Ю. Д. Федотов мелиоративная география конспект

Вид материала

Конспект

Содержание В – приводораздельные, П – Химические мелиорации Солеобогатительная мелиорация – Почвоукрепляющая мелиорация – Санитарно-дезинфекционная мелиорация – Культуртехнические мелиорации 3.5. Рекультивация земель Подготовительный этап Горнотехнический этап Биологический этап Вопросы и задания для самопроверки

Подобный материал:

• Живописец Федотов Павел Андреевич, 93.55kb.
• Учебное пособие Саратов 2011 Рецензен, 369.27kb.
• Основная образовательная программа по специальности «география» 050103 (032500), 45.08kb.
• Формирование экономических понятий при изучении географии мирового хозяйства, 29.04kb.
• Учебно-методический комплекс по дисциплине "география северного кавказа" для студентов,, 265.46kb.
• Программа по дисциплине опд. Ф. 11 "Экономическая, социальная и политическая география", 377.43kb.
• География для среднего (полного) общего образования, 253.55kb.
• Рабочая программа учебного курса «Социальная и экономическая география мира», 488.27kb.
• Лобановой Татьяной Анатольевной. Тема урок, 102.01kb.
• Конспект учебного занятия по курсу «Краеведение», 6 класс Тема, 453.8kb.

Противоэрозионные мелиорации

Эрозия (от лат. еrosion – разъедание) почв – процесс разрушения почв и подстилающих их пород водой, ветром, антропогенным воздействием и другими факторами и вынос продуктов разрушения. По характеру протекания и интенсивности воздействия на земную поверхность эрозию принято делить на геологическую (нормальную) и современную (ускоренную). Эрозию почв в зависимости от факторов подразделяют на водную (главным фактором разрушения является движущейся поток воды) и ветровую или дефляцию (главным фактором являются потоки ветра). Водная эрозия подразделяется на плоскостной смыв (поверхностную или плоскую эрозию) и линейную (овражную) эрозию. Дефляция подразделяется на местную ветровую эрозию (выдувание почв), пыльные или (песчаные) бури и снежные бури. Все факторы, вызывающие развитие эрозионных процессов можно подразделить на группы: 1) природные условия и 2) хозяйственная деятельность. Из природных факторов следует выделить литологию, подстилающих почву горных пород, климат, рельеф, механический состав и водно-физические свойства почв, растительность. Роль хозяйственной деятельности проявляется посредством уничтожения или сокращения растительного покрова, интенсивной распашки территории, снижения грунтовых вод, преобразования речных систем, строительства дорог и т. д. Основная причина дефляции освоение органогенных почв – переосушение пахотного горизонта до влажности разрыва капилляров, а иногда до влажности устойчивого завядания растений [2, с. 58]. Антропогенная эрозия подразделяется на механическую (техногенную), ирригационную и биологическую. Механическая эрозия возникает при разрушении верхнего горизонта почв почвообрабатывающей техникой. Ирригационная эрозия возникает при широком развитии оросительных мелиораций. Биологическая эрозия возникает в результате разрушения (минерализации) торфяных запасов при осушении болот и добыче торфа.

Эрозия приводит к изменению морфологии почвенного профиля (сокращению или полному уничтожению верхних горизонтов почв) и механического состава (выносу частиц физической глины) почвы, сокращению содержания гумуса и других элементов, что вызывает снижение плодородия, изменяется химический состав.

По показателю смытости (эродированности) почвы подразделяются на три категории: слабосмытые, среднесмытые и сильносмытые. В результате линейной эрозии образуются промоины, рытвины, овраги. По степени подверженности процессам водной и ветровой эрозии выделяют несколько категорий земель (рис. 12).

По своему назначению противоэрозионные мероприятия делятся на профилактические, общие и специальные. Профилактические мероприятия включают запрет или ограничение рубки леса, регулирование пастьбы скота на эрозионноопасных участках, ограничение распашки луговых ландшафтов. К общим мероприятиям относят агротехнические приемы (обработка почв и посевы поперек склона, снегозадержание, оструктуривание почв, безотвальная обработка почв. В систему специальных мероприятий входят устройство гидротехнических сооружений для регулирования стока (лотки, противоэрозионные валы и др.), укрепление вершин и бортов оврага, создание лесополос, облесение и залужение эродированных земель.




