Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Анализ ландшафтно-экологической ситуации на урбанизированных территориях

ВАК РФ 11.00.01, Физическая география, геофизика и геохимия ландшафтов

Автореферат диссертации по теме "Анализ ландшафтно-экологической ситуации на урбанизированных территориях"

АКАДЕМИЯ НАУК СССР . СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ИНСТИТУТ ГЕОГРАФИИ

На правах рукописи ГРУЗДЕВ Михаил Вадимович

УДК 550.4: »11.2

AHAJIhJ ЛАНДШАФТН0-ЭК0Л0ГИЧЕСК0Й СИТУАЦИЙ НА УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЯХ

11.DQ.0I— физическая география, геофизика и геохимия ландшафтов

Автореферат дя(сгр-"11»ш на сопоинпе ученей степени кандидат» географических наук

Иркутск — 1990

Работа гшолнена в Ярославской ордена Трудового Красного Эгаменя государственном педагогической кме:::.' К.Д.Ушинского

Научный руководитель - доктор гволаго-шшарала гичаских

наук, профессор Б.В.Поярков

Официальные оппонента: доктор географических наук

Е.Г.Нечаева,

кандидат географических наук С.А.Филиппова

Ведущая организация - Институт географии ¿Н СССР

Защита диссертация состоится 27 ноября 1990 г. в 9 часов на заседании специализированного совета ДД302.6О.О1. » Институте географии СО Ж СССР по адресу; 664033," йрпутс»-33, ул.Уйан-баторская, 1,

С диссертацией иошо ознакомиться в библиотеке Института география СО АН СССР.

Отзыва на автореферат в двух вкзенплярах, еаверенныз печатью, просьба, направлять поуказанному адресу ученоыу секретарю совета.

Автореферат разослан ¿1/ октября 1990 г.

Ученый секретарь специализированного совета Бондадот географшшских наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследований. Сложная современная экологическая ситуация особую остроту приобрела в городах, где вследствие огромной концентрации производства и населения происходят существенные изменения среда обитания человека. Неуклонный рост заболеваемости городского населения, детской смертности, следует признать, в большинстве случаев обусловлен недооценкой,; а иногда и грубым игнорированием экологического фактора при градостроительстве (просчеты в функциональном зонировании» определении допустимых нагрузок на среду и т.д.). Экологические проблемы урбанизированных территорий связаны с изменением глубинных механизмов средовоспроизводящих свойств геосистем (Котляков, 1988). Вместе с тем физико-географические аспекты городских экологических проблем изучены пока явно недостаточно. Городская среда организована и развивается по законам сложной системы, в изучении же слегших природных систем хорошо зареко-меадовало себя ландшафтное направление в географии. В последнее время активно разрабатывается концепция техногеосисием как в общетеоретическом плане, так и применительно к разнообразным конкретным системам. Вопросы изучения техногеосистем на урбанизированных территориях, так называемых "городских ландшафтов" (Тарасов, 1977), по общему признанию представляют собой особую сложность. Комплексному физико-географичзскому исследованию городских территорий посвящено относительно небольшое число публикаций, хотя поток их заметно нарастает (Котлов, IS62; Рохыиот-ров, 1980; Взаимодействие хозяйства ...,1982; Поташник, 1990; Detwijier , 1972; Doney , 1у84; Kortrctd. , 1988 и др.).

Чрезвычайно большого размаха достиг процесс урбанизации на территории ганотаехпой подзоны ЕГО, что делает его мощным фактором антропогенной трансформации зональных геосистем. В настоящей работе предпринята попытка определить некоторые подходы к решению данной проблемы на основании опыта ландпвдтно-геохики-ческих исследований на территории г. Ярославля - во многом типичного для Центральной России, города с почти тысячелетней историей, а в настоящее время - круглого лрекшглеяяого центра. Анализ современной ландаафтни-экодогической ситуации на урбанизированных территориях должен явиться важным начальным звеном в серии мероприятий по оздоровлению городской среды, оптимизации природопользования.

Основной целью работы является изучение особенностей природных и природно-техаогенных процессов и явлений, характеризующих территорию как объект градостроительства и организации природопользования в условиях крупного прошшлеяяого центра, расположенного в югнотаеаной подаонв ETC.

