Восстановление и охрана почв Битцевского леса

Для ссылок:

Жидков, А. Н. Восстановление и охрана почв Битцевского леса [Электронный ресурс] / А. Н. Жидков, Л. Л. Коженков // Лесохоз. информ. : электрон. сетевой журн. – 2017. – № 1. – С. 52–61. URL:

Н а земном шаре почти не осталось не измененных человеком почв [1, 2]. Почва как природное или природно-антропогенное образование – это биокосное динамическое тело, которое имеет свою «жизнь» и находится в постоянном изменении и развитии. Развивающиеся почвы, находящиеся под активным воздействием человека, содержат 4 группы признаков:

• ✓    унаследованные от породы, реликтовые;

• ✓    сохранившиеся от предыдущих, более ранних стадий эволюции почвы;

• ✓    актуальные, сформированные в ходе этапа эволюции;

• ✓    новые, возникшие в ходе почвообразования под антропогенным воздействием.

В основном процессы изменения почв под влиянием антропогенного воздействия происходят быстро. В течение короткого промежутка времени деградационные процессы в почве могут привести к появлению отчетливо регистрируемых признаков. Длительность такого периода может составлять от нескольких часов до нескольких лет. Так, проход тяжелой техники по влажной почве практически моментально вызывает сильное ее уплотнение, а всего один ливень может привести к ее размыву с образованием оврага.

Любая хозяйственная деятельность оставляет тот или иной след в почвенном профиле. Каждый новый тип землепользования либо трансформирует свойства поверхностных почвенных горизонтов, либо изменяет почвенный профиль путем образования новых горизонтов, в большей или меньшей степени пройденных процессами почвообразования [3, 4].

Условия трансформации почв в городах сопровождаются не только прямым влиянием антропогенного фактора, но и опосредованным, через изменение других факторов почвообразования [2]. Поэтому при изучении почв, образующихся в связи с интенсивным антропогенным воздействием, в том числе городских почв, многие исследователи не употребляют термин «эволюция», считая, что лучше его заменить понятием «антропогенная трансформация» почв [5].

Диагностический элемент «урбик» (Urbic) появился в названиях почв во Всемирной спра- вочной базе почвенных ресурсов (World Reference Base for soil resource) ФАО [6]. Под этим термином понимается развитие почв в условиях пахотной, селитебной, технической и других видов деятельности. Горизонт U – урбик (лат. urbanus – город) – горизонт гумусово-аккумулятивной природы мощностью не менее 5 см, формирующийся на поверхности преимущественно из постепенно накапливающегося и перерабатываемого в результате урбопедогенеза материала (природный минеральный материал, фрагменты природных почв, артефакты и искусственные материалы). В состав урбика входит не менее 10 % твердых антропогенных включений (строительный мусор и др.). Его отличительной чертой является общая гетерогенность, наличие генетически несвязанных зон и микрозон, а также фрагментов антропогенных включений на разных уровнях организации.

Урбик характеризуется горизонтально ориентированной структурой, вызванной рекреационным воздействием на поверхность почвы и характером отложения материала, бурой окраской, преимущественно супесчаным или легкосуглинистым гранулометрическим составом, обусловленным облегчением тяжёлых и утяжелением легких почв и пород за счет постоянного привнесения материала на поверхность почвы и твердых аэральных выпадений супесчано-пылеватого состава, наличием карбонатов (как привнесенных, так и новообразованых) с фульватно-гу-матным составом гумуса. Материал горизонта часто переуплотнен, имеет высокую, но не достигающую критических значений для произрастания растений твердость. В шлифах наблюдается уменьшение разнообразия минералов, составляющих скелетный материал (доля кварца выше, чем в природных почвах и породах данной местности).

Для горизонтов урбик также характерны высокие, выше природных фоновых значений, а иногда выше предельно допустимых или ориентировочно допустимых концентраций (ПДК и ОДК), уровни загрязнения тяжелыми металлами в результате исторического загрязнения и современного аэрального привноса. Горизонт урбик является диагностическим для урбаноземов и ур-бопочв и, в силу синлитогенной природы, может залегать не только на поверхности, но и в средней части профиля. При глубоком погребении он функционирует как культурный слой (т. е. слой городских техногенных отложений).

Особое место среди городских земель занимают особо охраняемые природные территории (ООПТ). Опыт изучения лесопарков Подмосковья показывает, что для большинства ООПТ площади с преобразованными почвами зачастую превышают площади с естественными почвами.

Природно-исторический парк «Битцевский лес» – это вторая по величине особо охраняемая природная территория в Москве. Парк организован в 1994 г. Его территория включает в себя как природные комплексы и объекты, имеющие большую экологическую ценность, так и историко-археологические памятники. Основная часть парка находится в пределах МКАД, а меньшая (около 260 га, включающая кварталы № 31 и 32, усадьбу «Знаменское-Садки» и бывшие сельскохозяйственные земли) расположена за МКАД. Она граничит с кварталами жилой застройки Северного Бутово. В настоящее время площадь парка составляет около 2 208 га. На его территории встречаются многочисленные ручьи, реки и овраги, разнообразные типы леса, находятся курганы вятичей XI–XII вв., дворянские усадьбы XVIII–XIX вв.

