Экологические последствия осушения почв

Основные проблемы орошения и осушения земель. Как влияет мелиорация на почву?

Мелиорация почвы производится с целью продуктивности и устойчивости земледелия, сохранение и повышение плодородности земель, формирование структуры земельных угодий.

Экологическая проблематика, связанная с осушением и орошением земель

Процесс сельскохозяйственной мелиорации является улучшением природных угодий. Характер мелиоративных действий подразделяется на следующие виды:

• гидротехническая мелиорация — системы по улучшению состояния неблагоприятного водного режима земли;
• агролесомелиорация — лесохозяйственные мероприятия, которые направлены на улучшение гидрологических и климатических условий сельскохозяйственной местности;
• культуртехническая мелиорация — система мероприятий направленная на улучшение ландшафтов;
• химическая мелиорация — комплекс по улучшению химического и физического свойства почвы, включающий работу по известкованию, гипсованию и фосфоритования почвы с помощью специальных добавок.

Экологические проблемы, которые возникают из-за осушения почвы, можно подразделить на несколько направлений:

• проблема осушительных мелиорации;
• проблема оросительных мелиорации;
• проблема рационального использования торфяно-болотных почв.

Несмотря на то, что мелиорация является комплексом мероприятий по преобразованию почвообразных и микробиологических процессов, регулирует водные, тепловые и питательные режимы. Нельзя допускать сильного осушения земель. Широкомасштабные мелиорации вызывают экологические изменения в почве, а также во флоре и фауне.

Процесс осушения негативно влияет на разнообразие видов растений и животных, которые приспособились в жизни в болотных экосистемах. Большое количество животных попало в красную книгу.

Проблемы влажных грунтов:

• неплодородность почвы;
• условия для роста плодово-ягодных деревьев не подходят для данного вида почвы;
• наличие большого количества комаров.

Влияние мелиорации на землю и растения

Мелиорация приводит к:

• усиленной аэрации почвы;
• аэробным условиям разложения органических веществ;
• поддержанию структуры почвы.

Избавление от лишней влаги на осушаемой территории обеспечит эффективное использование почвы для сельскохозяйственной деятельности. Осушение болот позволяет использовать почву. Она является начальным этапом для развития растений, как музыка для новорожденных, которая влияет на развитие организма.

Самое главное действие осушения — это аэрация почвы. Данное мероприятие понижает средний уровень грунтовых вод, уменьшается амплитуда колебаний, что в положительном ключе влияет на дыхательный процесс растений и повышает температуру в почве. В среднем температура за вегетационный период повышается от 2 до 6-ти градусов.

При повышении аэрации осушение будет благоприятно влиять на условия микробиологических процессов в почве. Анаэробный процесс сменится на аэробный, который будет сопровождаться минерализацией органики. Благодаря этому процессу почва обогатиться необходимыми веществами.

Процесс осушения водянистых болотных почв сможет обеспечить прочность для работы сельскохозяйственной техники.

Количество урожая на осушаемых землях будет намного выше. Урожайность повысится под влиянием мелиоративного полосного рыхления. Интенсивные агротехнологии позволят получать огромное количество урожая.

Какова роль осушения?

Считается, что воздух является плохим проводником тепла в части осушенной почвы. Состояние температуры на поверхностных слоях почвы колеблется в зависимости от времени суток. Днём она сильно нагревается, ночью охлаждается. На освоенных болотах происходят частые засухи, связанные с ранней осенней или весенней порой. Торфяная почва будет намного медленнее прогреваться в этот период.

Внимание! Чтоб подобрать правильную культуру или сорт растения необходимо учитывать климатические особенности и тепловой режим в почве.

Оттаивание торфяных почв происходит следующим образом:

• за счёт тёплых подтапливаемых вод оттаивание происходит снизу вверх, закончится до конца схода снега;
• почва будет оттаивать и снизу, и сверху, благодаря подогреву грунтовых вод и воздействию солнечных лучей;
• оттаивание почвы будет происходить, когда грунтовые воды не поднимаются или отсутствуют.

Осушение также влияет на питательный режим почвы. Мобилизация питательных веществ, например, азота, во время осушения достаточно мала. Одно осушение почвы слабо отразиться на плодородии торфяных почв, что никак не поспособствует сокращению урожая.

Вещества, которые применяются в земле, являются отличным удобрением для растений. По результатам нитрификация в торфяных почвах происходит намного интенсивнее, чем без удобрения.

При достижении полного развития в вегетационный период, вымывания в почве незначительные. Минерализация питательных веществ происходит сразу же и усваивается растениями. Ранней весной и осенью происходит вымывание повышенных размеров из-за подавления микробиологических процессов.

Уменьшить потери можно в том случае, если торфяные почвы будут заняты растительным покровом в безморозный период. Это будет зависеть от структуры посева на освоенном болоте.

Что нужно знать?

Благодаря осушению на болотных массивах создаются оптимальные водный и воздушный режим почвы. При оптимальном режиме, который необходим для сельскохозяйственных культур, тепло, влага и воздух в соотношении создают аэробный процесс.

