Главные типы почв России
Тундровые глеевые почвы
Тундровые глеевые почвы формируются на равнинах Крайнего Севера России в зоне многолетней мерзлоты. Мерзлые породы оттаивают летом всего на несколько десятков сантиметров. Располагающийся ниже мерзлый грунт не пропускает воду, поэтому тундровые глеевые почвы переувлажнены. В них под верхним торфянистым горизонтом Ат находится глеевый горизонт В, или глей. Этот горизонт имеет голубовато-серый (сизый) цвет иногда с ржавыми пятнами. Образование глея происходит при переувлажнении почвы и недостатке в ней кислорода. Под глеевым горизонтом располагается многолетняя мерзлота.
Подзолистые почвы формируются под хвойными лесами на Восточно-Европейской и Западно-Сибирской равнинах. Здесь количество атмосферных осадков превышает испаряемость. Это приводит к сильному промыванию почв и образованию осветленного горизонта вымывания А2 Из этого горизонта выносятся в грунтовые воды органические и минеральные соединения. Часть этих соединений задерживается в нижележащем горизонте вмывания В. Горизонт В плотный и имеет ржавый оттенок. Мощность почв и количество перегноя в гумусовом горизонте А1 постепенно увеличивается с севера на юг.
Дерново-подзолистые почвы образуются под смешанными хвойно-широколиственными лесами. Здесь выше летние температуры и больше растительных остатков, поступающих в почву. В смешанных лесах хорошо развит травяной покров. Многочисленные корни трав в верхней части гумусового горизонта А1 образуют дернину. Отсюда и название почвы — дерново-подзолистая. Вымывание в этих почвах не столь интенсивно, как в подзолистых. Они содержат больше гумуса и минеральных соединений.
Мерзлотно-таежные почвы формируются под лесами в условиях резко-континентального климата и многолетней мерзлоты. Они сменяют подзолистые почвы к востоку от Енисея. Эти почвы имеют небольшую мощность (до 1 м) и особое строение. У них есть гумусовый горизонт А1, но отсутствует горизонт вымывания А2. Вымыванию препятствует многолетняя мерзлота. Почвы окрашены соединениями железа в бурый цвет. Гумус обнаруживается не только в горизонте А1, но и в нижних частях профиля. На глубине 50 см его содержание 5%, на глубине 1 м — 2-3%.
Серые лесные почвы
Серые лесные почвы формируются под лиственными лесами с богатым травяным покровом. Эти почвы не образуют сплошной зоны. Но их прерывистая полоса протягивается от границ с Белоруссией на западе до Забайкалья на востоке. В лиственных лесах в почву падает больше растительных остатков, чем в хвойных и смешанных. В горизонте А1 содержится от 3 до 8% гумуса. Горизонт вымывания А2 выражен нечетко. Это связано с тем, что сквозное промывание почв происходит только весной. Мощность почв составляет 120-140 см. Серые лесные почвы значительно плодороднее подзолистых и дерново-подзолистых.
Черноземы формируются под травянистой растительностью лесостепей и степей. Испаряемость с поверхности здесь равна годовому количеству осадков. Однако с севера на юг увлажнение уменьшается. В условиях недостаточного увлажнения почвы не промываются. В строении черноземов выделяется гумусовый горизонт черного цвета большой мощности (40-80 см). В верхней части этого горизонта — степной войлок, состоящий из остатков травянистой растительности. Под гумусовым горизонтом находится переходной горизонт В. Он имеет черновато-бурую неравномерную окраску. Горизонт В постепенно переходит в почвообразующую породу (С). Черноземы — самые богатые перегноем почвы.
Каштановые почвы формируются под травянистой растительностью сухих степей. Здесь выпадает значительно меньше атмосферных осадков, чем может испариться с поверхности. Из-за сухости климата растительный покров разреженный. Поэтому в почву попадает меньше растительных остатков и накапливается меньше гумуса, чем в черноземах. Верхний горизонт А серовато-каштанового цвета мощностью 15-25 см содержит 3-4% перегноя. Переходный горизонт В коричнево-бурого цвета, уплотненный, мощностью 20-30 см. Из-за сильного испарения почвенные растворы подтягиваются к поверхности. С ними выносятся соли, которые при испарении влаги выпадают в осадок. Таким образом, идет засоление каштановых почв.
