Признаки для определения стадий рекреационной дигрессии

Диагностика определения стадий дигрессии

Объект history

Объект History является служебным объектом окна (как, например event) и хранит информацию о посещенных пользователем страницах (точнее - их адреса) и позволяет с помощью методов и свойств переходить на любую выбраную страницу. В общем объект дублирет работу кнопок Back и Next на панели управления, но его применение будет очень полезно если панель инструментов и главное меню по каким-то причинам временно недоступны.

Свойство length возвращает количество страниц в списке хронологии.

document.write(history.length);

Данная запись выводит количество посещенных страниц при работе с текущим окном.

Также существует три документированых метода объекта history позволяющие совершать передвижения вперед и назад относительно текущей страницы в списке хронологии и переходить непосредственно к нужной странице. Перечислим эти методы:

• back() - переходит по хронологическому списку на страницу назад.
• forward() - переходит по хронологическому списку на страницу вперед.
• go(n) - переходит по хронологическому списку на страницу по указаному смещению n в любую сторону. Если указано смещение 1, происходит переход на текущую страницу. Если смещение отрицательное - переход на указаное количество страниц назад, положительное - вперед.

<input type="button" value="Back" onclick="history.back();" />

<input type="button" value="Next" onclick="history.forward();" />

(пять стадий дигрессии выделены Казанской Н.С.)

Стадии дигрессии	Коэффициент рекреации (Кр)	Состояние
напочвенного покрова и подстилки	древостоя, подроста и подлеска
	Кр = 0,05	травяной покров не нарушен и соответствует типу леса; подстилка не нарушена	подлесок и подрост соответ-ствуют условиям местопроиз-растания и не повреждены (допустимая рекреационная нагрузка)
	Кр = 0,1	травяной покров мало нарушен, ярусность покрова выражена	Подлесок и подрост удовлетво-рительный и хороший; в древо-стое преобладают деревья хоро-шего и удовлетворительного состояния (75…90%) (предельно допустимая рекреа-ционная нагрузка)
	Кр = 0,1-0,3	травяной покров нарушен, ко-личество лесных и лесолуго-вых трав уменьшено; наличие сорных или луговых трав, не характерных условиям место-произрастания; ярусность покрова ещё сохраняется	сохранившийся подрост мало дифференцирован; почти нет всходов коренных лесообра-зующих пород (порог устойчивости)
	Кр = 0,3-0,6	травяной покров деградиру-ющий; резко увеличивается фитомасса и численность сор-ных и луговых растений; под-стилка в стадии разрушения	своеобразная структура БГЦ в виде чередования куртин под-леска и маложизненного под-роста, ограниченного поляна-ми и тропами (критическая нагрузка)
	Кр = 0,6 и более	травяной покров, характер-ный для данных условий мес-топроизрастания, деградиро-вал; покрытие и фитомасса сорных и луговых растений намного больше,чем лесных, которые сохраняются только у основания стволов; подстилка в стадии полного разрушения	подрост и подлесок почти пол-ностью отсутствуют; сильно увеличена освещённость под пологом; деревья имеют меха-нические повреждения, усыха-ют; у значительной части дере-вьев корни обнажены и высту-пают на поверхность (катастрофическая нагрузка)

Природные комплексы в зависимости от характера внутренних взаимосвязей объединяются в пять классов устойчивости к рекреационным нагрузкам.

Граница устойчивости биогеоценоза определяется способностью к самовосстановлению при существующих рекреационных нагрузках, которые в зависимости от степени их воздействия на природную среду подразделяют на допустимые, предельно допустимые, критические и катастрофические.

Допустимая рекреационная нагрузка соответствует изменениям лесных экосистем от почти незаметных признаков деградаций до изменений, соответствующих верхней границе второй стадии дигрессии. При этом природный комплекс способен выдерживать увеличение рекреационной нагрузки, не теряя способности к самовосстановлению. Нагрузка, соответствующая 2 ^ой стадии дигрессии, принимается за оптимальную.

На лесных территориях с явным преобладанием 1 ^ой и 2 ^ой стадий рекреационных дигрессий обычно не регулируют посещения и не проводят каких-либо значительных работ по рекреационному благоустройству.

Предельно допустимая рекреационная нагрузка соответствует верхней границе 3 ^ей стадии дигрессии, при которой лесные экосистемы ещё способны к самовосстановлению, но с потерей некоторых существенных компонентов или отдельных взаимосвязей (изреживание верхнего полога и подроста, обеднение видового состава травостоя, типичного для определённого типа леса). На этих территориях следует проводить мероприятия, направленные на некоторое регулирование потоков посетителей и повышение уровня рекреационного благоустройства.

Граница перехода 3 ^ей стадии дигрессии в 4 ^ую считается порогом устойчивости природного комплекса. Дальнейшее увеличение нагрузки приводит лесную экосистему к 4 ^ой стадии дигрессии, при которой восстановление общей структуры природного комплекса невозможно без значительных по объёму ограничительных и лесовосстановительных мероприятий.

Рекреационные нагрузки, приводящие природный комплекс к 4 ^ой стадии дигрессии, считаются опасными, а их верхний предел называется критической рекреационной нагрузкой.

Нагрузки, приводящие природный комплекс к 5 ^ой стадии дигрессии, считаются катастрофическими. При этом необратимо нарушаются взаимосвязи между компонентами первоначального природного комплекса. Требуются значительные по объёму ограничительные лесовосстановитель-ные и архитектурно-планировочные мероприятия.

Большинство исследователей считает, что граница устойчивости БГЦ проходит между 3 ^ей и 4 ^ой стадиями: на 4 ^ой стадии гибель подроста приводит к потере фитоценозом способности к естественному восстановлению; (но что понимать под устойчивостью - если способность леса самовосстановлению, то даже на 5 ^ой стадии при прекращении рекреационных нагрузок БГЦ может восстановить своё исходное состояние, но для этого потребуется не один десяток лет; если под устойчивостью понимают сохранение данного типа леса, данной густоты древостоя, соответствующей продуктивности БГЦ, то граница устойчивости для разных параметров БГЦ проходит на разной стадии дигрессии).

На 2 ^ой стадии происходит смена травяного покрова, следовательно, смена типа леса, и первая граница устойчивости пройдена. На 3 ^ей стадии резко снижается текущий прирост у деревьев и начинается уменьшаться густота древостоя.

