Комплексная оценка экологической устойчивости агроландшафтов и использования почвенных ресурсов

1. Цель и задачи

Почва, как биологическая структура, является неотъемлемой частью геоэкологической сферы нашей планеты. Но сельскохозяйственное использование почвенного покрова земледелием всё более становится в противовес требованиям природы и современного общества.

Почва постоянно находится в состоянии динамического равновесия, прогрессируя и регрессируя, причём на современном этапе находится в значительной зависимости от преобразований человека. Поэтому изучение лишь почвенного покрова без широкого исследования экологических показателей любой территории не даёт полной картины взаимодействия культурных растений с окружающей средой, и в первую очередь, с почвой. Поэтому экологические исследования и почвенно-экологическая оценка взаимосвязей почвенного покрова с экологическими показателями приобретают сейчасважное значение для земледелия, они должны ответить на вопросы направленности и интенсивности развития почвы и почвенного покрова, его состояние, его компенсационные реакции на действие человека. Эта оценка даст возможность более точно планировать и прогнозировать процессы, протекающие в агроэкологических системах любого района.

Цель курсовой работы: Дать комплексную оценку экологической устойчивости агроландшафтов и использования почвенных ресурсов и определить возможности перехода к адаптивно-ландшафтному земледелию сельскохозяйственных предприятий.

Задачи курсовой работы:

дать агроэкологическую характеристику природных условий изучаемой территории;

выявить особенности структуры почвенного покрова, дать характеристику элементарным почвенным единицам;

сделать агроэкологическую оценку почв и почвенного покрова;

разработать рекомендации по переходу к адаптивно-ландшафтному земледелию.

2. Характеристика природных условий

2.1 Климат и погодные условия

Предгорная часть степной зоны Челябинской области отличается достаточно теплым и умеренно засушливым климатом. Продолжительность периода активной вегетации растений колеблется от 125 дней на севере зоны (Верхнеуральский район) до 135 дней. Начинается он 5—11 мая и заканчивается 14—18 сентября. За это время сумма эффективных температур составляет 2200—2300°С. В то же время характерной особенностью погодных условий этой зоны являются возврат холодов и заморозков. Весной они случаются до 27—30 мая, осенью — до 9—10 сентября, поэтому продолжительность безморозного периода здесь такая же, как в предгорных лесостепных районах — 105—110 дней.

Агрометеорологи считают, что в степной зоне области теплом обеспечены все сорта культур средней полосы и раннеспелые сорта теплолюбивых культур.

Сумма осадков за период со среднесуточными температурами более 10 °C составляет 220—230 мм, гидротермический коэффициент, как правило, не превышает единицы. Запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы к началу полевых работ колеблются от 15 044а-севере зоны до 100—110 мм на юге, поэтому влагообеспеченность основных сельскохозяйственных культур составляет 50—60% от оптимальной потребности.

Устойчивый снежный покров в предгорной степной зоне устанавливается в середине ноября и сохраняется 140—150 дней. Характеризуется он незначительной мощностью (25—30 см), неравномерностью распределения, поэтому не обеспечивает благоприятных условий для перезимовки озимых культур [по Козаченко А. П., 1999].

2.2 Рельеф местности

Рельеф местности во взаимодействии с другими факторами играет существенную роль в развитии почвообразовательных процессов, в формировании тех или иных агрономических признаков почвы. В Зауралье он обуславливает многие закономерности в распределении почв. Чернозёмы, солонцы и другие типы почв приурочены к определенным формам рельефа.

Рельеф степной зоны равнинный. Также имеется травянистая растительность и водные объекты.

Поймы левобережья Тобола, Исети, Миасса и других рек имеют хорошо разработанные равнины, а их многочисленные мелкие притоки в пойменной части хорошо дренирует территорию, благодаря чему на поймах рек в северо-восточной части лесостепного Зауралья не встречаются солончаковые низины, которые столь характерны для поймы Тобола и Уя юго-восточного региона.

Абсолютные отметки равнинной территории Зауралья имеют значительные отличия. По данным топографической съемки, на пойме Тобола они колеблются в пределах 140−150 м, на водораздельных пространства в пределах Курганской области возрастаю до 170−180 м, а на территории Челябинской области достигают 200−210 м и более [по Кауричеву И. С., 1969].

2.3 Почвообразующие породы

Современный литологический состав рыхлых поверхностных пород и развитие гидрографической сети на территории Зауралья в значительной мере определенны геологическим прошлым. В мезозое территория Западной Сибири подвергалась тектонической депрессии, в результате деятельности дислокационных процессов образовалась Западно Сибирская низменность. Наступившее с севера мезозойское море заполнило образовавшуюся депрессию и вместе со следовавшим за ним палеогеновым морем сильно пенепленизировало поверхность. В неогене море отделилось от Северного океана и образовало замкнутый бассейн, который затем распался на ряд крупных озёр, исчезнувших к концу этого времени. Так что область Зауралья, охватывающая часть западносибирской плиты имеет палеозойское основание, покрытое чехлом мезозойских и кайнозойских отложений.

Эоценовое море и сменившие его в палеогене озерные бассейны заполнили западносибирскую депрессию мощным слоем рыхлых осадочных отложений, которые сохранились на поверхности до настоящего времени на Тобол-Миасском и Исеть-Миасском водораздельных пространствах и оказали большое влияние на формирование почвенного покрова. Они представлены преимущественно сизовато-серыми глинами монтмориллонитовой группы, так как содержат более 2% щелочей, 3% щелочно — земельных металлов и 7% железа.

Осадки неогеновой системы представлены зеленовато-серыми, грязно-зелёными или плотными неслоистыми голубовато-зелёными глинами аральской свиты (нижний-средний миоцен), которые содержат желваки, друзы, кристаллы, реже пластины гипса, и глинами жиландийской свиты с известковыми включениями в виде журавчиков. Осадки этой свиты, по всей видимости, образовались в засолённых озёрах и с ними нередко связаны солончаково-солонцовые почвы.

В конце плиоцена формировалась гидрографическая сеть с хорошо разработанными долинами. Палеогеновые и неогеновые отложения подвергались интенсивному размыванию, в процессе которого формировалась четвертичная система. В сухой послеледниковый период образовались отложения слоистых песков в приречных районах Тобола, Исети и других рек Зауралья.

Литолого-фациальный состав четвертичных осадков, образовавшихся в результате размыва исходных палеогеновых и неогеноных преимущественно глинистых пород, сравнительно выдержан и представлен алевритами и глинами полигенетического, озёрного и иллювиального генезиса. Их мощность колеблется от одного метра на водораздельных пространствах до десятков метров в приречных равнинах. На водораздельной приподнятой равнине залегают полигенегические и озёрные отложения, тогда как на низинной равнине сформировались осадки аллювиального и озёрного происхождения.

Развитие рельефа и формирование четвертичных почвообразующих пород протекали в геологическом плане не однотипно. Так, размыв неогеновых и палеогеновых глин на водораздельных территориях Зауралья был значительно больше, чем в центральной части Западно-Сибирской низменности, например, на Тобол-Ишимском водоразделе. Пестроцветные соленосные глины неогена и палеогена сохранились в Далматовском, Шадринском, Чашинском, Щучанском, в целинном районах Курганской области, а также в Октябрьском, Еткульском, Увельском, Красноармейском районах Челябинской области. Они стали причиной развития солончакового и солонцового процессов почвообразования.

И все же на территории Зауралья до реки Тобол материнские породы представлены преимущественно четвертичными аллювиальными, озерно-аллювиальными и делювиальными суглинками. Мощность и механический состав их колеблется. На междуречных пространствах они представлены сравнительно небольшой мощности тяжёлыми жёлто-бурыми суглинками или лёгкой глиной. Почвообрачующие породы верхних террас Тобола и его притоков — Исети, Миасса, Уя — сложены также аллювиальными и озёрно-аллювиальными отложениями тяжелосуглинистого гранулометрического состава, но небольшой мощности. Ближе к речным долинам мощность отложений увеличивается, гранулометрический состав облегчается до среднего и лёгкого суглинка, а в ряде случаев сменяется на слоистые жёлто-бурые пески. В районах зауральского пенеплена делювиальные, «зачастую щебнистые и опесчаненные суглинки верхней части рельефа сменяются на отложения тяжелосуглинистого гранулометрического состава [по Кауричеву И. С., 1969].

