Оцінка буферної здатності ґрунтів зелених насаджень парків мегаполісу


  • O. O. Didur Oles Honchar Dnipro National University, Dnipro, Ukraine
  • I. A. Ivanko Oles Honchar Dnipro National University, Dnipro, Ukraine
  • K. K. Holoborodko Oles Honchar Dnipro National University, Dnipro, Ukraine
  • V. V. Katsevych Dnipro State Agrarian and Economic University, Dnipro, Ukraine
  • Kh. V. Strepetova Dnipro State Agrarian and Economic University, Dnipro, Ukraine
  • Y. I. Grytsan Dnipro State Agrarian and Economic University, Dnipro, Ukraine
DOI: https://doi.org/10.15421/442303
Ключові слова: урбанозем, буферна здатність ґрунту, кислотно-основна буферність, потенціал елементів родючості, міський парк, мегаполіс

Анотація

Висвітлено, що деградація земель становить серйозну загрозу продовольчій безпеці, стійкості засобів до існування, екосистемним послугам і збереженню біорізноманіття, а неефективне управління земельними ресурсами призводить до повсюдної втрати біологічної різноманітності ґрунтів. Буферна здатність ґрунту бере активну участь у механізмах реалізації такого екосистемного сервісу, як формування та стабілізація родючості ґрунту. Буферність визначає ту частину потенціалу ґрунту, яка зумовлює процеси іммобілізації (депонування) та мобілізації (вивільнення, втрата) того чи іншого елемента родючості – насамперед елементів мінерального живлення рослин, продуктивної вологи, теплової енергії ґрунту, газового складу ґрунтового повітря, кислотності. Ґрунти парків на території мегаполісів – невід’ємний їхній компонент, який зумовлює умови зростання та розвитку зелених насаджень. З метою оцінки кислотно-основної (рН) буферної здатності урбаноземів паркової зони з деревними насадженнями таких інтродукованих деревних видів, як гіркокаштан звичайний (Aesculus hippocastanum), клен цукристий (Acer saccharum), в’яз низький (Ulmus pumila), каркас західний (Celtis occidentalis), гледичія колюча (Gleditsia triacanthos і софора японська (Styphnolobium japonicum), що зростають на території парку ім. Т. Г. Шевченка (м. Дніпро, Україна), було зібрано зразки ґрунтів під кронами цих дерев. Кислотно-основну буферну здатність урбанозему визначали методом Арреніуса, який полягає у додаванні певних об’ємів кислотного та лужного компонентів до зразка, та оцінювали за площею буферності в кислотному та лужному інтервалі. Розрахунок площ буферності здійснювали за допомогою формули Сімпсона. Результати опрацьовано статистичними методами (обчислювали середнє арифметичне, стандартне відхилення, різницю середніх знаходили за критерієм Тьюкі). Установлено, що первісно зразки досліджуваних ґрунтів здебільшого мали слабколужну реакцію ґрунтового розчину. Визначено, що в кислотному інтервалі зовнішніх впливів буферна здатність урбаноземів під інтродукованими деревними породами утворює такий низхідний ряд: гіркокаштан звичайний, каркас західний, в’яз низький, гледичія колюча, софора японська, клен цукристий. Такий самий ряд утворюється для загальної кислотно-основної буферної здатності. Результати свідчать, що кислотно-основна буферна ємність ґрунтів під гіркокаштаном звичайним, каркасом західним, в’язом низьким та гледичією колючею виявляють свою більшу буферну здатність, а отже й стійкість до деградації, ніж ґрунти під софорою японською та кленом цукристим. Припускається середовищетвірна (пертинентна) роль інтродукованих деревних видів у реалізації буферних властивостей урбаноземів парку на території мегаполісу.

Посилання


  1. Дідур О. О., Кульбачко Ю. Л., Кришень М. І. Зоогенні тенденції буферної здатності ґрунту як складова екологічної реабілітації урбоґрунту в межах паркової зони мегаполісу. Питання степового лісознавства та лісової рекультивації земель. 2017. Т. 46. С. 58–75.

  2. Мірзак О. В. Досвід дослідження ґрунтів великих промислових центрів степової зони (на прикладі м. Дніпропетровська). Ґрунтознавство. 2001. Т. 1, № 1-2. С. 87–92.

  3. Трускавецький Р. С. Буферна здатність ґрунтів та їх основні функції. Харків: Нове слово, 2003. 225 с.

  4. Хохрякова А. І. Ґрунти міст: особливості генезису, класифікації та діагностики. Вісник Одеського національного університету. Сер.: Географічні та геологічні науки. 2016. Т. 21, вип. 1. С. 110–125.

  5. Шамрай М. В., Дідур О. О. Біотична гомогенізація дендрофлори в умовах мегаполісу (м. Дніпро, Україна). Вісник Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна, серія «Екологія». 2022. Вип. 27. С. 80–93.

  6. AbdelRahman, M. A. E., & Arafat, S. M. (2020). An approach of agricultural courses for soil conservation based on crop soil suitability using geomatics. Earth Systems and Environment, 4, 273–285.

  7. AbdelRahman, M. A. E., Metwaly, M. M., Afifi, A.A., D’Antonio, P., & Scopa, A. (2022). Assessment of soil fertility status under soil degradation rate using geomatics in West Nile delta. Land, 11(8), 1256.

  8. Annerstedt, M., Ӧstergren, P. O., Björk, J., Grahn, P., Skärbäck, E., & Währborg, G. (2012). Green qualities in the neighbourhood and mental health: results from a longitudinal cohort study in Southern Sweden. BMC Public Health, 12, 337.

