Статья: Комплексный анализ почв и зеленых насаждений в парках Новой Москвы, образованных на месте бывших сельскохозяйственных территорий и леса

Комплексный анализ почв и зеленых насаждений в парках Новой Москвы, образованных на месте бывших сельскохозяйственных территорий и леса

С.А. Демина, В.И. Васенев, К.И. Махиня,

О.Н. Ромзайкина, И.И. Истомина,

М.Е. Павлова, Э.А. Довлетярова

Аннотация

Рекреационные зоны выполняют значимую роль в формировании устойчивой и комфортной городской среды. Зеленые насаждения и почвы рекреационных зон обеспечивают важные экологические функции и экосистемные сервисы, реализация которых зависит от сочетания естественных и антропогенных факторов, определяемых во многом историей землепользования. В рекреационных зонах Новой Москвы проведен сравнительный анализ древесных насаждений (n = 1909) и почв (n = 39, слой 0--10 см) парков, созданных на месте лесных и залежных территорий. Показано, что для лесопарков видовое разнообразие было выше, а балл состояния ниже, чем для парков, созданных на месте залежей, для которых в целом отмечен более высокий уровень благоустройства. Для почв таких парков характерна нейтральная реакция (pH_H20 7,2±0,8) и высокое содержание органическое вещества (8,5±2,5 %), в то время как почвы лесопарков были ближе к фоновой дерново-подзолистой почве лесного участка -- pH_H20 6,4±0,2 и 5,1±0,2; органическое вещество 5,9±0,2 и 3,5±0 % соответственно. Для почв парков, созданных на месте залежей, выявлен более высокий уровень загрязнения как по отдельным тяжелым металлам, так и по интегральному индексу загрязнения. Таким образом, более высокий уровень благоустройства парков на месте залежных земель сопряжен с более значительной антропогенной нагрузкой и изменением экосистемы, в то время как реорганизация лесов в лесопарки позволяет частично сохранить естественные экосистемы, что необходимо принимать во внимание при планировании развитии новых урбанизированных территорий Москвы.

Ключевые слова: урбанизация, городские почвы, парки, антропогенная нагрузка, тяжелые металлы, устойчивое развитие

Abstract

Assessment of soils and green stands in the recreational areas with different land-use history in New Moscow

Sofiya Demina, Vyacheslav Vasenev Ksenia I. Makhinya, Olga N. Romzaykina Irina I. Istomina Marina E. Pavlova, Elvira A. Dovletyarova

Recreational areas contribute considerably to the establishment of sustainable and comfortable urban environment. Green stands and soils of recreational areas provide important environmental functions and ecosystem services, their utilization depends on natural and anthropogenic factors distinguished by land-use history. For the case of the recreational areas of New Moscow, a comparative analysis of trees (n=1909) and soils (n=39, 0--10 cm layer) of the parks, established on former forested and fallow lands, was performed. It was shown that the species diversity was higher although the tree condition score was lower in the forest-parks, compared to the parks established on former fallow lands, which were generally characterized by a higher level of maintenance. Soils of these parks had a neutral pH_H20 (7.2±0.8) and high content of organic matter (8.5±2.5 %), whereas the forest-parks soils were similar to the natural Retisols of the forest area with pH_H20 6.4±0.2 and 5.1±0.2, organic matter content 5.9±0.2 и 3.5±0.2 %, respectively. Soils of the parks, established on the former fallow lands, had also a higher pollution level by particular heavy metals as well as considering the integral pollution index. Thus, a higher level of maintenance of the parks established on former fallow lands coincided with a higher anthropogenic pressure and ecosystem alteration. However, reorganization of forests into forest- parks allowed partial preservation of the natural ecosystems. That is necessary to consider for planning the new urbanized areas in Moscow.

Keywords: urbanization, urban soils, parks, anthropogenic pressure, heavy metals, sustainable development

Введение

Зеленая инфраструктура--неотъемлемый компонент современного города, определяющий его экологическую устойчивость и качество жизни [1--3]. Городские зеленые насаждения обеспечивают наиболее важные экосистемные услуги: формирование микроклимата, депонирование углерода, поддержание водного баланса, очищение атмосферного воздуха, сохранение биоразнообразия [4, 5]. Генеральные планы и стратегии устойчивого развития городских территорий традиционно уделяют большое внимание рекреационным зонам [6, 7]. При этом рекреационные зоны могут заметно отличаться по размеру, форме, состоянию, растительности, почвам, выполняемым экологическим функциям и экосистемным сервисам [8--10]. Особенно заметны эти отличия становятся на новых урбанизированных территориях, где свойства и функции почв и зеленых насаждений рекреационных зоны определяются не только мероприятиями по благоустройству, содержанию и уходу, но и в значительной степени зависят от истории землепользования.

