Зайдельман Ф.Р. Мелиорация почв

Подождите немного. Документ загружается.

защите почв как среды обитания высших растений, и в частности,

сельскохозяйственных культур. Поэтому всегда при мелиорации

почв вопросы охраны природы необходимо рассматривать в двух

аспектах: во-первых, в связи с эколо!ической зашитой ландшафта

как среды формирования почвенного покрова и местообитания че-'

ловека и, во-вторых, экологическая защита почв как мест обитания

биоты, в частности среды обитания сельскохозяйственных культур.

Этот аспект в последние годы приобрел особо важное значение.

Очевидно, что экологическая защита мелиорируемого ландшафта

и почв связана с выполнением весьма разнообразных конкретных

мероприятий.

В целом с учетом

техноло!

ических вопросов

для

удобства анализа

проблемы экологической зашиты мелиорируемой территории пред-

ставляется целесообразным рассмотреть соответствующие мероприя-

тия в трех взаимообусловленных аспектах: ландшафтном, инженер-

но-мелиоративном (строительном) и почвенном. Такое деление по-

зволяет более четко определить направленность и состав мероприя-

тий по защите окружающей среды от деградации при мелиорации

Мероприятия по эколо1ической защите агро-

ландшафта (схема 7) направлены на охрану как мелиорируемой

территории в границах системы, так и всего ареала влияния систе-

мы,

в том числе и за ее пределами. Это явление может быть весьма

значительным и

затра!

ивать обширные площади за границами ме-

лиоративной системы или

быть

локальным и практически не выхо-

дить за ее пределы. С первой ситуацией можно встретиться в ланд-

шафтах с активным влиянием на почвенный покров грунтовых (ал-

лохтонных) вод, например, в полесьях и в поймах гумидной зоны

или в районах орошения киа СНГ, где возможен быстрый подъем

их уровня при ирригации. Например, в полесьях влияние мелиора-

тивных систем распространяется на расстоянии до 5-10 км от гра-

ниц осушаемою массива в сторону внешнего водосбора. Вместе с

тем это влияние в случае формирования почв на тяжелых, плохо

водопроницаемых суыинках и ыинах (покровных, моренных,

лимно-ьтяциальных и др.) оказываегся весьма локальным, не вы-

ходящим за пределы храниц мелиоративных систем. Однако лока-

льное загрязнение, например в результате массированного выброса

нитратов в грунтовые воды, может вызвать евтрофикацию водото-

ков и водоемов на десятки километров ниже места их образования.

Ландшафтные охранные мероприятия слагаются из ряда со-

ставляющих. Они, во-первых, заключаются в обосновании и реа-

лизации оптимальною соотношения в ландшафте лугов и лесов,

пашен и сенокосов, пастбищ, садов и т

д.

Во-вторых, они предпо-

лагают защиту

геоло!

ической среды, живо!ною и растительного

мира. Такие мероприятия направлены на защиту глубоких юри-

зонтов и вод от загрязнения, создание благоприятных условий для

сохранения целесообразной численности, видового состава и нор-

410

Q-

•JJ

g§

g :

« о

<и

иэьонга 'aoMHHirod

эинэьвнс зоннихвйоя

-эй

хигпетэии

'HOHXIT

-вя 'иэнивя XHHiiXd>i

(•dE и вхншя

1ээк 'пиш ииаон

-сэнл vtttt) aoqaadac

хийгвохэ он<пгаЕхо

ЯОЗШНЕВЯВЕ

эяиоп HoaoiroXdndu

ou я ad iirotfa ooirou

XNHiicdxooirodHdu

(хннюяиж

хш&ЬГ и

DHI;

'яонвдвх

'ИЭЭ01Г mitt) aodobUdoM

ХНН0Э1Г

ХНННОИПВйЛШ

иинэпжвовн

ХШШИЭЭВИ ХНННОИЕ

-odeoflHiodu и ooirou

-ODoir xMHiuniBEoaiiOii

ИИПВйОИ1ГЭ1\

И0ИНВИ1ГЯ OIOlXll

-OdlBE 'ВХфВПИГНВИЭЙЛВ XCtlHIfCdl

а ИИНВаОЕЧМШЭКИЭЕ OJOHHBaOdHD

-1IBUBQ0 ЮГСЭЫиОГОЯС KHllBEHHBjdO

411

мального существования животных и растений. Они строятся

на учете трофического, миграционного (рис. 153) и других факторов,

определяющих жизнедеятельность микрофлоры, беспозвоночных

и позвоночных (земноводных, пресмыкающихся, птиц, млекопитаю-

щих).

