ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2014, № 10, с. 1273-1280
ДЕГРАДАЦИЯ, ВОССТАНОВЛЕНИЕ ^^^^^^^^^^ И ОХРАНА ПОЧВ
УДК 631.411.6
ИЗМЕНЕНИЕ КАЧЕСТВА ПОЧВ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ УЯЗВИМОСТЬ В УСЛОВИЯХ ИНТЕНСИВНОЙ УРБАНИЗАЦИИ В ПРИГОРОДАХ
© 2014 г. Л. Сальвати, С. Феррара, Ф. Раналли
Совет по исследованиям и испытаниям в сельском хозяйстве, Центр изучения систем растение-почва,
I-00184, Италия, Рим, Виа дель Нависелла, 2-4
e-mail: bayes00@yahoo.it
Поступила в редакцию 02.09.2013 г.
Приведена схема оценки изменений почв Средиземноморских регионов в условиях быстрой урбанизации. Результаты показывают, что урбанизацией затронуты главным образом высококачественные почвы, более подходящие для сельского хозяйства и лесоводства, особенно в равнинных областях. Распространение городских территорий на эти почвы не было преобладающим в первый период наблюдений (1948—1975), соответствующий развитию компактных поселений, но значительно увеличилось в последние годы (1975—2010), для которых характерны неравномерный рост городов и малая плотностью заселения. Исследование подчеркивает необходимость обеспечивать информацией стратегии развития территории и городское планирование с всесторонней оценкой почвенных ресурсов, которые могут быть потеряны в процессе урбанизации.
Ключевые слова: запечатывание почвы, изменения характера землепользования, качество почвы, урбанизация, Афины.
Б01: 10.7868/80032180X14100116
ВВЕДЕНИЕ
С 50-х годов ХХ в. Европе распространенным явлением был компактный рост городов, в то время как в последнее временя площадь городов увеличивается за счет распространения жилых и сервисных кварталов в пригородах [15]. Низкокачественное строительство и фрагментированный ландшафт на окраине (например, сформированный маленькими участками пашен, пастбищ, залежей и провалов) стали основными последствиями расширения компактных европейских городов до начала 90-х годов ХХ в. [21]. Поскольку последующее расширение, напротив, представляет собой относительно новое (и сложное для оценки) явление в пригородах [4, 14], необходимы дальнейшие исследования, чтобы установить последствия этого процесса для структуры, состава и разнообразия ландшафта. Это особенно важно, так как занимаются полуприродные и природные участки все дальше и дальше от центров городов [37].
Исследование южной Европы как интересного примера для долгосрочной динамики урбанизации и последующего запечатывания земельных ресурсов вызвано различными причинами. Хотя городское планирование в наше время основано на рекомендациях по перспективам европейского ландшафтного планирования, разработанных Европейской комиссией в 1999 г. [12], отмена гос-
контроля и, в некоторых случаях, несоблюдение формальностей привели к разработке положений, регулирующих урбанизацию и экономическое развитие всего северного Средиземноморского региона [22]. Демографическая динамика сочтена относительно гомогенной по областям и охарактеризована двумя разными фазами: быстрого и медленного роста [39]. В основе расширения городов лежит чрезвычайно сложная система, включающая несколько взаимодействующих факторов, как со стороны общественности, так и частных лиц, с местными особенностями [6]. Наконец, европейские Средиземноморские территории во всем мире считаются важными объектами биоразнообразия, где существуют тысячелетние взаимодействия между людьми и природой. В то же время Средиземноморские ландшафты и почвы можно считать экологически хрупкими из-за сухого климата, пересеченной местности, отражающей ограниченную доступность земли для застройки или сельского хозяйства, бедного растительного покрова, значительной деградации почвы (эрозия, засоление, уплотнение, загрязнение и др.) и увеличенной антропогенной нагрузки.
С точки зрения будущего почвы показано, что урбанизация может занимать высококачественную землю, пригодную для возделывания, и изменять химические и биологические свойства почв из-за точечного и рассеянного загрязнения [8, 24, 34, 45—47]. Высказано предположение, что
Рис. 1. Карта границ муниципалитетов, района Афин (белая стрелка) и расположение исследуемого региона в южной Европе.
рост городов может затрагивать почвы, наиболее пригодные для сельского хозяйства, и таким образом определять потери природных ресурсов на региональном уровне, но это предположение требует более тщательной проверки в реальных условиях [37]. Также утверждалось, что городское и региональное планирование в Европе, особенно в Средиземноморской ее части, должно защитить высококачественные почвы от застройки [31]. Работы по исследованию сложных взаимоотношений между ландшафтом и почвой при урабаниза-ционных изменениях в землепользовании будут полезны для разработки стратегий по смягчению воздействия запечатывания почвы на окружающую среду в различных масштабах, от местного до национального [44].