  9. Atkinson, K. E. (1989). An Introduction to Numerical Analysis (2nd ed.). Wiley, New York, 1989.

  10. Bertram, C., & Rehdanz, K. (2015). The role of urban green space for human well-being. Ecological Economics, 120, 139–152.

  11. Breuste, J., & Rahimi, A. (2015). Many public urban parks, but who profits from them? The example of Tabriz, Iran. Ecological Processes, 4(1), 6.

  12. Briassoulis, H. (2019). Combating land degradation and desertification: the land-use planning quandary. Land, 8, 27.

  13. Brygadyrenko, V. V. (2015). Community structure of litter invertebrates of forest belt ecosystems in the Ukrainian Steppe Zone. International Journal of Environmental Research, 9(4), 1183–1192.

  14. Chapra, S. C. (2012). Applied numerical methods with MATLAB® for engineers and scientists. 3rd ed. McGraw-Hill, New York. 653 p.

  15. Cornelis, J., & Hermy, M. (2004). Biodiversity relationships in urban and suburban parks in Flanders. Landscape and Urban Planning, 69(4), 385–401.

  16. Delang, C. O. (2018). The consequences of soil degradation in China: a review. GeoScape, 12(2), 92–103.

  17. Didur, O., Kulbachko, Y., Ovchynnykova, Y., Pokhylenko, A., & Lykholat T. (2019). Zoogenic mechanisms of ecological rehabilitation of urban soils of the park zone of megapolis: earthworms andsoil buffer capacity. Journal of Environmental Research, Engineering and Management, 75(1), 24–33.

  18. Dvořáčková, H., Dvořáček, J., Hueso González, P., & Vlček, V. (2022). Effect of different soil amendments on soil buffering capacity. PloS one, 17(2), e0263456.

  19. El-Rawy M., Mohamed A. E., Esam Ismail (2020). Integrated use of pollution indices and geomatics to assess soil contamination and identify soil pollution source in El-Minia Governorate, Upper Egypt. Journal of Engineering Science and Technology, 15(4), 2223–2238

  20. Huang, P., Zhang, J.-bao, Zhu, A.-ning & Zhang, & C.-zhi (2009). Acid and alkali buffer capacity of typical fluvor-aquic soil in Huang-Huai-Hai Plain. Agricultural Sciences in China, 8(11), 1378–1383.

  21. Janečková Molnárová, K., Sklenička, P., Bohnet, I.C., Lowther-Harris, F., van den Brink, A., Movahhed Moghaddam, S., Fanta, V., Zástěra, V., & Azadi, H. (2023). Impacts of land consolidation on land degradation: a systematic review. Journal of Environmental Management, 329, 117026.

  22. Kissel, D. E., Sonon, L. S., & Cabrera, M. L. (2012). Rapid measurement of soil pH buffering capacity. Soil Science Society of America Journal, 76(2), 694–699.

  23. Kunakh, O. M., Ivanko, I. A., Holoborodko, K. K., Lisovets, O. I., Volkova, A. M., Nikolaieva, V. V., & Zhukov, O. V. (2022). Modeling the spatial variation of urban park ecological properties using remote sensing data. Biosystems Diversity, 30(3), 213–225.

  24. Li X-hong, Wang W, Wang J, Cao Xue-li, Wang X-fei, Liu J-chang, Liu X-fen, Xu X-bai, & Jiang X-ning (2008). Contamination of soils with organochlorine pesticides in urban parks in Beijing, China. Chemosphere, 70(9), 1660–1668.

  25. Liu, W., Li, H., Xu, H., Zhang, X., & Xie, Y. (2023). Spatiotemporal distribution and driving factors of regional green spaces during rapid urbanization in Nanjing metropolitan area, China. Ecological Indicators, 148, 110058.

  26. Masoudi, M., Jokar, P., & Pradhan, B. (2018). A new approach for land degradation and desertification assessment using geospatial techniques. Natural Hazards and Earth System Sciences, 18, 1133–1140.

  27. Morel, J. L., Chenu, C., & Lorenz, K. (2015). Ecosystem services provided by soils of urban, industrial, traffic, mining, and military areas (SUITMAs). Journal of Soils and Sediments, 15(8), 1659–1666.

  28. Nelson, P. N., & Su, N. (2010). Soil pH buffering capacity: a descriptive function and its application to some acidic tropical soils. Australian Journal of Soil Research, 48(3), 201–207.

  29. Raczuk, J., & Deska, J. (2012). Buffer properties of forest soils in selected protected areas. Ecological Chemistry and Engineering. A, 19(3), 231–237.

  30. Rosso, F., Pioppi, B., & Pisello, A. L. (2022). Pocket parks for human-centered urban climate change resilience: Microclimate field tests and multi-domain comfort analysis through portable sensing techniques and citizens’ science. Energy and Buildings, 260, 111918.

  31. Solecki, W. D., & Welch, J. M. (1995). Urban parks: green spaces or green walls? Landscape and Urban Planning, 32(2), 93–106.

  32. Tyrväinen, L., Pauleit, S., Seeland, K., & de Vries, S. (2005). Benefits and uses of urban forests and trees. In: Konijnendijk, C., Nilsson K., Randrup, T., Schipperijn, J. (eds). Urban Forests and Trees. Springer, Berlin, Heidelberg. pp. 81–114.

  33. Yang, J., Wei, H., Zhang, J., Shi, Z., Li, H., Ye, Y., & Abdo, A. I. (2022). Land use and soil type exert strongly interactive impacts on the pH buffering capacity of acidic soils in South China. Sustainability, 14, 12891.


Переглядів анотації: 275
Завантажень PDF: 94
Опубліковано
2023-10-15
Номер
Том 52 (2023)
Розділ
Articles