The impact of urban park reconstruction on the aggregate structure of soil | Вплив реконструкції міського парку на агрегатну структуру ґрунту

English. In urban park reconstruction, one of the target management functions is soil quality. The aggregate structure provides the ability to efficiently perform soil ecosystem functions. The study examined the impact of park reconstruction on soil aggregate structure. The study was conducted in the recreational area of the Botanical Garden of the Oles Honchar Dnipro National University (Ukraine), where a 2.8-hectare section of the park has been reconstructed. Reconstruction work on the park included such processes as restoring pedestrian paths, removing shrubs and old damaged trees, and trimming tree crowns. Young trees were planted in places of distant old trees. Old outbuildings that had impaired the aesthetics of the park were also removed. Transport and construction equipment was involved in the reconstruction. There was found that there is an opposite dependence between the size of the fractions and their representation in the structure: the larger the size of the aggregate fraction, the smaller weight this fraction has. According to the index values, the state of the aggregate structure can be defined as good in a predominant number of cases. In a small number of cases, the condition can be assessed as satisfactory or excellent. The distribution of the aggregate fractions can be described by gamma law, the normal law, or a mixture of Gauss laws. The impact of reconstruction and the spatial aspect of variability can explain 15–69% of the variation in the content of aggregate fractions. In the condition of reconstruction, the content of larger fractions decreases, while the content of smaller fractions, on the contrary, increases. As a result of the reconstruction, the average size of aggregate fractions and structure coefficient (ratio of 1–10 mm fractions to dust particles) decreased. After reconstruction, the content of 3–5 mm aggregate fractions in the park's soil does not exceed 10.8% and/or the content of 2–3 mm aggregate fractions does not exceed 15.1%. The exposure of the area to wind combined with the increase in the content of the dust fraction is a very dangerous phenomenon induced by the reconstruction of the park. Decrease in the coefficient of soil structure indicates deterioration of the conditions of soil biota. The deterioration is due to a decrease in the specific weight of mesoaggregates and an increase in the proportion of microaggregates in the structure. Such a trend can lead to colmatage, that is, the space between meso- and macroaggregates can be densely filled with microaggregates, resulting in deterioration of the water and air regime of soils. Also, an increase in the dust fraction increases the risk of crust formation. The soil crust slows the gas exchange and also inhibits the infiltration of water that reaches the ground surface with precipitation, changing the vertical flow of water that replenishes soil moisture to lateral flow, which can accelerate water erosion of the soil. Reconstruction of the park should include alkalization of soil with sod grasses to restore soil structure and protect the soil cover from aerial erosion.

Ukrainian. Під час реконструкції міських парків однією із цільових функцій менеджменту є якість ґрунту. Агрегатна структура забезпечує можливість ефективно виконувати ґрунтові екосистемні послуги. В дослідженні встановлено вплив реконструкції парку на агрегатну структуру ґрунту. Роботи проводили в рекреаційній зоні Ботанічного саду Дніпровського національного університету імені Олеся Гончара (Україна) після реконструкції ділянки парку площею 2,8 га. Реконструкція парку включала такі роботи, як відновлення пішохідних доріжок, видалення чагарників і старих пошкоджених дерев, а також обрізку дерев. На місці віддалених старих дерев висаджено молоді дерева. Демонтовано також старі господарські споруди, які погіршували естетичне сприйняття парку. У реконструкції була задіяна транспортна та будівельна техніка. Встановлено, що між розміром фракцій та їх представленістю у структурі існує протилежна залежність: чим більший розмір має агрегатна фракція, тим меншу вагову частку вона має. За значеннями індексів стан агрегатної структури можна розглядати як добрий у переважному числі випадків. У невеликій кількості випадків стан можна оцінити як задовільний, або відмінний. Розподіл агрегатних фракцій може бути описаний гамма-законом, нормальним законом, або сумішшю гаусових законів. Вплив реконструкції та просторовий аспект мінливості здатні пояснити 15–69% варіювання вмісту агрегатних фракцій. В умовах реконструкції вміст більших фракцій зменшується, а вміст малих фракцій, навпаки, зростає. У результаті реконструкції середній розмір агрегатних фракцій і коефіцієнт структурності зменшуються. Після реконструкції в ґрунті парку вміст агрегатних фракцій розміром 3–5 мм не перевищує 10,8%, та (або) вміст агрегатних фракцій 2–3 мм не перевищує 15,1%. Поєднання продуваності місцевості зі збільшенням умісту пилуватої фракції є дуже небезпечним явищем, індукованим реконструкцією парку. Зниження коефіцієнта структурності ґрунту свідчить про погіршення умов існування ґрунтової біоти. Погіршення відбувається за рахунок зменшення частки мезоагрегатів та збільшення частки мікроагрегатів у структурі ґрунту. Такий тренд може мати наслідком кольматацію, тобто простір між мезо- та макроагрегатами може щільно заповнюватися мікроагрегатами, внаслідок чого погіршується водний і повітряний режим ґрунтів. Збільшення частки пилуватої фракції також збільшує ризики утворення кірки. Ґрунтова кірка уповільнює газообмін, а також гальмує проникнення води, яка потрапляє на поверхню ґрунту з опадами; при цьому вертикальний стік води, який поповнює запаси вологи ґрунту, змінюється на латеральний. Це може прискорити водну ерозію ґрунту. Реконструкція парку має передбачати залуження ґрунту дерновинними травами для відновлення структури ґрунту та захисту ґрунтового покриву від повітряної ерозії.