Рис. 12. Категории земель по степени подверженности их водной и ветровой эрозии (Соболев, 1961): I – лучшие и хорошие пахотные земли, не подверженные эрозии; II – хорошие и средние пахотные земли, подверженные слабой эрозии; III – хорошие и средние пахотные земли, на которых возделывание культурных растений возможно IV – средние и плохие пахотные земли, ограниченно пригодные для земледелия и подверженные сильной эрозии; V – земли, не пригодные для обработки, но используемые под сенокосы или пастбища со строго нормированным выпасом; VI – земли, не пригодные для обработки и под выпас, но пригодные для лесоразведения и VII – земли, не пригодные для сельского и лесного хозяйства.


По характеру проведения все противоэрозионные мероприятия подразделяются на:

1
Щелевание пласта многолетних трав
) агротехнические – введение специальных противоэрозионных севооборотов, глубокая вспашка для накопления влаги, безотвальная обработка почв, бороздование, регулирование поверхностного стока с учетом микрорельефа (обваловывание, щелевание, заравнивание мелких ложбин и промоин) и др.

2) фитомелиоративные – использование древесной, кустарниковой и травянистой растительности, например создание приовражных лесных полос. Наиболее распространенные случаи расположения лесных полос на эродированных склонах показаны на рис.




Рис. 13. Наиболее распространенные случаи (I, II, III) расположения лесных полос на эродируемых склонах (Л. Д. Арманд, 1961): В – приводораздельные, П –водопоглощающие, Э – противоэрозионные, Б – прибалочные, 1– полевые севообороты, 2 – кормовые почвозащитные севообороты, 3 – размоины, 4 – овраги, 5 – лесные полосы.


3
Лотки быстротока
) гидротехнические – создание специальных технических устройств по отводу водных потоков (лотки, быстротоки, ступенчатых перепадов из железобетона, канавы, земляные запруды, пруды, водохранилища), закрепление оврагов, террасирование склонов и др.

4) организационно-хозяйственные – правильное размещение населенных пунктов, дорог, отдельных угодий, правильное распределение сельскохозяйственных угодий по элементам рельефа местности, регулирование пастьбы скота, рациональное размещение всех мер по борьбе с эрозией. Примером организационно-хозяйственных мероприятий является правильное размещение водозадерживающих валов (рис. 14).

Вышеперечисленные организационно-хозяйственные мероприятия базируются на материалах полевого изучения почв и степени их эродированности. Примером может служить схема эродированности почв сельскохозяйственного предприятия им. Свердлова в Большеигнатовском районе Мордовии. На картосхеме показаны пять категорий земель, различных по эродированности (рис. 15).




Рис. 14. План размещения водозадерживающих валов (Н. С. Ерхов, В. С. Мисинев, 1977): 1 – овраги, 2 – водозадерживающие валы, 3 – глухие шпоры, 4 – открытые шпоры, 5 – перемычки, 6 – водонаправляющие валы – канавы, 7 – урезы воды, 8 – водораздельные линии, 9 – тальвеги, 10 – залужение.

3. Химические мелиорации
   

Химические мелиорация – мероприятия по регулированию кислотности и щелочности почв, ее оструктуриванию и обогащению элементами питания растений и направлены на улучшение агрохимических и вод-но-физических свойств почвы. Статус химических мелиораций неоднозначен. Их относят и к земельным, и к водным и к самостоятельному типу мелиораций.

Естественное плодо-родие почв не может постоянно обеспечивать получение высоких и устойчивых урожаев. Для получения урожаев на уровне современных зап-росов народного хозяйства требуется создание агрохи-мического фона, вклю-чающего обеспечен-ность почв органикой и элемен-тами минерального питания. Внесение азотных удобрений

Это достигается посредством

химических мелиораций.