Процент влаги и содержания воздуха для разных типов растений:

• для трав от -15 до 20% воздуха и 80-85% влаги;
• для корнеплодов воздух должен составлять 30-40% и влага от 60-ти до 70%;
• зерновым необходимо не менее 20-30% воздуха и 70-80% влаги.

Кротовой дренаж применяется на торфяных и тяжёлых глинистых почвах, который сочетается с керамическим или полиэтиленовым дренажем. Такой дренаж будут способствовать разрыхлению и повысит водопроницаемость почвы.

Понижение уровня грунтовых вод, который не достигает поверхности земли, обеспечит влажность почвы для сельскохозяйственных фигур во время вегетационного периода.

Осушение открытыми каналами применяют для регулировки режима почвенно-грунтовых вод. Для предварительной мелиорации используют строительный закрытый канал.

После сооружения дренажных конструкций можно посадить деревья и кустарники в почву для осушения. Многие из растений потребляют огромное количество воды. Растения, которые могут осушить участок это берёза, клён или ива. Из кустарников выделяют калину, бузину и шиповник.

Подводя итоги важно знать, что переизбыток воды в грунте — это не конец. Применение мелиорации поможет осушить землю и сделать её пригодной для выращивания растений. Создать прекрасные условия для роста овощных культур, плодово-ягодных деревьев и кустарников можно с помощью правильно сконструированного дренажа.

Не забывайте постоянно осматривать систему дренажа и очищать её с помощью сильного водного напора. Мусор, ил или грунт может забить трубы конструкции и привести к неисправности конструкции дренажа.

Источник

Экологические последствия осушения

Осушение — мероприятия по усилению стока застойных поверхностных вод на переувлажненных и заболоченных территориях.

Методы осушения зависят от типа поступления избыточных вод на пе­реувлажненные территории:

— при атмосферном поступлении — улучшают поверхностный сток через открытые каналы и закрытый дренаж;

— при грунтово-напорном типе заболачивания — осушают путем пониже­ния напора и глубины стояния грунтовых вод разгрузочными скважи­нами и закрытыми дренами;

— склоновый тип. Сооружают нагорные каналы для перехвата потоков поверхностных вод, а также противоэрозионные насыпные рубежи на склонах;

— намывной (паводковый) тип. Применяются дамбы, обваловывание терри­тории, регулирование речного стока путем строительства водохранилищ. Непродуманное осушение может привести кнегативным последствиям:

— слишком сильное понижение уровня стояния фунтовых вод (более 2 м);

— при дефиците осадков может привести к пересыханию корнеобитаемого слоя почвы, развитию пересохших торфяных почв, поэтому осушительные системы должны быть двустороннего действия: отво­дить избыток воды и подавать воду из каналов и водохранилищ в за­сушливые периоды;

— быстрая минерализация органического вещества и дегумификация почвы на пересушенных землях;

— большие потери водорастворимых органических веществ, неподвиж­ных минеральных, биофильных солей с дренажными водами.

Опустынивание

Еще одним, не менее важным, проявлением глобального экологиче­ского кризиса являются опустынивание территорий суши, деградация земель и сокращение сельскохозяйственных площадей.

Опустынивание территорий суши происходит в процессе хозяйствен­ной деятельности человека вследствие нерационального природопользо­вания, химического загрязнения, а также воздействия таких процессов, как ветровая (дефляция) и водная эрозии, засоление, подкисление, забо­лачивание, уплотнение.

В мире ежегодно безвозвратно теряется и выходит из хозяйст­венного оборота б млн га земель. Еще 20 млн га приходят в не­пригодное для сельскохозяйственного использования состояние и требуют для рекультивации таких затрат, которые делают ее проведение экономически невыгодной.

Более половины площади сельскохозяйственных земель в Рос­сии, занятых под пашни, виноградники, сады, пастбища, под­топляется, поражается ветровой эрозией, происходит засоле­ние и перенасыщение азотными веществами, тяжелыми металлами, болезнетворной микрофлорой. Площади пораженных земель пре­вышают 300 млн га. По свидетельству ученых, площадь опусто­шенных земель в России составляет около 50 млн га.

Значительная доля опустошенных земель в России возникла вследст­вие нерационального технологического освоения и использования оро­шаемых земель. Возрастает также масштабность техногенного опустоше­ния и вывода земель из сферы сельского хозяйства, связанного с интен­сификацией освоения природных ресурсов и созданием экономической инфраструктуры: железных и шоссейных дорог, аэропортов, трубопрово­дов и т. д.

Для вовлечения опустыненной земли в хозяйственный оборот прово­дят ее восстановление — рекультивацию. Предприятиям, организациям и учреждениям вменяется в обязанность после торфоразработок, горных, строительных и иных работ за свой счет приводить нарушенные земли в состояние, пригодное для использования в сельском, лесном и рыбном хозяйстве.

При добыче полезных ископаемых открытым способом, строительстве животноводческих комплексов, создании орошаемых участков и других работах, связанных с нарушением почвенного покрова, необходимо вы­полнять требования по снятию, хранению и возврату или перемещению гумизированного слоя почвы на рекультивируемые земли, а при эколо­гической целесообразности — и на малопродуктивные угодья.

