Принципы оценки экологической почвенно-гидрогеологической обстановки на орошаемых землях

Хозяйственная деятельность человека оказывает все более многообразное и все более ощутимое воздействие на природу. Наступило время соизмерять разнообразные аспекты этой деятельности с потенциальными возможностями биосферы. При этом необходимо иметь в виду, что негативное воздействие человека на природу во времени растет катастрофически быстро, а это, в свою очередь, отрицательно сказывается на биосфере в целом и жизнедеятельности всего живого на земле в частности. Иными словами происходит нарушение экологического равновесия, которое может привести к формированию опасных экологических ситуаций и разрушению экосистем.

Гидромелиорация, как правило, не приводит к разрушению экосистем, но, выступая инженерной основой сельскохозяйственного производства, которое в современных условиях широко использует химические средства (минеральные удобрения, пестициды), она должна решать (в инженерном плане) и проблемы окружающей среды.
При оросительных мелиорациях нужно, во-первых обеспечить условия при которых поданная на орошаемое поле вода будет благоприятно воздействовать на конкретную почву, во-вторых не будет происходить резкое ухудшение гидрогеологической обстановки и связанное с этим подтопление и заболачивание почв, подтопление сельских населенных пунктов и, в третьих, чтобы отводимые и сбрасываемые в природные водоисточники дренажные и поверхностные воды не нарушали бы их экологического равновесия.

Многолетний опыт использования орошаемых земель в степной зоне Украины показал, что в первые 20-40 лет орошения складывается неоднозначная почвенно-гидрогеологическая обстановка на орошаемых землях. В одних случаях режим и баланс грунтовых вод (ГВ) практически не меняется, а изменчивость состава и свойств незначительна, устанавливаются лишь направленности почвообразовательных процессов. В других случаях происходит ежегодное пополнение запасов ГВ, что приводит к незначительному ежегодному приросту их уровня. При этом изменения почвообразовательных процессов уже поддаются количественной оценке. Возможны и существенные изменения почвенно-гидрогеологических условий, которые приводят к интенсивному пополнению запасов ГВ, резкому росту их уровня и подтоплению территорий, разрушению водопрочной структуры, делают почву водонепроницаемой, она заплывает после поливов и дождей, а при высыхании превращается в глыбы, которые плохо поддаются воззделке сельхозмашинами. Урожайность на таких почвах резко падает.

Приведенные данные свидетельствуют о напряженной экологической обстановке, сложившейся в условиях степной зоны Украины. Орошение в отдельных случаях приводит к существенным изменениям гидрогеологических и почвенных условий и во многих случаях сопровождается развитием негативных процессов и явлений. В целом же можно отметить, что, несмотря на указанные изменения природных условий под влиянием орошения в Украине, интенсивность их пока не настолько велика, чтобы говорить о глубоких изменениях природной среды. Тем не менее, существенная тенденция к их дальнейшему ухудшению указывает на необходимость систематического контроля и оценки экологического, почвенно-гидрогеологического состояния орошаемых земель с целью своевременной разработки мероприятий по недопущению ухудшения почвенно-гидрогеолого-мелиоративного состояния орошаемых земель.
Это может быть достигнуто только с помощью экологического почвенно-гидрогеолого-мелиоративного мониторинга.

Экологическая оценка почвенно-гидрогеологической обстановки на мелиорируемых землях должна выполнятся на базе данных почвенно-гидрогеологического мониторинга. Под последним понимается контроль почвенными и гидрогеологическими условиями, оценка этих условий, прогноз их формирования и управления ими комплексом эксплуатационных и строительных мероприятий при минимальных затратах поливной воды на единицу с/х продукции, об общей охране окружающей среды.
На орошаемых землях Украины, в том числе и в Одесской области, экологический почвенно-гидрогеологический (ПГГ) мониторинг ведется около 20 лет. Однако справедливости ради надо отметить, что этот мониторинг сегодня уже не удовлетворяет современным требованиям. Тем не менее, на базе этих исследований можно выполнять надежную оценку экологического ПГГ состояния орошаемых земель. При этом необходимо иметь в виду, что при оценке важными являются два обстоятельства – это, во-первых, само понятие «экологическое почвенно-гидрогеологическое состояние орошаемых земель» (ЭПГГ) и, во-вторых, количественная оценка допустимых изменений в природных комплексах и экосистемах.
Под понятием ЭПГГ состояние орошаемых земель понимается состояние, которое с одной стороны отображает степень пригодности территории к постоянному и эффективному с/х использованию земель, с другой стороны степень обратимости изменений природной среды под воздействием водных мелиораций. Интенсивность техногенной нагрузки при орошении и с/х использовании земель должна соизмеряться с потенциальными возможностями природной среды путем установления допустимых пределов ее изменения, превышение которых может привести к необратимым явлениям.
Оценивая экологически допустимые изменения в природных комплексах и экосистемах, при которых не нарушаются их основные структурные и функциональные показатели и соотношения, обычно сопоставляют почвенно-гидрогеологические условия, сложившиеся на орошаемых землях с их богарными аналогами или теми, которые были до орошения. Такую позицию нельзя считать корректной, т.к. изменение гидротермического режима почвы при орошение ведет к резкому нарушению гидрогеологических и почвообразовательных процессов, которые обуславливают формирование «новых» гидрогеологических условий и «новой» почвы, отличных от многих показателей богарных условий. В этом случае необходимо поддерживать гидрогеологические и почвенные условия на орошаемых землях на таком уровне, чтобы они позволяли получать высокие и устойчивые урожаи, а не стремиться к сохранению природных ПГГ условий.