В ооо^ветсх-виа с целью работы в задачи исследований входили:

- разработка основных положений анализа ландшафтно-экологической ситуации на урбанизированных территориях;

- определение подходов к изучению городских техногессистеы;

- выявление закономерностей трансформации отдельных компонентов »Енотаехшх геосистем на урбанизированных территориях;

- установление характера антропогенной геохимической нагрузки на территорию г. Ярославля;

- характеристика геохимического своеобразия техногеосиотем урбанизированных территорий.

Практически значимрсгь работы определяется возможностью использования результатов исследований яри разработке экологического обоснования городской систеш рационального природопользования, при создании проектов районных плакировок, реконструкции отдельных городских районов, разработке комплексов мероприятий по оптимизации природопользования на территории г. Ярославля.

Фактический материал и уетодик^ исследований. В работе изложены результаты исследований автора, проведенных в 1983-90 г.г. Для решения поставленных задач использованы традиционные метода яандаафтно-геохимических исследований (Еодынов, 1956; Глазовс-кая, 1964: Перельман, 1Э75) и метода иаучени- антропогенных модификаций геосистем (Гяазовская, 1981« IS88; Солнцева, 1981; Снытко, 1987; Сает, 1988; Касимов, 1990) . Некоторые из названных методов были адаптированы и уточнены для урбанизированных территорий. Помимо ландпафтно-геохимическах исследований по всей территории города, била выбрано 8 опорных участков для детального изучения территорш , участки отличались ландвафтными условиями я характером антропогенной нагрузки. Обцая площадь опорных участков - около 2000 га. Кроме того, для установления соотношения природных к нриродно-техногенных механизмов в лаад-шафтно-геохимической дифференциахг~1 территории заложено два профили, пересекаадих основные геоморфологические поверхности города. За пределами опорных участков и профилей изучено 76 полных почвенных разрезов. Региональный ландаафтно-геохимический фон

установлен в результате исследований на территории 6 сельских районов области, удаленных от крупных промышленных объектов. Оо-новное ьаидание вг работе уделено цроцессам, происходящем в депонирующих средах геоснстеа (почвах, снеге). Поскольку экологически наиболее значимы процессы в приповерхностных горизонтах почв, отбор проб производился преимущественно с глубины 0-5 сы. Всего отобрано для лабораторных исследований около 1300 почвенных образцов (в том числе 200 - за пределами урбанизированных территорий), около 300 образцов снега, половина из которых - вне города. Аналитические исследования проводились в лабораториях кафедры физической географии ШЛИ, ПГО "Недра", НШДСК. Все почвенные образцы и твердый нерастворимый остаток снега подвергнут полуколичественному эмиссионному спектральному анализу; произведено количественное определение валовых фори кеда, никеля, евинда, цинка (атомно-абсородионная спектрофотоыетрия), кадашя, хрома (полярография), ртути (колориметрия). Лаэерно-лшинесцснтнш анализом определялось содержание урана в водных вытяаках из почв. Почвы анализировались на содержание фосфатов, нлТратов, кадия, общего гумуса; изучался гранулометрический состав ь-чв. Производили определение магнитной восприимчивости почв {микрокаппаыег-рия). Определялась величина ¿4 снеговой вода, воддкт и солевых вытяхек аз почв..

Апробация и публикация результатов исследований. Материала диссертационной работы докладывались "л ебсузда стсь на ежегодных научных конференциях ЯПШ (1987-90 г.г.), конференции "Охрана природы и рациональное природопользование как аспект краеведческих исследований" (Тамбов, 1Э89), Чегетскоы форуме "Интеллект и выживание" (Чегет,'1989), конференции "Эколого-географическое картографирование и оптимизация природопользования в Сибири" (Иркутск, 1989), I конференции молодых ученых ЯПШ, 35-2 научной конференции преподавателей Ярославского политехнического института (1989), Всесоюзной конференции "Действие техногенных загрязнителей на трофические цепи" (Ленинград, 1990), XI конференции молодых географов Сибири и Дальнего Востока (Иркутск, 1990).

По теме диссертации опубликовано Ю работ и подготовлено 2 научно-производственных отчета.

Основные результаты работы внедрены главным управлением архитектур! и градостроительства Яррорисполкома при разработке

проекта реконструкции центральной исторической части города в выборе участков под индивидуальное сельскохозяйственное исподб зованае; результаты эколого-геохдаических обследований почв 8 снегового покрова города л области использованы в серии работ Ярославского областного комитета до охране природа. Некоторые материалы принята к использовании областным отделением ЬООЕ.