Их резервации должны быть организованы с учетом максима-

льного радиуса активности в условиях конкретных местообитаний.

Особое место в системе экологических мероприятий по защите

агроландшафта принадлежит фито- и особенно лесомелиорации.

Интенсивное земледелие создает крупные открытые пространства,

подверженные воздействию водной и ветровой эрозии, с ограни-

ченными экологическими нишами местообитания многих видов

флоры и фауны. Поэтому здесь актуальны мероприятия по созда-

нию лесных полос и куртин; сохранению или воссозданию коридо-

ров миграции животных; организации заказников и охранных зон,

искусственных водоемов различных назначений и

размеров.

Это мо-

гут быть пруды и мелкие водохранилища в искусственных выемках,

балках и оврагах, а также незначительные мелкие водоемы (водные

«глазки») в депрессиях рельефа, необходимые для обитания беспоз-

воночных, пресмыкающихся, рептилий, водоплавающих птиц.

Следует отметить особое значение сохранения и улучшения

состояния естественных привлекательных памятников природы,

украшающих среду обита-

ния человека, нередко яв-

ляющихся местообитания-

ми эндемичных животных.

К ним относятся отдельно

стоящие деревья, крупные

камни и валуны, мелкие

водотоки, родники и клю-

чи,

другие элементы ланд-

шафтной архитектуры.

Наконец, в ландшафт-

ном блоке мероприятий по

экологической защите ме-

лиорируемой территории

особое значение приобре-

тают способы защиты гид-

рографической сети и

фунтовых вод от загрязне-

ния, сокращения их добы-

чи,

изменения состава и

иных негативных явлений.

Все эти мероприятия

создают необходимые усло-

вия для формирования и

сохранения необходимой

300м~**

горностаи

50м^1^

землеройка

200м

1км

лиса

лягушка

150м

^Ш

еж

250м

flj~

Широкий жулан

г—*-

~^f

30/ютистая

абсянка

ласка

150 м

50 м

""itf

жуки

.„^-^V

куница

1км

Рис.

153.

Максимальный радиус активно-

сти некоторых позвоночных

беспозво-

ночных животных лесной зоны (Г. Ланге

К. Лехнер,

1989)

412

экологической обстановки не только для защиты природы, но и

для рационального существования человека в этой среде.

Второй аспект (блок) мероприятий по экологической защите

элементов ландшафта имеет конструктивную направленность. Он

предусматривает систему мероприятий по экологиче-

ской защите инженерно-мелиоративного уровня,

которые реализуются в пределах самой мелиоративной системы

(схема 8). Они направлены на экологизацию конструкций каналов,

коллекторно-дренажной сети, транспортных линий, других специ-

альных гидротехнических сооружений. Так, например, крупным

проводящим каналом на осушительных системах придают меанд-

рирующий характер, воспроизводя особенности русла естествен-

ных водотоков (рис. 2.18). Их крепление осуществляют не сплош-

ным, а решетчатым сборным железобетоном, через который может

легко прорастать травянистая растительность. Такое несложное

мероприятие облегчает миграцию земноводных. В откосах кана-

лов,

а также в теле бетонных сооружений предусматривают устрой-

ство специальных гнезд для рыб. На открытых водотоках часто

формируются искусственные зоны для укоренения и развития

крупностебельной растительности (рогоза, камыша). Последние

играют не только декоративную роль, но и являются местообита-

нием полезных микроорганизмов, простейших, земноводных. Так

острова крупностебельной растительности способствуют, в частно-

сти,

очистке воды от нефтепродуктов. Выполняются другие инже-

нерно-мелиоративные мероприятия, непосредственно связанные со

строительством. Мероприятия этого блока рассмотрены в схеме 9.

Особое значение имеют мероприятия но э к

о л

и ч е

к о й

защите мелиорируемых почв, непосредственного и час-

то единственного объекта мелиорации (см. схему 9). Почвенный

блок мероприятий в настоящее время остается наименее разрабо-

танным. Несомненно, однако, что многие серьезные просчеты, свя-

занные с мелиорацией, имели место именно потому, что не были

известны или не были учтены возможные негативные изменения

почв в результате применения тех или иных конкретных способов

мелиорации. Примеры такого рода достаточно многочисленны.

Негативное влияние мелиорации на почвенный покров особен-

но опасно еще и потому, что почвы

—

не только объект мелиорации

и естественный базис земледелия, но и «непременное условие суще-

ствования для ряда сменяющихся человеческих поколений».

