Оценка устойчивости агроландшафта к антропогенному влиянию

 

Данные  по  устойчивости  почв  хозяйства  к  антропогенному  воздействию  позволят  дать  квалифицированное  заключение  о  качестве  почвы  в  наблюдаемое  время  и  спрогнозировать  его  изменения  в  будущем,  оптимизировать  размещение  промышленных  предприятий,  степень  очистки  выбросов  веществ,  загрязняющих  природную  среду,  и  провести  экологическую  экспертизу  территории [7].

Средневзвешенный бал составляет 9,5, почва в хозяйстве района неустойчива к антропогенному воздействию, т.е. почвы пригодны для возделывания сельскохозяйственных культур с ограничениями, которые могут быть преодолены простыми агротехническими, мелиоративными и противоэрозионными мероприятиями: известкование, углубление пахотного слоя, применения органических и минеральных удобрений и т.д.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.Оценка степени  деградации

1. Деградация почв

Деградация  почв  представляет  собой  совокупность  процессов,  приводящих  к  изменению  функций  почвы  как  элемента  природной  среды,  количественному  и  качественному  ухудшению  ее  свойств  и  режимов,  снижению  природно-хозяйственной  значимости  земель. При  этом  под  природно-хозяйственной  значимостью  понимается  качество  земель,  лимитирующее  характер  и  эффективность  их  хозяйственного  использования,  участия  почвенного  покрова  в  обеспечении функционирования  экосистем  и  существования  природных  ландшафтов.

Деградация  земель  может быть  вызвана  и  химическим  загрязнением,  то  есть  изменением  химического  состава  почв  под  воздействием  промышленности,  сельского  хозяйства,  бытовой   и  иной  деятельности  человека,  что  также  приводит  к  снижению  качества  земель  и  плодородия  почв.

Таким  образом,  ухудшение  свойств  почвы  как  среды  обитания  биоты  в  результате  воздействия  природных  или  антропогенных  факторов  называется  деградацией,  а  почвы,  в  которых  негативное  процессы  природного  или  антропогенного  характера  привели  к  снижению  сбора  растительной  продукции  или  ее  качества,  называют  деградированными [7].

2. Определение степени и периода деградации

Под  степенью  деградации  почв  и  земель  в  целом  понимается  характеристика  их  состояния,  отражающая  ухудшение  качества  их  состава  и свойств. Крайней  степенью  деградации  является  уничтожение  почвенного  покрова.

Степень  деградации  почв  и  земель  для  каждого  из выделенных  видов  деградации  характеризуется  (в  баллах)  следующими  уровнями:

0 – не деградированные  почвы,  продуктивность  которых  соответствует  естественному  плодородию  (возможные  отклонения  в  неблагоприятную  сторону  до  5٪);

1 – слабодеградированные  почвы,  возможное  снижение  продуктивности   которых  не  превышает  25 ٪ ;

2 – среднедеградированные  почвы с падением продуктивности на 25-30 ٪;

3 – сильнодеградированные  почвы,  снижение  продуктивности  которых  составляет  50-75  ٪ ;

4 – очень  сильно деградированные  почвы,  снижение  продуктивности  которых  достигает 75 ٪  и  более.

В  качестве  критериев  деградации  почв,  как  правило,  применяются  не  абсолютные  значения  показателей, а  их  изменение (кратность)  по  отношению  к  исходному  или  принимаемому  за  контроль  состоянию  почвы. За  норму  или  эталон  почвы  при  определении  степени  ее деградации  может  быть  использована  однотипная  условно  ненарушенная  почва  или  данные  предшествующих  исследований.

Определение уровня загрязнения земель химическими веществами проводится на основании показателей, которые используются и в качестве градаций при картографировании загрязненных земель и почв.

В качестве характеристики скорости деградации почв используют величину периода деградации, т.е. гипотетическое время (в годах), за которое анализируемая почва пройдет по рассматриваемому показателю путь от нулевой (0) до четвертой (4) степени деградации. Таким образом, период деградации есть величина, обратная скорости деградации.

Величина периода деградации может иметь отрицательное значение. В таком случае речь идет не о деградации, а об улучшении почвы по рассматриваемому признаку.

При наличии нескольких факторов деградации почв установление ее степени проводится по каждому из наблюдаемых факторов.

Если деградация почвы характеризуется увеличением значения показателя (плотность почвы, содержание тяжелых металлов и т.д.), то период деградации рассчитывается по формуле:

Td = [(Xmax – X0) × ΔT] / (X1 – X0), лет,

где Xmax – значение показателя, соответствующее 4-му баллу деградации;

ΔT – временной промежуток между двумя обследовании (в годах);

Х1 – значение критерия деградации почвы при текущем обследовании;

Х0 – предыдущее значение критерия деградации почвы.

В случае, корда деградация почвы характеризуется уменьшением значения показателя (содержание элементов питания, мощность органогенного горизонта и т.д.), период деградации определяется следующим образом:

Td = [(X0 – Xmin) × ΔT] / (X0 – X1), лет,

где Xmin – значение показателя, соответствующее 4-му баллу деградации [7].

