Экологические аспекты динамики водно-эрозионных процессов на территории Гомельского дворцово-паркового ансамбля

Экологические аспекты динамики водно-эрозионных процессов при планировании и проведении противоэрозионных мероприятий на территории исторических парков и дворцово-парковых комплексов, с учетом режима их хозяйственной деятельности, является достаточно специфичной проблемой и по этой причине в научной литературе не нашли широкого отражения.

Как правило, каждый конкретный случай проведения таких мероприятий является по-своему уникальным, что означает использование различных подходов и методов проведения противоэрозионных мероприятий, в зависимости от географического расположения, масштабов, целей и задач проводимых работ.

В данной статье отражены некоторые результаты исследований, проведенных авторами на территории государственнго историко­-культурного учреждения «Гомельский дворцово-парковый ансамбль» в 2014-2016 г.

Анализ особенности рельефа местности, пространственно-­планировочной структуры Гомельского дворцово-паркового ансамбля, плотности насаждения, видового состава древесно-кустарниковой растительности в сравнении с другими — аналогичными по указанным признакам (в большей или меньшей степени) дворцово-парковыми комплексами, позволил выявить общие подходы к оценке причин возникновения проблем деградации земель и динамики водно-­эрозионных процессов на крутосколонах.

Известно, что в годы Великой Отечественной войны территория Гомельского дворцово-паркового ансамбля сильно пострадала. В процессе послевоенного восстановления насаждений и последующих постоянных подсадок и засорения территории самосевом произошло их чрезмерное загущение. Кроме того, на территории парка, имевшего статус городского парка культуры и отдыха, велись различные хозяйственные мероприятия — установлены многочисленные сооружения агитационного, культурно-просветительного, развлекательного и другого назначения (большая часть их в последнее время удалена), заасфальтированы практически все парковые дороги и площадки, имевшие прежде щебеночно-песчаное покрытие, так как последнее не выдерживало возросших рекреационных нагрузок и эксплуатационных нагрузок от проезда автотранспорта.

В результате такого обустройства и одностороннего подхода к формированию зеленых насаждений (только посадки) парк потерял исторический облик, и прежние художественные особенности, и комфортность условий для отдыха. Богатая коллекция экзотов, собранная в парке, затерялась в зарослях малоценных пород. Индивидуальные особенности деревьев разных пород снивелировались, кроны приобрели одинаковую вытянутую форму.

Сохранившиеся вековые деревья угнетены молодыми, высаженными под их кронами или выросшими из самосева. В свою очередь, старые деревья мешают росту молодых и не позволяют им сформировать полноценную крону. Поэтому со временем, после естественного отмирания старых деревьев, молодые не смогут взять на себя их роль в парковом ландшафте.

Необходимость в оценке динамики водно-эрозионных процессов связана с обоснованием прогноза их возможной деградации и разработки мер по предотвращению линейной и плоскостной эрозии.

Степень эрозионной опасности зависит от комплекса факторов: климата, рельефа, геологии территории, почвенного и растительного покрова, хозяйственного использования земель и др. [1, 2, 3].

Методы оценки эрозионной опасности могут отражать различные аспекты как теоретические, так и экспертные, физические и расчетные подходы и могут реализовываться в наземных или дистанционных наблюдениях.

В свою очередь, противоэрозионная устойчивость почв определяется гранулометрическим и химическим составом, водными и физическими свойствами. Содержание водопрочных агрегатов также является важным диагностическим признаком. Это динамический (переменный) показатель в отличие от стабильного (постоянного) — гранулометрического состава верхнего горизонта, содержания гумуса и др.

Состояние растительного покрова и подстилки является информативным индикатором эрозионной опасности. Высокая плотность и хорошее состояние растительности свидетельствуют о низкой эрозионной опасности (и наоборот). Подстилка поглощает воды в 5-10 раз больше своего веса и предотвращает поверхностный сток [4].

В свою очередь, освещенность наземного слоя является одним из определяющих факторов как интенсивности стока вызывающих эрозию талых вод, так и состояния растительного покрова [5].

