Оценка экологического состояния почв придорожных зон улиц г. Оренбурга (на примере улицы Карагандинская)

Все единицы выражаются в Дж/см²/ч или кДж/см²/мес.

Тепловой баланс для различных  почвенно-климатических зон неодинаков. Благоприятное воздействие на температурный режим почвы оказывают создание лесных полос, глубокая вспашка, внесение органического вещества, рыхление, меры по снегонакоплению, т. е. общие агротехнические меры, направленные в целом на улучшение физических свойств.

Буферность почвы

Буферность почвы, свойство почвы препятствовать изменению её реакции (pH) под действием кислот и щелочей. Чем больше в почвенном растворе солей сильных оснований и слабых кислот, тем более буферна почва по отношению к кислым удобрениям; соли слабых оснований и сильных кислот буферны к щелочным удобрениям. Так как раствор находится в постоянном взаимодействии с твёрдой фазой почвы, то последняя также оказывает существенное влияние на буферность. Чем больше коллоидных частиц и гумуса в почве (например, чернозёмы) и чем больше они содержат поглощённых оснований, тем буфернее почва по отношению к кислым удобрениям; поглощённый коллоидами водород (подзолистые почвы, краснозёмы) способствует увеличению буферности почвы к щелочным удобрениям. Наиболее буферны почвы тяжёлого (глинистого) механического состава. Атмосферные осадки, грунтовая и оросительная вода могут изменить реакцию почвы, если последняя не обладает буферностью, и наоборот. Растения реагируют на изменение реакции почвы, поэтому буферность почвы играет большую роль в их росте и развитии. Буферность  почвы можно повысить внесением органических удобрений.

 

2. Виды экологического мониторинга почв

 

Слово «мониторинг» происходит от латинского слова «монитор», что обозначает «тот, что напоминает, предупреждает». Оно пришло в жизнь в конце 60-х - начале 70-х и употреблялось тогда только в области экологии.

Мониторинг почв - это информационная система наблюдений, оценки и прогноза изменений почв под влиянием природных  и антропогенных факторов.

Почвенный экологический мониторинг - система регулярного не ограниченного в пространстве и времени контроля почв, который дает информацию об их состоянии с целью оценки прошлого, настоящего и прогноза его изменения в будущем. Почвенный мониторинг - одна из важнейших составляющих экологического мониторинга в целом, он направлен на выявление антропогенных изменений почв, которые могут в конечном итоге нанести вред здоровью человека.

В основе почвенно-экологического мониторинга  должны лежать следующие основные принципы:

1) разработка методов контроля  за наиболее уязвимыми свойствами  почв, изменение которых может  вызвать потерю плодородия, ухудшение  качества растительной продукции,  деградацию почвенного покрова;

2) постоянный контроль за важнейшими показателями почвенного плодородия;

3) ранняя диагностика негативных  изменений почвенных свойств;

4) разработка методов контроля за сезонной динамикой почвенных процессов с целью прогноза ожидаемых урожаев и оперативного регулирования развития сельскохозяйственных культур, изменением свойств почв при длительных антропогенных нагрузках;

5) ведение мониторинга за состоянием  почв территорий ненарушенных  антропогенными вмешательствами  (фоновый мониторинг). Важнейшими задачами почвенного мониторинга в настоящее время являются следующие:

- оценка среднегодовых потерь почвенных ресурсов вследствие водной, ирригационной эрозии и дефляции;

- обнаружение регионов с дефицитным балансом главнейших элементов питания растений, выявление и оценка скорости потерь гумуса, азота, фосфора; контроль содержания элементов питания растений;

- контроль кислотно-щелочных показателей почв, что особенно актуально в районах ирригации, применения высоких доз минеральных удобрений и промышленных отходов в качестве мелиорантов, а также в крупных промышленных центрах и на прилегающих к ним территориях, где атмосферные осадки отличаются высокой кислотностью;

- наблюдения за солевым режимом орошаемых почв;

- контроль загрязнения почв тяжелыми металлами вследствие глобальных выпадений и применения удобрений;

