Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Агропромышленность arrow Оценка и прогноз качества земель

Оценка и прогноз качества земель мелиоративного фонда

Критерии и показатели оценки эколого мелиоративного состояния орошаемых и осушенных земель

Площадь орошаемых земель в Украине составляет 2200000. Га, при этом они расположены практически по всех природных зонах и подзонах, но больше всего (84%) их сосредоточено в степной и сухостепной зонах. В структуре почвенного покрова на орошаемых землях преобладают черноземные (61% от общей площади орошения) и каштановые (15%) почвы. Орошения изменило состав почвенного покрова и привело к появлению вторично гидроморфных, засоленных и солонцеватых почв, вызывает необходимость разработки критериев и показателей оценки состояния орошаемых земель.

По данным С.А. Балюка (1997, 1998), долговременные стационарные наблюдения показали, что эволюция почв при орошении может идти как путем сохранения свойств без существенных (классификационно значимых) изменений, так и путем развития деградационных процессов. Направление и скорость грунтовых процессов определяются при этом качеством поливных вод, климатическими и гидрогеологическими условиями регионов, рельефом, природными свойствами почв, техникой и технологией орошения и культурой земледелия. Деградация почв при орошении НЕ становится неизбежной стадией их развития, а проявляется только при определенных условиях. Можно выделить следующие наиболее распространенные деградационные процессы:

1. Подъем уровня грунтовых вод (УГВ) и развитие процессов подтопления и вторичного ирригационного гидроморфизму почв. По данным Госводхоза Украины, площади земель с УГВ менее 3 м составляли в 90-х годах прошлого века 17-20% от орошаемой площади.

2. Активизация галохимического процессов на локальном, региональном и глобальном уровнях. Перераспределение и вынос солей только с дренажным стоком составляет величину 2-3 млн. Т / год. Вторичное засоление почв имеет место на отдельных массивах, локально слабодренированных, которые имеют минерализованные (более 1 г / л) оросительные и / или грунтовые (при УГВ менее 1,5-2,5 м) воды. Площади засоленных земель (вторично и естественно) колеблются по годам в пределах 6-9%.

3. Орошение приводит к повышению содержания водорастворимых и поглощенных натрия. Процесс осолонцевания определяется качеством поливных вод, выходными свойствами грунтов, глубиной залегания и минерализацией грунтовых вод. Площади земель с различной степенью солонцеватости достигают 30-40% от общей площади орошения. В то же время, орошения пресными водами естественно солонцеватых или вторично осолонцованных почв приводит к их ирригационного розсолонцювання.

4. ощелачивания почв, увеличение в них щелочного резерва и показателей общей и токсического щелочности, величины pH.

5. дегумификация орошаемых почв имеет место при развитии эрозионных, щелочных и солонцовых процессов, при отсутствии в севооборотах многолетних бобовых трав и низких (менее 7-9 т / га сивозминнои площади) дозах органических удобрений. Изменение качественного состава гумуса имеет место при осолонцевания почв и проявляется в увеличении содержания фульвокислот и сужении соотношение Сгк: СФК.

6. Агрофизические деградация орошаемых почв проявляется в их знеструктуренни и уплотнении, развития злитизации.

7. Преобразование минеральной компоненты почв при орошении проявляется в увеличении гидрофильности и повышении дисперсности, трансформации наименее устойчивых минералов Смектит, что приводит к уменьшению их содержания и увеличение доли смешанно-слоистых минералов.

8. Техногенное загрязнение - накопление в водах (оросительных, грунтовых и дренажных), почвах и сельскохозяйственных растениях тяжелых металлов, фтора и других загрязняющих веществ. Оно имеет локальное распространение, в регионах с высоким фоновым уровнем (Донбасс) и высокой эмиссией элементов (значительные источники загрязнения, пригородные зоны). На остальной площади наблюдается обеднение пахотных слоев биогенными микроэлементами вследствие их биологического поглощения и вымывания в низшие горизонты, до грунтовых вод.

9. Биологические и биохимические изменения в соотношениях различных групп микроорганизмов, которые приводят к ускорению процессов минерализации органических веществ и трансформации соединений азота, накоплению токсинов.

Масштабы многих из перечисленных выше деградационных процессов неизвестны, так как отсутствует мониторинг орошаемых земель.

Исходя из направленности и интенсивности развития почвенных процессов при орошении для Оценки состояния орошаемых земель необходимо использовать комплекс показателей, который включает:

1) качество оросительных вод;

2) глубину залегания грунтовых вод;

3) минерализацию грунтовых вод;

4) степень засоления верхнего метрового слоя почвы и основания;

5) степень солонцеватости почв;

6) степень ощелачивания почв;

7) степень загрязнения почв фтором, тяжелыми металлами и другими загрязнителями;

8) состав и содержание гумуса;

9) плотность сложения и структурно-агрегатный состав почв;

10) степень проявления негативных экзогенных процессов (подтопление и заболачивание, эрозия и оползни, гидроморфного трансформация почв и основания, просадки и суффозии).

Параметры показателей и оценку их в баллах приведены в табл. 4.20 .

Таблица 4.20

Показатели и критерии оценки эколого-мелиоративного состояния орошаемых земель Украины

Показпикн

Категории состояния земель и оценка, в баллах

Хорошее и удовлетворительное

Удовлетворительное с угрозой ухудшен

неудовлетворительное

слишком

неудовлетворительное

(Кризисный)

1,0

5,0

25,0

125,0

Глубина залегания грунтовых вод (ГВ) в отношении критической (НКС), м

> Нкр

= Нкр

<Нкр

-

Минерализация ГВ, г / л, при глубинах> Нкр (> 5м),

<Нкр (до 5м)

<3.0

<1.0

> 3.0

1,0-3.0

3.0-5.0

> 5,0

Степень засоленности верхнего метрового слоя почвы

незасоленные

Слабо засоленные и незасоленные со следами соды

средне- засоленные

сильно- засоленные

Степень солонцеватости почв

НЕ солонцеватые

слабосолоцювати

средне- солонцеватые

сильно- солонцеватые и солонцы

Степень проявления негативных экзогенных процессов

отсутствуют

слабый

средний

сильный и очень сильный

Надо отметить, что принятая в Госводхозе Украины система оценки мелиоративного состояния орошаемых земель включает ограниченный набор показателей. Это, прежде всего, качество поливных вод, глубина залегания и минерализация грунтовых вод, засоленность и солонцеватость почв.

