XXI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Эрозионные процессы почв Белгородской области
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
"Почва - наш самый драгоценный капитал. Жизнь и благополучие всего комплекса наземных биоценозов естественных и искусственных, зависит, в конечном счете, от тонкого слоя, образующего самый верхний покров Земли" (Всемирно известный эколог Жан Пьер Дост) Международная организация по продовольствию (ФАО) приняла в 1982 году Всемирную хартию Почв, которая призывает правительства всех стран рассматривать почвенный покров как всемирное достояние человечества. Современное мировое земледелие занимает площадь в 1,5 млрд. га. На значительной части земельных ресурсов повсеместно проявляется деградация почв - необратимые антропогенные изменения физических, химических, биологических и других свойств. Безвозвратные потери сельскохозяйственных угодий из-за деградации уже превысили 1,5 млн. га в год (Добровольский и др. 2002). В дальнейшем это приведет к невозможности выполнения почвами в полной мере их экологических и производственных функций, обострит проблему продовольственной и экологической безопасности стран. Население уже явно испытывает продовольственный кризис, который будет усиливаться. Без сохранения почвенного покрова, преодоления процессов деградации почв невозможно сохранить ни растительность и животный мир, ни чистоту воды и воздуха, так как почва является базовым компонентом экологического каркаса окружающей среды. Наиболее плодородные почвы - это черноземы, которые на территории России по площади составляют более половины мировых. В естественном состоянии они являются резервуаром, где хранятся запасы гумуса порядка 300-600 т/га. Несмотря на то, что черноземы занимают всего лишь 6 % территории России, на их долю приходится 40 % получаемой сельскохозяйственной продукции. В управлении земельными ресурсами страны за последние годы произошли значительные изменения. В результате земельной реформы возникли разные формы собственности, что потребовало создание земельного кадастра - совершенствования управления земельными ресурсами, учет, оценка качества, мониторинг, контроль за использованием, создание рынка земли и др. В связи с этим крайне необходимо знать состояние плодородия.
Актуальность темы – изучение ущерба, проносящего эрозионными процессами.
Цель работы: изменение почвенного фонда Белгородской области под влиянием эрозионных процессов.
Задачи:
-
Изучить методическую литературу по теме исследования.
-
Охарактеризовать современное состояние почв данной территории.
-
Определить, какие явления проявляются под действием деградации почв.
-
Выяснить, какие физико-географические условия влияют на процессы изменения почв.
-
Исследовать деградационные процессы Белгородской области.
Почвенный покров Белгородской области уникален - здесь на долю черноземных почв приходится около 80 % территории. В то же время это наиболее востребованные в сельскохозяйственном отношении почвы, так как на них производится основной объем продукции. Необходим постоянный пристальный контроль за их агроэкологическим состоянием. Наряду с черноземами особой охраны требуют и почвы, имеющие по своей природе более низкий уровень плодородия (серые лесостепные, солонцеватые, засоленные, осолоделые и др.). Однако за последние 15 лет в области почти полностью прекратились работы по проведению полевых почвенных исследований. Существующий недостаток в определенной мере восполняет агрохимический мониторинг, проводимый на пахотных землях через каждые 5 лет. Наиболее ценная информация поступает из результатов мониторинга уникальных почвенных объектов: заповедных зон, реперных участков, многолетних стационарных опытов и др. В предлагаемой работе вскрыты виды, причины и распространение деградационных процессов, предложен ряд конкретных мер по выходу из создавшейся ситуации. Авторы использовали современные взгляды на проблему возникновения и проявления деградации почв, а также материалы экспедиционных и стационарных почвенных исследований.
1.1.Деградация почв Белгородской области
По особенностям ботанико-географических, климатических условий территория области делится на две неравные части: большую, северо-западную, входящую в юго-западную лесостепную зону и меньшую, юго-восточную, расположенную в северной степной зоне европейской части России.
Почвенный покров Белгородской области представлен в основном черноземами - 2090 тыс. га (77,1% от всей площади), преобладают черноземы типичные и выщелоченные, меньше обыкновенных, оподзоленных и карбонатных. Серые лесные почвы занимают около 15%, пойменные - 5% и остальные - 3% территории.