Рис. 15. Эродированность почв сельскохозяйственного предприятия им. Свердлова Большеигнатовского района Мордовии:

1 – черноземно-луговые почвы, эрозия отсутствует; 2 – серые лесные тяжелосуглинистые и глинистые, темно-серые лесные глинистые, черноземы выщелоченные среднемощные, среднегумусные тяжелосуглинистые и глинистые, черноземы выщелоченыемощные, среднемощные тяжелосуглинистые и глинистые, степень эродированности – эрозионноопасные; 3 – серые лесные глинистые слабосмытые, черноземы выщелоченные среднемощные, среднегумусные слабосмытые, черноземы выщелоченные мощные среднегумусные, слабосмытые, глинистые, степень эродированности – слабая; 4 – темно-серые лесные глинистые, среднесмытые, черноземы выщелоченные среднесмытые тяжелосуглинистые и глинистые, степень эродированности – средняя; 5 – серые лесные глинистые, сильносмытые, темно-серые лесные глинистые, сильносмытые, черноземы выщелоченные глинистые сильносмытые, смыто-намытые почвы, степень эродированности – сильная.

При проведении химических мелиораций определяют:

– баланс питательных веществ – количественное изменение запаса в почве питательных веществ за определенное время;

– агрохимическая разбалансированность – выражается показателями агрохимической характеристики и агрохимических свойств почв;

– агрохимическая характеристика почв – содержание питательных веществ, гумуса и кислотность почв, на их основе составляют агрохимические картограммы (рис. 16);

– агрохимические свойства почв – емкость поглощения, степень насыщенности основаниями, буферность, окислительно-восстановитель-ный потенциал, кислотность и др.

К основным элементам питания сельскохозяйственных растений относят азот, фосфор и калий. Азот входит в состав белков, хлорифилла, многих витаминов и ферментов. Источником газообразного азота на поверхности Земли служит NH₃, поступающий из мантии Земли впоследствии окисленный кислородом атмосферы до N, NО, NО₂, NО₃. Азот из атмосферы поглощается азотфиксаторами. Фосфор входит в состав нуклеиновых кислот, тем самым способствует образованию белка. Источником фосфора являются горные породы из которых сформировалась почва. Фосфор в усвояемой форме может длительное время находиться в почве. Калий способствует синтезу углеводов, стимулирует повышение содержания в растениях крахмала и сахаров и тем самым влияет на качество сельскохозяйственной продукции. Источником калия являются материнские горные породы. Выделяют три его категории: обменный, необменный и водорастворимый калий.

Выделяют четыре разновидности химических мелиораций:

1. Солеобогатительная мелиорация – внесение минеральных (азотных, фосфорных, калийных, комплексных) удобрений в почву;

2. Кислоторегулирующая мелиорация – известкование (на кислых почвах), гипсование (на солонцах и засоленных почвах) и кислотование (для содовых солончаков и солонцов, других почв с высокой щелочностью) почв;

3. Почвоукрепляющая мелиорация – оструктуривание почв, предупреждение дефляции, глинование песчаных почв, силикатизация и торфование песчаных и супесчаных почв;

4. Санитарно-дезинфекционная мелиорация – обработка сельскохозяйственных угодий пестицидами (ядохимикатами) для борьбы с вредителями и болезнями сельскохозяйственных культур и грызунами, эктопаразитов животных. В зависимости от целевого назначения выделяют основные группы пестицидов: гербициды – для уничтожения сорной растительности, инсектициды – для борьбы с вредными насекомыми, фунгициды – для уничтожения возбудителей грибковых заболеваний растений; дефолианты – для удаления листьев; десиканты – для высушивания листьев на корню; рестарданты – регуляторы роста и развития растений; реппеленты – средства отпугивания насекомых, грызуноы и других животных.





Рис. 16. Примеры агрохимических картограмм


Большинство пестицидов – синтетические органические соединения. Основные из них – хлорорганические и фосфорорганические пестициды. Использование пестицидов приводит к загрязнению природной среды и оказывает влияние на здоровье человека.

