Ученые РУДН выяснили, как развитие городов влияет на запасы углерода в почвах степей и приполярья России

Ученые РУДН выяснили, как развитие городов влияет на запасы углерода в почвах степей и приполярья России

Ученые РУДН выяснили, что урбанизация благоприятно сказывается на запасах органического углерода в почвах северных широт, тогда как в южных приводит к истощению этого важного почвенного компонента. Исследование проводили на примере Мурманска и Ростова-на-Дону — крупных российских городов из разных климатических зон. Полученные данные помогут правильно планировать развитие городов во избежание истощения местных почв.

Воздействие урбанизации на окружающую среду стало одной из главных экологических проблем XXI века. Развитие городов изменяет почвенный покров территорий: с одной стороны, происходит его герметизация — «запечатывание» под слоем асфальта или зданиями, с другой — создаются искусственные зеленые насаждения, почвы под которыми удобряют. Это влияет на запас органического углерода в почве, который определяет ее плодородность, устойчивость и разнообразие обитающих в ней микроорганизмов. Так, почвы, покрытые асфальтом, содержат гораздо меньше органического углерода, чем природные, а почвы газонов и городских зеленых насаждений за счет полива и удобрений — больше. Кроме того, количество органического углерода зависит от климата: в жарких и засушливых районах этот элемент быстрее минерализуется и становится недоступным для обитателей почвы. Ученые РУДН исследовали влияние урбанизации на изменение запасов органического углерода в почвах Мурманска и Ростова-на-Дону. Сравнение этих городов позволило определить, что городская среда по-разному влияет на свойства почв в отличающихся по климату регионах России.

«Европейская часть России очень разнообразна по растительности и почвенным условиям: от тундр с подзолистыми почвами на севере до степей с черноземами на юге. Кроме того, здесь проживает около 55% всего населения нашей страны, поэтому проблема урбанизации представляется очень актуальной. Два города, выбранные для исследования, — Мурманск и Ростов-на-Дону — дают хорошее представление обо всем разнообразии климата, почв и растительности Европейской части России», — рассказывает Юрий Дворников, кандидат геолого-минералогических наук, сотрудник аграрно-технологического института РУДН.

В первую очередь исследователи определили исходные запасы органического углерода в выбранных регионах до строительства городов. Для этого использовали базы данных и цифровые карты почв России. Полученные данные о запасах углерода ученые сопоставили со спутниковыми картами Мурманска и Ростова-на-Дону. При этом земной покров в пределах городов разделили на шесть типов: закрытая поверхность (асфальт или постройки), водоемы, голая почва, древесные зеленые насаждения, кустарники и газоны. Изменения, которые произошли с почвами после строительства городов, оценивали с помощью литературных описаний городских почв Мурманска и Ростова-на-Дону.

Оказалось, что около 18% почв Мурманска было покрыто асфальтом или находилось под постройками, причем наибольший процент «запечатанных» территорий отмечен в районе морского порта, центра города и промышленной зоны. Зеленые зоны занимали 58% территории, при этом в растительном покрове преобладали деревья и кустарники. Подобное городское планирование привело к тому, что в поверхностном слое почвы (до 10 см от поверхности) запас органического углерода увеличился на 38%, а в более глубоких слоях (до 1 м) — на 50% по сравнению с исходными почвами, которые были до строительства города. В Ростове-на-Дону наблюдалась совершенно иная ситуация: «запечатанными» оказалось 28% почв, а газоны и древесные зеленые насаждения занимали всего 23% и 15% территории города соответственно. В этих условиях урбанизация снизила запасы органического углерода в верхнем слое почвы на 18%, но увеличила запасы в глубоких слоях на 21%. В целом исследователи оценили, что средние запасы почвенного углерода в Ростове-на-Дону на 40% меньше, чем в Мурманске.

«Полученные отличия можно объяснить двумя факторами. Первый — это разное городское планирование. Так, например, в Мурманске при озеленении в почвы дополнительно вносят торф и почвенно-торфяные смеси, которые богаты органическим углеродом, что способствует обогащению этим компонентом. В Ростове-на-Дону в зеленых зонах используются местные почвы, поэтому обогащения не происходит. Второй фактор — это климатические различия городов. В Мурманске, расположенном на севере, почвы медленнее минерализуются, и запас органического углерода оказывается более стабильным, чем на юге России. Полученные нами данные помогут учитывать климатические особенности различных регионов при планировании городской застройки, чтобы избежать обеднения местных почв», — подвел итог Юрий Дворников.

Результаты опубликованы в журнале Geoderma.

Теги: Приоритет-2030 стратпроекты