Качество оросительных вод

Качество оросительных вод оценивают по ГОСТ 2730-94 "Качество воды для орошения. Агрономические критерии" и ведомственным нормативным документам ВИД 33-5,5-12-97 "качество воды для орошения. Экологические критерии". При этом выделяют 3 класса пригодности воды для орошения:

1-й класс - пригодны;

2-й класс - ограниченно пригодны;

3-й класс - непригодны для орошения.

Глубина залегания уровня грунтовых вод (УГВ)

Оценивают среднюю за вегетационный поливной период глубину залегания грунтовых вод: на орошаемых землях, прилегающих к площади орошения, а также в зонах влияния массивов орошения и т. Учитывается УГВ первого от поверхности водоносного горизонта на период исследований. Среднюю за поливной период глубину залегания УГВ рассматривают по отношению к "критической" глубины (НКС), то есть такой глубины, при которой образуется оптимальный водно-воздушный режим для выращивания сельскохозяйственных растений, и нет угрозы вторичного засоления почв. Во Нкр подразумевают среднюю за вегетационный-поливной период глубину залегания УГВ, которую определяют с учетом минерализации грунтовых вод, гранулометрического состава почв и основания, характера почвенного покрова и увлажненности территории. Критические глубины УГВ разработаны для степной зоны Украины гидрогеолого-мелиоративными экспедициями Госводхоза Украины и ИГиМ по данным обобщения многолетнего опыта эксплуатации оросительных систем. Для оценки показателя используют режимные наблюдения годовалого и многолетнего циклов, а также карты глубин залегания грунтовых вод, составлен гидрогеолого-мелиоративными экспедициями Госводхоза, организациями Госкомгеологии Украины.

Минерализация грунтовых вод

Показатель оценивается только при глубинах залегания УГВ менее 5 м от поверхности земли. Для оценки минерализации грунтовых вод используют существующую классификацию Комитета ЮНЕСКО (табл. 4.21).

Определяют по результатам гидрохимического опробования скважин режимной сети и стационаров гидрогеологомелиоративнои службы Госводхоза, гидрогеологической стационарной сети Госкомгеологии.

Таблица 4.21

Классификация грунтовых вод по степени минерализации

Минерализация, г / л

Наименование класса воды

<1,0

пресные

1.0-3.0

слабо соленые

3,0-10,0

Середньосолони (солоноватые)

10,0-35,0

соленые

> 35,0

рассолы

Степень засоления верхнего метрового слоя почвы и основания

Существующие классификации по степени засоления почв составлен с учетом реакции сельскохозяйственных растений на содержание солей в почве. По данным В.А. Ковда, снижение урожайности средне солеустойчивые культур при слабом засолении составляет от 5 до 20%, при среднем - до 20-30% и при сильном - 30-50% и выше.

Таблица 4.22

Классификация грунтов по степени засоления

Содержание солей при различных типах засоления, %

степень засоления

X

СХ

ХС

С

С повышенным содержанием гипса

Смешанный, с участием соды

<0,05

<0.1

<0.2

<0,3

<1.0

<0.1

незасоленные

0,05-0,15

0,1-0,2

0,2-0,4

0,3-0,4

1,0-1.2

0,1-0,2

Слабозасолени

0,15-0,3

0,2-0,4

0,4 0,6

0,4-0.8

1,2-1.5

0,2-0,3

Среды ьозасол иен и

0.3-0,7

0,4-0,8

0,6-0,9

0,8-1,2

1,5-2,0

0,3-0,5

Сильнозасоленные

> 0,7

> 0,8

> 0,9

> 1,2

> 2,0

> 0,5

Очень сильно засоленные

Таблица 4.23

Тип засоления почв

Тип засоления

условные

обозначения

Соотношение анионов (в мг-экв / 100 г почвы)

хлоридный

X

> 2,5

-

-

Сульфатно-хлоридный

СХ

2,5-1

-

-

Хлоридно-сульфатный

ХС

1-0,25

-

-

сульфатный

С

<0,25

-

-

содовый

св

> 2,5

-

Хлоридно-содовый

XCg

2,5-1

-

Содово-хлоридный

CgX

-

1-0,25

-

сульфатно содовый

CCg

-

-

2,5-1

Содово-сульфатный

CgC

-

1-0,25

Соотношение катионов (в мг-экв / 100 г почвы)

кальциевый

К

2,5

-

-

Магниево-кальциевый

МК

2,5-1

-

-

Кальциево-магниевый

КМ

1-0,25

-

-

магниевый

Μ

<0,25

-

-

натриевый

Η

-

> 2,5

-

Магниево-натриевый

ΜΗ

-

2,5-1

Натриево-магниевый

нм

-

1-0,25

-

Кальциево-натриевый

кн

-

-

2,5-1

Натриево-кальциевый

ΗΚ

-

-

1-0,25

По степени и характеру засоления земель определяют засоленность верхнего метрового слоя. Показатель оценивают по результатам солевых съемок и испытаний, данных солевых и почвенно-солевых стационаров, специальных исследований. Тип и степень засоления определяют по содержанию легкорастворимых солей в водной вытяжке. Степень засоления почв и грунтов (категория) устанавливают по суммарным содержанием солей с учетом типа засоления согласно таблице 4.22., А тип засоления почв и основания следует определять по средневзвешенным содержанием ионов согласно таблице 4.23.

