Оценка состояния агроэкосистем Гатчинского района Ленинградской области

Курсовая работа Оценка состояния агроэкосистем Гатчинского района Ленинградской области

1. Характеристика Гатчинского района

1.1 Климат

1.2 Рельеф и геологическое строение

1.3 Почвы и растительность

1.4 Экология

2.Оценка продуктивности агроэкосистемы

2.1 Рассчет ПУ

2.2 Определение КОУ по влагообеспеченности посевов

2.3 Определение ДВУ

2.4 Определение продуктивности при помощи индексов

3. Оценка устойчивости почв к антропогенному воздействию

4. Оценка степени и периода деградации

4.1 Классификация агроландшафтов

4.2 Возможные негативные экологические риски

5. Определение степени возможной деградации почв

6. Заключение

7. Список литературы

Агроэкосистемы, или аграрные экологические системы, — сознательно спланированные человеком территории, на которых сбалансировано получение сельскохозяйственной продукции и возврат её составляющих на поля для обеспечения круговорота минеральных и органических веществ. В правильно спланированные агроэкосистемы, кроме пашен, входят пастбища или луга и животноводческие комплексы. К основным компонентам агроэкосистем относятся:

— внешняя среда и ее влияние;

— продуценты (полевые культуры и сорняки);

— прямые потребители (человек, домашние животные, вредители, возбудители болезней);

— редуценты (почвенная микрофлора, микрои мезофауна, питающаяся отмершей органической массой).

Все эти компоненты взаимосвязаны в цепи питания, но в отличие от большинства естественных экосистем агроэкосистемы в значительной степени разделены пространственно.

Основная задача агроэкосистем — давать максимальную продуктивность необходимого для человека продукта, ради которого создается агроэкосистема. В первую очередь — это получение максимального урожая в земледелии. Максимальный урожай — это тот урожай, который получается при оптимальном обеспечении факторов роста и развития растений, зависящих от технологии земледелия (агротехнологии), т. е. при 100% выполнении правил агротехники.

Целью данной работы является оценка конкретных агроэкосистем Гатчинского района Ленинградской области. Необходимо определить устойчивость почв к антропогенному воздействию, направленность и интенсивность процессов деградации, определение основных мероприятий для снижения антропогенного воздействия на данные агроэкосистемы.

Исходные данные:

Почва: дерново-подзолистая на карбонатных отложениях. Южный склон, средневолнистая территория. С/х угодья — 330 км². Культура: Озимая пшеница.

? 12 лет Гумус — 5,0% 3,0

рН — 6,0 5,0

Р₂О₅ — 200 мг/кг 150

К₂О — 220 мг/кг 138

V — 80%

Плотность — 1,12 г./см³ 1,20

h — 26 см

Q — 3,0*10⁹ ккал

K_q — 3,0%

W₁ — 200 мм в почве

K_w — 510 мм на 1 ц Металлы:

Cd — 2,3 мг/кг — почва, 0,40 мг/кг — фон; Cr — 14,2 мг/кг, 8,1 мг/кг — фон

1.Харктеритсика Гатчинского района

1.1 Климат

По агроклиматическим ресурсам территория района относится к III агроклиматическому району Ленинградской области.

Длина вегетационного периода с температурой выше 5 °C продолжается в среднем с 26 апреля по 9 октября, т. е. 166 дней и с температурой выше 10 °C с 20 мая по 13 сентября, т. е. 116 дней, что вполне обеспечивает созревание основных культур. Сумма положительных температур выше 100С за год составляет 1677 °C. Среднегодовое количество осадков 560−600 мм, в том числе за период температур выше 10° С — 416 мм.

Наибольшее количество осадков приходится на летние месяцы — июль-август и на октябрь. Это неблагоприятно отражается на полевых работах, снижает качество урожая, и затрудняет сенокос.

Гидротермический коэффициент, характеризующий степень, увлажнения за период с температурой выше 10 °C, равен 1,6−1,7.

