Изучение влияния хозяйственной деятельности на состояние почвенного покрова Костанайской области
Министерство образования и науки Республики Казахстан
Костанайский социально технический университет
имени академика З. Алдамжар
Малюкина Марина Викторовна
Изучение влияния хозяйственной деятельности на состояние почвенного покрова Костанайской области
ДИПЛОМНАЯ РАБОТА
специальность 5В011600 «География»
Дипломную работу защитил с оценкой_____ «___»____________2013 г.
Костанай 2013
Министерство образования и науки Республики Казахстан
Костанайский социально технический университет
имени академика З. Алдамжар
«Допущен к защите»
__________ Заведующей
кафедрой _____________
ДИПЛОМНАЯ РАБОТА
На тему: Изучение влияния хозяйственной деятельности на состояние почвенного покрова Костанайской области
по специальности 5В011600 - «География»
Выполнил Малюкина М.В.
Научный руководитель
Старший преподаватель Мунарбаева Б.Г.
Костанай 2013
Содержание
Введение ……………………………………………………………………………5
- Основные виды и факторы деградации почв……………………………….6
- Понятие деградации почв и ее виды ……………………………………6
- Почвенная эрозия ………………………………………………………...8
- Загрязнение почвы ……………………………………………………...14
- Осолонцевание и засоление почв………………………………………23
- Опустынивание …………………………………………………………25
- Почвенно-климатические условия Костанайской области……………….29
- Качественная характеристика почв Костанайской области………………33
- Влияние хозяйственной деятельности основных отраслей экономики Костанайской области на почвенный покров……………………………...37
- Воздействие сельскохозяйственной деятельности на почвенный покров Костанайской области…………………………………………..37
- Промышленные зоны как фактор влияния на почвенный покров…...47
- Лесонасаждения и их влияние на почвенный покров………………....51
- Воздействие на почвенный покров Костанайской области транспортных сетей……………………………………………………...51
Заключение………………………………………………………………………..54
Список использованных источников……………………………………………..60
ВВЕДЕНИЕ
Почва, как известно, это поверхностный слой земной коры, характеризующийся плодородием, то есть способностью создавать растениям условия для роста и развития. Академик В.М. Боровский образно говорил: «Если представить Землю в виде шара размером с футбольный мяч, то слой почвы на нем должен быть изображен пленкой в десять раз тоньше лезвия безопасной бритв. Однако эта пленка играет важнейшую роль в жизни людей, животных и растений. Именно здесь тесно соприкасаются, воздействуя друг с другом, минералы и горные породы литосфера, растения и животные биосфера, воздушный океан атмосфера и вода гидросфера».
Эта способность издавна используется человечеством. Человек научился, умело воздействуя на природу, непрерывно повышать плодородие почвы. Однако, как показывает история, любая деятельность несет в себе и положительные и отрицательные последствия.
Вспахивая почву, мы разрыхляем верхний богатый питательными веществами горизонт. При определенных условиях, например, сухая ветреная весна, его легко может развеять ветер и снести вода. Начнется эрозия, этот страшный бич сельского хозяйства. Подсчитано, что ежегодно в реки, моря и озера сносится из почвы столько питательных веществ, сколько вырабатывают все заводы мира, производящие минеральные удобрения, за десять лет. Правильная организация территории, разумная система земледелия лучшие лекарства от эрозии.
В Казахстане почти нет земель, которые не нуждались бы в проведении тех или иных работ для повышения плодородия, значительная часть угодий находится в зоне неустойчивого земледелия.
Понижение плодородия почвы, а иногда и полная потеря земель для сельскохозяйственного производства происходит в результате таких процессов, как эрозия, засоление, заболачивание и засорение почвы, а так же прямого разрушения и загрязнения почвенных массивов при строительстве дорог, предприятий, проведении к ним коммуникаций. Наиболее опасна и широко распространена эрозия почв.
На современном этапе развития географии почв и почвоведения наблюдается заинтересованность процессами изменения почвенного покрова под воздействием хозяйственной деятельности. Это связано с постоянно увеличивающейся интенсивностью хозяйственной деятельности и необходимостью получения прогноза состояния почвенного покрова.
Современный почвенный покров Костанайской области, так же как и почвы всей территории страны постоянно изменяется в результате деятельности человека.
Современный учет земельных ресурсов невозможен без дифференцированной оценки антропогенных изменений. Для того, чтобы оценить экологическое состояние почв, необходимо иметь реальные представления о почвенном покрове нашей области и влияние на ее состояние хозяйственной деятельности человека
Все это ставит перед исследователем комплекс задач, связанный с установлением основных факторов деградации почв и последствий влияния хозяйственной деятельности человека для почв Костанайской области.
Актуальность исследований:
В настоящее время деятельность человека рассматривается как важнейший фактор деградации почв. На почвенный покров оказывают совместное негативное влияние пылевые выбросы и сбросы сточных вод, обогащенных токсичными веществами, и это привело к существенному загрязнению почв территории области, в том числе используемых в сельскохозяйственном обороте.
Изучение состава, свойств и экологического состояния почвенного покрова очень актуально в настоящее время с той целью, чтобы определить не только настоящее состояние почвенного покрова, но и прогнозировать его будущее развитие, принять меры по его сохранению.
Цель исследования:
- изучить влияние хозяйственной деятельности на состояние почвенного покрова Костанайской области.
Задачи исследования:
- изучить состав, свойства почвенного покрова Костанайской области;
- изучить основные виды и факторы деградации почв;
- установить степень влияния хозяйственной деятельности на изменение почвенного покрова Костанайской области;
- проанализировать степень влияния хозяйственной деятельности на почвенный покров Костанайской области;
Объект исследования: почвы Костанайской области.
Теоретической и методологической основой исследования выступают труды ведущих отечественных и зарубежных ученых-аграрников в области качественной и экологической оценки земли.
Для раскрытия темы исследования были использованы эмпирические методы (наблюдение, сравнение), эмпирическо-теоретические (анализ, синтез, индукция и дедукция), а также экономико-статистические методы (метод статистических группировок, табличный и графический методы), обработка статистического материала.
Информационную основу исследования составили материалы, содержащиеся в сборниках Агентства Республики Казахстан по статистике; данные Департамента сельского хозяйства и продовольствия Костанайской области; материалы дочернего государственного предприятия «КостанайНПЦзем» и Областного комитета по управлению земельными ресурсами, рекомендации научно-исследовательских организаций, нормативно-справочные материалы.
- Основные виды и факторы деградации почв
- Понятие деградации почв и ее виды
Почва представляет собой особое природное образование, обладающее рядом свойств, свойственных живой и неживой природе. Образование почвы результат процесса преобразования поверхностного слоя литосферы под комплексным воздействием воздуха, атмосферных осадков, ветра, солнечного тепла, живых организмов. Способность почвы обеспечивать растения водой и пищей плодородие делает ее незаменимым ресурсом для обеспечения жизни на Земле.
От состояния и плодородия почв зависит продуктивность зеленого покрова. Почва ресурс, подвергающийся чрезмерной эксплуатации и загрязнению. Проблемы охраны и рационального использования почв имеют два основных направления: охрана плодородия и сохранение продуктивных территорий для нужд сельскохозяйственного производства растет быстро, и удовлетворения потребностей в продовольствии может быть обеспечено либо наращиванием урожайности, либо расширением сельскохозяйственных территорий. Резерв пригодных для сельскохозяйственного освоения земель почти исчерпан. Расширение пашен невозможно, в основном, за счет земель, находящихся в зоне риска, где легко разрушаются не только биологические сообщества, но и почвы. Эффект от этого невелик, угодья недолговечны, они легко деградируются, теряя естественное плодородие.
Наибольший процент деградации почв приходится на эрозию, вызванную водой 55 %, и только 5% отводится физической деградации. Причинами деградации являются:
- Чрезмерное пастбищное животноводство.
- Оскудение и вымирание лесных массивов.
- Сельскохозяйственная деятельность
- Чрезмерная эксплуатация
В настоящее время большие площади земель изымаются под застройку дорог, зон отдыха, под добычу полезных ископаемых.
Распаханный плодородный слой часто смывается осадками, талыми водами или реками это водная эрозия, или развеивается ветром это ветровая эрозия. Из-за эрозии из сельскохозяйственного оборота ежегодно выводится от 6-7 млн.гектар. А для восстановления 2-2,5 сантиметров слоя почвы необходимо от 300 до 1000 лет.
На обширной территории Казахстана сосредоточены очень большие запасы различных видов природных богатств. Здесь имеется 35 млн гектаров пашни, 187 млн гектаров сенокосов и пастбищ, 20 тысяч гектаров леса, встречаются почти все химические элементы периодической системы Менделеева. По площади земли в расчете на одного человека Казахстан занимает первое место в мире.
Проблема деградации земель не обошла Казахстан. За последние десятилетия площадь используемых сельскохозяйственных угодий сократилась на 31%. На орошаемых землях плодородный слой почвы уже снизился на 40-50%, в черноземах на 22-25%, в каштановых и сероземах до 30%. Истощается плодородный слой земли, снижается содержание гумуса в почве.
Земля как живой организм, если за ней не ухаживать, она приходит в негодность. Зато при разумном подходе и бережном отношении она может прослужить вечно.
Деградация почв и, как следствие, опустынивание явление мирового масштаба, но в Казахстане это ощущается наиболее остро. У нас и так более двух третей территории подвержено опустыниванию, но нерациональное использование земель сельскохозяйственного назначения фермерами только ускоряет этот страшный процесс.
Особую опасность представляет быстро растущее опустынивание. Опустынивание рассматривается как результат сложного взаимодействия биологических, политических, социальных и экономических факторов. Самыми непосредственными его причинами являются низкая культура земледелия, чрезмерная нагрузка на пастбища и бессистемный выпас скота, сведение лесов.
Внесение минеральных удобрений меняет химический состав почвы, насыщая ее нитратами, ядохимикатами, которые включаются в пищевые цепи, порождая глобальную проблему токсификации почв.
Плохую услугу казахстанской земле сослужило освоение целинных и, прежде всего, залежных земель в северных районах республики, в частности в Костанайской области. Применяемая в России система земледелия была искусственно перенесена на казахстанские земли без учета местных природных условий. Отсюда и началась эрозия почв, особенно в Павлодарской, Костанайской и других областях республики. Вместе с гумусом начали гибнуть и посевы, потому что наши природные условия это ветра, засуха, открытое пространство, слабая противоэрозийная устойчивость. Площадь земель, подверженных эрозии, только в Северном Казахстане составляет 20 миллионов гектаров.
Никого не заботило, правильно ли соблюдались севообороты, практически не применялись удобрения, не учитывался агроэкологический потенциал территории. Все это привело к радикальному снижению плодородия почв. Так, по многолетним данным исследований Института почвоведения Казахстана, черноземы и темно-каштановые почвы потеряли 25-30% естественного содержания гумуса основного показателя плодородия.
Техногенная интенсификация всех сфер экономики вызывает загрязнение и эрозию почв. Основными загрязнителями почвы являются пестициды, применяемые для борьбы с сорняками, выхлопы автотранспорта, а также многочисленные промышленные отходы, которые в совокупности с бытовыми отходами существенно влияют на химический состав почвы, вызывая ухудшение ее качества.
Загрязнения почв трудно классифицируются, в разных источниках их деление дается по-разному. Если обобщить и выделить главное, то можно выделить следующие причины загрязнения почв:
мусором, выбросами, отвалом, отстойными породами;
тяжелыми металлами;
пестицидами;
микротоксинами;
радиоактивными веществами.
Охрана почв является одной из важнейших задач человека, так как любые вредные соединения, находящиеся в почве, рано или поздно попадают в организм человека.
- Почвенная эрозия
Эрозия почвнаиболее опасна и широко распространена. Она представляет собой разрушение, снос и отложение верхних наиболее плодородных почв и грунта под действием ветра, талых вод и дождевых вод. Иногда слой почвы, на образование которого ушло много веков, уничтожается за несколько дней сильными ливнями или пыльными бурями. Почва быстро разрушается, но очень медленно восстанавливается. Вот почему охрана почвы сегодня жизненно важна для человека.
В зависимости от факторов, вызывающих разрушение и деградацию почв, различают ветровую, водную и ирригационную эрозии. Наиболее распространенны ветровая и водная эрозии почв. Различают нормальную (естественную) и ускоренную (антропогенную) эрозию. Ветровая и водная эрозия в отличии от ирригационной может проявляться в природе и без участия человека. Последняя, выражается в разрушении почв и выносе почвенных частиц при орошении земель, неразрывно связана с хозяйственной деятельностью людей. Распашка степей, обработка почв, вырубка лесов, выпас скота, строительство вот факторы, учитывающие природную эрозию.
Ветровая эрозия, иначе дефляция, наиболее сильно проявляется в степных районах Казахстана, в том числе и в Костанайской области. Она может возникнуть на любом поле с изреженным растительным покровом, в том числе и на участке, где только что появились всходы культурных растений. Ветер перемещает по поверхности пашни мелкие комочки земли. Усиливается он, и комочки уже не перекатываются, а движутся скачкообразно, пролетая по 3-4 м. постепенно они приобретают разрушительную силу, способную полностью уничтожить всходы. Перемещающиеся комочки выбивают одновременно с поверхности почвы и более мелкие почвенные частицы, в результате чего образуются пыльные облака, поднимается пыльная буря. Такое явление очень часто можно наблюдать в наших краях в весенне-летний период.
Интенсивное освоение земель повлекло за собой развитие дефляции, а пахота вдоль склона активизирует водно-эрозионные процессы. Орошение часто вызывает вторичное засоление почв. Недостаточное внесение органических удобрений, не компенсирующее потери органических веществ, приводит к дегумификации, нерациональное использование пестицидов к загрязнению почв. Избыточное внесение минеральных удобрений может вызвать их подкисление, а бессистемный выпас скота привести к уничтожению растительного покрова, активизации ветровой и водной эрозии, загрязнению почв навозом.
Причём следует подчеркнуть, что если традиционные плужные технологии продолжают использоваться на таких ландшафтах, то это значит, что эрозионное уменьшение земельно-ресурсного потенциала для них процесс современный и, продолжается и сегодня.
Дефляция это природный процесс, широко проявляющийся в агроландшафтах на песках и почвах легкого механического состава, а также на карбонатных почвах тяжелого механического состава. Проявление процесса на этих объектах имеет свои особенности. Дефляционный процесс наиболее интенсивно проявляется в летне-осенний период при наличии оголенных поверхностей выдувания. При экологическом контроле факт проявления дефляции предлагается отслеживать по наличию песчаных переметов, валов и барханов на территории ландшафта и по его границам. Карбонатные почвы широко распространены на склоновых и при водораздельных ландшафтах, которые испытывают наиболее сильную ветровую нагрузку. Дефляционный процесс развивается в годы с сухой ветреной осенью и в начале зимы, до формирования устойчивого снежного покрова на полях. Проявление дефляции устанавливается визуально - по наличию пыльных «хвостов» на снежной поверхности и характерной слоистости, образуемой землистыми наносами на вертикальном срезе снежных сугробов. При необходимости количественной характеристики процесса определяют процентное соотношение, и состав твердой примеси в образцах снега [8].
Против дефляционных процессов на карбонатных тяжелых почвах применяется система защитных мер, снижающих ветровую активность на территории.
Дефляция в зависимости от интенсивности ее проявления, степени выдувания почв и гибели посевов подразделяются на четыре подтипа:
черные, или пыльные бури;
местная ветровая эрозия;
повседневная малозаметная ветровая эрозия;
эрозийная поземка.
Пыльные бури протекают при очень сильных ветрах, в воздухе находится во взвешенном состоянии огромное количество мелкозема. Видимость становиться плохой, часто в нескольких шагах нельзя ничего различить. При пыльных бурях выдувается верхний горизонт почвы мощностью 5-10 см, а иногда и весь пахотный слой с площади в сотни квадратных километров.
Пыльные бури за один-два дня могут засыпать посевы, речки, озера, каналы. А для восстановления 1 см слоя почвы в естественных условиях требуется 200-300 лет. Поэтому потеря почвенного покрова утрата невосполнимая.
Пыльные бури делятся на местные, транзитные и смешанные(рис 1).
Рисунок 1.Виды дефляции почв
Местные бури выдувают и переносят частицы почв, расположенных на территории их возникновения. При транзитных бурях почва переносится на сотни километров. Смешанные бури объединяют местные и транзитные пыльные потоки, нанося наибольший ущерб почвам.
Местная ветровая эрозия проявляется при скорости ветра в 5-6 м/с, но не более 10 м/с. В воздух поднимается значительно меньше мелкозема, чем при пыльных бурях, при этом он хорошо заметен невооруженным глазом. Площадь, подвергающаяся такому виду эрозии, не превышает 5-6 км2, выдувается поверхностный горизонт почвы толщиной до 5 см. Наблюдаются и побочные отрицательные явления. Эрозийным мелкоземом, аккумулирующимся в пределах зоны выдувания, наносятся механические повреждения растениям, что приводит к снижению урожая и значительной потере плодородного слоя почвы. Местная ветровая эрозия возникает в Костанайской области, в основном, весной и зимой.