Почвы области в результате длительного использования в пашне при невысокой культуре земледелия претерпевают существенные изменения: увеличиваются процессы эрозии, структура верхнего слоя сильно распыляется, уплотнение пахотного слоя, уменьшение содержания гумуса, элементов питания, повышение кислотности, засоление, заболачивание и т. д., что приводит к снижению плодородия почв и, как следствие, уменьшению урожайности сельскохозяйственных культур.
При высокой степени распаханности территории области (около 70%), склоновом характере и расчлененности рельефа местности, ливневом характере выпадения осадков, нерегулированном выпасе скота по склонам балок и несоблюдении мер противоэрозионной защиты большой ущерб почвам приносит эрозия. Под влиянием эрозии в почвах резко уменьшается мощность гумусового горизонта, снижаются запасы гумуса, калия, азота, фосфора, ухудшается структурность почвы, влагоемкость и водопроницаемость. На территории области смытые почвы занимают 53,6% от общей площади, в том числе слабосмытые составляют 34,6%, среднесмытые -12,3% и сильносмытые - 5,7. Наиболее высокая эродированность свойственна серым лесным почвам, черноземам карбонатным, меловым, обыкновенным, меньше - черноземам типичным и выщелоченным.
Деградация почв происходит и в естественных условиях под воздействием природных катастроф и в условиях сельскохозяйственного производства. Особенно заметной деградация почв стала в последние 200 лет в связи с быстро развивающейся современной промышленностью и агротехнологиями, способствующими загрязнению окружающей среды. Последовательность и степень нарушения почвенных функций характеризуются тем, что первыми нарушаются информационные функции, затем биохимические, физико-химические и химические.
Особенно активно на почву влияет технологизация сельского хозяйства. Темпы деградации почв в ХХI веке в тридцать раз превышают средне исторические масштабы. Состояние плодородия почв показывает, что в ближайшие 200-300 лет может произойти существенная деградация, химическое загрязнение, засоление, техногенное опустынивание. Кроме того, расширение урбанистических территорий приводит к убыли пахотных земель. Планетарное системное взаимодействие природно-биологических, социальных и техносферных процессов приведет с высокой степенью вероятности к изменению характера жизни на нашей планете с естественной на техногенную, а в перспективе – на искусственную.
Существует несколько разновидностей процессов, приводящих к деградации почв. Нарушение биоэнергетического режима почв и экосистем приводит к девегетации, дегумификации, почвоутомлению и истощению почв. Патология почвенных горизонтов и профиля почв вызывает отчуждение и выключение почв из экосистем, эрозию и дефляцию почв, образование бесструктурных и переуплотненных горизонтов в почвенном покрове. Нарушение химического и водного режима почв являются причиной сухости и опустынивания почв, селевых разливов и оползней, вторичного засоления, природной и вторичной кислотности, переосушения, подъема уровня грунтовых вод и подтопления, абразии берегов и засоления дельт, размыва и уничтожения почв приморских дельт, загрязнения и засоления вод и почв.
1.2.Физико-географические условия, влияющие на эрозионные процессы
Белгородская область расположена в южной части Восточно-Европейской равнины, на юго-западных склонах Среднерусской возвышенности. В рельефе преобладают всхолмлённые приподнятые равнины (выс. до 276 м – наибольшая в области), сильно расчленённые овражно-балочной сетью. Овраги развиты в восточных и юго-восточных районах области. Глубина оврагов достигает нескольких десятков метров. Крупные балки, врезанные в ровные водораздельные пространства, могут протягиваться на 10–15 км и более. В местах выходов меловых пород распространены карстовые формы рельефа.
Область имеет достаточно густую и разветвлённую речную сеть общей протяжённостью свыше 5 тыс. км. Длину свыше 100 км имеют только реки Северский Донец, Оскол, Тихая Сосна (бассейн Дона), Ворскла (бассейн Днепра). К середине 20 в. активизация эрозионных процессов на водосборах вследствие интенсивной сельскохозяйственной деятельности стала причиной резкого снижения водности рек, привела к утрате ими судоходного значения. Для коммунального, промышленного и сельскохозяйственного водоснабжения создано свыше 1100 прудов, 4 водохранилища, в т. ч. Старооскольское на реке Оскол и Белгородское на реке Северский Донец.