- контроль локального загрязнения почв тяжелыми металлами в зоне влияния промышленных предприятий и транспортных магистралей, а также пестицидами в регионах их постоянного применения, детергентами и бытовыми отходами на территориях с высокой плотностью населения;

- долгосрочный и сезонный (в период вегетации растений) контроль влажности, температуры, структурного состояния, водно-физических свойств почв;

- оценка вероятного изменения свойств почв при проектировании гидростроительства, мелиорации, внедрения новых систем земледелия и удобрений и т.п.;

- инспекторский контроль размеров и правильности отчуждения пахотнопригодных почв для промышленных и коммунальных целей.

Все выше перечисленные задачи это  еще не предел тех всех задач которые должны решатся почвенным мониторингом. Например, некоторые задачи, в связи с развитием технологий, могут отпадать.

Виды почвенного экологического мониторинга:

1. Локальный и региональный почвенный  экологический мониторинг делится  на следующие виды:

1.1. Специфический мониторинг почв: а) мониторинг почв, подверженных  загрязнению, 6) мониторинг агрохимический.

1.2. Комплексный мониторинг почв: а) мониторинг опустынивания,  б) мониторинг пастбищ, в) ирригационно-мелиоративный.

1.3. Универсальный мониторинг почв: а) контроль микробиологического  состояния почв, б) контроль качества  почв (бонитировка), в) дистанционный  мониторинг почв.

2. Глобальный почвенный экологический  мониторинг.

Локальный или «санитарно-гигиенический» мониторинг - это слежение за процессами, имеющими местный характер. Локальный  мониторинг включает наблюдения за отдельными изменениями компонентов природной  среды под влиянием конкретных видов  воздействия местного значения. Он предполагает контроль за уровнем содержания в природных средах токсичных для человека загрязняющих веществ. При локальном мониторинге состояния окружающей среды оценивают с точки зрения здоровья человека, что служит самым важным, комплексным показателем состояния окружающей среды.

Размеры, объем и формы поступления  загрязняющих веществ, контролируемые при локальном мониторинге в  почвах, обусловлены рядом антропогенных  факторов. Распределение загрязняющих веществ в геохимическом ландшафте, в почвенном профиле зависят  от геоморфологических, биоклиматических, почвенно-химических условий. Специфическое  сочетание антропогенных факторов поступления загрязняющих веществ  и ландшафтно-геохимических условий  их распределения в контролируемых почвах формируют определенный тип и уровень загрязнения почв.

Локальный почвенно-химический мониторинг должен решать следующие задачи:

1. Характеристика источника загрязнения  и загрязняющих веществ;

2. Определение уровней контролируемых  показателей состояния почв, вод,  растений на территории, подверженной  действию источника загрязнения;

3. Установление зон распространения  почв с ухудшением контролируемых  свойств;

4. Определение характера действия  загрязняющих веществ на почву,  а также путей миграции, аккумуляции  и направления трансформации  загрязняющих веществ в почве;

5. Оценка сопротивляемости почв  загрязнению и возможности их  самоочищения;

6. Рекомендация мероприятий по  снижению или ликвидации последствий  загрязнения почв;

7. Оценка экономического ущерба, нанесенного природе и сельскому хозяйству загрязнением почв.

Для проведения локального мониторинга  на типичных по почвенному покрову  полях с разной интенсивностью химических нагрузок выделяют постоянные участки - реперные площадки, на которых изучают динамику широкого набора показателей служащих основой для последующей экологической оценки применяемых технологий.

При глобальном мониторинге должно проводиться следующее:

-  характеристика потока контролируемых химических элементов на почвы фоновых территорий;

-  определение уровней контролируемых показателей состояния почв;

-  выявление зон миграции, аккумуляции, направления трансформации контролируемых химических элементов в почве;

- определение скорости накопления контролируемых химических элементов в почвах фоновых территорий.

