Растительный покров служит индикатором уровня промышленного загрязнения, засоления почв, перегрузки пастбищ. Смена одних растительных ассоциаций другими, изменение видового состава растительности, исчезновение каких-то преобладающих видов растительности свидетельствуют об изменении ландшафтно-геохимических условий.
Изучение растительного покрова ведется обычно параллельно с изучением почв. В условиях Южного Урала особо злободневной является оценка состояния лесов и пастбищ в степной и лесостепной зонах.
Изучение состояния почвенного покрова
Изучение почвенного покрова обычно проводится одновременно с изучением травянистой растительности. Почвенный покров, в основном, изучается с целью определения уровня плодородия почвы (почвенный мониторинг). Эти исследования, как правило, проводятся специализированными предприятиями. При этом определяется содержание гумуса в почве, содержание фосфора, калия, азота, рН водной вытяжки (показатель кислотности-щелочности почв), засоленность. Изучается механический состав почв и их структура, уровень проявления эрозии.
Эколого-геохимические исследования почв направлены на выявление уровня загрязнения почв тяжелыми металлами и другими токсикантами. Эта задача особо актуальна для территорий городов, поселков, на которых расположены предприятия черной и цветной металлургии, энергетики, химии.
Опробование проводится в основном на территории жилых кварталов (селитебная зона) по определенной сетке, которая может определяться длиной квартала, его формой. Расстояние между точками отбора проб 300—500 м и более. Опробование ведется на основе детальных планов населенного пункта или аэрофотоснимков. Наиболее удобный масштаб 1:10000 — 1:15000. Каждая проба точно выносится на карту, аэрофотоснимок.
|
|
Все пробы почвы отбираются конвертом, то есть на поверхности рисуется "мысленно" квадрат 5x5 м, с каждого угла которого и из центра отбирается 70—100 г почвы с поверхности до глубины 0,0—0,15 м. Все отобранные пробы (5) тщательно перемешиваются и делятся на четыре части (квартуются). Одна четверть заворачивается в плотную бумагу или засыпается в мешочек и подписывается (Проба №...). Номер пробы наносится на план в точке отбора.
При отборе геохимических почвенных проб ведется журнал, куда записываются основные данные опробования:
—дата отбора;
—место отбора (улица, площадь, роща);
—глубина отбора;
—характеристика почвы.
В сельской местности геохимическое опробование почв проводится вдоль основных магистралей (железных и шоссейных дорог, нефтепроводов) или на участках, подверженных влиянию газово-дымовых шлейфов промышленных предприятий. Этим же методом можно определить степень загрязнения территории вокруг нефтебаз, складов пестицидов, удобрений, свалок промышленных и бытовых отходов.
Важно правильно определиться с количеством проб, их распределением на местности. При этом нужно учесть основные направления ветра, преобладающее направление стока поверхностных вод, направления и углы наклона рельефа.
Ухудшение плодородия
Плодородие почв определяется, прежде всего, содержанием в них гумуса, гуминовых кислот. Вследствие их выноса и перерождения разрушается структура почвы, уменьшается ее водопроницаемость и влагоемкость.
|
|
В области известны малогумусные (менее 6%), среднегумусные (6— 9%) и тучные (более 9%) почвы. Богатых гумусом почв очень мало. За последние 20—25 лет содержание гумуса в почвах области уменьшилось в среднем на 0,2—0,7%. Наибольшие его потери отмечены в черноземных почвах и солонцах; наименьшие — в серых лесных почвах. В Аргаяшском районе они составили, например, 0,002% (за период 1964—1984 гг.). За то же время черноземы в Брединском, Нагайбакском и Чебаркульском районах потеряли до 0,6%, а в Троицком районе — более 1%. В среднем за год черноземная пашня теряет от 0,15— 0,20 до 1,0— 1,2т/га гумуса.
Химическими элементами, более всего влияющими на плодородие почвы, являются фосфор, калий и азот. Почвы области характеризуются низким содержанием подвижного фосфора (фосфор, способный усваиваться растениями). В западных районах (Саткинском, Кусинском, Катав-Ивановском) почвы, малообеспеченные фосфором, составляют 40—72%, в лесостепных северных районах таких почв уже больше половины, а в степной зоне "малофосфорные" земли явно преобладают.
Обеспеченность почв обменным калием считается достаточной. По-видимому, большую роль в этом играют граниты, в состав которых входят калийсодержащие минералы. Эти породы широко встречаются в центральной части области, в лесостепной и степной зонах. Для лесостепной зоны установлено высокое и очень высокое содержание обменного калия в почве. В степной зоне этот показатель достигает 85—100 %.
Обеспеченность почвы азотом находится на таком же уровне, как и фосфором. Почвы области плохо обеспечены этим важнейшим элементом питания, что резко снижает урожайность всех культур.
|
|
Вывод прост — для обеспечения плодородия почвы нужны удобрения, которые должны восполнять содержание химических элементов, которых недостает.
Известно, что для большинства культивируемых растений нужны, кроме всего прочего, "нейтральные" почвы, не кислые и не щелочные, т.е. такие, где рН находится в пределах 6,5—7,5 (рН — соотношение ионов Н и ОН). Среди почв области увеличивается количество кислых, где рН равен 4,5—5,5. Отчасти это явление объясняется "кислотными" дождями (выбрасываемые в атмосферу сернистые газы, соединяясь с атмосферной влагой, дают слабый раствор H2SO4, выпадающий с дождями и снегом на землю). Особенно много кислых почв на западе области, а также в районах, расположенных вблизи промышленных центров: Аргаяшском, Еткульском, Сосновском, Каслинском и других. Необходимо оговориться, что есть и естественные кислые почвы. Сильно кислая среда (так же, как и сильно щелочная) угнетающе действует на растения и фауну почв. Кроме того, кислая среда способствует повышенному растворению некоторых тяжелых металлов. Увеличение площадей "кислых" почв является отрицательным явлением. Бороться с ним необходимо известкованием, то есть внесением определенного количества извести на каждый гектар земли.
Дефляция и эрозия почв
Под дефляцией понимается "выдувание" верхнего плодородного слоя; под эрозией — смыв его струями атмосферных осадков. И тот и другой процессы имеют место на территории области.
Дефляция особенно сильно проявляется в южных степных районах, где при ветрах 10—15 м/сек на распаханных, не защищенных растительностью участках, поднимаются пыльные бури (Брединский, Кизильский, Карталинский, Варненский, Чесменский, Троицкий районы). В результате уменьшается мощность плодородного гумусового слоя. На поверхности оказываются менее гумусированные слои почвы или подпочвенные породы. Образуются многочисленные лога и овраги.
Совместно ветровая и водная эрозии действуют в юго-западных районах области, где распаханы склоны отдельных увалов. Проявления водной эрозии установлены в некоторых центральных районах (Чебаркульский, Уйский), а также на северо-западе области (западная часть Нязепетровского, Кусинского районов, район Сулеи, Усть-Катава).
Изучение космических снимков показало, что в разных районах эрозия почв проявляется по-разному. На начальных стадиях (смыв небольшой) видно увеличение подпочвенной глинистой или щебнистой массы; на средней стадии возрастает количество ложбин, небольших оврагов; на сильной — глинисто-щебнистые подпочвенные породы слагают обширные пространства, резко увеличивается количество ложбин и оврагов. Сильная эрозия наблюдается там, где сведены леса.
Методы изучения эрозии почв очень сложны и разнообразны. Они учитывают и историю земледелия, и климатические данные, и мощности существующих видов почв. Сопоставление разных методов показывает, что в Челябинской области эрозия почв реально охватывает 13—18 % территории (1200—1500 тыс. га), или 35—40 % всех распаханных земель.
Это означает, что ежегодно с каждого га пашни смывается и выдувается до 10 тонн плодородного слоя (слой почвы мощностью 0,04—0,1 см/год). Сравнив эту величину со скоростью образования почв в нашем регионе, можно понять ту угрозу, что несут эрозия и дефляция.