1.3.Земельные ресурсы Белгородской области
Земли, находящиеся в пределах Белгородской области, составляют земельный фонд области. Согласно действующему законодательству и сложившейся практике, государственный учет земель осуществляется по категориям земель и угодьям.
Целью государственного учета земель является получение систематизированных сведений о количестве, качественном состоянии и правовом положении земель в границах области, необходимых для принятия управленческих решений, направленных на обеспечение рационального и эффективного использования земель.
Государственная статистическая отчетность, включающая сведения о наличии и распределении земель, формируется на основе сведений государственного земельного кадастра о ранее учтенных земельных участках (землепользователях), землях, а также сведений, внесенных в Единый государственный реестр земель. В процессе статистических работ проводится сбор, обработка и систематизация данных обо всех земельных участках, образующих в совокупности единый земельный фонд области.
1.4.Исследование деградационных процессов Белгородской области
Диагностика почв осуществляется по уровню потери гумуса или отчуждения верхнего гумусового горизонта в соответствии с методиками, разработанными для различных типов и подтипов почв. Например, мощные и среднемощные черноземы относятся к слабосмытым, если в результате эрозии утеряно до одной трети перегнойно-аккумулятивного горизонта А, к среднесмытым - при утере более половины этого горизонта, к сильносмытым - если полностью смыт горизонт А и частично - переходный горизонт В. Приводим диагностику почв разной степени смытости для основных почв области - серых лесостепных, а также черноземов лесостепной и степной зон. Серые и темно-серые лесные почвы с установившейся глубиной их вспашки не менее 20-25 см имели первоначальную мощность гумусовых горизонтов (А1+А1А2) 30-40 см.
Слабосмытые - гумусовые горизонты смыты не более, чем на 1/3 первоначальной мощности, горизонт А2В в пашню не вовлекается совсем или очень слабо, на поверхности пашни мелкие промоины.
Среднесмытые - гумусовый слой смыт более, чем на 1/3, в пашню вовлекается верхняя часть горизонта В1; пахотный слой отличается буроватым оттенком.
Сильносмытые - гумусовый слой смыт полностью, пахотный слой представлен в основном горизонтом В и имеет бурый цвет. Черноземы мощные и среднемощные всех подтипов с установившейся глубиной вспашки не менее 22 см при первоначальной мощности гумусовых горизонтов (А+В1) более 50 см. \
Таким образом, почвенный профиль пахотных несмытых чернозёмов имеет следующую мощность генетических горизонтов: А 0 - 40 (50) см, В 40 (50) - 80 (90), ВС 80 (90) - 130 (150), С 130 (150) см и ниже. Мощность гумусового горизонта слабосмытых почв сокращена по сравнению с несмытыми на 10-20 см, у среднесмытых - 30-40 см и сильносмытых более 50 см. Мощность оставшегося гумусового горизонта слабосмытых почв составляет 50-60 см, среднесмытых - 30-40 см и сильносмытых - менее 20 см.
Дополнительным критерием определения степени смыва почвы является окраска ее верхнего слоя. Если поверхностный слой на склоне имеет тёмно-серый цвет без буроватости, то такая почва несмытая. На среднесмытых почвах в связи с укороченностью гумусового горизонта припахивается его нижняя часть, имеющая серо-бурый цвет. В этом случае в пахотном слое прослеживается буроватая пятнистость. У сильносмытых почв, а они залегают только на южных склонах, практически полностью смыт гумусовый горизонт и в пахотный слой вовлекается переходной к материнской породе горизонт жёлто-бурого или белесого цвета. Отсюда у сильносмытых чернозёмов и серых лесостепных почв пахотный слой имеет жёлто-бурую окраску, а у остаточно-карбонатных меловых почв - серовато-белесую. В результате эрозии снижается содержание гумуса, повышается плотность почвы. С ухудшением агрофизических свойств еще более возрастает подверженность эрозии, которая может привести к полной потере гумусового горизонта, необратимому ухудшению почвы при обнажении древних пород и ее потере при близком залегании плотных пород.