Комплексное почвенное обследование при мониторинге предполагает использование  совокупности приемов исследования свойств почвы, направленной на изучение (наблюдение, контроль) почвы как  единого целого. Такой подход требует  обоснованного выбора методов контроля, а именно:

- комплекса контролируемых свойств почв различной природы (химические, биологические, физические, морфологические, микробиологические и др.);

-  комплекса свойств почв, различающихся по характеру воздействия на них контролируемых химических веществ (прямые специфические показатели загрязнения, косвенные неспецифические показатели загрязнения, показатели устойчивости почв к загрязнению);

- комплекса компонентов почв, подлежащих контролю (почвенные горизонты, играющие роль биохимических барьеров, тонкодисперсные фракции почв, поглощающие загрязнители и др.);

-  комплекса уровней наблюдения (почвенный покров, состояние почв, загрязнение почв; импактный, региональный, глобальный).

Многообразие природных условий  и факторов антропогенных воздействий  на почвы, сложность почвенных структур обуславливают необходимость дифференцированных программ почвенно-экологического мониторинга.

Первая форма мониторинга позволяет  оценить состояние почв и почвенного покрова, масштабы воздействия антропогенных  факторов, направленность и интенсивность  развития негативных процессов и  выбрать (в соответствии с базовыми принципами мониторинга) объекты для  последующих исследований.

Стационарная форма почвенно-экологического мониторинга (вторая форма) реализуется  по расширенной программе комплексных  исследований свойств и параметров почв, режимов и процессов, протекающих  в них.

Для длительных и комплексных наблюдений стационарный участок должен включать группу достаточных по размерам площадок, которые охватывали бы все виды почв, различающихся по степени проявления тех или иных процессов. Размеры  экспериментальных участков (площадок) трудно определить заранее. Их устанавливают  с учетом размеров и состояния  элементарных почвенных ареалов, длительности исследований, видов режимных исследований и периодичности наблюдений.

Третья форма мониторинга реализуется  по сокращенной программе в процессе маршрутных обследований заранее выбранных  участков или маршрутов (по тому же принципу, что и стационаров). При  этом основное внимание уделяется репрезентативным диагностическим показателям, наиболее динамично меняющимся во времени (кислотность, ОВР, плотность и структурное состояние почвы, и т. д.). Маршрутные обследования пространственно могут быть приурочены к стационарным участкам или их прокладывают по самостоятельным направлениям.

По своему содержания маршрутная система  мониторинга представляет собой  форму оперативного контроля за состоянием почв и почвенного покрова, мелиоративных систем, агроэкосистем и продуктивностью земель. Периодичность (частота) маршрутов 1…3 за вегетационный период. В случае выявления негативных процессов (переосушение или подтопление, утечка воды из дрен, изреженность и вымокание посевов, засоление, подкисление, осолонцевание, эрозия и т. д.) составляют соответствующие карты и картосхемы, специальные акты. При обнаружении значительных изменений в свойствах почв и структуре почвенного покрова оценивают целесообразность проведения дальнейших наблюдений на таких участках (территориях).

Четвертая форма мониторинга заключается  в сплошном обследовании территории. Выходные информационные материалы  при этой форме мониторинга составляют в первую очередь инвентаризационные картографические характеристики, а  также картограммы агрохимических обследований и разработанные на этой основе рекомендации по рационализации землепользования.

Получаемые данные о фактическом  состоянии почвенных (содержание гумуса, эродированность, рН, засоленность, солонцеватость и др.) и агрохимических (содержание подвижных форм азота, фосфора, калия и др.) свойств, агропроизводственная группировка почв и «почвенные очерки», характеризующие почвы по всему спектру пользования, служат базовыми предпосылками для последующих теоретических обобщений и практических рекомендаций. Последние же должны отражать трансформацию сельскохозяйственных угодий; охрану почв от эрозии; осушение, орошение и проведение культуртехнических работ; химическую мелиорацию земель; рациональные размещения и набор сельскохозяйственных культур; особенности агротехнических приемов и систем применения удобрений с учетом почвенных условий; улучшение сенокосов и пастбищ.