Почвы как объекты мелиораций

Почвы как объекты мелиораций

Тема 7. Мелиорация, ее объекты и классификация

1. Понятие о мелиорации, ее объектах и классификация. Направленное улучшение свойств и функций природных и природно-антропогенных систем — одна из важнейших составля­ ющих процесса рационального природопользования. Необходи­ мость их улучшения связана с двумя основными причинами. Во-первых, под действием антропогенного фактора глубокие изменения природных компонентов и комплексов часто имеют не только негативный характер, но и необратимы (например, нарушение литогенной основы ландшафтов, вторичное засоле­ ние и заболачивание, интенсивное развитие эрозии, опустыни­ вание и др.). В этих случаях восстановление полезных свойств и функций ландшафтов без сознательного вмешательства человека невозможно.

Во-вторых, естественное состояние природных систем часто не соответствует требованиям, которые предъявляют к ним раз личные отрасли производства. Комплекс факторов, ограничива­ ющих возможности оптимального использования природных ре­ сурсов и условий территории, называют мелиоративной неустро­ енностью (К.Н.Дьяконов, В.С.Аношко , 1995). К преобладающим видам мелиоративной неустроенности на территории России отно­сят: переувлажненность , заболоченность, засушливость, засолен­ ность, эродированность , закустаренность , завалуненность и др. Они определяются конкретными физико-географическими и социаль­ но-экономическими условиями региона, которые по происхожде­ нию могут быть зональными, азональными , интразональными и природно-антропогенными. Степень выраженности видов мелио­ ративной неустроенности и характер их сочетания определяют ес­ тественную пригодность территории для тех или иных видов хозяй­ ственной деятельности человека и необходимость мелиорации.

Мелиорация — это совокупность организационных, хозяйствен­ ных и технических мероприятий, направленных на улучшение свойств используемых геосистем и условий выполнения ими за­ ранее заданных социально-экономических функций. Объектами этих мероприятий выступают природные комплексы, свойства которых не соответствуют требованиям тех или иных отраслей производства, и природно-антропогенные комплексы, у кото­ рых в процессе хозяйственного использования нарушены необ­ ходимые для человека качества и функции. В результате мелиора­ тивного воздействия эти объекты трансформируются в природ но-мелиоративные геосистемы — разновидность геотехнических (природно-технических) систем, включающих ландшафтно-эко­ логические, инженерно-агротехнические и социально-экономи­ ческие компоненты, которые находятся в тесном взаимодействии. Функционирование мелиоративных ландшафтов определяется, с одной стороны, глубоким антропогенным воздействием, с дру­ гой — разносторонними природоохранными мероприятиями. Рав­ новесие в ландшафтах в значительной степени поддерживается искусственно.

Согласно А.Г.Исаченко (1980), объектом мелиорации являет­ ся геосистема в целом, а сущность мелиоративных преобразова­ ний состоит в целесообразной перестройке функционирования геосистемы путем воздействия на такие ее звенья, как влагооборот , биогенная и геохимическая составляющие, а также грави­ тационные процессы. По мнению автора, нежелательные послед­ ствия мелиорации — результат того, что в качестве ее объекта часто выступает не природный комплекс в целом, а его отдель­ ные компоненты.

По В.С.Аношко (1987), под воздействием мелиорации при­родные и природно-антропогенные геосистемы трансформиру­ются в мелиоративно-географические системы, которые харак­ теризуются закономерным сочетанием природных компонентов, инженерных и агротехнических сооружений и приемов, а также социальных и экономических составляющих, тесно взаимодей­ ствующих и образующих единую систему. Эта система представля­ ет собой переменное состояние природных комплексов, подвер­ женных влиянию мелиоративных сооружений. Это контролируе­мые (эпизодически или регулярно) системы, степень управления (контроля) которыми зависит от уровня изученности протека­ ющих в них процессов и состояния технического блока.

С позиций агроэкологии мелиорацию нередко рассматривают как способ перестройки самоуправляемой экологической систе­ мы и превращения ее в управляемую строго контролируемую мно­ гокомпонентную агроэкосистему , производящую необходимую человеку продукцию (В.А.Ковда, 1981).

По назначению (видам природопользования) и выполняемым задачам выделяют следующие виды мелиорации:

а) сельскохо­ зяйственные,

б) для лесного хозяйства,

г) для энергетики,

д ) для нужд рекреации,

е) для строительства,

ж) для транспорта,

Наиболее распространены и самое значительное влияние на природную среду оказывают сель­скохозяйственные мелиорации. Они носят комплексный характер, поскольку преобразуют неблагоприятные свойства ландшафтов не только для целей сельского хозяйства, но и для решения других социально-экономических и экологических задач.

