Заболачивание почвы
Болота – естественные природные ландшафты, сформированные особыми климатическими, рельефными, гидрологическими условиями. Но заболачивание довольно активно происходит и на хозяйственных землях, подвергающихся орошению либо находящихся вблизи водохранилищ, в местах сплошных вырубок. Из-за значительного повышения уровня грунтовых вод верхний почвенный слой переувлажняется, в результате земля становится непригодной для хозяйственных целей.
Что такое заболачивание почвы
Заболачивание – это затопление верхнего почвенного слоя большим объемом воды. Процесс наблюдается при высоком уровне грунтовых вод, из-за чего поверхностная вода не может впитаться. Когда верхний слой грунта остается чрезмерно увлажненным длительное время, то начинается образование болота.
Появление болотистого участка на используемой в хозяйственных целях территории – большая проблема. Почва утрачивает сельскохозяйственную пригодность. На заболоченном участке грунт имеет кислую реакцию, в нем мало кислорода и питательных веществ, поэтому высаживание злаковых, овощных, кормовых культур невозможно.
Разросшиеся болота становятся опасным для человека местом. Вязкий грунт обладает засасывающим свойством, выбраться из трясины без посторонней помощи практически невозможно. А еще болото – огнеопасное место, пожар может возникнуть из-за особого газового состава воздуха, образующегося над водной поверхностью.
В России отмечается активный процесс заболачивания территорий умеренной климатической зоны, где из-за сочетания температурных условий и высокой влажности воздуха затруднено испарение почвенной воды.
К таким территориям относят:
- северные и средние регионы европейской части страны;
- Дальний Восток;
- таежные зоны Сибири.
Самый большой в мире массив болот носит название Васюганские болота. Он находится в Западной Сибири и занимает равнинное междуречье Иртыша и Оби.
Причины заболачивания
В естественных условиях заболачивание почв происходит на низменных участках и речных поймах, где высок уровень грунтовых вод. Но фактором нарушения водного состава грунта может быть и неправильно организованная хозяйственная деятельность человека.
Причинами заболачивания являются:
- естественно высокий уровень подземных вод на низменностях;
- выход водоема или водотока из берегов;
- недостаточное испарение почвенной влаги из-за климатических особенностей;
- обильное выпадение осадков;
- порча структуры верхнего почвенного слоя из-за активного применения сельскохозяйственной техники;
- конструктивно неправильное сооружение водохранилищ, оросительных систем.
Способы борьбы
Заболачивание – та проблема, которую проще предупредить, чем устранять.
Профилактических мер множество:
- организация хозяйственной деятельности с учетом влияния на окружающую среду;
- создание качественной и экологически грамотной оросительной системы;
- сооружение водохранилищ только там, где это имеет основание;
- ограничение сплошной вырубки на территориях с высокой влажностью воздуха и низкой степенью испаряемости почвенной влаги.
Если проблема уже существует, то самый действенный метод ее устранения – осушение. Посредством канав и дренажей из переувлажненного участка удаляется избыток влаги.
При переувлажнении грунта вымываются важные для растительности минералы. А осушение помогает остановить процесс потери питательных элементов. Накопление минералов восстанавливается, почва становится богаче, в ней нормализуется количество гумуса.
Но чтобы землю можно было использовать с хозяйственной целью, одного осушения недостаточно. Почву предстоит обогатить фосфором, азотом, калием, органическими веществами. На осушенной территории первые годы выращиваются менее требовательные к питанию травянистые многолетники и кормовые культуры. Спустя несколько лет при условии регулярной подкормки земля становится пригодной для разведения садов, выращивания огородных культур.
Осушение болот осуществляют для расширения сельскохозяйственных угодий, упрощения вырубки леса, удобства добычи полезных ископаемых. Однако слишком активное осушение наносит серьезный вред экосистемам. Болота – важные природные образования, являющиеся местом обитания уникальных видов животных и растительных организмов.
Источник
Заболачивание почвы
В России 175 миллионов гектар заболоченных территорий. Они непригодны для строительства и сельско-хозяйственных работ, но имеют важное значение для экологии.
Что такое заболачивание почвы
В местах, где грунтовые воды проходят близко к поверхности земли, естественная влага не успевает впитываться в грунт. Так происходит заболачивание почв. Если объем воды большой, а уровень влажности высокий на протяжении длительного времени, образуется болото. Этому процессу подвержены низинные участки суши, междуречья, поймы и долины рек, земли, примыкающие к водохранилищам и озерам, где переувлажнение грунта в разы выше, чем в верховьях. Причиной может стать и техногенное подтопление, вызванное строительством и производственной деятельностью. К заболачиванию приводит неконтролируемое, излишнее орошение полей.
Самое большое в мире болото — Судд. Его площадь почти 60 тысяч квадратных километров. Границы заболоченной территории постоянно меняются, сокращая территорию в период засухи и увеличивая, когда длится сезон дождей.
Повышенная влажность, обилие осадков при высоком уровне грунтовых вод не дают грунту просыхать. Появляется трясина, непроходимые территории, непригодные для посева зерновых и овощных культур. Такая почва имеет кислую реакцию и характеризуется низким уровнем кислорода. Строить дороги или даже просто ходить на заболоченных участках невозможно. Трясина засасывает, выбраться из нее самостоятельно почти невозможно. Грунт начинает выделять определенные газы, которые, скапливаясь на поверхности, могут самовозгораться. Стихийные пожары сложны в тушении, требуют задействования больших сил.
Как происходит заболачивание почв
Естественное скопление влаги происходит в низинах с множеством растительности, на участках, которые в период паводка часто подвергаются затоплению. Ситуация усугубляется большим количеством осадков, недостаточным испарением. Если грунт слишком плотный, влага не уходит. Образуется болото с плотным торфяным настом высотой в несколько десятков сантиметров.
Заболоченные территории
В бассейне реки Припять находится одно из самых больших болот в мире – Пинское. Его площадь 47 тысяч квадратных километров, глубина торфяного слоя в отдельных участках достигает 6 метров.
В России огромные заболоченные территории находятся:
- в северо-европейской части;
- на Дальнем Востоке;
- в таежной Сибири.
Заболачивание территории происходит и по вине человека. При наличии усугубляющих факторов нарушения в организации хозяйственной деятельности приводит к непроницаемости грунтов. Это вырубка лесов, засорение, сброс вредных отходов, строительство водохранилищ, оросительных систем.
Заболачиванию способствует ряд причин:
- высокий уровень грунтовых вод – выше 2 метров уже критично;
- длительные дожди;
- влажный климат;
- излишнее применение спецтехники;
- ошибки при сооружении водохранилищ;
- выход рек из берегов.
Последствия явления для сельскохозяйственных земель
Бесконтрольное, излишнее орошение сельских угодий приводит к засолению грунта. Минерализованные воды выходят на поверхность, в процессе испарения оставляют огромные белые соляные следы. Такая почва уже ничего не родит.
Методы борьбы
Суть устранения проблемы состоит в осушении территорий. Для этого создаются дренажные системы, роются канавы, отводящие воду. После осушения в почве восстанавливается баланс минералов и полезных веществ, она становится богаче. После обогащения органическими удобрениями, фосфором, азотом когда-то заболоченный участок можно использовать для выращивания растений.
Устройство канала для отвода воды
Предотвратить заболачивание можно, если не допустить строительство каналов в местах, где это недопустимо, грамотно подходить к орошению полей, перестать в огромных количествах вырубать лес в регионах с повышенной влажностью.
Природные болота осушать не рекомендуют экологи. Это важная часть экосистемы, где формируется уникальная флора и фауна. Поэтому их осушение проводится только в местах, которые крайне необходимы человеку.
Источник
Государственное управление в области охраны земельных ресурсов
Лекция 3.2.3. Переувлажнение почв, подтопление и заболачивание земель
1. Переувлажнение почв, подтопление и заболачивание земель
Переувлажнение почв(син. избыточное увлажнение почвы) — состояние почвы в целом или отдельного ее горизонта, при котором влажность почвы (или отдельного горизонта) сохраняется выше наименьшей влагоемкости сравнительно длительный период времени, затрудняя или исключая воздухообмен между почвой и приземным слоем атмосферы. Развитие переувлажнения происходит при положительном водном балансе почвы в целом или отдельного ее горизонта.
Различают две существенно отличающиеся ситуации, сопровождающие переувлажнение почвы. Наиболее часто переувлажнение сопровождается возникновением и развитием анаэробных условий и соответствующих им окислительно-восстановительных процессов в почве. Это приводит к угнетению или гибели многих культурных растений и поселению влаголюбивых сорных видов.
Вторая ситуация связана с переувлажнением почвы в аэробных условиях за счет поступления вод, содержащих большое количество растворенного кислорода. Она встречается сравнительно редко в холодном климате в горах в условиях пониженной микробиологической деятельности и проточности почвенных вод.
Наименьшая влагоемкость (НВ) почвы(син.предельная полевая влагоемкость (ППВ) почвы) — это влажность почвы (или отдельного горизонта), соответствующая максимальному количеству воды, удерживаемому капиллярно-сорбционными силами в порах почвы после предварительного заполнения всего порового пространства водой и свободного гравитационного стекания воды в течение 2–3 дней в условиях исключения испарения с поверхности почвы и потребления воды корнями растений.
Анаэробные условия— это условия в почве, сопровождающиеся отсутствием или затрудненным обменом между атмосферным воздухом приземного слоя и почвенным воздухом в поровом пространстве почвы, а также крайне низким содержанием или отсутствием свободного молекулярного кислорода (O2) в почвенном воздухе и растворенного кислорода в почвенном растворе. Анаэробные условия приводят к развитию окислительно-восстановительных процессов с образованием восстановленных форм железа, марганца, азота, серы. В анаэробных условиях способны жить организмы, получающие энергию за счет окислительно-восстановительных реакций при отсутствии свободного кислорода и наличии легко сбраживаемого органического вещества.
Аэробные условия— это условия в почве, обеспечивающие поступлениемолекулярного кислорода в почвенный воздух в количестве, достаточном для осуществления дыхания живыми организмами, населяющими почву, и корня-ми растений.
Окислительно-восстановительные процессыв почве — это процессы преобразования химических соединений в почве, представляющие собой совокупность протекающих во времени реакций отдачи электронов одними элементами (окисление) и присоединением электронов другими (восстановление), сопровождающиеся изменением степени окисленности участвующих в реакции химических элементов.
Подтопление земель— процесс регионального подъема уровня грунтовыхвод за счет их подпора в местах разгрузки, сопровождаемый возникновением длительного сезонного или постоянного переувлажнения нижней части почвенного профиля почв земельного угодья.
Заболачивание земель— процесс развития сильного длительного сезонногоили постоянного переувлажнения всего почвенного профиля или его верхней части почв земельного угодья. Заболачивание земель сопровождается поселением видов, характерных для болотной растительности (мхов, осок, тростника и др.).
Затопление почв или земель— процесс возникновения и развития слоя свободной воды на поверхности почвы или земельного угодья, сопровождающийся водонасыщением и переувлажнением почвы.
Водонасыщеннойсчитается почва, все поровое пространство которой заполнено водой.
Грунтовые воды — это подземные воды первого от поверхности постоянно существующего водоносного горизонта, залегающего на первом выдержанном по площади водоупорном пласте.
Верховодка— это временное, сезонное скопление подземных вод, не имеющих гидравлической связи с грунтовыми водами.
Водный режим почвы— совокупность процессов и явлений поступленияводы в почву, изменения состояния воды в почве, ее передвижения внутри почвы, потребления воды организмами и удаления ее из почвы, а также изменение всех указанных явлений и процессов во времени.
Для количественного описания водного режима почвы используют физико-математические модели упомянутых выше процессов и для каждого требуемого интервала времени и объема почвы рассчитывают водный баланс.
Естественные почвы избыточного увлажнения распространены в большинстве почвенно-биоклиматических областей Мира.
В тундровой зоне многие почвы испытывают переувлажнение почвенного профиля в течение короткого (от двух недель до двух месяцев) вегетационного периода, когда эти почвы оттаивают. Водонасыщенное или близкое к нему состояние обусловлено несколькими причинами. Первая из них — на глубине от 0,5 до 3 м залегают слои многолетнемерзлых пород (вечная мерзлота) постоянной отрицательной температурой. В этих условиях вода из жидкого состояния переходит в твердое (лед) и не может течь. Поэтому многолетне-мерзлые породы являются абсолютным водоупорным слоем, через который невозможен дренаж вод из расположенного выше водонасыщенного оттаявшего слоя с почвой. Вторая причина — для многих (но не всех) тундровых территорий характерен холодный гумидный климат с отрицательными среднегодовыми температурами воздуха и превышением количества выпадающих осадков над испаряемостью. Он создает положительный баланс влаги в почве за счет поступления осадков в большем количестве, чем их может испариться или быть израсходовано растениями при имеющемся поступлении тепла. Третья причина — почти плоский рельеф с малыми уклонами, характерный для равнинных тундр, который затрудняет естественный поверхностный дренаж территории. По этим причинам во многих тундровых почвах имеются оторфованные или торфяные горизонты и признаки оглеения в разных минеральных горизонтах вплоть до образования собственно глеевых горизонтов. Имеющееся разнообразие почвообразующих пород и прочих экологических условий определяет многообразие тундровых почв избыточного увлажнения: торфяно-глееземы, глееземыкриотурбированные, криоземы глееватые, органо-криометаморфические глееватые, пелоземы гумусовые глееватые, аллювиальные торфяно-глеевые, торфяные олиготрофные почвы, гравелисто-торфяные эутрофные почвы, подбуры глееватые, торфяно-подбуры глеевые, подзолы глееватые, торфяно-подзолы глеевые перегнойно-глеевые криотур-бированные и другие почвы.
В таежно-лесной зоне постоянное избыточное увлажнение характерно для торфяных болотных (низинных и верховых) и дерново-глеевых почв, длительное сезонное переувлажнение — для болотно-подзолистых и аллювиальных пойменных почв, а также кратковременные периоды переувлажнения — для подзолистых почв на суглинистых и глинистых отложениях. Широкому распространению явлений естественного переувлажнения почв таежно-лесной зоны способствует умеренный (бореальный) гумидный климат с коэффициентом увлажнения больше единицы. При 500–600 мм выпадающих годовых осадках, а при поступающем количестве тепла может испариться только 400–450 мм. Это способствует избыточному поступлению воды в ландшафт. Пересеченный рельеф, разнообразие гидрофизических свойств пород и текстурная дифференциация профиля подзолистых и болотно-подзолистых почв в совокупности приводят к существенному пространственному перераспределению воды в ландшафте.
Под широколиственными и хвойно-широколиственными травянистыми лесами на ровных участках или пологих склонах, сложенных породами тяже-лого гранулометрического состава (тяжелыми суглинкамми, глинами), в условиях затрудненного естественного дренажа формируются буроземы глеевые подзолисто-буроземные глеевые почвы. Они распространены в холмистых, предгорных и горных районах Карпат, Кавказа, Крыма, Алтая, Дальнего Востока и других горных регионов среди массивов бурых лесных почв.
Начиная с лесостепи и южнее, почвы избыточного увлажнения приурочены преимущественно к вогнутым элементам мезо- и микро-рельефа, в которых наблюдается сосредоточение поверхностного стока, а также к территориям с неглубоким (менее 3–5 м) залеганием уровня грунтовых вод, связанным обычно с наличием водоупорных горизонтов.