В ходе настоящего исследования нами проведены произведены замеры освещенности в разных точках дворцово-паркового ансамбля на склонах, обращенных в сторону р. Сож в результате чего выяснилось, что под пологом деревьев, растущих на склоне, освещенность существенно отличалась от таковой на открытой местности. Если на открытом участке склона освещенность составляла в среднем 16780 лк при сплошной облачности, то под пологом древесных пород даже в самом освещенном месте этот показатель достигал 7550 лк в верхней части и 4650 лк — в нижней части склона, что, соответственно, в 2,2-3,6 раза ниже освещенности на контрольной точке. В отдельных же местах под густым пологом растущих деревьев освещенность падала до уровня 1290-1860 лк, что уже в 9-13 раз меньше, чем на контроле [6, 7, 8].

Известно, что даже теневыносливые растения могут развиваться без серьезных нарушений физиологических процессов при освещенности не ниже 2500-3000 лк, а более светолюбивые — от 6000 лк. Нормой же для большинства растений в наших широтах принято считать освещенность в 8000-10000 лк [9].

На недостаток освещенности явно указывали результаты визуального исследования территории. Развившиеся из самосева молодые древесные породы второго яруса (преимущественно ильмы гладкий и шершавый, акация белая) совместно с деревьями первой величины создают на склонах густую тень, что и явилось одной из основных причин исчезновения травянистых растений под пологом. Из-за отсутствия дернины оголившаяся почва, естественно, подвержена интенсивному разрушению в процессе водной эрозии, во время выпадения осадков и таяния снега. Мощные, но недостаточно густые корни древесных пород не в состоянии остановить этот процесс.

Нами также был проведен анализ гранулометрического состава отобранных почвенных образцов по показателям, от которых в наибольшей мере проявляется их способность к размыву. В целом, исходя из фракционного состава всех исследованных образцов, почвы крутосклонов были отнесены к категории от супесчаных до легких суглинков.

Исследование физических свойств почвы по риску подверженности размыву позволило отнести их к среднеопасным. Очевидно, главной причиной водно-эрозионных процессов здесь является крутизна склонов и оголенность значительной части поверхности почвы под пологом древесной растительности.

Из агрохимических показателей почв нами определялись: содержание подвижных форм фосфора и калия (методом атомно­-абсорбционной спектрометрии), процентное содержание гумуса, pH водной и солевой вытяжки [10] (таблица 1).

Полученные агрохимические показатели почв крутосклонов указывают на несбалансированность содержания основных элементов питания и гумуса, что, на наш взгляд, напрямую связано с интенсивными процессами водной эрозии, происходящими на этих склонах. Низкое содержание гумуса, вымытого талыми и дождевыми водами, вызывает дефицит азота в почве. Растения, испытывая недостаток в последнем, не могут в полной мере усваивать фосфор. Отсюда — избыточное накопление P2O5 в корнеобитаемом слое [11,12].

Таблица 1 — Агрохимические показатели почв крутосклонов

*Примечание. На момент определения прибор был откалиброван на максимальное значение 400 мг/кг.

На основании проведенных исследований нами были сделаны следующие основные выводы:

1. В процессе послевоенного восстановления насаждений, последующих постоянных подсадок и засорения территории самосевом произошло их чрезмерное загущение. Несмотря на большую плотность насаждений, парк просматривается насквозь даже летом, так как кроны деревьев высоко подняты и образуют одноярусный шатер, а кустарники, не имея доступа к лучам солнца, плохо развиваются или вообще гибнут. То же происходит и с газонами, причем на склонах отсутствие газонов под кронами деревьев и кустарников ведет к эрозии почв.
2. Эффективные лесомелиоративные и противоэрозионные мероприятия на территории земель парка, в частности, на крутосклонах, невозможны без значительных рубок (пересадки практически невозможны) и удаления лишних деревьев и других существующих насаждений.
3. Пространства парка, покрытые плотной древесно-кустарниковой растительностью, сильно затенены. Газонные травы здесь не могут нормально развиваться из-за недостатка света.
4. Физико-химические параметры почв крутосклонов указывают на несбалансированность содержания основных элементов питания и гумуса, что, на наш взгляд, напрямую связано с интенсивными процессами водной эрозии, происходящими на этих склонах. Низкое содержание гумуса, вымытого талыми и дождевыми водами, вызывает дефицит азота в почве. Растения, испытывая недостаток в последнем, не могут в полной мере усваивать фосфор. Отсюда — избыточное накопление P2O5 в корнеобитаемом слое.
5. Экологические аспекты динамики водно-эрозионных процессов на территории Гомельского дворцово-паркового ансамбля непосредственно связаны с режимом хозяйственных мероприятий на территории парка, которые не способствует восполнению потерь почвенного азота: минеральные азотные удобрения на склонах не вносятся, а едва ли не единственный источник накопления гумуса — опавшая листва и скошенные травы — тщательно удаляются обслуживающим персоналом.