рбъен и структура работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения и приложений. Работа излоаена на 228 страницах, включая 30 таблиц, 29 рисунков, лодаиои к нии и список ио-пользоваячой литератур из 179 наименований.

Результаты исследований явились основой для формулирования осног-шх полояеняЯ. дредс1авляе;я1х в качестве предмета защиты.

1. На урбанизированных территориях: возникают. своеобразнее городские техногеосистемы, формирование которых обусловливается олсшшгл вза^.юдийатвиеи природных, современных и падеоьнтропо-тептгх процессов.

2. Характер трансформации почв, растительности и других компонентов геосистем в пределах современных городов дозволяет говорить об урбогенезе как о качественно новом атаце антропогенной эволюции ландщафтов.

3. Особенности ландгаефтно-экологической ситуации в современных городах в значительной г:ре определяются характером геохимической трансформации компонентов зональных геосистем, реализующейся в ходе урбогенеза.

Автор искренне признателен д.г.-ы.н., профессору Б.В.Доярко-ву л к.г.н., ст. преподавателю Е.Ю.Колбовскоыу 8а консультации и поддержку при выполнении этой работы.

ОСНОВНОЕ сюдашив рабош Подхода к изученш) городских техногеосистем

Специфика изученных проявлений природных процессов на урбанизированных территориях позволяет говорить о возникновении особой црирод..о-техногенной реалии - городских техногеосиотеу. Несмотря на формальное наличие в них всех свойственных природным геосио-темам компонентов (или их антропогенных модификаций), следует отметить отсутствие исторического природко-обуодовленного сочетания компонентов, природыо-гея гической цолостаооти городских техногеосистем. Отдельные компонент, будучи пространственно

совмещенными, вследствие сложного наиюаения связанных с ними потоков вещества и энергии, взаимодействуют друг с другом, создавая определенные уоловия существования один другому. Целостность городских техногеосистем обесяечиваетоя возникающими в них элементарными процессами функционирования. Пространственное сочетание раэгшх типов техногеосистем низших рангов на урбанизированных территориях определяет условия обитания городского жителя.

Процессы прйродво-техногенноЙ дифференциации в пределах урбанизированных территорий приводят к формирований городских техно-геосистем различных рангов. Представляется целесообразным на начальном этше изучения проблемы выделение и характеристика тех-ногеоснотем, операционально значимых в практике принятия архитектурно-планировочных решений а других видов управления городским прарододользозаШ1ем (в дальнейгеи - городские техногсосисте-ын). Городские техногеосистеш возникают, как правило, на места одной естественной геосистемы, или нескольких смежных, на одном ¡элементе мезорельефа. Для них характерна общая история освоения, сходство современных антропогенна воздействий по в-зму ареалу, а такае принадлежность к одной функциональной зона. Городские техногеосистёмы развтааптся н ^ункционнрувт на одном типа поверхностных отложений со сходными условиями дренаяада свойственны генетически однородные почш, испытавшие морфологически сходные нарушения; а определенные растительные группировки сходного состояния. Принципиальное значение при характеристике техногеосистем имеет фактор однородности их внутренней структуры.

Городские техногеосистем отчасти наследуют рисунок природной дифференциации территория (как правило, на высоких таксономических уровнях). Это придает'ценность результатам реконструкции природных геосистем, существовавших на рассматриваемой территории до освоения человеком. В тех Местоположениях, где ярко выражены специфические естественные условия, антропогенно созданные природно-техногенше реалии развшзаатся в том ае направлении, что и предаествоБаваие ш природные. В современном облике городских техногеосистем сохраняются проявления антропогенного освоения территории в простые исторические эпохи, которое в . Центре России имело неровный, волновой характер.

Решающее значение в формировании современные техногеосистем имеет урбанистический этап освоения. Отличительными чертами

последнего являются комплексность а масатабвдсть антропогенных воздействий (многие воздействия могут иметь место и за пределами городов, но там они локальны и факультативны). К началу XX века т "шогенный геохимический пресс на геосистемы занял доминирующее положение в рягу прочих воздействий. Специфика "городских нагрузок" позволяет говорить ой урбоген^ге как отдельных природных компонентов, так и городских техногеосистем в целом.