В лесостепи под лиственными переувлажненными лесами или под влажными злаково-разнотравными вторичными лугами формируются серые лесные глееватые и глеевые почвы. В лесостепи и степи под многолетними травянистыми сообществами в условиях постоянного или сезонного переувлажнения развиты лугово-черноземные, луговые, лугово-болотные почвы, почвы засоленного ряда (солоди, лугово-степные и луговые солонцы, гидроморфные солончаки), темные слитые почвы (вертисоли), а также аллювиальные почвы пойм, испытывающие паводковое затопление.
В полупустынях и пустынях также встречаются небольшие участки, обильно увлажняемые поверхностными и грунтовыми водами. На них формируются торфяно-болотные и иловато-болотные почвы.
На побережьях морей в условиях периодического затопления и длительного переувлажнения функционируют маршевые почвы.
Таким образом, переувлажнение приводит к возникновению большого разнообразия естественных почв в зависимости от конкретного сочетания климатических, геоморфологических, гидрогеологических и биоценотических условий их функционирования и проявления различных сопутствующих процессов (образования и аккумуляции торфа, гумуса, миграции, преобразования и накопления соединений железа, алюминия, марганца, солей, твердых частиц и др.).
Каждая территория (ландшафт) имеет определенную предрасположенность или потенциальную опасность развития переувлажнения, обусловленную сочетанием параметров климата, рельефа и водно-физических свойств почв, почвообразующих и подстилающих пород до глубины 3–5 м.
В естественных условиях в силу конкретного сочетания параметров эта потенциальная опасность может не реализоваться. В свою очередь, прямая и косвенная водорегулирующая деятельность человека в агроландшафте изменяет его водный баланс в целом или в отдельных его частях, нарушая естественное равновесие. В результате имеющиеся природные предпосылки строения и функционирования территории в новых условиях перераспределения влаги могут приводить к развитию локального переувлажнения в позициях с наибольшей предрасположенностью к нему, характеризующихся вогнутыми и слабонаклонными поверхностями и/или наличием относительных или абсолютных водоупорных почвенных горизонтов близко к дневной поверхности.
Природными предпосылками развития переувлажнения являются фоновые параметры климата и их многолетние циклы изменения, рельеф и гидро-геологическое строение территории.
Климат является одной из важных природных предпосылок образования переувлажненных почв в разных зонах. В условиях гумидного климата с коэффициентом увлажнения (КУ) больше единицы, характерным для лесной зоны с дерново-подзолистыми почвами, вероятность возникновения периодов переувлажнения большинства почв территории самая высокая. Это сопровождается широким распространением естественных болотных, подзолисто-болотных, луговых, пойменных и прочих переувлажненных почв. В лесостепи с серыми лесными почвами, черноземами оподзоленными, выщелоченными и типичными, для которой характерно чередование лет с повышенным увлажнением (КУ > 1) и более сухих (КУ Государственное управление и охрана земельных ресурсов России на современном этапе: курс лекций. Часть 1. Управление в области охраны земель. Деградация почв и земель. / Г.Р. Сафина, В.А. Федорова.– Казань: Казан. ун-т, 2020. – 106 с.
Тема 9. Стр. 82-97.
Государственное управление и охрана земельных ресурсов России на современном этапе: курс лекций. Часть 2. Деградация почв и земель: эрозия, уплотнение, переувлажнение. / Г.Р. Сафина, Федорова В.А.– Казань: Казан. ун-т, 2020. – 114 с.
Темы 1-3. Стр. 4 – 113.
Государственное управление и охрана земельных ресурсов России на современном этапе: курс лекций. Часть 3. Деградация почв и земель. Мелиорация / Г.Р. Сафина, В.А. Федорова.– Казань: Казан. ун-т, 2020. – 135 с.
Источник