Введение к работе
Актуальность темы. Проблема оценки экологического состояния и мониторинга городских почвенных объектов в настоящее время является одной из наиболее актуальных в современном почвоведении и урбоэкологии. Городские почвы выполняют ряд экологических функций, обеспечивающих условия жизни организмов, включая человека, на данной территории. Среди них приоритетными являются плодородие (поддержание роста и развитие зеленых насаждений), биодеструкция органических веществ и отходов, ре-медиация основных компонентов окружающей среды - воды и воздуха (атмосферы), поддержание биоразнообразия и т.д. Для количественной оценки экологического состояния и функционирования городских почв необходим комплекс показателей, которые наряду с градациями техногенного загрязнения почв и агрохимическими критериями плодородия, содержат информацию о не менее важных физических и биологических свойствах городских почвенных объектов [Экологические функции..., 2004; Смагин и др., 2006]. Как показывает опыт современных исследований, озелененные участки в городе достаточно неустойчивы к антропогенным нагрузкам, и к угнетению роста и плохой приживаемости растений приводят, в первую очередь, неблагоприятные физические и биологические свойства почв (переуплотнение, засоление электролитами, неблагоприятный водно-воздушный режим). Однако изучению этих свойств уделяется недостаточно внимания, как в методическом, так и в экспериментальном аспектах и в настоящей работе предпринята попытка реализации таких исследований с использованием современных инструментальных средств и методов на территории Московского зоопарка.
Московский зоопарк расположен в центре крупного мегаполиса. В непосредственной близости от него проходят оживленные автомагистрали. Наравне с другими озелененными участками Москвы (парками, скверами, ботаническими садами) территория зоопарка находится под мощным техногенным воздействием. При этом зоологические сады остаются вне внимания исследователей, занятых изучением городских территорий и почв под урбано-генным воздействием. Хотя очевидно, что данные территории подвергаются
систематической нагрузке не только со стороны людей, посетителей, но и со
стороны животных, которые постоянно содержатся на одних и тех же ограниченных участках. Животные участвуют в конструировании своей среды обитания через внешнее воздействие на почвенный покров и растительность, которое по интенсивности может не уступать антропогенному воздействию, характерному для городских парков. В этом случае устойчивость ценоза напрямую зависит не только от внешних антропогенных воздействий, но и от специфического «зоологического» фактора, влияющего и формирующего урбозооценоз в целом. Таким образом, малая изученность почв зоопарка и наличие специфичных факторов их структурно-функциональной организации, наряду с необходимостью детального исследования физических и биологических свойств, городских почв определили актуальность данной работы.
Цель работы заключалась в количественном изучении показателей экологического состояния и функционирования почв Московского зоопарка как элемента среды для его обитателей и посетителей при повышенной урба-ногенной нагрузке.
Задачи исследования:
Селекция, модификация и апробация критериев экологического состояния и функционирования городских почв и методов их исследования в связи со спецификой объекта - Московского зоопарка.
Получение в лабораторных условиях и анализ базовых показателей физического состояния почв Московского зоопарка (плотности, основной гидрофизической характеристики (ОГХ), дифференциальной порозности) и физико-химических характеристик (рН среды, засоленности (по электропроводности)).
Сезонный мониторинг температурного и водно-воздушного режимов почв с использованием современных технических средств и методических разработок.
Проведение в лабораторных и полевых условиях исследований биологических свойств почв Московского зоопарка (дыхания, активности почвенных ферментов, функции биодеструкции органического вещества, почвенного биоразнообразия).
5. Оценка уплотняющего воздействия на почвы от животных и посетителей по компрессионным кривым методом центрифугирования с нагрузкой.
Научная новизна. Впервые на основе оригинальных методических разработок проведено изучение физических свойств и режимов, физико-химических и биологических характеристик почв Московского зоопарка, определяющих их экологическое состояние и функционирование. Предложены оригинальные методики и критерии тест-оценки биодеструкторной функции и мониторинга гидротермических показателей исследуемых почв. Проведены экологическое нормирование исследованных характеристик и сравнительный анализ воздействия различных видов животных и посетителей зоопарка на почвы. При этом впервые для исследуемых объектов выявлена повсеместная тенденция снижения биологической и ферментативной активности почв на фоне относительно благоприятных физических и физико-химических факторов и достаточной биомассы почвенных микроорганизмов, что свидетельствует об угнетении биодеструкторной функции почв Московского зоопарка.
Практическая значимость. Результаты исследований могут быть использованы для принятия управленческих решений по уходу за почвами Московского зоопарка и их рекультивации. В частности, из работы следует необходимость стимуляции биологической активности почв, а также улучшения водного режима посредством орошения в засушливые летние сезоны для более эффективного выполнения почвами зоопарка основных экологических функций, включая биодеструкцию органических отходов. Материалы исследования восполняют явный пробел сведений по данному классу городских почвенных объектов и могут найти применение в учебно-образовательном процессе по специализациям «почвоведение» и «экология».
Апробация работы. Основные положения работы были представлены
на 10-й Пущинской школе-конференции молодых ученых «Биология - наука
XXI века» (Пущино, 2006), на II Международной научной конференции
«Современные проблемы загрязнения почв» (Москва, 2007), на заседаниях и
научных семинарах кафедры физики и мелиорации почв факультета почво-
ведения МГУ им. М.В.Ломоносова, неоднократно докладывались в Московском зоопарке.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 работ, из них в реферируемых журналах - 3.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания объектов и методов исследования, результатов и их обсуждения (две главы), выводов и списка цитируемых литературных источников. Работа изложена на 165 страницах текста, иллюстрирована 23 рисунками, включает 18 таблиц. Список литературы состоит из 162 наименований, в том числе 63 на иностранном языке.
Похожие диссертации на Экологическое состояние и функционирование почв Московского зоопарка