Под устойчивостью понимается рекреационная нагрузка, которую может выдержать данный тип лесного БГЦ без изменения типовой принадлежности.

В результате гибели подроста при сохранении рекреационных нагрузок лес теряет способность к самовосстановлению (3-4 стадии). Изреживание древостоя уменьшает массу подстилки, вытаптывание уплотняет и разрушает её. В результате ухудшаются условия почвообразования. Вытаптывание опасно и зимой, так как уплотнение снега ведёт к промерзанию почвы. Увеличение освещённости, разрушение подстилки и уплотнение почвы приводит к вытеснению лесных трав луговыми. Они задерняют почву, препятствуя развитию подроста. Подрост гибнет также и от вытаптывания.

Вытаптывание повышает твёрдость верхнего горизонта почвы, ухудшает его структуру, увеличивает объёмную массу, уменьшает водопроницаемость и порозность. В результате в почве нарушаются химические и биологические процессы. Это приводит к резкому уменьшению питания деревьев и возникает необходимость распространения вширь и поднятия к поверхности жизнедеятельных сосущих корней и к их вытаптыванию. Ухудшение питания вызывает снижение прироста деревьев, их заболевание, они заселяются вредителями и гибнут.

С уменьшением запаса подстилки, биомассы травяного яруса и подроста, состояния деревьев при рекреации наблюдается изменение свойств почвы. Так порозность супесчаных и песчаных дерново-подзолистых почв может уменьшаться на 5…10%, объёмная масса возрастать на 0,1…0,3 г/см³, влияние воздействий может прослеживаться до глубины 4 см. На суглинистых дерново-подзолистых почвах под тропинками, характерными для 5 ^ой стадии дигрессии, влияние рекреационного воздействия прослеживается до глубины 18 см.

Для лесных почв, особенно для верхних горизонтов, характерно значительное варьирование большинства свойств: плотности, водопроницаемости. Порозность в гор.А₁ дерново-подзолистых почв снижается до 65% вместо 73-75% на 1 ^ой и 2 ^ой ступени повреждения и до 48% на 3 ^ей при уплотнении.

При уплотнении почв снижается водопроницаемость в 1,5…2 раза на почвах 1 ^ой и 2 ^ой степени вытоптанности и до35 раз на 3 ^ей. Уплотнение почвы и снижение их водопроницаемости способствует поверхностному оглеению на тропинках 3 ^ей степени вытоптанности; в профиле появляются сизоватость, ржавые пятна. Под воздействием рекреационных нагрузок изменяется механический состав почвы в слое 0…4 см (гор. А₁); уменьшается содержание крупных фракций, увеличивается количество мелких при 3 ^ей степени вытоптанности. Менее значительно изменяются химические свойства почвы.

При уплотнении почвы 1 ^ой и 2 ^ой степени на некоторых участках тропинок в гор. А₁ заметно увеличивается содержание гумуса; при 3 ^ей степени нарушения содержание гумуса в почве снижается на 1…2%. Для дерново-подзолистых почв такое снижение гумусированности не меняет таксономического положения почвы в существующей классификации, но требует иной лесорастительной оценки. Другие почвы могут перейти в вид слабогумусных.

От степени уплотнения зависит содержание обменных оснований. В дерново-подзолистой почве в березняке в гор. А₁ количество кальция уменьшается по мере нарастания уплотнения, а содержание алюминия увеличивается. В дерново-подзолистых почвах под ельником содержание кальция и алюминия сначала увеличивается на 2 ^ой стадии уплотнения, а при 3 ^ей – снижается и составляет 1 мг-экв/100 г почвы. Такие различия в содержании обменных оснований не влияют на положение почв в существующих таксономических рамках.

Под влиянием рекреационной нагрузки изменяется не только абсолютное значение свойства, но и характер анизотропности, характер изменчивости почв в пределах парцеллы.

В березняке на участке 3 ^ей степени уплотнения объёмная масса почвы закономерно снижается по мере удаления от ствола дерева; меняется анизотропность тессеры; уменьшается амплитуда колебания величины плотности почвы.

В ельнике волнообразное колебание величины плотности прослеживается слабо на тропинках 3 ^ей степени уплотнения, причём заметно уменьшается амплитуда её колебаний.

Эволюция структуры почвенного покрова. Сеть тропинок 3 ^ей степени уплотнения делит участок леса на ряд фрагментов, обычно близких по форме к многоугольникам, внутри которых к центру чередуются все зоны, различающиеся по степени вытоптанности. Рядом с тропинкой располагается зона 3 ^ей степени, затем 1 ^ой; в центре участка может оставаться почти ненарушенное ядро. Изменение свойств почвы в зависимости от степени вытоптанности приводит к формированию под влиянием рекреационных воздействий особой композиции, структуры почвенного покрова, отличающейся от исходной, связанной генетически с парцеллярным строением БГЦ.

В зависимости от степени использования лесопарка при сохранении общего геометрического рисунка структуры почвенного покрова меняется лишь степень вытоптанности микрозон. При преобладании 2 ^ой и 3 ^ей степени вытоптанности БГЦ теряет полностью исходную парцеллярную структуру и превращается в искусственный ценоз со специфической структурой.

При этом структуру почвенного покрова таких БГЦ можно отнести к искусственным регулярно-циклическим мозаикам и микромозаикам – комплексам, в которых округлый элементарный почвенный ареал окаймлён линейными ареалами вновь сформированной почвы. (найти рис.)

Исходная почва в центре комплекса отличается от нарушенной рекреационным воздействием почвы такими свойствами как плотность, гумусированность, содержание обменных оснований. Но главное различие заключается в изменении микроструктуры почвенного покрова в исходных парцеллах; в разрушении, деградации исходной структуры, исчезновении исходных тессер с их микропятнистостями и микромозаиками.

Восстановление рекреационных лесов. После прекращения рекреационной нагрузки исходный БГЦ восстанавливается очень медленно. На дерново-подзолистых суглинистых почвах нарушения 2 ^ой степени стали почти незаметны, а через 7-8 лет восстановили растительный покров и плотность почв. Участки с нарушениями 3 ^ей степени требуют для своего восстановления на тех же почвах около 30 лет; только тогда плотность почвы восстанавливается до исходной, специфичной для данного БГЦ.

