На типовое экзаменационное задание

Агроландшафтная зона (согласно задания): лесостепная, подзона – южная лесостепь, фация – умеренно-теплых сезонно длительно глубокопромерзающих почв, провинция – Западно-Сибирская. Климат - континентальный, зона недостаточного увлажнения, осадков 350 мм/год, коэффициент увлажненности - 0, 77. Тип водного режима – авторморфный, непромывной, профиль слабо промыт от карбонатов. Грунтовые воды залегают глубже 6 м. Растительность - чередование колочных лесов с разнотравно-ковыльными степями. Рельеф – слабо волнистая равнина с выраженным микрорельефом. Почвообразующие породы – рыхлые четвертичные желто-бурые карбонатные, часто засоленные, тяжелые суглинки.

Ведущий процесс почвообразования – черноземный, относится к группе биогенно-аккумулятивных процессов. Основные пахотные почвы ландшафта: чернозем обыкновенный маломощный среднегумусовый тяжелосуглинистый и чернозем обыкновенный солончаковатый маломощный среднегумусовый тяжелосуглинистый. Легкорастворимые соли в таких почвах залегают на глубине 30-80 см.

Морфологический профиль черноземов обыкновенных маломощных среднегумусовых состоит из следующих генетических горизонтов: Апах + АВ + В1 + В2к + Ск; в солончаковатых В1, В2к и Ск имеют легкорастворимые соли. Агроэкологическое состояние анализируемых черноземов пашни удовлетворительное: ППК насыщен Са (75-80 %), имеет повышенное содержание магния (15-25 %); рН нейтральный (7, 0-7, 2) в гумусовых горизонтах, слабощелочной в горизонте В2к (7, 5) и материнской породе Ск в связи с карбонатностью. В солончаковатых черноземах рН 7, 5-8, 0. Запасы валового азота и фосфора средние, калия высокие; водно-физические свойства удовлетворительные.

В связи с высоким уровнем сельскохозяйственного освоения черноземных почв, систематическим отчуждением надземной массы с урожаем сельскохозяйственных культур сокращается объем биологического круговорота веществ, уменьшается поступление свежего органического вещества в почву, что ведет к снижению интенсивности гумусообразования.

Возможны деградационные процессы: снижение биоэнергетических запасов, обесструктуривание, переуплотнение, денитрификация, дефляция, эрозия.

В соответствии с производственными условиями и агроэкологическим состоянием почв предлагается комплекс мероприятий по повышению уровня плодородия и рациональному использованию почв пашни:

- строгое соблюдение зональной технологии обработки маломощных тяжелосуглинистых почв, включающей чередование минимальной и разноглубинной обработки в целях предупреждения образования плужной подошвы и переуплотнения почв;

- оставление стерни высокого среза для снижения скорости ветра, снегозадержания, создание и закрепления почвозащитного слоя, профилактики эрозии и дефляции, обогащения почв органическим веществом;

- введение сидеральных паров и внесение соломы в целях создания положительного баланса гумуса и улучшения структурного состояния почв;

- оптимизация минерального питания сельскохозяйственных культур.

- солончаковатые черноземы не рекомендуется использовать при орошении возможно вторичное засоление почв.

Оценка экологической устойчивости агроландшафта проводится расчетом коэффициента экологической стабилизации ландшафта (КЭСЛ) абиотическим и биотическим методами, которые и определяют направление использования исследуемой территории.

Абиотический метод основан на определении и сопоставлении площадей, занятых различными элементами ландшафта, с учетом их положительного или отрицательного воздействия на окружающую природную среду (формула 1):

n m

КЭСЛ_А=∑ Fст / ∑ Fнст (1)

i=1 i=1

где: Fст – площадь занятая стабильными элементами ландшафта – сельскохозяйственными культурами и растительными сообществами, оказывающими положительное влияние на него (лес, заповедники, заказники, луга, пахотные земли, многолетние культуры и др.);

Fнст – площадь занятая нестабильными элементами ландшафта (пашня, склоны, площади под застройками и дорогами, зарастающие водоемы и т.д.

КЭСЛ_А= (24, 3 + 0, 8 + 140 + 310 + 50 + 2, 7) / (420 + 1, 8 + 1, 9 + 3, 6) = 527, 8 / 427, 3 = 1, 24.

В соответствие с оценочной шкалой оценки агроландшафта по КЭСЛ_А (табл. 2) состояние устойчивости агроландшафта стабильное.