Существует несколько классификаций мелиоративных меро­приятий. В обобщенном виде классификация мелиорации приве­дена в книге К.Н.Дьяконова и В.С.Аношко (1995). В ней выделе­ ны типы, подтипы и виды мелиорации в зависимости от прямо­ го воздействия на ведущие компоненты природных комплексов. В классификации представлены водные, литотропные (земельные), фитотропные (растительные), климатические, снежные, хими­ ческие мелиорации. Каждый из этих типов улучшает прежде всего тот компонент природной среды, на который он направлен: вод­ ные мелиорации улучшают гидрологический режим геосистем , земельные — почвы и рельеф территории и т. п. Однако благодаря взаимосвязям в природе изменения испытывают и другие компо­ненты, а в конечном итоге и весь природный комплекс. Поэтому каждый тип мелиорации служит средством целенаправленного преобразования природной среды.

Подтипы мелиорации выделены по характеру избирательного действия на ведущие свойства природных комплексов. Например, тип водных мелиорации разделяется на подтипы осушительных, паводково-регулирующих , оросительных, осушительно-увлажнительных, обводнительных мероприятий; тип земельных мелиора­ ции — на подтипы почвозащитных, почвореконструктивных , куль- туртехнических , инженерно-геологических, рекультивационных мероприятий и т.д.

Виды мелиорации выделены по конкретному воздействию на процессы и свойства отдельных компонентов или природных ком­ плексов. Они характеризуются признаками, которые определяют единство методов проведения преобразовательных мероприятий. Например, оросительные мелиорации по видам делятся на увлаж­нительные, удобрительные, отеплительные, почвоочистительные , дезинфицирующие.

Разновидности мелиорации, выделяемые внутри вида, опре­ деляются способами проведения мелиоративных мероприятий в зависимости от местных условий каждого конкретного объекта. Так осушение болот, заболоченных и переувлажненных земель осуществляется: открытыми каналами; закрытым дренажем; глу­ бокими каналами; вертикальным дренажем и др.

А. М. Шульгин (1980) предложил различать группы и комплексы мелиорации. Группа мелиорации объединяет два вида мероприя­ тий, например, оросительные и обводнительные (оросительно- обводнительные) или осушительные и увлажнительные (осуши тельно-увлажнительные), т. е. мелиорации двойного действия. Ком­ плекс мелиорации — это сочетание разных типов мелиорации в пределах одной территории (например, водные, земельные, хи­ мические, климатические).

2. Выбор объектов мелиорации. Выбор объектов мелиорации должен быть увязан с проектами внутрихозяйственного землеустройства и межхозяйственной орга­ низации территории, исходить из конкретных особенностей лан­ дшафта, а также иметь социально-экономическое и экологичес­ кое обоснование. Необходимо, чтобы выбранный для мелиора­ ции участок удовлетворял следующим требованиям:

а) обладал достаточно высоким потенциальным плодородием почв, позво­ ляющим получать урожай сельскохозяйственных культур выше, чем на типичных для данного ландшафта почвах;

б) позволял при необходимости увеличивать до рациональных пределов пло щади полей и улучшать их конфигурацию;

в) обеспечивал фор­ мирование оптимальной структуры севооборота;

г) сводил к ми­ нимуму негативное влияние мелиорации на соседние природные комплексы;

д ) обеспечивал включение элементов системы лесо­ насаждений, противоэрозионной организации территории, ландшафтно-геохимических барьеров, выполняющих водоохранные , почвозащитные и другие природоохранные функции (В. А. Шка­ ликов, 2002).

Прежде всего целесообразно мелиорировать земли, длительно используемые в качестве пахотных угодий и имеющие лишь от­ дельные участки с низким плодородием почв, а также земли, не требующие значительных затрат на мелиорацию, природоохран­ ные мероприятия и обеспечивающие после их проведения устой­ чивые урожаи сельскохозяйственных культур. На поймах в первую очередь следует выделять участки, на которых повышение плодо­ родия можно обеспечить путем поверхностного улучшения почв. Необходимо избегать превращения лесных массивов в сельскохо­зяйственные угодья. Крайне осторожно следует подходить к осу­шению лесных угодий для улучшения породного состава и бони­ тета насаждений. Такие мелиорации возможны лишь в случаях, когда имеются значительные площади заболоченных лесных зе­ мель и их осушение существенно не отразится на устойчивости геосистем , расположенных вблизи мелиорируемых объектов.

