Деградация почвенного покрова на примере ЦЧР

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат по предмету:

Основные эко. проблемы

На тему: Деградация почвен-

ного покрова на примере ЦЧР

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подготовил: Студент 2 курса

                                                                   ЕГФ, отделения Экология

Соловьёв В.С.

Проверил: Преподаватель

Корецкая И.И.

 

 

 

 

 

ВГПУ 2014

 

 

Трансформация почв в условиях техногенеза

Интенсивная эксплуатация плодородия черноземов в течении трех веков и особенно в 60-90 г.г. прошлого века без сопутствующих компенсационных мероприятий привела к их сильной антропогенной деградации .

     Сельское хозяйство уже в самом начале своего развития стало фактором возникновения локальных экологических кризисов. Скотоводство в неолите стало причиной возникновения пустыни Сахара. Рост народонаселения планеты и усиление влияния хозяйственной деятельности человека на окружающую среду поставили биосферу на грань экологического кризиса. Как признание бесперспективности продолжения антропоцентрической стратегии природопользования сформировались представления об устойчивом развитии мирового сообщества, т.е. таком развитии, которое удовлетворяет потребности настоящего времени, но не ставит под угрозу возможность будущих поколений удовлетворять свои потребности и включает, запрет на деградацию условий окружающей среды.

    Один из центральных элементов концепции общества устойчивого развития - продовольственная безопасность, которая подразумевает обеспечение населения планеты достаточным количеством продуктов питания при сохранении агроресурсов, т.е. при обеспечении аналогичной возможности быть сытыми для поколений потомков.

Решение проблемы обеспечения продовольственной безопасности возможно за счет экологически чистого (органического, биодинамического и т.д.) сельского хозяйства. Такой подход привел к смене приоритетов в сельскохозяйственной науке, во многих странах возрос интерес к экологизации сельского хозяйства. Стали разрабатываться альтернативные интенсивным системы земледелия, в которых особое внимание уделяется энергосберегающим технологиям в сельском хозяйстве. Для этого различные агроприемы должны быть биологическими (внесение навоза, высев сйдера-тов, повышение роли севооборотов), а не осуществляться с помощью химических препаратов или путем интенсивной механизации.

Агроэкология разрабатывает принципы адаптивного подхода, экологического императива и концепцию сестаининга, т.е. самоподдержания агроэкосистем, которые реализуются при экологически-ориентированном управлении агроэко-системой (АгрЭС) и агроценозами.

В настоящее время концепция управления АгрЭС развивается по-преимуществу, как адаптивно-ландшафтная система земледелия. В то же время, вопросы сохранения экологических функций почв особенно важны для России, сельское хозяйство которой долгие годы развивалось командно-плановыми методами без учета природных условий и последствий антиэкологичного природопользования. Как итог, оно (как и сельское хозяйство всего СССР) было самым энергоемким (по удельным затратам на конечный продукт) и  природо - разрушительным.

Морфологическая и функционально-экологическая характеристика объектов исследования

Структурный состав целинных черноземов характеризуется содержанием агрономически ценных фракций (до 90%). Общая пористость в слое 0-10 см колеблется в пределах 56-64%. Среди минералов всех подтипов черноземов доминирует кварц, полевые шпаты, монтмориллонит, гидрослюды. Содержание гумуса в целинных черноземах высокое и очень высокое, среди пахотных черноземов преобладают среднегумус-ные.

Профильное распределение гумуса в черноземах характеризуется равномерно-аккумулятивным типом, однако, каждый подтип имеет свои особенности.

Черноземы ЦЧР характеризуются высокой емкостью катионного обмена, достигающей в гумусовых горизонтах целинных черноземов 47 мг-экв/100г. Степень насыщенности основаниями, в среднем, составляет 90%, увеличиваясь вниз по профилю до 100%. Доля кальция составляет от 75 до 80%, магния - в среднем 15%.

Для пахотных черноземов характерно изменение всех морфогенетических свойств и признаков: в структурно-агрегатном составе уменьшается количество зернистых агрегатов, снижается их водопрочность, водный режим сдвигается в О л. гумидную сторону, уменьшается емкость катионного обмена, количество Са и Mg +, происходит сглаживание профильной дифференциации содержания и состава гумуса. Изучение роли техногенного фактора в трансформации почв ЦЧР проводили на территории г. Воронежа и в зоне влияния автомагистрали «Дон».