Характерные черты урбогенеза отдельных компонентов геосистем

Функционирование современных городов приводит к активному накоплению на дневной поверхности различных антропогенных отложений, антропогенный литогенез на урбанизированных территориях по модности и площади распространения существенно превосходит естественное осадаонаконление. По археологическим данным, в древней части г. Ярославля модность антропогенных отложений составляет в среднем 2-3 м. Основными среди них являются естественные грунты различного генезиса и состава; перемещенные в процессе строительства. В большинстве случаев в целях нивелировка поверхности производится переотложение поверх зональных почвенных профилей б лаз лежащих естественнг грунтов аналогичного генезиса и состава (традиционно в Почвоведении обозначаемые горизонтом С). Дри проведении крупных работ часто привлекаются грунты из других районов, контрастные по составу (представляется целесообразным тех обозначение С"), что приводит'к формированию своеобразных двучленных профилей. Грунты при этом часто наш*адося антропогенными включениями. Велика в городах доля и антропогенных отложений техногенного дроисимгдеяик (влаки, золы, другие промышленные, строительные и бытовые отхода, гумусированные грунты парк ai скверов).

Антропогенный литогенез оказывает существенное влияние на ход почвообразования в городе. Ь случае залпового поступления антропогенных осадков на какой-либо участок происходит прекращение естественного почвообразовательного процесса (погребение почв). Однородность (недаффереацироваяность) профиля'отложений указывает на их молодой возраст. Результат лаяшх морфологических исследований свидетельствуют о возможности возникновения в 8том случае нового цикла почвообразования, в котором антропогенные отложения 1 (генетически родственные - С; чужеродные - г,и) выступают в качест- j

во почзообразуюцей порода. При возникновении нового цикла на техногенных отдохениях последние ш обозначали специальным индексом - N.. .В зависимости от возраста отдокениЗ и, следовательно, от того, насколько далеко от нас отстоит начальный момент нового цикла почвообразования, формирующиеся городские сочен могут находиться на разных эволюционных стадиях. В условиях столь древнего города,как Ярославль, оказалось возкоашм описать почвенные профили самой разной степени дифференциации.

Несмотря на разнообразие и зачастую налоаение физико-механических воздействий, морфологические особенности почв на урбанизированных - территориях могут быть описаны с использованием ыор-фогенетической классификации, типов нарушений, основными из которых яздявтсяпедотур^ацкя,' опрокидывание, 'эрозия, погребение . (всего выделяется около 80 видов профилей)', В целом же преобла-даэт яешшюпрофильные и погребенные разности. Широкое распространение ка территории города имеют в разной степени преобразованные старопахотные почва. Обращает на себя внимание редкая встречаемость.горизонта А2. В работе рассматривается весьма распространенный вариант истории формирования оовремеа ¡х почв города на основе анализа старых лк зратуршх, картографических источников и материалов совреме^ ¡их исследований одного из городских участков: естественные, дерново-подзолистые почвы на покровном суглинке (Берштейн, 1912) - пахотные антропогенные модификации (Румянцева, 1960) - современные городские почвы селитебной зоны (исследования автора, 1988).

Современное градостроительство оказывает существенное влияние на гидрогеологические условия местности, что также не могло не найти отражения на почвообразовательных процессах.Яо вашим оценкам, для Ярославля характерно существенное повышение уровня грунтовых вод. Глубина их залегания не менее чем на 305? территории города составляет 0-0,5 и. Ошечеяы отдельные случал относительного повышения уровня грунтовых вод на 8-Ю и. Основными причинами этих процессов являются: уничтожение в ходе освоения естественных дрен (рек, ручьев) /застаивание аетосфершх осадков в местах с нарушениями вертикальной планировки застраиваемой территории; уыэньшение инфильтрации атмосферных осадков вследствие того, что больше плодам занята строениями л покрытиями; общее выравнивание поверхности. Следствием пех численных процес-

■•'■■' в

сов явллась замена автоморфннх условий почвообразования гидро- " корфными на значительных территориях Ярославля. Причем, несмотря на древность города, эта трансформация особенно активизировалась в последние десятилетия вследствие огромного размаха дорожного и коммунального строительства, нарупавщих естественные пути стока поверхностных вод. Морфологические признаки антропогенной гидроиорфизации во многом аналогичны природной гйдромзрфизащш (Караваева, 1982; Зайдельман, 1985) . Богатство природных почвенных вод соединениями железа и марганца обусловило достаточно яркое внеяшее проявление названных процессов.