Глубина промерзания почвы в среднем 44 см на суглинках, 48 см — на легких суглинках. Дата наступления мягкопластичного состояния почвы примерно 29 апреля. Этот показатель определяет начало полевых работ. Средняя дата схода снежного покрова 4 апреля. Господствующими ветрами являются ветры юго-западного и западного направления. Данный район благоприятен для выращивания разных овощных и кормовых корнеплодов, ранних и средних сортов картофеля, капусты белокочанной, озимой ржи, овса, ячменя, пшеницы, кукурузы на зеленую массу.

1.2 Рельеф и геологическое строение

Большей частью Гатчинский район лежит на Ордовикском известняковом плато. Это относительно приподнятая равнина с небольшим уклоном в южном и юго-восточном направлениях, сложенная ордовикскими известняками, которые в ряде мест выступают почвообразующими породами, а большей частью перекрыты четвертичными, ледниковыми и водно-ледниковыми отложениями с большим участием в них доломитизированных известняков.

1.3 Почвы и расстительность

Почвообразующими породами ордовикского плато являются четвертичные ледниковые и водно-ледниковые отложения и изредка ордовикские известняки. Образование четвертичных отложений происходило при значительном участии дочетвертичных пород, поэтому на севере района морена за счет примеси кембрийских глин имеет серый цвет и очень тяжелый механический состав.

Самой характерной чертой ледниковых и водно-ледниковых отложений является большое участие в их составе ордовикских доломитизированных известняков. Большая часть моренных отложений относится к типу донной морены, особенно сильно обогащенной известняковыми валунами.

Водно-ледниковые наносы возникли в процессе размыва этих моренных отложений и также в той или иной степени обогащены местным известняковым материалом. Поэтому очень важно перед характеристикой почвообразующих пород остановиться на свойствах самих ордовикских известняков. Они чаще всего представлены серией доломитизированных известняков и доломитов и составляют мощную толщу (70—80 м).

Общий разрез известняковой толщи в районе, по данным всех исследованных выходов, состоит из нескольких слоев. Сверху расположен плотный мелкокристаллический серо-бурого или серо-белого цвета доломитизированный известняк (вскипает от соляной кислоты не сильно), с частыми трещинами, нередко заполненными красной и зеленоватой девонской глиной. Книзу толщи цвет становится более желтым, появляются прослойки красной глины или мергелистого известняка. Общая мощность слоя — от 6 до 17 м. Увеличивается она с общим повышением высоты места.

Следующий слой — мергелистый темно-красный сланцеватый доломитизированный известняк — при большой мощности является водоупорным горизонтом. Под ним расположен плотный доломитизированный светло-желтый известняк с тонкими голубыми глинистыми прослойками. Содержание СаО в плотном известняке колеблется от 28 до 37%, в мергелистом — 26%. Известняки сильно доломитизированы. Содержание MgO в плотном известняке колеблется от 17 до 20%, в мергелистом— от 17 до 17,5%.

На дневную поверхность известняки выходят редко, в основном на вершинах и склонах моренных гряд напора. В этом случае почвы формируются на элювии известняков.

Ледниковые отложения —моренные суглинки с валунами и гальками кристаллических пород и местных известняков — лежат на известняках плащеобразно, более мощным покровом во впадинах, утончаясь и иногда совсем исчезая на повышениях и грядах. Содержание известнякового щебня изменчиво и зависит от мощности моренного суглинка.

При малой мощности суглинка (не более 0,5 м) примеси местного известнякового материала не меньше, чем самой массы суглинка. Более мощные суглинки (1—2 м) также карбонатны, но содержание в них известняковых валунов и галек меньше. Некарбонатные или глубоко выщелоченные от карбонатов валунные суглинки встречаются редко.

Механический состав моренных суглинков довольно однороден — это глины и тяжелые суглинки, причем самых тонких илистых частиц (<0,001 мм) содержится больше в менее карбонатных суглинках.

На территории плато преобладают сильнокарбонатные суглинки и глины с нейтральной или слабощелочной реакцией среды и высокой степенью насыщенности Са и Mg поглощающего комплекса породы. Довольно высоко содержание в этих породах доступных растениям форм калия и особенно фосфора.

Некарбонатные или глубоковыщелоченные моренные суглинки отличаются слабокислой реакцией среды, меньшей насыщенностью основаниями и бедностью подвижными соединениями фосфора и калия.