Основной массив Битцевского леса пересекают только лесные просеки и инженерные коммуникации, сравнительно неширокие техзоны, на которых произрастают луговые травы или кустарники. Через лесной массив парка проходят автомагистрали – Севастопольский проспект и МКАД. Кроме того, лесной массив Узкого разделяет река Чертановка с луговыми участками вдоль неё, а за пределами МКАД простираются бывшие пашни, трансформирующиеся в луга. Вообще луга в природно-историческом парке занимают значительную его часть – около 20 % площади. Наиболее крупные из них: Лысая гора в северной части парка, луг на пересечении Севастопольского проспекта и Соловьиного проспекта в центральной его части и бывшие пашни на юж- ной окраине парка. Всего вдоль границ природно-исторического парка сохранилось от градостроительного освоения в прошлом 13 луговых участков разных размеров, причём основная их часть глубоко вдаётся в лесной массив. Внутри основного лесного массива полян очень мало.

Основная часть природно-исторического парка «Битцевский лес» представлена экологически эффективными поверхностями, занятыми растительностью и водными объектами, в том числе около 63 % составляют разные по составу и структуре леса, наиболее эффективные в средозащитном отношении среди других типов растительности.

Природно-исторический парк «Битцевский лес» представляет собой одну из наименее нарушенных территорий города, хотя и он не может не испытывать негативного воздействия его промышленной и жилой застройки. Парк расположен на Восточно-Европейской платформе, кристаллический фундамент которой залегает на глубине около 2 км. Территория парка находится в наиболее приподнятой части Теплостанской возвышенности и представляет собой обособленный природный район, сформировавшийся на доледниковом останце, являющемся частью Москворецко-Окской равнины.

Проведенный сотрудниками Всероссийского научно-исследовательского института лесоводства и механизации лесного хозяйства анализ агрохимических свойств почв природно-исторического парка «Битцевский лес» показал, что в верхнем корнеобитаемом слое 0–30 см они обладают слабокислой и близкой к нейтральной реакцией (величина pH варьирует в пределах 6,1–7,1), типичной для городских почв подзоны хвойно-широколиственных лесов [1, 7–9].

Почвы парка в среднем обеспечены питательными веществами, что благоприятно сказывается на росте и состоянии растений. Содержание в гумусовом горизонте почв гумуса в целом среднее или несколько выше среднего (преимущественно 4,2–5,1 %) и достигает 5,5–5,7 %. Учитывая, что анализ смешанных проб получен из слоя 0–30 см, такое содержание гумуса в почвах можно считать удовлетворительным.

Обеспеченность почв подвижными соединениями минерального азота недостаточно высокая. Содержание обменного аммония (N–NH4) варьируется от 10,9–11,7 до 16,8–17,9 мг/кг. Нитратов (N–NO3), которые обычно в лесных почвах содержатся в небольших концентрациях, имеется довольно много (13,1–21,7 мг/кг, но в некоторых пробах их около 3,5 мг/кг). Суммарное содержание аммонийного и нитратного азота (N–NH4 + N–NO3) в большинстве почвенных проб составляет 20–35 мг/кг; в отдельных пробах оно снижается до 15–17 мг/кг.

В почвах парка содержание общего фосфора (P2O5) составляет 0,10–0,16 %, а обменного калия (К+) на 1 кг почвы – 5,0–14,0 мг, что не вполне достаточно для нормального роста лесных пород.

Содержание обменных катионов Ca2+ и Mg2+ составляет 14,0–17,1 и 5,5–10,0 мг/кг соответственно. Отмечены повышенные концентрации в почвах натрия (Na+) – от 7,5 до 13,5 мг/кг. Атмосферные выпадения кислотных анионов хлора (Cl-) и сульфатов (SO42-) обусловили заметное содержание их в почвах парка – 0,002–0,012 и 0,005–0,014 % соответственно.

В результате валового химического анализа почв «Битцевский лес» установлено, что их гигроскопическая влажность равна 1,73 %, что соответствует её величине в почвах суглинистого и супесчаного гранулометрического состава. Содержание СO2 карбонатов – 0,04–0,05 мг/экв. на 100 г почвы.

Потери при прокаливании почв, которые обусловлены содержанием органического вещества (гумуса) и кристаллизационной воды, составляют 7,85 %. Основным компонентом валового содержания химических элементов в почвах является кремний (SiO2) – 62,2 % в расчете на прокаленную почву. Содержание валового алюминия (Al2O3) – 8,2 %, общего железа (Fe2O3) – 3,61 %, суммарное содержание полуторных окислов – 11,81 %. Валовое содержание в почвах фосфора (Р2О5) составляет в среднем 0,14 %, титана (TiO3) – 0,81 %, марганца (MnO4) – 0,04 %, кальция (СaО) – 0,89 %, катиона кальция (Сa2+) – 0,69 %, магния (MgO) – 0,37 %, натрия (Na2O) – 0,68 %, катиона натрия (Na+) – 0,41 %, серы (SO3) – 0,008 %.

