Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Сочетание природных и антропогенных нагрузок на земельные и водные ресурсы. Их значение в системе СМК. Снижение их влияния на агроландшафты.
|
|
Хозяйственная деятельность АПК, получение конкурентоспособной сельскохозяйственной продукции, ее переработка и утилизация продуктов отхода, влияет на устойчивое развитие агроландшафтов. При возделывании с/х культур и переходе от традиционных к современным адаптированным технологиям возникает потребность в мелиорации земель. В Краснодарском крае в результате хоз. деятельности около 30 % с/х угодий находятся в состоянии подтопления и переувлажнения, из севооборота ежегодно выводится около 200 тыс. га пахотных земель. Изменение водного и теплового режимов территорий увязывается с глобальным потеплением климата на планете. На Кубани произошло перераспределение среднегодовой суммы осадков: большая часть стала выпадать в осенне-зимний период, когда испаряемость с поверхности территории уменьшается, а поверхностный и подземный сток увеличивается. В летний период наблюдается иссушение почвогрунтов из-за повышения солнечной радиации, понижения уровня грунтовых вод. Ресурсные изменения агроландшафта и водных объектов можно рассматривать, как постепенное преобразование климатического ресурса.
На состояние АРП агроландшафтов и водных объектов оказывает влияние не только подтопление и иссушение, но и загрязнение производственными сточными водами различных предприятий агропромышленного комплекса, обмеление степных рек, что приводит к деградации территорий. Можно установить три основных вида деградации ресурсов от деятельности АПК:
1) деградация агроландшафтов от избытка влаги в почве в осенне-зимний период и иссушения почвы в вегетационный период при выращивании сельско-хозяйственных культур.
2) деградация агроландшафтов и водных объектов от загрязнений сточными водами перерабатывающих предприятий агропромышленного комплекса.
3) деградация степных рек от обмеления русел, которое связано с водной и воздушной эрозией прибрежных ландшафтов, хозяйственной деятельностью, нерациональным использованием водных ресурсов, несогласованностью участников водохозяйственного комплекса.
Повлиять на климатические ресурсы для сохранения земельных и водных ресурсов практически невозможно. Поэтому охрана земель и водных объектов для повышения ресурсного потенциала должна выполняться в системе управления СМК.
Проблему загрязнений можно решить за счет разработки и внедрения эффективных адаптированных технологий утилизации производственных сточных вод заводов по переработке сырья и животноводства.
Решение региональной проблемы восстановления водности южных степных рек производится путем расчистки рек позволит эффективно развивать орошение на плодородных землях, восстановить рыбоводство, обеспечить воспроизводство рыбных ресурсов территорий.
Для охраны агроресурсного потенциала, восстановления деградированных от подтопления, переувлажнения и загрязнений агроландшафтов отходами продуктов переработки сельскохозяйственной продукции необходима разработка адаптированных земельно-охранных систем (АЗОС).
22. Земледельческие поля орошения (ЗПО) – специализированные мелиоративные системы, предназначенные для использования подготовленных сточных вод на орошение и удобрение земель и для осуществления естественной биологической их доочистки.
В состав структуры СМК входят адаптированные земельно-охранные системы (АЗОС), которые обеспечивают охрану земельных и водных ресурсов от техногенных загрязнений. АЗОС применяются для охраны агроландшафтов от подтопления и переувлажнения в бассейнах рек, где сосредоточены плодородные земли.
На ЗПО осуществляют орошение технических и кормовых культур очищенными сточными водами. Эффективность утилизации полностью зависит от качества сбросных производственных стоков. Поэтому для очистки производственных сточных вод надо разрабатывать новые эффективные локальные очистные
сооружения. Сооружения должны быть адаптированными к производственной мощности предприятий, простыми в эксплуатации, не загрязнять окружающую среду. Очищенные производственные стоки можно применять для различных целей: обводнения территорий, орошения для производства кормов, оборотного водоснабжения.
Для повышения АРП техногенных агроландшафтов гидромелиоративные мероприятия должны выполняться в комплексе с мероприятиями по охране сельскохозяйственных земель от деградаций, к которым относятся:
–– разработка и внедрение адаптированных инновационных технологий по утилизации очищенных СВ на земледельческих полях орошения;
––применение современной дождевальной техники с низкой интенсивностью дождя для сохранения плодородия почвы;
–– разработка и внедрение эффективных и инновационных ЛКОС на предприятиях АПК для подготовки СВ к полной утилизации на ЗПО;
––мелиоративные севообороты ЗПО;
–– разработка эффективных способов транспортировки очищенных СВ для утилизации на ЗПО.