Анализ БГЦ испытавших или испытывающих рекреационную нагрузку, позволяет предложить почвенный метод допустимой нагрузки, так как существует чёткая зависимость степени вытоптанности и стадии дигрессии от плотности верхних горизонтов почв лесного БГЦ.

В лабораторных условиях можно определить степень уплотнения почвы в зависимости от нагрузки и переносить прогнозные допустимые нагрузки в БГЦ.

Результаты изучения физических свойств почвы показывают, что после разрыхления верхнего слоя, т.е. уменьшения плотности до исходного состояния почва уплотняется в течение 3 лет. Для восстановления исходной плотности почвы после уплотнения требуется более длительное время.

Одна из причин замедленного восстановления плотности почвы при прекращении рекреационного воздействия – медленное зарастание нарушенных участков. Ускорить этот процесс могут внесение удобрений и рыхление почвы на глубину 5…10 см (глубина слоя максимального уплотнения).

Анализ рекреационного воздействия выявил одну важную зависимость между свойствами почвы и древостоем. Увеличение плотности почвы обычно сопровождается ухудшением состояния деревьев. Уже на 3 ^ей и 4 ^ой стадиях рекреационной дигрессии почти все деревья поражены корневой губкой и стволовыми вредителями, а к 5 ^ой стадии начинают суховершинить до 10% деревьев.

На ухудшении состояния деревьев сказывается не только почва; решающую роль играют механические повреждения их самих и корневых систем. Но ухудшение свойств почвы причина того, что деревья не справляются с заживлением ран. Свойства почвы играют важную роль в формировании структуры почвенного покрова и структуры БГЦ в лесах с рекреационной нагрузкой.

Внесение удобрений на ранних стадиях дигрессии повышает устойчивость деревьев к заболеваниям, т.е. они очень отзывчивы на улучшение питательного режима.

Деградация почвы – ухудшение свойств и плодородия почвы в результате воздействия природных или антропогенных факторов.

Естественная деградация почв происходит под влиянием природных факторов (вода, ветер).

Деградация антропогенная – постоянное снижение сложности, энергетического потенциала и ёмкости системы, практически необратимое в реальных масштабах времени, связанные с человеческой деятельностью.

Определённая совокупность физико-географических условий может изменять процессы почвообразования и естественные почвы деградировать. Примером может служить деградация чернозёмов, которая происходит при поселении леса на чернозёмах и развивается процесс оподзоливания; чернозёмы деградируют, т.е. переходят в чернозёмы выщелоченные и оподзоленные.

При возделывании культурных растений на почву воздействуют три фактора: механическая обработка почвы, удобрения и сами культурные растения. Кроме положительного влияния на водно-воздушный и пищевой режимы, каждый их этих факторов оказывают на почву и негативное воздействие.

Механическая обработка почвы способствует разрушению структуры и минерализации гумуса; с урожаем из почвы выносятся элементы питания; внесение кислых удобрений создаёт неблагоприятную реакцию среды, токсичную для растений.

В условиях, когда не принимаются меры по устранению и предупреждению воздействия отрицательных сторон технологии, почва деградируется; плодородие, сформированное природными факторами почвообразования, разрушается.

Получение в год двух урожаев на одном поле путём посева промежуточных культур истощает запасы элементов питания растения, почва деградирует. Если не восполнить запасы питательных веществ путём применения органическими и минеральными удобрениями плодородие почв катастрофически падает. Увеличиваются площади почв с пониженным содержанием подвижных форм фосфора, обменного калия, почвы подкисляются. На лёгких малобуферных почвах применение кислых форм удобрений приводит к полному выпадению посевов и образованию «мёртвых» пятен.

Деградация и снижение плодородия часто связаны с развитием биогенной токсичности почвы, т.е. при монокультуре происходит накопление токсичных веществ для культурных растений. Накапливаются в почвах также минеральные подвижные соединения марганца и железа в кислых почвах; сероводород и метан в переувлажнённых, богатых органическим веществом почвах; токсичные соли при неправильном орошении.

В почвах слабоокультуренных кислых, особенно при внесении кислых минеральных удобрений, увеличивается численность токсичных бактерий и грибов, которые отрицательно влияют на рост и урожай культурных растений. При этом усиливается и токсическое влияние соединений ртути, цинка, кадмия индустриального происхождения.

Каждая культура оставляет после себя почву с изменёнными ею свойствами. На эти изменения очень чутко реагируют последующие культуры и даже при благоприятных условиях могут снизить урожай.

Потерю или сильное снижение плодородия почвы при повторном или небольшим перерывом выращивания некоторых культур называется почвоутомлением. К почвоутомляющим культурам относятся лён, клевер, люцерна, сахарная свёкла.

Причины почвоутомления: односторонний вынос и недостаток элементов питания, в т.ч. и микроэлементов; сопутствующая сорная растительность; развитие фитопатогенной микрофлоры, микроорганизмов, выделяющих токсические вещества, а также токсины, выделяемые самими растениями (главная причина).

Корни льна выделяют в почву ароматические вещества, корни люцерны – алкалоиды, являющиеся причиной снижения урожаев хлопчатника первого года по пласту 4-летней люцерны.

Меры борьбы с токсикозом – плодосменный севооборот, известкование кислых почв, внесение органических удобрений, посев люпина на зелёное удобрение, которые оказывают большое влияние на стимулирование полезных и подавлению токсичных микроорганизмов.

Характеристика причин деградации.

Эрозия – процесс разрушения почв под воздействием воды и ветра. В результате эрозии ухудшение почвенного плодородия или полное уничтожение почвы.

Снижение плодородия зависит от степени смытости почв, что связано с постоянным удалением наиболее плодородного слоя и вовлечением в пахотный горизонт менее плодородных нижних горизонтов. При этом ухудшаются химический состав, свойства и режимы почв; снижается содержание запасов гумуса, ухудшается его качественный состав; снижаются запасы элементов питания и содержание их подвижных форм; ухудшаются физические и биологические свойства почвы.

В смытых почвах ухудшается структурное состояние и сложение, уменьшается пористость и увеличивается плотность, что ведёт к снижению водопроницаемости, увеличению поверхностного стока, снижению влагоёмкости и запасов доступной для растений влаги, ухудшается состав обменных катионов, изменяется реакция почвенной среды.