Повседневная малозаметная эрозия проявляется в нашей местности почти во все времена года при сравнительно небольшой скорости ветра. Она сопровождается переносом небольшого количества почвы, которая, не поднимаясь высоко над поверхностью, быстро оседает. Этот вид почвенной эрозии малозаметен и на него часто не обращают внимания. Однако она, хотя и медленно, но постоянно сносит верхний слой почвы.
Эрозийная поземка отличается от других типов эрозии тем, что мелкозем не поднимается выше 1 м от поверхности почвы, и его частицы передвигаются скачками на небольшие расстояния. При действии поземки на отложение переносимых почвенных частиц главное влияние оказывает микрорельеф. Эрозийная поземка возможна в любое время года и почти во всех природных зонах.
Водная эрозия почвы, в отличии от ветровой, действию которой подвергаются все элементы рельефа, а продукты выдувания могут отлагаться в любом месте, возникает только на склонах и переносит эрозийный малозем сверху вниз.
Водная эрозия подразделяется на плоскостную (смыв почвы) и линейную (овражную).
В результате плоскостного смыва, прежде всего, разрушается почва с разреженным растительным покровом. При этом постепенно смывается ее поверхностный слой. Вместе с талыми и дождевыми водами с полей Костанайской области ежегодно сносятся в реки и озера тысячи тонн почвы.
Ручейковая эрозия не ограничивается смывом почв, а может захватывать и материнские породы, проникать до подстилающих. Если размыву ничто не препятствует, он превращает мелкие промоины в более глубокие, которые постепенно становятся оврагами.
Разновидностью водной эрозии является ирригационная, которая возникает при поливе большими нормами воды, а также при нарезке борозд со значительным продольным уклоном.
Береговая эрозия вызывается движущейся в реке водой, в результате происходит размыв берегов и поверхности суши во время половодья. Твердые частицы при этом переносятся с потоком и откладываются в пойме, в русле или в водоеме, куда впадает река.
Поймы рек и озер представляют собой наиболее благоприятные места для луговой травянистой растительности. Пойменные луга дают сено и пастбищную траву наилучшего качества и более высокие урожаи по сравнению с другими кормовыми угодьями. При распашке пойменных лугов возникает опасность их смыва. В тех местах, где пашня подходит к самому берегу реки, происходят сильные размывы берегов, в результате ежегодно обрушиваются в реку и уносятся ею миллионы тонн почвенных частиц.
Меньше подвергаются ветровой и водной эрозии естественные сенокосы и пастбища, а также пахотные угодья, занятые посевами многолетних трав. Развитию же водной эрозии способствуют: отвальная вспашка, предпосевная обработка почвы, посев, расположение дорог вдоль склона. Легко размываемые материнские породы, сухая погода в мае-июне, затрудняющие развитие растительности, также создают условия для проявления эрозии.
Природные условия Северного Казахстана таковы, что почти на всей его территории создается потенциальная опасность проявления и развития эрозийных явлений. Интенсивное ведение сельского хозяйства без учета этой опасности приводит к тому, что значительная площадь земель выводится из хозяйственного пользования.
В Костанайской области водная эрозия временами проявляется в весеннее время, когда почва вспахана и лишена растительности [5].
Водная эрозия представляет собой природный постоянно текущий процесс, интенсивность которого определяется главным образом климатической обстановкой, рельефом и литологическим составом пород и почв, а также характером использования почвенного покрова. В условиях массовой распашки территорий лесостепной и степной зон региона водная эрозия получила мощный дополнительный импульс для своего развития.
Лишенные постоянной дернины из степных злаков, с почвами, постоянно подвергаемыми обработками в рыхлом состоянии. Сложенные преимущественно рыхлыми осадочными породами (кроме известняков, конгломератов, песков и галечников) склоновые ландшафты представляют собой легкодоступный объект для разрушения водными потоками. В особенности подвержены склонные ландшафты водной эрозии вешними и ливневыми водами [5]. Талые и ливневые воды, стекая с полей, смывают плодородный слой почвы и выносят из нее большое количество питательных веществ, минеральных удобрений и ядохимикатов.
Основные общие аспекты эрозионной проблемы в научном плане изучены давно и достаточно хорошо. Хорошо изучен и механизм протекания эрозионного процесса. Но практическая ситуация за последние 10 - 20 лет не претерпела существенных положительных изменений. По степени экологической и социальной опасности эта проблема на несколько порядков опережает все остальные. В этой связи с позиций сохранения земельно-ресурсного потенциала территории некоторую тревогу вызывают неточности, допускаемые в последнее время в определении подлинных места и роли эрозионных процессов в экологическом состоянии земельных угодий, а также в определении возможных путей преодоления их последствий.
Наибольшую тревогу вызывают ошибки концептуального уровня, когда неправильно оцениваются место и роль эрозионной ситуации в обще экологической ситуации на территории. Иногда представляют эрозию почв как основную причину деградации почв в Казахстана. Ложность и принципиальная ошибка этого постулата заключаются в том, что составная часть явления не может быть его причиной. И эрозия почв является хотя и крупнейшей, но всего лишь одной из составляющих деградации почв и как явления и как процесса.
Именно такое определение, на наш взгляд, наиболее продуктивно, поскольку позволяет заметить, что и у эрозии почв, так же как и у других деградационных явлений и процессов (засоления, слитизации и др.) есть свои причины проявления и интенсификации. В их основе чаще всего лежит необдуманное антропогенное воздействие и дело за тем, чтобы видоизменить степень или характер такого воздействия или преодолеть его последствия [5].
Из-за слабого понимания существа проблемы и степени её опасности разработка практических мероприятий с самого начала приобрела странный характер борьбы с эрозией борьбы со следствием, а не с его причиной. Противоречия, присущие эрозионным классификациям, практически безболезненно ликвидируются только при агроэкологическом подходе, при котором не только крутизна склонов, но и литология пород является одной из важнейших характеристик агроэкологических объектов. В этом случае разрабатываемые мелиоративные и иные технологические мероприятия могут иметь более конкретную направленность и сами могут быть более конкретными. При экологическом контроле динамики водно-эрозионных процессов на территориях отдельных землепользований, групп ландшафтов и в речных бассейнах наиболее информативными могут быть показатели, характеризующие изменчивость внешних параметров эрозионной сети. Появление новых элементов и удаление старых, переуглубление оврагов и балок, а также показатели почвенного плодородия, гумусного состояния почв, мощности гумусового профиля и др. также могут быть использованы, но только в том случае, если они сравниваются с показателями, действительно полученными для данной территории, а сами показатели свойств методически выверены и достоверны.
Эрозия в разных ее проявлениях наносит ущерб сельскому хозяйству области. Эрозийные процессы во многих случаях значительно снижают эффективность способов повышения продуктивности полей, таких, как внесение удобрений, орошение, мешают освоению новых массивов для сельскохозяйственного производства.
Академик В.М. Боровский отмечал, что расходы на внедрение противоэрозийных мероприятий на всех эрозионно опасных землях составляют лишь около 13% от того ущерба, который она ежегодно наносит экономике страны. Это открывает большие возможности в деле охраны почвы.
В любой научно обоснованной системе сливаются воедино три главные задачи: наиболее производительное использование сельскохозяйственных угодий для получения высоких и устойчивых урожаев; создание необходимых условий для повышения плодородия почвы; охрана окружающей среды. При этом имеется в виду улучшение водного, пищевого, воздушного, теплового, светового режимов, а также защита почвы и посевов от неблагоприятных климатических и биологических влияний.
В хозяйствах Костанайской области для защиты почв от эрозии применяются комплексы мероприятий; организационно-хозяйственные, агротехнические, лесомелиоративные, водохозяйственные. В борьбе с эрозией почв большое значение имеет правильное размещение сельскохозяйственных угодий с учетом рельефа, экспозиции, степени смытости, потенциальной опасности ее проявления.
В первые годы освоения целинных и залежных массивов Костанайской области на них значительно усилилась дефляция. Площадь эрозионно опасных почв в Костанайской области 5 млн.га. Велика площадь и пастбищных угодий, подверженных ветровой и водной эрозии. Здесь необходимо строгое регулирование выпаса, подсев растений для улучшения травостоя. Территории, сильно подверженные эрозией, нуждаются в рекультивации земель для восстановления их биологической продуктивности.
При внутрихозяйственном землеустройстве фермерских и крестьянских хозяйств необходимо учитывать их специализацию, структуру и соотношение сельскохозяйственных угодий, выделять участки под залужение, а также непригодные для сельскохозяйственного использования. Необходимо установить типы и количество севооборотов. На современном этапе развития сельского хозяйства соблюдение севооборота является основой рационального земледелия.
Эрозия в разных ее проявлениях наносит ущерб сельскому хозяйству области. Эрозийные процессы во многих случаях значительно снижают эффективность способов повышения продуктивности полей, таких, как внесение удобрений, орошение, мешают освоению новых массивов для сельскохозяйственного производства.
- Загрязнение почв
Загрязнения почв трудно классифицируются, в разных источниках их деление дается по-разному. Если обобщить и выделить главное, то можно выделить следующие причины загрязнения почв:
мусором, выбросами, отвалом, отстойными породами;
тяжелыми металлами;
пестицидами;
микротоксинами;
радиоактивными веществами.
Наиболее опасным загрязнителем земель являются тяжелые металлы (Pb, Hd,CdAs). Их поступление в почву происходит через атмосферу вместе с атмосферными осадками, из почвообразующих пород, в результате техногенного переноса. Основное поступление тяжелых металлов происходит с выбросами автотранспорта и промышленности, а также с удобрениями и ядохимикатами. В последнее десятилетие ведущее место в этом принадлежит автотранспорту, так как промышленное производство в нашей стране находится в кризисном состоянии, а применение удобрений и ядохимикатов в сельском хозяйстве значительно снизилось.
Значительное негативное воздействие на почвы оказывает их загрязнение органическими и металлоорганическими соединениями связанное, с техногенными выбросами, а также с широким применением пестицидов. Многие из них длительно сохраняются в почвах (от нескольких месяцев до десятков лет), оставаясь токсичными и даже образуя более токсичные метаболиты.
Развитие химизации во всех отраслях народного хозяйства усилило загрязнение почвы. Особенно большие масштабы оно стало принимать в связи с применением в сельском хозяйстве гербицидов, дефолиантов, инсектицидов. Эффективно очищая поля от сорняков, защищая растения от болезней и вредителей, они вместе с тем загрязняют почву, что отрицательно сказывается на жизнедеятельности почвенной фауны и микрофлоры. Некоторые пестициды сохраняются в почве несколько лет, попадают в водоемы, пищевые продукты.
В зонах расположения промышленных предприятий почвы загрязняются отходами производства, нефтепродуктами, пылью, содержащей соединения мышьяка, ртути, фтора, свинца, угнетающими рост и развитие растений. Наиболее загрязняющие вещества, поступающие из атмосферы окислы серы и азота. Они попадают в почву вместе с осадками, повышают ее кислотность и заметно снижают плодородие.
Главными загрязнителями почв в Костанайской области являются предприятия в промышленных зонах ССГПО, где накоплено 0,6 миллиарда тонн хвостов обогащения и пустой породы.
Также зоны значительного загрязнения имеются вдоль автодорог, вблизи промышленных предприятий и аэродромов. Загрязнение и подкисление почв также связано с транспортировкой тяжелых металлов, оксидов серы и азота.
Почва как зеркало ландшафта, в ней отражается состояние всего природного комплекса.
Одним из видов антропогенного воздействия является загрязнение пестицидами. Открытие пестицидов химических средств защиты растений и животных от различных вредителей и болезней одно из важнейших достижений современной науки. Сегодня в мире на 11 га.наносится 300 кг. химических средств. Однако в результате длительного применения пестицидов в сельском хозяйстве почти повсеместно отличается снижение их эффективности вследствие развития резистентных рас вредителей и распространению "новых" вредных организмов, естественные враги и конкуренты которых были уничтожены пестицидами. В то же время действие пестицидов стало проявляться в глобальных масштабах. Из громадного количества насекомых вредными являются лишь 10,3% или 5 тыс видов. У 250-ти видов обнаружена резистентность к пестицидам. Это усугубляется явлением перекрёстной резистенции, заключающейся в том, что повышенная устойчивость к действию одного препарата сопровождается устойчивостью к соединениям других классов. С общебиологических позиций резистентность можно рассматривать как смену популяций в результате перехода от чувствительного штамма к устойчивому штамму того же вида вследствие отбора, вызванного пестицидами.Это явление связано с генетическими, физиологическими и биохимическими перестройками организмов. Неумеренное применение пестицидов (гербицидов, инсектицидов, 23 дефолиантов) негативно влияет на качество почвы. В связи с этим усиленно изучается судьба пестицидов в почвах и возможности и возможности их обезвреживать химическими и биологическими способами. Очень важно создавать и применять только препараты с небольшой продолжительностью жизни, измеряемой неделями или месяцами. В этом деле уже достигнуты определенные успехи и внедряются препараты с большой скоростью деструкции, однако проблема в целом ещё не решена.
Успехи земледелия, достигнутые в результате внедрения достижений химии, хорошо известны. Высокие урожаи получаются благодаря использованию минеральных удобрений, сохранение выращиваемой продукции достигается с помощью пестицидов ядохимикатов, созданных для борьбы с сорняками и вредителями. Однако все эти химические средства нужно применять очень осторожно и строго соблюдать разработанные учеными количественные нормы вносимых химических элементов [5].
Когда дикие растения отмирают, они возвращают в почву поглощенные ими химические элементы, поддерживая этим биологический круговорот веществ. Но с культурной растительностью этого не происходит. Масса культурной растительности лишь частично возвращается в почву (примерно на одну треть). Человек искусственно нарушает сбалансированный биологический круговорот, вывозя урожай, а вместе с ним и поглощенные из почвы химические элементы. В первую очередь это относится к «триаде плодородия»: азоту, фосфору и калию. Но человечество нашло выход из этого положения: для восполнения потерь элементов питания растений и повышения урожайности эти элементы вносятся в почву в форме минеральных удобрений.
Если количество вносимого в почву азота превышает потребности растений, то избыточные количества нитратов частично поступают в растения, а частично выносятся почвенными водами, что вызывает увеличение нитратов в поверхностных водах, а также ряд других отрицательных последствий. При избытке азота происходит увеличение нитратов и в продукции сельского хозяйства. Поступая в организм человека, нитраты могут частично трансформироваться в нитриты, которые вызывают тяжелое заболевание (метгемоглобинемия), связанное с затруднением транспортировки кислорода по кровеносной системе.
Применение азотных удобрений должно осуществляться со строгим учетом необходимости азота для выращиваемой культуры, динамики его потребления данной культурой и состава почвы. Нужна продуманная система охраны почв от избыточного количества соединений азота. Это особенно актуально в связи с тем, что современные города и крупные животноводческие предприятия являются источниками загрязнения азотом почв и вод.
Разрабатываются приемы использования биологических источников этого элемента. Таковыми служат азотофиксирующие сообщества высших растений и микроорганизмов. Посевы бобовых культур (люцерны, клевера и др.) сопровождаются связыванием азота до 300 кг/га [6].
С урожаем выводится около двух третей фосфора, захваченного сельскохозяйственными культурами из почвы. Эти потери также восстанавливают путем внесения в почву минеральных удобрений.
При внесении высоких доз калийных удобрений неблагоприятное действие не обнаружено, но в силу того, что значительная часть удобрений представлена хлоридами, часто сказывается воздействие ионов хлора, отрицательно влияющего на состояние почвы.
Организация охраны почв при широком использовании минеральных удобрений должна быть направлена на сбалансированность вносимых масс удобрений с урожаем, с учетом конкретных ландшафтных условий и состава почвы. Внесение удобрений должно быть максимально приближено к тем стадиям развития растений, когда они нуждаются в массированном поступлении соответствующих химических элементов. Основная задача охранных мероприятий должна быть направлена на предотвращение выноса удобрений с поверхностным и подземным водным стоком и на недопущение поступления избыточных количеств вносимых элементов в продукцию сельского хозяйства.
По данным ФАО, ежегодные потери во всем мире от сорняков и вредителей составляют 34 % от потенциально возможной продукции и оцениваются в 75 млрд. долл. Применение ядохимикатов сохраняет значительную часть урожая, поэтому их применение быстро внедряется в сельское хозяйство, однако это влечет за собой многочисленные отрицательные последствия. Уничтожая вредителей, они разрушают сложные экологические системы и способствуют гибели многих животных. Некоторые ядохимикаты постепенно накапливаются по трофическим цепям и, поступая с продуктами питания в организм человека, могут вызывать опасные заболевания. Некоторые биоциды воздействуют на генетический аппарат сильнее, чем радиация.
Пестициды, попадая в почву, растворяются в почвенной влаге и переносятся с ней вниз по профилю. Длительность нахождения пестицидов в почве зависит от их состава. Стойкие соединения сохраняются до 10 лет и более.
Мигрируя с природными водами и переносясь ветром, стойкие пестициды распространяются на большие расстояния. Известно, что ничтожные следы пестицидов были обнаружены в атмосферных осадках на просторах океанов, на поверхности ледниковых щитов Гренландии и Антарктиды. В 1972 на территории Швеции с атмосферными осадками выпало ДДТ больше, чем производилось этой стране [6].
Чрезвычайно опасны и некоторые органические компоненты техногенных выбросов (3,4-бензперен и др.), относящиеся к канцерогенным соединениям.