Песчаных и супесчаных водно-ледниковых и моренных отложений на ордовикском плато мало; они нередко залегают на равнинах под чехлом валунных суглинков. Ими сложены зандровые и камовые области.

Преобладают еловые сложные леса с дубравно-травяным покровом. В таких лесах часто встречаются молодые клены, липы, нередко дубы, в подлеске много жимолости, альпийской смородины, орешника.

Холмистые территории с наиболее сухими дерново-карбонатными почвами заняты еловым редколесьем с сосной, кустарниками и травами, среди которых много засухоустойчивых видов.

В понижениях рельефа формируются таволговые ельники.

Так же как и лесная растительность, растительный покров лугов и их качество тесно связаны с типами почв, на которых они формируются. На дерново-карбонатных сухих и хорошо прогреваемых почвах преобладают остепненные богатые луга. Они состоят из трясунки, горного клевера, кульбабы копьелистной, манжетки и крупных злаков — овсеца пушистого, луговой овсяницы, тимофеевки.

На территории присутствуют бедные луга, сформированных на дерново-подзолистых почвах. Это колосковые, щучковые и белоусовые луга. Для их улучшения необходимо рыхление дернины, внесение удобрений, подсев трав.

1.4 Экология

Серебряное озеро — это то самое озеро, где испытывалась первая в России подводная лодка Степана Карловича Джевецкого. Гатчинские озера образовались во время отдыха последнего ледника. Объектом нашего внимания послужили озера Белое и Серебряное. Эти озера имеют мощные подземные ключи. Наиболее глубоким является озеро Серебряное (до 15 м), а наибольшая глубина в Белом озере достигает 8 метров. На Серебряном озере производится водозабор, а Белое озеро впадает в речку Гатчинку (Теплая). В 1959 году в Белом озере производили очистку, откачивали ил. К сожалению, в результате работ, состояние озера ухудшилось, так как одновременно был откачан слой белой глины, которая не давала разрастаться водным растениям. Также была нарушена взаимосвязь между Белым и Черным озерами, что привело к уменьшению глубины Белого озера и активному зарастанию озер. Очень страшен такой антропогенный фактор, как мусор. По берегам Белого озера он буквально кишит в воде. Особенно около пристани, острова Топкого, острова Захарова, острова Любви и в водном лабиринте. В основном среди мусора преобладают пластиковые бутылки, жестяные банки, большое количество бумаги, сигаретных пачек и тому подобное. Это подтверждается большим количеством чаек, так как эти птицы преобладают в районах экологического загрязнения и являются живыми показателями загрязнения окружающей среды. В гораздо лучшем состоянии находятся наши родники на острове Топкий и Иорданский колодец. Наибольшей популярностью среди гатчинцев пользуется вода из родника на острове Топком. Согласно результатам исследований, качество воды соответствует требованиям гигиенических нормативов лишь в озере Черное (г.Гатчина). Тем не менее, несмотря на то, что вода здесь отвечает качественным характеристикам, территории данных «исторически» пляжей все же не имеют соответствующего санитарно-эпидемиологического заключения для разрешения купания. Причина в том, что места массового купания тут не благоустроены, отсутствует необходимое оборудование, а акватория дна водоемов не обследована. Таким образом, воды основных рек в Гатчинском районе классифицируются как загрязненные. В значительной степени это обусловлено тем, что на промышленных и сельскохозяйственных предприятиях района происходит сброс значительных объемов недостаточно очищенных сточных вод. В то же время следует отметить, что повышенная концентрация в речных водах железа, марганца и отчасти тяжелых металлов имеет природный характер и связана с тем, что в питании рек участвуют болотные воды. Кроме твердых бытовых отходов на свалках могут быть отходы, содержащие радиоактивные вещества, ядохимикаты, золошлаковые отходы, галитовые отходы и др. вещества. В г. Гатчина накопление твердых бытовых отходов составляет 128,7 тыс.куб.м. в год. Захоронение отходов осуществляется на городской мусорной свалке, расположенной в 5 км. от города. Площадь свалки — 10 га. Территория свалки огорожена. Организована послойная загрузки свалки, изолирующим слоем служит строительный мусор.

