Новости

28 мая, 2021 11:49

Развитие городов привело к увеличению запасов углерода в почве

С помощью спутниковых снимков и архивных данных геологи установили механизмы влияния урбанизации на состояние почв в лесотундровой и степной зонах. Ранее считалось, что покрытие асфальтом, бетоном и другими непроницаемыми материалами приводит к общему снижению запасов углерода в почвах городских территорий. Исследование же показало, что в Мурманске и Ростове-на-Дону суммарные запасы углерода в метровом слое земли заметно увеличились вследствие развития инфраструктуры. Полученные результаты могут быть использованы для планирования устойчивого развития городских территорий. С результатами статьи можно ознакомиться в журнале Geoderma. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда (РНФ).

Работа по сводному анализу спутниковых снимков и архивных картографических данных. На фото — Валентина Григорьева, сотрудник научного центра Smart Urban Nature. Источник: Юрий Дворников
Запасы почвенного органического углерода в Мурманске (в почвенных слоях 0–10 см — A; и 0–100 см — B) и Ростове-на-Дону (в почвенных слоях 0–10 см — C; 0–100 см — D), спроектированные на основе региональных почвенных карт. Источник: Юрий Дворников.
3 / 4
Работа по сводному анализу спутниковых снимков и архивных картографических данных. На фото — Валентина Григорьева, сотрудник научного центра Smart Urban Nature. Источник: Юрий Дворников
Запасы почвенного органического углерода в Мурманске (в почвенных слоях 0–10 см — A; и 0–100 см — B) и Ростове-на-Дону (в почвенных слоях 0–10 см — C; 0–100 см — D), спроектированные на основе региональных почвенных карт. Источник: Юрий Дворников.

Плодородие почв — один из ключевых факторов, по которому люди долгое время выбирали себе место для жизни. Однако если раньше города формировались в местах с наиболее благоприятными условиями для сельского хозяйства, сейчас человек сам влияет на окружающую среду и подстраивает ее под себя. При этом с ростом городов почвы значительно меняются. К примеру, при строительстве новых зданий и крупных магистралей плодородный слой полностью снимается, что заметно истощает земельные ресурсы и вызывает беспокойство ученых.

Одним из наиболее значимых показателей плодородия считается запас органического углерода. Этот параметр характеризует способность земли связывать и удерживать питательные вещества, образующиеся в результате гниения растений. Развитие городской зеленой инфраструктуры может помочь сохранить или даже увеличить запасы органического углерода в городских почвах, а мониторинг их состояния необходим, чтобы понять, как развитие города влияет на экологические функции почв в различных климатических зонах. Поскольку уровень урбанизации постоянно растет и меняется, для наблюдения требуются эффективные инструменты сбора информации. Дистанционное зондирование — один из них. Ученые из Российского университета дружбы народов (Москва) проанализировали типы поверхности по спутниковым снимкам. Для исследования они выбрали Мурманск, расположенный в зоне лесотундры за полярным кругом, и знаменитый своими черноземами Ростов-на-Дону.

Проанализировав изображения, они классифицировали типы поверхности территорий этих двух городов. На фотографиях исследователи выделили закрытые асфальтом поверхности, зеленые насаждения, газоны и участки открытой почвы. Опираясь на результаты прошлых работ, геологи сопоставили типы поверхности и характерный для них уровень органического углерода. На основании архивов с почвенными картами ученые рассчитали уровень запасов углерода в почве до развития города, а данные со снимков позволили оценить сегодняшнюю картину.

Оказалось, что для территории обоих городов запасы в первом метре почвенного профиля значительно увеличились, при этом для зоны лесотундры тенденция была заметно более выраженной, чем для зоны степей. Для запасов в верхнем слое (10 см) ученые обнаружили уменьшение на 18% в Ростове-на-Дону и увеличение на 30-50% для Мурманска. Причиной таких изменений стали связанные с урбанизацией преобразования типов поверхности и скорость минерализации органического вещества (гниения растений).

«Мы получили данные о том, сколько почвенного углерода содержится в городских почвах в двух совершенно различных природных зонах. Исследования также выявили серьезные пробелы в картографических данных, характеризующих почвы России, в особенности для городов. Например, сравнение глобальной, российской и региональной баз данных показало, что для Мурманска качественные региональные карты отсутствуют. Тем не менее, мы смогли количественно оценить, как развитие города сказывается на свойствах почв с довольно высокой детальностью. В дальнейшем мы планируем проанализировать, как состояние почвы влияет на благополучие городских жителей и устойчивое развитие городов, в том числе биоразнообразие и чистоту воздуха», — отметил Юрий Дворников, кандидат геолого-минералогических наук, научный сотрудник Центра Smart Urban Nature Российского университета дружбы народов.


22 июня, 2021
Принцип работы 3D принтеров удешевил получение половолоконных мембран
Ученые из Института нефтехимического синтеза имени А.В. Топчиева (ИНХС) РАН применили принцип работы...
21 июня, 2021
Молекула-рука поможет фармацевтам отлавливать «злых близнецов» лекарственных препаратов
Химики из Института элементоорганических соединений имени А. Н. Несмеянова предложили новый метод по...