Необходимо иметь в виду, что почва, загрязненная токсикантами и их метаболитами, становится источником загрязнения растительных и животных продуктов, атмосферы и природных вод.
Загрязнение почв радиоактивными веществами обусловлено главным образом испытанием в атмосфере атомного и ядерного оружия, которое не прекращено отдельными государствами и на сегодня. Выпадая с радиоактивными осадками, 90Sr, 137 Cs и другие нуклиды, поступая в растения, а затем в продукты питания и организм человека, вызывают радиоактивное заражение, обусловленное внутренним облучением.
Охрана почв от загрязнения пестицидами предусматривает создание возможно менее токсичных и менее стойких соединений. Разрабатываются приемы уменьшения доз без снижения их эффективности. Очень важно сокращение авиационного распыления за счет наземного, а также применение строго выборочной обработки.
Несмотря на принимаемые меры, при обработке полей пестицидами лишь незначительная их часть достигает объекта воздействия. Большая часть накапливается в почвенном покрове и природных водах. Важная задача ускорить разложение ядохимикатов, распад их на нетоксичные компоненты. Установлено, что многие пестициды разлагаются под воздействием ультрафиолетового облучения, некоторые ядовитые соединения разрушаются в результате гидролиза, однако наиболее активно пестициды разлагаются микроорганизмами.
Сейчас во многих странах осуществляется контроль за загрязнением окружающей среды пестицидами. Для пестицидов установлены нормы предельно допустимых концентраций в почве, которые составляют сотые и десятые доли мг/кг почвы.
Почвы загрязняются и минеральными удобрениями, если их используют в неумеренных количествах, теряют при производстве, транспортировке и хранении. Из азотных, суперфосфатных и других типов удобрений в почву в больших количествах мигрируют нитраты, сульфаты, хлориды и другие соединения. Б. Коммонер (1970) установил, что при самых благоприятных условиях из всего количества применяемых азотных удобрений, поглощается растениями 80%, а в среднем лишь 50%. Это приводит к нарушению биогеохимического круговорота азота, фосфора и некоторых других элементов. Экологические последствия такого нарушения в наибольшей степени проявляются в водной среде, в частности при формировании эвтрофии, которая возникает при смыве с почв избыточного количества азота, фосфора и других элементов[6].
В последнее время выявлен еще один неблагоприятный аспект неумеренного потребления минеральных удобрений, и в первую очередь нитратов. Оказалось, что большое количество нитратов снижает содержание кислорода в почве, а это способствует повышенному выделению в атмосферу двух «парниковых» газов закиси азота и метана. Нитраты опасны и для человека. Так, при поступлении нитратов в человеческий организм в концентрации свыше 50 мг/л отмечается их прямое общетоксическое воздействие, в частности возникновение метгемоглобинемии вследствие биологических превращений нитратов в нитриты и другие токсичные соединения азота. Неумеренное потребление минеральных удобрений вызывает в ряде районов и нежелательное подкисление почв.
К интенсивному загрязнению почв приводят отходы и отбросы производства. В нашей стране ежегодно образуется свыше миллиарда тонн промышленных отходов, из них более 50 млн т особо токсичных. Огромные площади земель заняты свалками, золоотвалами, хвостохранилищами и др., которые интенсивно загрязняют почвы, а их способность к самоочищению, как известно, ограничена [6].
Огромный вред для нормального функционирования почв представляют газо-дымовые выбросы промышленных предприятий. Почва обладает способностью накапливать весьма опасные для здоровья человека загрязняющие вещества, например тяжелые металлы. Вблизи ртутного комбината содержание ртути в почве из-за газо-дымовых выбросов может повышаться до концентрации, в сотни раз превышающих допустимые.
Значительное количество свинца содержат почвы, находящиеся в непосредственной близости от автомобильных дорог. Результаты анализа образцов почвы, отобранных на расстоянии нескольких метров от дороги, показывают 30-кратное превышение концентрации свинца по сравнению с его содержанием (20 мкг/г) в почве незагрязненных районов.
Значительную угрозу для здоровья людей представляет загрязнение почв различными патогенами, которые могут проникать в организм человека следующим образом: во-первых, через цепь: «человек почва человек». Патогенные организмы выделяются зараженным человеком и через почву передаются другому, либо через выращенные на зараженной почве овощи и фрукты. Так человек может заболеть холерой, бациллярной дизентерией, брюшным тифом, паратифом и др. Аналогичным путем в организм человека могут попадать и черви-паразиты; во-вторых, через цепь: «животные почва человек». Существуют ряд заболеваний животных, которые передаются человеку (лептосориаз, сибирская язва, туляремия, лихорадка Ку и др.) путем прямого контакта с почвой, загрязненной выделениями инфицированных животных; в-третьих, через цепь: «почва человек», когда патогенные организмы попадают из нее в организм человека при прямом контакте (столбняк, ботулизм, микозы и др.) [7].
Наиболее опасным загрязнителем земель являются тяжелые металлы (Pb, Hd,CdAs). Их поступление в почву происходит через атмосферу вместе с атмосферными осадками, из почвообразующих пород, в результате техногенного переноса. Основное поступление тяжелых металлов происходит с выбросами автотранспорта и промышленности, а также с удобрениями и ядохимикатами. В последнее десятилетие ведущее место в этом принадлежит автотранспорту, так как промышленное производство в нашей стране находится в кризисном состоянии, а применение удобрений и ядохимикатов в сельском хозяйстве значительно снизилось.
Значительное негативное воздействие на почвы оказывает их загрязнение органическими и металлоорганическими соединениями связанное, с техногенными выбросами, а также с широким применением пестицидов. Многие из них длительно сохраняются в почвах (от нескольких месяцев до десятков лет), оставаясь токсичными и даже образуя более токсичные метаболиты.
Чрезвычайно опасны и некоторые органические компоненты техногенных выбросов (3,4-бензперен и др.), относящиеся к канцерогенным соединениям.
Необходимо иметь в виду, что почва, загрязненная токсикантами и их метаболитами, становится источником загрязнения растительных и животных продуктов, атмосферы и природных вод.
Загрязнение почв радиоактивными веществами обусловлено главным образом испытанием в атмосфере атомного и ядерного оружия, которое не прекращено отдельными государствами и на сегодня. Выпадая с радиоактивными осадками, 90Sr, 137 Cs и другие нуклиды, поступая в растения, а затем в продукты питания и организм человека, вызывают радиоактивное заражение, обусловленное внутренним облучением.
Локальное радиоактивное загрязнение почв может возникнуть при аварийных ситуациях на атомных станциях. Путем подбора культур, применения минеральных удобрений, запахивания верхнего слоя почвы на глубину 40-50 см и других агротехнических приемов возможно устранение неблагоприятных последствий поступления в почву радиоактивных продуктов.
Основными мероприятиями по ликвидации загрязнения почв являются разработка быстроразлагающихся препаратов, способов их обезвреживания, внедрение безотходных технологий производства. Иногда практикуют удаление загрязненного горизонта почвы, вносят в нее различные химические вещества, нейтрализующие вредное влияние почвенных загрязнителей.
В местах разработок полезных ископаемых и проведения строительных работ происходит полное уничтожение почвенного покрова. Для сбережения земельных ресурсов предприятия агропромышленного комплекса следует располагать на малопригодных или совсем не пригодных для сельскохозяйственного производства землях.
Особенно отрицательно влияет на природу горнодобывающая промышленность, в результате деятельности которой создаются отвалы, карьеры, терриконы, провальные воронки, загрязняются вода, почва и воздух. В настоящее время прилагаются немалые усилия для восстановления нарушенных промышленностью земель. Различают несколько видов рекультивации земель в зависимости от последующего использования.
- Сельскохозяйственная когда земля в дальнейшем используется под пашню, луга, пастбища, многолетние насаждения.
- Почвозащитные лесопосадки.
- Рекреационная парки, бассейны, пляжи и т.д.
- Архитектурно-планировочные лесонасаждения, посевы луговых трав, обводнение пониженных участков вокруг жилых построек.
Во всех случаях рекультивация осуществляется в 2 этапа: технический процесс конструирования земельной площади и биологический освоение земли. На первом этапе необходимо засыпать карьеры, рвы, спланировать землю, при фитотоксичности пород произвести химическую мелиорацию, насыпать сверху плодородной почвы. Поэтому при ведении горных работ и различных видах строительства необходимо прежде всего снять, сохранить и рационально использовать плодородный слой почвы.
На втором, биологическом, этапе производят озеленение, то есть восстанавливают лесные и сельскохозяйственные угодья.
К числу крупнейших экологических проблем, связанных с загрязнением почвы и требующих незамедлительных государственных решений и соответствующих инвестиций, является проблема управления отходами, и в первую очередь промышленными, которые в большинстве характеризуются как токсичные и высокотоксичные. К настоящему времени на территории Костанайской области накоплено 10,7 млрд. тонн промышленных отходов, из которых утилизировано 817 тыс. тонн, что составляет о,25% (таблица1).
Таблица 1.
Объемы образованных, использованных, переработанных и размещенных отходов по отраслям промышленности Костанайской области.
Отрасли промышленности |
Вид отходов |
Образованно, тыс.тонн |
Использовано, тыс.тонн |
Утилизировано, тыс.тонн |
Размещено на полигонах, тыс.тонн |
Продолжение таблицы 1.
Объемы образованных, использованных, переработанных и размещенных отходов по отраслям промышленности Костанайской области.
горнодобывающая |
вскрышные породы |
331660 |
29556 |
817 |
301287 |
отходы обогащения |
26520 |
1644 |
0 |
24876 |
|
отработанные РСЛ |
0,02 |
0 |
0 |
0,024 |
|
отработанные масла |
0,14 |
0,05 |
0,00002 |
0,01 |
|
отходы б/у автошин и резины |
1,32 |
0,004 |
0 |
1,13 |
|
ТБО |
0,7 |
0 |
0,04 |
0,3 |
|
отходы черных металлов |
3,2 |
0 |
0 |
0 |
|
строительный мусор |
18,8 |
0,01 |
0,02 |
17,4 |
|
шламы мойки автомобилей, замазученный грунт |
2,4 |
0 |
0,00002 |
2,4 |
|
теплоэнергетическая |
золошлаки |
1888 |
1887 |
||
коммунальная |
ТБО |
422 |
422 |
||
Всего по области |
360517 |
31200 |
817 |
328494 |
Таким образом, промышленные отходы занимают значительные территории области и оказывают негативное влияние практически на все компоненты природной среды.
Проблема промышленных отходов их утилизация, использование, обезвреживание, захоронение, трансграничная транспортировка является одной из самых волнующих проблем современности. Промышленные отходы, включая токсичные, до настоящего времени складируются и хранятся в различных накопителях, зачастую без соблюдения соответствующих экологических норм и требований. В результате этого почва Костанайской области подвержена загрязнению. Постоянно возрастающий объем складируемых отходов формируют новые техногенные ландшафты. С ростом высоты отвалов и терриконов на территории промышленных зон г. Рудный, г. Лисвковск и г. Жетикара они становятся все более интенсивными источниками пылеобразования. Основная доля промышленных отходов области представлена вскрышными породами горнодобывающей промышленности, хвостами обогащения, золошлаковыми отходами.
Загрязнение почвы отходами, содержащими тяжелые металлы, вместе с сернистыми загрязнителями приводит к изменению состава микроэлементов и возникновению техногенных пустынь. Изменение содержания микроэлементов в почве немедленно сказывается на здоровье травоядных животных и человека, приводит к нарушению обмена веществ, вызывая различные эндемические заболевания местного характера. Например, недостаток йода в почве ведет к болезни щитовидной железы, недостаток кальция в питьевой воде и продуктах питания к поражению суставов, их деформации, задержке роста.
В почвах подзолистого типа с высоким содержание железа при его взаимодействии с серой образуется сернистое железо, которое является ядом. В результате в почве уничтожается микрофлора, что приводит к потере плодородия.
Вывоз промышленных и бытовых отходов на свалки ведет не только к загрязнению, но и нерациональному использованию земельных угодий, создает реальные угрозы значительных загрязнений атмосферы, поверхностных и грунтовых вод, росту транспортных расходов и безвозвратной потере ценных материалов и веществ.
Кроме того, такие виды деятельности человека как промышленное и гражданское строительство, открытая разработка полезных ископаемых, прокладка дорог, трубопроводов и электромагистралей, создание водохранилищ приводит к безвозвратному изъятию земель из природного комплекса. Это наряду с ухудшением плодородия земель в результате процессов опустынивания, заболачивания, засоления, уплотнения и др. способствует сокращению растительности, загрязнению и ухудшению атмосферного воздуха и др.
Различные почвенные загрязнения, большинство из которых антропогенного характера, можно разделить по источнику поступления этих загрязнений в почву:
1. С атмосферными осадками. Многие химические соединения, попадающие в атмосферу в результате работы предприятий, затем растворяются в капельках атмосферной влаги и с осадками выпадают в почву. Это, в основном, газы оксиды серы, азота и др. Большинство из них не просто растворяются, а образуют химические соединения с водой, имеющие кислотный характер. Таким образом, и образуются кислотные дожди.
2. Осаждающие в виде пыли и аэрозолей. Твердые и жидкие соединения при сухой погоде обычно оседают непосредственно в виде пыли и аэрозолей. Такие загрязнения можно наблюдать визуально, например, вокруг котельных зимой чернее снег, покрываясь частицами сажи. Автомобили, особенно в городах и около дорог, вносят значительную лепту в пополнение почвенных загрязнений.
3. При непосредственном поглощении почвой газообразных соединений. В сухую погоду газы могут непосредственно поглощаться почвой, особенно влажной.
4. С растительным опадом. Различные вредные соединения, в любом агрегатном состоянии, поглощаются листьями через устьица или оседают на поверхности. Затем, когда листья опадают, все эти соединения поступают опять-таки в почву.
В группу загрязнителей почвы водят мусор, выбросы, отвалы, отстойные породы. Это различные вещества смешанного характера, включающие как твердые, так и жидкие вещества, не слишком вредные для организма человека, но засоряющие поверхность почвы, затрудняющие рост растений на этой площади.
Основная масса твердых бытовых отходов (ТБО) без разделения на компоненты вывозится и складируется на открытых свалках, многие из которых не соответствуют требованиям природоохранного и санитарного законодательства Республики Казахстан. Их размещение и обустройство осуществлены без проектов и оценки воздействия на окружающую среду. Значительное количество ТБО генерируется на крупных урбанизированных территориях, загрязняя окружающую среду при сборе, транспортировке и утилизации. В Костанайской области менее 10 % бытовых отходов от общего объема уничтожается, 6 млн. тонн не утилизированных коммунальных отходов скопилось на территории области. Большую проблему загрязнения территории области представляют не организованные свалки в сельской местности.
Интересно узнать: период разложения бумаги 4-6 лет, одежды 8-10 лет, пластиковой бутылки 100 лет, а стекла более 300 лет.
Загрязнение почвы тяжелыми металлами представляет значительную опасность для человека и других живых организмов, так как тяжелые металлы нередко обладают высокой токсичностью и способностью к кумуляции в организме. Наиболее распространенное автомобильное топливо бензин содержит очень ядовитое соединение тетраэтилсвинец, содержащее тяжелый металл свинца, который попадает в почву. Из других тяжелых металлов, соединения которых загрязняет почву можно назвать кадмий, медь, хром, никель, кобальт, ртуть, мышьяк, марганец.
В настоящее время широко используются в качестве борьбы с вредителями культурных растений пестициды и поэтому они находятся в почве в значительных количествах. Пестициды губительно действуют на почвенную микрофлору: бактерии, актиномицеты, грибы, водоросли.
1.4 Осолонцевание и засоление почв
На территориях с недостаточным атмосферным увлажнением урожайность сельскохозяйственных культур сдерживается недостаточным количеством поступающей в почву влаги. Для восполнения ее недостатка с давних времен применяется искусственное орошение. Во всем мире почвы орошаются на площади свыше 260 млн. га.
Однако неправильное орошение приводит к накоплению солей в орошаемых почвах. Главными причинами антропогенного засоления почв являются бездренажное орошение и неконтролируемая подача воды. В результате этого повышается уровень грунтовых вод и когда уровень грунтовых вод достигает критической глубины, начинается энергичное соленакопление за счет испарения содержащей соли воды, поднимающейся к поверхности почвы. Этому способствует и орошение водой с повышенной минерализацией [7].
Осолонцевание происходит при увеличении в почвенном поглощающем комплексе доли натрия. При этом повышается степень пептизируемости коллоидов и илистого вещества. Процесс связан с поступлением солей из почвообразующих пород, грунтовых и поверхностных вод при орошении земель.
Засоление почв - совокупность процессов, способствующих увеличению содержания в почве растворимых солей (карбонат натрия, хлориды и сульфаты), ведущих к формированию засоленных почв. Засоление почв наиболее развито в условиях засушливого (аридного) климата при затрудненном оттоке поверхностных и грунтовых вод и обусловлено засоленностью почвообразующих пород (остаточное засоление почв или неправильным орошением, приносом солей грунтовыми и поверхностными водами) вторичное засоление почв. Влага по мере вертикально восходящего движения испаряется, а содержащаяся в ней соль откладывается на стенках порового пространства почв. Высоким природным засолением обладают почвы пустынь и полупустынь[8].