Тяжёлые жёлто-бурые суглинки и глины на междуречьях являются продуктами аллювиального характера, зачастую содержат кристаллы гипса и на глубине 120−150 см подстилаются плотными, водонепроницаемыми глинами неогена. Делювиальные и аллювиальные суглинки, как правило, богатые карбонатом кальция в форме белоглазки, желваков и прожилок, не содержат подвижных солей сульфатов и хлоридов, а если и имеют, то в результате вторичного засоления. Суглинистый гранулометрический состав этих четвертичных почвообразующих пород и большое содержание в них кальция способствовали формированию плодородных черноземных почв. Однако в местах близкого залегания соленосных третичных глин на плоских водораздельных пространствах привело к формированию солончаково-солонцовых почв и на этих породах.

2.4 Природная растительность и структура посевных площадей

Общеизвестно, что растительность является главным движущим фактором почвообразования. Возникновение современной растительности, помимо факторов общефизического порядка (климат, геоморфологические особенности территории и др.), связано с деятельностью человека. Им созданы пахотные угодья, широко распространенные в настоящее время залежи, а также своеобразный облик лесных участков.

На растительность человек оказывает ряд косвенных воздействий. Например, вырубка леса вызывает изменения в окружающей травянистой растительности, так как растительность попадает в иные условия увлажнения, освещения и т. д. И все же сохранившиеся естественные лесные, луговые, лугово-степные и степные растительные группировки в достаточно полной мере обеспечивают протекание природных процессов почвообразования и могут послужить эталоном для оценки почвенных процессов на пашне.

Лесная растительность. Природные условия Зауралья таковы, что позволяют одновременно существовать лесной и степной растительности.

Для лугово-степной и степной растительности характерно обильное развитие однолетних злаков и двудольных растений. Одни из них способны выдерживать продолжительные засухи и недостаток влаги, другие — менее ксерофитные и сильной засухи не переносят. Растения визуально с малозаметными признаками ксероморфизма встречаются чаще в южных районах региона, то есть там, где осадков меньше, засуха продолжительнее. Растения, приближающиеся к так называемым мезофитам, встречаются чаще в северных районах, где если и бывают засушливые периоды, то они не носят характера специфических и постоянных особенностей климата.

Агрофитоценозы. Основным пользователем почвенного покрова Зауралья являются сельскохозяйственные предприятия. Возделывается большое количество сельскохозяйственных культур. Но в структуре посевных площадей преобладают зерновые и однолетние кормовые культуры.

Основным источником пополнения органического вещества в почве являются корневые и другие растительные остатки. Смена природных фитоценозов культурной растительностью существенно сказалась на интенсивности аккумулятивного процесса почвообразования. У однолетних зерновых злаков, кормовых и пропашных культур, которые господствуют в структуре посевных площадей, корневые и другие растительные остатки составляют в среднем 40% от общей биомассы. И только после уборки урожая сеяных многолетних трав на корневые и поукосные остатки приходится 60%.

Возврат органического вещества при возделывании зерновых и однолетних кормовых культур в 1,5−5,6 раза меньше, чем в природных травяных экосистемах. Поэтому важной проблемой в земледелии является сохранение плодородия почв, так как по сравнению с естественными условиями круговорот органического вещества и элементов питания изменяется в неблагоприятную сторону. Различия между агрофитоценозами и природными растительными группировками наиболее значительно выявляются при сравнении количества массы подземной части растений — корней. У яровой пшеницы корневая система составляет 2,19−2,43 т/га, или 36,6−38,3% от всей биомассы, у ячменя — 1,83−2,04 т/га (34,1−35,8%), овса — 2,61 т/га (38,1%), кукурузы — 1,86- 2,55 т/га (27,9−45,3%), и однолетних трав -2,18- 2,47 т/га (46,1−53,8%). Только у многолетних сеяных трав масса корней по весу значительно превышает надземные органы растений. Многолетние травы по этому показателю приближаются к природным травяным группировкам, у которых, на корневую систему и её остатки приходится 77,9−78,2%, на надземную часть — 21,8- 22,1%.

Земельные ресурсы. По данным Комитета по земельным ресурсам и землеустройству Челябинской области площадь пахотных земель на первое января 1999 года составила 3082,7 тыс. га.

Большую роль в формировании почвенного покрова Зауралья играют свойства почвообразующих пород. Участие в почвообразовании засоленных неогеновых и палиогеновых глин явилось причиной формирования солонцовых и солончаковых почв в виде небольших пятен и обширных массивов. Даже для чернозёмов южных характерно повышенное содержание обменного натрия и магния в иллювиальных горизонтах. Близкое к поверхности залегание грунтовых вод и временное сезонное переувлажнение территории за счет верховодки при бессточности равнины и низкой фильтрационной способности подстилающих пород способствует формированию гидроморфных почв [по Кауричеву И. С., 1969].

3. Характеристика почв и почвенного покрова

3.1 Почвообразовательные процессы, сформировавшие почвы района

Почвообразовательный процесс-процесс — это превращение горной породы в почву, развивающийся на фоне биологического и геологического круговорота веществ, совокупность явлений превращения и передвижения веществ и энергии, протекающих в почвенной толще.

В степной зоне протекают три основных почвообразовательных процесса.

Гумусоаккумулятивный (дерновый) процесс почвообразования наиболее активно развивается под лугово-степной растительностью. Её растительные остатки имеют зольность 7−8%, содержат 1,0−1,4% азота. Сумма t > 100 = 2000;4000 0С. Водный режим периодически промывной или непромывной.

Разложение органических остатков осуществляется бактериями до минеральных соединений и простых органических кислот. Одновременно происходит синтез гумусовых кислот, которые нейтрализуются щелочными соединениями, преимущественно кальцием, и накапливаются в верхних горизонтах почвы. В составе гумуса аккумулируются углерод, азот, фосфор, калий и другие органогенные элементы. Иллювиирование полуторных окислов и коллоидных частиц выражено слабо или отсутствует. Формируется почва чернозёмного типа с благоприятными для микрофлоры и корневой системы растений физическими, физико-химическими и химическими свойствами: плотностью сложения, водным и воздушным режимом, реакцией среды, запасом элементов питания. Её профиль состоит из следующих генетических горизонтов: А1 + АВ + В + ВС + С. Переход от одного горизонта в другой постепенный.

Солончаковый процесс — это накопление водорастворимых солей в профиле почвы — с поверхности или на какой-то глубине. Участвуют в засолении главным образом сульфаты, хлориды и соли угольной кислоты (сода): Na2SO4, NaCI, CaCI2, MgCI2, NaHCO3 и Na2CO3. Наиболее токсичной является сода — NaHCO3 и Na2CO3. Высоко токсичны соли соляной кислоты — NaCI, CaCI2, MgCI2.

Растения угнетаются при суммарном содержании солей более 0,4%. Предельно допустимая их концентрация зависит от типа засоления. Многие растения страдают от концентрации более 0,15% солей хлоридно-содового, сульфатно-содового, содово-хлоридного, содово-сульфатного и хлоридного типов засоления, концентрации более 0,40% - сульфатно-хлоридного и хлоридно-сульфатного — более 0,25% и более 0,40% при сульфатном типе засоления.

Отрицательное действие солей проявляется, когда они находятся на глубине выше 150 см.

Солонцовый процесс почвообразования — это накопление обменного натрия в почвенном поглощающем комплексе (ППК). Отрицательные свойства чётко проявляются при содержании этого катиона в ППК более 10%, а при содержании более 20% - формируется почва солонец. Для солонцов характерны плохие физические и водно-воздушные свойства, щелочная реакция почвенной среды. Профиль солонцов включает следующие генетические горизонты: А1 + В1(солонц.) + В2 (возможное наличие солей) + ВС + С [по Ганжаре Н. Ф., 2001].

3.2 Краткая характеристика основных почв

Чернозёмэто тип почв, формирующихся под степной и лесостепной растительностью субореального пояса. Образуются в основном на карбонатных материнских породах — лёссах, лёссовидных глинах и суглинках, иногда на более древних известняках, песчаниках, мергелистых глинах в условиях непромывного или периодически промывного водного режима. Для чернозёма характерно накопление органических веществ в гумусово-аккумулятивном горизонте, высокое содержание в нём гумуса, хорошо выраженная комковато-зернистая структура, высокое потенциальное плодородие

Чернозёмы обладают хорошими водно-воздушными свойствами, отличаются комковатой или зернистой структурой, содержанием в почвенном поглощающем комплексе от 70 до 90% кальция, нейтральной или почти нейтральной реакцией, повышенным естественным плодородием, интенсивной гумификацией и высоким, порядка 15%. Чернозём в своём составе имеет самое большое количество гумуса, что и определяет его высокие плодородные свойства. Так же чернозём содержит большое количество других полезных веществ, необходимых растениям: азот, сера, фосфор, железо. Из-за плодородности, чернозём всегда очень ценился во всём мире. И сейчас чернозём — лучший вид грунта для выращивания овощей, фруктов, ягод. Для некоторых растений в чернозём следует примешивать торф, песок или компост, для разрыхления почвы, так как сам по себе чернозём не отличается высокой рыхлостью.

Солонцами называют почвы, содержащие в поглощенном состоянии большое количество обменного натрия, а в ряде случаев и магния. Профиль их резко дифференцирован и характеризуется неблагоприятными агрономическими свойствами. В отличие от солончаков солонцы содержат водорастворимые соли не в самом верхнем горизонте, а на некоторой глубине. Профиль солонца разделяется на отчётливо выраженные горизонты: гумусово-элювиальный (надсолонцовый) (A1), солонцовый, или иллювиальный (B1), и подсолонцовый (В2), переходный к почвообразующей породе ©.

Гумусово-элювиальный горизонт комковатой или пластинчатой структуры, слоистый, пористый, обеднённый илистой фракцией, и поэтому более лёгкого механического состава, чем ниже расположенный горизонт. Цвет этого горизонта различный: у солонцов пустынно-степной и сухостепной зон он светло-бурый или буровато-серый (каштановый), в солонцах степной или лесостепной зон — тёмно-серый, иногда чёрный. Мощность горизонта от 2—3 до 20—25 см. Солонцовый горизонт более тёмной окраски — тёмно-бурый или бурый с коричневым оттенком, столбчатой структуры, реже призматической, ореховатой или глыбистой. Столбчатые отдельности легко распадаются на ореховатые, на гранях которых отмечается глянцевидная лакировка. В сухом состоянии плотный, трещиноватый, во влажном — вязкий, бесструктурный, мажущийся. Мощность солонцового горизонта от 7—12 до 25 см и более.

Подсолонцовый горизонт более светлой окраски, призматической или ореховатой структуры, содержит гипс и карбонаты. За ним выделяется горизонт скопления легкорастворимых солей (Сс). В слабо осолоделых отмечается постоянно присыпка SiO2, придающая горизонту A1 белёсый оттенок, в осолоделых выделяется между верхним и солонцовым переходный горизонт А1А2, в сильноосо­лоделых— A2 [по Кауричеву И. С., 1969].

4. Экологическая оценка агроландшафтов и почв хозяйств района

4.1 Оценка устойчивости агроландшафтов

почва степной экологический посевной

Агроландшафт — антропогенный ландшафт, с преобладанием в их биотической части сообществ живых организмов, искусственно сформированных человеком (антропобиоценозов) и заменивших естественные фитои зооценозы на большей части территории.

Основой экологической оценки агроландшафта служит оценка устойчивости современного ландшафта и его оптимизация.

Под оптимальным ландшафтом понимают такой ландшафт, структура и функции которого максимально соответствуют возможностям и потребностям нормального сбалансированного развития отдельных его компонентов или определённым целям его использования [по Шишову Л. Л., 1991].

Оптимизация ландшафта — комплекс мероприятий по сохранению или модификации существующих или формированию новых связей между различными составляющими ландшафта в целях его рационального использования, сохранения полезных свойств, предупреждения их возможной утраты, установление максимально полного соответствия природного потенциала ландшафта социально-экономическим функциям задаваемых ему человеком.

КЭСЛ интегрирует качественные и количественные характеристики абиотических (метод 1) и биотических (метод 2) элементов ландшафта.

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

ТОО «Арсинское"КЭСЛ1= 0,70 — состояние нестабильное

ТОО «Астафьевское"КЭСЛ1= 0,39 — нестабильность хорошо выражена

ТОО «Нагайбакское"КЭСЛ1= 0,26 — нестабильность хорошо выражена

ТОО «Северное"КЭСЛ1= 0,46 — нестабильность хорошо выражена

2. Биотический метод. Биотические элементы ландшафта оказывают неодинаковое влияние на его стабильность. Для оценки необходимо учитывать не только их площади, но и внутренние свойства, а также качественное состояние (влажность биотопа, структура биомассы, геологическое строение, местоположение и т. д.). [по Синявскому В. А., Синявскому И. В., 2000]. Расчёт проводится по формуле 2.

ТОО «Арсинское» КЭСЛ2= 0,33 — состояние нестабильное

ТОО «Астафьевское» КЭСЛ2= 0,25 — состояние нестабильное

ТОО «Нагайбакское» КЭСЛ2= 0,22- состояние нестабильное

ТОО «Северное» КЭСЛ2= 0,28- состояние нестабильное

КЭСЛ1 и КЭСЛ2 в целом отражают нестабильное состояние агроландшафтов в сельскохозяйственных предприятиях Нагайбакского района. Экологическую устойчивость почв можно наблюдать в таблице 1

Таблица 1 — Экологическая устойчивостьагроэкосистем

Дополнительные расчеты представлены в приложении 1

Вывод: В хозяйствах Нагайбакского района наблюдается нестабильность агроландшафта, что говорит об экологической неустойчивости района в целом.

4.2 Оценка экологического состояния почв на основе определения почвенно-экологического индекса

Почвенно-экологический индекс как комплексный показатель позволяет объективно оценивать состояния почвы, выявлять негативные процессы, которые приводят к её деградации, в том числе снижению плодородия. Так, исследования показали, что ПЭИ чернозёма выщеллочного на пашне составил 11,44, тогда как у аналога на целинном участке он был выше — 13,71. Причиной снижения почвенно-экологического индекса являются ухудшение физических свойств, гумусового состояния и уменьшение обеспеченности почвы калием.

Почвенно-экологический индекс даёт общую оценку экологического состояния и потенциального плодородия почвы. Важным (особенно для земледелия) является оценка производительной способности или уровня эффективного плодородия почвы. Методика такой работы изложена в третьем разделе [по Синявскому В. А., Синявскому И. В., 2000].

Почвенно-экологического индекса (ПЭИ) — это обобщённый экологический показатель, который рассчитывается по формуле 3:

В нашем случае ПЭИ составил: (расчёты см. в приложении 2)

ПЭИ (пашня) = 11,44

ПЭИ (целина) = 13,71

Таблица 2 — Экологическое состояние почв

Оценка эффективного плодородия почв

Продуктивность фитоценозов, прежде всего агрофитоценозов, находится в тесной зависимости от содержания в почве гумуса и подвижных, доступных растениям элементов питания. Это позволило применительно к сельскохозяйственным культурам в условиях Зауралья разработать алгоритм для определения ожидаемой продуктивности (урожайности) агрофитоценоза.

У = (1,06 + 0,03*Г + 0,006*NЛГ*КН + 0,0034*Р + 0,001*К)*Ку, (4)

Пашня:

У = (1,06+0,03*7,08+0,006*151,2*0,41+0,0034*54,4+0,001*10,3)*0,636 = 1,2т/га? 12 ц/га

Целина:

У = (1,06+0,03*7,33+0,006*141,4*0,41+0,0034*21,6+0,001*29,6)*0,636 = 1,1т/га? 11 ц/га

По данным мониторинга определён возможный уровень эффективного плодородия почв Нагайбакского района (таблица 2).

Сравнивая урожайные показатели пахотных и целинных почв, мы видим, что при освоении под пашню чернозёмов произошло повышение эффективного плодородия. Генетико-экологическая оценка почв позволяет приступить к моделированию высокопродуктивных почв на основе оптимизации почвообразовательных процессов.

Дополнительные расчеты представлены в приложение 2.

Выводы

Проведя экологическую оценку агроладшафтов сельскохозяйственных предприятий Нагайбакского района, можно сделать вывод об их нестабильности и экологической неустойчивости в целом. Так как в инфраструктуре района преобладают пашни, сенокосы, пастбища, болота, кустарники и под водой, которые делают агроландшафт в целом по району нестабильным и экологически неустойчивым.