1.5.Рекомендации по защите почв от эрозии
В настоящее время для защиты почвы от эрозии используются различные технологии и пути решения проблемы. Основными являются такие, как севообороты (чередование сельскохозяйственных культур и паров во времени и на территории или только во времени), обеспечивающие защиту почвы, создание на в значительной степени смытых склонах лугов.
Защите земель от ветровой эрозии способствует высадка растений по определенным схемам. Препятствуют такой эрозии многолетние травы, высеваемые полосами. Эффект обеспечивается и в том случае, когда чистые пары чередуются с пропашными культурами.
При наличии эрозии используются совместно все названые выше способы. Но к ним обязательно добавляются такие, как обработка склонов плоскорезами в направлении поперек уклонов. Выполняется также способ лункования. Чаще всего после того, как на участке выращивались многолетние травы или кукуруза. Это же используется и после зяби, распашки склонов или паров (пар — это распаханное поле, оставляемое на одно лето без посева культурных растений).
Разумеется, неплохой эффект обеспечивается гидротехническими сооружениями. Еще в большей степени эффективным методом защиты является устройство агрогидромелиоративных почвозащитных комплексов.
К сожалению, так как защита почв от эрозии приносит дополнительные расходы, в настоящее время не каждое сельскохозяйственное предприятие способно выполнять работу, чтобы уменьшить или замедлить эрозионные процессы. Однако случается, что и крупные предприятия, у которых есть возможности для этого, стараются сэкономить на защите почвы от эрозии, выполняя только минимум защитных мероприятий.
Заключение
Территория Белгородской области характеризуется разнообразием почвенного покрова, где основные площади (2090,8 тыс. га) заняты наиболее плодородными почвами - черноземами. В то же время агроэкологическое состояние почв в перспективе его дальнейшего использования вызывает серьезные опасения. Так, площадь почв пашни, безопасной в агроэкологическом отношении, составляет 547,7 тыс. га (33,1%). Однако и среди них 20-40 % площади занимают эродированные почвы, имеющие содержание гумуса не более 4 %, низкое содержание подвижного фосфора и обменного калия. В области велики масштабы развития эрозии. Площадь, подверженная смыву, составляет 53,6 %. Снизить её разрушительное действие можно путем внедрения адаптивно-ландшафтной системы земледелия, которая включает комплекс организационно-хозяйственных, агротехнических, лесомелиоративных, гидротехнических и лугово-мелиоративных мероприятий. Из-за развития эрозии, возделывания культур интенсивного типа и снижения поступления в почву органических удобрений снижается содержание органического вещества (гумуса). С целью сохранения и повышения содержания гумуса в почвах следует уменьшить процессы эрозии и минерализации гумуса. Для этого необходимо использовать весь комплекс противоэрозионных мероприятий, с обязательным внедрением гумусосберегающих севооборотов, внесения удобрений и травосеяния.
В связи с развитием молочного, мясного животноводства и птицеводства накапливаются большие объемы животноводческих отходов, в частности стоков. Использование их в качестве органического удобрения без негативных последствий для почвы пока остается нерешенной проблемой. Требуется строгое соблюдение технологических регламентов использования стоков. Особое внимание необходимо обратить на эффективную работу очистных сооружений. В дальнейшем проводить постоянный контроль за производством животноводческих отходов, их хранением, обеззараживанием, определением химического состава стоков, состоянием плодородия почв и охраной окружающей среды. В почвенном покрове области за последние 15-20 лет наметилась тенденция увеличения площади переувлажненных и заболоченных почв. Причиной следует считать увеличение количества атмосферных осадков, более продолжительный безморозный период, строительство прудов, заиление русел рек, появление "верховодки" из-за образования в почвенном профиле водонепроницаемого горизонта. Меры по снижению этого явления основаны на глубокой безотвальной вспашке. Для восстановления структурного состояния почвы использовать внесение кальцийсодержащих веществ (тонкомолотый мел или дефекат, известь) на фоне высоких доз навоза.
Литература
Источник: https://www.bibliofond.ru/view.aspx?id=811243
Источник: https://www.bibliofond.ru/view.aspx?id=811243
Источник: https://www.bibliofond.ru/view.aspx?id=811243
Источник: https://www.bibliofond.ru/view.aspx?id=811243
Источник: https://www.bibliofond.ru/view.aspx?id=811243