Степень солонцеватости почв

Осолонцевания - это наиболее распространенный процесс на орошаемых землях. Степень природной солонцюватости почв по содержанию поглощенного натрия оценивают согласно существующей классификации, приведенной в таблице 4.24.

Таблица 4.24

Классификация грунтов и основания по степени солонцеватости

Содержание натрия от суммы поглощенных катионов, %

почвы

несолонцеватые

слабо

солонцеватые

средне- солонцеватые

сильно- солон

тать

солонцы

высокогумусных

<5

5-10

10-15

15-20

> 20

малогумусный

<3

3-5

5-10

10-15

> 15

Определение степени вторичной солонцеватости почвы необходимо осуществлять на основе комплекса показателей, приведенных в таблице 4.25:

- Содержания поглощенных ,% от суммы катионов;

- Отношение активности натрия к активности кальция ( )

- Термодинамического натриево-кальциевого потенциала, характеризующий процесс осолонцевания (pNa-0,5 РСА)

- Содержания карбонатов и активности кальция (протисолонцююча буферность, табл. 4.26 );

- Гранулометрического состава почв.

Таблица 4.25

Классификация грунтов по степени вторичной солонцеватости

степень солонцеватости

Буферписть почв

Низькобуферни

Середньобуферни

Високобуферни

Тяжелые почвы [1]

НЕ солонцеватые

<1

<0,5

> 1,65

<3

<1

> 1,35

<5

<2

> 1,05

Слабо-солонцеватые

1-3

0,5-1

1,65-

1,35

3-6

1-3

1,35-

0,87

5-10

2-7

1,05-

0,50

средне- солонцеватые

3-6

1-3

1,35-

0,87

6-10

3-7

0,87-

0,50

10-15

7-10

0,50-

0,35

Сильно-солонцеватые

> 6

> 3

<0,87

> 10

> 7

<0,50

> 15

> 10

<0.35

легкие почвы

НЕ солонцеватые

<3

<1

> 1,35

<5

<2

> 1,05

<6

<3

> 0,87

Слабо-солонцеватые

3-6

1-3

135-

0,87

5-Ю

2-7

1,05-

0,50

6-12

3-8

0,87-

0,44

средне- солонцеватые

6-10

3-7

0,87-

0,50

10-15

7-10

0.50-

0,35

12-16

8-12

0,44-

0,27

Сильно-солонцеватые

> 10

> 7

<0,50

> 15

> 10

<0,35

> 16

> 12

<0,27

Таблица 4.26

Градация почв по протисолонцюючою Буферность

буферность почвы

Содержание С aСО3,%

Активность ионов кальция, м-экв / л почвенного раствора

низко буферные

<2

<6

средне буферные

2-10

6-10

высоко буферные

> 10

> 10

Если приведенные показатели указывают на разные степени вторичной солонцеватости приоритет отдается содержания поглощенных Na ++ K +,% от суммы катионов. При этом на основании имеющихся данных предполагают, что при слабой степени вторичной солонцеватости снижение урожая составляет в среднем до 15-20%, среднем - до 20-30%, сильном - до 40-50% и выше. Отсутствие материалов по пространственной характеристики показателя степени солонцеватости почв не позволяет на данном этапе выполнить его региональное картографирования и составить соответствующую карту. Поэтому при оценке эколого-мелиоративного состояния земель показатель учтено только в конкретных фиксированных точках по данным отдельных стационаров с фактическим развитием солончаковых почв и в точках, где потенциально возможен процесс осолонцевания.

Степень ощелачивания почв

Орошения часто вызывает изменение щелочных характеристик грунтов. Природа ощелачивания при этом разнообразна. Это засоление и осолонцевания почв, поступления соды с грунтовых вод, поливы щелочными водами и др. Предложены градации почв по степени ощелачивания и токсического щелочности. Определены уровни снижения урожайности при разной степени ощелачивания от 15-20% - при слабом, до 30-50% - при сильной степени. Разработан градацию почв по степени ощелачивания по комплексу показателей (табл. 4.27), которые вошли в диагностических критериев степени деградации орошаемых почв.

Таблица 4.27

Градация почв по степени ощелачивания [2]

Название почв

показатели

pH

НСО32-

НСО3- Са

pH-pNa

слабощелочные

8,0-8,5

<0,3

4,0-5,0

средне щелочные

8,5-9,0

0,3-0,9

1,0-2,0

5,0-5,5

сильно щелочные

> 9,0

> 0,9

> 2,0

> 5,5

Степень загрязнения почв фтором и тяжелыми металлами. При орошении усиливается миграция тяжелых металлов и фтора по профилю почв. Степень загрязнения почв тяжелыми металлами оценивают по суммарному показателю степени загрязнения Zc, а также путем сравнения фактического их содержания с фоновым и предельно допустимыми концентрациями. Содержание водорастворимых фтора оценивают по градации, представленной в таблице 4.28 .

Таблица 4.28

Градация орошаемых почв по содержанию водорастворимых фтора [3]

Содержание водорастворимых фтора, мг / кг

Уровень содержания фтора

<3

низкий

3-6

средний

6-9

высокий

10

ПДК

> 10

загрязненный грунт

Содержание и состав гумуса

По данным некоторых исследователей (С.А. Балюка и др.) Орошения вызывает в одних случаях непрерывное снижение содержания гумуса, в других - остается без изменений или увеличивается. Предлагается предельно допустимую норму уменьшения содержания гумуса считать 20% от его содержания в исходных почвах (до начала орошения или на неорошаемых почвах) и относить эти почвы к сильнодеградованих.