Вместе с тем в результате мелиорации устойчивые почвен-

но-климатические системы оказываются во вторичных, новых, не-

свойственных им термодинамических условиях. В гумидных ланд-

шафтах на смену постоянному или временному анаэробиозу при-

ходит преимущественно окислительный режим, определяющий

трансформацию или интенсивное разрушение гумуса и мине-

рального вещества почвы. Интенсифицируется действие деградаци-

413

еа

О.

Г"

•

ЕС

еа

Е и О

я ё

flodgog кинэтаэои «11*

ННИЭО

'НЯИ

HKKL'DOdBC

ИЙОН ЮПшЬИК IJOHhOClU

-OQBITD OOBdl BHtlBCHlIBjdO

(ndtfHH иипвйнш цоннодояэ кйг) иикчьэй

-odBio

оэ

яотенвх

XHHiiXdx

ээвйь эинэниЯэоэ

gnd кит Нсэш

XBirBH

-EM

xnlnKHoeodii

ЭИНВНЕОЭ

(•dir

втгшвя 'Exmuoodi 'Btojod)

яокифойиш хиниХйм киншгээои

ID3W ноитзнвх airoXd

oaiojjodio^

ХННИОЯОНИЭЕ

иипвйдии ионЯодояэ

яохгвнвх

хвэояхо

вн

вяойяои ojoioMHKHBdi шонгаоию

кинвтеоэ

втг

iraoodgEH ионнэивн

ига

шшд

хш

-Bhianiad яоганвм KmiaimadM км? эинваоЕчиоизц

яомоюше хиннэяхээхээ

WBiraXd олоннэяюиояэ

'вйэивйвх оаэтаЛйиййтеэи

яоьтавя HBOOBdi aHHEimdo

414

онных факторов зонального почвообразования, приводящих к вы-

носу в дренажный сток щелочноземельных и трехвалентных метал-

лов,

тонких фракций мелкозема, растворимых органических и ор-

ганоминеральных соединений, т.е. не только элементов питания,

но и естественных клеев почвенной структуры. Наряду с этим в неко-

торых дренированных почвах возможна активизация процесса акку-

муляции извести и оксидов железа, вызывающих цементацию поч-

венного профиля, а иногда и токсикацию корневых систем растений.

Мелиорируемые почвы прежде всего и в наибольшей степени

подвергаются трансформации под влиянием антропогенного воз-

действия. Поэтому вопрос об экологической защите мелиорируе-

мых почв, несомненно, один из наиболее приоритетных вопросов

охраны природной среды и мест обитания человека. При рассмот-

рении вопроса об экологической защите мелиорируемых почв име-

ется в виду прежде всего анализ их свойств и режимов как сре-

ды обитания сельскохозяйственных растений в системе почва-

агрокультура. Эта задача может быть успешно решена только в том

случае, если, во-первых, будут раскрыты эколого-гидрологические

особенности почв в естественном состоянии и их изменения после

мелиорации и, во-вторых, будут установлены негативные послед-

ствия применения конкретных способов мелиорации на поч-

венный покров мелиорируемых территорий. Поэтому на первом

этапе должна быть установлена эколого-гидрологическая и эколо-

го-экономическая целесообразность мелиорации. На основе аль-

тернативных проработок следует оценить варианты, при которых

допускается использование почв в естественном (т.е. немелиори-

рованном) состоянии или на фоне оптимизации их свойств и ре-

жимов в результате мелиоративных мероприятий.

последнем слу-

чае предусматривают мероприятия по экологической защите почв.

Успешное решение этой задачи возможно только в том случае,

если она рассматривается применительно к совершенно конкрет-

ным способам мелиорации, реализуемым на фоне определенных

генетических групп почв. В этом случае, очевидно, не может быть

общих оценок. Рекомендации по экологической защите почв сле-

дует жестко увязать не вообще с мелиорацией, а с конкретными

способами ее реализации в условиях определенной системы земле-

пользования, в строго определенной региональной почвенно-гене-

тической и климатической обстановке. К сожалению, этому обсто-

ятельству до последнего времени не уделяется необходимое внима-

ние.

В результате наиболее грубые просчеты, связанные с мелиора-

тивным вмешательством, в последние десятилетия были обуслов-

лены главным образом недостаточно глубоким пониманием влия-

ния на природную среду конкретных способов мелиорации. Пояс-

ним это положение несколькими актуальными примерами. Так, в

60-х годах из-за широкого применения глубокого самотечного осу-

шения произошла быстрая сработка торфяных почв, и на дневную

415

Схема 9

МЕРОПРИЯТИЯ ПО ЭКОЛ01 ИЧЕСКОЙ

ЗАЩИТЕ МЕЛИОРИРУЕМЫХ ПОЧВ

(почленный блок)

я й

г, 5 S

s а о

2 £ й-

« я 5

£• - Ё |

s«5

Н.