При мелиорации вновь осваиваемых земель целесообразно оставлять в естественном состоянии не менее 1 /₁₀— 1 /₈ их общей площади, выделяя для этого небольшие территории (комплексы локального уровня), выполняющие роль микрозаказников , микрозаподведников или другие природоохранные функции. Во многих случаях для этих целей могут быть использованы болота, низко­продуктивные земли, крутые склоны с углом наклона более 6˚ и другие территории. Но оставляемые в естественном состоянии уча­ стки не должны быть рассадниками сорняков, местами, благо­ приятными для обитания вредителей сельскохозяйственных куль­ тур, их конфигурация не должна препятствовать проведению сель скохозяйственных работ.

При выделении природных комплексов в качестве объектов ме­ лиорации следует тщательно выявлять все социально-экономи­ ческие функции, которые они могут выполнять в естественном состоянии. Важно предусмотреть, чтобы после проведения мелио­ рации негативные последствия имели минимальный характер или их можно было бы устранить. При мелиоративных работах необхо­ димо учитывать последствия, которые негативно влияют как на состояние природной среды, так и на условия жизни и деятель­ ности населения.

Не следует включать в объекты мелиорации природные ком плексы:

а) имеющие важное научное значение (уникальные по своему происхождению, свойствам, природным процессам, при родно-историческому своеобразию и т.п.); б) выполняющие опре­ деленные природоохранные функции (обеспечивающие чистоту воды в реках и других водоемах, защиту почв от эрозии, попол­ нение запасов подземных вод и др.);

в) отличающиеся значи­ тельным разнообразием видов растений и животных, которое превосходит соседние территории;

г) являющиеся ценными охот­ ничьими угодьями;

д ) представляющие собой местообитания, богатые дикорастущими ягодами (особенно клюквой, брусни­ кой, черникой), грибами и другой побочной продукцией, цен­ными лекарственными растениями, редкими и исчезающими растениями и животными, занесенными в Красную книгу при­ роды:

е) территории, удобные для развития рекреации или уча­ стки, отличающиеся значительной эстетической привлекатель­ ностью.

Улучшение свойств и функций ландшафтов в результате мелио­ рации не должно негативно отражаться на использовании приле­ гающих территорий и водных объектов. При мелиорации нельзя допускать уничтожения древесно-кустарниковой растительности на больших площадях (в несколько сотен или тем более тысяч гектаров), деградации соседних природных комплексов и сниже­ ния их естественной продуктивности, уменьшения биологической продуктивности соседних сельскохозяйственных угодий, не до­пускать ущерба рыбному хозяйству в связи с загрязнением вод­ ных объектов и их переустройством, обеднения флоры и фауны в ландшафтах, снижения рекреационной ценности природных ком­ плексов, ухудшения социально-экономических условий жизни населения. Все положительные изменения в ландшафтах под вли­ янием мелиорации должны существенно превосходить возника­ ющие при этом неблагоприятные последствия.

3. Ландшафтно-экологические принципы мелиорации. Улучшение природной среды невозможно без изучения и учета свойств и функций объектов мелиорации — природных и природ но-антропогенных комплексов. При проведении мероприятий по мелиорации должны учитываться идеи В.В.Докучаева о тесной взаимосвязи и взаимодействии всех компонентов природы, о це­лостности и пространственной дифференциации природной сре­ ды, учение Л. С. Берга о ландшафтах, разработки Л. Г. Раменско го по экологии земель, концепция геотехнических (природно- технических) систем (работы К.Н.Дьяконова, В.А.Николаева, В. С. Преображенского и др.), учение В. Б. Сочавы о геосистемах , современные исследования структуры и функционирования при­родных комплексов, закономерностей их изменения под воздей­ствием естественных и техногенных факторов.

В связи с этим важное значение приобретают ландшафтно-эко логические принципы, которые также должны учитываться при проведении мелиоративных работ. К. Н.Дьяконов и В.С.Аношко (1995) выделяют следующие принципы: комплексность, регио нальность , экологичность , историко-генетический принцип.

Сущность принципа комплексности состоит в необходимости, во-первых, рассмотрения и анализа всех основных причинно-след­ ственных связей, возникающих в процессе мелиорации (от при­ родных до социально-экономических), влияющих на них естествен­ ных и антропогенных факторов, а также различных процессов, которые происходят как в природе, так и в социальной сфере. Во- вторых, следует учитывать ландшафтную ( геосистемную ) органи­ зацию природной среды и, соответственно, выявлять воздействие мелиоративных систем на прилегающие к ним природные и при родно-антропогенные комплексы. В-третьих, использовать различ­ ные методы и приемы мелиорации, что позволит получить опти­мальный позитивный результат и свести к минимуму негативные последствия изменения природной среды. Принцип комплексно­ сти должен применяться для решения мелиоративных задач раз­личного иерархического уровня — от локального до глобального.