Изменение агрофизических свойств

При орошении в большинстве случаев наблюдается изменение агрофизических свойств. При этом пахотный слой орошаемых почв становится более плотным, брилистим, его скважность и водопроницаемость уменьшается. Как показатель изменения агрофизических свойств орошаемых почв целесообразно использовать структурно-агрегатный состав (содержание воздушно-сухих и водостойких агрегатов) и плотность сложения пахотного слоя.

Степень проявления негативных экзогенных процессов

Степень проявления или пораженности территории негативными экзогенными (геологическими и техногенными) процессами оценивают по коэффициенту пространственной пораженности n ), который отображает часть площади, которую охватывает тот или иной процесс в пределах исследуемой территории (регионально-типичной области или отдельной ее части). Коэффициент пространственной пораженности рассчитывается по формуле:

где:

- Коэффициент пространственной пораженности;

- Площадь, охваченная той или другим процессом;

F - общая площадь территории, которая оценивается.

Среди регионально развитых экзогенных процессов преобладают процессы подтопления и заболачивания, плоскостной и линейной эрозии, активизации оползней, суффозионного карста, просадок и гидроморфных трансформации почв (подоутворення). Классификация территории по степени пораженности тем или иным негативным экзогенным процессом приведена в таблице 4.29 .

Таблица 4.29

Классификация территории по степени пораженности негативными экзогенными процессами

Значение коэффициента пространственной пораженности - К п

Степень пораженности территории (категория)

0 <КП <0,01

процессы отсутствуют

0,01 <КП <0,1

слабый

0,1 <КП <0,35

средний

0,35 <КП <0,5

сильный

Кп> 0,5

Очень сильный (кризисный)

Степень пораженности территории несколькими процессами оценивают для каждого из них с учетом масштаба картографирования. Вместе с вышеперечисленными показателями он положен в основу оценки эколого-мелиоративного состояния степной зоны Украины. Как показали многочисленные исследования, степень изменений свойств орошаемых почв может быть различным: от слабого, который практически не влияет на функционирование почв и урожай растений, к сильному, что меняет грунтовые свойства и режимы и резко снижает урожай. Все это делает необходимой разработку диагностических критериев деградации орошаемых почв. При этом в качестве критерия определения степени деградации того или иного параметра необходимо принять снижение урожайности культур и разработаны градации степени выраженности того или иного процесса.

Диагностические критерии степени деградации орошаемых почв приведены в таблице 4.30 .

Таблица 4.30

Диагностические критерии деградации орошаемых почв

№ п.п.

показатели

НЕ деградировавший грунт

степень деградации

слабый

средний

сильный

1

Засоленность почв, содержание солей (см. Табл. 4.22)

незасоленные

слабо засолсни

средне- засоленные

сильно- засоленные

2

осолонцевания почв

(См. Табл. 4.24)

несолонцеватые

слабо солонцеватые

средне- солонцеватые

сильно- солонцеватые

3

Ощелачивания почв (см. Табл. 4.27)

Нет

слабо щелочные

средне- щелочные

сильно- щелочные

4

Гумусное состояние почв. Уменьшение содержания гумуса,% от исходного

Нет

до 5

5-20

> 20

5

Агрофизические состояние почв

Структурно-агрегатный состав. %,

6

воздушно-сухие агрегаты (0.25-10,0 мм)

> 70

60-70

40-60

<40

7

водостойкие агрегаты (> 0,25 мм)

35-45

25-35

<25

8

Равновесная плотность, г / см3

9

тяжелые почвы

<1,3

1,3-1,4

1,4-1,6

> 1,6

10

легкие почвы

<1,3

1,3-1,5

1,5-1,6

> 1,6

11

Техногенная и сельскохозяйственное загрязнение

12

Суммарный показатель степени загрязнения почв тяжелыми металлами (Zc)

<16

16-32

32-128

> 128

13

Содержание водорастворимых фтора, мг / кг почвы

<6

6-10

10-20

> 20

Оценку каждого из показателей осуществляют по четырем градациями:

1) Не деградировавший грунт (хорошее состояние)

2) слабая степень деградации (удовлетворительное состояние, почвы со слабым классификационно значимым степени выраженности того или иного деградационного процесса);

3) средняя степень деградации (неудовлетворительное состояние, почвы со средней степенью деградационного процесса);

4) сильная степень деградации (кризисное состояние, почвы с сильной степенью деградационных процессов).

Перечень процессов и показателей почвенно-экологического состояния орошаемых земель и методов их определения приведены в табл. 4.31.

Таблица 4.31

Перечень процессов, показателей и методов их определения

п

Процессы, показатели

методы определения

1

Засоление почв. Содержание солей в почве (СОз, НСО3, Cl, SO4, Са, Mg, Na, К, pH)

ГОСТ 26428-85 "Почвы. Методы определения катионноанионного состава водной вытяжки";

ГОСТ 26423-85 "Методы определения pH и плотного остатка водной вытяжки";

ГОСТ 26424-85 "Почвы. Методы определения ионов карбонатов и бикарбонатов в водной вытяжке",

ГОСТ 26425-85 "Почвы. Методы определения иона хлорида в водной вытяжке";

ГОСТ 26426-85 "Почвы. Методы определения иона сульфата в водной вытяжке";

ГОСТ 26427-85 "Почвы. Методы определения натрия и калия в водной вытяжке";

2

Солонцеватость почв. Содержание обменных натрия, калия, кальция и магния

ГОСТ 26428-85 "Почвы Методы определения кальция и магния в волной вытяжке"

ГОСТ 26950-86. "Почвы. Методы определения обменного натрия";

ГОСТ 26487-85. "Почвы. Определение обменного кальция и обменного (подвижного) магния методом ЦИНАО";

ГОСТ 26210-84. "Почвы. Определение обменного калия"

3

Активность ионов Н, Са и Na в оросительных водах и почвах

Потенциомсфични методы определения активности ионов водорода, Нафи и кальция в оросительных водах и фунтах. Киев, 1997