Существенным функциональнш элементом го^лдояих техногеосис-тем является растительность. Закономерности урбогенеза городской флоры и растительности отличаются сложностью в многообразием. Зональная растительность на территории современного Ярославля была уничтожена еще на рубеже X - XI в.в. (южнотаежше леса неоднократно вырубались, подвергались пожарам! дута распахивались. болота осушалиоь). Современный растительный покров представлен преимущественно, городскими зелеными насаждениями. Наиболее ярко на протяжении истории города проявилось усмение доли интродуцентов. Число зональных для широты Ярославля видов (боре-ально-хвойно-леоных, среднеер*юпейских) оказалось соизмеримым о числом более южных (степных, средиземноморская). Описание городской растительности сопряжено со значительными методическими сложностями. В отличие от естественных геоокстем, например, указание на вид-эдификатор зрелого древостоя в городе практически не дает информации об оотальныхярусахраоти~эльности и местообитании в целом. "Ярусность", "доминанты", "здафикаторы",- все эти понятия применительно к условия» урбанизированных территорий могут использоваться лишь по аналогии, о существенным^ оговорками, поскольку яишены здесь строгого смысла. В работе приводятся алгоритмы описания ярусности и плановой структуры насаждений, различных видов ш_ .'ропогенных повреждений и ухоженности. Предложена методтса количественной оценки территориальной обеспеченности отдельных районов и города в целом зелеными насаждениями с учетом не только насаждений общего пользования (как это чаде всего делается в настоящее время), но а посадо" селитебной зовы. В основу сравнения положены визуально:устанавливаемые объемы аеленой масса.

&

Зональные и интразональше типы травянистой растительности в естественном состоянии в городе практически отсутствуют. В зависимости от интенсивности и характера антропогенных воздействий они в различной степени трансформировались вплоть до полного замещения рудеральными сообществами. Нами была исследованы закономерности формирования некоторых типов городских рудеральных сообществ: зарастание участков, свежезамусоренных отходами (преимущественно бытовыми) с большой долей органических веществ, участков стаптываемых местообитаний, а такзе пустошей, распространенных а районах проведения земляных работ, новостроек.

Геот .адские аспекта анализа лалдиафтно-экологической ситуации в городе

Формирование геохимического облика современных городских тех-Еогеоскстем предотавдяет собой чрезвычайно сложный и многофакторный процесс» Сосредоточение на относительно небольших т рри-ториях значительных масс производства и населения обусловливает мощную антропогенную концентрацию химических элементов, в естественных условиях в большинстве своем находящихся в рассеянном состоянии. Накапливающиеся в городских тёхногеосистемах элемент, рано или поздно, вовлекаются в биогеохимические циклы, существенно изменяя их и нарушая сложившееся в ходе естественно-исторического развития геохимическое равновесие. В результате современные города представляют собой крупные поэлементные аномалии техногенного (С) происхождение. Среда важнейших приходных статей геохимического баланса городских техногеооиотем необходимо назвать следующие: твердде промышленные и бытовые отходы;техногешше грунта (в той числе разнообразные покрытия); техногенные аэраль-ныв поступления (атмосферные осадки, пыль и др.); технологические сбросы в аварийные утечки промышленных, коммунальных и бытовых вод. Есть а другие фактора, определяющие геохимический облик современных городских территорий: результат прошлых видов хозяйственной деятельности (отходы старых производств, сел-".озудоб рения и т.д.); техногеяно'измененные в других районах транзитные почвенно-грунтовые вода; геохимически чужеродные естественные грунта, привлеченные из других районов.

Важнейшим проявлением геохимической трансформации зональных геосистем в условиях современного города является изменение условий миграции химических элементов. Прекде всего это проявля-

