Методические указания по оценке городских почв при разработке градостроительной и архитектурно-строительной документации

ГлавАПУ МОСКОМАРХИТЕКТУРЫ АО "МОСПРОЕКТ"
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ПРОЕКТНО-ИЗЫСКАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЭКОЛОГИИ ГОРОДА


МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ОЦЕНКЕ ГОРОДСКИХ ПОЧВ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ГРАДОСТРОИТЕЛЬНОЙ И АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ


"Методические указания по оценке городских почв при разработке градостроительной и архитектурно-строительной документации" разработаны авторским коллективом в составе: А.С. Курбатовой, к.г.н. (НИиПИ экологии города), В.Н. Башкина, д.б.н., проф. (МГУ), А.Д. Мягковой, к.б.н. (НИиПИ экологии города), Т.В. Решетиной, к.б.н. (НИиПИ экологии города), В.А. Савельевой, к.б.н. (НИиПИ экологии города), Г.П. Тощевой, к.б.н., (Главное управление природных ресурсов по г. Москве, МПР России), А.С. Яковлева д.б.н., проф. (МГУ).
Изложены основные принципы оценки экологического состояния городских почв. Предложен комплекс показателей свойств городских почв, диагностирующих их состояние. Разработаны рекомендации по устранению последствий негативных экологических процессов в городских почвах и использованию почв в зависимости от уровня их загрязнения.
Для архитекторов и проектировщиков, землеустроителей, озеленителей, экологов и специалистов природоохранных организаций. Методические указания могут быть использованы при проведении комплексной оценки состояния окружающей среды, разработке природоохранных и реабилитационных мероприятий в градостроительной и другой проектной документации.

Редакционная коллегия: А.А. Курбатов (ответственный редактор), кандидат географических наук А.С. Курбатова, доктор биологических наук В.Н. Башкин, кандидат биологических наук А.Д. Мягкова, кандидат биологических наук В.А. Савельева.

Рецензенты: доктор биологических наук, профессор В.Д. Васильевская (МГУ), доктор биологических наук, профессор Л.О. Карпачевский (МГУ).


Раздел 1.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Роль почв в городе

1.1.1. Урбанизация привела к формированию искусственных экосистем - природно-антропогенных территориальных комплексов (ПАТК), для которых характерно нарушение естественных связей между различными их компонентами, замена естественного режима функционирования на искусственно обусловленный.
1.1.2. ПАТК необходимо рассматривать как целостную систему, для которой характерно специфическое взаимодействие всех природных и антропогенных компонентов окружающей среды, где почва является базовой составляющей, обеспечивая продуктивность системы и ее биоразнообразие.
1.1.3. ПАТК формируются в результате деградации, уничтожения и (или) замещения природных систем. Они обладают меньшей средоформирующей ценностью, нарушенностью биокруговорота, сокращением биоразнообразия как по составу, так и по структурно-функциональным характеристикам.
1.1.4. Преобладающим фактором почвообразования в городах становится антропогенное воздействие. В результате формируются специфические типы почв или почвоподобных тел.
1.1.5. Городские почвы - это почвы городских территорий, имеющие созданный человеком поверхностный слой мощностью более 50 см, полученный перемешиванием, погребением или загрязнением естественной природной почвы непочвенными материалами и привозным органосодержащим грунтом.
1.1.6. Городские почвы значительно отличаются от почв внегородских территорий по морфогенетическим признакам и физико-химическим свойствам. Для них характерно нарушение природно-обусловленного расположения горизонтов, отсутствие важного биогеоценотического экранного слоя лесной подстилки, сильный сдвиг рН в щелочную сторону, обогащенность основными элементами питания растений, переуплотненность и т.д. Изменены водный и температурный режимы почв. Вместе с тем в городских почвах диагностируются процессы гумусообразования, лессивирования, выноса и перераспределения минеральных компонентов. При условии достаточной обеспеченности городских почв основными питательными элементами к лимитирующим факторам почвенного плодородия следует отнести: высокие значения рН, переуплотненность, загрязнение тяжелыми металлами и другими токсичными веществами. По-видимому, переуплотненность и загрязнение поверхностного слоя обусловливает специфическое развитие корневой системы растений. Они начинают ветвиться не в верхней части профиля, как в естественных условиях, а на глубине 5-10 см.
1.1.7. Основными функциями городской почвы являются продуктивность, пригодность для произрастания зеленых насаждений, способность сорбировать в толще загрязняющие вещества и удерживать их от проникновения в почвенно-грунтовые воды.