4

Содержание гумуса в фунтах

ГОСТ 26213-91. "Почвы. Методы определения органического вещества"

5

Агрофизические свойства. Плотность сложения. Структурно-агрегатный состав

Метод режущего кольца (Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А., 1973). Сухое. и мокрое просеивания методом Саввинова (Методическое руководство, 1969)

6

Загрязнение фунтов. Содержание тяжелых металлов и фтора

Инсфукция по определению тяжелых металлов и фтора химическими методами в почвах, растениях и водах при изучении загрязненности окружающей среды. М .: Гbдрометеоиздат, 1978

7

Качество ирригационных вод

ДСТУ 2730-94. "Качество природной воды для орошения Агрономические критерии". ВYД 33-5.5-02-97. Качество воды для орошения. экологические критерии

8

Критическая глубина грунтовых вол

Оценка гидрогеолого-мелиоративного состояния орошаемых земель. К .: Урожай, 1991

Задача оценки почвенно-мелиоративного состояния орошаемых земель реализуется путем:

- Проведение ежегодного почвенно-мелиоративного контроля орошаемых и прилегающих к ним земель;

- Создание участков для длительного стационарного наблюдения за динамикой свойств орошаемых почв;

- Сравнительных аналитических исследований на ключах-аналогах;

- Периодических почвенно-мелиоративных съемок орошаемых и прилегающих земель (ВСН 33-5.5-01-97 "Организация и ведение эколого-мелиоративного мониторинга". Ч. 1 - Орошаемые земли). Оценку эколого-мелиоративного состояния территории выполняют предложенного комплекса показателей (табл. 4.20), которые отражают общие закономерности изменения эколого-мелиоративного состояния осваиваемых массивов (орошаемых и прилегающих к ним земель). Оценку осуществляют на конкретный период времени по среднему баллу в соответствии с оценочными шкалами (критериям) изменения показателей. Средний балл определяется как среднее арифметическое суммы оценочных показателей. Это позволит корректно выполнить оценку при неодинаковой количества показателей в разных точках, а также при недостаточной для оценки показателей информации. В зависимости от значений среднего балла предложено комплексную оценку эколого-мелиоративного состояния земель. Баллом 0,3-1,0 (до 1,0) оценивают явно хороший или удовлетворительный эколого-мелиоративное состояние, не требует при сохранении существующего уровня эксплуатации и нагрузок применения дополнительных мер. Нужен только выборочный ежегодный контроль. Удовлетворительное с опасностью ухудшения состояние оценивают значением среднего балла от 1,0 до 5,0. Без применения дополнительных агромелиоративных мероприятий в ближайшие 3-5 лет он неизбежно ухудшится; нужно опережающий планирования меры, чтобы не допустить перехода земель в неудовлетворительном состоянии. Бал 5-10 характеризует неудовлетворительное состояние, требующий безотлагательного использования агромелиоративных мероприятий, в том числе и изменения технологий орошаемого земледелия. При значении среднего балла более 10,0 без коренной мелиорации земель их эксплуатация нецелесообразна, площади должны исключаться из интенсивного сельскохозяйственного оборота. В зависимости от того, какие показатели становятся причиной неудовлетворительного или удовлетворительного с опасностью ухудшения состояния, намечают конкретные агромелиоративные или природоохранные мероприятия, определяют их содержание, объем, очередность и сроки ввода. Оценку выполняют на основе общего природно мелиоративного районирования.

При проведении оценки эколого-мелиоративного состояния, как источника информации, были использованы полевые, фондовые и архивные материалы и отчетная документация различных ведомств (в основном Госкомгеологии и Госводхоза) в соответствии с нормативными документами. Площади с близким залеганием УГВ характерные для пойм рек, низких надпойменных террас, прибрежных зон морей и лиманов, отдельных участков орошаемых массивов как водораздельного (Ингулецкая оросительная система Николаевской области, Явкинська оросительная система Одесской области), так и террасного типа.

По минерализации грунтовых вод наблюдается закономерное ее снижение с юга на север от 5-10 и более до 1 г / л и меньше. Более высокие значения минерализации характерные для водораздельных пространств, низкие (до 1-3 г / л) в поймах рек. Высокоминерализованные воды отнесены к присивашских зоны, приморских зон и т. Распределение площадей по глубине залегания УГВ на орошаемых землях Украины такой:

- Менее 1 м - 0,2%;

- 1-2 м 3-4%;

- 2-3 м 10-12%;

- 3-5 м 15%;

- Более 5м - 70% от общей площади орошения.

по минерализации грунтовых вод:

- Менее 1,1 г / л-25-28%,

- 1,1-3 г / л-30-32%;

- Более 3 г / л - 30-33%.