4. Культуртехнические мелиорации
   

К
Валун ледникового периода
ультуртехнические мелиорации (культуртехника) – система мероприятий, направленных на коренное улучшение состояния ландшафтов с целью создания благоприятных условий для их эффективного сельскохозяйственного использования. В ее состав входят: удаление лесокустарниковой растительности и ее остатков (корней и пней), приведение поверхности почвы в пахотнопригодное состояние (уборка валунов и камней, удаление мохового очеса и старой дернины), выравнивание поверхности почвы (засыпка ям, канав и карьеров, срезка бугров, ликвидация старых борозд и др.), ликвидация мелкоконтурности полей и придание им правильной формы, увеличение мощности пахотного горизонта.

Для определения объемов работ по культуртехническим мелиорациям проводят полевые почвенно-мелиоративные, геоботанические и другие исследования. Необходимость проведения таких работ определяется комплексом причин, вызывающих культуртехническую неустроенность земельных угодий. В результате исследований составляются культуртехническая, почвенно-мелиоративная и ландшафтная карты, на которые наносятся данные характеризующие поверхность исследуемой территории: залесеннность, закустаренность, щебнистость почвы, закочкаренность, завалуненность, наличие ям и размеры контурой различной степени увлажнения. Культуртехническая неустроенность должна рассматриваться на фоне геоморфологических, гидрогеологических, инженерно-геологических, биоклиматических, почвенных, гидрологических и ландшафтных характеристик, что позволяет избежать негативных последствий мелиораций [2].

Способы очистки земель от древесно-кустарниковой растительности и технологические схемы их освоения зависят от характера, видового состава, однородности и размеров растительности, а также от уровня плодородия. Расчистку земель от Корчеватель пней

древесно-кустарниковой растительности и пней выполняют следующими основными способами:

– срезкой (кусторезами или бульдозерами) с последующим сгребанием в кучи (валы) и вывозом (или сжиганием) древесины;

– корчеванием с последующим сгребанием выкорчеванной массы;

– запашкой кустарника;

– измельчением кустарника на месте и перемешиванием его с почвой;

– обработкой арборицидами с последующей ломкой и уборкой высохшего кустарника.

Технология уборки камней и валунов следующая:

– крупные камни и валуны раскалываются;

– небольших размеров камни и валуны убирают камнеуборочными машинами;

– камни и валуны транспортируются к дробильному агрегату и дробятся на щебень, который далее используется в строительстве, некондиционный камень складируют вдоль автодорог и используют по мере необходимости (рис. 17).



Рис. 17. Уборка мелких камней с пашни


Технология удаления кочек и дернины следующая:

– крупные кочки срезают фрезерным кусторезом, бульдозером или фрезерным кочкорезом, после чего сгребают и используют для засыпки ям;

– средние и мелкие кочки срезают и проводят вспашку и прикатывание;

– на землях, покрытых мощной дерниной сначала проводят дискование дисковыми боронами, затем вспашку, разделку пласта, прикатывание.

Планировку поверхности почвы выполняют строительные организации. Для этого они используют скреперы, бульдозеры, грейдеры и планировщики. Во избежания снижения плодородия почв планировку рельефа местности проводят способом буртования (перемещение верхнего горизонта почвы в кучи-бурты с последующим разравниванием).

П
Грейдер
ри планировке не допускается обнажение глее-вых и подзолистых горизонтов, а также срезка гумусового слоя более чем на 50 % его исходной толщины. На орошаемых землях в задачу планировки входит создание условий для равномерного распределения воды по площади и ее экономного использования, поэтому характер Грейдер

планировки и требования к ней опреде-

ляются применяемой техникой полива. В районах многолетней мерзлоты планировка рельефа местности проводится поэтапно в течение нескольких лет по мере появления оттаивающего слоя почвы.


3.5. Рекультивация земель

Рекультивация (от лат. recultivо – восстановление) земель – комплекс организационных, инженерно-технических и биологических мероприятий, направленных на восстановление продуктивности и хозяйственной, медико-биологической и эстетической ценности, нарушенных земель, а также на улучшение окружающего ландшафта в соответствии с интересами общества. Нарушенные земли образуются при добыче полезных ископаемых открытым способом, строительстве дорог, гидротехнических сооружений, градостроительстве. Нарушенные земли чаще всего лишены плодородия и практически не используются в хозяйстве. Первые опыты рекультивации нарушенных промышленностью земель были отмечены в середине ХIX в. в Германии.