1.2. Классификация и диагностика городских почв

1.2.1. Почвенный покров в условиях города имеет различный генезис. Городские искусственно созданные почвы и почвоподобные тела - урбаноземы, подразделяются на:
Собственно урбаноземы. Характеризуются отсутствием генетических горизонтов до глубины 0,5 м. Обычно представлены культурными отложениями, состоящими из своеобразного пылеватогумусного субстрата разной мощности и качества с примесью городского мусора. Могут подстилаться непроницаемым материалом.
Культуроземы - городские почвы фруктовых и ботанических садов, старых парков или бывших хорошо окультуренных пашен. Характеризуются большой мощностью гумусового горизонта, наличием перегнойно-торфокомпостных слоев разной мощности. Формируются на нижней иллювиальной части профиля исходной природной почвы.
Индустриоземы - почвы промышленно-коммунальных зон. Сильно техногенно загрязненные и уплотненные, бесструктурные, с включением непочвенного материала более 20%.
Некроземы - почвы, входящие в комплекс почв городских кладбищ.
1.2.2. Урбаноземы характеризуются отсутствием генетических почвенных горизонтов А + В. В профиле сочетаются различные по окраске и мощности слои искусственного происхождения. Скелетный материал представлен строительным и бытовым мусором в сочетании с промышленными отходами, торфо-компостной смесью или включениями фрагментов естественных почвенных горизонтов.
1.2.3. Наряду с урбаноземами в городе выделяются естественные почвы разной степени нарушенности. Они сочетают в себе ненарушенную нижнюю часть профиля и антропогенно измененные верхние слои.
В подгруппе слабонарушенных почв нарушения затрагивают гумусово-аккумулятивные горизонты (до глубины 10-25 см). В сильнонарушенных почвах глубина нарушений достигает иллювиальных горизонтов (до глубины 25-50 см). К подгруппе погребенных относятся почвы, сохранившие под антропогенной толщей весь почвенный профиль или какую-либо его верхнюю часть.
1.2.4. Все почвы города различаются: по способу образования (нарушенности) - насыпные, перемешанные, перемешанно-насыпные; по мощности профиля - слаборазвитые (< 10 см), маломощные (< 50 см), среднемощные (50-100 см), мощные (> 100 см); по характеру включений - строительный и бытовой мусор, промышленные отходы, торфоперегнойные смеси, фрагменты почвенных горизонтов; по количеству включений - единично, мало (< 25%), много (25-50%), обильно (> 50%); по степени развития гумусного горизонта - слабо -(А1 15 см), средне- (А1 - 15-30 см), сильногумусированные (А1 > 30 см).
1.2.5. Искусственно образованные почвенные слои обозначаются буквой "U" (от "urbanization") с добавлением цифр 1, 2, ..., указывающих на порядок расположения в профиле.
Выделяются: Ud - дерновый слой; Uh - гумусированный слой; Uih - слой с натечным гумусом по ходам корней древесной растительности и животных; U -перемешанный слой, состоящий из фрагментов и пятен естественных горизонтов, входящих в виде отдельностей в общую массу мелкозема; U1 - каменистый слой (от litos), например, остатки фундаментов зданий или старых кирпичных кладок; U - слой, являющийся искусственным физическим барьером, например, асфальтовое покрытие или бетонная плита, включенные в почву.


1.3. Экологические функции городских почв

1.3.1. Выполняя важные средообразующие функции, почва изменяет химический состав атмосферных осадков и подземных вод, она является хорошим поглотительным барьером выбросов от автотранспорта, ТЭЦ, заводов и т.д., а также регулирует газовый состав атмосферы, выделяя и поглощая газы (метан, аммиак, углекислый газ и др.) (Таблица 1).
Прямое участие почвы в преобразовании состава воздуха во многом определяется живущими в ней микроорганизмами, видовой состав и численность которых сильно изменяется по сравнению с природными условиями. От почвы зависит динамика тепла и влаги в приземных слоях воздуха города.
1.3.2. Благодаря своим биогеохимическим свойствам и огромной площади активной поверхности тонкодисперсной части, почва превращается в "депо" токсичных соединений и одновременно становится одним из важнейших биогеохимических барьеров для большинства соединений (тяжелые металлы, минеральные удобрения, пестициды, нефтепродукты и т.д.) на пути их миграции из атмосферы города в грунтовые воды и речную сеть. Почва переводит поверхностные сточные воды в грунтовые и очищает их, а также выполняет функцию защитного сорбционного барьера от загрязнения пресных вод и водоемов.