Таблица 5

Степень химической деградации полей севооборота

Показатель	Номера полей
	1	2	3	4	5
Плотность почвы	0-195	0256,7	075	1-62,5	093,75
Гумус	137,5	219,2	414	0-6,5	082,5
Подвижный фосфор	0-130	0-5,5	138,5	0-9,8	0-82,7
Обменный калий	0-10,3	0-14	321,5	320,3	0-5,2
Медь	0-380	0-421,8	0-416,5	0-427,5	0-414,5
Свинец	055,7	057	057	060	058,1
Цинк	0-3240	0-3360	˜	0-2580	˜
Кадмий	134,7	035,5	134,8	135,6	135,2
Никель	020	125,3	125,2	025,7	124

 

Анализируя таблицу, можно сделать следующие выводы:

- на первом поле почва слабо деградирована по содержанию гумуса и кадмия;

- на втором поле слабо деградирована по содержанию никеля, и имеет 2 степень деградации по гумусу;

- на третьем поле почва  слабо деградирована по содержанию P2O, имеет 3 степень деградации по содержанию  К2О и 4 по содержанию гумуса;

- на четвертом поле  имеет 1 степень деградации по кадмию и цинку и 3 по содержанию К2О;

- на пятом поле  почва слабо деградирована по содержанию кадмия и никеля.

Исходя из вышеприведенных данных, хозяйству рекомендуется устранить источник загрязнения, вести постоянный контроль за содержанием тяжелых металлов в почве и растениях.

Кроме этого, необходимо внедрить комплекс специально разработанных агротехнических и агрохимических мероприятий, направленных на повышение содержания в почве основных питательных элементов.

 

 

 

 

 

 

4. Возможности оптимизации функционирования агроэкосистем

В целом оптимизация функционирования агробиоценоза проводится на нескольких уровнях:

• Уровень растительного организма и входящих в него подсистем;
• Уровень популяции;
• Уровень агрофитоценоза;
• Уровень агробиогеоценоза.

Оптимизация процессов, протекающих в организме растения, представляет собой «конструирование» растения с целью обеспечения высокой продуктивности при хорошо выраженной конкурентоспособности и устойчивости к неблагоприятным факторам среды.

При регуляции функционирования популяции растений, прежде всего обращают внимание на её плотность, которая во многом определяет взаимоотношения растений между собой. Поэтому необходимо проводить мероприятия по оптимизации плотности популяций культурных растений, которая должна быть такой, чтобы не было взаимного угнетения культурных растений, не снижался уровень их продуктивности и не возникало массового развития сорняков.

Для достижения цели создания оптимальных условий жизни агрофитоценоза необходимо предусмотреть решение нескольких задач, среди которых прежде всего следует отметить обеспечение культурных растений необходимыми им экологическими факторами.

При регуляции и оптимизации процессов, протекающих в агробиоценозе, в дополнение к ранее рассмотреным, следует добавить оптимизацию почвенных процессов. Большую роль играет регуляция и оптимизация водного режима почв. Проводят работы по максимизации уровня содержания диоксида углерода в приземном слое воздуха, активизации внутрипочвенных биологических процессов, а также комплекс мероприятий по увеличению запасов органических веществ и гумуса в почвах [7].

Снижение содержания в почве гумуса приводит к ухудшению почвенного плодородия – уменьшается биологическая активность, ухудшаются физические свойства почв, увеличивается кислотность, увеличивается подвижность тяжелых металлов. В свою очередь все это способствует снижению ее устойчивости к антропогенному воздействию.

Уплотнение почвы приводит к разрушению структуры, увеличению в ней тонкодисперсных частиц. Физические свойства почв ухудшаются, что способствует развитию водной и ветровой эрозии. Нарушается газовый обмен между почвой и атмосферным воздухом.

Аккумуляция ТМ агроландшафтами зависит от многих факторов как природного, так и техногенного фактора. Основные из них: характеров почвообразующих пород, климат, растительность, рельеф местности, особенности расположения техногенных источников ТМ региона, тип водного режима почв, метеорологические условия и др.

Рассмотрим более подробно рекомендуемые мероприятия по рекультивации и восстановлению деградированных почв:

1. Внесения органических удобрений.

Внесение органических удобрений способствует улучшению почвенного плодородия - повышается биологическая активность, увеличивается запас питательных элементов, емкость катионного обмена, улучшаются водно-физические свойства почв. Все это способствует также повышению их устойчивости к антропогенному воздействию. Кроме того, компоненты органических удобрений образуют с ионами тяжелых металлов органоминеральные соединения различной природы, в том числе и обладающие малой подвижностью [4].

2. Известкование.

Известковые материалы образуют с катионами тяжелых металлов труднорастворимые соли, а так же при нейтрализации почвенной среды увеличивается катионообменная емкость почвы, возрастает прочность металлоорганических комплексов, усиливаются некоторые физико-химические и химические процессы, способствующие сорбции металлов и, следовательно, увеличивается специфическое и неспецифическое поглощение тяжелых металлов [4].

3. Внесение минеральных удобрений.

Минеральные удобрения способствуют воспроизводству органического вещества почвы, увеличению ее биологической активности, росту микробной биомассы и т.д., что опосредованно способствует улучшению экологического состояния почв [4].

4. Разработка почвозащитных севооборотов и др.

В целом следует помнить, что агробиоценоз может устойчиво функционировать в неизменном виде лишь при условии постоянных энергетических затрат, а также их оптимизации. При несоблюдении этих условий происходит разрушение агробиоценоза, причем разрушение может условным или катастрофическим, возможным как раз при интенсификации сельскохозяйственного производства без должного восполнения земле взятых у нее ресурсов [7].