Больше засолены почвы, образующиеся на коренных породах с высоким природным засолением и при неглубоком (менее 3 м от поверхности земли) залегании грунтовых засоленных вод.
В естественных условиях процесс идет медленно, но он существенно усиливается (вторичное засоление) и становится настоящим бедствием при орошаемом земледелии.
Засоление почв происходит на той стадии орошения, когда соленые грунтовые воды поднимаются на глубину 13 м от поверхности земли и транспирация растительностью и испарение приближается к величине испарения с открытой поверхности воды (в аридных районах оно достигает 1000- 1500 мм в год). При минерализации таких вод 2-3 г/дм3 в верхний слой почвы за лето привносится около 20 т/га солей.
Подъем уровня грунтовых вод (подтопление) на орошаемых землях неизбежен при любых щадящих режимах полива. Подтопленные территории становятся непригодными для орошения еще и по причине непроходимости таких земель для обрабатывающей техники.
В результате засолении почв образуются засоленные почвы - солончаки (содержат 1-3 % и более солей), солончаковые (0,1-1 %) и солончаковатые (засолены ниже пахотного горизонта).
Засоление почв отрицательно влияет на рост древесных растений. Даже слабозасоленные почвы малопригодны для создания насаждений и требуют предварительного удаления солей. В условиях орошения это лучше всего достигается промывкой почвы.
Важнейшие профилактические меры предупреждения вторичного засоления применение дождевальных установок с дозированной подачей воды (в зависимости от вида почв, состояния приземного воздуха, вида культуры и др.) и подпочвенного орошения. Хороший эффект дают планировка поверхности, ликвидация оросительных каналов, подача воды по лоткам, строго дозированный расход воды [8].
В результате антропогенного засоления во всем мире ежегодно теряется около 200300 тыс. га высокоценных поливных земель. Для охраны от антропогенного засоления создаются дренажные устройства, которые должны обеспечить расположение уровня грунтовых вод на глубине не менее 2,53 м, и системы каналов с гидроизоляцией для предотвращения фильтрации воды. В случае накопления водорастворимых солей рекомендуется промывка почв с дренажным водоотводом для удаления солей из корнеобитаемого слоя почвы. Охрана почв от содового засоления включает в себя гипсование почв, применение минеральных удобрений, содержащих кальций, а также введение в севооборот многолетних трав.
Для предупреждения негативных последствий орошения необходим постоянный контроль за водно-солевым режимом на орошаемых землях.
- Опустынивание или проблемы деградации земель
Процесс опустынивания земель Костанайской области вызывается совокупным действием природы и человека. Уничтожение скудной растительности из-за чрезмерного выпаса скота, вырубки лесов и кустарников, распашка земель, малопригодных для земледелия и другие виды хозяйственной деятельности многократно усиливают действия ветровой эрозии, иссушение верхних слоев почвы.
Одной из острейших проблем современности является проблема деградации земель или опустынивания. Темпы роста процессов опустынивания в мире до 23 млн. га ежегодно.
Необратимая утрата плодородия почв и деградация земель наблюдается повсюду, где почвы особенно неустойчивы, растительность скудная, климат засушливый. По данным ЮНЕСКО опустынивание уже охватило примерно 70% засушливых земель мира, в том числе и территорию нашей области и угрожает в будущем захватить обширные площади земель.
Более миллиарда га засушливых земель в Африке, или 73%, или сильно затронуты опустыниванием. Еще 1,4 млрд га, подверженных опустыниванию, находятся в Азии. И это проблема не только развивающихся стран. В целом, более чем в 110 странах имеются засушливые земли, над которыми нависла потенциальная угроза опустынивания.
В настоящее время стоимость теряемой на аридных землях сельскохозяйственной продукции оценивается в несколько десятков млрддолларов США в год. По данным ЮНЕП опустынивание обходится миру в 42 млрд долларов США в год.
Данная проблема не обошла и Казахстан, в настоящее время площадь деградированных земель республики составляет 180 млн гектаров или 66% ее территории.
Опустынивание приводит к большим социальным издержкам, например таким, как экологическая миграция. Более 135 миллионам людей грозит опасность того, что им придется покинуть свою землю. Конвенция ООН по борьбе с опустыниванием вступила в силу 26 декабря 1996 года и была ратифицирована Республикой Казахстан 7 июля 1997 г. Положения Конвенции должны способствовать прекращению опустынивания и смягчению последствий этого явления. Необходимо отметить то, что из природоохранных конвенций данная Конвенция призвана решать не только экологические проблемы, но также социальные и экономические, такие как нищета, здоровье и миграция.
По данным ЮНКОД среднегодовые экономические потери опустынивания на каждом гектаре земель с умеренной степенью деградации достигают:
- на орошаемых землях 36,5 тыс. тенге
- на неорошаемых пахотных землях 5,5 тыс. тенге
- на пастбищных угодьях 1,0 тыс. тенге
Особую тревогу вызывает состояние и использование 59,6 млн. гектар земли в районах экологического бедствия.
После интенсификации сельского хозяйства в развитых странах в 50 60-е годы, приведшей как созданию излишков продовольствия, так и значительному загрязнению земельных и водных ресурсов пестицидами и нитратами, в 1992 году была начата радикальная реформа обще-сельскохозяйственой политики ЕС, которая предусматривала поощрение применения менее интенсивных методов ведения хозяйства (перевод пахотных земель в луга, пастбища, сохранение мест обитания биоразнообразия, облесение, долговременное выведение земель из сельскохозяйственного оборота),а также внедрение «органического» (без пестицидов) земледелия.
В Казахстане интенсивность эксплуатации земель снижалась по причине развала системы централизованного планирования и прекращения государственного субсидирования крупных хозяйств.
Б.Т. Розанов, несмотря на разнообразие процессов опустынивания, выделяет наиболее общие факторы, приводящие к опустыниванию различных регионов:
- деградацию растительного покрова и сопутствующую ей эрозию почв в результате чрезмерного выпаса;
- усиление эрозии и дефляции засушливых земель при их интенсивном и нерациональном использовании под богарное земледелие без учета природных особенностей почвенного покрова;
- отсутствие взаимодействия и кооперации между земледелием и животноводством;
- уничтожение лесов при заготовке топлива;
- нарушение растительного и почвенного покрова в результате дорожного и промышленного строительства, геологоразведочных работ, разработок полезных ископаемых, строительства населенных пунктов и ирригационных сооружений, засухи;
- уплотнение почвенного покрова автотранспортом;
- уничтожение растительного покрова и разбивание почв скотом вокруг неправильно расположенных и нерационально организованных водопойных колодцев;
- вторичное засоление, подщелачивание и подтопление порой окружающих их земель;
- рост солончаковых пустынь в бессточных бассейнах.
В разном сочетании или по отдельности могут действовать перечисленные факторы.
Процессы деградации всегда сопутствовали систематическому обнищанию почв человеком, как выше уже отмечалось. Этот процесс ускорился в последние десятилетия, именно тогда, когда рост питания настоятельно потребовал резкого увеличения производства продуктов питания.
Сам человек является проводником опустынивания и вместе с тем жертвой. Психологически подготовленный к безграничности пустынь, именно человек во многих случаях не отдает полного отчета о постепенно приближающейся катастрофе, неосознанно раздвигая рамки пустынной экосистемы.
Первоочередная задача, стоящая перед исследователями региона, заключается в разработке стратегии его освоения. Необходимо выработать единый подход к постановке научных исследований, принятию управленческих решений по хозяйственному освоению пустынь и обеспечению нормальной жизнедеятельности населения аридных районов.
Самыми важными и необходимыми факторами успешного выполнения борьбы с опустыниванием являются: восстановление деградированных областей, эффективное использование водосборов, борьба с засолением земель, охрана почвенных и водных ресурсов, дренажные работы, закрепление песков, облесение, управление пастбищами и создание парков.
Одна из сложных, но особенно необходимых задач охраны природы в интересах сельского хозяйства - сохранение почв от занятия их под различного рода сооружения (аэродромы, склады, предприятия, населенные пункты, дороги, водохранилища и т. д.). Сложность этой задачи в том, что претендующие на занятие сельскохозяйственных земель организации выполняют важные государственные задания, поэтому некоторые руководители хозяйств без сопротивления соглашаются на отторжение земель.
Опыт борьбы за сохранение ценных сельскохозяйственных угодий показывает, что во многих случаях под сооружения могут быть отведены малоценные угодья и в значительно меньшем размере, чем их запрашивают. Вот почему руководители хозяйств обязаны убедиться в том, что претендующие на земельные участки организации подошли к решению вопроса с полным пониманием интересов хозяйства, что их запросы рассмотрены вышестоящими сельскохозяйственными органами. При окончательном решении этого вопроса следует иметь в виду, что в настоящее время необходимо беречь каждый квадратный метр почвы, так как масштабы их изъятия для несельскохозяйственных целей катастрофически возрастают. Проектировщики обязаны проявлять максимум инициативы в разработке проектов, с тем, чтобы свести до минимума использование сельскохозяйственных угодий.
- Почвенно-климатические условия Костанайской области
Костанайская область (административная) весьма разнообразна своими природно-климатическими условиями.
Костанайская область расположена на Северо-Западе Республики Казахстан. Она находится на крайнем северо-западе Казахстана между Уральским хребтом на западе и Казахским мелкосопочником на востоке. Граничит на севере с Курганской, на северо-западе с Челябинской, на западе с Оренбургской областями Российской Федерации, на юго-западе - с Актюбинской, на востоке с Северо-Казахстанской и Акмолинской областями республики. В области 16 сельских административных районов. Область образована в 1936 году.
По устройству поверхности на территории области выделяются: Костанайская и Южно-Торгайская равнины, Зауральское, Адаевско-Улькаякское и Восточно-Торгайское плато, а также Торгайская ложбина. Костанайская равнина является частью обширной Западно-Сибирской низменности. Поверхность ее плоская, полотно наклонено к северо-востоку и контролируется высотой 200-170м. Она осложнена множеством неглубоких озерных котловин, широкими долинами рек Тобол и Убаган.
Южно-Торгайсая равнина наклонена на юг, расчленена Торгайской ложбиной и притоками реки Торгай. Абсолютная высота поверхности 200-180м.
Адаевско-Улькаякское плато плоская равнина с отметкой 220-300м., расчлененная Сыпсынагашской ложбиной и останцовыми «горами» Каргальтау, Кызбелтау и др.
Зауральское плато, местами всхолмленное, слабо наклонено к долине реки Тобол. Наиболее возвышенные его части имеют абсолютные отметки 425-230м.
Восточно-Торгайское плато наклонено к западу равнин с 5 платообразными метрологическими районами. Отметки поверхности 200-325 м.
Тургайская ложбина меридионально простирается через всю область на 800км. Ширина 35-70км., глубина до 100м. является региональным базисом дренажа всей территории области с абсолютной отметкой днища 125-50м. Поверхность днища прореза на реке Убаган и реке Тургай с притоками и занято множеством озер [10].
Для климата характерно резко выраженная континентальность жаркое и сухое лето сменяется холодной малоснежной зимой. Зима холодная, продолжительная, средняя температура января -18-19С. Лето умеренное жаркое, средняя температура июля 19-21С. Вегетационный период 160-170 дней, сумма активных температур за этот период 2200-2400 градусов. Среднегодовое количество осадков 250-350 мм, а в увлажненные годы до 450 мм. Теплый период со среднесуточной температурой выше 0С длится 195- 201 день с 7-12 апреля до 19-28 октября. Продолжительность безморозного периода колеблется от 108 до 130 дней. Продолжительность вегетационного периода увеличивается с севера на юг и в среднем составляет 166-174 дня. Годовое количество осадков заметно убывает в том же направлении от 349 до 251 мм. Преобладают осадки теплого периода (май-октябрь), когда выпадает 60-80% от их годовой нормы. Максимум осадков по всей области приходится чаще всего на июль. Летом продолжительность солнечного сияния по отношению к возможному, составляет 60- 75%. Среднее число пасмурных дней в теплый период составляет 5-8 в месяц. Продолжительность дня летом не превышает 16-17 часов. Весной и в начале лета выпадает небольшое количество осадков, что, в сочетании с большими скоростями ветра (в среднем 5-6 м/сек), обусловливает быстрое иссушение почвы. Влага является лимитирующим фактором, и, в этой связи, область разделена на четыре агроклиматических района. В двух северных засуха повторяется 2-3 раза в 10 лет, южнее чаще. По мере продвижения к югу вероятность засушливых лет возрастает от 30 до 70%. Наиболее засушливым месяцем, как правило, является май. Ежегодно на всей территории области наблюдаются суховеи средней интенсивности от 10 дней на севере и до 30 дней на юге. Очень интенсивные суховеи возможны один раз в 10 лет на севере и три раза на юге области. Они могут вызвать сильный захват и отмирание растений в течение 1-2 дней, если запасы влаги в пахотном слое почвы не превышают 10 мм, а в метровом 30 мм [11].
Водную среду области формируют атмосферные осадки, трансформируемые в поверхностный и подземный сток. Атмосферное увлажнение определяет состояние и биопродуктивностьагроландшафтов.
Речная сеть области формируется за ее пределами, в северной части развита достаточно равномерно. Главная, протекающая через область, река Тобол и ее притоки Аят, Желкуар, Убаган, Уй, Тогузак, Шортанды текут с юго-запада на северо-восток. Многие малые и большие реки перегорожены искусственными сооружениями и служат для заполнения малых систем орошения, полива небольших участков, заполнения водоемов в заповедниках и охотничьих угодьях.
На территории области свыше 3000 больших и малых озер, преимущественно пресных. Наиболее крупные из них Аксуат, Итсары, Кайбагор, Кушмурун, Сарноба, Сливное и др. частично используются как источники водоснабжения.
Широтная зональность и биоклиматические факторы позволяют выделить на территории области две почвенные зоны с четырьмя подзонами:
- Зона черноземов (5867 тыс. га) с двумя подзонами: обыкновенных черноземов(2764 тыс. га) и южных черноземов (3103 тыс. га);
- Зона каштановых почв (4185 тыс. га) с подзонами: темнокаштановых почв (3531 тыс. га) и каштановых почв (654 тыс. га).
Преобладающей растительностью зоны черноземов является разнотравно-зерновидно-злаковая и разнотравно-ковыльная, а зоны каштановых почв ковыльно-типчаковая, типчако-ковыльная и ковыльно-типчаково-разнотравная. В пределах черноземных почв значительное распространение имеют солоди, на которых обычно располагаются березово-осиновые колки лесостепей и степей. В местах развития песков сосредоточены сосновые боры: Аракарагай, Аманкарагай и Наурзумкарагай.
Почвы являются ценнейшим природным ресурсом Костанайской области. Широтная зональность биоклиматических факторов обусловила различия в почвенном покрове. Эти изменения связаны с усилением засушливости с севера на юг. С севера на юг располагаются несколько почвенных зон и подзон. В связи с тем, что почвенно-климатические особенности Костанайской области, во многих проявлениях сходны с другими почвенно-географическими провинциями Казахстана, то возникает необходимость более пристального рассмотрения гидроклиматических и почвенных условий его северной части.
Северная подзона, в основном расположенная в пределах Западно-Сибирской низменности, чаще всего представлена черноземами обыкновенными среднемощными среднегумусными и черноземами обыкновенными маломощными малогумусными. Это лучшие земли области. По механическому составу они относятся к тяжело и среднесуглинистым почвам. В состав этой же зоны входят массивы черноземов обыкновенных карбонатных. Южнее область представлена южными черноземами малогумусными и южными карбонатными почвами [10].
Внутризональное разнообразие почв зависит от местных геолого-геоморфологических условий, дренажа и характера растительности. Поэтому, кроме зональных различий, в структуре почвенного покрова области выявляются многие провинциальные черты. К ним, в частности, относятся такие явления, как повышенная солонцеватость и карбонатность южных черноземов и каштановых почв.
Имеют распространение черноземы солонцеватые, а также лугово-черноземные и луговые почвы. Еще южнее пашни располагаются на темно-каштановых и каштановых почвах. Во всех зонах области широко распространены солонцы и их комплексы. На всех типах почв ощущается недостаток фосфора.
Черноземы занимают плоские междуречные равнины северной части области и полностью распаханы. Гумусовый горизонт обыкновенных черноземов имеет мощность 45 60 см. Содержание перегноя в нем равно 5-6%. Находясь в относительно благоприятных агроклиматических условиях, черноземы обыкновенные пригодны для пропашных севооборотов, в которых наряду с зерновыми могут участвовать технические и кормовые культуры.
Черноземы южные, маломощные несколько уступают по своему плодородию черноземам обыкновенным [11].
В результате агропроизводственной оценки земель, выполненной на основании показателей средней многолетней урожайности зерновых культур, они вошли в группу земель хорошего качества. Гумусовый горизонт у южных черноземов менее мощный (35 50 см), перегноя содержится 4,0 5,5 %. На междуречье Убаган-Ишим и в западных районах области развиваются карбонатные южные черноземы, обладающие худшим водно-физическими свойствами и большой подверженностью ветровой эрозии.
Относительно высоким потенциальным плодородием отличаются темно-каштановые суглинистые карбонатные почвы, содержащие 3,0 3,5 % перегноя в пахотном слое. Мощность их гумусного горизонта достигает 30 35 см.