Потеря гумуса ведёт к снижению биологической активности почв; уменьшается численность полезных микроорганизмов, снижается численность мезофауны, падает активность ферментов.

Ухудшение питательного, водного и биологического режимов наряду с ухудшением ряда свойств приводит к падению плодородия и снижению урожая.

Водная эрозия подразделяется на плоскостную или поверхностную, и линейную или овражную.

При поверхностной эрозии происходит смыв верхнего горизонта почвы под влиянием стекающих по склону дождевых или талых вод, которые образуют мелкие струйчатые размывы. Эти размывы при очередной обработке почвы заделываются за счёт постоянной припашки подпахотного слоя почвы. В пахотном горизонте постоянно уменьшается доля исходного верхнего слоя почвы, и он формируется за счёт нижележащих менее плодородных горизонтов; общая мощность почвенного профиля уменьшается; образуются смытые почвы.

При линейной эрозии происходит размыв почв в глубину более мощной струёй воды, стекающей по склону. В горных районах одна из форм эрозии – селевые потоки, образующиеся после бурного снеготаяния или обильных дождей. С водой движутся с большой скоростью мелкозём, галька, камни.

Эрозия, как плоскостная, так и линейная, является естественным процессом, идущим везде, где может возникнуть поверхностный сток.

Интенсивность процесса зависит от социально-экономических и природных условий:

- климата, особенно от количества и распределения осадков (чем больше осадков, тем интенсивнее эрозия);

- связности почв и рыхлых горных пород, от которой зависит их податливость к смыву и размыву (влияние геологических условий территории);

- водопроницаемости почв и горных пород (чем она больше, тем слабее эрозия, что связано с мощностью гумусовых горизонтов, с механическим составом, плотностью);

- глубины местного базиса эрозии, крутизны, длины, формы и экспозиции склона (условия рельефа);

- угла наклона поверхности (чем он больше, тем сильнее эрозионные процессы);

- приёмов обработки почвы;

- растительного покрова – самый важный фактор (чем он лучше развит, тем слабее эрозия).

Корни растений связывают, скрепляют почвенные частицы; растительный покров задерживает часть осадков, заставляя их испаряться обратно в атмосферу, ослабляет живую силу дождевых капель, тем самым, уменьшая их разрушающее действие на почву.

Под естественным растительным покровом, особенно под лесом, значительно выше водопроницаемость, меньше промерзаемость почв – оба эти условия ведут к понижению поверхностного стока, вплоть до полного его исчезновения, и эрозия почвы получает ничтожное развитие. Особенно высока роль лесной подстилки полностью поглощающей живую силу дождевых капель и резко снижающей скорость текучей воды. На площадях с хорошо развитым растительным покровом, особенно лесным, эрозии почти не наблюдается.

Медленно идущая эрозия под естественным ненарушенным растительным покровом имеет повсеместное распространение при наличии благоприятствующего стоку рельефа и называется нормальной денудацией.

При антропогенном вмешательстве, когда естественный растительный покров подвергается порче или уничтожению в результате вырубки, неумеренного выпаса скота, распашки, происходит изменение таких свойств почвы как пористость, воздухоёмкость, возрастает влагоёмкость, снижается водопроницаемость и увеличивается поверхностный сток.

Усиление поверхностного стока приводит к развитию ускоренной эрозии в отличие от естественной.

Ускоренная эрозия связана с удалением естественной растительности, неправильным использованием почвы, в результате чего темп эрозии резко возрастает. Ускоренная эрозия представляет собой почворазрушительный процесс в противоположность почвообразовательному, идущему под целинным растительным покровом.

Первым от эрозии начинает страдать почвенный слой, который в результате уничтожения растительности при наличии небольших уклонов начинает разрушаться и смываться. На горизонтальных плоскостях он развеивается ветром.

В лесном хозяйстве развитие эрозии усиливается при трелёвке древесных стволов. Трелёвка наносит вред даже в условиях равнинного рельефа, так как разрушает и сдирает лесную подстилку и гумусовый слой, т.е. наиболее плодородные горизонты. От неё страдает подлесок и подрост вплоть до уничтожения. Всё это ухудшает условия лесовозобновления.

Особенно трелёвка наносит огромный вред в условиях горного рельефа. По ложбинам, образовавшимся в местах трелёвки, устремляются потоки талых и ливневых вод, что приводит к уничтожению не только почвы, но и рыхлых почвообразующих пород, а также к обнажению скальной породы, на которой не может расти не только лес, но даже растительность. Тем самым сводятся на нет результаты многовекового почвообразовательного процесса, а сними и возможность не только естественного, но и искусственного лесовозобновления.

Непосредственным результатом почвенной эрозии является резкое снижение продуктивности эродированной площади. Урожай сельскохозяйственных культур на слабосмытых почвах на 22…26%, на среднесмытых на – 49…58%, на сильносмытых – на 62…69% ниже, чем на несмытых.

Снижение продуктивности связано с большой потерей питательных веществ, особенно усвояемых форм, содержащихся в гумусовом горизонте, особенно соединений азота и микрофлоры.

Эрозия ухудшает физические свойства почвы, разрушая структурный гумусовый горизонт. На поверхности оказывается бесструктурная плотная горная порода, труднопроницаемая для корневых систем растений. Эта порода обладает малой водопроницаемостью, вследствие чего усиливается поверхностный сток. Ухудшению водного режима способствует, и потеря значительной доли зимне-весенних осадков.

Кроме водной эрозии огромный ущерб наносит ветровая эрозия; особенно опасны чёрные бури. Они вызывают гибель посевов на многих тысячах гектар. Ветровая эрозия, особенно чёрные бури, уносят с территории распространения самый плодородный пахотный слой почв.

Эрозия широко распространена на огромных территориях земного шара, поэтому все государства принимают все меры по организации борьбы с ней; разработаны целые комплексы организационно-хозяйственных, агротехнических, лесомелиоративных и гидротехнических мероприятий.