Бурые почвы полупустынь
Бурые почвы образуются в условиях резкого недостатка атмосферного увлажнения под сильно разреженной растительностью. Гумусовый горизонт имеет бурый цвет и мощность 10-15 см. Содержание перегноя всего 2%. Горизонт В бурый с коричневым оттенком, плотный. Для почв характерно засоление.
Почвенные ресурсы
Почвы – ценный природный ресурс. Это главный источник получения продуктов питания и некоторых видов промышленного сырья. В сельском хозяйстве почвы являются основным средством производства. Однако для этой сферы хозяйственной деятельности очень важно качество почв, их плодородие. Поэтому в сельском хозяйстве используются далеко не все земли. Основная часть сельскохозяйственных земель расположена в южной части России, так как здесь наилучшие почвенно-климатические условия.
Под пашню используют наиболее плодородные почвы – черноземы, серые лесные, темно-каштановые. На них выращивают пшеницу, подсолнечник, сахарную свеклу и др. Для дерново-подзолистых почв также высока степень распаханности. Эти почвы благоприятны для возделывания таких культур, как рожь, лен-долгунец, картофель. Таким образом, основная земледельческая зона расположена в природных зонах лесостепей, степей и смешанных лесов.
Подзолистые почвы хвойных лесов, каштановые, бурые сухих степей, полупустынь менее пригодны для земледелия. Среди сельскохозяйственных земель здесь преобладают сенокосы и пастбища.
Возможности для увеличения площади пахотных земель в России практически исчерпаны. Поэтому для удовлетворения потребностей населения в продуктах питания необходимо рациональное использование почвенных ресурсов и повышение плодородия почв. Важная роль в этом принадлежит мелиорации земель.
В общем балансе мировой суши распаханные площади занимают 16,5 %, луга и пастбища – 20% и прочие территории – 39,5%.
В России на долю сельскохозяйственных земель приходится всего 13% территории, в том числе на пашню – 8%. Распространение земледелия зависит от природных условий. В тундровой зоне оно практически невозможно, в зоне хвойных лесов – очаговое. С продвижением на юг роль земледелия в хозяйственной деятельности возрастает и увеличивается распаханность почв. Однако в сухих степях и полупустынях его значение вновь сильно уменьшается.
45% земельного фонда составляют леса. Они, во-первых, удовлетворяют потребности страны в древесине, а во-вторых, выполняют и другие важные функции: поставляют кислород в атмосферу, очищают воздух, защищают почвы от эрозии и сельскохозяйственные поля от засухи и суховеев. Кроме того, лес — прекрасное место для отдыха и туризма. В лесу производится заготовка грибов, ягод, лекарственных растений.
6% земельного фонда занимают болота;
4% — поверхностные воды;
19% — оленьи пастбища;
0,2% — города, поселки, дороги;
0,9% — горные отвалы;
11,9% —прочие земли.
В России, как и во многих странах мира, предпринимаются усилия по сохранению земельного фонда и улучшению его структуры.
Источник
Почвенный покров России
Первым ученым, классифицировавшим почвы России, был Василий Васильевич Докучаев. При разработке типологии он учитывал условия и характер их образования. В дальнейшем систематизацию дополнили другие почвоведы.
Основные типы почв
Арктические почвы
Формируются на севере России в непродолжительный теплый сезон на незначительных участках островов Арктики, которые свободны от снега и льда. Это маломощные и очень бедные почвы. Редкие мхи и лишайники, которые здесь растут, практически не дают «материала» для образования гумуса. Почвы данного типа неплодородны — на них невозможно что-либо выращивать.
Тундрово-глеевые почвы
Характерны для области арктического побережья России. Несмотря на малое количество осадков, из-за недостаточного испарения и близкого нахождения многолетней мерзлоты тундровые почвы сильно переувлажнены. В них идет процесс образования глея. При избытке влаги и недостатке кислорода в этих почвах восстанавливаются главным образом соединения железа, которые и придают им зеленоватую и голубовато-серую окраску. Другая особенность данного почвенного покрова — малое содержание гумуса. Мощность окрашенного гумусом горизонта не превышает 5–8 см.