Следовательно, охрана сельскохозяйственных земель содержит комплексный подход — это гидромелиорация техногенных агроландшафтов и мероприятия по охране агроландшафтов от техногенных загрязнений.
13. Показатели рисков, как необходимость при управлении ресурсами. Интегральный показатель рисков. Его сущность. Пример управления рисками при осушении земель, критический индикатор рисков.
Исходное состояние агроландшафта можно оценить с учетом показателей по пахотному (корнеобитаемому) горизонту почвы. Риски выстраиваются по ранжиру, каждому риску присваивается номер. Под действием антропогенных факторов происходит изменение УГВ, рН, макроэлементов, гумуса, солевого и водно-воздушного режима и др., все эти изменения в почве агроландшафта — локальные риски, а выстроенные по ранжиру риски — это внутрисистемный риск. Оценка риска выполняется безразмерными индикаторами. Безразмерный индикатор каждого показателя имеет ограничения по рискам. Мелиоративное состояние почвы агроландшафта при оценке «хорошо» определяется индикатором риска — 1, «удовлетворительно» — 2, «неудовлетворительно» — 3 и «деградация» — 4. Следовательно, для каждого показателя установлен числовой индикатор, который изменяется от 1 до 4. При восьми показателях рисков эталонным интегральным индикатором агроландшафта является суммарный индикатор 8, при этом все учтенные эталонные индикаторы будут равны 1. Для рисков безопасности агроландшафта разработана интегральная «шкала безопасности рисков», которая представлена на рисунке 3. По шкале (рисунок 1) приняты оценки рисков агроландшафта.
Рисунок 1— Интегральная «шкала безопасности рисков» для принятия решений по управлению мелиоративнымсостоянием почв. Используя количественные значения показателей, разработана система экологической безопасности агроландшафтов по рискам.
| № риск | Система рисков, оказывающих влияние на агроресурсный потенциал агроландшафта | Значение рисков | Индикатор риска |
| Уровень грунтовых вод, м | > 3, 0 3, 0–1, 5 1, 5–1, 0 < 1, 0 | ||
| Кислотно-щелочной баланс (рН) | 7, 0 5, 5–7, 0 7, 0–7, 5 < 5, 5 > 7, 5 | ||
| Гумус, % | 6, 0–7, 0 5, 0–6, 0 4, 0–5, 0 < 4, 0 | ||
| Обеспеченность гидролизуемым азотом, мг/100 г | > 5 5–4 4–3 3–2 | ||
| Обеспеченность подвижным фосфором, мг/100 г | > 3 3–2 2–1 < 1 | ||
| Обеспеченность подвижным калием, мг/100 г | > 30 20–30 10–20 5–10 | ||
| Незасоленные почвы, % Слабая степень засоления, % Средняя степень засоления, % Сильная степень засоления, % | Менее 0, 15 0, 15–0, 30 0, 30–0, 40 0, 40–0, 60 | ||
| Содержание почвенных агрегатов 0, 25–10 мм, % | Больше 75 75–50 50–30 Менее 30 |
Примечание. Оценки экспертизы (мониторинг) МСП почвы по индикаторам риска: 1 — хорошо; 2 — удовлетворительно; 3 — неудовлетворительно; 4 — деградация почв. Методика позволяет по ограничению показателей планировать внутрисистемные риски возделывания сельскохозяйственных культур, разрабатывать комплексы мероприятий для восстановления АРП путем управления рисками. Для оценки рисков разработана модель рисков. Она представлена в безразмерной интегральной форме и показывает общее состояние системы:
I= 
< Iкр где: I — интегральный индикатор рисков (модель риска);
Iкр, — критический индикатор риска;
Ii — безразмерный индикатор i риска системы;
n — количество индикаторов, которые оказывают существенное влияние на систему.
Интегральный индикатор ограничения риска по шкале от «8» до «16» принимает оценку «хорошо». Следовательно, индикатор риска должен быть в диапазоне 1, 0 < IРИСК ≤ 2, 0. При IРИСК > 2, 0 система переходит в неустойчивое состояние. Интегральный индикатор рисков IАРП для «эталонного» состояния агроландшафта равен «1». Пример управления: вод позволяет:
–– разработать количественные значения показателей мелиоративного состояния почв, подверженных подтоплению и переувлажнению, для оценки экологической безопасности агроландшафтов; –– разработать компьютерную модель, в основе которой лежит количественная оценка МСП, для проведения мероприятий с помощью адаптивных технологических комплексов, направленных на повышение урожайности сельскохозяйственных культур и АРП агроландшафта; –– обосновать комплекс необходимых минимальных энергозатрат (введенных ограничений по энергетическим, финансовым и трудовым ресурсам), необходимых для выполнения мероприятий, направленных на повышение МСП с учетом различных почвенных условий и введенных ограничений по выбору схем отвода избыточных вод и адаптивного подбора мелиоративной техники для их реализации.
