Экологические проблемы осушения почв

Экологические проблемы орошения и осушения почв

Естественные свойства почв различных районов нередко малоблагоприятны для эффективного сельскохозяйственного использования. Многолетняя мерзлота почв северных районов, переувлажненность почв лесной зоны, кислотность подзолистых почв, засоленность почв аридных областей, а также мезо- и микрорельеф отдельных земельных участков (крутые склоны, овраги, наличие валунов, кочек, камней и т. д.) требуют приложения определенных усилий человека по преобразованию естественных свойств не только почвы, но и рельефа, климата, растительности.

Направленное улучшение неблагоприятных свойств природной среды с целью максимально полного использования природно-ресурсного потенциала называют мелиорацией.

Сельскохозяйственная мелиорация преимущественно ориентирована на улучшение почвенных, гидрологических и климатических условий сельскохозяйственных угодий и включает орошение, обводнение, осушение земель, противоэрозионные мероприятия, рассоление почв и т. д. Объектами мелиорации могут быть так же леса, ландшафты, климат, водные объекты, нарушенные земли и др. В связи с этим выделяют различные виды и способы мелиорации (таблица №1) (В.А. Черников 2000).

Сводная таблица основных видов и способов мелиорации

Микроклиматические, мезо- и макроклиматические

Обогрев плантаций дымлением; укрытие; полив; вызывание осадков из облаков; рассеивание облаков; уничтожение града; вызывание таяния ледников; изменение течения рек; создание гидротехнических сооружений и искусственных водоемов.

Поверхностное, подпочвенное, лиманное орошение, дождевание

Открытый способ, закрытый дренаж, обвалование

Снегозадержание, снегонакопление, уплотнение снега, задержание талых вод

Лесонасождения на полях, горных склонах, орошаемых землях и песках

Кустарниковые и травянистые

Использование псаммофитов и кустарников для закрепления песков

Борьба с эрозией

Регулирование поверхностного стока, выпоса скота, закрепление оврагов, почвозащитные методы

Уничтожение механических препятствий при обработки почвы, уничтожение дикой растительности, химическая мелиорация неудобных и малопродуктивных земель,террасирование склонов

Повышение плодородия обрабатываемых земель

Известкование кислых и гипсование засоленных земель, внесение удобрений, борьба с сорной растительностью, создание мощного растительного покрова

Экологически обоснованные мелиоративные работы позволяют одновременно решать существенные вопросы охраны природы и улучшения качества среды. При комплексном ведении мелиоративных работ меняются соотношения всех средообразующих компонентов. Примером может служить мелиорация Колхидской низменности, расположенной в нижнем течении р. Риони (Черноморское побережье Грузии). Здесь проведен и постоянно поддерживается большой комплекс мелиоративных мероприятий, в том числе и осушение болот, что позволяет получать устойчивые и высокие урожаи субтропических культур.

Чаще мелиорации направлены на изменение какого-либо одного компонента экосистемы. Например, мероприятия по созданию новых и улучшению существующих источников получения воды или, наоборот, устранение избыточной увлажненности, регенерации нарушенных процессов самовосстановления природного качества поверхностных и подземных вод. (Такого рода работы объединяются под общим названием — гидромелиорация.)

В целом же, по мнению специалистов, в процессе хозяйственной деятельности необходимо проводить более 35 видов мелиорации. Одна из основных среди них — мелиорация почв, осуществляемая путем искусственного регулирования их водного, воздушного, соленого, теплового, биохимического и физико-химического режимов. Как свидетельствует многолетняя практика, для регулирования и изменения Пере численных свойств почвы применяется порядка 30 видов мелиорации почв (орошение и осушение, агролесомелиорация и фитомелиорация, пескование глинистых почв и глинование легких и торфяных, гипсование и известкование, внесение поверхностно-активных со единений и т. д.).

Каждый вид мелиорации, действуя на основной «мелиорируемый» компонент, оказывает непосредственное иди косвенное воздействие на сопредельные территории и компоненты, что с экологической точки зрения не всегда желательно, а порой и крайне опасно. Такие нежелательные процессы чаще всего сопутствуют гидромелиорации, являясь преимущественно ее следствием. Это характерно как для осушения, так и для орошения. Данные виды мелиорации обычно кардинально изменяют естественные гидрологические процессы. Масштабность их использования на планете обусловлена тем, что аридные (засушливые) и семиаридные (полузасушливые) земли занимают свыше 50 % поверхности суши. Обладая плодородными свойствами, они испытывают не достаток влаги. В нашей стране около 75 % пахотных земель расположено в зонах неустойчивого иди недостаточного увлажнения.

Мелиорация земель призвана способствовать получению высоких и устойчивых урожаев, повышению плодородия почвы и рациональному использованию земельных ресурсов. К ней относятся: орошение и осушение земель; обводнение пастбищ; регулирование течения рек и поверхностно го стока вод; промывка водой засолен ной почвы; вентиляция почв, плохо проводящих воздух, посредством подземных дрен; устройство гидротехнических сооружений и валов для предотвращения эрозии почв; удаление промоин и закрепление оврагов; укрепление сыпучих песков облесением, сидерацией и внесением органических удобрений; почво- и полезащитное лесонасаждение; коренное улучшение химико-физических свойств почвы путем известкования, гипсования и внесения органических и минеральных удобрений; устранение солонцовых пятен на полях, пастбищах и сенокосах; корчевание пней, сведение кустарника, уборка валунов и камней с полей, лугов и пастбищ, уничтожение кочек, выравнивание микрорельефа. Каждый вид этих работ выполняют в зависимости от хозяйственной необходимости и целесообразности с учетом природных условий данной местности. При этом наиболее Полный хозяйственный и экономический эффект мелиорация дает при комплексном осуществлении системы мелиоративных мероприятий. Напри мер, использование минеральных удобрений на полях с повышенной кислотностью почв обязательно должно сопровождаться известкованием; орошение полей дает должный эффект в сочетании с внесением минеральных и органических удобрений, возделыванием на полях специально выведенных сортов растений, устройством дренаж ной сети при строгом соблюдении норм полива.

Изменения водного баланса различных территорий и речного стока под влиянием хозяйственной деятельности, вероятность отрицательных последствий в результате целенаправленных и непреднамеренных отклонений антропогенных процессов от их сложившейся природной динамики уже давно интересовали исследователей. Основы комплексных водобалансовых исследований, результаты которых позволяют вы явить роль почвенного и растительного покрова речных водосборов в изменении водоносности рек и процессов, определяющих влагообмен в почвах, были заложены В. В. Докучаевым, А. И. Воейковым, А. А. Измаильскм, П. А. Костычевым еще в конце прошлого века.

Последующие работы по изучению проблем орошения (А. М. Алпатьев, А. Н. Костяков, Н.А. Мосиенко, С. И. Харченко, В. В. Шабанов, И. А. Шикломанов, Б. Г. Штепа и др.) (из материала Черников 2000) позволили создать довольно реальную картину возможных экологических изменений при родных комплексов под воздействием орошения. Исследования в области влияния осушительных мелиораций на окружающую среду, проведенные А. Г. Булавко, К. Е. Ивановым, С. Н. Новиковым, В. В. Романовым, С. Г. Скоропановым, В. Ф. Шебеко и др., позволили установить возможность возникновения отрицательных проявлений и последствий.

Источник

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