Анализ существующего материала свидетельствует, что в основном засоленные почвы, приуроченные к морским террас, дельт, пойм и низовых террас рек, а также в днищ больших балок, чаше всего имеют генетическое происхождение. Основные площади средне- и Сильнозасоленные почв в Одесской, Херсонской, Запорожской и Донецкой областях и Автономной Республике Крым расположены в приморской зоне в пределах морских террас. Они встречаются между оз. Сасык и алиби, между Хаджибеевским и Куяльницкого лимана, вдоль Каркинитского залива, Молочного лимана, Феодосийского залива и др. В Днепропетровской, Запорожской и Луганской областях такие почвы приурочены к поймам крупных рек, таких как Орель, Самара, Северский Донец, а также к их притоков (pp. Бык, Янчул, Гайчур, Деркул, Айдар, Евсуг и др.). Наименьшую засоленность имеют поймы рек Южного Буга и его притоков, Темгула, Большого Куяльника, Ингула и Ингула. Основная же часть почв пойм рек и низких террас степной зоны Украины имеют слабую степень засоленности. На орошаемых массивах Одесской и Николаевской областей к западу от Южного Буга, где для орошения использовали воды завышенной минерализации (орошение на местном стоке), наблюдаются площади слабого засоления. В Херсонской области, в районах Ингулецкого, Краснознаменского и Каховского каналов распространенные незасоленные почвы со следами соды. Количество сильно- и среднезасоленных почв на массивах орошения ограничена и встречается в виде отдельных пятен. Таким образом, процессы вторичного засоления имеют ограниченное развитие. В целом на орошаемых землях Украины площади со слабой степенью засоления составляют 6-8%, со средним - 1-2% и сильным - 0,5 1,0%. Оценку эколого-мелиоративного состояния земель выполняли специалисты ННЦ "ИГ им. А.Н. Соколовского" на основе общего природно-мелиоративного районирования территории с использованием суженного комплекса показателей для мелкомасштабного картографирования, критериев и методики, разработанной ИГиМ. При оценке в состав гидрогеологических показателей входили: глубина залегания УГВ в отношении к критической, минерализация грунтовых вод; инженерно-геологических - степень пораженности территории экзогенными процессами (гидроморфного трансформация почв и подоутворення, эрозионный размыв и денудация, подтопления и заболачивания, просадка и суффозионное карст) почвенно мелиоративных - засоленность почв и основания верхнего метрового слоя, степень осолонцевания (в отдельных точках). Оценку проводили с использованием балльной шкалы с градациями показателей по среднему баллу (БСР) комплекса показателей. Если при крупно- и среднемасштабных (1: 200000, 1: 250000 и больше) исследованиях детальность оценки предусматривала определение пяти категорий состояния (хорошее, удовлетворительное, удовлетворительное с опасностью ухудшения, неудовлетворительное и крайне неудовлетворительное), то при мелкомасштабных (1 200 000-1: 750 000 и меньше) предельные градации объединяли с определением трех категорий эколого-мелиоративного состояния: хороший (БСР до 1,0), удовлетворительное (БСР. = 1,0-5,0) и неудовлетворительное ( БСР более 5,0).

В региональном плане участка с отрицательным эколого мелиоративным состоянием земель приурочены к поймам рек, склонов речных долин и балок, низких надпойменных террас, прибрежных и приканальних зон, дел и микрозападин, а также к орошаемых земель. Негативное состояние земель в пределах пойм рек юга Украины обусловлен, главным образом, засолением почв (юго-западная приморская часть Одесской области, левые притоки Северского Донца в Луганской области, левобережная часть Днепропетровской области, поймы рек Орель, Самара, Волчья). На отдельных площадях неудовлетворительное состояние вызвано очень близким залеганием грунтовых вод, подтоплением или заболачиванием земель. В Присивашье к этим показателям добавляется еще и солонцеватость почв, а также высокая минерализация грунтовых вод. На отдельных участках пойм рек (Донецкая область) отмечены активные процессы карстообразования (открытая форма карста). В пределах крутых склонов речных долин и балок неудовлетворительное состояние земель обусловлено интенсивным развитием площадной эрозии, оврагов, оползней и обвалов. На юге Одесской и Николаевской областей на некоторых участках при практически сплошной распространении орошаемых земель неудовлетворительное состояние вызвано активно действующими карстовыми процессами на склонах, реже Суффозии. Интенсивно эти процессы развиты вдоль Каховского водохранилища в пределах Херсонской области. Местами, преимущественно в Николаевской области и в Крыму неудовлетворительное состояние земель на склонах связан с развитием в их пределах среднезасоленных почв (на уплотненных глинах). На водораздельных пространствах участки с неудовлетворительным эколого-мелиоративным состоянием приурочены, главным образом, к орошаемых площадей, как следствие подъема УГВ выше критических отметок и подтопление территории (Николаевская, Днепропетровская, реже - Одесская области, Крым). Иногда эти процессы усиливаются высокой минерализацией грунтовых вод. В пределах южной части Дунай-Днестровского междуречья (Одесская область), в Херсонской, реже в Запорожской областях причиной неудовлетворительного состояния земель является просадки лессовых грунтов на орошаемых площадях. В отдельных районах Херсонской, Днепропетровской, Луганской областей и Автономной Республики Крым активного развития приобретают суффозионно-карстовые процессы и процессы гидроморфного трансформации почв. В пределах Херсонской области районы неудовлетворительного эколого-мелиоративного состояния нередко приурочены к дел (как старых, так и вновь), где проходит гидроморфного трансформация почв и лессовых пород. Значительная часть как орошаемых, так и прилегающих к ним богарных земель, подвергающихся воздействию ирригации, характеризуется удовлетворительным состоянием. Больше всего таких земель в Днепропетровской, Херсонской, Николаевской и Одесской областях. В рамках пойм рек и днищ балок такое положение вызвано как неглубоким залеганием грунтовых вод (практически повсеместно), так и слабым засолением почв (междуречье Дунай Днестр, Крым, юг Запорожской области, левобережная часть Днепропетровской области, поймы многих рек Донецкой и Луганской областей ). В рамках террасных и водораздельных равнин юга Украины неудовлетворительное эколого-мелиоративное состояние обусловлено преимущественно развитием оползневых процессов (северо-западная часть Одесской области), плоскостного смыва почв и основание (склоны балок, речных долин и крупных дел), повышенной минерализацией ГВ (Николаевская, Херсонская , Запорожская области), подоутворенням (Херсонская, в меньшей степени Одесская и Николаевская области). Реже опасность ухудшения состояния вызвана развитием негативных процессов (карста, суффозии, просадки, эоловых процессов и т.п.), засолением и солонцеватостью почв.