ехоя в изменении реакции почв. Проведенные нами исследования показали, что на значительных площадях почвы г. Ярославля, в отличие от зональных, имеют близкую к нейтральной или слабощелочную реакцию (в целом же размах значений рН довольно велик - от 5,4 до 9,0).'Причины антропогенного подщелачивашя почв могут быть сведены к следующим. Имеет место раскисление городских почв твердыми промышленными отходами карбонатной природа, составляющими практически повсеместно значительную час-ъ антропогенных включений в верхних горизонтах, а местами сплошь перекрывающими поверхность (отхода стройиядустрии, строительный мусор, доменные шлака, гашеная известь, некоторое бытовые отхода и др.). Другш мощным фактором изменения рН почв являются ЗТ атмосферные осадки. Раскисление городских почв возможно в результате смещения в щелочную сторону реакции амосфершх осадков, выпадаодих .на территории города, особенно в районах предприятий со значительными тб~ росами тверюго вещества (ГОД, металлургическое производство и др.). По данным В.Л.Рохмистрова (1984), выпадающая на Ярославль техногенная пыль по результатам силикатного анализа на 37,5 % состоит из СаО. Аналогичные факты отмечались ранее и во внегородских районах (Глазовслий, 1983; Волкова, Давыдова, 1987). В среднем же, например, реакция снега в центральных районах города нейтральная (рН 6,9); размах значений рН заметно больший, по срав-не! во с фоновыми районами области {от 5,4 до 8,5). Изменение уо-ловий миграции элементов в почвах имеет серьезные последствия. Поскольку на пути техногенного потока в почвенном профиле наблюдается смена кислой среда щелочной, происходит формирование своеобразного щелочного геохимического барьера (ПСБ) - D (Перель-ман, IS89) техногенного происхождения, Многие катионогенйые элемента,' поступающие в окружающую среду городов в составе ТГ потока, в кислых и слабокислых средах (преимущественно такими являются зональные атмосферные осадки,'подзолистые почвы) образуют наиболее растворимые, хорошо мигрирующие, легко усвояемые растениями форш соединений. Менее подвижны .они в нейтральных и щелочных растворах. Техногенные аномалии металлов формируются на ГХБ в местах со значительным накоплением СаС03. Анализ распределения ь почвенному профилю илистой фракции показал отсутствие в пол-норазвитнх почвах резковыраженного элювиального горизонта. Изменение реакции почв создало условия и для более активного гуыуоона-копления в них. Описанные процессы, в известной степени, протека-

t>7 стихийно. Но есть основания говорить о принципиальной возможности конструирования антропогенного щелочного ГХБ в почвах города (на территориях новой застройки, перепланировки, ь районах интенсивного поступления "а поверхность ТГ катионогенных металлов). Технологические аспекты создания ГХБ нуждаются в специальных исследованиях а методических разработках. Процесс подщелачивают почв ча урбанизированных территориях, на ншг взгляд, можно рассматривать как постепенную трансформации зональных почв а элементарных зональных ландшафтов киолого класса в антропогенные кальциевые яроизводаые.

Как показали снегоге'химические исследования на территории Ярославля, значительная часть ТГ ингредиентов поступает в городские техногеосистемы авральным путем. Особенности микроэлементного состава нерастворимого осадка снега в городской черте, превде всего, состоят в повышении концентраций большинства рассеянных элементов. Последние могут быть классифицированы Пч отношению к Фоноеым показателям (п ): аномальные (> 10 и ) - Аз , Col; (4-Ю) n -Cu , W Да ; (2-3)п - ГЛо ,Со ,Pb , Sn . Осталь-ние содергатся примерно на уровне фона или несколько низе. Своеобразие городской минеральной пыли проявляется при сравнении ее состава со средним составом почвообразущих пород. Яаким образе«, мы устанавливаем своего рода степень чуаеродаости поступавшего материала. _

Еабдвда I

Характер техногенной нагрузки на техногеосистемы отдельных районов города (коэффициент "осадок снегагпорода")

Административный Cd Pb 2n Cu Sn «0 Cr Ni

центр 171 67 34 32 31 II 10 m с

Пршзова л I Cd Л Cu Pb Zn Mo Sn Mi Cr

ЗШ 97 36 '¿ti 24 17 9 7 7

Cd Pb Zn Cu Sn . V Wn

ул. Чапаева 624 192 23 22 14 8 8 7

£ей(жаяСНОар~ ^ A? Pb in Cu Sn Mo

571 257 33 20 19 8 5

поо. Средний

Сd ty Cu Pb Zn tto V Sn 678 65 29 25 23 6 6 6

: ■ ■

Ряд реакоаномальных элементов в осадке снега (табл. I) позволяет прогнозировать их возможное накопление в почвах и других депонирующих средах. Строгой приуроченности ингредиентов к их источнику, как правило, не наблюдается вследствие "наложения" зон влияния отдельных производств и сложной микроклиматической обо-тановки в городе.

