (И), фосфора (Р) и калия (К).

6. Для рекреационных участков, испытывающих интенсивную антропогенную нагрузку, сопряженную с трансформацией почвы, характерно уменьшение численности микроорганизмов при относительном увеличении грибной микрофлоры и повышении активности ферментов, участвующих в процессе окисления гумусовых соединений, т.е. формируется микробный ценоз, способствующий минерализации органического вещества.

Для рекреационных зон, испытывающих обычную антропогенную нагрузку, свойственна низкая активность полифенолоксидазы и каталазы, высокая численность микроорганизмов и 100 процентный тест на азотобактер, что свидетельствует об улучшении биологической активности в целом.

7. Изучаемые фитопедоценозы различаются по количественному и качественному содержанию тяжелых металлов в почвенном и растительном покровах. Количественные различия тяжелых металлов в почве обусловлены длительностью антропогенной нагрузки: чем старше рекреационная зона, тем больше случаев превышения ПДК. В историческом центре четко проявляется увеличение тяжелых металлов на глубине 10-20 см, что объясняется накоплением культурного слоя. Для молодого промышленного района сумма элементов загрязнителей в почве меньше, однако концентрация отдельных элементов, в нашем случае РЬ, аномально высока, что связано со спецификой производства и близлежащими автострадами.

Во вновь формирующихся рекреационных зонах пригорода уровень загрязнения можно считать фоновым для г. Курска. Он невелик и практически одинаков для анализируемых химических элементов. Исключение составляет Zn, который аккумулируется в зоне, расположенной вниз по течению р. Сейм от основных источников загрязнения.

Аккумуляция тяжелых металлов растительностью сопряжена с накоплением этих же элементов в почве.

8. Вновь формирующаяся рекреационная зона промышленного центра (территория, примыкающая к кожевенному заводу) характеризуется значительным загрязнением тяжелыми металлами в концентрациях, как правило, превышающих ПДК, пестротой пространственного распределения металлов, с максимальным содержанием их в почве по границам очистных сооружений и с выделением Cr и Zn в качестве основных загрязнителей. При этом:

- изучаемая территория выступает как источник загрязнения прилегающих городских районов и зоны отдыха «Солянка». Подобное соседство несет не только экологическую, но и санитарно-эпидемиологическую опасность для жителей города;

- аккумуляция тяжелых металлов в почвенном покрове данной рекреационной зоны и последующее их попадание в реки и грунтовые воды обуславливает процесс загрязнения р. Сейм и р. Тускарь, который будет не только продолжаться, но и усиливаться;

- содержание тяжелых металлов в биопробах сельскохозяйственной продукции, получаемой с территории, значительно превышает ПДК. Употребление продуктов с таким содержанием токсикантов может негативно отражаться на здоровье людей, следовательно, размещение огородов на данной территории недопустимо.

9. В соответствии с экологическим состоянием и комплексной характеристикой фитопедоценозов территория рекреационных зон г. Курска и его пригорода может быть поделена на классы по степени пригодности для человека:

1 класс - экологически благоприятный;

2 класс - экологически удовлетворительный;

3 класс - экологически неблагоприятный;

4 класс - экологически опасный.

10. Эколого-геохимическое районирование позволяет выделить следующие участки рекреаций:

- районы с наиболее благоприятными экологическими условиями - урочище «Солянка» (вновь формирующая рекреационная зона пригорода);

- районы с благоприятными экологическими условиями - парки «Пионеров» и им. 1 Мая (исторический центр города);

- районы с экологически устойчивой обстановкой - д. Сапогово и пос. Духо-вец (вновь формирующаяся рекреационная зоны пригорода);

- районы с неустойчивой экологической обстановкой - скверы у завода «Аккумулятор» и у ДК «Железнодорожников» (промышленный район города);

- районы с экологически опасными условиями - территория, прилегающая к кожевенному заводу (вновь формирующаяся зона в промышленном центре).