Подзолистые почвы
Самые распространенные в России. Они формируются под хвойными лесами в условиях избыточного увлажнения. Отличительные черты этих почв — наличие хорошо выраженного подзолистого горизонта (вымывания) и кислая реакция, которая является неблагоприятным фактором для выращивания культурных растений. Для нейтрализации кислотности при сельскохозяйственной обработке в подзолистый покров вносят известковую муку.
Дерново-подзолистые почвы
Преобладают в смешанных лесах, где помимо хвойных есть лиственные породы и хорошо развит травяной покров. У этого типа почв, по сравнению с подзолистыми, достаточно мощный гумусовый (дерновый) горизонт (10–20 см) с более высоким содержанием плодородного слоя. Причин тому две: лиственные деревья дают растительный опад; в этих районах больше солнечного тепла и меньше влаги, просачивающейся в почву, что ослабляет вымывание гумуса.
Серые лесные почвы
Непременными условиями для их формирования являются преобладание континентального климата и наличие широколиственных лесов и травяной растительности. Места образования содержат необходимый данному покрову элемент — кальций. Благодаря ему вода не проникает вглубь почв и не размывает их. Содержание гумуса составляет 2–8%, то есть урожайность средняя. На серых лесных почвах выращивают плодовые и зерновые культуры.
Черноземные почвы
Господствуют в степях. Это самые плодородные почвы во всей России. Важнейшую роль в формировании черноземов играет дерновый процесс. В степях обильно растут однолетние травы, которые ежегодно отмирают. Именно поэтому черноземы характеризуются мощным слоем гумуса (обычно мощность гумусового горизонта составляет 50–80 см, а в бассейне реки Кубани достигает рекордной величины — 1,5 м). В наши дни черноземы России практически полностью распаханы. Они сосредоточены в районе наиболее развитого в стране сельского хозяйства.
Бурые и серо-бурые почвы
Формируются в областях с пустынным климатом. Поскольку в России таких мест очень мало (отдельные участки Астраханской области), то данный тип почв в нашей стране представлен нешироко. Органический покров здесь незначительный, а образование гумуса затруднено из-за высоких температур, уменьшения влаги и растительного опада.
Каштановые почвы
Распространены в южных степях и полупустынях и формируются в условиях дефицита влаги и крайне скудной растительности. Как следствие, каштановые почвы имеют менее мощный слой гумуса и более светлый коричневый (каштановый) цвет. Хотя они считаются достаточно плодородными, в земледелии их не используют из-за недостатка влаги.
Азональные типы почв
В России есть не только зональные почвы. Иногда на территории страны встречаются сектора, почвенный покров которых разнится от того, что доминирует в зоне. Такие почвы принято называть азональными. От типичных они отличаются свойствами и структурой. Формирование данных почв связано с местными особенностями климата, характером растительности и другими факторами.
Где искать азональные почвы
Незональные почвы формируются в местах с избытком влаги или на особенных почвообразующих породах. Есть они и на территориях, сильно подверженных влиянию какого-либо внешнего фактора (периодический разлив рек, морские приливы, оседание вулканического пепла и др.).
Болотные (торфянистые) почвы — самые распространенные среди незональных. Для их образования необходимо сильное переувлажнение. Они встречаются практически во всех климатических поясах. В России их много в Западной Сибири, прослывшей как край болот.
В Восточной Сибири, где достаточно продолжительный холодный период, доминируют таежно-мерзлотные почвы, хотя на той же широте европейской части России распространены дерново-подзолистые и подзолистые. В долинах рек преобладают аллювиальные почвы, образованные речными наносами. Они, как правило, более плодородны, чем окружающие их зональные почвы.
На Камчатке и в других областях, где извергаются вулканы, образуются вулканические почвы. В их состав входит пепел, оседающий после вулканических взрывов. С одной стороны, эти почвы рыхлые и легкие (а значит, они без труда раздуваются ветром), но с другой, обладают колоссальным набором минералов, что существенно повышает их плодородие.
Солончаки и солонцы
Этот тип незональных почв развит в южных засушливых районах, на участках с относительно близким залеганием минерализованных грунтовых вод. Их образование связано с процессами засоления. В отличие от подзолистых почв здесь господствуют не нисходящие, а восходящие токи воды. Влага с растворенными минеральными соединениями (карбонаты, гипс и др.) подтягивается к поверхности и испаряется, а соли выпадают в осадок. В солонцах соли распределены или по всему профилю, или насыщают отдельные горизонты, в солончаках их концентрация еще больше.