Сопоставляя здя конкретных районов города ряд элементов, расположенных по убыванию отношения "осадо;. снега : порода" (табл. I) о аналогичным рядом "почва : порода" (табл. 2), можно сделать вывод о том, что в формировании микроэлементного состава городских почв достаточно велика роль аэральных пылевых поступлений.

Таблица 2

Коэффициент техногенной аккумуляции ("почва : порода") почв отдельных районов города

Ашинистрагивный Pb fio Zn Cu Sa Ctí Wo центР 16 14 12 4 3 2 2

Цромзона й I 4 Pb Ln Cw Srt. Wn Cd Cr «o

2C 17 13 6 4 3 2 2 2 2

ул. Чапаева Ir Pb Su

4 3 2

ул. Красноар- Zr 5a Zrt

мейская ^ g 2

: рь Cd

__: з 2 : .. / ■ :

Вместе о тем полного совпадения геохимических аномалий, выделенных по результатам исследования снега и почв, выявить не удалось. Следовательно, аэралышй путь поступления ТГ веществ в почвы не является единственным. Другой статьей привнооа вещества в почш города являются твердые промышленные и бытовые отхода. Поскольку концентрация отдельных элементов в тех ила иных отхо-v< монет достигать величин, иногда на порядки отличных от со-дераадия в зональных йочвах, даае небольшой объем ьривнесенного материала способен существенно изменить геохимическую обстановку в отдельных районах. Нами отмечена резкоаномальная концентра-

пос. Средний

ция в почвах г. Ярославля , Ай , Но . РЬ , 2п . Заметно также накапливаются, по сравнению с фоном, Во. , Си , Ш , 5с , йг , гг . Широкое использование всех названных элементов в современном промышленном производстве города вполне определенно указывает на ТГ характер перечисленных почвенно-геохамических аномалий. Особо оплатим повышенные концентсацяи ртути в почвах города (в отдельных районах среднее ее содержание составляет 14 мг/кг, что пр1"«ерно в 300 раз выше фоновых показателе'"). Наиболее высокие уровни содержания ртути оплечены в самой старой центральной части города (рис., б). Причину этого факта однозначно указать слоено. Во-первых, центр находится ь окружении мощных современных пром"пленных зон (элемент содержится в выбросах многих производств). Во-вторых, известны факт, существования здесь в прошлом необустроенннх свалок ртутьсодеркащих приборов, ламп и т.д. В третьих, высокие уровни содержания могут быть обусловлены палеоантропогенными отходами старых кожевенных предприятий. В отличие от других ТГ элементов наиболее высокие урожаи содерзашя ртути оплачены в почвах зеленых зон города, несмотря на постоянное их подновление грунтами (глазным образом, торфн-насгами) из внегородских районов, что объясняется активной абсорбцией ртути органическими веществами почвы. В целом же исследования показывает существенное для других элементов снижение концентраций в городских почвах при периодическом подновлении грунтов и позволяют считать это мероприятие весьма эффективным средством оптимизации геохимического эстояшш городской среда, особенно в промышленных районах.

В тех ' лучаях, когда формирование геохимического облика территории происходило о привлечением (внеаэралышм) твердого ТГ материала, как правило, пространственные различия, вызванные аэральной составляющей, проявляются слабо. Границы аномалий при этом фактически определяются функциональным использованием территории и, чаще всего, совпадают с функционально-планировочными структурам* разного уровня - газон, двор, квартал и др. (рис.а). Исключение, в силу своих геохимических особенностей, сосс йвляет ртуть. Вследствие активности ее прародно-техногенные циклов (сорбция - десорбция почвой) ее аномалии в городе имеют вид, с одной стороны, напоминающий естественные, с другой - техногенные городские, вызванные азралышми источниками (рас.б).