Организационно-хозяйственные мероприятия предусматривают обоснование и составление плана противоэрозионных мероприятий, и обеспечение его выполнения. Этими мероприятиями предусматривают подготовку данных о противоэрозионной устойчивости территории, куда входят почвенная карта и картограмма эродированных почв, карта рельефа, почвообразующих пород и т.д.

На основании обобщённых данных составляется план правильной противоэрозионной организации территории и разрабатывается система противоэрозионных мероприятий с учётом возможности деления земель на 9 категорий по интенсивности их применения.

А. – Земли, интенсивно используемые в земледелии:

1-ая категория - почвы не подвержены эрозии;

2-ая категория - почвы подвержены слабой эрозии;

3-ья категория - почвы подвержены средней эрозии.

Почвы этих категорий используются в полевом севообороте.

4-ая категория - почвы подвержены сильной эрозии (используются в системе специальных почвозащитных севооборотов).

Б. – Земли, пригодные для ограниченной обработки:

5–ая категория - очень сильно эродированные земли, отводятся под сенокосы, пастбища или выделяются в почвозащитные севообороты с 1-2 полями зерновых и 5-10 полями многолетних трав.

В. – Земли, непригодные для обработки, но преимущественно овражно-балочная сеть:

6-ая и 7-ая категории - непригодны для почвозащитных севооборотов и используются под сенокосы и пастбища с нормированным выпасом и применением поверхностного улучшения;

8-ая категория – земли непригодные для земледелия, но пригодные для лесоразведения;

9-ая категория - «бросовые» земли – обрывы, скаты, каменистые осыпи и пр.

Агротехнические мероприятия слагаются из использования почвозащитных свойств самих растений – многолетних и однолетних трав; приёмов противоэрозионной обработки почв (обработка поперёк склона, бороздование, обваловывание и лункование зяби и паров, вспашка с почвоуглублением, щелевание и кротование почв, поделка ливнеотводных борозд, заравнивание промоин и разъёмных борозд); специальных приёмов снегозадержания и регулирования снеготаяния (посев кулис из высокостебельных растений, валкование снега, применение щитов, полосная укатка и зачернение снега); агрохимических средств повышения плодородия эродированных почв (применение органических и минеральных удобрений).

Против ветровой эрозии применяется плоскорезная вспашка, когда на поверхности почвы остаются стерня и пожнивные остатки, препятствующие сдуванию снега, и способствуют увеличению запасов влаги. Полосное земледелие – чередование полос однолетних растений с полосами эрозионно-устойчивых или многолетних трав (ширина 50 м на лёгких почвах, на более стойких 50…100м, а на однолетних 100…150м). Сплошное или полосное оставление стерни на высоком срезе: специальные посевы высокостебельных культур (подсолнечник, кукуруза), создание шероховатой поверхности пашни при её обработке и посеве. Ранние сроки посева яровых культур; на выгонах и пастбищах нормированные выпасы скота; применение искусственных структурообразователей.

Фитомелиоративные приёмы – севообороты с многолетними травами; специальные почвозащитные севообороты с повышенным насыщением многолетними травами на сильно эродированных почвах; создание буферных полос из многолетней и однолетней травянистой растительности на крутых и длинных склонах; почвозащитные севообороты с полосным размещением культур; посев на парах и полях с пропашными культурами буферных полос; занятые пары в районах достаточного увлажнения; кулисные посевы на парах и по зяби; перекрёстный посев; залужение водоподводящих лощин к оврагам и балкам и т.д.

Лесомелиоративные мероприятия включают создание лесных защитных насаждений различного назначения:

- ветрозащитные лесные полосы, создаваемые по границам полей севооборотов, участков многолетних насаждений;

- полезащитные лесные кустарниковые и лесокустарниковые полосы, закладываемые поперёк склонов для задержания поверхностного стока;

- приовражные лесные полосы;

- лесокустарниковые и кустарниковые насаждения по откосам и днищам оврагов;

- сплошное или куртинное облесение сильноэродированных или эрозионно-опасных земель, непригодных для сельскохозяйственного использования (пески, очень крутые склоны).

Гидротехнические мероприятия применяют в тех случаях, когда другие приёмы не в состоянии предотвратить эрозию. К ним относятся гидротехнические сооружения, обеспечивающие задержание или регулирование склонового стока: поделка террас с широкими основаниями, валов и канав; различные вершинные сооружения (лотки, водотоки), останавливающие дальнейший рост оврагов; донные сооружения по руслам и днищам оврагов и ложбин; устройство лиманов и террас; выполаживание откосов оврагов. Система почвозащитных мероприятий должна осуществляться с учётом зональных особенностей земледелия и природных условий проявления эрозии.

Мероприятия по борьбе с эрозией могут быть предупредительными, т.е. имеющими целью предупредить возможность развития эрозии. К числу таких мероприятий относятся, прежде всего:

- правильное размещение угодий, т.е. правильная организация территории; на более крутых склонах оставляют лесные насаждения, как наиболее хорошо защищающие почву от эрозии или луга; пологие и равнинные участки отводят под пахотные земли;

- целесообразное использование угодий - правильные рубки в водоохранных лесах; регулирование выпаса в лесах и на луговых участках, расположенных на склонах; введение севооборотов с большим травяным клином; правильная вспашка (поперёк склона) или контурная вспашка (по горизонталям изгибов склона); зяблевая вспашка (повышает водопроницаемость, создаёт микрорельеф, способствующий задержанию талых вод).

- в горном земледелии прибегают к ступенчатому террасированию склонов с их обваловыванием;

- облесение эродированных территорий с целью перехватывания поверхностного стока с безлесных участков;

- создание на склонах водопоглотительных полос, способствующих прекращению поверхностного стока и переводу его в почвенный и грунтовый;

- введение посевов многолетних трав способствует понижению почвенного стока и восстановлению плодородия смытых почв;

- посевы на смытых склонах многолетнего люпина.

Применение всех этих мероприятий в комплексе, путём применения целой зональной системы, позволяет восстановить утраченный почвенный слой, хотя это является трудной задачей и требует длительного времени.

Промышленная эрозия почв – разрушение почвенного покрова вследствие промышленной деятельности человека.

Наиболее полное разрушение почв и ландшафта наблюдается при добыче полезных ископаемых открытым способом. Огромные карьеры с отвалами вскрышного грунта, высокие терриконы вблизи шахт способствуют загрязнению окружающей среды, твёрдые наносы загрязняют водоёмы.