В России имеется значительная площадь выработанных торфяников, использование которых зависит от способа выработки, мощности слоя и качества оставленного слоя торфа, водного режима, степени задернения.

Источник

Экологические последствия осушения

Общая площадь осушенных земель в мире составляет 160,6 млн га, или более 11% мировой площади пашни и многолетних насаждений. Осушение болот и заболоченных земель наиболее развито в Великобритании, Венгрии, Италии, Финляндии и Франции. Перспективы осушительных мелиораций в мире оцениваются примерно в 220 млн га. На территории РФ, избыточно увлажненные земли составляют около 30% общей площади с/х угодий, а в отдельных областях превышают 40%.

Любая осушительная система представляет собой комплекс гидротехнических сооружений и устройств, с помощью которых регулируется водно-воздушный режим болот и заболоченных переувлажнённых земель. Методы осушения зависят от типа питания болот. При атмосферном типе питания обеспечивают ускоренный поверхностный сток; при грунтовом – понижение уровня грунтовых вод; при напорном – понижение уровня напорных и грунтовых вод; при склоновом – перехват потока поверхностных вод; при намывном – ускорение паводкового стока.

Методы и техника осушения:

— при атмосферном типе питания – устройство открытой системы каналов, глубокая вспашка;

— при грунтовом и грунтово-напорном типе – строительство открытых каналов, разгрузочных скважин, вертикальный дренаж»

— при склоновом типе – строительство нагорных каналов, противоэрозионные мероприятия на склонах;

При намывном типе – строительство дамб, обвалование, регулирование русел рек и речного стока (строительство водохранилищ, переброска части стока в другие бассейны).

В настоящее время есть и сторонники мнения о том, что болота являются важным водоохранным фактором и их осушение приводит к уменьшению речного стока. В ряде случаев влиянию осушения необоснованно приписывают маловодье рек, вызванное в первую очередь дефицитом осадков.

Мелиорация заболоченных земель, выполненная на научной основе с соблюдением технических условий, благоприятно сказывается на речном стоке. Отмечаемое ухудшение водного режима в районах мелиоративных работ связано с недостатками в проектировании, строительстве и эксплуатации мелиоративных систем.

Тема 5

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ЖИВОТНОВОДСТВА

Отрицательное влияние отходов животноводства на окружающую среду

При переводе животноводства на промышленную основу возникла проблема утилизации навозных стоков и бесподстилочного навоза. Вблизи животноводческих комплексов и ферм промышленного типа особую угрозу окружающей среде представляют скопления навоза, а также нитратное и микробное загрязнение почв, фитоценозов, поверхностных и грунтовых вод. На молочных фермах промышленного типа годовой выход навоза составляет в среднем 25,55 тыс. т на 1 га голов.

Поэтому при выборе места для размещения животноводческих комплексов должны быть обоснованы возможности утилизации навоза и производственных стоков с учётом природоохранных требований геоморфологические, метеорологические, гидрологические факторы, наличие и состояние лесной растительности, с/х угодий (для утилизации навоза в виде удобрений).

Микробное и общее загрязнение в районе расположения животноводческих комплексов в 8-10 раз превышают естественный фон загрязнения почвенного и снежного покрова.

Загрязнение почв, снежного покрова и вод местного стока биогенными элементами влечёт за собой изменения показателей фитомассы культур на с/х угодьях, примыкающих к животноводческим комплексам. Угрозу окружающей среде также представляют стоки силосных ям.

Методы очистки и утилизации навозных стоков

Технологические схемы утилизации при стойловом содержании скота:

1) Многоступенчатая очистка (с применением гидросмыва) с разделением навоза на твёрдую и жидкую фракции.

2) Использование стоков для производства торфокомпостных смесей, которые вывозят на поля биотермического обеззараживания.

3) Очистка стоков с помощью прудов-накопителей и водохранилищ (отходы при гидросмыве направляют в приёмники и хранилища, где жидкость расслаивается на фракции, обеззараживается и идёт на поля фильтрации и в водоём; твёрдая фаза направляется на с/х угодья).

4) Самоочищение и утилизация отходов в естественных водоёмах, когда осветлённая жидкость из очистных сооружений стекает в пруд-накопитель и далее в водоёмы, а осадок используют для изготовления удобрений.

5) Анаэробная переработка (метаногенез), или сбраживание жидкого навоза, благодаря которому в нём гибнут патогенные микроорганизмы.

Разделение навоза на жидкую и твёрдую фазы проводят с помощью виброфильтров, центрифуги или установки с вибростенками и шнековыми прессами. Твёрдую фазу навоза обеззараживают за счёт биотермического самосогревания до 60-70 0 С.

Обеззараживание жидкого навоза проводят также путём аэрации – продувание воздуха через ёмкости с навозом, пастеризации (нагревание до 70-80 0 С), стерилизации острым паром, нагревания до 120-130 0 С. Кроме того применяют аммиак и электрический ток.

Источник