:£*

У Е

3 = 5

из

н з: 5

О 3 5

II-

з8

5 «г

= 3

ss»E

- н S С

| a s s

- ° 5 S

= 5 s a

5 о

38 а

я к

s s

и о £ S

я о £ и

J !• t о

э S 5 =

&= р.я

2 'j t

?.» ОС

- Г й с

У О CJ Е

(С ё ? 5

поверхность вышли бесплодные кварцевые оглеенные пески, мер-

гели и луговая известь. Значительные средства были инвестирова-

ны без какого-либо эффекта в ирригацию гажевых (высокогипсо-

носных) почв Центральноазиатского региона.

В 70-х-80-х годах при осушении тяжелых слабоводопроницае-

мых заболоченных почв закрытый дренаж во влажные годы почти

повсеместно оказывался недостаточно эффективным только пото-

му, что в пределах Русской платформы не применялись про-

стые, но абсолютно необходимые агромелиоративные мероприя-

тия по организации и ускорению поверхностного и внутрипочвен-

ного стоков, по раскрытию западин, отводу избыточных вод с

помощью шлюкеров и траншейных фильтров. Было забыто важ-

нейшее правило о необходимой комплексности гидротехнических,

агромелиоративных и агрономических мероприятий, состав кото-

рых определяется конкретными почвенно-генетическими условия-

ми (схемы 10, 11). Как следует из этих схем, состав мероприятий

варьирует весьма существенно. Неоднозначное действие одного и

того же способа мелиорации в различных почвенно-генетических

условиях можно иллюстрировать на примере стабильности крото-

вых дрен в минеральных почвах глинистого состава. Так, земляные

дрены, как правило, стабильны только в структурных почвах, но

они быстро оплывают в бесструктурных подзолистых и болот-

но-подзолистых почвах (см. рис. 124).

Различно действие бестраншейного пластмассового дренажа,

других гидротехнических приемов мелиорации.

416

Схема 10

МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОСУШЕНИЮ ТЯЖЕЛЫХ АГРЕГИРОВАННЫХ

ИЛИ ЬЕССТРУКГУРНЫХ ЛЕГКИХ ПОЧВ*

[ идротсхничсскис

Агромелиоративные

Агрономические

Закрытый дренаж,

каналы

Планировка

поверхности

Защита почв от

уплотнения

* Почвы на ночвообразующих породах

1 —

мощный и среднемощный двучлен (песок, су-

песь 0,6 м на моренных

других суглинках и шинах); 2

—

пески, супеси флювиогляциальные и

озерно-ледниковые; 3

—

пески, супеси моренные; 4 — глинистый агрегированный аллювий.

Кф > 0,3 м/сут.

Весьма ограниченны современные представления об эффек-

тивности агромелиоративных мероприятий — приемов, определя-

ющих в конечном итоге работу мелиоративной системы в целом.

Так, глубокое мелиоративное рыхление

—

способ, определяющий

благоприятные изменения физических свойств почв, — в опреде-

ленных условиях может оказаться причиной их вторичного забола-

чивания, глееобразования и деградации. Это происходит в тех

случаях, когда глубокое мелиоративное рыхление выполняют на

недренированных гидроморфных почвах. В результате глубокое

рыхление оказывается малоэффективным в гидрологическом или

опасным в экологическом отношениях (см. табл. 48). Наконец, это

мероприятие может усилить действие зонального процесса почво-

образования — подзолообразования и вызвать опасную интенси-

фикацию элювиальных явлений в мелиорированных почвах.

При рассмотрении особенностей экологической защиты мелио-

рируемых почв следует особо остановиться на вопросах целесо-

образного применения агрономических мероприятий на мелиори-

руемых почвах. Практически полное устранение травопольных се-

вооборотов и внедрение монокультур (особенно пропашных) по-

служили причиной почти повсеместной деградации минеральных

и особенно торфяных почв. Последней способствовало широкое

применение тяжелой колесной техники с высоким удельным дав-

лением на почву. Следствием этого явилось переуплотнение под-

пахотных горизонтов, перераспределение поверхностного стока,

работа дренажа в нерасчетном, излишне напряженном водном ре-

жиме, переувлажнение части дренированной территории, другие

опасные явления.