Принцип региональности основывается на том, что мероприя­ тия по мелиорации геосистем чаще всего имеют региональную размерность, поэтому возникает необходимость учета конкретных физико-географических и социально-экономических особенно­ стей территории. В условиях региона часто используются сходные способы мелиорации и других форм и сре дств пр иродопользова­ ния. В результате могут формироваться единые цельные геотехни ческие системы регионального уровня.

Реализация принципа региональности позволяет учитывать пространственную дифференциацию природной среды. Для ее вы­ явления на региональном уровне чаще всего используют мелиоративно-географическое районирование, на локальном уровне — ландшафтно-мелиоративное картографирование. Любой достаточно крупный регион, как правило, характеризуется сложной неодно­ родной структурой природных комплексов, имеющих общие чер­ ты генезиса, но не образующих сплошных ареалов. Однотипные природные комплексы, формирующиеся под воздействием раз­ ных региональных факторов, нередко приобретают индивидуаль­ ные качества. Для таких комплексов, несмотря на приуроченность к одному региону, требуются неодинаковые способы мелиорации. Они должны учитываться при определении таксономических еди­ ниц мелиоративно-географического районирования и выделяться при ландшафтно-мелиоративном картографировании. Внутрире­гиональная дифференциация видов мелиоративной неустроенно­сти территории и факторов, которые ее определяют, отчетливо проявляется на примере территории нечерноземной зоны Рос­сийской Федерации. Например, заболоченность как вид мелиора­тивной неустроенности здесь может быть связана с различными факторами (климатические, почвенные, геоморфологические и др.). Их разнообразие несмотря на общую региональную приурочен­ность природных комплексов вызывает формирование индивиду­альных мелиоративно-географических черт этих геосистем .

Принцип экологичности при проведении мелиорации обо­ снован в работах В.Н.Сукачева, Л.Г. Раменского, В. Б. Сочавы , В. А. Ковды и других ученых, которые доказали применимость эко­ логического подхода к изучению, улучшению и использованию природных условий и ресурсов. Особое значение для мелиоратив­ ных мероприятий имеют разработки по экологии земель как уче­ ния о природных факторах землепользования, прямым образом связанного с обоснованием мелиорации, охраной природных ресурсов и повышением продуктивности ландшафтов.

Соблюдение принципа экологичности при проведении мелио­рации означает изучение и учет изменений природной среды и влияния последствий этих изменений на природные системы и условия жизни и деятельности населения. Учет последствий ме­лиорации способствует решению задач по сохранению и разум­ному использованию не только биологических, но и других ес­тественных ресурсов (водных, земельных, рекреационных), со­ стояние которых зависит от биологических компонентов.

Реализация принципа экологичности дает возможность опреде­ лить устойчивость и пределы саморегуляции природных систем и тем самым установить степень допустимости мелиоративного воз­ действия на эти системы. Понимая устойчивость природных ком­ плексов как их способность сохранять свои структурные и функ­ циональные свойства при внешних воздействиях и как интервал времени для возвращения системы в исходное (или близкое к ис­ходному) состояние, А. М.Алпатьев (1983) предложил ряд кри­териев устойчивости. Применительно к мелиорации к ним можно отнести: меру допустимого изъятия вещества и энергии, меру пре­ дельного загрязнения, меру возврата вещества и энергии.

Историко-генетический принцип вытекает из тесной взаимосвя­зи географии, экологии и истории. Так, физическая география свя­ зана с историей развития природы, социально-экономическая — с историей общества. Данный принцип применительно к мелиора­ции реализуется в двух направлениях: во-первых, как использова­ ние опыта развития мелиорации и, в частности, мелиоративно-географического опыта изменения свойств и функций природных систем; во-вторых, как учет возраста объектов мелиоративно-гео графических исследований (К.Н.Дьяконов, В. С.Аношко , 1995).

Опыт мелиоративно-географических исследований показыва­ ет, что на разных этапах развития общества в условиях большого пространственного разнообразия природных факторов отражают­ ся не только пути совершенствования приемов и технических средств мелиоративного воздействия на геосистемы , но и сама история развития общества.

Формирование мелиоративно-географических систем идет пу­ тем превращения геосистем разного генезиса, структуры и возрас­та в пространственно-временные природно-технические системы. Данный процесс представляет собой последовательный ряд направ­ ленных изменений состояний геосистем и во многом определяется их возрастом. Возраст геосистемы — это продолжительность ее су­ ществования в эволюционном ряду в качестве определенного струк­ турно-динамического типа (В. Б. Сочава , 1978). Принято различать время существования ге о — и экосистем и их отдельных компонен­ тов. Часто время существования компонентов превосходит период формирования комплексов в целом (особенно природно-антро погенного происхождения). Для изучения возраста и временной структуры мелиоративно-географических систем следует приме­ нять не чисто исторический, а историко-генетический анализ.

Источник