11. Сопряженный анализ характеристик эколого-экономической оценки исследуемых рекреационных зон и полученные результаты исследований свидетельствуют о том, что:

- наибольшей экологической ценностью обладают рекреационные зоны, расположенные в пригороде (урочище «Солянка»);

- экологически благоприятными и наиболее социально значимыми являются объекты рекреаций находящиеся в черте г. Курска; для их эффективного использования необходимы меры по улучшению почв и фитоценозов, постоянный контроль за экологическим состоянием;

- наименьшей ценностью обладает вновь формирующаяся рекреационная зона промышленного центра (территории, примыкающие к кожевенному заводу).

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для определения значимости и прогнозирования экологического состояния рекреационных зон г. Курска и его пригорода при перспективном и оперативном градостроительстве, следует использовать принцип историко-экологической группировки рекреаций, и предложенную балльную оценку их.

2. Разработанные методические подходы и метод расчета ценности рекреационной зоны целесообразно применять для уточнения стоимости земельных участков в городах.

3. Установить жёсткий экологический контроль или прекратить возделывание овощных и других сельскохозяйственных культур на территории, примыкающей к кожевенному заводу.

4. Основные положения о фитопедоценозе в городской экологической системе рекомендуем использовать в учебном процессе для студентов экологических и биологических специальностей вузов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат сельскохозяйственных наук Татаринова, Ирина Вячеславовна, 1999 год

1. Андреев К.А. Озеленение городов и поселков. Петрозаводск. - 1985. - 96с.

2. Армолайтис К. Э. Загрязнение почвы вблизи автострады Вильнюс-Каунас.// Вопросы генезиса и плодородия почв Литовской ССР. Каунас, 1985. - С. 11-18.

3. Ахтырцев Б.П., Джувеликян Х.А., Сушков В.Д. Влияние промышленных выбросов на почвы в районе крупных индустриально-городских комплексов. // Химия, физика и мелиорация почв. Воронеж, 1980. - С. 64-72.

4. Бабьева И.П., Левин С.П., Решетова И.С. Изменение численности микроорганизмов в почвах при загрязнении тяжелыми металлами. // Тяжелые металлы в окружающей среде. Изд. МГУ. - 1980. - С. 115-120.

5. Бачинский Г.А. Социология: теоретические и прикладные аспекты. Киев, Наукова думка. - 1991.-С. 100-141.

6. Белозерский Б.В. Парки и их проблемы. // Городское хозяйство Москвы. -1983. -№ 8.-С. 14-15.

7. Бериня Д.Ж., Калвиня Л.К., Карелина Л.В. Изменение химического состава почв под влиянием Са-содержащей пыли. // Загрязнение природной среды Са-содержащей пылью. Зинанте. - 1985. - С. 15-32.9. БудыкоМ.И. (1977)

8. Ю.Варламов A.A., Хабаров A.B. Экология землепользования и охрана природных ресурсов. М.: Колос. - 1999. - С. 149-155.

9. П.Виноградов Б.В. Растительные индикаторы и их использование при изучении природных ресурсов. М.: Высшая школа. - 1964. - 328 с.12.Владимиров В.В. 1982

10. Владимиров В.В. Комплексный подход к улучшению природной среды. // Город, природа, человек. -М.: Мысль. 1982. - С. 181-197.

11. И.Владимиров В.В., Лаппо Г.М. Исследования экологических проблем городских агломераций. // Экологические аспекты городских систем. М.: Наука и техника. - 1984. - С. 37-45.

12. Владимиров В.В., Микулина Е.М., Яргина З.Н Город и ландшафт. М.: Мысль. - 1986.-238 с.

13. Волкова В.Г., Давыдова Н.Д. Техногенез и трансформация дандшафтов. -Новосибирск: Наука, сиб. отд. 1987. - 188 с.

14. Вторжение в природную среду. Оценка воздействия. М., 1983.18.Галетян А.Ш. (1956, 1974)

15. Галицкая Н., Галицкий В., Кочергин П. География Курской области. Воронеж. - 1970. - С. 7-40.

16. Гантимуров И.И. Эволюция и метаморфоз почв санитарного назначения и коммунальной службы.// Доклады совещания по общим вопросам биологии, посвященного 100-летию дарвинизма. Томск. - 1959. - С. 42-44.

17. Гантимуров И.И. К вопросу о метаморфозе почв городов по данным наблюдений в Октябрьском районе г. Новосибирска. // Охрана природы на Урале. Вып. Y. - 1966. -С. 83-87.