Для сухостепной зоны Костанайской области в той же степени характерны темно-каштановые почвы легкого механического состава супесчаные и песчаные. По своему качеству они значительно хуже ранее рассмотренных появ и пригодны под посев сельскохозяйственных культур лишь выборочно. Кроме того, они требуют специализированной агротехники, так как легко поддаются ветровой эрозии.
На низких террасах речных долин и озерных впадин, где к почвенному горизонту подступают грунтовые воды, развиваются комплексы солонцов и солончаков. Эти засоленные земли, непригодные для земледелия, могут быть использованы для создания искусственных лиманов.
- Качественная характеристика почв Костанайской области
Костанайская область, образованная в 1936 году, расположена в северо-западной части республики и является одной из крупнейших в стране. Ее площадь превышает 196 тысяч квадратных километров. В связи с этим регион отличается большим разнообразием природных условий, от северной границы области к южной происходит последовательная смена Западно-Сибирских лесостепных ландшафтов ландшафтами умеренно-засушливых степей, сменяющихся на юге области сухими степями и полупустынями.
По совокупности климатических особенностей и почвенному покрову вся территория земледельческих районов области разделена на три природно-климатические зоны, в целом совпадающие с зональным распределением почв.
Большая часть области принадлежит к черноземной зоне, представленной двумя подзонами: подзоной обыкновенных среднегумусных и подзоноймалогумусных южных черноземов. Южная часть области лежит в подзоне темно-каштановых почв [11].
Первая природно-климатическая зона умеренно засушливая степная и лесостепная, объединяет в себе Узункольский, Федоровский, Карабалыкский, Мендыкаринский и Сарыкольский районы. Почвенный покров зоны представлен черноземами обыкновенными.
Вторая засушливая степная, включает в себя Костанайский, Алтынсаринский, Денисовский, Карасуский, Тарановский и Житикаринский районы. Почвенный покров представлен южными черноземами.
Третья природно-климатическая зона умеренно сухая степная, подразделяется на две подзоны. Первая объединяет территорию, расположенную на темно-каштановых почвах, куда входят Аулиекольский, Камыстинский и Наурзумский районы. Вторая подзона сухая степная, она включает районы, расположенные на каштановых почвах Аркалыкский район и зерносеющие округа Амангельдинского и Жангельдинского районов.
В связи с освоением целинных земель почти вся площадь, занятая черноземами и каштановыми почвами, распахана.
Почвенный покров области чрезвычайно сложен. Наблюдается усиление засоления почв с севера на юг, а также с востока на запад периферий к центру. Восточная часть области характеризуется распространением карбонатовых почв, развивающихся в понижениях рельефа. В западной части почвы менее комплексные, нередко щебнистые и неполноразвитые, подстилаемые плотными породами.
Выделяют две почвенные зоны: 1) зона черноземов с двумя подзонами черноземов обыкновенных (2764,0 тыс.га) и черноземов южных (3103,0 тыс. га); 2) зона каштановых почв с двумя подзонами темно-каштановых (3531,0тыс.га) и нормальных каштановых почв (654,0 тыс.га).
Типичные каштановые карбонатные почвы распространены широко, особенно в Костанайской области. Они формируются на желто-бурых карбонатных глинах по широким водораздельным равнинам. Трещиноватость и языковатость профиля карбонатных каштановых почв выражены значительно сильнее, чем у темно-каштановых. Мощность гумусового горизонта А + В=3540 см. Эти почвы вскипают с поверхности, в верхней части горизонта А выделяется осветленная пылеватая, пористая корочка. Выделение карбонатов отмечается с 4045 см, гипс встречается с глубины 8090 см. Содержание гумуса в горизонте А 2,53%, азота 0,180,20%, отношение C/N=8,59.
Типичные каштановые солонцеватые почвы имеют ясно дифференцированный профиль и менее мощны. Они обычно встречаются в комплексах с солонцами. Мощность гумусового горизонта А+В равна 3035 см. Вскипание отмечается в нижней части гумусового горизонта; выделения карбонатов ясные, в виде белоглазки с глубины 4045 см; гипс встречается на глубине 6080 см. Почвы содержат малое количество гумуса, в среднем 22,2%, валового азота 0,150,17%, отношение C/N=99,5; на глубине 7090 см они содержат 0,81,5% легкорастворимых солей.
В целом на типичных каштановых почвах урожаи из-за недостатка влаги низкие и крайне.
Земельный фонд области составляет 19600,1тыс.га. Под сельскохозяйственным производством находится 10556,9 тыс.га. В структуре земель сельскохозяйственные угодья занимают площадь, равную 7 852,6 тыс. га или 90%, в том числе пашня 4525,8 тыс. га, сенокосов 51,4 тыс. га, пастбищ 3101,9 тыс. га (Таблица 1).
Таблица 1.
Распределение земельного фонда Костанайской области по категориям (тыс.га).
Земельные участки, тыс. га |
||||||||||
Сельхоз назначе-ние |
Земли населенных пунктов |
Земли |
Особо охраняемые природные территории |
Лесной фонд |
Водный фонд |
Земли запаса |
Загрязнено нефтепро-дуктами |
Нарушено при |
Рекульти |
Всего земли |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
10556,9 |
1583,0 |
195,6 |
123,4 |
521,1 |
66,7 |
6722,3 |
|
36,4 |
0,655 |
19600,1 |
Безусловно, пригодные почвы занимают 4310, 3 тыс.га, что составляет 41,6% от общей площади сельскохозяйственных угодий. В эту группу отнесены почвы, по своему качеству пригодные для земледелия без мелиорации, то есть все автоморфные почвы различного механического состава всех почвенных подзон, кроме песчаных и полугидроморфных почв. Лучшими почвами области являются черноземы обыкновенные. Они отличаются высоким плодородием, благоприятными агрохимическими и химическими свойствами, содержат 6 4% гумуса, имеют рН 7,2 7,5, емкость поглощения 35-40 мг на 100 г почвы. Средний балл 48 -50. Наибольшими массивами встречаются легкосуглинистые и супесчаные разновидности. Средняя урожайность зерновых культур 12,5 ц/га. Среди черноземов южных значительные площади занимают солонцеватые почвы. Содержание гумуса в них не превышает 3,5 4%, а супесчаных 1,8 3%. Балл бонитета черноземов южных 35 40. Урожайность зерновых культур 10,5 ц/га. Гораздо лучшими параметрами характеризуются карбонатные виды важных черноземов. Они более плодородные, содержат до 4% гумуса в пахотном слое. Среди темно-каштановых почв преобладают карбонатные супесчаного механического состава. Они характеризуются низким содержанием органического вещества 1,5 25. Емкость поглощения колеблется от 15 до 20 мг на 100 г. почвы. Балл бонитета 20 25, урожайность зерновых колеблется около 5 10 ц/га. Аналогичными свойствами обладают каштановые карбонатные почвы, но они менее плодородные, содержат не более 3% гумуса. В агрономическом отношении пахотные почвы высоко- и средне обеспечены обменным кадием (6,4 млн.га), низко и средне-подвижным фосфором (6,2 млн.га).
Каменистые почвы занимают 204,6 тыс. га, или 2% от пахотных сельскохозяйственных угодий, слабокаменистые (9,8 тыс.га) находятся в комплексе с малоразвитыми(30%) или выходами коренных пород (10%). К среднекаменистым (96,1 тыс. га) отнесены все нормальные почвы с выходами коренных пород от 10 до 30%. К сильнокаменистым (98,7 тыс.га) отведены малоразвитые и нормальные почвы с выходами коренных пород от 30 до 50%.
Смытые почвы занимают площадь 73,6 тыс. га или 0,7%. К слабосмытым (46,6 тыс.га) отнесены выделы слабосмытых почв, а также их сочетания со среднесмытыми до 30%. К среднесмытым (21,9 тыс.га) отнесены выделы среднесмытых, а также их сочетания с сильносмытыми до 30%. К сильносмытым почвам (5,1 тыс. га) отнесены выделы сильносмытых почв, а так же овраги и балки.
Очень тяжелый вред почвам наносит ветровая эрозия. В области только на пашне имеется более 3 млн.га дефляционно-опасных почв, 140 тыс.га пашни подвержены дефляции, притом в средней и сильной степени более 5 тыс. га. На эродированных землях урожай зерновых обычно не превышает 4-5 ц/га.
Солонцеватые почвы занимают 4239,6 тыс. га или 40,9% общей площади сельскохозяйственных угодий и разделены на три подгруппы. К слабосолонцеватым (1720,3 тыс. га) отнесены слабосолонцеватые безкомплексные почвы в комплексе с солонцами 30%. К среднесолонцеватым (711,9 тыс.га) отнесены среднесолонцеватые почвы в комплексе с солонцами до 30%, солонцы глубокие. К сильносолонцовым (1807,4 тыс.га) отнесены солонцы средние, мелкие и корковые, сильносолонцеватые почвы в комплексе с солонцами от 30 до 50%.
Переувлажненных почв насчитывается 169,2 тыс. га (1,6%). В эту группу отнесены лугово-черноземные почвы и луговые незасоленные и несолонцеватые почвы всех почвенных подзон.
Заболоченные почвы занимают 192,9 тыс. га (1,9%). В эту группу объединены лугово-болотные и болотные почвы. Прочие почвы к которым относятся пески, солоди, слитые почвы занимают 169,5 тыс.га (1,6%).
Их всех пахотных почв Костанайской области наибольшая площадь (71%) приходится на слабогумусированные с содержанием гумуса менее 4%, 27% занимают малогумусные (4,1 6%) земли. Наиболее богатые органическим веществом среднегумусные (более 6%) почвы составляют всего 2 % в земном балансе области [12].
- Влияние хозяйственной деятельности основных отраслей экономики Костанайской области на почвенный покров
4.1 Воздействие сельскохозяйственной деятельности на почвенный покров Костанайской области
Почва представляет собой особое природное образование, обладающее рядом свойств, свойственных живой и неживой природе. Образование почвы результат процесса преобразования поверхностного слоя литосферы под комплексным воздействием воздуха, атмосферных осадков, ветра, солнечного тепла, живых организмов. Способность почвы обеспечивать растения водой и пищей плодородие делает ее незаменимым ресурсом для обеспечения жизни на Земле.
От состояния и плодородия почв зависит продуктивность зеленого покрова. Почва ресурс, подвергающийся чрезмерной эксплуатации и загрязнению. Проблемы охраны и рационального использования почв имеют два основных направления: охрана плодородия и сохранение продуктивных территорий для нужд сельскохозяйственного производства растет быстро, и удовлетворения потребностей в продовольствии может быть обеспечено либо наращиванием урожайности, либо расширением сельскохозяйственных территорий. Резерв пригодных для сельскохозяйственного освоения земель почти исчерпан. Расширение пашен невозможно, в основном, за счет земель, находящихся в зоне риска, где легко разрушаются не только биологические сообщества, но и почвы. Эффект от этого невелик, угодья недолговечны, они легко деградируются, теряя естественное плодородие.
Наибольший процент деградации почв приходится на эрозию, вызванную водой 55 %, и только 5% отводится физической деградации. Причинами деградации являются:
- Чрезмерное пастбищное животноводство.
- Оскудение и вымирание лесных массивов.
- Сельскохозяйственная деятельность
- Чрезмерная эксплуатация
В настоящее время большие площади земель изымаются под застройку дорог, зон отдыха, под добычу полезных ископаемых.
Распаханный плодородный слой часто смывается осадками, талыми водами или реками это водная эрозия, или развеивается ветром это ветровая эрозия. Из-за эрозии из сельскохозяйственного оборота ежегодно выводится от 6-7 млн.гектар. А для восстановления 2-2,5 сантиметров слоя почвы необходимо от 300 до 1000 лет.
На обширной территории Казахстана сосредоточены очень большие запасы различных видов природных богатств. Здесь имеется 35 млн гектаров пашни, 187 млн гектаров сенокосов и пастбищ, 20 тысяч гектаров леса, встречаются почти все химические элементы периодической системы Менделеева. По площади земли в расчете на одного человека Казахстан занимает первое место в мире.
Проблема деградации земель не обошла Казахстан. За последние десятилетия площадь используемых сельскохозяйственных угодий сократилась на 31%. На орошаемых землях плодородный слой почвы уже снизился на 40-50%, в черноземах на 22-25%, в каштановых и сероземах до 30%. Истощается плодородный слой земли, снижается содержание гумуса в почве.
Земля как живой организм, если за ней не ухаживать, она приходит в негодность. Зато при разумном подходе и бережном отношении она может прослужить вечно.
Деградация почв и, как следствие, опустынивание явление мирового масштаба, но в Казахстане это ощущается наиболее остро. У нас и так более двух третей территории подвержено опустыниванию, но нерациональное использование земель сельскохозяйственного назначения фермерами только ускоряет этот страшный процесс.
Особую опасность представляет быстро растущее опустынивание. Опустынивание рассматривается как результат сложного взаимодействия биологических, политических, социальных и экономических факторов. Самыми непосредственными его причинами являются низкая культура земледелия, чрезмерная нагрузка на пастбища и бессистемный выпас скота, сведение лесов.
Внесение минеральных удобрений меняет химический состав почвы, насыщая ее нитратами, ядохимикатами, которые включаются в пищевые цепи, порождая глобальную проблему токсификации почв.
Плохую услугу казахстанской земле сослужило освоение целинных и, прежде всего, залежных земель в северных районах республики, в частности в Костанайской области. Применяемая в России система земледелия была искусственно перенесена на казахстанские земли без учета местных природных условий. Отсюда и началась эрозия почв, особенно в Павлодарской, Костанайской и других областях республики. Вместе с гумусом начали гибнуть и посевы, потому что наши природные условия это ветра, засуха, открытое пространство, слабая противоэрозийная устойчивость. Площадь земель, подверженных эрозии, только в Северном Казахстане составляет 20 миллионов гектаров.
Никого не заботило, правильно ли соблюдались севообороты, практически не применялись удобрения, не учитывался агроэкологический потенциал территории. Все это привело к радикальному снижению плодородия почв. Так, по многолетним данным исследований Института почвоведения Казахстана, черноземы и темно-каштановые почвы потеряли 25-30% естественного содержания гумуса основного показателя плодородия.
Фактор распашки приобрел глобальные масштабы. Пахота, осуществляемая иногда на глубину до 40 50 сантиметров, изменяет многие свойства почвы, повышая ее плодородие, обусловливает лучший ее газообмен с атмосферой, переводит часть поверхностного стока в подземный, уничтожает сорную и другую появившуюся на пашне растительность, а также и некоторых животных. При оборачивании пласта на поверхность почвы попадают разнообразные животные и их личинки, становясь добычей многих птиц и млекопитающих. Механизаторы хорошо знают, что за плугами обычно следуют скворцы, вороны, сороки и даже лисицы.
Пахота лишает мест обитания многих животных, освоивших пашню после уборки урожая, а вспашка целины или залежи вызывает коренное изменение природного комплекса, который заменяется агроценозом со специфическими особенностями. Безотвальная вспашка, применяемая в районах с засушливым климатом для сохранения влаги и предотвращения ветровой эрозии, оказывает меньшее влияние на почву и связанный с ней животный мир.
Пахота, разрушая естественный растительный покров, обусловливает развитие водной и ветровой эрозии почвы. При отсутствии или недостаточности мер по предотвращению этого грозного процесса эрозия может уничтожить почву и обнажить материнские породы. Сносимая в реки почва повышает их мутность, иногда очень значительно. Переносимый реками смытый материал засыпает водохранилища и озера, вызывает обмеление рек. Конечно, эрозия почвы может быть вызвана и другими причинами (перевыпас, снятие почвенного покрова, вырубка лесов и др.), но пахота основной фактор вызывающий, в сочетании с другими агротехническими мероприятиями. Пахота обусловила превращение естественной почвы в совершенно иную, нигде ранее не существовавшую и специфически взаимодействующую с атмосферой и водой.
По данным зарубежных специалистов, при использовании современной техники на полях происходит уплотнение почвы на всю глубину почвенного профиля; общая площадь следов тракторов и машин достигает 90 процентов площади пашни. По исследованиям, за последние 40 лет почвы стали плотнее на 20 процентов, а урожайность на некоторых полях снизилась на 30 процентов и более. Уплотнение почвы ведет к усилению поверхностного стока и возникновению водной эрозии на склонах, к застою воды на равнинах, снижению ресурсов доступной растениям влаги, увеличению энергозатрат на обработку полей, усилению засоренности посевов, уменьшению глубины проникновения корней и в конечном итоге к снижению урожайности и качества продукции.
Сенокошение, осуществляемое ежегодно и на протяжении многих столетий, производит в экосистеме коренное преобразование. За весьма короткое время на месте пышной травянистой растительности образуется открытое пространство с остатками приземных частей растений. И это ежегодно повторяется на планете (иногда 23 раза) на площади около 800 миллионов гектаров.
Сенокошение, как и пахота, комплексный антропогенный фактор. Он включает срезание растений, шумы, уплотнение почвы колесами или гусеницами, ее вибрацию, загрязнение почвы и воздуха горюче-смазочными материалами и выхлопами, гибель и ранение животных, создание временных убежищ (копны, стога). На скошенном лугу солнечные лучи и ветер непосредственно воздействуют на почву, а осадки падают на нее. Систематическое сенокошение вызывает изменение видового состава травостоя, причем, прежде всего исчезают размножающиеся только половым путем виды, так как ежегодно срезаются их генеративные органы. Прекращается восстановление древесно-кустарниковой растительности.
