На чём стоит московская физико-математическая школа

Она стоит на пологом южном склоне Теплостанской возвышенности Москворецко-Окской моренно-эрозионной равнины. Последняя расположена на устойчивом участке земной коры – древней Восточно-Европейской платформе (Русской плите) в пределах южного склона Московской синеклизы. Нижний структурный этаж платформы сложен кристаллическими (метаморфическими и магматическими) породами, а верхний – в основном осадочными. Кристаллический фундамент платформы залегает на глубинах от 1000 до 2000 метров. Фундамент покрыт платформенным чехлом пород позднего протерозоя, преимущественно карбонатными породами среднего и верхнего палеозоя и песчано-глинистыми толщами позднего мезозоя, которые почти везде перекрыты мощными пластами рыхлых четвертичных отложений, обуславливающих общий равнинный характер рельефа. Мощность четвертичных отложений (морена, водно-ледниковые речные отложения и покровные суглинки) в пределах Москворецко-Окской равнины невелика (10-30) метров, и современный рельеф отражает в несколько сглаженном виде древнее эрозионное расчленение. Хорошо разработанные долины главных рек имеют одну-две надпойменные террасы. Притоки Пахры, вытекающей из Москва-реки, - речки Чечера, Десна и др. наследуют неглубокие ложбины стока ледниковых вод, отличаются пологими склонами и широкими днищами. Там, где близко к поверхности залегают карбонатные толщи, долины имеют крутые склоны и широко распространены карстовые формы рельефа. Мелкие неровности рельефа сглаживаются покровными суглинками, мощность которых в среднем 2 - 3м.

Климат в целом типичен для Москвы и ближнего Подмосковья: это - умеренно холодная зима и умеренно теплое лето. Годовое количество осадков в среднем составляет около 600 мм, однако в засушливые годы может снизиться и до 300 - 400мм (как в южных степях или полупустыне), а в дождливые - 800мм и более. Средние многолетние температуры самого холодного месяца - января - составляют -10,5 ° С, а самого теплого месяца - июля - составляют +18°С. Отклонения от этих средних могут быть очень (в течение года) значительными - до +37°С летом и -40°С зимой.

Однако следует отметить, что резкие перепады температур, особенно зимние лютые морозы, здесь не так ярко проявляются, как на остальной, пониженной части столицы. И связано это также с расположением округа на Теплостанской возвышенности: здесь теплее, холодные воздушные массы не застаиваются и территория хорошо продувается.

В X - XII веках здесь произрастали широколиственные дубовые и липовые леса с вкраплениями клена и ясеня. Были и еловые леса (на относительно плоских поверхностях), и сосновые (они занимали борта и днища ложбин стока речных долин), и смешанные.

В этих лесах, как и сейчас, были распространены типичные дубравные кустарники: орешник (лещина), бересклет бородавчатый, жимолость и крушина. Травяной покров, обычно густой, был, как минимум, двухъярусным: верхний - из высоких и крупных трав (овсяница гигантская, осока волосистая, сныть, сочевичник и др. ) и нижний (копытень, медуница, ландыш , хохлатка , фиалка удивительная и др. )

Но на чём же стоит школа? Ведь следы наших ног, торопящихся в школу, остаются не на Русской плите, не на московской морене и даже не на известняках карбона, из которых строилась Москва белокаменная. Чтобы ответить на поставленный вопрос, предпринято данное исследование.

К слову сказать, ответ на подобный вопрос в 1899 году дал Василий Докучаев. На Всемирной выставке в Париже больше всего внимание посетителей привлекали два павильона. Один был посвящён изобретению инженера Эйфеля – Эйфелевой башне, а другой - экспонатам из России. Над его полотняным шатром возвышалась интригующая надпись: «Уважаемые дамы и господа! Здесь вы увидите, на чём держится знаменитая Эйфелева башня». Входящие в павильон немедленно узнавали, что Эйфелева башня стоит на. земле, знакомились с коллекцией российских почв, а также с картой, показывающей распространение земель к северу от экватора.

Объектом исследования была выбрана пришкольная участок.

В разных частях территории были заложены: один почвенный разрез и 13 буровых скважин. Почвенный разрез вскрыл профиль урбанозёма, состоящий из горизонтов А, АС, С.

А 0-10 см - черного цвета гумусовый горизонт, густо переплетен корнями, легкий суглинок, на 80 % состоящий из осадков сточных вод, с бусовидностью по корням, рыхлый, с обильными следами почвенной фауны, комковато - порошистый. Переход в нижележащий горизонт ясный, граница ровная.