Таблица 1.

Экологические функции городских почв

Воздействие почв на компоненты ПАТК
ВОДА ГРУНТ ВОЗДУХ БИОТА
1. Перевод поверхностных сточных вод в грунтовые и их очищение 1. Защитный барьер от вертикального проникновения химического и биологического загрязнения 1. Газопоглотительный барьер антропогенных газовых примесей, в т.ч. от автотранспорта, ТЭЦ, заводов 1. Среда обитания макро-, мезо- и микробиоты
2. Защитный сорбционный барьер от загрязнения речных вод и водоемов 2. Биогеохимическое преобразование грунтов и мусора 2. Регулирование газового состава атмосферы и ее очищение (выделение и поглощение почвой газов) 2. Основа биопродуктивности
3 Санитарный барьер

1.3.3. Экологические функции почвы в условиях города менее всего нарушены на землях природно-рекреационного использования. В селитебных зонах все функции почв, связанные с гидросферой, грунтом, биотой, значительно ослаблены и нарушены. Урбаноземы на этих территориях нуждаются в постоянном проведении реабилитационных мероприятий. Экологические функции почв промышленных зон практически полностью подавлены.
1.3.4. В качестве норматива при определении размеров минимальной (критической) площади открытой незапечатанной поверхности почвы, при которой сохраняются ее экологические функции и биопродуктивность, можно принять - 3-5 м2. Это та площадь, которая необходима для произрастания единичных деревьев, высаживаемых при озеленении улиц. Эта площадь зависит от породы дерева, величины его кроны, объема и площади проекции корневой системы. Дополнительным условием возможности выполнения на указанной площади почвой своих функций является соблюдение агротехнических мероприятий (полива, удобрения, рыхления и т.д.).
Для определения размеров критической площади насаждений более крупных зеленых массивов, таких как скверы, бульвары или парки, необходимо проведение детальных исследований конкретных почвенно-экологических условий, степени загрязнения территории, отдаленности от больших зеленых массивов и положения данного участка относительно элементов рельефа. Единый норматив на критическую площадь для объектов этого типа установить невозможно. Практически зеленые насаждения могут произрастать и на малых площадях, но при этом сильно уменьшается экологическая устойчивость посадок и возрастают энергетические затраты на поддержание их жизнедеятельности. Размер участков зависит также от степени промерзания почвы, водно-воздушного и питательного режимов.


Раздел 2.
МЕТОДИКА ОБСЛЕДОВАНИЯ ГОРОДСКИХ ПОЧВ

2.1. Обследование почв при разработке градостроительной и архитектурно-строительной документации выполняется для оценки современного состояния и прогноза возможных изменений почвенного покрова под влиянием антропогенной нагрузки с целью предотвращения, минимизации или ликвидации вредных и нежелательных экологических и связанных с ними социальных, экономических и других последствий и сохранения оптимальных условий жизни населения.
Состав и объем работ по обследованию почвенного покрова выполняется для соответствующих видов функционального использования в зависимости от стадии проектирования строительства, реконструкции и эксплуатации объектов, связанных с производством земляных работ, в том числе инженерных коммуникаций и подземных сооружений.
Исходные характеристики и параметры типов почв следует определять на основе сбора, обобщения и анализа имеющихся материалов Государственного земельного кадастра, территориальных комплексных схем охраны природы, мелко- и среднемасштабных ландшафтных, почвенных и других карт, опубликованных материалов научно-исследовательских и проектных институтов. Сбору и анализу подлежат данные о типах и подтипах почв, их положении в рельефе, почвообразующих и подстилающих породах, геохимическом составе, почвенных процессах (засолении, подтоплении, дефляции, эрозии), степени деградации (истощение, физическое разрушение, химическое загрязнение).
В приложениях
...