На сильно увлажненных лугах давление машин на почву приводит к ее уплотнению и снижению урожайности трав.
Неправильно организованный выпас может привести угодья к превращению в полупустыню и даже в пустыню.
Комплексный антропогенный фактор выпас включает ряд элементарных факторов: уплотнение почвы, ее удобрение выделениями домашних животных, уничтожение и повреждение надземных и иногда подземных частей травянистой и древесно-кустарниковой растительности, рассеивание зародышей эндопаразитов и возбудителей заболеваний, прокормление экто- и эндопаразитов разнос семян ряда видов растений, поедание сидящих на растениях насекомых, продавливание нор млекопитающих. Последствия этого чрезвычайно разнообразны.
Сельское хозяйство по уровню воздействия на окружающую среду не относится к отраслям экономики, представляющим повышенную экологическую опасность. В то же время в современных социально-экономических условиях, обусловивших практически повсеместное падение культуры земледелия, сельское хозяйство является одним из основных факторов негативного воздействия, определяющего развитие процессов деградации почвенного покрова на значительных по площади территориях, в первую очередь, на землях сельскохозяйственного назначения.
С началом освоения целины в северных областях республики разразились страшные пыльные бури, началась ветровая эрозия почв, спровоцированные отвальными обработками. Были разрушены и списаны миллионы гектаров земель. Интенсивное развитие эрозионных процессов в этих областях усугубило проблему деградации почв. Хотя благодаря разработкам Института зернового хозяйства во главе с академиком А.И. Бараевым ветровая эрозия почв была практически приостановлена, говорить о том, что на целинных землях стали получать высокие урожаи зерновых нельзя. Урожаи с каждым годом снижаются, потому что здесь не существует никакого научно-обоснованного севооборота, не вносятся необходимые дозы минеральных, особенно органических удобрений. Это явилось причиной возникновения еще одной экологической проблемы - дегумификации почв. В результате чего резко снизилось естественное плодородие почв. Содержание гумуса, основного показателя плодородия почвы, снизилось на 20-30 %.
Следует отметить, что в погоне за площадью вслед за целиной в 1961-1986 гг. было распахано более 11 млн га малопродуктивных пастбищ, в основном, под предлогом коренного улучшения - солонцовые комплексы. До распашки солонцовые комплексы служили пастбищным угодьем, а после распашки на них ничего не росло. Таким образом ухудшилось почвенно-экологическое состояние этих земель [12].
Говоря о целине Казахстана, многие подразумевают миллиарды пудов хлеба, т.е. большие урожаи с гектара пашни. На самом деле здесь из-за дефицита влаги получают низкие урожаи. Поэтому это зона называется зоной рискованного земледелия. Даже в самые влажные урожайные годы, когда целина давала миллиард пудов зерна, средняя урожайность не превышала 12-14 ц/га. А в засушливые годы получали всего 5-6 или 7-8 ц/га пашни. Таким образом урожай на целине получался в основном за счет большой площади, а не за счет урожайности и продуктивности земель. Казахстан по урожайности занимает последнее место в бывшем Союзе и 142-ое место в мире. Спрашивается оправдано ли такое земледелие, особенно сейчас когда резко ухудшилось экологическое состояние используемых в земледелии почв? Безусловно нет. В современных условиях перехода на мировую рыночную экономику, по расчетам ученых, чтобы продать зерно по мировым ценам урожайность его с гектара должна быть не менее 10 ц/га, а ниже его производство не оправдано. Поэтому в Казахстане начался процесс сокращения площади зерновых, дающих урожаи ниже 10 ц/га. Планируется сосредоточить из в основном в черноземной зоне.
По сравнению с 1991 годом площадь пашни сократилась на 12747,0 тыс. га или 36 %. Площади залежей увеличились в 20.5 раз (на 5408,8 тыс. га), многолетних насаждений на 58,6 тыс. га (92,7 %), пастбищ на 6870,1 тыс. га (3,7 %) [12].
Высокая распаханность, недостаточная облесенность и обводненность пахотных земель, отсутствие ухода за сенокосами и пастбищами, низкая культура хозяйствования на земле привели к потере почвой присущих ей свойств саморегулирования и распространению на значительных площадях смыва, размыва и выдувания плодородного слоя в результате ветровой и водной эрозии.
Антропогенные нагрузки на почвенный покров и природную пастбищную экосистему прогрессивно растут, что при нерациональном использовании неизбежно способствует развитию процессов деградации и опустынивания. В настоящее время использование природных ресурсов имеет потребительский характер, ориентированный на получение максимальной хозяйственной выгоды без учета перспективы. Это оказывает глубокое негативное экологическое воздействие, ведет к истощению ресурсов.
Из общей площади почвенного покрова около 60 % в разной степени подвержены процессам опустынивания. Интенсифицируют антропогенная эрозия и дефляция, засоление и осолонцевание, дегумификация богарной пашни, техногенное разрушение, химическое и радиоактивное загрязнение почв.
Отсутствие севооборотов обусловливает снижение продуктивности пашни, кормовых угодий, приводит к развитию процессов ветровой и водной эрозии. При использовании почвенных ресурсов недостаточно учитывается их агроэкологический потенциал. Вынос питательных веществ велик, особенно большие потери гумуса.
В Костанайской области, в районах освоения целинных и залежных земель, на черноземах и каштановых почвах многолетнее возделывание монокультуры зерновых вызвало дегумификацию и потерю плодородия почв. Применяемые системы удобрений не сбалансированы по основным питательным элементам. Дозы органических удобрений просто ничтожны и не компенсируют потери органического углерода.
По данным МСХ РК из пашни ежегодно безвозвратно отчуждается 2,5 млн. тонн питательных элементов. Для их восполнения необходимо ежегодно вносить в почву 1,8 млн. тонн фосфорных, 1,1 млн. тонн азотных и 0,4 млн. тонн калийных туков в действующем веществе.
По данным Института почвоведения МОН РК, за 50 лет освоения черноземов существенно изменились их морфологические, физические и биологические свойства. Возникла реальная опасность развития эрозии и деградации почв. В слое 0-20 см черноземов содержание гумуса уменьшилось на 27 %, 20-50 на 23 %, 50-100 на 16 %. Ежегодные потери оцениваются в 0,8...1,0 т/га. В почвах уменьшились также содержание подвижных гумусовых веществ на 48 %, легкогидролизуемого азота на 45 %. Падение гумусового состояния почв сопровождается ухудшением водопрочной структуры (в 7 10 раз). Повышением плотности сложения (на 0,2 г/см3), снижением наименьшей влагоемкости метрового слоя (на 30 мм), непроизводительным расходом влаги на физическое испарение (на 30-50 %), что, в конечном итоге, ведет к развитию водной эрозии уже на склонах 0,5-1,20. Процессы дегумификации почв охватили практически все основные типы и подтипы почв (таблица 2) [12].
Таблица 2.
Площади эродированных сельскохозяйственных угодий, тыс. га
Область |
Смытые |
Дефлированные |
Подверженные совместно водной и ветровой эрозии |
Итого эродированных |
|||||||
всего с/х угодий |
в т.ч. пашни |
всего с/х угодий |
в т.ч. пашни |
всего с/х угодий |
в т.ч. пашни |
всего с/х угодий |
в том числе |
||||
пашни |
из них |
||||||||||
слабо- |
средне- |
сильно- |
|||||||||
Костанайская |
160,2 |
39,3 |
611,6 |
2,0 |
771,8 |
41,3 |
31,0 |
10,0 |
0,3 |
||
Всего по Казахстану |
4986,9 |
1050,3 |
25 581,0 |
594,6 |
188,3 |
63,4 |
30 756,2 |
1708,3 |
1413,1 |
294,2 |
1,0 |
Процесс опустынивания, включающий деградацию почвенного и растительного покрова, проявляется практически на всей территории республики и имеет тенденцию к ускорению. Опустынивание является следствием сложного взаимодействия физических, биологических, политических, социальных и экономических факторов.
Работы в области мелиорации почв фактически остановлены. Бюджетного финансирования на эти цели практически нет. Хозяйства и фермеры не в состоянии выполнять мелиоративные проекты из-за отсутствия финансовой и технической поддержки.
В старопахотных почвах ухудшаются водно-физические свойства, разрушается макроструктура и увеличивается количество микроагрегатов, возрастает объемная масса подпахотных горизонтов (до 1,4...1,5 г/см3) за счет влияния ходовых систем тяжелой сельскохозяйственной техники. На пашне усиливаются процессы дефляции, эрозии и засоления. В условиях неорошаемого земледелия в ряде регионов степной зоны деградация земель происходит из-за распашки малопродуктивных и эрозионно опасных земель, несовершенства почвозащитной агротехники. Общая площадь подверженных водной и ветровой эрозии сельскохозяйственных угодий составляет 30,7 млн. га или 14,2 %, в том числе пашни 1,7 млн. га
Наблюдаются тенденции сокращения площадей и ухудшение качественного состояния кормовых угодий республики. Несмотря на значительное сокращение поголовья скота, площадь сбитых пастбищ по сравнению с 1990 годом возросла с 15 млн. га до 26 млн. га. Это связано, в основном, с бессистемным использованием кормовых угодий, концентрацией и увеличением нагрузки скота на пастбища, прилегающие к населенным пунктам и водным источникам. Площади сбитых пастбищ увеличились также и за счет перевода пашни низкого качества в кормовые угодья. Природный состав травостоя на этих землях естественным путем восстанавливается медленно. В настоящее время эти земли, как правило, проходят стадию сорнотравной залежи и лишь частично используются в качестве пастбищ.
Одним из основных источников загрязнения почвы, водных источников и воздуха в сельской местности являются пестициды и органические отходы. В Казахстане годовой выход органических отходов составляет 40 млн. тонн, из них в животноводстве и птицеводстве свыше 20 млн. тонн, в растениеводстве более 17 млн. тонн. Особую тревогу вызывают крупные животноводческие комплексы, которые эксплуатируются в течение 20 и более лет без проведения реконструкции и технического перевооружения. Из-за отсутствия необходимых средств у сельскохозяйственных товаропроизводителей не проводятся в полном объеме ремонтно-восстановительные работы технологического оборудования и очистных сооружений. Значительная часть стойких органических загрязнений представлена пестицидами, остаточные количества которых сохраняются в почвенном покрове и растительной массе долгие годы.
В разрезе регионов Костанайская область отмечается в числе областей с наибольшим объемом применения пестицидов, так как здесь ежегодно используется по 2 млн. литров, или около 80 % от общего объема пестицидов (таблица 3) [12].
Таблица 3.
Использование пестицидов в сельском хозяйстве, л
Область |
Год |
|||
2000 |
2001 |
2002 |
2003 |
|
Акмолинская |
1 512 609,0 |
1 558 373,0 |
2 315 508,0 |
2 087 744,0 |
Актюбинская |
73 030,0 |
463 778,0 |
16 674,2 |
108 556,0 |
Алматинская |
332 766,3 |
215 489,9 |
254 143,7 |
361 634,0 |
Атырауская |
24 294,0 |
13 080,0 |
602,8 |
29 470,0 |
Восточно-Казахстанская |
190 605,0 |
176 728,0 |
141 284,0 |
223 429,0 |
Жамбылская |
11 175,0 |
191 977,6 |
172 101,3 |
50 179,0 |
Западно-Казахстанская |
103 126,0 |
81 343,0 |
112 937,0 |
96 265,0 |
Карагандинская |
196 187,0 |
126 869,0 |
187 556,0 |
207 825,0 |
Костанайская |
2 107 695,0 |
1 902 764,8 |
1 714 154,2 |
2 070 295,0 |
Кызылординская |
210 543,4 |
34 318,7 |
13 060,0 |
15 061,0 |
Мангистауская |
700,0 |
1 500,0 |
850,0 |
1 409,0 |
Павлодарская |
128 405,0 |
60 088,0 |
58 314,0 |
77 480,0 |
Северо-Кказахстанская |
1 872 805,0 |
1 634 524,1 |
2 163 711,5 |
2 100 008,0 |
Южно-Казахстанская |
232 721,0 |
124 443,3 |
124 499,0 |
200 117,0 |
ВСЕГО |
6 807 611,7 |
6 585 274,3 |
7 275 395,6 |
7 629 472,0 |
Примечание по данным МСХ РК
С увеличением объемов использования пестицидов возрастает актуальность проблемы захоронения тары из-под пестицидов. Ежегодно из-под использованных пестицидов высвобождается порядка 380 тысяч единиц тары, подлежащей захоронению. По данным инвентаризации 2001 года, на территории республики имеются остатки запрещенных и непригодных пестицидов, оставшихся со времен Советского Союза, в количестве более 620 тонн. Захоронение запрещенных, непригодных пестицидов, а также тары из-под использованных пестицидов не производится, поскольку на сегодняшний день в республике не имеется ни одного действующего специального хранилища (могильника).
Также наряду с химическим загрязнением среды побочными продуктами отраслей АПК, наблюдается увеличение нагрузки на пастбищные угодья, например, при выпасе скота. По административным районам нагрузка на пастбища колебалась преимущественно в пределах 35 условных голов скота на 1 га, в некоторых районах она достигла 67 голов. Считая нормой нагрузку в 2,5 головы, можно сделать вывод о том, что осуществляется не только сильный перевыпас скота, но и значительное воздействие на почвы, и растительный покров путем чрезмерного загрязнения почвы органическими веществами и выжигания растительности.
Многовековая е эксплуатация почти без внесения органических остатков, нерациональное использование минеральных удобрений и пестицидов, недостаточное проведение компенсирующих мероприятий привели к уменьшению содержания гумуса на треть, а на отдельных территориях на 50,4 % и более и деградации чернозема.
Хотя в области есть хозяйства, где бережно относятся к земле, получают высокие урожаи и проводят агротехнические, лесомелиоративные, гидротехнические, противоэрозионные мероприятия, известкование кислых почв, рекультивацию нарушенных земель, но объем этих мероприятий незначителен и их недостаточно для восстановления плодородия.
В настоящее время, на территории Костанайской области были выявлены негативные процессы почвенного покрова. Требующие тщательного прогнозирования, детального изучения и оценки свойств почв, а также разработки мероприятий по защите почв и применение их в ведении сельского хозяйства. Ведь почва основное и незаменимое средство производства в хозяйственной деятельности человека. И в силу ее интенсивного использования человеком возникает необходимость в неотложных мерах по повышению плодородия почв области [13].
Многолетний опыт земледелия в Костанайской области показывает, что необходим переход на устойчивые системы сельскохозяйственного производства, основанные на органическом или экологическом земледелии с постоянным воспроизводством плодородия земель, с увеличением количества и качества органического вещества почв.
Для защиты сельскохозяйственных угодий от ветровой и водной эрозии почв, засух и суховеев необходимо иметь защитные насаждения, в том числе полезащитные лесные полосы.
Таким образом, забота о сохранении «здоровья» почвы, должна быть приоритетной в сельскохозяйственном производстве, и стать едва ли не самой острой задачей современной мировой экологической политики.
Основными факторами механического воздействия на почвенный покров в районе исследований являются распашка земель и перевыпас скота.
В настоящее время многие участки земель выведены из севооборота, в связи с чем наблюдается процесс естественного восстановления залежей (демутация). В зависимости от возраста залежей и экологических условий конкретного участка (рельеф, почвы и т.п.) растительность находится в различных стадиях зарастания. На залежах 1-3-летнего возраста формируются пионерные группировки сорных, преимущественно одно- и двулетних видов растений - бурьянистая стадия (Atriplexsagittata, Chenopodiumalbum, Amaranthusretroflexus, Xanthiumstrumarium, Kochiascoparia, Capsellabursa-pastoris, Berteroaincana). В этом случае не наблюдается особой дифференциации видов по экологическим условиям. На стадии 4-6 лет доминируют сорные виды полыней (Artemisiaaustriaca, A. absinthium) и происходит постепенная инвазия видов аборигенной флоры (Stipacapillata, Stipalessingiana, Festucavalesiaca и др.), которые занимают свои экологические ниши и образуют в итоге растительные сообщества, по составу и структуре близкие к коренным. Средняя продолжительность восстановления естественных условно-коренных степных сообществ (разнотравно-ковыльных, типчаково-ковыльных и т.п.) по имеющимся данным составляет достаточно длительный период (более 25-30 лет) [13].
На участках пашни имеет место земледельческая деградация почв, которая связана с уменьшением содержания гумуса (важнейшего показателя уровня естественного плодородия почв). Это обусловлено смывом и выдуванием гумуса в составе мелкозема, вертикальной миграцией в нижележащие горизонты, минерализацией его и выносом элементов питания с урожаем сельскохозяйственных культур. Кроме того, пахотные почвы, лишенные естественной растительности, становятся подверженными усиленному проявлению процессов дефляции и водной эрозии.
Для всей описываемой территории характерен неконтролируемый выпас скота, он имеет место и на большей части обследованных нами участков. Отсутствие пастбищного воздействия зафиксировано лишь на значительном удалении от селитебных зон и в непосредственной близости от промышленных предприятий (чаще в пределах 1,0-1,5 км). Последствия нерегламентированной пастбищной нагрузки выражаются в значительном обилии в составе сообществ непоедаемых ядовитых и сорных растений, таких, как полынь австрийская (Artemisiaaustriaca) и эбелек (Ceratocarpusarenarius) [13].
