Агроэкологический мониторинг

Агроэкологический мониторинг

Введение

Современный кризис в аграрном секторе экономики обостряется и переплетается с кризисом экологическим, который выражается в развитии эрозионных процессов, разрушении почвенного покрова и, в конечном итоге, в снижении плодородия почв.

За последние десятилетия аграрная сфера производства России пережила тяжелый кризис. По многим основным отраслям сельское хозяйство страны отброшено на 25-30 лет. Капитальные вложения на развитие сельского хозяйства за этот период сократились в 20 раз, объем внесения минеральных удобрений - в 7 раз, органических удобрений- в 5,5 раза, площади известкования кислых почв снизились в 9 раз, фосфоритования - в 11,5 раза.[1]

В 1990-е годы в России в результате разрушения государственной системы управления воспроизводством плодородия почвы кризис почвенных ресурсов принял всеобщий характер. Различными формами деградации почв оказалось подвержено около 230 млн. га земли, при этом сельскохозяйственные земли деградировали на 48 % площади, пастбища и сенокосы - на 25 %. Из сельскохозяйственного оборота за последние 10 лет выбыло более 30 млн. га земли и процесс этот продолжается [3].

Нарушение севооборотов, мелиоративных и почвозащитных систем земледелия, противоэрозионной организации территории, примитивная агротехника, низкий уровень производственной культуры на земле, отсутствие современных технологий и средств производства, развитие деградации земель являются следствием неуправляемого землепользования, оставленного без тщательного контроля со стороны государства.

На сегодня экологический фактор в решении сложившейся земельной проблемы выходит на первый план наряду с экономическими вопросами: необходимо систематически отслеживать изменения состояния почв, своевременно выявлять негативные процессы и стремиться предотвращать их.

Важная роль в организации контроля за состоянием окружающей природной среды принадлежит экологическому мониторингу, призванному осуществлять систематические наблюдения за изменяющимися показателями окружающей природной среды, давать оценку состояния и прогнозировать характер изменений; в зависимости от напряженности антропогенных и природных факторов.

Агроэкологический мониторинг, являющийся важной составляющей частью Единой Государственной системы экологического мониторинга, представляет собой общегосударственную систему наблюдений и контроля за состоянием и уровнем загрязнения агроэкосистем (и сопредельных с ними сред) в процессе интенсивной сельскохозяйственной деятельности. Он направлен на создание высокоэффективных, экологически сбалансированных агроценозов на основе оптимального использования и расширенного воспроизводства почвенного и ресурсного потенциала.

Цель данной работы - обосновать необходимость проведения агроэкологического мониторинга. Для достижения данной цели будут решаться следующие задачи:

1. Определить цели, задачи, основные понятия агроэкологического мониторинга;

2. Обосновать районы (регионы), наиболее нуждающиеся в проведении агроэкологического мониторинга.

3. Проследить динамику изменения агроландшафтов на основе многолетних наблюдений;

Работа состоит из двух основных разделов. Раздел 1 - теоретический, в нем рассматриваются основные понятия агроэкологического мониторинга, определяются его основные цели и задачи.

В разделе 2 будет обоснована необходимость проведения агроэкологического мониторинга земель Российской Федерации, будет дана характеристика земельных угодий некоторых регионов на основе имеющихся данных по мониторингу.

В заключении работы приведены выводы, сделанные в ходе проведенной работы.

Раздел 1. Основные понятия агроэкологического мониторинга

1.1 Цели, задачи и компоненты агроэкологического мониторинга

Основной целью агроэкологического мониторинга является создание высокоэффективных, экологически сбалансированных агроценозов на основе рационального использования и расширенного воспроизводства природно-ресурсного потенциала, грамотного применения средств химизации сельского хозяйства и т. д. Поэтому в задачи агроэкологического мониторинга входят следующие мероприятия:

· организация наблюдений за состоянием агроэкосистем;

· получение систематической объективной и оперативной информации по регламентированному набору обязательных показателей, характеризующих состояние и функционирование основных компонентов агроэкосистем;

· оценка получаемой информации;

· прогноз возможного изменения состояния данного агроценоза или системы их в ближайшей и отдаленной перспективе;

· выработка решений и рекомендаций; консультации;

· предупреждение возникновения экстремальных ситуаций и обоснование путей выхода из них;

· направленное управление эффективностью агроэкосистем.

Агроэкосистема - система, объединяющая участок территории (географический ландшафт), занятый хозяйством, производящим сельскохозяйственную продукцию. В ее состав входят: почвы с их населением (животные, водоросли, грибы, бактерии), поля-агроценозы, скот, фрагменты естественных и полуестественных экосистем (леса, естественные кормовые угодья, болота, водоемы) и человек. От естественных акосистем агроэкосистемы отличаются по целому ряду показателей (табл. 1).