Источник
Характеристика сельскохозяйственных земель страны
По оценке экспертов ООН наша страна отнесена к группе стран с пониженной биологической продуктивностью земель. Так, в Европе более низкая продуктивность земель имеется только в Норвегии и Финляндии, в США и Китае 1 гектар в среднем в 2 раза продуктивнее нашего, в Австралии — в 3, в Бразилии и Индии — в 4 раза выше. В основном, это объясняется географическим положением страны (север США лежит на широте Париж-Дне-пропетровск-Волгоград, а юг — в 200 км от тропиков). Значительная площадь России находится в зоне многолетней мерзлоты, низких температур, короткого лета, недостатка или избытка осадков, только около 10% площадей сельскохозяйственных угодий благоприятны для земледелия по климатическим, почвенным и гидрогеологическим условиям, а в США — 60%. Таким образом, большая часть сельхозугодий нашей страны нуждается в улучшениях.
Потребность в мелиорации зависит от зональных и азональных особенностей природных условий. Обычно орошают возвышенные выровненные пространства, естественная увлажненность которых характеризуется количеством тепла или радиационным балансом и количеством атмосферных осадков, на этих землях распространены зональные почвы. В осушении нуждаются, как правило, азональные природные объекты (фации), которые в силу своего высотного расположения получают дополнительное водное питание за счет притока со стороны зональных фаций, на них формируются азональные почвы: болотно-подзолистые, торфяные, пойменные. Засоленные земли также часто имеют азональный характер расположения.
Поэтому потребность в оросительных и осушительных мелиорациях оценивают по разному.
Природные зоны отличаются по климату, растительности и почвам. Растительная и почвенная зональность определяется количеством тепла и влаги. Зональные отличия определяются степенью сбалансированности тепловых и водных ресурсов и характеризуются гидротермическим коэффициентом, или «индексом сухости»:
;
где R — радиационный баланс почвы, Ос — количество осадков, L — удельная теплота парообразования.
Типы почв и их свойства подчиняются гидротермической зональности. По степени сбалансированности тепловых и водных ресурсов выделяется несколько зон:
диационного баланса (ΔR) при распашке составляет 10. 15%. Возвышенные территории благодаря оттоку избыточных вод не переувлажнены, но интенсивно промываются, в засушливые периоды некоторые культуры нуждаются в орошении. В пониженных местах формируются переувлажненные земли, нуждающиеся в осушении. Кислые почвы требуют известкования. Почти на всех землях нужны культуртехнические мероприятия, включающие: сведение мелколесья и кустарника, корчевку пней, срезку кочек, уборку камней, выравнивание поверхности земли, разделку дернины, внесение удобрений.
2) I = 0.8 . 1.2 — зона достаточного увлажнения. Сбалансированность тепла и влаги создала наилучшие условия почвообразования. Почвы зоны наиболее плодородные, с наилучшими характеристиками — это черноземы и каштановые, pH = 6,5 . 7,5. Распашка черноземов увеличивает радиационный баланс почв (ΔR) на 15…20%, следовательно, для восстановления сбалансированности тепла и влаги необходимо увлажнение почв. В этой зоне (лесостепная и степная) в отдельные годы и периоды наблюдаются засухи, снижающие урожаи, поэтому для получения гарантированных урожаев сельскохозяйственных культур и улучшения процесса почвообразования применяется орошение. В результате распашки и орошения гидротермический коэффициент становится равным:
.
Орошение здесь должно быть лишь небольшим дополнением к естественным осадкам. В неблагоприятных гидрогеологических условиях может потребоваться осушение (дренаж для понижения уровня грунтовых вод). Местами могут проявляться процессы осолонцевания и засоления, тогда нужны химические мелиорации и промывки почв.
3) I = 1,2 . 2,0 — засушливая зона (сухостепная, полупустынная ). При повышении температуры и недостатке влаги ускоряется процесс минерализации растительных остатков, снижается интенсивность накопления гумуса. Почвы светлокаштановые и сероземные, беднее гумусом, чем черноземы. Для улучшения процесса почвообразования и развития большинства сельскохозяйственных культур необходимо регулярное орошение. pH > 7,5, часто проявляются процессы осолонцевания и засоления почв. Основным видом мелиорации является регулярное орошение земель, часто требуются химические мелиорации и промывки засоленных земель.