Воронеж - крупнейший промышленный центр Центрального Черноземья занимает площадь 600 км , население около млн. человек. Он расположен на юго-восточной окраине Среднерусской возвышенности в бассейне Среднего Дона. Город вытянут с севера на юг более чем на 20 км, а с запада на восток — на 10 км. В меридиональном направлении территорию города пересекает долина реки Воронеж, расширяющаяся в черте города в пределах акватории созданного в 1972 г. Воронежского водохранилища. Правобережная часть города представляет собой высокое холмистое суглинистое плато с абсолютными отметками высот от 100 до 160 м и перепадом относительных высот около 35 м. Левобережная часть - пониженная выровненная поверхность надпойменной террасы, возвышающаяся над урезом водохранилища на 15-25 м, преимущественно песчаного гранулометрического состава.

В зональном отношении Воронеж и Подворонежье — это типичная лесостепь с преобладанием на водоразделах типичных и выщелоченных черноземов, которые в девственном состоянии были покрыты разнотравно-луговым степным травостоем (Воронежские дали, 1981). Междуречье Дона и Воронежа характеризуется неоднородностью почвообразующих пород — это супеси, различные суглинки, подстилаемые супесями с прослоями песка. На них формировались черноземы супесчаного, легкосуглинистого, реже — среднесуглинистого и тяжелосуглинистого гранулометрического состава. За более чем 400-летнюю историю города в результате строительных работ с перемещением грунта, переуплотнения, загрязнения бытовыми, строительными и транспортными отходами сформировались урбаноземы. Отличительными чертами урбаноземов являются: на рушенность или отсутствие генетических горизонтов, сдвиг рН в кислую или щелочную сторону, повышенная плотность, наличие включений строительно-бытового мусора, присутствие слоя антропогенных отложений различной мощности, наличие загрязняющих веществ и патогенной микрофлоры. Ненарушенные почвы в городе сохранились только на территориях старых городских парков, которые существуют еще с середины прошлого столетия: Первомайский сквер, Петровский сквер, Брикмановский сад и других, а также на территории лесного фонда и земель, используемых в сельскохозяйственном производстве.

Б.П. Ахтырцев все городские земли подразделяет на две категории: первая включает земли с функционирующим почвенным покровом, обладающим биологической продуктивностью и находящимся в незастроенной части города, а вторая - общий техногенный покров, представляющий собой отчужденную часть почвенного покрова, занятую домами и разными техническими объектами.

Все разнообразие почв города мы условно подразделили на шесть категорий: 1. Естественная (ненарушенная) почва. 2. Погребенная почва. 3. Почва с укороченным профилем, в т.ч. эродированная. 4. Почва, разрушенная землеройными механизмами (перемешанная). 5. Насыпная почва. 6. Обнаженная порода.

К первой категории мы относим почву, в профиле которой полностью сохранились все генетические горизонты без видимых нарушений сложения.

К погребенным почвам мы относим те, которые хотя и сохранили естественное сложение горизонтов, но сверху оказались засыпанными слоем песка, щебня, обломками стройматериалов, металлоломом и т.п. Верхний слой, как правило, уплотнен (индустриоземы).

Агрогенная динамика агрохимических показателей

Агрохимические показатели черноземов ЦЧР изучены достаточно детально. Начиная с двадцатых годов прошлого столетия было опубликовано большое количество работ, посвященных проблемам, связанным с агрохимическим состоянием черноземов.

Содержание гумуса - наиболее важный показатель плодородия и экологического состояния черноземов. При его интенсивной минерализации пахотные черноземы приобретают черты выпаханности. Большинство исследователей отмечают активное развитие процесса дегумификации при распашке черноземов и их дальнейшем использовании в сельском хозяйстве.

Использование черноземов в пашне сопровождается их дегумификацией. Достоверным показателем, отражающим уровень развития деградационных процессов в этих почвах, является профильное распределение органического вещества.