Таблица 1. Сравнительный анализ естественных экосистем и агроэкосистем [6]

При проведении агроэкологического мониторинга основываются на ряде принципов, к числу которых следует отнести:

· Комплексность - одновременный контроль за тремя группами показателей, отражающих наиболее существенные особенности вариабельности агроэкосистем (показатели ранней диагностики изменений; показатели, характеризующие сезонные или краткосрочные изменения; показатели долгосрочных изменений);

· Непрерывность контроля за агроэкосистемой, предусматривающая строгую периодичность наблюдений по каждому показателю с учетом возможных темпов и интенсивности его изменений;

· Единство целей и задач исследований, проводимых разными специалистами (агрометеорологами, агрохимиками, гидрологами, микробиологами, почвоведами и другими.) по согласованным программам под единым научно-методическим руководством;

· Системность исследований - одновременное исследование блока компонентов агроэкосистемы: атмосфера, вода, почва, растение, животное, человек;

· Достоверность исследований - точность исследований должна перекрывать пространственное варьирование, сопровождаться оценкой достоверности различий;

· Одновременность (совмещение, сопряженность) наблюдений по системе объектов, расположенных в различных природных зонах.

Основными блок-компонентами агроэкосистем являются атмосфера, вода, почва, растения. Проведение мониторинга по каждому из этих объектов имеет определенные особенности, и потому будет рассматриваться отдельно.[1]

1.2 Почвенный мониторинг

Почвенный экологический мониторинг является составной частью агроэкологического мониторинга. Он состоит из трех последовательных взаимосвязанных частей: контроль (наблюдения) за состоянием почв и почвенного покрова и оценка их пространственно-временных изменений; прогноз вероятных изменений состояния почв и почвенного покрова; научно обоснованные рекомендации по направленному регулированию основных средств и режимов в почвах, непосредственно определяющих их плодородие и урожайность сельскохозяйственных культур.

Получаемая на базе мониторинга информация об изменении свойств почвы, почвенных режимов и процессов под воздействием естественных факторов почвообразования и антропогенных нагрузок служит основой для моделирования почвенного плодородия.

Задача мониторинга состояния почвенного покрова - обеспечение регулярного контроля использования земель, однородности почвенного покрова полей, эрозионных процессов, оползневых и селевых наносов, подсклонового заиления, заболачивания, засоления, опустынивания и других негативных процессов.

Контроль за использованием земель подразумевает наблюдение за соответствием природного потенциала земель их производственному назначению. Контроль однородности почвенного покрова полей - выявление контурности, пятнистости, образования микрорельефа и др. Контроль за развитием эрозионных процессов подразумевает слежение за увеличением числа оврагов, дефляция поверхности, перемещение барханов, дюн и других негативных процессов.

Усиление негативных антропогенных воздействий, обусловливающих нарушение почв и снижение их плодородия, требует включения в программы почвенно-экологического мониторинга следующих задач:

· определение потерь почвы (в том числе скорости потерь) в связи с развитием водной эрозии и дефляции;

· контроль за изменением кислотности и щелочности почв (прежде всего в районах с повышенными дозами внесения минеральных удобрений при осушении и орошении, а также при использовании мелиорантов и промышленных отходов в окрестностях крупных промышленных центров, которые характеризуются высокой кислотностью атмосферных осадков);

· контроль за изменением водно-солевого режима и водно-солевых балансов мелиорируемых, удобряемых или каким-либо другим способом изменяемых почв;

· выявление регионов с нарушенным балансом основных элементов питания растений; обнаружение и оценки скорости потерь почвами гумуса, доступных форм азота и фосфора;

· контроль за загрязнением почв тяжелыми металлами, выпадающими с атмосферными осадками, и за локальным загрязнением их тяжелыми металлами в зонах влияния промышленных предприятий и транспортных магистралей;

· контроль за загрязнением почв химическими средствами защиты растений в районах их постоянного использования (например, на рисовых полях);

· контроль за загрязнением почв детергентами и бытовыми отходами, особенно на территориях с высокой плотностью населения;

· сезонный и долгосрочный контроль за структурой почв и содержанием в них элементов питания растений, за водно-физическими свойствами и уровнем грунтовых вод;

· экспертная оценка вероятности изменения свойств почв при сооружении гидромелиоративных систем, внедрении новых систем земледелия и технологий, строительстве крупных промышленных предприятий и других объектов.

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

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

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

Для длительных и комплексных наблюдений стационарный участок должен включать группу достаточных по размерам площадок, которые охватывали бы все виды почв, различающихся по степени проявления тех или иных процессов, например, при гидроморфизме мезоморфные почвы вершин повышений, глееватые почвы склонов, глеевые понижения рельефа. То же относится и к немелиорированным массивам. Размеры экспериментальных участков (площадок) трудно определить заранее. Их устанавливают с учетом размеров и состояния элементарных почвенных ареалов, длительности исследований, видов режимных исследований и периодичности наблюдений.

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

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

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

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

Страницы: 1, 2, 3