2. Оценка продуктивности агросистемы

2.1 Расчет величины потенциального урожая (ПУ), который может быть теоретически достигнут при соблюдении агротехники и оптимальных почвенных условиях

Определение ПУ озимой пшеницы, если Q = 3,0*109 ккал

ПУ =Q*Kq/100*q*100, ц/га ПУ =3,0*3,0/100*4450*100=40,05 ц.

Определение ПУ, если Km = 0,45 абс. сухой массы и стандартной влажности 0,5

ПУ тов=40,05*0,45=18,02 ц/га — на сухую биомассу ПУ тов =40,05*0,5=20,025 ц/га — на станд. влажность

2.2 Определение КОУ по влагообеспеченности посевов

КОУ=100*W/Kw, ц/га

W — ресурс продуктивной влаги, мм

Kw — коэффициент водопотребления мм/ц

W=W1+P, мм

P — сумма осадков, испарения растениями, мм

W1 — ресурс прод. влаги, которая есть в почве

P=D*К, мм

D — количество осадков на данной территории, мм К — коэффициент испарения Р=594*0,7=415,8 мм

W=200+415,8 =615,8 мм КОУ=100*615,8/510=120,74 ц/га КОУтов. прод.=120,74*0,45=54,33 ц/га — на сухую биомассу КОУтов. прод.=120,74*0,5=60,37 ц/га — на станд. влажность

2.3 Определение действительно возможной урожайности (ДВУ)

Лимитирующий фактор — обеспеченность элементами питания.

ДВУ=Д/В, ц/га Д — количество элементов питания, которые могут быть получены растениями из почвы В-вынос элементов питания на формирование продукции Гумус — 5,0%

К2О — 220 мг/кг Р2О5 — 200 мг/кг

h — 26 см (0,26 м) Плотность — 1,12 г./см3

М (пах. слоя)=10 000*1,12*0,26=2912 т Расчет ДВУ по N, P, K

Определение запасов N по содержанию гумуса:

Запасы гумуса (х) 100 кг — 5,2 х= 2 912 000*5,0/100=145 600 кг

2 912 000;х а) Запасы N: в гумусе № 5%

100 кг — 5 кг N х= 145 600*5/100=7280 кг — общий запас N 145 600-х б) Минерализуется № 1,5%

100 кг — 1,5 кг х=7280*1,5/100=109,2 кг

7280-х в) Усвоение N — 40%

100 кг — 40 кг х= 109,2*40/100=43,68 кг — количество N, который может быть

109,2-х усвоен из почвы озимой пшеницей г) ДВУ= 43,68 /3 (вынос оз. пшеницей N)=14,56 ц/га ДВУ Р2О5:

а) 1 кг — 200 мг/кг х = 2 912 000*200/1000=582,5 кг/га

2 912 000;х б) К исп.

100 — 5 х=582,4*5/100=29,12 кг

728-х в) ДВУ=29,12/1,1(вынос оз.пшен. Р) =26,47 ц/га ДВУ К2О а) 1 кг — 180 х=2 912 000*180/1000=524 кг

2 912 000;х б) Кисп.

100 кг — 10 х= 524*10/100=52,4 кг 524-х в) ДВУ=52,4/2,5(вынос оз. пшен К) =20,96 ц/га N (14,56) P (26,47) K (20,96) Продуктивность лимитирует в первую очередь N, затем К2О.

Действительно возможный урожай учитывает большее количество факторов, чем ПУ и КОУ, следовательно, эти расчёты наиболее приближены к действительности. Лимитирующим фактором в получении хорошего урожая является обеспеченность почв элементами питания. Перед посевом или посадкой культур необходимо обязательно внести удобрения для удовлетворения потребностей растений и поддержания почвенного плодородия.

2.4 Определение продуктивности при помощи почвенно-экологических индексов

ПЭИ= 12,5 (2-V)*M*D?t›10?C*(Kувл. — р) / КК+100,

V — плотность почвы, средняя для метрового слоя

M — коэффициент по гран. составу

D — дополнительный поправочный коэффициент

?t›10?среднегодовая сумма активных температур р — та влага, которая сущ. в почве КК = 360 (tmax — tmin)/Ш+10,

tmax — средняя температура теплого месяца

tmin — средняя температура холодного месяца Ш — широта местности КК=360 (15,3-(-7,1))/60+10=144,4

ПЭИ=12,5*0,8*0,75*1*68,2*(1,1−0,5)/144,4+100=102,12

Перевод в бал бонитета: 102,12*0,92=93,95 балла

93,95*0,17(цена балла)=15,97 ц/га

3. Оценка устойчивости почв к антропогенному воздействию

Устойчивость — способность почвы сохранять производительную способность при антропогенном воздействии и восстанавливать свои свойства после его прекращения.

1.Почвообразующие породы:

1)0 баллов — морена, флювиогляциальные отложения, аллювиальные, пески.

2)1 балл — моренные и флювиогляциальные отложения на выровненных депрессиях, маломощные пески и супеси, подстилаемые мореной.

3)2 балла — легкие суглинки, подстилаемые мореной.

4)3 балла — моренные суглинки и глины.

5)4 балла — карбонатные, покровные суглинки и глины.

2.Рельеф:

1)0 баллов — сильноволнистая территория › 10є.

2)1 балл — средневолнистая 3−10є.

3)2 балла — устойчивая не более 3є.

3.Увлажнение:

1)0 баллов — подзолы и дерново — подзолистые почвы на песках.

2)1 балл — супеси.

3)2 балла — суглинистые почвы, дернорво — карбонатные.

4)3 балла — аллювиальные дерново — глеевые почвы.

5)4 балла — аллювиально — луговые, болотные.

4.Теплообеспеченность:

1)0 баллов — Северные склоны.

2)1 балл — Восточные склоны.

3)2 балла — Западные склоны.

4)3 балла — Ровные склоны, суглинистые и легкие почвы.

5)4 балла — Почвы южной экспозиции, суглинистые.

5.Гумусированность (запасы гумуса в Апах. — 0 — 20 см):

1)0 баллов — ЗГ ?10 т/га — крайне неустойчивые почвы.

2)1 балл — ЗГ 10−20 т/га — неустойчивые.

3)2 балла — ЗГ 20−40 т/га — малоустойчивые.

4)3 балла — ЗГ 40−60 т/га — относительно устойчивые.

5)4 балла — ЗГ 60−80 т/га — устойчивые.

6)5 баллов — ЗГ?80 т/га — высокоустойчивые.

6.Кислотность:

1)0 баллов — сильнокислые и кислые почвы рН?4,5 — неустойчивые.

2)1 балл — среднеи слабокислые с рН 4,5−5,5 — относительно неустойчивые.

3)2 балла — нейтральные, близкие к нейтральным — устойчивые.

7.Степень насыщенности почв основаниями (V):

1)0 баллов — V ?20% - неустойчивые.

2)1 балл — V 20−40% - малоустойчивые.

3)2 балла — V 40 — 60% - относительно устойчивые.

4)3 балла — V 60−80% - устойчивые.

5)4 балла — V 80−100% - высокоустойчивые.

8.Первичная биопродуктивность (по неотчуждаемой биомассе сухого вещества, ц/га):

1)0 баллов —? 40 — неустойчивые.

2)1 балл — 40−60 — малоустойчивые.

3)2 балла — 60−80 — относительно устойчивые.

4)3 балла — 80−100 — устойчивые.

5)4 балла — ?100 — высокоустойчивые.

9.Степень сельскохозяйственной освоенности:

1)-3 балла — слабоокультуренные почвы ?5т/га (слабая агротехника, низкая насыщенность органическими и минеральными удобрениями (?60 кг/га)).

2)-2 балла — среднеокультуренные почвы 5−10 т/га (оптимальная агротехника, минеральные удобрения (60−180 кг/га).

3)-1 балл — высокоокультуренные почвы ?10 т/га (высокий уровень агротехники, минеральные удобрения (?180 кг/га).

10.Оценка почв по? баллов:

1)Крайне неустойчивые — 0−4 балла.

2)Неустойчивые — 5 — 9 баллов.

3)Малоустойчивые — 10 — 14 баллов.

4)Относительно устойчивые — 15 — 19 баллов.

5) Устойчивые — 20 — 24 балла.

Оценка дерново-среднеподзолистой среднесуглинистой почвы

4.Оценка степени и периода деградации

Деградация — совокупность процессов, которые приводят к изменению функции почв, ухудшают их свойства, снижают природно-хозяйственное значение.

В зависимости от факторов выделяют 4 типа деградационных ландшафтов:

1.Земли технологической, или эксплуатационной деградации. Земли не пригодны без рекультивации (карьеры, торфопредприятия, земли под строительство).

а) Физическая деградация — это итог процессов нарушения сложения почвы, нарушение комплекса физических свойств. Причины: низкая культура земледелия.

б) Агроистощение — это потеря плодородия в результате потери элементов питания, ухудшения реакции среды, ППК. Причина: нарушение систем земледелия.

Эрозия — нарушение покрова почв поверхностными стоками вод. Причины:

Осадки ливневого характера;

Рельеф;

Изреженное проективное покрытие;

Породы, подверженные размыванию;

Гран. состав.

Засоленные почвы — избыточное накопление легкорастворимых солей.

Заболоченные почвы — изменение водного режима, выражается во временном переувлажнении, подтоплении или затапливании почв.

Степень деградации определяется по баллам:

0 — недеградированные почвы — продуктивность соответствует оптимальному плодородию;

1 — слабо деградированная почва — снижение продуктивности не более 25%;

1- средне деградированная почва — 20 — 25%;

2- сильно деградированная почва — 50 — 75%;

1- очень сильно деградированная почва — более 75%.

Если деградация почвы характеризуется увеличением значения показателя (плотность почвы, содержание тяжелых металлов и т. д.), то период деградации рассчитывается по формуле:

Td= (X_max — х₀)*?T/x₁ — x₀, лет

X_max — значение характерное для 4 балла деградации;

х₀ — предыдущее значение деградации почвы;

?T — временной промежуток между двумя обследованиями (в годах);

x₁ — значение критерия деградации почвы при текущем обследовании.

Плотность:

1) 1,2/1,12=1,07 — 0 степень деградаци

2) x_max=1,2*1,3=1,56

3) Td=(1,56−1,12)/12/1,2−1,12=108 лет Физическая деградация почвы составит 4¹⁰⁸, то есть при сохранении данной тенденции через 108 года почва достигнет 4-ого балла деградации.

Гумус

Если деградация почвы характеризуется уменьшением значения показателя (плотность почвы, содержание тяжелых металлов и т. д.), то период деградации рассчитывается по формуле:

Td= (х0 -Xmin)*?T/ x0-x1, лет

1) 5,0/4=1,25

2) Xmin =5/2=2,5

3) Td =(5−2,5)*12/5,2−4,0=25 лет.

Физическая деградация почвы составит 4²⁵, то есть при сохранении данной тенденции через 25 года почва достигнет 4-ого балла деградации

К2О, Р2О5

Td= (х0 -Xmin)*?T/ x0-x1, лет

1)220/100=2,2 — 3-ая степень деградации

2)Xmin =220/5=44

3)Td=(200−44)*12/220−100=15,6 года

При сохранении данной тенденции через 15,6 лет почва достигнет 4-ого балла деградации.

Р2О5

1) 200/100=2 — 2 степень деградации

2) Xmin = 200/5=40

3) Td=(200−40)*12/200−100=19.2

Через 19,2 года почва достигнет 4-ой степени деградации.

Металлы

Сd=2,3 мг/кг (х1), фон — 0,4 мг/кг (х0)

?Т=12 лет ОДК=2,0 мг/кг

1) 2,3/2=1,15 0-ая степень деградации

2) Хmax=2*5=10

3) Тd=(10−2,3)*12/(2,3−0,4)=49 лет Сr=14,2 мг/кг (х1), фон=8,1 мг/кг (х0)

?Т=12 лет ПДК=6 мг/кг

1) 14,2/6=2,4

2) Хmax=6*5=30

3) Тd=(30−14,2)*12/(14,2−8,1)=31 год

Коэффициент технического загрязнения (Кс)

Кс=Кобщ / Кфон Кс (Cd) = 2,2 мг/кг/0,3=7,3

Кс (Cr) = 14,2 мг/кг/8,1=1,75

Суммарный показатель загрязнения (Zс)

Zc=(7,3+1,75) — (2−1)=8,05 — низкий показатель загрязнения (0−16 — низкий; 16−32 — умеренно-опасный; 32−128 — высокий; более128 — очень высокий)

Индекс приоритетности (fn)

fn= (С/ПДК (ОДК)/Сj /ПДКj (ОДК)=(2,2/2,0)/14,2/6,0=0,01

fn1, след — но компонент i не имеет приоритетного значения.

4.1 Классификация агроландшафтов

Различают несколько классификаций агроландшафтов.

Типы агроэкосистем по размеру: агросфера — весь комплекс территорий на планете, которые вовлечён в сельскохозяйственное производство; аграрный ландшафт — они приурочены к определённым природным зонам; сельскохозяйственная экологическая система — соответствует какому-либо определённому хозяйству, комплексу; агробиогеоценоз — отдельное поле, теплица, сад и т. д.

Классификация ФАО по специализации: земледельческие (полевые) — различные системы пашни; плантационно-садовые — ягодники, сады, виноградники, чайные плантации и т. д.; пастбищные — тундровые, горные, пустынные луга; производственные (агропромышленные) — используются для производства мяса, молока, яиц; смешанного типа — сочетание нескольких видов использования. По характеру воспроизводства почвенного плодородия: природоёмкий тип — не полный характер воспроизводства почвенного плодородия, плодородие снижается; природоохранный — простой характер воспроизводства почвенного плодородия, плодородие не двигается; природоулучшающий — расширенный характер почвенного плодородия, плодородие почв растёт. По интенсивности антропогенного воздействия:

1 тип — экстенсивный — с низким уровнем антропогенного воздействия. Продуктивность низкая, высокая специализация. Наблюдается высокое обеспечение севооборотов залежно-переложной стадии, балласт между продуктивностью и поголовьем скота.

2 тип — интенсивный — агроэкосистемы с высоким уровнем антропогенного воздействия. Продуктивность и специализация высокие. В растениеводстве применение севооборотов с травами и сидератами, в животноводстве утилизация навоза (возврат его на пашню).

3 тип — адаптивный — системы с умеренным антропогенным воздействием. Умеренно высокая продуктивность с высокой степенью адаптивности. В растениеводстве применение севооборотов с травами и сидератами, в животноводстве обеспечение адаптивной структуры за счёт сохранения биологического разнообразия: луг — пашня — скот.

4.2 Возможные негативные экологические риски

В Гатчинском районе в результате выведения почв из сельскохозяйственного использования возможны процессы дегумификации, подкисления, уплотнения, а следовательно и ухудшения всех физических свойств; почвы со временем переходят в естественное состояние. На склонах также возможна водная эрозия почв различной степени смыва пахотного горизонта.

По степени устойчивости дерново-подзолистая почва является относительно устойчивой. Вносить органические и минеральные удобрения, улучшать физические свойства почв.

5. Определение степени возможной деградации почв

Td = [(x0 — xmin)*ДT] / (x0 — x1)

Дерново-подзолистая на карбонатных отложениях почва

Период деградации по гумусу

ДT = 5 лет; х0 = 1,8; х1 = 1,5;

кратность 1,8/1,5 = 1,2 — 1-я степень деградации; xmin = 1,8/2 = 0,9

Td = [(1,8 — 0,9)*5] / (1,8 — 1,5) = 15 лет При имеющейся тенденции через 15 лет почва перейдёт в разряд очень сильно деградированной. Химическая деградация почвы по содержанию гумуса может быть обозначена 115.

Период деградации по К2О и Р2О5

Кратность снижения по калию — 8/5,6 = 1,42 — 1-й балл деградации ДT = 5 лет; х0 = 8; х1 = 5,6; xmin = 8/5 = 1,6

Td = [(8 — 1,6)*5] / (8 — 5,6) = 13 лет Кратность снижения по фосфору — 4,5/3,2 = 1,4 — 1-й балл деградации ДT = 5 лет; х0 = 4,5; х1 = 3,2; xmin = 4,5/5 = 0,9

Td = [(4,5 — 0,9)*5] / (4,5 — 3,2) = 14 лет Химическая деградация почвы по содержанию калия обозначается 113, а фосфора — 114.

6. Заключение

Анализ агроэкосистем Гатчинского района показал, что исследуемые агроэкосистемы (а именно агроэкосистемы на дерново-подзолистых почвах требуют разработки мероприятий по повышению плодородия почв и оптимизации агроэкосистем, так как без этого с течением времени почвы могут ухудшить свои агрохимические показатели. Оптимизация функционирования агробиогеоценоза проводится на нескольких уровнях.

1. Уровень растительного организма и входящих в него подсистем. Представляет собой «конструирование» растения с целью обеспечения высокой продуктивности при хорошо выраженной конкурентоспособности и устойчивости к неблагоприятным факторам среды. Одна из возможностей решения этой проблемы — в биотехнологии.

2. Уровень популяции растений. Прежде всего, обращают внимание на её плотность, которая во многом определяет взаимоотношения растений между собой. В связи с этим необходимо проводить мероприятия по оптимизации плотности популяций культурных растений, которая должна быть такой, чтобы не было взаимного угнетения культурных растений, не снижался уровень их продуктивности и не возникало массового развития сорняков.

3. Уровень сообщества (агрофитоценоза). Для достижения цели создания оптимальных условий жизни агрофитоценоза необходимо предусмотреть обеспечение культурных растений необходимыми им экологическими факторами (как средообразующими, так и ресурсными). Для этого следует количественно оценить потенциальные возможности почвы в удовлетворении потребностей растений в питании, возможности усвоения культурой питательных веществ из ранее внесённых в почву удобрений, следует попытаться разумно соотнести потребности культур с возможностями почв и дать рекомендации по оптимальному распределению их как в пространстве, так и во времени. Это позволит экономно расходовать имеющиеся природные ресурсы и максимально уменьшить объёмы рекомендуемых к внесению удобрений, обеспечив получение планируемых урожаев.

4. Уровень агробиогеоценоза. В дополнении к рассмотренным процессам следует добавить оптимизацию почвенных процессов. Прежде всего, полевой участок готовят к посеву, продумывая способы обработки почвы. Большую роль играет регуляция и оптимизация водного режима почв. Проводят работы по активизации внутрипочвенных биологических процессов, а также по максимизации уровня содержания диоксида углерода в приземном слое воздуха при помощи внесения органических удобрений и органосодержащих отходов, необходимых для обеспечения питания культурных растений. Отдельно рассматривается комплекс мероприятий по повышению плодородия почв и, прежде всего, по увеличению запасов органического вещества и гумуса в почвах. Среди последних наибольшее значении имеют внесение органических удобрений, в том числе сидератов, а так же учёт количества корневых и послеуборочных остатков растений, возделываемых или произрастаемых в поле.

деградация почва мониторинг агроэкосистема

1. Кауричев И. С. Почвоведение

2. Бархатова М. Р. Агроклиматический справочник по Ленинградской области / Москва: Гидрометеоиздат, 1959. — 176 с.: табл.

3. Муха, Макаров «Плодородие почв и устойчивость земледелия»

4. Черников В. А. «Устойчивость почв к антропогенным воздействиям»

5. Титова Д. Р. «Агроэкосистемы: проблемы и функционирование и сохранение устойчивости»

6. Черников В. А. «Агроэкология»

7. Титова Д. Р., Добахов «Основы экологической оценки функционирования агроэкосистем»

8. Почвоведение/И.С. Кауричев, Л. Н. Александрова, Н. П. Панов и др.; Под ред. И. С. Кауричева. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Колос, 1982.

9. Пестряков В. К. Почвы Ленинградской области., 1973.

10.Практикум по методике составления и использования крупномасштабных почвенных карт/Л.Н. Александрова, А. А. Коротков, М. В. Новицкий и др.; Под ред. Л. Н. Александровой. — М.: Колос, 1983.