18. Глазовская М.А. (1972, 1976)

19. Города и экология. Сборник трудов. М.: Изд-во Центра международных проектов ГКНТ. - 1987. - 173 с.

20. Григорян C.B., Сает Ю.Е. Геохимические методы при решении некоторых экологических задач. // Советская геология. 1980. - № 11. - Сю 94-108.25.Давыдов Ю.П. ( 1991)

21. Денисов М.Ф. Ландшафтное проектирование при восстановлении парков. -М.- 1986.- 104 с.27.ДжеферсДж. (1981)

22. Джувеликян Х.А. Загрязнение окружающей среды промышленного центра вредными ингредиентами. // Тяжелые металлы в окружающей среде и охрана природы. Материалы 2-й Всесоюзной конференции 28-30 декабря 1987 г. -М.- 1988. -С. 90-96.

23. Добровольский Г.В. ( 1955)

24. Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Экологические функции почвы. М.: МГУ. - 1986,- 137 с.

25. Драчев С.М. Исследование почв с санитарной точки зрения. // Почвоведение. 1933. - С. 31-33.

26. Дубинский Г.П., Филоненко К.Т. Перспективы улучшения природной среды в пределах большого города (на примере г. Харькова). // Человек в окружающей среде (вопросы рационального природопользования, региональные, рекреационные). М. - 1978. - С. 40-45.

27. Душаускене-Дуж Р.Ф., Лугаускас А.Ю. Свинец-210 в почвах как естественный фактор обитания микроорганизмов. // Микробиологические процессы в почвах и урожайность сельскохозяйственных культур. Вильнюс. - 1978. -С. 217-220.

28. Кабата-Пендиас А., Пендиас X. Микроэлементы в почвах и растениях. М.: Мир. - 1989.-440 с.

29. Кавтарадзе Д.Н., Игнатьева М.Е. Растительность урбанизированных территорий как предмет классификации в связи с задачами охраны природы. // Биологические науки. № 12. - 1986. - С. 54-59.43.Касымова Н.С. (1989)

30. Качаргян К.С. О некоторых вопросах улучшения почвенного покрова парков и улиц города Еревана. // Изд. Сельскохозяйственных наук МСХ Арм.ССР. 1979. - № 12. - С. 26-35.

31. Клауснитцер Б. Экология городской фауны. // М. : Мир. 248 с.46.Ковалевский В.В. (1974)

32. Ковда В.А. Биогеохимические циклы в природе и их нарушение человеком. // Биогеохимические циклы в биосфере. М. : Наука. - 1976. - С. 19-86.48.Ковда В.А. (1981)

33. Когановский С.Б. Влияние водно-воздушного режима почв на состояние древесных декоративных растений в условиях городского озеленения. -Автореферат кандидатской диссертации. Минск. - 1964. - 24 с.

34. Котлов Ф.В. Изменения природных условий территории Москвы под влиянием деятельности человека и их инженерно-геологическое значение. М. - 1962.-278 с.

35. Котлов Ф.В. Изменение геологической среды под влиянием деятельности человека. М. : Недра. - 1978. - 263 с.

36. Красинский И.П., Князева Е.И., Стрельникова

37. Кратцер П.А. Климат города. М.: Иностранная литература. - 1958. - 239с.54.Кремянский В.И. (1969)

38. Кучерявый В.А. Влияние факторов внешней среды на экологическую структуру зеленой зоны города. // Лесное хозяйство, лесная, бумажная и деревообрабатывающая промышленность. --1983. Вып. 14. - С. 26-28.

39. Лепнева О.М. Влияние антропогенных факторов на химическое состояние почв города (на примере г. Москвы). // Автореферат кандидатской диссертации. М.: МГУ. - 1987. - 25 с.

40. Лукашов В.К. Геологические аспекты охраны окружающей среды. М. : Наука и техника. - 1987. - 235 с.

41. Минкин Т.М., Калиниченко В.П., Назаренко О.Т. Нормирование содержания тяжелых металлов в почвах агроландшафтов. М., 1995.

42. Муравьева К.А. К вопросу об оптимизации городской среды. // Человек в окружающей среде (вопросы регионального природопользования: региональные, рекреационные). М. - 1978. - С. 31-35.