Обильные перемытые массы грунта при эксплуатации драг на россыпных месторождениях золота и кассерита, мощные скопления шлама вокруг обогатительных фабрик, обширные склады шлака при сжигании каменного угля у тепловых электростанций и металлургических предприятий отчуждают обширные площади почвенного покрова и ведут к накоплению на поверхности токсичных грунтов. При подземной добыче образуются провалы ландшафтов.

Неуклонно уменьшается площадь почвенного покрова за счёт строительства новых предприятий и городов, прокладки дорог и линий высоковольтных электропередач, затопления сельхозугодий при строительстве гидроэлектростанций. В результате хозяйственной деятельности общая площадь уничтоженных почв превышает суммарную площадь современных пахотных земель (14-15 млн. км²).

Восстановление (рекультивация) разрушенных участков почвенного покрова - возникшая проблема современности, требующая незамедлитель-ного её решения. Рекультивация – это не просто засыпка горных выработок, а создание условий для быстрейшего формирования почвенного покрова.

В отвалах разработок бурого угля, накапливаются породы, содержащие пирит и марказит, которые при окислении превращаются в серную кислоту и резко увеличивают кислотность почвы. На отвальных грунтах при рН менее 4 подавляются микробиологические процессы, и на них не развиваются травы и деревья. Кроме того, отвальные грунты бесструктурны, имеют неблагоприятные водно-физические свойства, поэтому требуют различных технологий при рекультивации. На грунты, содержащие пирит, нельзя наносить слой гумусированной массы, так как она быстро приобретает отрицательные свойства. Такие токсичные отвалы сначала перекрывают слоем нетоксичной породы (лёсса), на которую наносится гумусированный слой. Покрытые отвальные грунты засевают определёнными растениями. На нетоксичных породах хорошие результаты даёт их задернение и посадка деревьев.

В некоторых странах на отвалах и карьерах создают экзотические архитектурно-ландшафтные комплексы. На отвалах и терриконах разбивают парки, в карьерах устраивают искусственные озёра с рыбой и колониями птиц.

В зоне орошаемого земледелия возникает проблема вторичного антропогенного засоления почв, связанная с бездренажным орошением и неконтролируемой подачей воды. В результате этого повышается уровень грунтовых вод и, при достижении им критической глубины, начинается энергичное соленакопление за счёт испарения воды. Особенно опасно содовое засоление, так как почвы приобретают сильнощелочную реакцию (рН от 9 до 11), агрегаты высокодисперсных глинистых частиц и гумусовых веществ разрушаются, ухудшаются водно-физические свойства почв, образуется их слитность. В результате вторичного засоления ежегодно в мире теряется около 200…300 тыс. га высокоценных поливных земель.

Для охраны от вторичного засоления создаются дренажные устройства, поддерживающие уровень грунтовых вод на глубине 2,5…3 м, и системы каналов с гидроизоляцией для предотвращения фильтрации воды. Для удаления солей из корнеобитаемого слоя растений применяют промывку почв с дренажным водоотводом, а также приёмы химической мелиорации (гипсование, применение минеральных удобрений, содержащих кальций), введение в севооборот многолетних трав.

Загрязнение почв агрохимикатами. Избыток внесения азота, нарушение соотношения элементов питания может привести к загрязнению продукции нитратами. Избыточное количество нитратов частично поступает в растения, частично мигрирует в грунтовые воды, загрязняя водоёмы, реки и т.д. Повышение иона NO₃^- в питьевой воде до 40…50 мг/л вызывает заболевание детей – метгемоглобинемию (ПДК 10мг/л). Аммиачные соединения азота служат также источником загрязнения почв и природных вод. Источником загрязнения являются отходы животноводства и городские сточные воды.

Фосфорные удобрения, хотя и мало растворимы, однако также попадают в глобальный круговорот, загрязняя реки, озёра, водоёмы. Растворимые соединения фосфора и азота вызывают эвтрофикацию бассейнов стока, вызывая бурный рост водорослей и микроорганизмов, создавая при этом дефицит кислорода. В результате гибнут рыбы и водные животные, при разложении которых образуются сероводород, аммиак и их производные.

Калийные удобрения, хотя и не оказывают прямого негативного влияния при внесении высоких доз, тем не менее, избыток хлора отрицательно влияет на состояние почвы. При избытке хлора ухудшается качество производимой продукции (снижается крахмалистость, качество волокна и т.д.).

Основная задача охранных мероприятий при применении минеральных удобрений – это предотвращение их выноса с поверхностным и подземным стоком и недопущение поступления избыточных количеств вносимых элементов в сельхозпродукцию. Достигается это путём применения сбалансированных доз удобрений и соблюдения сроков и способов их внесения.

Загрязнение почв тяжёлыми металлами (ТМ) и токсичными элементами. В форме твёрдых отходов промышленности ежегодно поступает в атмосферу и на поверхность Земли 20…30 млрд. тонн различных веществ, в т.ч. 50% органических соединений.

С твёрдыми отходами на поверхность поступают такие опасные загрязнители как свинец, ртуть, кадмий, мышьяк, селен, фтор. Основными источниками загрязнения являются сжигаемые топливные ископаемые: уголь, нефть, горючие сланцы, удобрения и пестициды, а также металлургические предприятия. Главный источник загрязнения почв свинцом – выхлопные газы автомобилей. Ежегодно с ними поступает более 250 тыс. т свинца.

С золой поступает на поверхность почв миллионы тонн металлов, значительная часть которых аккумулирована в верхних горизонтах почвы. Распределение ТМ по поверхности зависит от характера и особенностей источника загрязнения, метеорологических особенностей региона, розы ветров, геохимических факторов и ландшафтной обстановки в целом. При попадании в высокие слои атмосферы могут переноситься на большие расстояния.