АС 10-20 см - неоднородный по цвету за счет потеков гумуса на буром фоне переходный горизонт, уплотнённый, с единичными корнями растений, с обильными включениями городского мусора, с осколками извести, железистыми примазками, марганцевыми конкрециями. Обнаруживаются пятна захоронённой органики, присыпка SiO2. Структура глыбистая. Переход постепенный.

С 20-50 см – палево-бурый покровный суглинок, плотный, глыбистый, с включениями строительного мусора, железистыми примазками, марганцевыми конкрециями.

Изучение морфологии почв в разрезе и прикопках обнаруживает высокое содержание органического вещества (цвет горизонта А тёмно-серый до чёрного), что связано с внесением на поверхность пришкольной территории грунта из осадков сточных вод, обычно обогащённого фосфором, калием и азотом. Однако гидрофобность (не растворяется в воде, всплывает) этой органики делает недоступными элементы питания для растений, формирует порошистую или комковато-порошистую структуру гумусовых горизонтов.

Определение гранулометрического состава почв методом «скатывания в шнур» обнаружило, что почвы из пунктов пробоотбора около спортивных площадок – супесчаные, а вблизи клумб – легкосуглинистые.

Все почвенные профили содержат большое количество включений – остатков строительного мусора. Это известь, щебень, цемент, стекло и т. д. Самый загрязнённый участок - в районе спортивной площадки, наиболее чистый – в районе клумб. Обогащённость почвы цементной пылью и строительной известью приводят к уменьшению кислотности и увеличению щёлочности почвенного раствора. Слабощёлочной реакцией среды обладают почвы стадиона, а остальные имеют нейтральную реакцию, что типично для городских ландшафтов.

Таблица 2

Химические свойства исследуемых почв

Горизонт, CaCО3 рНН20 Гумус, % С, К2О Р2О5

глубина % мг/100 г мг/100 г почвы почвы

№ 1 A 0-20 - 7. 0 7. 06 4. 1 17. 2 15. 3

№ 2 A 0-20 + 8. 0 4. 82 2. 8 14. 4 13. 2

№ 3 A 0-20 - 7. 0 6. 20 3. 6 12. 7 15. 8

№ 4 A 0-20 + 8. 0 4. 82 2. 8 7. 9 10. 1

№ 5 A 0-20 - 7. 0 5. 86 3. 4 8. 9 12. 8

№ 6 A 0-20 + 8. 0 4. 99 2. 9 10. 2 13. 2

№7 A 0-20 - 6. 5 5. 34 3. 1 10. 0 11. 4

№8 A 0-20 - 6. 5 4. 65 2. 7 8. 4 9. 2

№9 A 0-20 - 6. 5 4. 82 2. 8 6. 2 10. 1

№ 10 A 0-20 - 6. 5 3. 79 2. 2 3. 7 8. 6

№ 11 A 0-20 - 7. 0 7. 58 4. 4 12. 8 17. 8

№ 12 A 0-20 - 7. 0 6. 89 4. 0 13. 4 19. 2

№ 13 A 0-20 - 7. 0 8. 10 4. 7 15. 8 25. 2

Исследование карбонатности почвы полевым методом (вскипание от 10% НCl) подтвердило наличие извести, диагностируемое морфологически. Наличие железисто-марганцевых конкреций в профилях исследуемых почв является свидетельством их сезонного переувлажнения и смены окислительно-восстановительных условий. При переувлажнении и отсутствии кислорода в почвенном растворе железо находится в нём в виде иона Fe2+. При высыхании почвы железо выпадает в осадок в виде оксида Fe2O3, таким же образом ведёт себя марганец, и в почвенных профилях формируются конкреции.

Fe2 + O2 == Fe2O3

Содержание гумуса в поверхностных горизонтах – среднее (4. 82; 5. 86; 4. 99; 5. 34; 4. 65 % в точках пробоотбора№2;4;5;6;7;8;9), высокое (7. 06; 6. 20; 7. 58; 6. 89; 8. 10 %) в точках

№1;3;11;12;13 и низкое в точке №10 – 3. 79%, что связано с внесением обогащённых углеродом осадков сточных вод, которые загрязнены тяжёлыми металлами (Справочник по агрохимии, 1971).

Обеспеченность образца почвы №13 подвижным фосфором – высокая (25. 2 мг/100г), образцов №1; 3; 11; 12 – повышенная (15. 3; 15. 8; 17. 8; 19. 2 мг/100г), образцов №2; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10 – средняя (13. 2; 10. 1; 12. 8; 13. 2; 11. 4; 9. 2; 10. 1; 8. 6 мг/100г).