Кроме того, исследован химический состав поверхностных вод в парке, загрязненность их различными химическими веществами, в том числе тяжёлыми металлами. Воды имеют нейтральную или близкую к нейтральной реакцию (pH = 6,2–7,0). Установлено, что наиболее распространенными загрязнителями среди них являются анионы Cl^- (70,0–130,0 мг/дм³) и SO 4 ^2- (43,1–50,9 мг/дм³) и катионы Ca²⁺ (10,0–20,2 мг/дм³). Содержание нитратов (NO^3-) составляет 4,3–6,8 мг/дм³, а аммония (NH₄) – 0,09–0,41 мг/дм³. Среди других катионов преобладает магний (Mg²⁺) – 1,5–3,8 мг/дм³, калий (К⁺) и натрий (Na⁺) содержатся в количествах 0,8–2,3 мг/дм³.

Наиболее распространенным в поверхностных водах токсикантом является фтор (F-) – 0,19–0,26 мг/дм3. Из тяжелых металлов в повышенных концентрациях находятся никель (Ni) и кобальт (Co) (0,02–0,06 мг/дм3); содержание меди (Cu), кадмия (Сd) и свинца (Pb) незначительное (0,001–0,011 мг/дм3). Суммарное содержание взвешенных веществ в поверхностных водах парка колеблется в пределах 10,9–20,3 мг/дм3, а общая масса сухого остатка составляет 173,4–511,8 мг/дм3.

Показатели реакции почв (величины pHводн), а также содержания гумуса на территории изысканий соответствуют требованиям МГСН 1.02–02 [11]. Содержание минерального (аммиачного и нитратного) азота и подвижного фосфора в слое 0–30 см почв на территории природноисторического парка «Битцевский лес» немного ниже, чем необходимо для оптимального роста и развития растений.

В связи с тем что на территории парка преобладают суглинистые почвы, для улучшения лесорастительных свойств некоторых участков парка (35 га) сотрудники ВНИИЛМ рекомендуют систематически вносить минеральные и органические удобрения, а также микробиологические препараты, улучшающие приживаемость и рост лесных насаждений.

Проведенные исследования позволили научно обосновать расчистку просек на общей площади 1,52 га, а также разрубку просек на площади 0,65 га (таблица).

Рекомендованные хозяйственные мероприятия

Квартал	Выдел	Площадь, га
Разрубка просек
4	81	0,01
9	65	0,02
13	79	0,03
32	33	0,20
24	21	0,39
Итого		0,65
Расчистка просек
6	50	0,43
13	80	0,24
14	48	0,12
14	49	0,27
15	91	0,05
16	113	0,12
21	32	0,29
Итого		1,52

В результате почвенно-биологических исследований рекомендовано проводить следующие санитарные мероприятия на территории природно-исторического парка «Битцевский лес»: уборка сухостоя и валежника (6 113 м3 и 7 372 м3 соответственно), ликвидация стихийных свалок (9,58 га).

Проведенные нами исследования позволили детализировать почвенную карту и карту эрозионной опасности природно-исторического парка (рис. 1 и 2). В парке необходимо создать противоэрозионное укрепление береговой линии, а также запроектировать посадку почвоукрепляющих кустарников на площади 14,33 га.

Кислые почвы необходимо известковать путем поверхностного разбрасывания извести или доломитовой муки в дозах 2–3 т/га (или 200–300 г/м2). В качестве органического удобре- ния целесообразно использовать нейтральный низинный торф в дозах (на приствольный круг): 4–6 кг для кустарников, 15–30 кг для хвойных и лиственных древесных пород.

Для стимулирования роста корневой системы саженцев сосны и улучшения их приживаемости в послепосадочный период рекомендуется применять биостимуляторы (гетероауксин, кор-невин и др.) и вносить в приствольный круг дерева споры микоризообразующих грибов (препараты MycoGrow, Mykoplant Substrate и др.).

При работах по посадке саженцев сосны в природно-историческом парке «Битцевский лес» предлагаем предусмотреть полную замену грунта в посадочной яме на глубину до 80 см на искусственный плодородный почвогрунт, отвечающий требованиям постановления Правительства Москвы от 27.07.2004 № 514-ПП «О повышении качества почвогрунтов в городе Москве» [10].

Рис. 1. Почвенная карта

□пипа

КАРТА-СХЕМА степени эрозионной опасности территории ПРИРОДНО-ИСТОРИЧЕСКОГО ПАРКА "БИТЦЕВСКИЙ ЛЕС"

Рис. 2. Карта эрозионной опасности