4) I > 2 — острозасушливая (пустынная). Процесс минерализации растительных остатков идет почти без образования гумуса. Почвы пустынные бурые, серобурые, песчаные, большие пространства — без почв. Земледелие здесь невозможно без орошения. При орошении существенно улучшаются и процессы почвообразования. Для предотвращения засоления почв применяется промывной режим орошения, при котором на поля подается воды на 15. 25% больше, чем требуется растениям, чтобы обеспечить вымыв вредных солей из почвы. На больших площадях требуется дренаж.
Приведенные характеристики земель различных природно-кли-матических зон страны показывают, что почти все сельскохозяйственные угодья требуют мелиоративного улучшения для повышения эффективности их использования.
В 1990 г. в СССР площадь мелиорированных земель составляла 41,2 млн. га, в том числе орошаемых – 23,2 млн. га, осушаемых – 18,0 млн. га, в России в это время – 11,2; 6,1 и 5,1 млн. га, соответственно.
Доля мелиорированных земель от общей площади сельскохозяйственных угодий в 1990 г. составляла: в РФ — 6,2%, на Украине — 9,5%, в Молдавии — 14,1%,в Армении — 24%, в Азербайджане — 33,3%, в Латвии — 83,4%, в Эстонии — 84,2%, в Литве — 89,1%.
В Российской Федерации находится 82,5% переувлажненных земель территории бывшего СССР. В настоящее время площадь сельскохозяйственных земель в РФ свыше 600 млн.га. На этих землях требуют орошения свыше 29 млн.га, осушения — свыше 25,6 млн.га, заросло кустарником и мелколесьем около 10 млн.га, засорено камнями 12 млн.га, подвержено эрозии свыше 60 млн.га, требуют известкования 75 млн.га, засолено свыше 15 млн.га, осолонцовано 24.3 млн.га.
Орошаемые сельскохозяйственные земли в мире составляют свыше 220 млн.га, осушаемые — более 200 млн.га.
Глава 4. РЕКУЛЬТИВАЦИЯ ЗЕМЕЛЬ
Основные понятия о рекультивации земель
Рекультивация земель – составная часть природообустройства, заключается в восстановлении свойств компонентов природы и самих компонентов, нарушенных человеком в процессе природопользования, в результате функционировании техно-природных систем и другой антропогенной деятельности для последующего их использования и улучшения экологического состояния окружающей среды.
Объектами рекультивации являются нарушенные земли — территории, на которых нарушены, разрушены или полностью уничтожены компоненты природы: растительный и почвенный покров, грунты, подземные воды, местная гидрографическая сеть (ручьи, родники, малые реки, озера и т.д.), изменен рельеф местности. К нарушенным землям относятся также загрязненные земли, т.е. земли, на которых в компонентах природы произошло увеличение содержания веществ, вызывающее негативные токсико-экологические последствия для биоты.
По данным Государственного доклада «О состоянии окружающей природной среды Российской Федерации в 1996 году» общая площадь нарушенных земель при добыче полезных ископаемых и геологоразведочных работ составила 697,6 тыс. га, нарушенных при торфоразработках – 300,5 тыс. га. На
1 января 1998 г. площадь нарушенных земель, относящихся к промышленному, транспортному и иному несельскохозяйственному использованию, превысила 1,2 млн. га.
Значительное место в общем объеме техногенных нарушений занимают земли, образованные в результате химического загрязнения растительного и почвенного покрова. В 1996 г. из 31,1 млн. га обследованных земель агрохимической службой Минсельхоза России тяжелыми металлами было загрязнено 1,4 млн. га, в 1997 г. из 29,5 млн. га загрязнено 1,0 млн. га. Загрязнение почв остаточным количеством пестицидов в 1997 г. составило около 5% пашни.
Одной из крупных экологических проблем России является загрязнение земель нефтью и нефтепродуктами. По данным Госгортехнадзора в 1995 – 1997г.г. только на нефтяных месторождениях Западной Сибири произошло 40 тыс. аварий, что привело к разливу нефти на площади более 200 тыс. га. Основной причиной аварий является физический износ нефтяного оборудования и коррозия металла.
