МОНИТОРИНГ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА
Одним из природных (естественных) ресурсов является почва - образование возникшее на поверхности литосферы в результате взаимодействия организмов растительного и животного происхождения, атмосферы (воздух приземной части), природных вод (поверхностных и грунтовых), солнечной радиации в условиях различной географической широты) рельефа, возраста (скорость и длительность процесса почвообразования) и производственной деятельности человека. Взаимовлияние человека и почвы огромно. Особенно актуальными проблемы использования почв стали с середины второго тысячелетия. Почва подвергается воздействию со стороны человека, что значительно изменяет ее свойства: 1. Обработка почв в земледелии и выпас скота ведут к механическим нарушениям в почвенном профиле, изменяют их физические свойства, водно-воздушный, тепловой режимы, биогенность почв) организацию почвенных горизонтов; усиливают вероятность развития эрозии. 2. Различные мелиоративные работы приводят к изменению как физико-механических свойств почв, так и химических, и биологических. Кроме того, осушительные мелиорации влияют на водно-воздушный режим не только мелиорируемого участка) но и прилегающих территорий, а дренажные воды могут влиять на химический состав почвенно-грунтовых вод и вод водоприемников. 3. Внесение в почву минеральных удобрений, гербицидов и пестицидов при нарушениях в технологии применения вызывает их накопление в почве выше допустимых пределов и приводит к загрязнению сельскохозяйственной продукции, подземных вод и водоемов. 4. Развитие промышленности, растущие объемы добычи и переработки полезных ископаемых, а также другие виды технического воздействия ведут к загрязнению почвы отходами не только за счет непосредственного попадания их на почву, но и через атмосферу. С жидкими и твердыми (зимними) осадками на поверхность почвы может поступать большое количество различных химических, в том числе вредных соединений. Таким образом, в результате деятельности человека изменение природных экосистем может достигать огромных размеров и иметь негативные последствия. В этой связи эффективное природопользование, в частности сельскохозяйственное использование земли, может осуществляться только при строжайшем учете и контроле воздействия всех факторов на почву. Эту задачу решает мониторинг - система регулярных комплексных и специальных наблюдений для контроля, исследования и оценки следующих процессов: изменение плодородия и физических свойств почв; заболачивание; зарастание, закустаривание, закочкаривание и каменистость сельскохозяйственных yгодий; загрязнение почв пестицидами, тяжелыми металлами, радионуклидами и другими токсическими веществами; образование оврагов; трансформация торфяников; изменение количества и качества получаемой продукции. С 1994 г. на территории республики выполняется агроэкологический мониторинг земель сельскохозяйственных угодий на восьми реперных участках (РУ), расположенных в различных природно-климатических зонах и отражающих, в какой-то мере, не только различные природно-климатические (от тундры до южной тайги), но и экономические особенности использования почв, а также различную степень промышленного воздействия на почву. Организация такого мониторинга и создание базы данных позволяют получать оперативную и достаточно полную информацию о состоянии почвенного покрова (который в пределах РУ представлен пятью типами почв: тундровыми глеевыми, подзолистыми, болотно-подзолистыми, болотными низинными и аллювиальными), что совершенно необходимо для принятия оптимальных тактических и перспективных решений по экономическому и социальному развитию республики, в природоохранной деятельности (см. рисунок). За пятилетний период наблюдений подготовлена комплексная базовая информация о состоянии почвенного покрова РУ: морфологические свойства и гранулометрический состав, химические свойства (валовой состав, содержание макро- и микроэлементов, радионуклидов, содержание гумуса, кислотность и др.), водно-физические показатели (плотность, плотность сложения, ПВ, НВ, ВЗ, МГ), структурное состояние, окультуренность освоенных почв, мелиоративное состояние, элементы температурного и водного режима; показано изменение процессов (позитивных, негативных) за этот период. Почвы РУ различны по окультуренности и имеют контрастные физико-химические показатели не только при сравнении отдельных РУ, но и в пределах каждого участка. Так, на Ляльском РУ имеется мощный пахотный слой (0-25(27) см), но очень плотный (1,59-1,72 г/см3), с высокой кислотностью (рН 4,1 -4,2). Содержание макро- и микроэлементов колеблется от низкого до высокого уровней: К^О - 5,0-14,8 мг/100 г почвы; Р^О, - 4,8-9,0; Си -1,2-7,5; Zn - 4,6-8,7; Mn - 299-513; Co-1,2-5,2 мг/кг почвы. Более однородную и высокую окультуренность имеют почвы Усть-Цилемского и Ухтинского РУ, повысилась окультуренность и выравненность плодородия пахотных почв Дырносского РУ. Валовое содержание микроэлементов (включая тяжелые металлы) в профиле почв всех РУ довольно стабильное, негативных отклонений не обнаружено. Содержание их на уровне кларков, за исключением меди, количество которой на Усинском РУ в два раза превысило кларк, но остается в пределах ПДК. Отмечается очень высокое содержание в почвах некоторых РУ подвижной меди (Ухтинский), кобальта (Воркутинский), цинка (Воркутинский, Усть-Цилемский, Ухтинский РУ). Обращает на себя внимание тенденция к увеличению цинка и некоторое накопление кадмия в пахотном слое по сравнению с материнской породой. И хотя содержание кадмия значительно ниже ПДК, однако высокая токсичность и накопление преимущественно в корнеобитаемом