Загрязнение тяжёлыми металлами образует техногенные геохимические аномалии, в пределах которых выделяют две зоны. Первая, непосредственно примыкающая к источнику загрязнения, характеризуется сильным разрушением почвенного покрова, уничтожением растительности и животного мира. Концентрация ТМ в этой зоне высокая. Во второй зоне, более обширной, почвы полностью сохранили своё строение, но микробиологическая деятельность в них угнетена. Наиболее высокое их содержание наблюдается в самой наружной части профиля

ТМ вовлекаются в биологический круговорот, передаются по цепям питания и вызывают целый ряд заболеваний у животных и человека. При высоких концентрациях губительно влияют на растения, понижая биологическую активность почв. Продукты техногенеза в зависимости от их природы и ландшафтной обстановки, могут терять свою токсичность, перерабатываться природными процессами, либо сохраняться и накапливаться, губительно влияя на живые организмы.

В аккумулятивных ландшафтах продукты техногенеза консервируются и накапливаются. Свинец, ртуть и кадмий сорбируются в верхних сантиметрах перегнойно-аккумулятивного горизонта различных почв суглинистого состава. Миграция их незначительна. В почвах лёгкого состава, кислых и обеднённых гумусом, процессы миграции усиливаются.

В автономных ландшафтах развиваются процессы самоочищения, так как продукты загрязнения рассеиваются с поверхностными и внутрипочвенными водами.

Большая часть легкоподвижных водорастворимых соединений металлов прочно связывается с органическим веществом и высокодисперсными глинистыми минералами. Прочность закрепления убывает в ряду Hg > Pb > Cu > Zn > Cd.

Токсическое действие на микрофлору, беспозвоночных животных и растительность оказывает фтор. Адсорбция его происходит в почвах с хорошо развитым поглощающим комплексом. Растворимые соединения фтора легко перемещаются по почвенному профилю и загрязняют грунтовые воды.

Наиболее токсичны ртуть, кадмий, свинец, мышьяк, отравление которыми вызывает тяжёлые последствия. Цинк и медь менее токсичны, но загрязнение ими почв подавляет микробиологическую деятельность и снижает биологическую продуктивность. Они более мобильны, чем свинец и кадмий. Повышение содержание органического вещества и утяжеление механического состава уменьшает миграционную способность цинка и его соединений. Особенно токсично совместное действие ТМ при одной и той же концентрации, чем одного элемента.

Загрязнение почв пестицидами. Серьёзную проблему создаёт применение разнообразных химикатов для борьбы с сорняками, вредителями и болезнями сельскохозяйственных и лесных культур.

При обработке пестицидами основная их часть накапливается на поверхности почвы и растений. Они адсорбируются органическим веществом почвы и минеральными коллоидами. Сорбция токсикантов обратима. Они могут мигрировать с нисходящим гравитационным током и попадать в грунтовые воды.

Накапливаясь в почве, они могут передаваться по трофическим цепям растение → животное → человек и вызывать заболевания животных и человека. Стойкие хлорорганические соединения (ХОС) и группа диенов сохраняются в почве в течение десятков лет (ДДТ). Фосфорорганические соединения (ФОС) распадаются в течение 3-х месяцев и при распаде не образуют токсичных метаболитов. Вместе с поверхностными водами (авиаобработки) пестициды попадают в водоёмы и отравляют их.

Отрицательные последствия загрязнения почв пестицидами: возможность интоксикации человека и животных и даже гибель; нарушение состава популяций биоценоза и угнетение полезной фауны; возникновение популяций вредителей и болезней, устойчивых к пестицидам; изменение биологической активности почв.

Почва, загрязнённая токсикантами и их метаболитами, становится источником загрязнения растительных и животных продуктов. Атмосферы и природных вод.

Одним из условий охраны почв от загрязнения пестицидами – создание и применение менее токсичных и менее стойких соединений, и уменьшение доз их внесения в почву, соблюдение технологий внесения, сроков и доз и т.д.

Полная детоксикация биоцидов происходит лишь при их распаде на нетоксичные элементы. Разложению токсикантов способствуют реакции окисления, восстановления и гидролиза. Наиболее активно разложение пестицидов проводят микроорганизмы. Ферменты, вырабатываемые микроорганизмами, ускоряют процессы гидролиза, окисления и восстановления. В то же время микроорганизмы используют для своей жизнедеятельности азот, углерод, фосфор, калий, входящие в состав биоцидов.

Загрязнение почв органическими и природными соединениями. Группа органических и природных соединений, к которым относятся полихлорированные диоксины, полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), полихлорированные бифенилы (ПХБ), нитрозосоединения и микотоксины относятся к так называемым суперэкотоксикантам.

Загрязнение почв и растений этой группой токсикантов связано с техногенезом, а именно, с поступлением бытовых, промышленных и сельскохозяйственных отходов.

Диоксины (полихлорированные дибенздиоксины) – обширный класс органических соединений, образующихся в качестве побочных продуктов при синтезе хлорфенолов и их производных. Они выделяются также при сжигании древесины, мазута, полихлорвинила и других пластмасс, бытовых и производственных отходов, образуются в процессе металлургического и нефтехимического производства.

Диоксины высокоперсистентны (т.е. очень устойчивы к процессу разложения) в компонентах окружающей среды, способны мигрировать по трофическим цепям, высокотоксичны и являются глобальными загрязнителями. Попадая в почву, загрязняют корнеклубнеплоды. В организм человека (до 90%) поступают с молоком, яйцами, рыбой.

ПАУ (полициклические ароматические углеводороды). Они поступают в почву с продуктами неполного сгорания нефти и угля. Наиболее опасным канцерогенным загрязнителем биоты является 3,4-бензпирен. Почва – конечный резервуар аккумуляции бензпирена, больше всего его накапливается в гумусовом горизонте; с почвенной пылью, грунтовыми водами, продуктами питания он может попадать в организм человека и животных. Многие пищевые продукты загрязняются ПАУ в процессе технологической и кулинарной обработке (при копчении – рыба, мясо).

Почвенные микроорганизмы обладают способностью расщеплять бензпирен на нетоксичные компоненты, однако процесс их поступления превалирует над детоксикацией.

ПХБ (полихлорированные бифенилы) нередко являются предшественниками диоксинов. Их широко применяют в некоторых трансформаторах. Попадая в почву и воду, они мигрируют по пищевым цепям, загрязняют молоко, яйца.

N-нитрозосоединения – наиболее распространены нитрозамины, которые являются потенциальными канцерогенами. Они образуются в пищевых продуктах, а также в организме животных пи взаимодействии нитритов с аминопроизводными соединениями. Предшественники нитрозаминов – нитриты, первичные и вторичные амины; попадают в окружающую среду с отходами промышленных предприятий, продуктами сгорания топлива, вносятся в почву с удобрениями и химикатами.