В результате аварии на Чернобыльской АЭС радиоактивному загрязнению подвержены 3,5 млн. га сельскохозяйственных угодий, вклад предприятий по производству ядерного топлива в общую площадь радиоактивного
загрязнения составляет 170 тыс. га.
Многие нарушенные земли, существующие до настоящего времени – это результат хозяйственной деятельности прошлых лет, отражающий как рост промышленного производства, так и уровень общественной ответственности за масштабы негативных последствий, вызванных антропогенной деятельностью.
В зависимости от антропогенных воздействий нарушенные земли образуются:
— в ходе добычи торфа: фрезерные поля, карьеры гидроторфа, машиноформовочные карьеры;
— в ходе добыче нерудных строительных материалов: карьеры песка, глины, песчано-гравийных материалов;
— в ходе производства открытых горных работ: карьерные выемки, внутренние и внешние отвалы;
— в ходе производства подземных разработок: провалы, прогибы, шахтные отвалы (терриконы);
— в ходе функционирования урбанизированных территорий: золоотвалы, шлакоотвалы, шламонакопители, свалки твердых бытовых отходов (ТБО) и др.;
— в ходе проведения разведочных и изыскательских работ: участки земель с нарушенным растительным и почвенным покровом, а также участки земель, загрязненные нефтью и нефтепродуктами;
— в ходе выполнения строительных и эксплуатационных работ: участки земель с частично или полностью нарушенным растительным и почвенным покровом, территории земель, подвергающиеся подтоплению, затоплению и эрозионным процессам, а также насыпи, кавальеры, отвалы, гидроотвалы и др.;
— в ходе технологических процессов при получении материалов, веществ, электрической энергии: земли, загрязненные аэрозолями и пылевыми выбросами, органическими и неорганическими веществами, радиоактивными элементами;
— в ходе сельскохозяйственного производства: земли, загрязненные остаточным количеством пестицидов, дефолиантов, сточными водами и удобрениями, а также засоленные, эродированные и малопродуктивные земли;
— в ходе военных действий, производства оружия и его основ: земли, загрязненные радиоактивными, отравляющими, токсичными органическими и неорганическими веществами, опасными бактериологическими компонентами.
Мировой опыт по рекультивации земель насчитывает всего около 75 лет. Первые работы по рекультивации земель были проведены в 1926 г. на участках, нарушенных горными работами (США, штат Индиана).
В СССР рекультивацию начали проводить с 1959 г.: в Эстонии при добыче сланцев, в России — при добыче бурого угля и на Украине — при добыче железных руд.
В России с 1971 по 1980 г.г. рекультивация была выполнена на площади 713 тыс. га, т.е. ежегодный объем рекультивационных работ составлял 71,3 тыс. га. Значительный рост рекультивационных работ был заложен в Государственной комплексной программе повышения плодородия почв России на
1992. 1995 г.г., где предусматривалось ежегодно рекультивировать до 96 тыс. га. В 1995 г. объем выполненных работ составил 160,1 тыс. га, в 1996 г. – 79,9 тыс. га, в 1997 г. – 79,2 тыс. га.
В тоже время, наряду с имеющимся некоторым ростом объемов восстановительных работ по сравнению с 1980 г., рекультивация земель по-прежнему выполняется лишь на площади, составляющей от 2% до 25 % территории нарушенных земель.
Природные системы способны обеспечить естественную эволюционную трансформацию и самовосстановление нарушенных компонентов. Благодаря этому свойству техногенные субстраты, подвергаясь воздействию тепла, воды, ветра, растений, микроорганизмов постепенно трансформируются, разрушаются, связываются до недоступных для биоты форм. Интенсивность этого процесса определяется многими факторами, в зависимости от которых восстановление нарушенных земель, особенно в сложных условиях, может продолжаться в течение многих десятков и даже сотен лет.
Опыт природного восстановления необходимо учитывать при подборе видового состава растений на поверхности нарушенных земель. В связи с этим, рекультивация должна начинаться с изучения опыта природной эволюции нарушенных земель для поиска наиболее эффективных способов оптимизации измененных геосистем с целью превращения их в культурные ландшафты.
Источник