Уровень содержания калия в образцах №1 и №13 – высокий (17. 2; 15. 8 мг/100г), в образцах №2; 3; 6; 7; 11; 12; - повышенный (14. 4; 12. 7; 10. 2; 10. 0; 12. 8; 13. 4 мг/100г), в образцах №4; 5; 8; 9; 10; - средний (7. 9; 8. 9; 8. 4; 6. 2; 3. 7 мг/100г).

Таблица 3

Физические свойства исследуемых почв

Пункт, горизонт, Влажность, Температура, Каменистость, глубина, см % ОС %

№ 1 A 0-20 21. 8 5 20

№ 2 A 0-20 34. 3 5 24

№ 3 A 0-20 21. 1 5 18

№ 4 A 0-20 21. 5 5 29

№ 5 A 0-20 34. 3 5 32

№ 6 A 0-20 27. 2 5 27

№ 7 A 0-20 17. 0 5 24

№ 8 A 0-20 37. 2 5 0

№ 9 A 0-20 26. 1 5 0

№ 10 A 0-20 25. 6 5 0

№ 11 A 0-20 19. 7 5 0

№ 12 A 0-20 26. 0 5 0

№ 13 A 0-20 32. 0 15 0

Измерение влажности почв осуществлялось весовым методом. Самые влажные почвы (32 – 38 %) расположены в нижней юго-западной части пришкольной территории и между клумбами к востоку от здания школы. По-видимому, данные факты можно объяснить самыми низкими гипсометрическими отметками этих пунктов и накоплением там вод поверхностного и внутрипочвенного стоков. Влажность самых сухих образцов составила 17 – 20 %.

Измерение температуры почвы потенциометрически выполнялось 7 декабря 2006 года и обнаружило нетипично высокие величины этого параметра по сравнению с последними 150 годами – 5 0С. На фоне одинаковой для всех точек пробоотбора температуры почвы выделяется значение 15 0С в пункте между клумбами. Этот факт диагностирует линию теплотрассы.

Заключение

Таким образом, школа №2007 стоит на разрушенном в результате строительства почвенном покрове. До строительства микрорайона на территории Южного Бутово были распространены дерново-подзолистые почвы, остатки подзолистого горизонта которых обнаруживаются в профиле на глубине 50см. Техногенный профиль антропозёма отличается от зональной почвы морфологией, нейтральной реакцией среды, облегчённым гранулометрическим составом, каменистостью, водно-физическими свойствами. Сконструированная почва искусственно обеспечена гумусом и элементами питания растений, но её нельзя назвать окультуренной, так как дерновый горизонт слишком маломощный (10см), и корни растений не получат достаточного питания в толще малоплодородного покровного суглинка. Но самое главное, рукотворная почва, появившаяся на месте «оскальпированной» дерново-подзолистой – мертва.

Она не в состоянии поддерживать экологическое равновесие в экосистемах пришкольной территории и окружающего ландшафта.

Итак, наше исследование показало, что школе не обойтись без усилий по восстановлению экологического равновесия и воссоздания почв – живых, дышащих, устойчивых, плодородных, - «одним словом, хороших почв, как бывают хорошие люди» (К. Чапек).

Предлагаемые мероприятия по улучшению плодородия почв:

1. Желательно почвы оптимизировать по гранулометрическому составу до среднего суглинка, за счёт внесения гумусированной дерновой земли или чернозёма слоем около 10см с последующей перекопкой. Это мероприятие будет способствовать улучшению структуры почвы, накоплению ей продуктивной влаги и улучшению температурного режима почв.

2. Увеличение мощности гумусового слоя до 20 – 30см и обогащение его гумусом, что достигается внесением высоких доз органических удобрений в норме до 500кг на сотку (навоза, торфонавозных компостов и др. ). Необходим посев сидеральных культур, таких как клевер, люпин, горох с последующей их заделкой в почву.

3. Нейтральная реакция среды не требует известкования почв. В случае выращивания ацидофильных культур (рододендрон, гортензия, азалия) допустимо подкисление почвы верховым торфом.

4. Газонные культуры будут способствовать улучшению агрофизических свойств и, в конечном итоге, повышению плодородия почв пришкольной территории.

5. Окультуриванию урбанозёмов послужит организация клумб, сада лекарственных растений, посадочных ям при расширении ассортимента кустарниковых и древесных культур в целях ландшафтного озеленения.

Реабилитация исследованных почв потребует периодического мониторинга их химических и физических свойств в дальнейшем.

Кроме того, в следующих этапах нашего исследования целесообразно изучение почв близлежащего лесопарка для сравнения их с почвами пришкольной территории. Рукотворная почва, созданная человеком возле школы, - мертва. Жива ли почва, человеком не тронутая?