Предложена схема оценки запечатывания почвы при урбанизации территории, проведен ее анализ для моноцентрического города, целью которого было узнать занимаются ли при урбанизации почвы высшего качества [37]. Существует потребность в расширении и адаптации этого подхода для контроля запечатывания почвы в более крупных регионах и оценки влияния расширения поселений на пригородные и сельские регионы с развитием инфраструктуры и реструктуризацией экономической базы. В этой перспективе точная оценка запечатывания почвы в смешанных сельскохозяйственных и городских районах, отличающихся низкими и средними темпами роста захвата почв, особенно эффективна для крупномасштабного определения возможных потерь земельных ресурсов из-за застройки. Предыдущие исследования показывают, что стандартные карты землепользования вместе с топографическими картами и картами застройки дают возможность провести динамическую оценку процесса запечатывания почв.
Цель настоящего исследования состоит в том, чтобы способствовать решению этой важной проблемы, разработав схему оценки запечатывания почвы при застройке. Работа посвящена урбанизированной территории на юге Европы (Афины, Греция), переживающей период быстрого роста с
50-х годов ХХ в. Интересно, что этот процесс захватывает как пригородные районы, так и специализированные сельскохозяйственные области, расположенные все дальше и дальше от центра города. Неравномерно расширяющиеся поселения с малой плотностью заселения, прежде всего, связаны с сетью дорог и уже существующими деревнями. В данной работе выдвигается гипотеза о том, что расширение городов захватывает больше площадей, занятых высококачественными почвами, чем почвами более низкого качества, что может изменять пространственное распределение земельных ресурсов. Гипотеза была проверена при помощи анализа карт городских поселений разных лет (1948, 1975, 1990, 2000 и 2010 гг.) и карты основных свойств почв. Результаты выявляют тенденции к запечатыванию почв в течение долгого времени и создают основу для долгосрочного мониторинга и разработки мероприятий по защите высококачественных почв пригородных районов.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
Область исследования включает столичный регион Афин, простирающийся почти на 3000 км2 греческого региона Аттики по номенклатуре ЕС территориальных единиц для статистики (НТЕС). В настоящей работе рассматриваются все муниципалитеты основной территории, включая земли на о. Саламина (рис. 1). Столичный регион главным образом состоит из гор, окружающих равнину, занятую Большими Афинами [13]. Три других прибрежных равнины (Ме-согская, Марафонская, Триасская) расположены в Аттике. Климат засушливый, среднегодовое количество осадков 400 мм, среднегодовая температура 19^ [10]. Перед экономическим кризисом город стремился привлекать иностранные инвестиции, чтобы поддержать усиленный рост пригородов. Олимпийские игры 2004 г. были главным фактором, повлиявшим на развитие города с точки зрения инвестиций и инфраструктуры [21].
Рис. 2. Карты городских территорий в исследуемом районе в 1948 (А), 1975 (Б) и 2010 гг. (В).
Данные по использованию земель. Картографирование городских территорий столичного региона проводили в течение пяти периодов (1948, 1975, 1990, 2000 и 2010 гг.) на базе следующих источников данных по всему региону: 1) почвенной карты Аттики, разработанной Институтом почвоведения и химии (Пирей, Греция) в 1948 г. в масштабе 1 : 100000, с указанием категории землепользования, представляющей городские территории (полигон, представляющий городские территории, был оцифрован на базе изображения высокого разрешения с привязкой к местности в формате tiff, предоставленного Центром совместных исследований (ISPRA)); 2) цифровой карты LaCoast (LC) 1975 г. масштаба 1 : 100000; 3—4) общеевропейских цифровых карт почвенно-растительного покрова Программы по координации информации об окружающей среде в Европе (CORINE Land Cover, CLC) в том же масштабе для 1990 и 2000 гг. [18]; 5) городского атласа (Urban Atlas, UA), выпущенного Европейским агентством по защите окружающей среды (EEA) в 2010 г. и включающего весь район Афин. Считалось, что городская категория землепользования (состоящая из различных 1.xx классов первого иерархического уровня системы номенклатуры CLC) включает зоны застройки.
Чтобы оценить фактическую степень недоступности почвы в различных областях региона исследования использовали растровый набор данных ЕЕА по застроенным и незастроенным территориям, включая непрерывное изменение степени запечатывания почвы в пределах от 0 до 100% в интегральном пространственном разрешении (100 х 100 м). Карта, в свободном доступе в формате GeoTiff, относилась к 2006 г. (дополнительная информация доступна по адресу http://www.eea.europa.eu/data-and-maps/data/eea-fast-track-service-precursor-on-land-monitoring-degree-of-soil-sealing-100m-1). Использовали многоканальные ортоизображения космических снимков двух сроков для получения гомогенных данных о запечатывании почвы в 38 странах Европы, включая Грецию. Точность классификации за-
строенных и незастроенных территорий была выше 85%/га (на базе сетки 100 х 100 м), ошибки пропуска и введения — менее 15%.
Почвенные карты и данные об окружающей среде. В исследовании рассмотрены 7 почвенных и экол
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.