слое предопределяют систематический контроль за его количеством в почве. Если агрохимическое состояние почв РУ зависит в основном от внесения органических и минеральных удобрений (применение которых с 1994 по 1998 гг. заметно снизилось), то агрофизическое состояние определяется и условиями увлажнения (рельеф, дренаж, осадки), и соблюдением технологий выращивания культур, которые обычно не выполняются. Обработка почв по организационным причинам ведется на очень низком уровне и не в оптимальные сроки, часто с болыпим запаздыванием. Выращивание многолетних трав сопровождается выпасом скота (Троицке-Печорский РУ), что способствует ухудшению водно-физических свойств, переувлажнению почв, образованию микрозападин. За пять лет наблюдений не отмечено существенных положительных изменений в свойствах пахотного слоя почв, за исключением некоторого снижения кислотности (Воркутинский, Усинский, Троицке-Печорский РУ), плотности сложения и увеличения мощности пахотного слоя (Дырносский РУ) после проведения основных обработок в 1995-1997 гг. Возросла неоднородность почвенного покрова по содержанию обменного калия почти на всех РУ, при снижении его до среднего и низкого уровней. Примером влияния физических показателей почв и соблюдения технологий выращивания культур на их урожайность может служить анализ урожайности вико-овсяной смеси на Дырносском РУ в 1996 г. При проведении обработок, посеве в оптимальные сроки на участке с хорошими водно-физическими свойствами было получено 43,6 ц/га сена, но при запаздывании посева на две недели - 12,7 ц/га, на уплотненном и переувлажненном участке - 9,0 ц/ га. Самые высокие и стабильные урожаи за годы наблюдений отмечены на Усть-Цилемском РУ (регулярно вносился навоз), колебания составили 55-72 ц/ га сена однолетней травосмеси, на других РУ урожайность была в 2-3 раза ниже. Так, на Детском РУ в среднем за пять лет получали по 17,2 ц/га сена. Одной из причин снижения продуктивности пахотных почв является неудовлетворительное мелиоративное состояние отдельных элементов РУ. На водораздельных и даже склоновых осушенных территориях образуются микрозападины (Дырносский, Ухтинский, Летский РУ), где наблюдается скопление и застой поверхностной влаги (плотность подпахотного слоя является высокой, достигая 1,7 г/см3). Такие участки плохо обрабатываются или не обрабатываются, урожайность сельскохозяйственных культур на них очень низкая или вообще отсутствует. Площадь образовавшихся на них вымочек колеблется от 1-2 до 3% и более, а снижение урожайности выращиваемых культур из-за переувлажнения почв -до 50 %. По данным радиологических исследований гамма-фон и содержание радионуклидов в пахотном слое РУ находится в пределах нормы. В 1994 г. остаточных количеств хлор- (ГХЦГ, ДДТ) и фосфорорганических (метофос, карбофос) пестицидов в почвах РУ не было обнаружено, а в последующие годы пестициды на РУ не применяли. На Ухтинском РУ сработки торфа не обнаружено. Важным объектом наблюдений при мониторинге земель являются атмосферные осадки зимнего периода. Анализ снежного покрова перед снеготаянием позволяет провести оценку загрязненности территории республики за период от пяти до семи месяцев. Талые воды и содержащиеся в снеге вещества поступают не только в реки и озера, но и в почву и существенно влияют на экологическое состояние почвенного покрова, изменяя кислотность, содержание обменных оснований, обменного калия и тяжелых металлов (ТМ). По уровню поступления веществ на поверхность почвы отмечено значительное увеличение в снеге взвешенных частиц, диоксида серы, хлора, кальция, магния, калия в северной части республики в 1996 г., особенно на РУ около Воркуты. В сравнении с базовым 1994 г. снизилось содержание ТМ в снеге, за исключением никеля и цинка на северо-западных РУ. Заметно снизилось содержание наиболее токсичных металлов: свинца - в 8,8-838,0 раз и кадмия - в 1,4-7,0 раз. Заслуживает внимания выяснение причин повсеместно высокого содержания в снеге цинка и свинца около г.Ухта. Учитывая расположение РУ относительно промышленных центров, можно предположить, что вероятные источники поступления веществ в снеговой покров, в первую очередь, источники антропогенного происхождения (заводы, ТЭЦ) и почвенная пыль. В то же время установлено, что формирование компонентов снежного покрова на РУ происходит также за счет регионального переноса гидрозолей и тонких твердых аэрозолей континентального происхождения, о чем свидетельствуют коллоидные размеры аэрозолей. Экологическая оценка снеговой воды по ПДК ТМ и кислотности для вод рыбохозяйственного назначения показывает на всех РУ очень высокое содержание цинка (выше ПДК до четырех раз), высокую кислотность вод, за исключением Воркутинского РУ и высокое содержание свинца и кадмия на Ухтинском РУ в 1995 г. Таким образом, почвы, находящиеся в режиме сельскохозяйственного использования, не загрязнены пестицидами и радионуклидами. Основными неблагоприятными свойствами являются высокая кислотность, плотность сложения (объемная масса), низкое содержание элементов питания, особенно калия. Отмечается большая пестрота в плодородии, (физических свойствах и, следовательно, урожайности не только между различными природно-климатическими зонами и хозяйствами республики, но и в пределах одного поля. Проявляется тенденция к снижению применения органических и минеральных удобрений, что уменьшает окультуренность полей. Результаты химического анализа снега свидетельствуют о снижении поступления ТМ с осадками, но остается вероятность загрязнения почв цинком повсеместно. к.с-.х.н. В.Мокиев
Логотип -
Начало -
Общие
сведения -
Структура -
Научная деятельность 3607 посещений с 31.12.2001 |