15. Траносформация водных ресурсов под дейстрием антропогенной нагрузки. Контроль изменения ресурсов. Разратотка мероприятий по снижению негативного влияния антропогенной нагрузки на земельные ресурсы.
Проблема антропогенной нагрузки на почву, как говорилось ранее, на сегодняшний день является весьма актуальной. Одним из аспектов антропогенной нагрузки на почву является интенсивная сельскохозяйственная деятельность. Рассмотрим примеры влияния сельскохозяйственной деятельности на почву. Можно выделить несколько аспектов влияния сельскохозяйственной деятельности на почву:
- Влияние вследствие уплотнения сельскохозяйственной техникой
- Разрушение структуры вследствие применения различных способов вспашки и культивации
- Уплотнение почв вследствие выпаса скота
- Влияние поливов на водный режим, соотношение водной и газовой фаз почвы, на уровень грунтовых вод, засоление и т.д.
- Влияние удобрений и д.р. веществ, применяемых в сельском хозяйстве, на химический состав, структуру, состав почвенной биоты.
- внесение удобрений, применение пестицидов
Все эти виды деятельности оказывают отрицательное влияние на качество земельных ресурсов как главного средства сельскохозяйственного производства. Современное сельское хозяйство немыслимо без механизации. Однако при использовании современной техники на полях происходит уплотнение почвы на всю глубину почвенного профиля, что в итоге приводит к снижению урожайности и качества продукции.
Проводящаяся нарастающими темпами химизация сельского хозяйства также занимает далеко не последнее место в ряду антропогенных факторов, воздействующих на почвы и на природную среду в целом. В результате интенсивного использования удобрений, в природной среде рассеивается ряд химически активных элементов, что приводит к нежелательным химическим реакциям, увеличению масштабов образования вредных веществ, их смыву и попаданию в водоемы
Почвозащитные мероприятия на сельскохозяйственных землях.
Система почвозащитных мероприятий базируется на совокупности агротехнических, агрохимических, агрофизических и специальных действий на основе проектов внутрихозяйственного землеустройства с противоэрозионной организацией территории.
Агротехнические приемы являются ведущими в комплексе почвозащитных мероприятий. К ним относятся создание почвозащитных севооборотов, поясное размещение культур, буферных полос, гребневых террас, промежуточных и совмещенных посевов, кулис, мульчирование, противоэрозионная обработка почв и т.д.
Агрохимические приемы в первую очередь предусматривают, особенно на склоновых и эродированных землях, увеличение норм внесения всех видов органических, некоторых минеральных (азотных, фосфорных, калийных), а также бактериальных удобрений, мелиорирующих добавок и микроудобрений. Установлено, что эффективность использования всех этих веществ на смытых почвах выше, чем на несмытых (Таблица 3).
Действенный агрохимический прием увеличения плодородия эродированных почв и защиты их от эрозии, особенно на смытых почвах, – возделывание на них культур на зеленое удобрение. В разных зонтах России для этого используют однолетний и многолетний люпин, люцерну, клевер), кормовые бобы, горчицу белую, вику и др. Эффект достигается три запашке зеленой массы, когда повышается водопроницаемость и влагоемкость почв, усиливаются микробиологические процессы, улучшаются агрофизические свойства земель.
Агрофизические приемы ориентированы прежде всего на обработку почвы полимерами – структурообразователями типа полиакриламида и полимерных пен. Содержание водопрочных агрегатов увеличивается таким образом в 5–6 раз. В состав пен могут включаться простые и сложные удобрения. Используют также химические препараты, создающие на поверхности почвы пленки, защищающие ее от сдувания. В этом качестве применяют битумные эмульсии, синтетические латексы, отходы нефтяной, целлюлозно-бумажной и других отраслей промышленности.
Специальные приемы практикуют для задержания снега и регулирования снеготаяния. К ним в первую очередь относятся валкование и полосные прикатывание и зачернение снега; задержание его с помощью кулис, щитов и др. Задачи задержания и регулирования поверхностного стока талых и ливневых вод, снижения эрозии почв решают также мелиоративные мероприятия. Они предусматривают оптимизацию влажности земель путем их осушения и увлажнения (гидромелиорация), создание защитных лесных насаждений (гидролесомелиорация) и пр.