По данным Госводхоза, общая площадь осушенных земель составляет 3 млн. 120 тыс. Га. Непосредственно в составе сельхозугодий - 2 млн. 955 тыс. Га. Однако около 800 тыс. Га осушенных земель не освоено и используется неэффективно: как сенокосы и пастбища с урожайностью сена не выше 15-20 ц / га. Коэффициент использования многих массивов осушенных земель снизился до 0,4-0,7 и продолжает падать. Это обусловлено не только общим экономическим кризисом, но и выходом из строя дренажных систем из-за отсутствия средств на их своевременный технический ремонт и реконструкцию. Низкая эффективность использования осушенных земель вызвана также деградацией почвенного покрова на осушенных и некоторой части прилегающих к ним земель, которая приобрела в последние годы широкое развитие.

Приведенные в таблицах 4.32 и 4.33 критерии и нормативы агроэкологического состояния осушенных земель требуют постоянного совершенствования, а некоторые параметры - новых разработок. Например, на сегодня остаются неопределенными оценки уровня загрязненности почв тяжелыми металлами, пестицидами, эрозионной податливости осушенных почв и т. Путем обобщения литературных источников и результатов многолетних исследований ННЦ "Институт почвоведения и агрохимии им. А.Н. Соколовского" и других заведений установлены основные виды возможных деградация осушенных земель, приводящие к возникновению кризисных экологических ситуаций, а именно:

1) дегумификация минеральных почв;

2) срабатывания осушенных торфяников;

3) выработка торфяных залежей без их рекультивации и торфяные пожары;

4) иссушения;

5) химическая деградация (ожелезнения, окарбоначення, засоления, алюминизация, подкисление и ощелачивания и т.п.);

6) вторичное заболачивание;

7) ветровая и водная эрозии на осушенных землях;

8) чрезмерное уплотнение верхних горизонтов почвы;

9) загрязнения почв тяжелыми металлами и остатками пестицидов;

10) радионуклидного загрязнения почв.

Исходя из названных видов деградации, приведен перечень отдельных критериев, используемых для оценки агроэкологической ситуации на осушенных землях ( табл. 4.32). При этом четко различают две генетически отличающиеся группы осушенных земель: минеральные (заболоченные глинистые) и органогенные (торфяные).

Таблица 4.32

Критерии оценки агроэкологического состояния осушенных земель

виды деградации

Критерии (показатели) оценки

уплотнённость почвы

Объемная масса грунта и его скважность.

Заболоченность и иссушения земель

Уровень залегания грунтовых вод; сроки отвода гравитационных вод с верхнего 0-50 см слоя почвы и начало весенних полевых работ на осушенном поле; влажность почвы, появление болотных растений или ксерофитов.

Дегумификованисть почвы

Запасы гумуса в верхнем 0-50 см слое минерального грунта, отклонения от нормы.

Срабатывания осушенных торфяников

Оседания торфяники; отношение потерь органических веществ с торфяного положу к накоплению перегноя в верхнем 0- 50 см слое почвы. Запасы соединений железа и карбонатов в верхнем 0-50 см слое почвы.

засоленность ирунтив

Запасы токсичных солей в верхнем 0-30 см слое почвы в период выпотного режима.

Декальцинация и кислотность почв

Формы кислотности; pH-буферная емкость; известковый потенциал.

химическое загрязнение

Содержание нитратов, фтора, меди, кадмия, цинка, свинца, токсического органики и др.

радионуклидное

загрязнения

Плотность радиации; накопление цезия, стронция и других радионуклидов.

Выработанность торфяного положу

Глубина остаточного (после выработки) торфа; наличие траншей (в% от отведенной для выработки площади).

эродированность почвы

Ежегодные потери мелкозема и торфозему через развитие эрозионных процессов.

Если большая часть минеральных земель испытывает менее ощутимого негативного влияния на их состояние от проведения дренажных работ, то торфяные земли относятся к экологически очень уязвимых и процессы их деградации в зависимости от режима водорегулирования и направления использования могут развиваться достаточно интенсивно. Критерии оценки агроэкологического состояния осушенных земель базируются как на отдельных, так и на комплексных (интегральных) показателях состава и свойств почв, формирующих тот или иной "рисунок" почвенного покрова.

Для определения благоприятных, предкризисных и кризисных агроэкологических ситуаций на осушенных землях проведения группировки (классификация) количественных показателей по степени их выраженности (табл. 4.33). В основу группировки положены обобщенные данные фондовых и литературных источников и многолетние результаты экспериментальных исследований ННЦ "ИГ им. В .н. Соколовского "НААН Украины и других научных и учебных заведений по морфологии, агрофизических и агрохимических характеристик целинных и осушенных почв разного генезиса и уровня производительности.

Предкризисный агроэкологическое состояние осушенных земель оценивается по трем категориям: слабо, средне и сильновиражений с соответствующими уровнями деградованости (табл. 4.33). Приведенные нормативы предлагаются для использования в службах мониторинга, при передаче земель в частную собственность, аренду и т. Приведенная градация критериев фактически нормативной базой для объективной оценки агроэкологической ситуации на осушенных землях, которая своевременно информирует о необходимости введения профилактических, оперативных (тактических) и перспективных мероприятий по устранению деградационных явлений, воспроизводства плодородия осушенных земель и их рационального использования.