Земледельческий и пастбищный факторы относят к площадному типу воздействия. Как правило, выпас менее разрушительно влияет на растительность, чем распашка, при умеренном воздействии нарушения, вызванные им, могут являться потенциально обратимыми.
Сенокошение локально-площадной тип воздействия. Состояние сенокосов усугубляет также выпас скота ранней весной и по отаве.
История показала, что неразумное земледелие может обернуться катастрофой. Вспомним хотя бы нерациональное освоение целинных и залежных земель. Аналогичные явления наблюдаются и на пастбищных угодьях. Нерадивое освоение и использование этих площадей приводит к прогрессирующему иссушению почвы. В результате такой эксплуатации почвы утрачивают свое былое плодородие, подвергаются эрозии. Основная причина деградации кормовых угодий превышение нагрузки скота и эрозия.
Эрозия является очень серьезной проблемой. В результате неправильного выбора методов обработки почвы и нарушения агротехники, пахотный слой в буквальном смысле разносится ветром и смывается водными потоками. На пашнях и пастбищах области повсеместно развиты эрозионные процессы.
В последние годы, с целью получения наиболее высоких урожаев сельскохозяйственных культур, пашня подвергалась интенсивному воздействию удобрений и пестицидов, что явилось дополнительной нагрузкой на почву. Кроме того, часто отравляющие препараты используются впустую: процент попадающих в цель пестицидов составляет 0,1 %. Остальная их масса оседает в почве, отравляя подземные воды.
4.2 Промышленные зоны как фактор влияния на почвенный покров
Следующий фактор деградации почв обусловлен разработкой полезных ископаемых, загрязнением токсикантами, наличием водохранилищ, подтоплением почв, размыванием морских побережий, кислотными дождями и т.д. Рассмотрим перечисленные факторы.
На протяжении двух последних столетий резко возросла производственная деятельность человечества. В сферу промышленного использования в нарастающем количестве вовлекаются разнообразные виды минерального сырья. Сейчас люди расходуют на различные нужды 3,5 4,03 тыс. км3 воды в год, т.е. около 10% суммарного стока всех рек мира. Одновременно в поверхностные воды поступают десятки миллионов тонн бытовых, промышленных и сельскохозяйственных отходов, а в атмосферу выбрасываются сотни миллионов тонн газов и пыли. Производственная деятельность человека превратилась в глобальный геохимический фактор.
Хозяйственная деятельность человека сопровождается разрушением почвы. Площадь почвенного покрова неуклонно уменьшается за счет строительства новых предприятий и городов, прокладки дорог и линий высоковольтных электропередач, затопления сельскохозяйственных угодий при строительстве гидроэлектростанций, развития горнодобывающей промышленности. Так, огромные карьеры с отвалами выработанной породы, высокие терриконы вблизи шахт являются неотъемлемой частью пейзажа районов действия горнодобывающей промышленности [14].
Многими странами проводится рекультивация (восстановление) разрушенных участков почвенного покрова. Рекультивация это не просто засыпка горных выработок, а создание условий для быстрейшего формирования почвенного покрова. В процессе рекультивации происходит формирование почв, создание их плодородия. Для этого на отвальные грунты наносят гумусированный слой, однако если отвалы содержат токсичные вещества, то сначала его покрывают слоем нетоксичной породы (например, лёсса) на которую уже наносится гумусированный слой.
В некоторых странах на отвалах и карьерах создают экзотические архитектурно-ландшафтные комплексы. На отвалах и терриконах разбиваются парки, в карьерах устраиваются искусственные озера с рыбой и колониями птиц. Например, на юге Рейнского буроугольного бассейна (ФРГ) отвалы с конца прошлого века отсыпали с расчетом создания искусственных холмов, позже покрытых лесной растительностью.
Из промышленных факторов деградации почв весьма существенным является разработка полезных ископаемых. Наибольший ущерб наносит их открытая добыча. Она связана с отчуждением значительных земельных площадей, которые в результате проведения горных работ становятся непригодными для использования в народном хозяйстве. Карьеры, котлованы, отвалы пустой породы (терриконы) в районах открытой добычи угля и руд представляют собой ландшафт, практически лишенный жизни. Естественное возрождение в таких местах идет замедленными темпами, надолго задерживаясь на стадии рудеральной растительности (крапива, лопух, белена и др.). Газовые выбросы из угольных и рудных пород часто ядовиты для растений и препятствуют формированию сколько-нибудь сложных растительных ассоциаций. В районах добычи полезных ископаемых открытым способом у населения фиксируется увеличение заболеваний раком легких, гипертонией, ишемией сердца, дыхательных путей и др.
В общей площади земель, нарушенных при открытой разработке, строительстве и геологоразведке, более 50% занимают сельскохозяйственные угодья.
Эрозия и, в более широком смысле, разрушение поверхности наблюдаются также при подземных горных работах. Большую опасность представляют провалы и прогибы земной поверхности в местах подземной добычи полезных ископаемых.
Возрастающую угрозу представляет промышленное загрязнение почв. Наибольший вклад в загрязнения вносят предприятия черной и цветной металлургии, химические и нефтехимические. Значительным фактором деградации почв являются предприятия нефтехимической и нефтеперерабатывающей отраслей. Особенно опасно загрязнение почв радионуклидами [15].
Определенный вклад в эрозию земель вносят гидротехнические сооружения, особенно крупные водохранилища.
Преобладающими причинами развития эрозии в прибрежной зоне, связанными с антропогенными нагрузками, являются добыча минерального сырья (песок, галька, коралловый металл для производства цемента и т.д.) и сокращение стока рек при строительстве плотин и водохранилищ.
Заметна деградация земель на территории базирования частей армии, авиации и флота, занимающих в нашей стране 13 млн. га.
В целом водно-ветровая эрозия привела к полной или частичной потере плодородия на более чем половине всей пашни мира. Ежегодно по этой причине из сельскохозяйственного использования выбывает 5070 тыкнем», что составляет более 3% ее площади. На снесенных почвах эффективность сельскохозяйственного производства снижается на 3060%. Нередко возделывание на них пищевых и кормовых культур без проведения мероприятий по восстановлению плодородия становится убыточным.
Итак, источниками загрязнения являются: промышленность(органические и неорганические отходы, тяжелые металлы), транспорт (нефтепродукты, бензапирен, тяжелые металлы), коммунально-бытовое хозяйство (твердые и жидкие отходы), сельское хозяйство (пестициды, минеральные удобрения в избыточных количествах, животноводческие стоки).
Наиболее сильно человек воздействует на земную поверхность при добыче полезных ископаемых. Особенно отрицательно влияет на окружающую среду открытый способ добычи твердых полезных ископаемых. Горным выработкам сопутствуют отвалы пустой породы (терриконы, насыпи), выпадают из оборота огромные площади плодородных земель, занятые промышленными и бытовыми свалками.
Преобладающее воздействие на состояние земельных ресурсов Костанайской области оказывают предприятия горнодобывающей промышленности, сельского хозяйства, теплоэнергетики.
Техногенное нарушенные и загрязненные земли распространены в промышленных зонах Костанайской области, местах добычи и переработки полезных ископаемых. К ним относятся г. Рудный, г. Лисвковск и г. Жетикара. В этих районах при добыче открытым способом на больших территориях происходит отчуждение земель для несельскохозяйственных целей: под карьеры, отвалы, хвостохранилища, накопители рудничных и хозяйственно-бытовых вод.
Значительная часть этих отходов подвергается выветриванию и выносится за пределы хвостохранилищ. До настоящего времени суммарных оценок ветрового выноса массы накопленных на хвостохранилищах отходов в области не проведено. В настоящее время практически отсутствует система управления отходами производства и потребления. Несовершенство системы сбора, хранения, утилизации и переработки промышленных отходов приводит к загрязнению природной среды. Ежегодно на территории РК образуется около 1 млрд. тонн промышленных отходов, что соответственно увеличивает занимаемые ими площади.
В Костанайской области ТОО «Компания Нексус», ТОО «Мотордеталь», ТОО «Агрохимпродукт», ТОО «АБЗ плюс» г.Костанай, ТОО «Болашакбытсервис» г.Лисаковск, ТОО «Шеминовка» Костанайского района, ТОО «Железнодорожное АМФ» Карасуского района, ТОО «Енбек-К» Аулиекольского района и другие - самовольно размещают отходы в окружающей среде, без установленного Законом РК разрешения. ОАО «Кустанайасбест» сбрасывает карьерные воды с превышением концентраций по азоту аммонийному.
Нарушенных земель в области насчитывается 37,0 тысяч гектаров, в том числе: на земляхсельхозназначения- 0,5 тыс.га;
на землях населенных пунктов -15,3 тыс.га;
на землях промышленности- 15,8 тыс.га;
на землях запаса - 5,3 тыс.га;
на ООПТ - 0,1 тыс. га.
Основные площади нарушенных земель выведены из оборота сельхозугодий в результате развития горнодобывающей отрасли и уже построенных населенных пунктов [16].
За 2012 год площадь нарушенных земель увеличилась за счет других негосударственных промышленных предприятий на 557 гектаров, отработано нарушенных земель 1254 гектаров, рекультивация нарушенных земель не проводилась, снято плодородного слоя почвы 2416,8 тыс. куб. метров с площади 535,8 га, использовано плодородного слоя почвы 413,6 тыс. куб. метров, заскладировано 2051,0 тыс. куб. метров.
В результате проведения рекультивационных работ предотвращается загрязнение земель от пыления открытых поверхностей отвалов и их деградация, нарушенные земли возвращаются государству, создается устойчивая экологическая система. Нарушили земли предприятия горнодобывающей промышленности АО «Алюминий Казахстана» ТБРУ и ТОО «Алюминистрой» в городе Аркалык, АО «Алюминий Казахстана» КБРУ, АО «Шаймерден» и ТОО «Костанайжолдары» в Камыстинском районе, АО «Алюминий Казахстана» КБРУ и АО «Варваринское» в Тарановском районе.
Складирование снятого почвенного покрова произведено предприятиями в городе Аркалык, Житикаринском, Тарановском Костанайском и Камыстинском районах.
Обустройство промышленных зон вокруг объектов (площадок строительства, складирования материалов, трасс инженерных коммуникаций и т.п.) связано с уничтожением естественной растительности и снятием плодородного слоя почвы или верхнего горизонта в радиусе 20-50 м вокруг объекта. После завершения мероприятий по обустройству идет процесс естественного зарастания (механизм восстановления растительности такой же, как на залежах). При этом длительное время растительный покров характеризуется сложной горизонтальной структурой вследствие постоянно сменяющихся группировок сорных растений, вначале однолетних (Setariaviridis, Atriplexpatula, Atriplextatarica, Chenopodiumalbum, Amaranthusretroflexus, Xanthiumstrumarium), затем многолетних (Potentillaanserina, Potentillabifurca, Potentillarecta, Berteroaincana, Sisymbriumloeselii, Lappulaconsanguinea, Acroptilonrepens, Cirsiumarvense, Conyzacanadensis) [16].
Иногда наблюдается полное уничтожение почвенно-растительного покрова с образованием типично техногенного рельефа (выравнивание площадок, разработка карьера и пр.). Несмотря на крайнюю степень деградации растительности в период строительства, потенциал естественного восстановления растительности после завершения мероприятий сохраняется в случае, если участок не изымается полностью под какой-либо объект.
Эксплуатация радиолинейных линий и линий электропередач (ЛЭП). Вблизи опор изменяется температурный режим, что приводит к локальной ксерофитизации растительности. Данный вид воздействия распространяется на небольшие площади и обычно приурочен к дорожной сети, в том числе и на территории наших исследований. Под линиями ЛЭП растительный покров трансформирован в слабой степени, в основном из-за воздействия других факторов (выпас скота и т.п.) [17].
Селитебное воздействие связано с созданием инфраструктуры. На исследуемой территории этот фактор очень значим, поскольку рассматриваемый регион имеет промышленную направленность и достаточно большую плотность населения. Это необратимый площадной тип воздействия, характеризующийся выравниванием рельефа, полным уничтожением естественной растительности и снятием плодородного слоя почвы на локальной площади (в зависимости от размера объекта). После строительства вблизи объектов наблюдается ландшафтная конвергенция растительных сообществ (что также отмечается на всей территории исследований) с преобладанием сорных, рудеральных видов с широкой экологической амплитудой (Capsellabursa-pastoris, Amaranthusblitum, Amaranthusblitoides, Chenopodiumalbum). В отдельных случаях на их месте создаются искусственные агроценозы (газоны, клумбы, лесонасаждения), эстетически улучшающие производственные ландшафты. Селитебно-промышленная деградация почв связана с тотальным уничтожением естественного почвенного покрова, и помимо участков размещения производственных и жилых строений захватывает полосу шириной, по меньшей мере, 300 м вокруг территории застройки, которая является зоной многопланового антропогенного воздействия и представляет собой, по сути, участки, где растительность полностью преобразована [18].
- Лесонасаждения и их влияние на почвенный покров.
На обследуемой территории искусственные насаждения занимают небольшие площади, в основном это лесополосы и посадки на приусадебных участках. Трансформация такого рода оценивается как положительный фактор, так как деревья поглощают углекислый газ и создают особый микроклимат для формирования растительности нижнего яруса. Кроме того, в лесопосадках происходит снижение скорости ветра в приземном слое, что способствует снегозадержанию и, следовательно, уменьшению глубины промерзания почв и возрастанию продуктивной влаги. Также здесь идет отложение переносимого ветром мелкозема, богатого органическим веществом, обеспечивающего усиление гумусового горизонта. Все эти факторы благоприятно сказываются на растительном покрове нижнего яруса искусственных насаждений и окружающей территории [19].
Леса, посаженные для защиты почв от эрозии и улучшения микроклимата, оказывают на природным комплекс большое влияние, распространяющееся на значительное расстояние. Полезащитные полосы стали также местом обитания промысловых и других полезных животных, в них поселяются грибы и лесные виды растений. Такое же значение для природы имеют посадки по склонам оврагов. Благотворное влияние леса на природу общеизвестно, и поэтому антропогенные леса в зоне развития сельского хозяйства должны занять значительно большую площадь в настоящее время.
4.4 Воздействие на почвенный покров Костанайской области транспортных сетей
Человек все активнее внедряется в жизнь земной коры, становится мощным рельефообразующим фактором. Развитие техники позволило ему сильно менять поверхность земли, создавая новые формы рельефа (валы, ямы, выемки, бугры и др.). Например, транспортное строительство всегда сопровождается образованием выемок, насыпей и котлованов.
Транспортное (дорожная сеть) линейно-локальный необратимый вид воздействия, характеризующийся запылением и химическим загрязнением растений, что отрицательно сказывается на фотосинтезе, дыхании и их общем жизненном состоянии, особенно на продуктивности семян. Иногда наблюдается полное уничтожение растительного покрова вдоль дорог. Сильная дорожная дигрессия с необратимыми нарушениями приурочена, в первую очередь, к асфальтовым и грейдерным дорогам, строительство которых сопровождается созданием насыпей и снятием грунта по обочинам. Даже при условии хорошей закрепленности насыпей растительностью, отсутствии признаков водной и ветровой эрозии, подобные нарушения почвенного покрова являются необратимыми и создают зону отчуждения шириной до 50 м. В таких условиях преобладают дигрессионно-активные виды растений (Artemisiaabsinthium, Festucavalesiaca, Convolvulusarvensis) [20].
Умеренная дорожная дигрессия характерна для полевых дорог временной или редкой эксплуатации и характеризуется неглубоким врезом колеи относительно поверхности, хорошей закрепленностью бровки растительностью. Слабая степень дигрессии связана с дорогами единовременной или непродолжительной эксплуатации. Растительный покров в таких случаях по обочинам мало трансформирован, а полотно дороги быстро зарастает также сорными растениями (на начальных стадиях), устойчивыми к уплотнению почвы (Polygonumaviculare, Cannabisruderalis, Taraxacumofficinale).
Интенсивность восстановления растительности зависит от механического состава и режима увлажнения почв, а также степени расчленения рельефа. Наиболее сильно воздействие транспортного фактора выражено вблизи промышленных объектов и населенных пунктов из-за сгущения дорожной сети. Следствием дорожной дигрессии почв неизбежно является развитие процессов водной и ветровой эрозии почв и трансформация растительного покрова.
Транспорт (не сельскохозяйственный), в зависимости от его вида, оказывает различное влияние на сельское хозяйство. Автотранспорт вдоль оживленных магистралей загрязняет атмосферу и почву свинцом и другими веществами, увеличивает запыленность воздуха. Выращенные вдоль автодорог на расстоянии нескольких десятков метров культуры содержат вредные для организма человека и домашних животных вещества. Движение автомашин вне дорог, что кое-где практикуется, ведет к разрушению и уплотнению почвы, к порче посевов, снижению продуктивности лугов и пастбищ. В зонах массового отдыха такой вред становится особенно ощутимым. Сильные шумы в районе "аэродромов вредно действуют на животных и даже вызывают гибель личинок пчел. Под дороги и аэродромы отчуждается значительная площадь земель. Дорожные насыпи становятся иногда плотинами вызывают заболачивание значительных участков.