В черноземах пашни по сравнению с целинными аналогами уменьшается градиент падения гумуса, изменяется форма кривой профильного распределения гумуса и возрастает интенсивность его внутрипрофильного перераспределения. Общим для взятых в анализ различных вариантов черноземов является сравнительно высокий уровень их суммарной и текущей дегумификации. За последнее столетие в различных подтипах черноземов было минерализовано от 20 до 40% исходных запасов гумуса. Анализ «эталонных» объектов и массовых данных выявил потери гумуса за последние 30-40 лет от 2,0 до 2,5%. Исследования морфогенетических профилей показывают активные процессы элювиально-иллювиального перераспределения почвенного органического вещества. Отрицательный баланс гумуса на территории региона составляет около 0,6-0,8 т га в год. Снижение содержания гумуса ниже дифференцированных для регионов пороговых значений значительно снижает эффективность применяемых удобрений и возможность стабильного получения хороших урожаев.

Для оценки изменений гумусного состояния черноземов Воронежской и Тамбовской областей нами проведены сопоставления фондовых и современных данных содержания гумуса в почвах названных объектов. Сопоставление показывает снижение содержания гумуса в черноземах Тамбовской и Воронежской областей примерно на одну градацию из принятых в картосхемах В.В. Докучаева. Наибольшие изменения произошли на юге Тамбовской области и севере, северо-востоке Воронежской области. Минимальные различия выявились в небольших пятнах оподзоленных черноземов, так как эти почвы отличались пониженным содержанием гумуса в старопахотных почвах еще в конце 19 столетия. В черноземах выщелоченных и типичных средней полосы Воронежской области потери гумуса в среднем составили 1,5-2,0%. Основной причиной этого является сильно выраженная эрозия почв, которой способствует широкое распространение облегченных почвообразующих пород и мел-мергелистых подстилающих.

На юге Воронежской области преобладают черноземы со средним и повышенным содержанием гумуса, что соответствует градации, указанной на картосхеме 1983 года, тоесть на данной территории содержание гумуса в почвах за 20 лет не снизилось.

Особое внимание привлекает широкая полоса черноземов высокой гумуси-рованности, которая занимает южную часть Тамбовской области и северную часть Воронежской. Среднее содержание в них гумуса значительно отличается от значений, указанных на картосхеме 1883 года. Вероятные изменения содержания гумуса за 100 лет оцениваются в 2-3%. Это объясняется как исходно очень высоким содержанием гумуса в них, так и временным совпадением периода первичного обследования В.В. Докучаева с началом их интенсивной распашки.

Таким образом, сравнительный хронологический анализ содержания гумуса позволил уточнить основную тенденцию в его изменении: деградационныи тренд преобладает в пахотных черноземах тяжелого гранулометрического состава. Супесчаные черноземы западных и юго-западных районов Воронежской области имеют длительный период распашки, поэтому уже столетие назад они были сильно дегумифицированы.

Качественный состав гумуса характеризуется преобладанием гуминовых кислот, углерод которых составляет 40-60% от общего углерода (табл. 6). Наибольшая доля в составе гуминовых кислот приходится на фракцию, связанную с кальцием, составляющую более 60% от суммы гуминовых кислот.

Бурые гуминовые кислоты составляют 7-25% от суммы гуминовых кислот. Гуминовые кислоты, связанные с устойчивыми полуторными оксидами, содержатся в незначительных количествах.

Количество фульвокислот невелико. На долю негидролизуемого остатка приходится третья часть общего гумуса.

Распашка черноземов приводит не только к их дегумификации, но к изменениям фракционно-группового состава гумуса, которые проявляются в следующем: в черноземах лесостепных подтипов увеличивается относительное содержание гуминовых кислот и гуматов кальция, снижается содержание фульвокислот, особенно 1 и 2 фракций.

Биологическая активность черноземов в условиях различной агротехники

Обобщение и анализ массовых и локальных данных по изменению физико-химических свойств черноземов позволили сделать вывод о том, что при вовлечении почв в сельскохозяйственное использование происходит трансформация показателей состояния почвенного поглощающего комплекса. По данным В.В. Медведева с соавторами (1983), длительно распахиваемые черноземы теряют некоторое количество катионов кальция и магния. Снижение степени насыщенности основаниями характерно для черноземов ЦЧО, Поволжья, Украины.