Рекультивацию земель мо мнению Л. В. Моториной [2] проводят обычно в три этапа:

1. Подготовительный этап включает обследование и типизацию нарушенных земель, изучение специфики их природных условий, определение направлений рекультивации и целевого использования;

2. Горнотехнический этап включает мероприятия, направленные на подготовку территории к дальнейшему использованию – планировка рельефа местности, формирование плодородного слоя почвы, создание ложа водоема, прокладка дорог, каналов и т. д.

3. Биологический этап включает мероприятия, направленные на восстановление плодородия почв и продуктивности ландшафта – агротехническая обработка нанесенного слоя почвы, внесение минеральных и органических удобрений, посев сельскохозяйственных культур, проведение лесомелиорации, залужение территории, зарыбление водоемов.

В практике природопользования определились два вида рекультивации земель: последующая (проводится после завершения добычи ископаемых) и попутная (сочетается с добычей).

Основными направлениями рекультивации техногенных ландшафтов по мнению Л. В. Моториной [2] могут быть: сельскохозяйственное, лесохозяйственное, профилактическое (озеленительное, санитарно-гигие-ническое), гидротехническое и жилищное и капитальное строительство. Во всех странах финансирование работ по рекультивации земель производится за счет горнодобывающих предприятий и тесно связано с платой на землю. Поэтому все затраты, связанные с рекультивацией, должны рассматриваться как капитальные вложения и относиться на себестоимость продукции горнодобывающих предприятий.

Объектом реультивации выступают прежде всего горнопромышленные ландшафты. По характеру технологий, обуславливающих происхождение техногенных ландшафтов В. И. Федотовым [2] были выделены пять генетических типов.

1. Карьерно-отвальные ландшафты (рис. 18).
   
2. Торфяно-карьерные ландшафты.
   

3. Дражно-отвальные ландшафты (формируются в районах добычи цветных металлов).

4. Шахтные осадочно-терриконовые ландшафты.
   

5. Экстрактивные (лат. extra – извлеченный, образуются на месте образования твердых отходов – шламо- и шлаконакопители, золоотвалы, хвостохранилища).




Рис. Карьер – объект рекультивации


При рекультивации земель используют карьерные экскаваторы, отвалообразователи, бульдозеры, скреперы, канавокопатели, грейдеры. При рекультивации выработанных торфяников для использования в сельском хозяйстве они должны быть очищены от древесины. Водопроводящая и осушительная сеть должны обеспечивать норму осушения. При проведении рекультивации для сельского хозяйства мощность почвенного слоя должна быть не менее 30 см. Подбор древесных пород при рекультивации земель для лесного хозяйства необходимо осуществлять в соответствии с зональными физико-географическими условиями, с учетом биологических свойств почвогрунтов. На выработанных торфяниках, используемых под культурные сенокосы и пастбища рекомендуется посев посев овса, гороха, вики, кормовой капусты.

Ниже приведена одна из схем рекультивации земель – шахта им. С. Орджоникидзе в Донбассе (рис. 19).




Рис. 19. Рекультивация земель (шахта им. С. Орджоникидзе в Донбассе): – 1 – вскрышные работы, 2 – отвалы, 3 – выравнивание отвалов, 4 – восстановление почвенного слоя, 5 – поля, 6 – сады, 7 – парк, 8 – озеро на месте карьера, 9 – зеленая зона, 10 – поселок (А. В. Михеев, К. В. Пашканг, Н. Н. Родзевич, М. П. Соловьева, 1990).


ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Назовите основные виды и разновидности земельных мелиораций.

2. Какие факторы оказывают влияние на интенсивность развития процессов водной эрозии?

3. Перечислите основные виды противоэрозионных мероприятий.

4. В чем сущность культуртехнических работ?

5. Выделите основные этапы рекультивации земель.


4. ФИТОМЕЛИОРАЦИИ

1. Значение и природные условия проведения фитомелиораций.
   
2. Основные способы создания лесных насаждений.
   
3. Мелиорация песчаных пространств.
   
4. Влияние фитомелиораций на природные условия.