3 районах мощных антропогенных нагрузок природные механизмы ландаафтно-геохимической дифференциации территории во многом оказываются снивелированными ТГ процессами. Во-первых, анализ содержания элементов в почвах разных геоморфологических поверхностей города не показав замеа^шх различий исследуемых площадок, влияние же ТГ процессов при этом проявило.л наглядно (повышенные концентрации большинства элементов в почвах зон наиболее мощных нагрузок, выражения правая асимметрия в распределении концентраций и др.). Во-вторых, аномалии "секут" границы природных геосистем, пространственно тяготея я ТГ источникам. Исключение, по нашим данным, составляют границы участков с повышеншии ьлщентра-пиами урана в почвах, ¡„-.сколько известно, элемент в шбрс^ах производств города практически отсутствует; природа впервые установленных почвенно-геохимических аномалий урана пока однозначно не установлена. Последние заметно приурочены к районам антропогенного повышения грунтовых вод. В третьих, яа территории города нарушаются естественные для гуыидшх ландшафтов ассоциации микроэлементов. Проявляется, например, в отдельных районах города высокая корреляция содержания в почвах ванадия и никеля, элементов геохимически отличных (первые - подвижен в гумидш'Х ландшафтах, второй - инертен). В городе же с развитой нефтеперерабатывающей промышленностью корреляция, видимо, может быть объяснена общим ТГ происхоздением (V -N1 порфириш нефти). Следовательно, классические законы'геохимии природных ландшафтов на урбанизированных территориях оказываются существенно усложненными ТГ процессами.

В работе приводятся результаты исследований магнитной восприимчивости городских почв. По мнению М.А.Глазовской (1965), одной из черт техногенеза в самом общем случае является "ожелезне-ниемприроданх ландшафтов. В ряде случаев определение данного показателя можно рассматривать как экспресс-метод оценки геохимического состояния городских почв.

Среди аиаоктов ландшафтно-экологической ситуации в го^де геохимический является наиболее значимым как по своей роли в при-родяо-техногенной дифференциации территории, в функционировании геосистем, так и по значению в формировании среда г питания городского жителя.

В результате проведенных исследований было установлено, что анализ ландшафтно-экологичеохой ситуации на урбанизированных территориях предполагает:

- изучение природного своеобразия территории и поиск лавдвафр-ных аналогов;

- выявление характера доурбаниотического освоения территорий и комплекса современных антропогенных воздействий;

- исследование абиогенных и биогенных факторов формирования современных городских техногеосистем с особым вниманием х мощным средообразувдим компонентам (прежде всего, почвенно-раститеяь-ному покрову);

- прослеживание современных потоков вещества в городские техно-геосистемы;

- определение условий миграции химических элементов и системы геохимических барьеров;

- выявление микроэлементного состава основных депонирующих сред (почв, снега).

Список основных работ автора, опубликованных по теме диссертации

Геохимические исследования накопления и движения цинка и кобальта в почвах города Ярославля // Географические аспекты рационального природопользования в Верхневоласском Нечерноземье.-Ярославль: Яросл, пединститут, 1984. - С. 32-39 (совместно с Т.Г.Ивановой).

Трансформация механического состава дерново-подзолистых почв в условиях городских ландшафтов // География и природ, ресурсы.-1988. - » 3 - С. 70-75 (совместно с Т.Г.Ивановой).

Микроэлементы почв Ярославского Нечерноземья как предает научного исследования в целях рационального природопользования // Природопользование таежной зоны СССР. - Ярославль: Яросл. пединститут, 1988. - С. 51-58.

Антропогенный щелочной геохимический барьер, его генезис и роль в формировании почв урбанизированных территорий // Тезисы докладов I конференции молодых ученых ЯГПИ. - Ярое эвль: Яросл. пединститут, 1989. - С. II3-II5.

К оценке состояния почв урбанизированных территорий // Депо-шр. в ВИНИТИ 11.05.89., Ji 3Q56-B89. - 19 с.

Зхолого-географзческая экспертиза ландшафтно-параовых объектов Ц Дегшнир. в ВИНИТИ 11,05.89., й 3055-В89. - 32 с, (совместно о Е.Ю.Колбовсквд).

НШ и информационное обеспечение природоиользования в условиях урбанизированных территорий // Интеллект а выживание. Сб. материалов Чегетского форума. - М.: ВНИИПИ, 1989. - С. 146-147.

Об эколого-географическом картографировании соотояняя почв урбанизированных территорий // Зколого-географаческое картографирование д оптимизация природопользования в Сибири. Материалы 17 региональной конф. по тематическому картографирован!®, вып. 2. - Иркутск; Ин-т географяа СО АН СССР, 1989. - С. 112-113.

Подписано в печать 15.10.90, Формат Бумага газетная. Офсетная печать.

ПеЧоЛ. 1,0. Тираа 100, Заказ 2351. Бесплатно, Типография Ярославского политехнического института. Ярославль, ул.Советская, 14а.