Определенную специфику имеют также мероприятия, препятствующие деградации степных пастбищ и способствующие их восстановлению. К ним относятся: ограничение и запрещение ранневесеннего выпаса скота за счет создания дополнительных запасов кормов; при предельных нагрузках исключение одновременного использования пастбищ различными видами скота; запрещение длительного выпаса на одном и том же месте; ускоренное восстановление травостоя за счет подсева трав, рыхления почв в сочетании с полным прекращением выпаса.
16. Трансформация водных объектов под действием антропогенной нагрузки. Разработка мероприятий по снижению негативного влияния антропогенной нагрузки на водные ресурсы.
Развитие промышленности и необходимость орошения земель, растущие потребности в чистой питьевой воде привели к экологическим проблемам. Среди них главными являются: истощение запасов и понижение уровня воды в поверхностных водоемах; изменение качества вод, вызванное загрязнением промышленными и сельскохозяйственными стоками, нефтепродуктами, тяжелыми металлами и радиоактивными соединениями; термическое загрязнение и радионуклидное заражение водоемов; изменение режима рек и масштабов эрозионно-аккумулятивной деятельности; сейсмическая активность искусственных водоемов; истощение биологической продуктивности водоемов; изменение уровня подземных вод, истощение их запасов и ухудшение качества.
Истощение запасов поверхностных и подземных вод. Этот процесс сопровождается обмелением водоемов и водотоков и понижением уровня подземных вод. Он определяется двумя факторами. Во-первых, это ежегодные безвозвратные потери воды в процессе использования ее в хозяйственных нуждах. В зависимости от качества повторной очистки и существующих систем оборотного использования они составляют до 25 % ежегодного технологического расхода воды. Вторым фактором, существенно влияющим на истощение запасов воды, является создание как отдельных водохранилищ, так и каскадов водохранилищ, в том числе в аридных областях, которые должны были решить определенные экономические задачи. В частности, с их помощью решаются проблемы водоснабжения населения прилегающих районов, орошения, снижения опасности наводнений и подтопления территорий, улучшения условий судоходства, рыболовства, рыбовоспроизводства и создания рекреационных зон.
Вместе с тем водохранилища оказались объектами безвозвратных потерь не только поверхностных, но и подземных вод суши, которые происходят за счет усилившегося испарения с поверхности. Особенно сильно тенденция к сокращению запасов воды стала проявляться после начавшегося потепления климата.
Безвозвратные потери поверхностных вод стимулировали развитие некоторых региональных катастроф и среди них — катастрофа Аральского моря, уровень воды в котором в связи со снижением общего количества поверхностного стока рек Амударьи и Сырдарьи, расходуемого на орошение, стал снижаться. Другой пример подобного рода — строительство в верховьях р. Или в конце 60-х годов XX в. Капчагайского водохранилища недалеко от г. Алма-Аты. Это привело к резкому снижению уровня озера Балхаш и к почти полной утрате его экономического значения. В настоящее время наблюдается обмеление многих рек, в том числе снижение уровня воды не только в системе каскада Волжских водохранилищ, но и в крупнейших водохранилищах Сибири и Дальнего Востока.
Для решения данных проблем можно предложить следующие мероприятия по снижению внешней нагрузке и охране водного объекта:
- Реконструкция и запуск очистных сооружений (отстойников),
- Организация и проведение мониторинга водного объекта в соответствии с ГОСТом [5],
- Создание баз данных и геоинформационной системы по водным ресурсам, изучаемой территории, являющейся инструментом обработки и анализа пространственно-координированной информации.
- Выбор соответствующих нормативов и критериев оценки экологического состояния водоема.
- Определение параметров различных типов водопользования на основе существующего законодательства, с учетом возможных затрат на проведение восстановительных работ.
Оценка пригодности конкретного водоема для различных видов водопользования, выполняющаяся путем сравнения его характеристик с требованиями номативов. В случае положительной оценки выполняются оптимизационные расчеты с целью выбора вариантов многоцеелевого водопользования. В случае отрицательной оценки выбираются пути восстановления водоема, а затем проводятся оптимизационные расчеты с учетом затрат на восстановление водоема.
Таким образом, обеспечение экологической безопасности заключаются в выборе различных признаков, определяющих пригодность водоемов к различным видам водопользования. Должен быть разработан список признаков, характеризующих пригодность водоемов к основным видам водопользования (питьевое, производственно-техническое и сельскохозяйственное водоснабжение, орошение, рекреация, коммерческое и любительское рыболовство, а также водный транспорт). В указанный список должны быть включены общие, гидрохимические, санитарно-гигиенические, гидробиологические, морфометрические и литологические признаки. Сюда входят и блокирующие признаки, запрещающие водопользование: сброс сточных вод, наличие в окрестностях промышленных зон, свалок, высокий уровень загрязнения почв и др.