Геохимическая систематика городских ландшафтов

Существует несколько подходов к классификации городских ландшафтов:

1) комплексный подход, основанный на выделении внутри города территорий с близкими результатами взаимодействия природных и техногенных факторов ландшафтообразования, близкой степенью нарушенности природных процес­сов и т.П.;

2) геоструктурный подход, на основе учета сочетания природных и антропогенных компонентов;

3) экологический или нуклеарный подход, пред­ставляющий собой по сути зонирование антропогенного воздействия в систе­мах типа «техногенный источник - окружающая среда».

Геохимические принципы эколого-географической систематики городских ландшафтов в известной мере сочетают эти подходы и учитывают одну из важ­нейших сторон техногенного воздействия - загрязнение окружающей среды.

Особо следует подчеркнуть необходимость общей систематики природных и тех­ногенных ландшафтов, в которой весь спектр существующих на Земле комплексов рассматривается как единый ряд от практически не измененных природных (фоно­вых) до полностью техногенно трансформированных ландшафтов. На сходных

принципах должна быть основана и систематика техногенноизмененных почв. Естественно, что такой подход, как и при геохимической классификации городов, в целом требует использования на разных уровнях классификации разных оснований и критериев выделения таксонов. Поэтому на верхних уровнях классификации городских ландшафтов в качестве оснований используются антропогенные (социально-производственные) критерии, а на нижних - природ­о-обусловленные, частично измененные техногенезом.

Крупные и даже средние города занимают значительную площадь, в пределах которой существуют территориальные комплексы различного ранга. Пространственная иерархия городских ландшафтов еще не разработана. Поэтому ниже рассматривают­ основные геохимические принципы систематики городских элементарных ландшафтов для природной составляющей городского элементарного ландшафта учи­тывая с некоторыми изменениями принципы Б.Б. Полынова.

 

Основные таксономические единицы геохимической систематики

городских элементарных ландшафтов

 

Наименование единицы Критерии выделения

Техногенные критерии

Порядок Принадлежность к функциональной зоне, загрязнение ландшафтов

 

Отдел Особенности воздушного привноса и выноса загрязняющих веществ,

геохимическая специализация выбросов и отходов

 

Раздел Уровни и опасность загрязнения

 

Природные и природно-техногенные критерии

Группа и тип Особенности биологического круговорота в природном ландшафте

 

Класс Класс водной миграции продуктов техногенеза

 

Род Особенности воздушной и латеральной водной миграции,

положение в ландшафтно-геохимических катенах

 

Вид Геохимическая специализация литогенного субстрата

 

В качестве техногенного основания классификации используется сочетание типов техногенных воздействий и преобладающие виды техногенной геохими­ческой трансформации исходного природного ландшафта. Принципы геохими­ческой классификации природных ландшафтов, в которой таксоны являются как бы "слоеным пирогом" из характеристик разных компонентов ландшафта, рассматриваемых с позиций их сопряженного геохимического анализа, особенно пригодны для систематики городских элементарных ландшафтов.

Порядки городских элементарных ландшафтов Главная геохимическая осо­бенность промышленного. транспортного и муниципального воздействия на среду города - это формирование техногенных геохимических аномалий в различных его компонентах.. Контрастность и пространственное положение аномалий зависит oт сочетания функциональной структуры города, определяющей характер и уровень техногенного воздействия на среду, и ландшафтно-геохимических условий, дифференцирующих это воздействие. В ряде работ функциональное зонирование ис­пользуется для геохимического картографирования городских территорий, а в качестве ландшафтной карты городов принимается карта-схема функциональных зон, отражающая структуру ландшафта. Однако более обосновано картографирование на основе учета как природных, так и антропогенных факторов дифференциации городской среды. Так, по И.А. Авессаломовой, основным объектом картографи­рования служат ландшафтно-функциональные комплексы, представляющие собой сочетание функциональной и ландшафтной структур, Т.е. особые техногенные мо­дификации природных элементарных ландшафтов. Поэтому геохимическая клас­сификация городских элементарных ландшафтов должна быть основана на двух взаимосвязанных факторах - техногенном и природном.

Ведущее значение имеет техногенная миграция, во многом определяемая приуро­ченностью к той или иной функциональной зоне, по особенностям которой выделя­ются порядки ландшафтов. С ними связаны многие количественные параметры тех­ногенного загрязнения, характер трансформации и деградации биологического кру­говорота. Выделяются пять основных порядков: 1) парково-рекреационный; 2) аг­ротехногенный; 3) селитебный; 4) селитебно-транспортный; 5) промышленный.

Коэффициент контрастности поступления загрязняющих веществ из атмосферы по сравнению с фоном у порядков колеблется от менее 10 в парково-рекреацион­ной зоне до более 30 в промышленной. Это, соответственно, ландшафты со сла­бой, умеренной, сильной и практически полной деградацией биологического кру­говорота. однако количественные критерии оценки деградации разработаны слабо.

Отделы. Они выделяются в пределах порядков по особенностям воздушного при­вноса-выноса поллютантов и геохимической специализации выбросов, отходов истоков. Критерии выделения отделов и их обозначение требуют еще уточнения на основе разработки понятийного аппарата и учета геохимических' параметров.

Первые три порядка представляют собой арены преимущественно привноса (имиссии) загрязняющих веществ. В их пределах геохимическая дифференциация ландшафтов во многом определяется местной миграцией поллютантов. Меньшую атмотехногенную нагрузку обычно испытывают парково-рекреационные ландшафты, в которых еще велика роль биогенной миграции. Особо следует выделять лан­дшафты садов и огородов, находящиеся под двойным - атмотехногенным и агрогенным (удобрения, ядохимикаты) прессом загрязняющих веществ.

Жилые здания и промышленные сооружения служат механическим барьером ,а пути воздушных потоков и способствуют формированию техногенных аномалий, контрастность которых зависит от высоты и расположения зданий. Кроме особой циркуляции воздушных потоков с этажностью связаны также плотность населения, количество и способы утилизации отходов. Водоснабжение, комфортность проживания и даже психические расстройства и др. специфические заболевания. Поэтому порядок селитебных ландшафтов можно разделить на 3 – 4 отдела: с низким антропогенным рельефом и одно-двухэтажной застройкой, (слабая выраженность механических барьеров, преобладание латеральной воздушной мнграции), 3 - 4, 5- 10 и более 10 этажей (контрастные механические барьеры, появление и даже преобладание восходящих воздушных потоков).

Другие порядки городских ландшафтов - это источники техногенной эмиссии и места частичной аккумуляции поллютантов. Порядок селитебно-транс­портных ландшафтов делится на отделы по категориям магистралей, интенсивн­ости движения и, следовательно, загрязнения (переулки, улицы, авто­страды, вокзалы и т.п.). Порядок промышленных ландшафтов в зависимости от типа производства, добываемого сырья, источника энергии и характера отходов делится на ландшафты заводов, фабрик и рудников определенной специализации, электростанций (тепловых, атомных), отвалов, свалок и т.д.

Разделы. Интегральным критерием для их выделения служат уровни загрязнения отдельных компонентов и степень их опасности для населения. Для этого можно использовать предложенные Ю.Е. Саетом и Б.А. Ревичем четыре градации поступления пыли и суммарные показатели загрязнения химическими элементами снега, почв и, возможно, растений. В результате выделяется 16 разделов городских ландшафтов, учитывающих основные комбинации­ функциональных зон и степени загрязнения.

Классы. Как и для природных ландшафтов, водная миграция химических элементов учитывается на уровне классов, которые выделяются по сочетанию окислительно-восстановительных, щелочно-кислотных условий и видов геохимических барьеров в профиле почв и между сопряженными ландшафтами с со­хранением традиционных в геохимии ландшафта названий (кислый, кислый глеевый, содовый и прочие классы). Особое значение при этом приобретает оценка трансформации геохимических условий миграции и ее прогноз под вли­янием техногенеза, что может быть отражено в фиксации той или иной тенден­ции изменения геохимических условий (кислый нейтрализующийся, щелочной подкисляющийся и т.п.). Целесообразно также учитывать окислительно-восста­новительные и щелочно-кислотные условия грунтовых вод.

Роды. В городах интенсивное атмотехногенное поступление веществ ни­велирует влияние рельефа на перераспределение поллютантов. Поэтому представления об автономности и подчиненности ландшафтов требуют су­щественной модификации по сравнению с природными аналогами. В час­тности, поставка вещества из атмосферы в элювиальные ландшафты может значительно превосходить величины, характерные для фоновых условий.

Рельеф города влияет не только на водную, но и воздушную миграцию пол­лютантов и наряду с традиционным выделением зон мобилизации, транзи­та и аккумуляции вещества (элювиальные, трансэлювиальные, элювиально-аккумулятивные, супераквальные элементарные ландшафты) требуется учет их положения относительно основных источников загрязнения и пре­обладающих атмотехногенных потоков. Как правило, атмотехногенные ано­малии приурочены к наветренным склонам и (или) водораздельным поверхностям, а подветренные склоны менее загрязнены. Наэтой основе выде­ляются 10-15 родов городских элементарных ландшафтов - трансэлювиальные наветренные, трансэлювиальные подветренные и др. Пока не ясно, как лучше учитывать в классификации соотношение естественного и антро­погенного рельефа города. В предлагаемой систематике влияние антропо­генного рельефа учитывается на более высоком таксономическом уровне (отдел). Для равнинных городов это, по-видимому, обоснованно, но для горных районов такой подход требует уточнения. Важное значение имеет принадлежность элементарных ландшафтов к природным (водно-эрозион­ным) или природно-техногенным (бассейнам концентрации ливневого сто­ка), каскадным системам определенного порядка, а также открытость или замкнутость этих систем, определяющие особенности миграции и аккуму­ляции продуктов техногенеза. Такой подход при изучении прибрежных го­родов как систем типа «суша - море (водохранилище)» был использован при эколого-геохимических оценках городов Тольятти и Геленджик.

Виды. Многие особенности водной миграции, а также уровни загрязнения тес­но связаны с гранулометрическим составом почв и грунтов. Так, изначальные содержания тяжелых металлов и сорбционная емкость песков значительно меньше, чем у суглинков, пески лучше промываются атмосферными осадками и т.п. Грану­лометрические особенности почв и грунтов учитываются при выделении видов го­родских ландшафтов. При этом важно различать естественные почвы и грунты от техногенных почв, наносов, асфальтированных поверхностей.

Выше изложены лишь основные принципы геохимической классификации городских элементарных ландшафтов. Ее реализация при крупномасштабном лан­дшафтно-геохимическом картографировании сталкивается с существенными ме­тодическими трудностями, связанными главным образом с неполнотой геохими­ческой информации, изменчивостью некоторых показателей, лежащих в основе таксономического уровня (наветренность, подветренность), сочетанием дискрет­но (промышленные и жилые здания) и континуально (поля загрязнения) рас­пределенных признаков. При всей условности предложенной систематики ее раз­работка оказалась полезной для организации геохимической информации и при эколого-геохимическом картографировании ряда городов (Тольятти, Улан-Батор, Моа на Кубе и др.).