Список использованных источников

1. Блинцов, И.К. Практикум по почвоведению / И.К. Блинцов, К.Л.Забелло. — Минск: Вышейшая школа, 1979. — 208 с.
2. Муравьев, А.Г. Оценка экологического состояния почвы. Практическое руководство / А.Г. Муравьев. Б.Б. Каррыев, А.Р. Ляндзберг А.Р. — Санкт-Петербург: Крисмас+, 2008. — 210 с.
3. Заславский, М.Н. Эрозиоведение / М.Н. Заславский. — М: Высшая школа, 1983. — 320 с.
4. Рожков, В.А. Почвенная информатика / В.А.Рожков, С.В. Рожкова. — М: Изд-во Моск. ун-та, 1993. — 190 с.
5. Кузнецов, М.С. Эрозия и охрана почв / М.С. Кузнецов, Г.П.Глазунов. — М.: Изд-во Моск. ун-та, 1996. — 135 с.
6. Босак, В.Н. Влияние освещенности наземного слоя на динамику водно-эрозийных процессов территорий исторических парков Брестской области / В.Н.Босак, С.В. Басов, Э.А. Тур // Вестник Брестского государственного технического университета. — 2017. — № 2:
7. Водохозяйственное строительство, теплоэнергетика и геоэкология. — С. 126-130.
8. Босак, В.Н. Современное состояние крутосклонов Гомельского дворцово-паркового ансамбля, подверженных водно-эрозийным процессам В.Н. Босак, С.В. Басов, Э.А. Тур // Сб. научных трудов республиканской научно-практической конференции «Проблемы оценки, мониторинга и сохранения биоразнообразия», которая состоялась 23 ноября 2017 года, БрГУ им. А.С.Пушкина. — 69-73.
9. Басов, С.В. Освещенность напочвенного покрова как индикатор эрозийной территорий ряда исторических парков Брестской области // С.В.Басов, В.Н.Босак, Э.А.Тур // Сб. научных трудов международной научно-практической конференции «Проблемы.Исследования. Тенденции развития региональной архитектуры», 25 мая 2017, г. Брест, УО «БрГТУ». — C.5-10.
10. Требования растений к уровню освещенности [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://govsad.ru/trebovanija-rastenj-k-urovnju-%20osveshhenja.html. — Дата доступа: 10.02.2016.
11. Реестр методик выполнения измерений, допущенных к применению при выполнении измерений в области охраны окружающей среды. В трех частях. Часть III. Почвы и донные отложения; промышленные и бытовые отходы; природные ресурсы, сырье и продукция. — Минск: Бел НИЦ Экология, 2009. — 168 с.
12. Марциневская, Л.В. Ландшафтно-экологическое обоснование землепользования в условиях проявления водной эрозии почв: автореф. дис. канд. геогр. наук. — Белгород, 2004. — 23 с.
13. Сурмач, Г.П. Рельефообразование, формирование лесостепи, современная эрозия и противоэрозионные мероприятия / Г.П. Сурмач. — Волгоград, 1992. — 175 с.

Авторы: С.В. Басов, Э.А. Тур, В.Н. Босак
Источник: Совершенствование методов гидравлических расчетов водопропускных и очистных сооружений. Электронный научный журнал. 2019. Т 1. № 1 (44). С. 90-96.