Транспорт всех видов способствует расселению вредителей сельскохозяйственных культур и возбудителей заболеваний животных, что уже неоднократно отмечалось органами карантинной службы, ветеринарными работниками и фитопатологами.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Изучив состав и свойства почвенного покрова Костанайской области мы сделали заключение, что данный регион располагает богатыми природными ресурсами, основные из которых плодородные черноземы и темно-каштановые почвы степей. Большая часть области принадлежит к черноземной зоне, представленной двумя подзонами: подзоной обыкновенных среднегумусных и подзоной малогумусных южных черноземов. Северная подзона, в основном расположенная в пределах Западно-Сибирской низменности, чаще всего представлена черноземами обыкновенными среднемощными среднегумусными и черноземами обыкновенными маломощными малогумусными. Это лучшие земли области. По механическому составу они относятся к тяжело и среднесуглинистым почвам. В состав этой же зоны входят массивы черноземов обыкновенных карбонатных. Южная часть области лежит в подзоне темно-каштановых почв и представлена южными черноземами малогумусными и южными карбонатными почвами. Среди зональных почв, как черноземов, так и темно-каштановых, часто встречаются солончаки и солонцы. Местами наблюдается комплексность почвенного покрова.
Под березовыми лесами и колками, господствуют солоди, серые лесные осолоделые почвы. Иногда солоди встречаются вне леса по луговинам. Интересно отметить, что и песчаные почвы сосновых боров также имеют черты осолодения, хотя слабо выражены.
На данный момент времени отмечается сильное влияние антропогенного воздействия на дифференциацию почвенного покрова области, который претерпевает значительные изменения.
Анализ структуры земельного фонда показал, что область представляет собой территорию, активно используемую в сельскохозяйственном производстве, что характеризуется преобладанием земель сельскохозяйственного назначения и высокой степенью распаханности. Высокая доля распаханных земель порождает такие экологические проблемы, как развитие эрозионных процессов, негативное изменение водного режима почв не только распаханных территорий, но и сопряженных ландшафтов, развитие процессов окисления, снижение содержания гумуса, уплотнение и деградация почв, ликвидация резерватов естественной флоры и фауны.
Основными источниками загрязнения окружающей среды являются промышленные, сельскохозяйственные, транспортные, жилищно-коммунальные объекты. Комплексное интенсивное воздействие на окружающую среду обусловило существенное влияние на многолетнюю естественную динамику почвенного покрова.
Процессы ведения хозяйственной деятельности вызывают изменения окружающей среды и их влияние на экосистему многопланово.
В ходе работы было установлено, что положение области в интенсивной и давно освоенной зоне, где проживает значительная доля населения страны и создано разностороннее промышленное и сельскохозяйственное производство, привело к освоению и изменению практически всех ландшафтов лесостепи и приречной части степной зоны, что проявилось в обезлесении территории, развитии эрозии, изменениях водного баланса и др.
Но одной из важнейших экологических проблем Костанайской области является проблема сохранения нашего главного природного ресурса чернозема.
Нарушению экологического равновесия в землепользовании во многом способствовала чрезмерная распашка целинных степей. Степной ландшафт преобразован в агротехнический с признаками опустынивания и деградации почвенного покрова.
Именно поэтому проблема повышения плодородия почв становится все более актуальной. Опытные специалисты АПК отмечают, что в стране в свое время было разработано несколько зональных систем земледелия в разрезе административных районов республики и природно-хозяйственных зон. В газете «Казахстанская правда» доктор сельскохозяйственны наук Абдулла Сапаров приводит любопытный пример: «Пять зональных систем способствовали повышению продуктивности культур, приостановлению процессов эрозии почв и стабилизации плодородия. Однако в результате разукрупнения колхозов и совхозов в мелкие крестьянские хозяйства стало невозможным соблюдение существующих правил. Этому способствовали также интенсивное освоение природных ресурсов и усиление антропогенных нагрузок на агроэкосистемы. Длительное использование земель и несоблюдение научно обоснованных систем земледелия привели к деградации сельхозугодий, в частности, снижению почвенного плодородия, интенсификации процессов водной и ветровой эрозии, вторичному засолению, заболачиванию»
Серьезную тревогу у природоохранных органов области вызывает загрязнение сельскохозяйственных земель отходами производства и бытовым мусором. Значительные площади пахотно-пригодных земель заняты в сельской местности несанкционированными свалками и навозохранилищами. При сокращении их границ до разумных пределов можно иметь дополнительные резервы сельскохозяйственных угодий и включить их в севооборот [22].
Негативным фактором эффективного воспроизводства и использования земельных ресурсов является наличие в регионе значительной площади земельных угодий, где существует потенциальная опасность проявления смыва и размыва почв в составе пашне. Например, такие земли составляют 36 % общего ее размера, по сравнению с 2001 годом этот показатель изменился на 3,8 %.Ежегодно с полей выносится 2 млн. тонн плодородной земли. Со стоком талых и ливневых вод и смываемой почвой с полей отчуждается значительное количество пестицидов, удобрений и ряд биогенных элементов, вызывающих загрязнение воды. Вынос питательных веществ в твердой фазе стока таков, что он не компенсируется на эродированных почвах внесением минеральных удобрений.
Острейшей проблемой в Костанайской области стала дегумификация почв, которая является следствием развития эрозионных процессов, а также результатом несоблюдения технологий возделывания сельскохозяйственных культур. Экспериментальные данные показывают, что с гектара пашни ежегодно теряется около 400600 кг гумуса, а на землях, подверженных интенсивному влиянию водной эрозии, убыль органического вещества возрастает до 1 т/га в год; почвы большинства районов области имеют очень низкое и низкое (3,0 %) и низкое и среднее (4,2 %) содержание гумуса. Интенсивность минерализации гумуса достигает 9001300 кг/га в год, а новообразованный гумус составляет всего лишь 5880 % от минерализованного. Содержание гумуса в почвах области варьируется от 0,7 % до 7,9 %, а баланс гумуса колеблется от (-0,05) до (-0,65) т/га в год.
Установлено, что последнее десятилетие почвы области испытывают дефицит легкодоступного азота в области происходит увеличение доли площадей с низким и очень низким содержанием азота до 89,1 % от общей доли пашни [23].
Необходимо также отметить, что неразумное использование минеральных удобрений привело к тому, что почти каждый второй гектар пашни закислен. Процесс закисленияпочв за последние годы начал нарастать.
Машинная обработка и распашка земель воздействуют на почвенный покров и рельеф области, снижают противоэрозионную устойчивость, приводят к значительному увеличению объема стока с пашни, и соответственно возрастают величины не только линейного размыва, но и плоскостного смыва почв. Также значительная часть земель изымается из хозяйственного использования в результате развития горнодобывающей промышленности.
Неоправданно высокая доля пахотных площадей в отдельных районах Костанайской области, распашка территорий, где интенсивно развиваются процессы засоления и осолонцевания, привели к потере продуктивных пастбищ при низкой урожайности пшеницы на освоенных землях. Неоправданно высокая доля пшеницы в севооборотах и использование элементов монокультуры пшеницы вызвали развитие почвоутомления и уменьшение эффективности принятых систем земледелия. Указанные процессы вызвали увеличение степени экологической напряженности почв и земель.
Таким образом, на территории области площадь нарушенных земель составляет 11 тыс. га, из них 5,8 тыс. га отработаны и нуждаются в рекультивации.
В условиях земледелия Костанайской области основной путь стабилизации содержания почвенного гумуса внесение органических и минеральных удобрений. Немаловажно и внедрение научно-обоснованных севооборотов.
Основными мероприятиями по защите плодородного слоя земли является соблюдение севооборотов, посев покровных и подсевных культур на зимний период. Чтобы восстановился один сантиметр гумуса, должно пройти не менее 150 лет! Между тем крестьяне сами порой способствуют снижению плодородия ввиду частых механических обработок земли. Вопрос сохранения почв чрезвычайно обширный. Например, для борьбы с солонцовыми пятнами применяется посев культурных трав. Однако такая работа в нашем регионе почти не ведется.
В нашем регионе повышению плодородного слоя сельхоз земель благоприятствует стерня, которую оставляют на полях. Но, помимо этого, необходимо использование удобрений. Аграриям не следует забывать о том, что сохранение плодородия почв способствует повышению урожайности, а значит, ведение хозяйства становится более рентабельным.
В то же время, правильное использование почв с учетом экологических требований культур и использование элементов адаптивно-ландшафтных систем земледелия приводят к резкому повышению биопродуктивности пахотных и кормовых угодий.
Долинно-речной ландшафт, где сосредоточено 90% промышленного потенциала области, в основном горнодобывающего профиля, значительно урбанизирован и приобрел горнопромышленный облик. Он изобилует крупными карьерными выемками и горообразными отвалами, обширными водонакопителями, водохранилищами, различными инженерными коммуникациями в виде ЛЭП, дорог, трубопроводов и т.д. Кроме обширных массивов сельскохозяйственных угодий, занимающих более 6 млн. га, область располагает крупными предприятиями добывающей промышленности: АО ССГПО, Кустанайасбест, ЛГОК, КБРУ, приозерный РЭР, а так же множество мелких карьеров по добыче песка, кирпичного сырья, сырья, щебня и строительного камня. Функционирование горных предприятий, особенно таких крупных как Соколовский и Сарбайский карьеры, неизбежно приводит к нарушению почвенного покрова прилегающих территорий. С отвалами Качарского, Соколовского, Сарбайского рудоуправлений и хвостами фабрики мокрой магнитной сепарации связано загрязнение почв медью, никелем, кобальтом, цинком, свинцом, мышьяком и другими токсичными элементами. Под отвалы, карьеры и хвостохранилища заняты тысячи гектар плодородных земель [21].
Являясь малоподвижной системой, почва склонна аккумулировать в себе загрязняющие вещества. В последние годы широкое развитие получили процессы техногенного загрязнения земель. По 5 элементам: Mo, Pb, Co, Cr, Zn, в 2011 году выявлено, что валовое содержание того или иного элемента в пробе превысило фоновые значения в 3 и более раз.
В г. Костанае во всех пробах почвы, отобранных в различных районах, в среднем за год содержание кадмия, свинца, меди, хрома и цинка находилось в пределах 0,1 - 1,2 ПДК.В районе парка "Победы" и кондитерской фабрики весной концентрация цинка превышала 1 ПДК.В районе Костанайского железобетонного завода (КЖБЗ) весной концентрация свинца достигала 2,1 ПДК, цинка 1,5 ПДК.В районе "КСК" в пробах почвы содержание всех определяемых тяжелых металлов находилось в пределах нормы.
Проанализировав степень влияния хозяйственной деятельности на почвенный покров Костанайской области мы пришли к выводу, что значительные земельные ресурсы области требуют бережного и рационального использования. Природные и биосферные условия области весьма существенно нарушены техногенезом разнообразными изменениями состава и свойствами окружающей среды, происходящими в результате несовершенной хозяйственной деятельности человека. Наибольшим изменениям подверглись ландшафты, почвы, природные воды, недра, биоресурсы.
Для упрощения процессов, ухудшающих состояние почв, сохранения экологического баланса в землепользовании весьма важно вносить образующую органику, а нехватку компенсировать внедрением всего комплекса системы земледелия [24].
Что касается программы развития АПК РК на 2010-2014 годы, особое внимание в документе уделено химизации земледелия, а именно субсидированию стоимости и применения минеральных удобрений и средств защиты растений, без которых сейчас просто невозможно внедрение ресурсосберегающих технологий. Однако может ли только это обстоятельство существенно повлиять на повышение плодородия почв?
Ухудшение плодородия во многом происходит из-за несоблюдения научно обоснованной системы земледелия, которая предполагает выполнение ряда агромероприятий. Стоит признать, что сегодня далеко не все сельхозтоваропроизводители уделяют должное внимание защите плодородного слоя земли. Показатель правильной работы предприятия стабильное получение урожая. Немаловажно оказание крестьянам консультативной помощи. Ведь зачастую у руля мелких и крупных сельхозформирований стоят люди, не имеющие агрономических знаний. И к просветительской работе нужно подключать НИИ. К примеру, в советское время учеными не только разрабатывалась, но и постоянно усовершенствовалась научно-обоснованная система ведения сельского хозяйства, успешно применяющаяся на производстве [25].
Охрана почв является одной из важнейших задач человека, так как любые вредные соединения, находящиеся в почве, рано или поздно попадают в организм человека.
Список использованных источников
- Дьяконов, К.Н. Становление концепции геотехнической системы / К.Н. Дьяконов // Вопросы географии. М., 1978. 108 с.
- 2. Айгазиев А Г. Эколого-экономические проблемы Республики Казахстан // Вестник МГУ, 2000. № 1. 68 с.
- Актуальные проблемы рационального использования и охраны земельных ресурсов. Алма-Ата: Кайнар, 1977 - 88 с.
- Бильдебаева Р., Джаманкузов Т. Изменение плодородия почв Северного Казахстана в результате их освоения // Почвенно-агрохим. и эколог, проблемы формир. высокопродукт. агроценозов: Тезисы докладов Всесоюз. конф. - Пущино, 1988.- 112 с.
- Швебс Г. И. Формирование водной эрозии стока наносов и их оценка (на примере Украины и Молдавии) / Г. И. Швебс. Л. :Гидрометеоиздат, 1974. 184 с.
- Гилевич С.И. Полевые севообороты по природно-экологическим зонам Костанайской области / Почвозащитное земледелие проблемы, перспективы.// Труды КазНИИЗХ. Шортанды, 1996. 58 с.
- Евстифеев Ю.Г. Почвы Казахской ССР. Вып.6. Кустанайская область. -АлмаАта: АН КазССР, 1966 - 416 с.
- Карманов, И. И., Булгаков, Д. С. Деградация почв: предложения по совершенствованию терминов и определений. - М., 1998 78 с.
- Аграрный Казахстан, в 2-х томах. Фотокнига - Алматы:
ТОО «Тау Кайнар», 2005 - 440 с. - Алдамжар З.А., Мурзалин С.К. Костанайская область. Энциклопедия. Алматы: Издательство «Арыс», 2006 -
- Байсенова А., Карпеков А. Физическая география Казахстана//учебник для 8 класса общеобразовательной школы Алматы «Атамура», 2004 251 с.
- Ахметов Е.А., КарменоваН.Н.Экономическая и социальная география Казахстана // учебник для 9 класса общеобразовательной школы Алматы «Мектеп», 2009 200 с.
- Ахтырцев А. Б. Локальное переувлажнение как фактор деградации земель в Черноземном центре / А. Б. Ахтырцев, Б. П. Ахтырцев // Природные ресурсы Воронежской области, их воспроизводство, мониторинг и охрана. Воронеж : Петровский сквер, 1995. С. 39-42.
- Глазовская М. А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР / М. А. Глазовская. М. : Высшая школа, 1988. 327 с.
- Игнатов В. Г. Экология и экономика природопользования / В. Г. Игнатов, А. В. Кокин. Ростов н/Д : Феникс, 2003. 512 с.
- Кравченко Р. А. Стадия аккумуляции в развитии овражных систем и защита земель от эрозии / Р. А. Кравченко / Курск.гос. ун-т. Курск, 2003. 119 с.
- Перельман А. И. Геохимия ландшафта: учеб.пособие для студентов геогр. и геолог. спец. ун-тов / А. И. Перельман. 2-е изд. М. : Высшая школа, 1975. 342 с.
- Хабаров А. В. Социально-экологические проблемы организации природопользования, землепользования / А. В. Хабаров, В. Д. Склабан // Рациональное природопользование в условиях техногенеза: сб. научн. тр. / под ред. А.В. Хабарова и В. Д. Скалабана. М. : Папирус ПРО, 2000. С. 6-23.
- Боме Н.А. Почвоведение (краткий курс). Тюмень. Изд-во Тюменского государственного университета. 2002. 80 с.
- Ковда В.А. Основы учения о почвах. - М., 1973. Т.1-2.
- Монин С.А. География почв с основами почвоведения. - М., 1957. 286 с.
- Почвоведение. Учеб. для ун-тов. В 2 ч. / Под ред. В.А. Ковды, Б.Г. Розанова. Ч. 1. Почва и почвообразование /Г.Д. Белицина, В.Д. Васильевская, Л.А. Гришина и др. - М., 1988. 400 с.
- Почвоведение. Учеб. для высших с. - х. учебных заведений / Под ред. И.С. Кауричева. - М., 1989. 719 с.
- Абрамов Н.В. Земледелие Западной Сибири. Омск: Изд-во ОмГАУ, 1998. 304 с.
- Красницкий В.М. Агроэкотоксикологическая оценка агроценозов. Омск, 2001. 68 с.
- Глазовская, М.А., Геннадиев А.Н. География почв с основами почвоведения. М.: изд. Моск. Ун-та, 1995.
- Добровольский, Г.В., Никитин Е.Д. Экологические функции почвы. - М.: изд. Моск. Ун-та, 1986.
- Добровольский, В.В. Практикум по географии почв с основами почвоведения.- М.: Просвещение, 2001.
- Ершов Ю.И. Основы теории почвообразования. Красноярск: изд. Красн. Ун-та, 1999.
- Исаченко, А.Г., Шляпников А.А. Природа мира: ландшафты. - М.: Мысль, 1989.
PAGE \* MERGEFORMAT 4
Изучение влияния хозяйственной деятельности на состояние почвенного покрова Костанайской области