Город может развиваться по двум направлениям. Во-первых, может происходить расширение урбанизированной территории за счет преобразования сельскохозяйственных земель, во-вторых, могут создаваться более плотные застройки или увеличиваться площади запечатанных территорий в старых районах. Второй способ применяется в целях преобразования сельскохозяйственных земель, сокращения энергопотребления и уменьшения загрязнения [11]. Однако, данный путь развития городов имеет ряд возможных последствий, связанных с сохранением биоразнообразия и сложности оказания экосистемных услуг [12], а уменьшение зеленых зон может привести к негативным последствиям, связанным с уровнем и комфортом жизни человека и состоянием его здоровья [13].

Современная тенденция устойчивого развития городов и запрос на комфортную городскую среду приводит к появлению рекреационных зон с различной историей землепользования. Например, большую популярность приобретают, активно внедряются проекты реорганизации промышленных территорий в городские парки [8, 14, 15] и рекультивированных полигонов коммунальных отходов [16, 17]. В то же время, чаще всего в процессе урбанизации рекреационные зоны создаются на месте бывших сельскохозяйственных лесных территорий [18], при этом ожидаемые закономерности динамики состояния и свойств почв и зеленых насаждений заметно отличаются. Преобразование леса в рекреационную зону подразумевает сохранение основных растительных ассоциаций, хотя и может быть сопряжено со значительными изменениями: упрощением вертикальной структуры, интродукцией новых видов, созданием дорожно-тропиночной сети и малых архитектурных форм [19]. В таких рекреационных зонах преобладают естественные почвы, хотя повышенная антропогенная нагрузка, связанная с переуплотнением, загрязнением или засолением из-за применения противогололедных средств может привести к изменению отдельных свойств [20--22]. Создание рекреационной зоны на месте сельскохозяйственных, чаще всего, залежных земель, приводит к радикальной смене растительных сообществ, высадке новых зеленых насаждений, как правило, с доминированием интродуцированных видов [23], а также значительной долей рудеральных видов, особенно в случае недостаточного ухода [24]. Для таких рекреационных зон характерно преобладание антропогенных почв и почвенных конструкций, создаваемых при посадке декоративных растений, газонов и клумб. Их свойства и функции могут значительно отличаться от естественных почв [25--27].

Таким образом, история землепользования становится одним из основных факторов, влияющих на физико-химические и микробиологические почвенные свойства, а также состояние растительности рекреационных зон урбанизированных территорий, что особенно заметно для одного из крупнейших современных проектов урбанизации--Новой Москвы [28--33]. Разнообразие и структура растительного покрова являются важными элементом города для изучения, так как влияют на функции и свойства экосистемы [34--37].

Новая Москва является примером преобразования сельскохозяйственных и природных земель в городские районы, которое мы можем наблюдать. В структуре Московского мегаполиса Новая Москва позиционируется как наиболее зеленая территория с доминированием рекреационных зон. Новая Москва является ярким примером современного преобразования сельскохозяйственных и лесных земель, при этом более половины из них преобразованы в рекреационные зоны [32, 38]. Последствия таких преобразований для почв и зеленых насаждений пока остаются недостаточно изученными. Все это показывает важность такого фактора, как «история землепользования», который влияет на изменение городских территорий. Серьезные изменения данная территория претерпела за последние 40 лет. Самые сильные изменения произошли с естественными пастбищами и пахотные земли, которые потеряли 87 и 18 % своей площади соответственно, а лесные массивы уменьшили свою площадь на 9 % [32]. Однако не только жилыми комплексами стали заняты эти территории, за этот период в Москве (в современных границах) обустроено большое количество рекреационных зон, в основном образованных на месте леса, пашни и лугов, 53, 8 и 5 % соответственно. Остальные парковые зоны обустраивались на усадебных территориях или в зонах жилых застроек, которые уже существовали с 1981 г. и ранее.

Основываясь на вышесказанном, для дальнейшего изучения выбрали 2 типа землепользования (лесные насаждения и пашни), на которых сформированы рекреационные зоны.

Цель исследования--проанализировать влияние истории землепользования (лесные или сельскохозяйственные земли) на физико-химические свойства почвы и оценить состояние зеленых насаждений на примере четырех парков, расположенных на территории Новой Москвы.

Материалы и методы исследования

почва парк сельскохозяйственный земля

Объекты исследования--это почвы и древесная растительность четырех парков на территории, присоединенной к Москве в 2012 г. для снижения нагрузки на транспортную систему и перераспределения потока людей [29]. Новая Москва (Троицкий и Новомосковский административные округа (ТиНАО)) расположена в центральной части Восточно-Европейской равнины и занимает общую площадь более 1500 км² на юго-запад от Москвы в границах до 2012 г. (рис. 1). Климат на данной территории умеренно-континентальный, среднегодовая температура 4--5 °C, снежный покров обычно держится с конца декабря до середины апреля.