Микотоксины – широко распространённая группа загрязнителей пищевой и кормовой продукции, образующиеся на любом виде растений при нарушении условий хранения и технологий возделывания сельхозкультур (на зерновых культурах, поражённых фузариозом). Наиболее распространены и токсичны – афлотоксины, Т-2-токсин, дезоксинивалинол, зеараленон, патулин. Афлотоксины оказывают на организм животных и человека канцерогенное, тератогенное (вызывает уродства у зародышей), имуннодепрессивное воздействие.

Загрязнение техногенными выбросами.

Техногенное подкисление почв связано с выбросами твёрдых и газообразных веществ промышленными предприятиями.

Поступление в атмосферу хлора и соляной кислоты, оксидов азота и азотной кислоты, соединений серы приводит к выпадению кислотных дождей, адсорбции почвой газов и изменению реакции почвенной среды. Приоритетным загрязнителем является сера.

Почва сорбирует соединения серы и скорость сорбции повышается с нарастанием влажности почв, повышением кислотности, увеличением органического вещества, ёмкости поглощения и удельной поверхности почв. Триоксиды серы, растворяясь в жидкой фазе облаков и туманов, превращаются в кислоты и выпадают в виде кислотных дождей (аналогичный путь проходят оксиды азота). Выбросы серной кислоты сопровождаются часто выбросами тяжёлых металлов, оксидами азота и раствором азотной кислоты, соединениями хлора и органических компонентов. Эти сочетания усиливают действие кислотных дождей, а со щелочноземельными металлами - ослабляют.

Фоновая территория – с осадками поступает 3-6 кг/га серы, в промышленных регионах – 25-30кг/га. В дерново-подзолистых почвах содержание серы на фоновой территории 5-7 мг/100г почвы, вблизи промышленных производств 20 и более мг на 100г почвы. Ежегодно в атмосферу поступает до 500млн. тонн кислотных компонентов.

Кислотные дожди усиливают кислотность почв и природных вод, подавляют деятельность почвенной микрофлоры, разрушают структуру почв, нарушают газовый режим, усиливают вынос элементов питания из почвы, поражают древесную растительность и вызывают другие негативные последствия.

Техногенное подщелачивание почв происходит при поступлении щелочноземельных и тяжёлых металлов с выбросами металлургических и аммиака с выбросами химических заводов. Масштабы этих процессов и негативное влияние от них на почву значительно меньше, чем процессов подкисления, но аномальное их возрастание может привести к нарушению необходимых пропорций в элементах питания.

Для многих сельскохозяйственных культур щёлочность неблагоприятна. В условиях щелочной реакции среды и промывного типа водного режима резко усиливается мобильность органического вещества, что приводит к обеднению почв гумусом.

Защита почв от загрязняющих продуктов техногенеза базируется на создании замкнутых технологических систем, на организации безотходного производства, что приводит почти к полному сокращению их поступления в почву. Это предупредительные меры.

При значительном загрязнении верхнего слоя почвы тяжёлыми металлами и другими токсикантам рекомендуют проведение следующих мероприятий:

- удаление этого слоя и его захоронение;

- применение инактивирующих веществ ТМ (вносят в почву ионообменные смолы, но у них ограничена ёмкость);

- внесение извести и органических удобрений, которые адсорбируют ТМ и токсины;

- применение органических, зелёных удобрений, муки из рисовой соломы снижало поступление кадмия и фтора;

- повышенные дозы фосфора понижали токсическое действие свинца, меди, цинка, кадмия.

Загрязнение почв радиоактивными элементами. Появление искусственных радиоактивных элементов в биосфере связано с деятельностью человека, а именно с испытанием ядерного оружия в атмосфере, под водой и под землёй, с функционированием предприятий ядерного технологического цикла (ЯТЦ), атомной промышленности, атомных электростанций, при работах, связанных с радиоактивными веществами.

Локализация искусственных радионуклидов, сбрасываемых в окружающую среду, происходит в почве. Почва не всегда является первоначальным звеном, поскольку им может быть приземный слой атмосферы, гидрологическая сеть (паводковые воды), но приёмником, «депо» радиоактивных веществ всегда является почва.

Поступая на поверхность почвенного покрова, радиоактивные элементы сорбируются почвой, закрепляются в корнеобитаемом слое и служат источником накопления их растениями. Они могут прочно сорбироваться твёрдой фазой почвы и становятся недоступны растениям. Наиболее опасными загрязнителями являются долгоживущие изотопы ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs, которые, поступая в растения, а затем с продуктами питания в организм животных и человека вызывают облучение. Локальное радиоактивное загрязнение почв может возникнуть при аварийных ситуациях на атомных станциях.

Основные принципы осуществления профилактических и активных приёмов устранения неблагоприятных последствий загрязнения территории:

1. Строгое соблюдение всеми предприятиями положений «Закона об охране природы», обязывающих руководителей заводов, фабрик, электростанций не допускать техногенного загрязнения окружающей среды (очистка сточных вод предприятия, закрытые технологии и т.д.);

2. Организация службы разностороннего контроля за поступлением и содержанием в почве всех вредных веществ, вызывающих их загрязнение (почвенный мониторинг);

3. Изучение возможных процессов превращения токсикантов в почвах с учётом особенностей и свойств почв, таких как биопродуктивность и гумусность, кислотно-щелочные и восстановительно-окислительные условия, концентрация почвенных растворов, поглотительная способность почв, ландшафтно-региональные условия территории (особенности климата, рельефа, водного режима, гидрологии, растительности и т.д.), прогнозирование возможного загрязнения почв;

4. Разработка нормативов (ПДК) токсикантов для почв на основе процессов самоочищения под влиянием гидротермического режима почв, деятельности почвенных микроорганизмов и мезофауны, а также ультрафиолетового излучения;

5. Группировка пестицидов по степени их опасности и возможно максимальное сокращение применения наиболее опасных токсикантов;

6. Разработка и широкое внедрение эффективных агротехнических и биологических средств борьбы с вредными организмами; применение малоопасных пестицидов, исключающих загрязнение окружающей среды.

Дата добавления: 2014-01-04