При сравнении урожайных показателей пахотых и целинных почв, мы видим, что при освоении под пашню черноземов произошло повышение эффективного плодородия. Так как на пахоте улучшается гумусовое состояние почвы, за счет внесения удобрений, которые влияют на рост и развитие растений, а также за счет внесения органики в почву. Генетико-экологическая оценка почв позволяет приступить к моделированию высокопродуктивных почв на основе оптимизации почвообразовательных процессов.

Почвенно-экологический индекс на пахотных землях оказался ниже, чем на целинных, так как при разработке целинных земель нарушается их экологическая устойчивость.

Под агроэкологической оценкой земель понимается оценка земель как местообитаний основных сельскохозяйственных культур с учётом их требований к условиям теплои влагообеспеченности.

Агроэкологическая оценка даёт возможность более точно планировать и прогнозировать процессы, протекающие в агроэкологических системах.

Приложение 1

Fct — площадь занятая стабильными элементами ландшафта — сельскохозяйственными культурами и растительными сообществами, оказывающими положительное влияние на него (лес, зелёные насаждения, заповедники, заказники, луга, пахотные земли под многолетними культурами);

Fнсt — площадь занятая нестабильными элементами ландшафта (пашня, склоны, площадь под застройками и дорогами, зарастающие водоёмы, места добычи полезных ископаемых и т. д.).

Оценка ландшафта проводится по следующей шкале:

KЭCЛ1 Характеристика ландшафта

?0,5 нестабильность хорошо выражена

0,51… 1,00 состояние нестабильное

1,01… 3,00 состояние условно стабильное

? 3,00 стабильность хорошо выражена ТОО «Арсинское»

КЭСЛ1= 3058+4825+1314/12 425+36+477+227=0,70

ТОО «Астафьевское»

КЭСЛ1= 3377+3852+988/20 694+5+307+9=0,39

ТОО «Нагайбакское»

КЭСЛ1 = 267+3289+682/16 115+38+55+28=0,26

ТОО «Северное»

КЭСЛ1 = 709+2621+5653+144/19 484+23+374=0,46

Всего по району КЭСЛ1= 9323+17 619+3128/68 718+102+1213+973=0,42

fi — площадь биотического элемента, га; Кэз — коэффициент, характеризующий экологическое значение отдельных биотических компонентов (площадь застройки — 0; пашня — 0,14; виноградник — 0,29; хвойные леса — 0,38; сады, лесополосы — 0,43; огороды — 0,5; сенокосы, луга — 0,62; хвойно-широколиственные леса — 0,63; пастбища — 0,68; водоемы — 0,79; лиственные леса— 1,0); Кг — коэффициент геолого-морфологической устойчивости рельефа (1,0 — стабильный; 0,7 — нестабильный, например рельеф песков, склонов, оползней); FT — площадь всей территории ландшафта, га.

Оценку ландшафта проводят по следующей шкале: КЭСЛ2 Характеристика ландшафта

?0,33 Нестабильный

0,34… 0,50 Малостабильный

0,51… 0,66 Среднестабильный

?0,66. Стабильный ТОО «Арсинское»

Пашня = 12 425*0,14*0,7=1217,65

Сенокосы = 3058*0,62*1=1895,96

Пастбище = 4825*0,68*1= 3281

Леса = 1314*0,63*1= 827,82

Кустарники = 36*1*0,7=25,2

Болота = 477*0,79*0,7=263,78

Под водой = 227*0,79*0,7=125,53

1217,65+1895,96+3281+827,82+25,2+263,78+125,53/23 346=0,33

ТОО «Астафьевское»

Пашня = 20 694*0,14*0,7=2028

Сенокосы = 3377*0,62*1=2093,74

Пастбище = 3852*0,68*1=2619,36

Леса = 988*0,63*1=622,44

Кустарники = 5*1*0,7=3,5

Болота = 307*0,79*0,7=169,77

Под водой = 9*0,79*0,7=4,98

2028+2093,74+2619,36+622,44+3,5+169,77+4,98/29 708=0,25

ТОО «Нагайбакское»

Пашня = 16 115*0,14*0,7=1579,27

Сенокосы = 267*0,62*1=165,54

Пастбище = 3289*0,68*1=2236,52

Леса = 682*0,63*1=429,66

Кустарники = 38*1*0,7=26,6

Болота = 55*0,79*0,7=30,42

Под водой = 28*0,79*0,7=15,48

1579,27+165,54+2236,52+429,66+26,6+30,42+15,48/20 757=0,22

ТОО «Северное»

Пашня = 19 484*0,14*0,7=1909,43

Сенокосы = 2621*0,62*1=1625

Пастбище = 5653*0,68*1=3844

Леса = 144*0,63*1=90,72

Кустарники = 23*1*0,7=16,1

Болота = 374*0,79*0,7=206,82

Под водой = 709*1*0,79=560,11

1909,43+1625+3844+90,72+16,1+206,82+560,11/29 306=0,28

Всего по району Пашня = 68 718*0,14*0,7=6734,36/103 117=0,65

Сенокосы = 9323*0,62*1=5780,26/103 117=0,06

Пастбище = 17 619*0,68*1=11 980,92/103 117=

Леса = 3128*0,63*1=1970,64/103 117=0,12

Кустарники = 102*1*0,7=71,4/103 117=0,0007

Болота = 1213*0,79*0,7=670,79/103 117=0,007

Под водой = 973*0,79*0,7=538,1/103 117=0,005

Приложение 2

Почвенно-экологического индекса (ПЭИ) — это обобщённый экологический показатель, который рассчитывается по формуле:

V — средняя плотность метрового слоя почвы, г/см3;

2 — максимально возможная плотность почвы, г/см3;

П — полезный объём почвы;

КГкоэффициент на содержание гумуса;

N — содержание в почве азота, %;

Г — содержание гумуса, %;

КрН — коэффициент на кислотность;

КУ — коэффициент увлажнения;

Р — поправка на коэффициент увлажнения;

КК — коэффициент континентальности;

Кр — коэффициент на содержание подвижного фосфора;

Кк — коэффициент на содержание обменного калия.

Средневзвешенное пашня

Ап = 27 = 1,12 1,12*27 = 30,24

В1 = 13 = 1,26 1,26*13 = 16,38 125,42/100= 1,25

В2 =20 = 1,30 1,30*20 = 26,0

ВС=40= 1,32 1,32*40 = 52,8

целина А1 = 20 = 0,910,91*20 = 18,2

АВ = 13 = 1,12 1,12*13 = 14,56

В1 = 17 = 1,23 1,23*17 = 20,91 121,92/100 = 1,22

В2 = 25 = 1,36 1,36*25 = 34,0

ВС = 25 = 1,37 1,37*25 = 34,25

Множитель 12,5 является постоянным для всех типов почв. Величина 2-V рассчитывается на основании фактической плотности метрового слоя почвы с учётом поправки на коэффициент увлажнения, Пашня 12,5 (2−1,25)= 9,38

Целина 12,5 (2−1,22)= 9,75

П — полезный объём почвы Пашня П = 0,44

Целина П = 0,64

Коэффициент содержания гумуса Пашня Кг= 7,08*10,00=70,8% (0,834)

Целина Кг =7,33*10,00=73,3% (0,846)

Роль гумуса как экологического фактора зависит от азотного фонда, точнее от обеспеченности гумуса азотом. Чтобы учесть влияние на экологическое состояние почвы качественного состава гумуса вводится поправка, которая определяется по формуле

.

Пашня: 17,2*0,354/7,08=0,86

Целина: 17,2*0,284/7,33=0,67

Коэффициент увлажнения (КУ) определяется по формуле КУ = 4,9*367/2200+500=0,666

С поправкой КУ-Р = 0,666−0,03=0,636

Учитывается континентальность климата по коэффициенту континентальности (КК), который определяется по формуле

tmax + tmin — амплитуда колебания температуры; ц — широта местности (570 60'? 57,60)

КК = 360(19,7+18,1)/57,6+10= 13 608/67,60=201,1

Общий климатический коэффициент равен

2200*0,636/201,1+100=1399,2/301,1=4,65

Кр пашни = 0,980

Кр целины =0,926

Кк пашни = 0,910

Кк целины = 0,960

КрН пашни = 0,932

КрН целины = 0,938

ПЭИ пашни = 9,38*0,44*0,834*0,86*4,65*0,980*0,910*0,932=11,44

ПЭИ целины = 9,75*0,64*0,846*0,67*4,65*0,926*0,960*0,938=13,71