Таблица 4.33

Нормативная оценка агроэкологического состояния осушенных земель

деградация

Оценочные критерии, показатели, единицы измерения

Нормативы оценки этапа

группы

виды

благоприятного j

предкризисного

кризисного

слабо выраженного j

средне выраженного j

сильно выраженного j

механическая

Ветровая и водная эрозия

Уменьшение глубины гумусовых (торфяных) горизонтов, в% от исходной

<10

10-20

20-40

40-60

> 60

Уплотнения минеральных почв

Объемная масса, г / см2 для суглинистых почв

<1,2

1,2-1,3

1,3-1,4

1,4-1,5

> 1,5

для супесчаных и песчаных почв

<1,5

1,5-1,6

1.6-1.7

1,7-1,9

> 1.9

Общая скважность

> 55

55-50

1 50-45

45-40

<40

осадка торфяников

Зменшеигня глубины торфяного положу, см / год

<0,1

0,1-0,5

0,5-1,0

1,0-5,0

> 5

биохимическая

Дегумификация минеральных почв

Ежегодное уменьшение содержания гумуса,%

<0,2

0,2-0,5

0,5-0,7

0,7-1,0

> 1,0

> 20

Потери органических веществ из-за минерализации торфа, т / га, в среднем за год

<3,0

3-7

7-12

12-20

срабатывания торфяников

Накопление (выход) перегнойным веществ в 0-50 см слое на 1 тонну минерализированного (утраченного) торфа, кг / га

> 400

400-300

300-200

200-100

<100

Химическая

Ожелезнения торфяных почв

Содержание валовых соединений железа (Те2O3),%

<4

4-8

8-15

15-30

> 30

Окарбоначення

Содержание карбонатов кальция (СаСО3),%

<10

10-15

15-30

30-40

> 40

Декальцинация и подкисление

Известковый потенциал (рН-0,5рСа), единиц

<4.5

4,5-3,5

3,5-3,0

3,0-2,5

> 2,5

Загрязнение торфяных почв медью

Содержание меди,%

<10

10-20

20-30

30-40

> 40

радиологическая

Загрязнения радионуклидами минеральных почв

Плотность загрязнения, Ки / КМГ

<0,4

0,4-1,0

1,0-5,0

5.0-15

> 15

торфяных почв

<0.2 1 0,2-0,5

0,5-1,0

0,1-5,0

> 5,0

Гидрологическая (торфяные почвы)

Вторичное заболачивание осушенных земель

Уровень залегания грунтовых вод: в среднем за год, см

> 70

60-70

50-60

40-50

<40

в весенний период, см

> 45

45-35

35-30

30-20

<20

Иссушения (аридизации) земель

Уровень залегания грунтовых вод в среднем за год, см

<100

00-120И

120-140

40-150

> 150

Строительство осушительных, а в настоящее время - осушувально- увлажняющих систем высоко энерго- и ресурсозатратной средством улучшения экологического состояния гигроморфних земель. Именно поэтому каждый конкретный проект гидротехнического мелиорации требует всестороннего эколого-экономического обоснования. В этом отношении критериям качества заболоченных и болотных земель, уровню их потенциального плодородия принадлежит ведущее значение. Окупаемость затрат на мелиорацию потенциально плодородных земель в 3-4 раза выше, чем на мелиорацию земель низких категорий качества (например, луговых и лугово-болотных, солонцовых комплексов, переходных и верховых торфяников, звьязнопищаних и важкоглинистих глеевых почв и т.д.). Скачкообразное снижение эффективности гидромелиорации раз началось с того времени, когда иссяк фонд гидроморфных земель высоких категорий качества и мелиорация распространилась на земле низких категорий. В настоящее время из-за этого возникла также потребность в так называемой ренатурализации осушенных земель низких категорий качества и трансформации их в земли другого, более рационального использования и природоохранные объекты.

Кризисные ситуации на осушенных землях создаются в результате срабатывания торфяников, дренирование звьязнопищаних вязкие почв, верховых и переходных торфяников, засоленных пойменных земель и солонцовых комплексов, сильно ожелезненный и карбонатных почв, загрязнение почв тяжелыми металлами, остатками агрохимикатов, радионуклидами, возникновения торфяных пожаров и бессистемной выработки торфяников. Осушенные земли с кризисным агроэкологическим состоянию имеют место почти во всех регионах их распространения. Это земли радиоактивного загрязнения, произведенных торфяников и торфяных пожарищ, сильного ожелезнения и окарбоначення осушенных земель, переосушених и изношенных торфяников, выходы на поверхность бесплодной минеральной породы, вторичного засоления осушенных почв. Среди различных видов кризисных ситуаций на осушенных землях есть виды, которые характерны только для определенного геохимического региона (засоление, например, для Левобережной Лесостепи, алюминизация для поверхностно оглеенные почв Прикарпатья и Закарпатья и т.д.) и виды, которые могут иметь место во всех без исключения природных регионах осушенных земель (например, дегумификация почв, износ торфяников и т.п.). Значительная часть осушенных земель (до 10%) потерпела радионуклидного загрязнения. Площадь произведенных торфяников достигла 105 тыс. Га. Это непригодны для сельскохозяйственного производства земли, требующие соответствующей рекультивации и выбора направления использования. Кризисные ситуации имеют место в результате снятия верхнего гумусового слоя при культуртехничних работ, что приводит к резко выраженной гетерогенности почвенного покрова (появление на поверхности светлых малопродуктивных пятен грунтотворнои породы).

По данным Госводхоза Украины из всей площади осушенных земель в хорошем мелиоративном состоянии находится 61,1%, удовлетворительном - 32,9% и неудовлетворительном - 6,0%. Эти данные не учитывают всех показателей, характеризующих агроэкологическое состояние осушенных земель, в том числе их биопродуктивность и различные виды почвенной деградации. Согласно категорий качества осушенных земель определяется первоочередность их реконструкции и модернизации (усовершенствование систем водорегулирования), а также выбор характера сельскохозяйственного использования.

  • [1] Примечание: Тяжелые почвы - важкосуглинкови и лепсоглинисти; легкие - легкие и средние суглинки.
  • [2] По данным Балюка С.А., 2001
  • [3] Слой почвы - 30 см.
 
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Предметы
Агропромышленность
Банковское дело
БЖД
Бухучет и аудит
География
Документоведение
Естествознание
Журналистика
Инвестирование
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Математика, химия, физика
Медицина
Менеджмент
Недвижимость
Педагогика
Политология
Политэкономия
Право
Психология
Региональная экономика
Религиоведение
Риторика
Социология
Статистика
Страховое дело
Техника
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Этика и эстетика
Прочее