43. Муха В.Д. Почвообразовательный процесс и окультуривание почв. Харьков. - 1979.

44. Муха В.Д., Картамышев Н.И., Кочетов И.С. и др. Агропочвоведение. М.: Колос. - 1994.

45. Никодемус О.Э., Раман К.К. Агрохимические исследования почв зеленых насаждений крупных городов. // Почвенно-агрохимические исследования в ботанических садах СССР. Апатиты. - 1984. - С. 94-97.63.Новиков И.Б. (1975)

46. Обухов А.И., Лепнева О.М. Биогеохимия тяжелых металлов в городской среде. //Почвоведение. 1989. - № 5. - С. 65-73.65.0дум Ю. 1987.66.Перельман А.И. 1977

47. Перельман А.И. Геохимия. -М.: Высшая школа. 1979. - 423 с.

48. Рахтенко И.Н., Когановский С.Б. Улучшение условий роста древесных растений в уличных посадках. Бюллетень ГБС. - 1965. - Вып. 5. - С. 44-49.

49. Реймерс Н.Ф., Штильмах 1978

50. Рохмистров В.JI., Иванова Т.Г. Изменение дерново-подзолистых почв в условиях крупного промышленного центра. // Почвоведение. 1985. - № 5. -С. 71-76.71.СаетЮ.Е. 199072.Свидерский В.И. 1985

51. Сергеев В.К. Почвенные условия и декоративность уличных насаждений. // Городское хозяйство Москвы. 1976. - № 3. - С. 37-38.

52. Скворцова И.Н., Ли С.К., Воротейкина И.П. Зависимость некоторых показателей биологической активности почв от уровня концентрации тяжелых металлов. // Тяжелые металлы в окружающей среде. М.: МГУ. - 1980. - С. 121-125.

53. Слепян Э.И. Пороки развития растений как тесты при мониторинге загрязнения окружающей среды. // Комплексный глобальный мониторинг загрязнения окружающей природной среды. / Труды международного симпозиума,- 1980.-С. 367-369.

54. Степанова И.П. Условия минерального питания растений в лесопарках г. Свердловска. // Труды Уральского лесотехнического института. Вып. XXYII. - Свердловск. - 1973. - С. 160-163.

55. Таранд А. Антропогенность городской среды. // Антропотолерантность наземных биоценозов и прикладная экология. Тезисы докладов Прибалтийской конференции. - Таллинн. - 1977. - С. 42-45.7 8. Тарасов 1979.

56. Тарасов А.И. Рекреационное лесопользование внутри городских агломераций.// Лесоводство, лесные культуры и почвоведение. П. - 1979. - № 8. -С. 34-38.

57. Территориальная комплексная схема охраны Курской области: Географические подходы. М., 1987.

58. ВГТрофимец В.И. О хлоридном засолении почв в посадках деревьев и кустарников г. Ленинграда. //Вестник ЛГУ. 1985. - Вып. 1. - №> 3. - С. 118-119.

59. Цукопп и др. Комплексный глобальный мониторинг загрязнения окружающей природной среды. М.: 1979. 83.Чернова Н. М. Антропотолерантность наземных биоценозов. - М., 1987.

60. Шестакова Г.А., Иванова JI.H. К вопросу о влиянии выбросов предприятий цветной металлургии на микронаселение почвы. // Микроорганизмы в сельском хозяйстве. М.: МГУ. - 1968. - С. 178-184.85.//Химия и жизнь. 1977. - № 6.

61. Bridges Е.М. Soils in the urban jungle. // Geografical magaz. 1989. - Vol. 61. -P. 1-4.

62. Buch M.W. Humus formen umweltbelassteter Bestände Hamburger Waldungen. // Forstarchiv. 1982. - Vol. 53.-No. 2.-P. 46-51.

63. Konecka-Betley K., Yanowska E., Luniewska-Broda Y., Szpopataski M. Wstepna Klasyfykacja gleb aglomeracji Warszawskiej. // Roczniki Gleboznawcze. T. XXXY.-Nr. 2,- 1984.-P. 151-163.

64. Sukopp // Geografical magaz. 1989. - Vol. 61. - P. 1-4.па г»3 ***0 ^1. Л йаО