Рис. 1 Расположение объектов исследования в Новой Москве

Растительный покров ТиНАО достаточно разнообразен и представляет собой как отдельные участки с сохранившимися естественными насаждениями (сосновые боры, хвойно-широколиственные леса, березово-осиновые мелколиственные леса, черно- и сероольшаники), так и искусственные насаждения, состоящие из пород, используемых в озеленении и ландшафтной архитектуре: тополь бальзамический (Populus balsamifera L.), липа сердцевидная (Tilia cordata Mill.), клен остролистный (Aser platanoides L.), конский каштан обыкновенный (Aesculus hippocastanum L.), береза повислая (Betula pendula Roth), различные виды ив (Salix sp.) и др. [39].

Присоединение территории Новой Москвы увеличило площадь Московского мегаполиса в два с половиной раза. В 2012--2020 гг. на территории Новой Москвы было построено более 12 млн м² жилой площади, а население увеличилось вдвое -- с 250 тысяч до 554 тысяч человек Численность населения Новой Москвы превысила 550 тысяч человек // Комплекс градостроительной политики и строительства города Москвы. Режим доступа: https://stroi.mos.ru/press_releases/chisliennost-nasielieniia-novoi-moskvy- prievysila-550-tysiach-chieloviek?from=cl Дата обращения: 20.03.2022., что привело к созданию комфортной городской среды и парков на новой территории.

Рекреационные зоны. Для комплексного анализа состояния почв и древесной растительности парков с различной историей землепользования выбрали четыре парка. При выборе учли историю их формирования (два парка образованны на лесной территории и два--на бывшей пашне) и удаленность от Москвы в границах до 2012 г. (табл. 1).

Таблица 1

Общая характеристика объектов исследования

Парк 3-го микрорайона Московского входит в состав Валуевского лесопарка. В парке преобладают широколиственные растительные ассоциации (липняки, дубравы), встречаются ельники и сероольшаники. В растительном покрове парка «Троицкая роща» осиново-березовый мелколиственный лес с участием дуба чередуются с посадками ели. Территория представляет собой лесной массив, защищающий жителей Центральной улицы г. Троицк от шума Калужского шоссе. Парк «Южное Бутово» создан на территории, где ранее находились сельскохозяйственные угодья села Чернево и деревни Гавриково. В процессе создания парка было высажено более 2 тысяч деревьев и более 25,5 тысяч кустарников с преобладанием декоративных видов и форм. Значительную площадь занимают газоны и клумбы. Парк «Сосны» также создан на территории старопахотных земель и окружен старым сосново-еловым лесом с включениями лиственных видов, в основном березы, осины и рябины.

Оценка состояния древесных насаждений. В каждом парке было заложено по 9--10 пробных площадок площадью около 0,13 га (деревья изучались вокруг точек отбора почвенных образцов в радиусе 20 м вокруг). На исследовательских площадках определяли биологический возраст (онтогенез) и проводили оценку жизненного состояния по стандартным методикам [40, 41]. Жизненное состояние определялось в соответствии с биологическим возрастом дерева. Для подроста и взрослых деревьев выделяли следующие категории: имматурные (полувзрослые) особи (im), виргинильные (взрослые вегетативные) растения (v), молодые генеративные особи (g1), средневозрастные (зрелые) генеративные деревья (g2) и старые генеративные особи (g3) [41]. Проростки и ювенильные растения не рассматривались.

Для оценки жизненного состояния деревьев применялась 6-балльная шкала В.А. Алексеева (1989), основанная на визуальной фиксации состояния кроны (степень усыхания ветвей, облиственность кроны, трещиноватость коры и пр.). Выделялись следующие балльные категории состояния: 1 -- здоровое дерево; 2--поврежденное (ослабленное) дерево; 3--сильно поврежденное (сильно ослабленное) дерево; 4--отмирающее дерево; 5--свежий сухостой (деревья, погибшие менее года назад, иногда с сухой листвой или хвоей); 6--сухостой прошлых лет (деревья, погибшие год и более лет назад, теряющие остатки ветвей и кору) [41] Постановление Правительства Москвы от 10 сентября 2002 года № 743-ПП «Об утверждении правил создания, содержания и охраны зеленых насаждений и природных сообществ города Москвы» (ред. от 25.11.2019) // Деп. природ. и охр. окр. среды г. Москвы. Режим доступа: https://www.mos.ru/eco/documents/control-activity/view/62960220/ Дата обращения: 21.03.2022..