Особый интерес представляет вопрос о создании целесообраз-

ных в эколого-гидрологическом отношении систем обработки ме-

лиорированных почв. В частности, зяблевая пахота на тяжелых

осушенных почвах вызывает в пределах европейской части России

29 - 2099

417

Схема 11

МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОСУШЕНИЮ ТЯЖЕЛЫХ ЭЛЮВИАЛЬНО-

ИЛЛЮВИАЛЬНЫХ БЕССТРУКТУРНЫХ ПОЧВ*

Гидротехнические

я с

Ц о

__|

о. я я

г- О. Я

я 5

Агромелиоративные

а 5

О Я о

Агрономические

Я с

О С"

_£Г

|И1

ssa

со Я

о а

Я О

ЁЯ

го

Планировка

поверхности,

профилиро-

вание

Грядованис,

гребневание,

узкозагонная

пахота

Кротование

или глубокое

рыхление

* Почвы на иочвообразующих

породах:

1 —

покровные лёссовидные глины; 2

—

море-

нные тяжелые суглинки и глины; 3

—

озерно-ледниковые суглинки (средние и тяжелые).

Кф< 0,05 м/сут.

известное переувлажнение пахотного горизонта и нарушение агро-

номических сроков их обработки. Переход на весеннюю вспашку в

этом случае оказывается вполне оправданным. Однако на Дальнем

Востоке в условиях муссонного климата весенний и ранневесен-

ний периоды весьма засушливы, и здесь, напротив, зябь оказывает-

ся весьма полезным агроэкологическим мероприятием. Примеры

такого рода могут быть существенно дополнены и расширены. Из-

ложенные данные, однако, показывают, что только на основе тако-

го триединого (ландшафтного, гидротехнического, почвенного)

подхода в составе проекта может быть разработан рациональный

комплекс мероприятий по экологической защите мелиорируемых

почв и ландшафтов от деградации.

В заключение следует обратить внимание на то, что три рас-

смотренных уровня экологической защиты почв и природы гумид-

ных ландшафтов актуальны и при проектировании современных

мелиоративных систем в степных и аридных регионах, хотя состав

некоторых природозащитных мероприятий, очевидно, может ока-

заться иным. В этих условиях, так же как и в гумидных ландшаф-

тах, особого внимания заслуживает анализ тех изменений почв, ко-

торые происходят при применении конкретных способов мелиора-

ции в реальных почвенно-генетических условиях.

ПОЧВЫ КАК ОБЪЕКТ МЕЛИОРАЦИИ

И ПОЧВОВЕДЕНИЕ КАК ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ

ОСНОВА ЕЕ ТЕОРИИ И ПРАКТИКИ

(заключение)

В завершении рассмотрения этого курса необходимо подчерк-

нуть,

что вся сумма изложенных сведений дает представление о

современных гидротехнических, агромелиоративных, химических,

тепловых, культуртехнических, биологических и других способах

мелиорации почв, созданных человечеством на протяжении

ты-

сяч лет развития земледелия на планете. Опираясь на эти знания,

почвовед в своей работе может выбрать те инженерные и иные спо-

собы мелиорации, которые окажутся наиболее целесообразными и

необходимыми в конкретных природных условиях. Однако в этом

курсе присутствует и второй план информации, не менее важный и

особенно значимый не только для почвоведа, но и для любого дру-

гого специалиста, применяющего мелиоративные мероприятия для

оптимизации свойств и режимов почв.

Мелиорацию почв наряду с агрономией, агрохимией, растение-

водством, экологией и другими дисциплинами следует рассматри-

вать как одну из непременных составных частей землепользования

и земледелия, направленных на оптимизацию свойств и режимов

верхних слоев рыхлых отложений. В этой связи следует признать,

что если мелиорация создает благоприятные условия для развития

растений в свите поверхностных рыхлых отложений общей мощно-

стью

1,5-2,0

м, то задачи, поставленные перед ней, обычно оказы-

ваются выполненными. Именно поэтому почвы следует рассмат-

ривать как непосредственный, а в гумидных ландшафтах — как

единственный объект мелиорации. Из этого следует, что чем пол-

нее раскрыты особенности генезиса почв, их свойства и эволюция

в естественном состоянии и после мелиорации, тем успешнее будут

решены задачи земледелия и тем эффективнее окажутся мелио-

ративные мероприятия. Поэтому в третьем издании учебника «Ме-

лиорация почв» особое место, существенно большее, чем в преды-

дущих изданиях, уделено оценке почв как непосредственного объ-

екта мелиорации. Возможно, в частности, что эта особенность от-

личает его от других учебников для вузов с близкими названиями,

но несколько другим содержанием.

Исходя из признания того очевидного факта, что почвы следу-

ет рассматривать как основной объект любых мелиорации для це-

лей земледелия и лесного хозяйства, представлялось необходимым

29-

419