Биотический метод основан на учете неодинакового влияния биотических элементов на стабильность ландшафта. Для оценки необходимо учитывать не только их площади, но и внутренние свойства, а также качественное состояние (формула 2) (влажность биотопа, структуру биомассы, геологическое строение, местоположение и т.д.):

n

КЭСЛ_Б = ∑ fi · Kэз · K_r / F_T (2)

i=1

где: f_i – площадь биотического элемента, га;

Kэз – коэффициент, характеризующий экологическое значение, отдельных биотических компонентов (табл. 1);

K_r - коэффициент геолого-морфологической устойчивости рельефа (табл. 3);

F_T – площадь всей территории ландшафта, га.

КЭСЛ_Б = ((24, 3 · 1, 0)+(0, 8 · 0, 62) + (1, 8 · 0, 79) + (420 · 0, 14) + (140 · 0, 62) + (310 · 0, 68) + (50 · 0, 5) + (1, 9 · 0) + (3, 6 · 0) + (2, 7 · 0, 43)) · 1, 0 / 955, 1 = 408, 779 · 1, 0 / 955, 1 = 0, 43.

В соответствии с оценочной шкалой (табл. 4) экологической стабильности по биотическому методу состояние устойчивости агроландшафта низко стабильное.

Низкие КЭСЛ_А и КЭСЛ_Б указывают на неудовлетворительное состояние ландшафта и необходимость изменения его качественных и количественных характеристик во избежание дальнейшего ухудшения ситуации. Для увеличения КЭСЛ рекомендуется применить следующие мероприятия:

- в связи со стойловым содержанием КРС следует изменить структуру использования пашни, увеличив площади посева многолетних трав на 200 га за счёт пашни;

- увеличить количество лесных посадок созданием системы полезащитных лесных полос на всей территории хозяйства, в том числе и на территории комплекса КРС.

По абиотическому методу КЭСЛ_А увеличится до 3, 20, то есть ландшафт станет высоко стабильным:

КЭСЛ_А = (24, 3 + 0, 8 + 140 + 310 + 250 + 2, 7) / (220 + 1, 8 + 1, 9 + 3, 6) = 727, 8 / 227, 3 = 3, 20.

По биотическому методу КЭСЛ_Б увеличится до 0, 52, то есть ландшафт станет средне стабильным:

КЭСЛ_Б = [(44, 3 · 1, 0) + (0, 8 · 0, 62) + (1, 8 · 0, 79) + (200 · 0, 14) + (140 · 0, 62) + (310 · 0, 68) + (250 · 0, 50) + (1, 9 · 0) + (3, 6 · 0) + (2, 7 · 0, 43)] · 1, 0 / 955, 1 = 497, 979 · 1, 0 / 955, 1 = 0, 52.

Наиболее потенциально опасный объект в данном ландшафте – животноводческий комплекс, негативное влияние которого на окружающую среду следующее:

- выделения в атмосферный воздух загрязняющих веществ (аммиак, сероводород) и микроорганизмов от мест содержания животныхк и от мест хранения навоза;

- загрязнение поверхностных и грунтовых вод: от мест хранения навоза загрязняющими веществами (нитраты, органические соединения) и микроорганизмами;

- загрязнение почвы патогенными микроорганизмами, нитратами.

Мероприятия по охране окружающей среды. Животноводческий комплекс должен иметь санитарно-защитную зону шириной не менее 300 м, в которой должны быть предусмотрены лесные полосы шириной не менее 48 м.

На территории комплекса необходимо создать лесные насаждения отделяющие места содержания животных от мест хранения навоза, разместив так, чтобы была свободная циркуляция воздуха на территории всего комплекса. Для удаления дурно пахнущих газов могут быть применены сухие или мокрые биоскрубберы.

Для предотвращения загрязнения вод и почвы при стойловом содержании скота необходимо разработать технологическую систему утилизации навоза. Например, многоступенчатая очистка с применением гидросмыва. При такой очистке навоз разделяют на две фракции твердую и жидкую. Твердую фракцию размещать в штабелях на бетонированных площадках для предотвращения загрязнения почвы и вод. В виде компостов вносить на сельскохозяйственные угодья. Жидкая фракция для обезвреживания и очистки поступает в установку или на поля фильтрации, очищенные стоки поступают в водоем. Вокруг водоемов должны создаваться защитные лесополосы. С целью охраны почв и подземных вод от загрязнения внесение навоза должно быть строго регламентированно.