В основу экологической ПГГ оценки орошаемых земель положены две группы показателей – гидрогеологические и почвенные. К гидрогеологическим относятся глубина залегания ГВ, их минерализация, химический состав и степень естественной дренированности территории. К почвенным относятся засоленность, содержание поглощенного натрия и водно-пептизируемого ила, структура и плотность почвы, содержание общего гумуса и щелочность. В качестве интегрального выражения показателей гидрогеологической группы является критическая глубина, при уменьшении которой происходит угнетение урожая, возможное не только вследствие избытка легкорастворимых солей, но также по причине ухудшения аэрируемости их осолонцевания, слитизации и т.д. Критическую глубину в практике орошаемого земледелия рекомендуется использовать главным образом для выявления площадей нуждающихся в искусственном дренировании.
Проведенными экспериментальными исследованиями установлено, что в степной зоне Украины критическая глубина залегания ГВ на поливных землях изменяется от 1,4 до 3,2м, а на неполивных – от 2,2 до 3,2м.
Приведенные практические глубины залегания ГВ можно рекомендовать принимать в качестве допустимых значений показателей гидрогеологической группы при экологической ПГГ оценке территории.

Кроме того, необходимо подчеркнуть, что достижение ГВ критической глубины свидетельствует о недостаточной естественной дренированности территории. В тех случаях, когда территория достаточно дренирована дополнительно за счет орошения или потери на фильтрацию из ирригационной сети, приходные статьи баланса отводятся за пределы исследуемого региона за счет бокового оттока или перетока вниз. Если этого не происходит, пополнение запасов ГВ ведет к подъему их уровня. Начиная с глубин 4-5м ГВ расходуются на суммарное испарение, причем этот расход довольно значительный. Так при изменении глубины залегания ГВ от 5 до 1м его среднегодовое значение изменяется от 20 до 340мм, в т.ч. за теплый период (апрель-октябрь) от 14 до 310мм. Безусловно, такое участие ГВ в суммарном испарении способно компенсировать практически любое количество приходных статей баланса ГВ, которое формируется при орошении. Вопрос заключается только в том, когда наступает эта компенсация и происходит при ней накопление солей или нет.
С экологической точки зрения учет ГВ в суммарном испарении и умение управлять этим процессом имеет принципиально важное значение.

К основным показателям почвенной группы относятся: засоленность и солонцеватость почв, структурные особенности почвы и ее плотность, содержание общего гумуса, щелочность почв. Это далеко не все показатели, которые должны контролироваться на орошаемых землях при ведении экологического ПГГ мониторинга, но на современном этапе они достаточны, чтобы получить представление об экологическом состоянии орошаемого почвенного покрова.

Существующая классификация почв по степени засоления не учитывает такие особенности орошаемого земледелия, как широкий диапазон солевыносимости с/х культур, пространственное и временное непостоянство механического состава почв и связанную с этим изменчивость их предполивной влажности, возможного искусственного регулирования водно-солевого режима почв. С учетом существующих разработок (Н.В.Орловский,1959; В.К.Ковда, В.В. Егоров и др.,1960; Б.П.Строгонова, 1962; Н.И.Папилевич, Е.И.Панкова, 1962, 1972; В.В.Егоров, Н.Г.Минашева, 1976) и проведенных исследований ОГГМЭ была разработана классификация орошаемых почв по степени засоления (Р.А.Баер, 1983).
На основе разработанной классификации в результате исследований установлена зависимость потерь урожая различных по солевыносимости культур от степени засоления почв и критической влажности.

Под критической влажностью в данном случае понимается нижний предел такой предполивной влажности почв, при котором концентрация почвенного раствора позволяет получать запрограммированный урожай, исходя из содержания легко растворимых солей в почвах…

Реакция растений на степень засоления почв весьма разнообразна. Это открывает путь к решению вопросов, связанных с эффективным использованием земельных и водных ресурсов. При прочих равных условиях путем повышения нижнего предела предполивной влажности засоленных орошаемых земель можно сберечь до 20-30% урожая с/х культур. Приведенные данные можно рекомендовать для применения в качестве допустимых значений при экологической ПГГ оценке орошаемых земель.
Выполненный прогноз экологического ПГГ состояния орошаемых земель юга Украины (Р.А.Баер, 1985г.) свидетельствует о том, что в ближайшие годы процесс ухудшения состава и свойств почв будет продолжаться. Избежать его при орошении практически невозможно, т.к. в условиях орошения формируется «новая» почва со свойственными ей показателями и параметрами.

Многолетние исследования показали, что орошаемые черноземные и темно-каштановые почвы степной зоны Украины не теряют своего высокого плодородия при увеличении содержания поглощенного натрия до 3%, содержание агрономических ценных агрегатов не ниже 40%, объемной массы до 1,45г/см3, рН почвенного раствора почв до8, потери содержания общего гумуса до 15% от предыдущего определения. Эти изменения в орошаемых почвах предлагается принимать в качестве допустимых. При этом необходимо отметить, что содержание общего гумуса в орошаемых почвах может уменьшаться лишь в первые 5-10 лет орошения. Затем запасы гумуса возрастают и в конечном итоге его содержание, как правило, на 10-30% превышает исходное содержание.

Принципы оценки экологической ПГГМ обстановки на орошаемых землях состоит в определении возможности получения проектных урожаев на основе сопоставления допустимых существующих (или прогнозных) значений почвенных и гидрогеологических показателей. Впервые они были разработаны в 1975 г. (Р.А.Баер, Б.В.Лютаев). Широкое их использование в проекте орошаемого земледелия позволило их совершенствовать и довести до логического конца (Р.А.Баер,1978; Р.А.Баер, Б.В.Лютаев,1983; Р.А.Баер,1983; И.Н.Гоголев, Р.А.Баер и др.,1989).
Интегральным оценочным критерием экологического ПГГ состояния орошаемых земель является получаемый урожай. Правомерность такого подхода обусловлена тем, что растения весьма чутко реагируют на изменение среды своего обитания. Улучшение или ухудшение хотя бы одного из них неминуемо соответственно скажется на величине урожая и его качестве. Задача частных оценок отдельных показателей свойств почв состоит главным образом в том, чтобы выяснить причины состояния почв и принять обоснованные решения по его оптимизации. При этом необходимо иметь ввиду, что величина урожая определяется не только свойствами почв, но в большей степени зависит от уровня агротехники, качества посевного материала и погодных условий. Недостаток тепла в отдельные фазы развития растений или суховеи, особенно в фазы цветения и налива зерна могут существенно снизить урожайность при самых оптимальных показателях свойств почв. Низкий уровень агротехники выполнения отдельных приемов обработки почв, уход за растениями могут свести на нет все затраты на мелиорацию.

При оценке экологического ПГГ состояния орошаемых земель необходимо выделять три категории: неудовлетворительное, удовлетворительное и хорошее. На землях с неудовлетворительным состоянием по комплексу почвенно-гидрогеологических условий проектную урожайность получить невозможно. Здесь часто прослеживается тенденция к ее снижению. ГВ залегают на глубинах менее критических. Несколько или один показатель почвенной группы устойчиво во времени отклоняется от допустимых значений в худшую сторону. На землях с удовлетворительным состоянием возможно угнетение проектной урожайности. Урожайность в среднем за ротацию севооборота на уровне проектной с варьированием по годам 20-30%. Глубина ГВ в отдельные периоды менее критической; один или несколько показателей почвенной группы близки к допустимым значениям, в отдельные периоды могут отклоняться в худшую сторону. На землях с хорошим состоянием по комплексу ПГГ показателей получение проектной урожайности гарантировано с тенденцией к увеличению во времени. Все показатели устойчиво во времени не отклоняются от допустимых значений в худшую сторону.
Оценка экологического ПГГ состояния орошаемых земель выполняется раздельно для гидрогеологических и почвенных условий, причем итоговой оценкой любого из них, т.е. всей площади присваивается оценка, соответствующая самой низкой категории. На основе и в зависимости от того, какие показатели являются причиной неудовлетворительного состояния или ухудшения обстановки в целом, намечаются соответствующие мелиоративные мероприятия, их состав, объем, очередность и сроки ввода.

Частота выполняемой оценки 1 раз в год при неудовлетворительном состоянии и динамично изменяющихся показателях. При хорошем и удовлетворительном состоянии она уменьшается до одного раза в 3-5 лет. Основой для оценки показателей является набор аналитических и расчетных карт, характеризующих по площади и во времени изменчивость каждого из оценочных показателей.

Комментарии (0)

RSS свернуть / развернуть

Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.

Вход или Регистрация

Вход без регистрации

При наличии аккаунта в: