Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

Пермская государственная сельскохозяйственная академия

имени академика Д. Н. Прянишникова

Кафедра экологии

Факультет почвоведения, агрохимии, экологии и товароведения

Курсовая работа

по агроэкологии

на тему «Система показателей почвенно-экологического мониторинга»

Выполнил студент группы Аэ-51

специальности «Агроэкология»

Сахабиева А.Р.

Проверил доцент кафедры экологии доктор биологических наук

Демидова М.И.

Пермь 2014



Введение

В связи с усилением антропогенного воздействия на природу, все большая доля территории становится опасной для жизни людей, неблагоприятной для ведения сельскохозяйственного производства. Площадь нарушенных земель в Российской Федерации превышает 1 млн га, из которых более 20 % приходится на земли сельскохозяйственной назначения. В связи с этим, контроль за состоянием окружающей среды, выделение территорий различной экологической напряженности с целью разработки мероприятий по оптимизации обстановки представляет важную народнохозяйственную задачу.

В настоящее время наиболее перспективными направлениями в формирование методологии организации мониторинга земель сельскохозяйственного назначения и плодородия почв является выделение и обоснование наиболее информативных и репрезентативных показателей.

Цель - рассмотреть систему показателей почвенно-экологического мониторинга.

Задачи:

1. определить понятие почвенно-экологического мониторинга, его основные принципы и задачи;

2. охарактеризовать почву как объект почвенно- экологического мониторинга;

3. рассмотреть показатели почвенно-экологического мониторинга;

4. рассмотреть оценку экологического состояния почв..



1. Понятие почвенно-экологического мониторинга

Почвенно-экологический мониторинг - система регулярного не ограниченного в пространстве и времени контроля почв, который дает информацию об их состояние с целью оценки прошлого, настоящего, и прогноза его изменения в будущем.

Почвенный мониторинг - одна из важнейших составляющих экологического мониторинга в целом, он направлен на выявление антропогенных изменений почв, которые в конечном итоге могут нанести вред здоровью человека (Мотузова Г.В., 2007).

Основными целями почвенного мониторинга являются (Добровольский, 2012, Гришина,1991):

- своевременное обнаружение неблагоприятных изменений свойств почв и почвенного покрова при различных видах его использования, а также при развитии естественного почвообразовательного процесса;

-контроль за состоянием почв по сезонам года под сельскохозяйственными культурами для выдачи своевременных рекомендаций по применение регулирующих мероприятий.

Важнейшими задачами почвенного мониторинга в настоящее время являются ( Драган Н.А.,2008; Добровольский, 1985):

- оценка среднегодовых потерь почвенных ресурсов вследствие водной, ирригационной эрозии и дефляции;

- обнаружение регионов с дефицитным балансом главнейших элементов питания растений, выявление и оценка скорости потерь гумуса, азота, фосфора; контроль содержания элементов питания растений;

- контроль кислотно-щелочных показателей почв, что особенно актуально в районах ирригации, применения высоких доз минеральных удобрений и промышленных отходов в качестве мелиорантов, а также в крупных промышленных центрах и на прилегающих к ним территориях, где атмосферные осадки отличаются высокой кислотностью;

- наблюдения за солевым режимом орошаемых почв;

- контроль загрязнения почв тяжелыми металлами вследствие глобальных выпадений и применения удобрений;

- контроль локального загрязнения почв тяжелыми металлами в зоне влияния промышленных предприятий и транспортных магистралей, а также пестицидами в регионах их постоянного применения, детергентами и бытовыми отходами на территориях с высокой плотностью населения;

В основе почвенно-экологического мониторинга лежать следующие основные принципы:

1) разработка методов контроля за наиболее уязвимыми свойствами почв, изменение которых может вызвать потерю плодородия, ухудшение качества растительной продукции, деградацию почвенного покрова;

2) постоянный контроль за важнейшими показателями почвенного плодородия;

3) ранняя диагностика негативных изменений почвенных свойств;

4) разработка методов контроля за сезонной динамикой почвенных процессов с целью прогноза ожидаемых урожаев и оперативного регулирования развития сельскохозяйственных культур, изменением свойств почв при длительных антропогенных нагрузках;

5) ведение мониторинга за состоянием почв территорий ненарушенных антропогенными вмешательствами (фоновый мониторинг) (Черныш А. Ф., 2003).

Почвенно-экологический мониторинг проводится на локальном (импактном), региональном и глобальном (фоновых) уровнях (Герасимов И.П., 1975).

В зависимости от целей и задач мониторинга объектами его могут стать или специально выбранные территории, наиболее подверженные опасности глубоких изменений свойств почв под антропогенным воздействием, или вся площадь, занятая в сельскохозяйственном производстве (в первую очередь, зоны "рискованного" земледелия) (Гришина Л.А.. 1991).

Почвенный экологический мониторинг состоит из трех последовательных взаимосвязанных частей:

· контроль (наблюдения) за состоянием почв и почвенного покрова и оценка их пространственно-временных изменений;

· прогноз вероятных изменений состояния почв и почвенного покрова;

· научно обоснованные рекомендации по направленному регулированию основных средств и режимов в почвах, непосредственно определяющих их плодородие и урожайность сельскохозяйственных культур (Черников В.А., 2000).

экологический почва индекс загрязнение



2. Особенность почвы как объекта мониторинга

Почва как объект контроля занимает в системе мониторинга особое место. Почва - центральное звено экосистемы. В своем составе и свойствах она отражает результат взаимодействия всех природных средств. В свою очередь, почва оказывает обратное влияние на сопряженные с нею среды (Добровольский Г.В., 1986; Мотузова Г.В., 2009).

Специфика почв как объекта мониторинга определяется их местом и функциями в биосфере. Почвенный покров служит конечным приемником большинства техногенных химических веществ, вовлекаемых в биосферу. Обладая высокой емкостью поглощения, почва является главным аккумулятором, сорбентом и разрушителем токсикантов.

Представляя собой геохимический барьер на пути миграции загрязняющих веществ, почвенный покров предохраняет сопредельные среды от техногенного воздействия. Однако возможности почвы как буферной системы не безграничны. Аккумуляция токсикантов и продуктов их превращения в почве приводит к изменению её химического, физического и биологического состояния, деградации и, в конечном итоге, разрушению. Эти негативные изменения могут сопровождаться токсичным воздействием почв на другие компоненты экосистемы - биоту (в первую очередь, видовое разнообразие, продуктивность и устойчивость фитоценозов), поверхностные и грунтовые воды, припочвенные слои атмосферы (Гришина Л. А., 1991 и др.).

Организация почвенного мониторинга представляет собой задачу более трудную, чем мониторинга водных и воздушных сред по следующим причинам:

1) почва - сложный объект исследования, так как представляет биокосное тело, которое живет по законам и живой природы, и минерального царства;

2) почва - многофазная гетерогенная полидисперсная термодинамическая открытая система, химические взаимодействия в ней происходят с участием твердых фаз, почвенного раствора, почвенного воздуха, корней растений, живых организмов. Постоянное влияние оказывают физические почвенные процессы (перенос влаги и испарение);

3) опасные загрязняющие почвы химические элементы Hg, Cd, Pb, As, F, Se являются природными составляющими горных пород и почв. В почвы они поступают из естественных и антропогенных источников, а задачи мониторинга требуют оценки доли влияния лишь антропогенной составляющей;

4) поступают в почву различные химические вещества антропогенного происхождения практически постоянно;

5) природное пространственное и временное варьирование содержаний химических веществ в почвах велико, что нередко определяет трудность установления степени превышения исходного уровня содержания химических веществ в почвах (Мотузова Г. В., 1994, ).

Предметом контроля почв является прежде всего их изменения, вызванные деятельностью человека. Но многие неблагоприятные изменения свойств почв могут формироваться и естественным путем под влиянием природных факторов почвообразование, под влиянием катастрофических явлений в природе. Это говорит о сложности вычленения антропогенных последствий изменения контролируемых при мониторинге свойств почв. Имеет значения и то, что в почве в отличие от воздуха атмосферы и вод поверхностных водоемов экологические последствия антропогенного воздействия обычно проявляется позже, но они более устойчивы и сохраняются дольше (Мотузова Г. В., Безуглова О.С., 2007).



3. Показатели почвенно-экологического мониторинга

Наиболее важным в программе мониторинга является вопрос о перечне показателей состояния почв, контроль за уровнем которых необходим для обнаружения неблагоприятных изменений (Мотузова Г.В.,Безуглова О.С.,2007).

Общие требования к показателям почвенного экологического мониторинга следующие:

информативность в отражении состояния почв как компонента экосистемы;

чувствительность к смене экологической обстановки;

доступность методов аналитического определения;

правильность и воспроизводимость результатов их аналитического определения, обеспечивающие сопоставимость данных. (Гришина Л.А., 1991, Мотузова Г.В.,Безуглова О.С.,2007).

Кроме того, необходимо отметить, если при контроле воздуха или вод основное внимание обращается на вредные и токсичные примеси, то при почвенном мониторинге приходится контролировать многие параметры, характеризующие систему в целом, выявлять признаки, указывающие на возникновение неблагоприятных тенденций или снижение почвенного плодородия (Садовникова Л. К., 2006; (Мотузова Г.В.,Безуглова О.С.,2007).

По результатам многолетней практики Гришина Л. А. и соавторы (1991) предлагают разделить показатели почвенно-экологического мониторинга на показатели ранней, кратко- и долгосрочной диагностики.

Первая группа интегрирует показатели ранней диагностики развития негативных явлений в состоянии почв и почвенного покрова. Она включает показатели угнетения биоты по ферментативной активности, «дыханию» и азотфиксации почв; по изменению окислительно-восстановительных и щелочно-кислотных условий, плотности и фильтрации почв, минерализованности почвенного раствора, дренажных и грунтовых вод.

Показатели второй группы отражают более устойчивые изменения почв, в том числе количество и качество гумуса, изменения степени агрегированности (структурности) почвенного покрова, трансформацию содержания элементов питания растений, динамику тяжелых металлов, углеводородов, биологическую продуктивность природных и искусственных ценозов и др. эта группа показателей необходима для оценки текущего состояния почвенного покрова в связи с прогнозами урожайности и рекомендациями срочного (сезонного) внесения удобрения, поливов и других мер повышения урожая текущего года;

Третью группу составляют показатели глубоких и устойчивых изменений свойств почв: соотношение тонкодисперсных и более крупных фракций гранулометрического состава почв, минералогического и химического состава, мощности почвенного горизонта и др.

Наблюдения за показателями первой группы проводятся несколько раз в год, второй группы - один раз в течение двух-пяти лет (в зависимости от интенсивности негативных процессов) и третьей группы - один раз в пятьдесят лет (ЧерниковВ.А.,2000)

Почвенный мониторинг должен иметь комплексный характер, наибольшая эффективность может быть достигнута при одновременном контроле трех групп показателей (ранней диагностики, кратко- и долгосрочных изменений свойств), которые отражают наиболее существенные черты почв данного типа к данного региона. Системы показателей, используемых в комплексном почвенном мониторинге, включают наборы показателей, с помощью которых в зависимости от поставленных задач достаточно полно оценивается состояние почвы (Гришина Л.А., 1991).

Среди контролируемых показателей состояния почв (индикаторов) различают две группы: биохимические и педохимические показатели, прямые и косвенные, специфические и неспецифические/

Принцип выделения этих показателей один и тот же.

К первой группе (биохимические, прямые и неспецифичные) относят показатели общего содержания загрязняющих веществ, с прямым токсическим действием которых связано отрицательное влияние загрязняющих веществ на живые организмы.

Вторую группу составляют показатели химических свойств почв, изменение которых вызвано поступлением загрязняющих веществ. К ним относят: показатели гумусного состояния почв, кислотно-основных свойств, катионно-обменных, в отдельных случаях окислительно-восстановительных свойств почв. Контроль косвенных показателей химического загрязнения может быть эффективным как при выявлении деградации почв, так и при характеристике устойчивости почв к загрязнению и прогнозе последствий загрязнения почв (Мотузова Г.В.,Безуглова О.С.,2007).

Перечень контролируемых показателей состояния почв может быть различными в зависимости от уровня проводимых работ. В первую очередь объектом изучения должны быть те показатели, которые являются приоритетными для данной местности, а также те по которым в данной местности наблюдается (или предполагается) неблагополучие (Муравьев А.Г., 2000).

Например, при мониторинге состояния орошаемых земель индикаторными показателями являются, влажность почвы, щелочность почвы, плотность почвы, водно-солевой состав послойно, пористость почвы, а также показатели обеспеченности питательными элементами, запасы и фракционный состав гумуса гранулометрический и минералогический состав (Мотузова Г.В.,Безуглова О.С.,2007).

Среди основных контролируемых параметров комплексного экологического мониторинга следует назвать химический состав почвы (в первую очередь, содержание биогенных элементов и элементов-загрязнителей) (Титова В.И.,2002).

Показатели мониторинга Сычев В.Г. (2006) предлагает разделить агрохимические, агроэкологические и радиоэкологические показатели (таблица1).

Таблица 1. Показатели регистрируемые в ходе мониторинга почв сельскохозяйственных угодий (Сычев В.Г., 2006)

Вид показателей	Перечень определяемых показателей
Агрохимические	содержание гумуса, запасы минерального азота в метровом слое, рН и гидролитическая кислотность, содержание подвижных форм фосфора и калия, обменных форм кальция, магния и натрия в пахотном и метровом слое
Агроэкологические	Содержание подвижных форм микроэлементов в пахотном горизонте и метровом слое; Содержание валовых и подвижных форм тяжелых металлов и мышьяка; Содержание остаточных количеств пестицидов в пахотном метровом слое
Радиологические	Содержание Сs и Sr, мощность экспозиционный дозы гамма- излучения

Несомненно, в число учитываемых показателей должны быть включены не только химические показатели, но и физические и биологические.

3.1 Агрохимические показатели почв

К основным агрохимическим показателям плодородия почв, определяемых в ходе мониторинга, относят содержание гумуса, рН и содержание подвижных форм фосфора и калия (Сычев В.Г.,2006).

Контроль за содержанием гумуса входит в число первоочередных задач почвенно-экологического мониторинга почв, поскольку изменение его количества отражает влияние внешних негативных процессов, вызывающих деградацию почв (Черников В.А., 2001).

Содержание гумуса отражает совокупность биохимических, физических и физико-химических свойств почвы, учитывает уникальное экологическое свойство гумуса - связывать соли гумуса тяжелых металлов и ароматических углеводородов, препятствуя их распространению и смягчая действие загрязнений на живые организмы (Мусихина Т.А.,2001)

При определении плодородия почв недостаточно учитывать только содержание в них гумуса, необходимо контролировать и его качественное состояние, в связи с этим определяют содержание водорастворимых органических веществ, формирующих в значительной мере запас лабильных элементов питания и являющихся показателем доступности гумусовых веществ микроорганизмами, (Садовникова Л.К.,2006).

Для определения содержания гумуса в почве чаще всего используют метод И.В. Тюрина.

Важнейший, и как правило достаточный для характеристики почв показатель - это значение рН в водных и солевых вытяжках. Но значение рН свидетельствует только о степени кислотности и щелочности почв, но из за довольно высокой буферности почв оно не позволяет количественно оценить кислотность или щелочность.

Подкисление почв может быть вызвано поступлением оксидов металлов и их кислотного гидролиза, кислотными осадками, внесением физиологически кислых удобрений.

Кислотно - основные условия влияют на поглощение химических веществ почвами, растворимость соединений загрязняющих веществ. Например поглощение дерново-подзолистой почвой пестицида артрозина, преимущественно находящегося в почве в форме аниона, пр рН 2-5 почти в 20 раз выше чем при рН 7 (Орлов Д.С.,1994).

Одним из основных показателей, используемых для характеристики экологического состояния почв, является их обеспеченность биогенными элементами, прежде всего фосфором, калием и азотом. Содержание фосфора в почве, а также калия - важнейший показатель плодородия, определяющий урожайность сельскохозяйственных культур и эффективность действия удобрений. Уменьшение запасов общего азота, фосфора и калия является одним из признаков деградированных почв. Чрезмерное обогащение почв биогенными элементами также является индикатором неблагоприятного состояния почв. Например, повышенное содержание фосфора в почве снижает доступность растениям ряда микроэлементов (цинка, меди и некоторых других). Также при увеличении содержания биогенных элементов в почве происходит увеличение их интенсивности в грунтовые воды и смыва в поверхностные воды и тем самым усиление процессов эвтрофикации.

Кроме валовых форм азота, калия, фосфор необходимо определять содержание подвижных (доступных растениям) форм элементов питания. Содержание азота в почве является менее значительном показателем при характеристике экологического состояния почв. И поэтому при агрохимическом мониторинге определяют только содержание подвижного фосфора и калия (Титова В.И.2004)

Определение содержания подвижного фосфора и калия определяют методом Кирсанова (для кислых почв) или Мачигина (для карбонатных почв) ( Мотузова В.Г., Безуглова О.С.,2007).

3.2 Агроэкологические показатели

Показателями химического загрязнения почв сельскохозяйственных угодий являются тяжелые металлы, пестициды и другими химическими вещества.

К тяжелым металлам относят более 40 химических элементов, масса атомов которых превышает 50 атомных единиц (Pb, Zn, Cd, Hg, Co, Cu, Ni и др.). Тяжелые металлы в живых организмах играют двоякую роль. В малых количествах они входят в состав биологически активных веществ, регулирующих нормальный ход жизнедеятельности организмов (Мотузова Г.В., Безуглова О.С.,2007).

Термин «тяжелые металлы» по отношению к микроэлементам может применятся в случаях, когда те встречаются в экзогенных, повышенных концентрациях и могут оказывать на растения и животных токсическое воздействие (Титова В.И., 2002).

Общее содержание химических веществ в почвах - важный показатель для получения первичной оценки состояния почв в ходе локального и регионального мониторинга. Установлено особенности регионального фонового содержания многих элементов. Этот показатель изменяется в зависимости гумусированности почв, от их реакции, от гранулометричес-кого состава, от содержания их в почвообразующих породах.

Общее содержание загрязняющих веществ в почвах - показатель менее информативный, чем при оценке загрязнения воды или воздуха. В связи с этим обязателен контроль показателей подвижности загрязняющих веществ, так как именно они характеризуют способность загрязняющих веществ переходить в сопредельные среды: в растения, в почвенные и грунтовые воды.

Для целей мониторинга выбирают в известной мере условно три важнейшие группы. Обычно определяют общее (валовое) содержание тяжелых металлов, доступные (кислоторастворимые) формы соединений растворимые в 1 М растворе соляной или 1М растворе азотной кислоты (потенциальный запас элемента) и лабильные (подвижные) формы их соеденений, переходящих в буферный раствор (актуальный запас элемента) (Пименова Е.В.,2009).

Определение тяжелых металлов в почве проводится методом атомно-адсорбционной спектрометрии с пламенной и беспламенной атомизацией..

Определение тяжелых металлов (ТМ) в первую очередь проводят в почвах, расположенных в зонах экологического бедствия, а также на сельскохозяйственных угодьях, прилегающих к загрязнителям почв ТМ, и на полях (участках), предназначенных для выращивания экологически чистой продукции, на реперных участках.

Реперный участок - это поле (часть поля) или отдельно обрабатываемый участок площадью не более 40 га и менее 4 га, типичный для данного региона. Он должен отражать преобладающий почвенный покров, историю землепользования, интенсивность и характер применения средств химизации, проведения различных мелиоративных мероприятий (Черников В.А.,200).

Степень загрязнения почв ТМ выявляют путем сравнения с предельно допустимой концентрацией (ПДК или ОДК) соответствующего элемента в почве или его фоновым содержанием (Методическое указание…,2003).

Контроль за загрязнением тяжелыми металлами осуществляется по 5 элементам первого класса токсичности (ртуть, свинец, кадмий, цинк, мышьяк) и 4 металлам второго класса токсичности (никель, хром, кобальт, медь) (Киселев А.П., 2003).

В соответствие с программой Общегосударственной службы контроля за загрязнением природной среды в почвах пахотных угодий повсеместно и регулярно предполагается определение содержания остатков пестицидов, гербицидов и других загрязняющих веществ органической природы а именно: ДДТ и его метаболиты (ДДД, ДДЭ), гексахлоргексан (ГХЦГ), полихлорпропилен (ПХП), полихлоркамфен, триазоновые гербициды (симазин, артроцин, прометрин, котофор) гербициды типа 2,4 и 2М-4Х, фосфорорганические пестициды (карбофос, метафос, фозалон, фосфамид, бутифос). Ежегодно в каждой области должно быть обследовано примерно 20 хозяйств, равномерно расположенных по природно - экономическим районам, в каждом хозяйство по 3-5 полей под разными культурами причем на 1-2 полях обор проб почвенных проб следует проводить ежегодно, а на остальных раз в 5 лет. Образцы отбираются 2 раз в год; весной и осенью (Орлов Д.С.,1994).

Содержание остаточного количества пестицидов проводят методом газожидкостной хроматографии по официально утвержденным методикам (Методическое указание…,2003).

3.3 Радиологические показатели

Радиологическим показателям регистрируемые в ходе мониторинга почв сельскохозяйственных угодий являются содержание Сs и Sr, мощность экспозиционный дозы гамма- излучения.

Радиоактивнее элементы - неустойчивые химические элементы, способные к радиоактивному распаду, который сопровождается испусканием энергии (Мотузова Г.В.,Безуглова О.С.,2007).

Приоритетными загрязнителями являются 90Sr и 137Cs. Они обладают высокой биологической активностью и подвижностью, которая обусловлена тем, что стронций и цезий - близкие химические аналоги кальция и калия и очень сходны по поведению в биологических системах.

Попадая в окружающую среду радионуклиды активно вовлекаются в круговорот веществ, накапливаясь в ее компонентов. Они становятся неотъемлимой звеном пищевых цепей и играют существенную роль в функционирование экосистем, в том числе почвы и растительности. Наибольшему загрязнению подвергаются аккумулятивные горизонты почв сельскохозяйственных территорий (Гогмачадзе Г.Д., 2010)

Радиологическое обследование почв сельскохозяйственных угодий проводится одновременно с агрохимическим и эколого-токсикологическим обследованиями.

Радиологическое обследование проводят путем замера гамма-фона и отбора почвенных образцов. Для определения мощности экспозиционной дозы гамма-излучения почв рекомендуется использовать дозиметры ДРГ-01Т (Методическое указание…,2003).



4. Оценка экологического состояния почв

До ХIХ столетия оценка качества почв сельскохозяйственных земель носила описательный характер и в основном была предназначена для фискальных целей (налогообложение землевладельцев). В ХIХ-ХХ вв. в связи с определенными научными достижениями в земледелии, почвоведении, физиологии растений, агрохимии и других областях естественных наук для оценки плодородия почв стали использовать также результаты количественного анализа показателей свойств почв, при этом возросло число их наименований. В последние годы при оценке качества земель в зарубежных странах усиливается роль критериев, связанных с охраной окружающей среды, а также роль автоматизированных земельных информационных систем и цифровых кадастровых карт. ФАО для оценки качества земли в неорошаемом земледелии рекомендует использовать следующие показатели, которые могут быть группируются по разделам: климатические условия, климат почвы, форма и рельеф участка, гидрология, фитосанитарное состояние посевов и почвы, морфология почвы, физика и эрозия почвы, химия почвы, биология почвы, минералогия почвы, местоположение земельного участка.

Как правило, в странах дальнего зарубежья ограничиваются оценкой эффективного плодородия почвы по расширенному набору показателей агрофизических, агрохимических, биологических свойств, характеру рельефа местности, подверженности почв процессам эрозии, климатических условий, фитосанитарного состояния и другим показателям, важнейшим из которых является продуктивность растений. О необходимости более широкого набора показателей для полной оценки плодородия земель сельскохозяйственного назначения свидетельствуют также отечественный производственный опыт и результаты научных исследований (Кирюшин В.И. ,2010, Методические указания…,2003, Добровольский Г.В. Никитин Е.Д., 2012).

До сих пор агрооценочные работы и бонитировка почв оставляют желать лучшего. К тому же в связи с нарастающей деградацией окружающей среды остро встал вопрос создания системы экологической оценки почв.

В качестве самостоятельного направления выделяется экологическая бонитировка почв, направленная на учет широкого круга факторов, определяющих производительную способность почв, и оценку почв по значимости осуществляемых ими экологических функций (Добровольский Г.В. Никитин Е.Д., 2012).

В широко принятом понимании "бонитировка почв -- сравнительная оценка качества почвы как средства производства в сельском и лесном хозяйствах, выраженная в количественных показателях и основанная на учете свойств почвы и уровня урожайности" (Толковый словарь по почвоведению, 1975).

При экологической бонитировке почв существенно корректируются доминирующие методы определения бонитета и переоценивается набор показателей, по которым он выводится.

Известно, что за главный показатель бонитета принимается содержание гумуса; кроме того, учитываются запасы валовых или подвижных форм азота, фосфора и других элементов. Гранулометрический состав, режим увлажнения и другие факторы учитываются как поправочные показатели к установленному бонитету. Несомненно, в число учитываемых показателей должны привлекаться не только химические, но и физические, и биологические почвенные характеристики (тепловой режим почв, их структурная прочность и фильтрационная способность, данные по почвенной биоте и др.). Причем эти параметры оцениваются не сами по себе, а по отношению к тем нагрузкам, которые почве предстоит выдержать. В соответствии с этим может существенно измениться стратегия намечаемого использования земель.

Балл бонитета почвы показывает отношение ее плодородия (в процентах) к плодородию лучшей из распространенных почв. Шкала баллов бонитета почвы имеет стобалльную основу. Лучшим почвам присваиваются 100баллов (Кирюшин В.И. ,2010).

4.1 Оценка уровня загрязнения почв

Оценка качества почв с точки зрения уровней их загрязнения проводится двумя путями: сопоставлением выявленных содержаний экотоксикантов с нормативными и расчетом показателя суммарного загрязнения почв (Zc), характеризующей степень загрязнения ассоциацией элементов относительно фона и отражающей эффект воздействия группы элементов. Это показатель рассчитывается по формуле:

Zс = Kc - (n-1)

где Kc - коэффициенты концентрации элементов - отношение содержания элемента (Сi) к фоновому его содержанию (Сф), а n - число учитываемых элементов с последующим сопоставлением полученных значений с оценочной шкалой, в соответствии с которой опасной считается величина свыше 32 условных единиц, а критерием отнесения к территориям с чрезвычайной экологической ситуацией является величина показателя 32-128 усл. ед. (Пименова Е.В., 2009; Титова В.И.,2004).

Данный показатель при использование его для оценке воздействия предприятия является информативным, но в тоже имеет ряд ограничений. При расчете данного показателя не учитывается степень токсичности элементов, что может привести к недооценке степени экологической напряженности (если почва загрязнена элементами с очень высокой токсичностью (Титова В.И.,2004).

4.2 Оценка интегральной устойчивости почв

Важной характеристикой почвенного покрова является его устойчивость к антропогенным воздействиям.

Оценка устойчивости почв необходима в целях прогнозирования и анализа изменяющейся в ходе хозяйственной деятельности человека экологической ситуации, а также для определения допустимой техногенной нагрузки, которая не повлияет на эффективность выполнения почвенным покровом его основных экологических функций.

Устойчивость - это способность возвращаться после возмущения в исходное состояние сохранять производительную способность в социально-экономической системе. Наибольший интерес представляет оценка интегральной устойчивости, которая определяет устойчивость почв ко всему комплексу антропогенных воздействий.

Для определения интегральной устойчивости почв сельскохозяйственных угодий выбирается ряд показателей, описывающих изучаемый объект и наиболее рельефно характеризующих его устойчивость к техногенезу,(почвообразующие породы, рельеф, запасы гумуса, кислотность и т.д.), показатели ранжируются в порядке усиления их роли в поддержание устойчивости и для каждого объекта находится сумма баллов по всем выбранным показателям. Можно использовать систему баллов в целых числах (от 0 до 4 )или в долях (от о до 1). На основании суммарной бальной оценки делятся на категории таблица 2(Титова В.И., 2002).

Таблица 2. Оценка почв по степени их интегральной устойчивости

Степень устойчивости	Оценка в баллах
	В целых	В долях
1.Крайне неустойчивая	0-4	0-1,28
2. Неустойчивая	5-9	1,29-2,56
3. Малоустойчивая	10-14	2,57-3,84
4.Относительно устойчивая	15-19	3,85-5,12
1. Устойчивая	20-24	5,13-6,40
2. высокоустойчивая	25-27	>6,40

Данные по устойчивости почв хозяйства к антропогенному воздействию позволят дать квалифицированные заключение о качестве почвы в наблюдаемое время и спрогнозировать его изменения в будущем, оптимизировать размещение промышленных предприятий, степень очистки выбросов веществ, загрязняющих природную среду, и провести экологическую экспертизу территории (Титова В.И.,2002).

4.3 Оценка почвы с использованием почвенно-экологического индекса

На современном этапе основой для расчета баллов бонитетов служат почвенно-экологические индексы (ПЭИ). Почвенно-экологического индекса (ПЭИ) - это обобщённый экологический показатель

Методика определения почвенно-экологической оценки и бонитировки почв разработана в Почвенном институте РАСХН. Методика позволяет оценивать состояние почв пашни и других угодий.

Почвенно-экологическая оценка проводится на основании свойств почв и климатических показателей.

В основу положен расчет почвенно-экологического индекса (Пэи) по формуле, предложенной Л.Л. Шишовым и другими:

ПЭИ=12,5 *(2-V)*П*Дс* (?t>10*(КУ-Р))/(КК+100) *А

где: ПЭи - почвенно-экологический индекс;V - плотность (объемная масса) почвы в среднем для метрового слоя, г/см3;2 - максимально возможная плотность г/см3;П - «полезный» объем почвы в метровом слое;Дс - дополнительно учитываемые свойства почвы: содержание гумуса, рН, степень эродированности и другие;?t>10 - среднегодовая сумма активных температур; Р - поправка к коэффициенту увлажнения; КК - коэффициент континентальности; А - итоговый агрохимический показатель содержания элементов питания. Величину 12,5 вводят в формулу для того, чтобы привести определенную совокупность условий к 100 единицам (баллам) почвенно-экологического индекса.

Величина КК рассчитывается по формуле:

КК = 360 х (tmax - tmin) : (ц + 10)

где tmax -- среднемесячная температура самого теплого месяца;tmin -- среднемесячная температура самого холодного месяца;ц -- широта местности.).

В отличие от других данная методика дает возможность получать по определенным формулам сопоставимые оценочные баллы для всей территории России и позволяет определять не только отдельных хозяйств, но и на территориях любых масштабах (Методическое указание….,2003; Добровольский Г.В., Никитин Е.Д.,201).



Выводы

1. Почвенный экологический мониторинг - одна из важнейших составляющих экологического мониторинга в целом, он направлен на выявление антропогенных изменений почв. В основе почвенно-экологического мониторинга следующие основные принципы: разработка методов контроля за наиболее уязвимыми свойствами почв, постоянный контроль за важнейшими показателями почвенного плодородия; ранняя диагностика негативных изменений почвенных свойств.

2. Почва - сложный объект исследования, так как почвенный покров представляет собой 4х фазную систему и более буферную, чем атмосферный воздух или водоем.

3. Перечень показателей почвенно-экологического должен быть оптимальным, обеспечивающим реальность исполнения и не вызывающим потерю информации. Система показателей должна включать обязательные для всех видов почв и специфичные для почв одного или нескольких типов параметры, а также показатели, обусловленные природой загрязняющих веществ. Состав контролируемых параметров определяется спецификой конкретного почвенно-экологического мониторинга и масштабами проявления негативных воздействий.

4. Основные агрохимические показатели почвенно-экологического мониторинга: содержание гумуса, рН и гидролитическая кислотность, содержание подвижных форм фосфора и калия,

5. Основные агроэкологические показатели: содержание валовых и подвижных форм тяжелых металлов и мышьяка;содержание остаточных количеств пестицидов в пахотном метровом слое.

6. Основные радиологические показатели определяемые при мониторинге -содержание 90Sr и 137Cs, так как они являются приоритетными загрязни-телями, и также мощность гамма излучения.

7. Существует различные методы оценки экологического состояния почв.

8. Наиболее современным является методика почвенно- экологическая оценка которая производится на основании свойств почв, климатических показа- телей и некоторых других особенностей территорий и основанный на расчете почвенно-экологического индекса. В отличие от других данная методика дает возможность получать по определенным формулам сопоставимые оценочные баллы для всей территории России и позволяет определять не только отдельных хозяйств, но и на территориях любых масштабах



Литература

1. Герасимов И.П. Научные основы современного мониторинга окружающей среды //Изв. АН СССР.. Сер. географ. 1975. II 3. С. 13-25.

2. Добровольский Г.В., Гришина Л.А. Охрана почв.- М.:Изд-бо МГУ, 1985. 224 с.

3. Добровольский Г.В. Никитин Е.Д. Экология почв- М.: изд. МГУ, 2012. - 491с

4. Мотузова Г.В. Соединения микроэлементов в почвах: системная организация, экологическое значение, мониторинг. - М.: «Лимброком», 2009. 166с.

5. Мотузова Г.В. Безуглова О.С. Экологический мониторинг почв

6. Агроэкология / Черников В.А., Алексахин Р. М., Голубев А. В. и др. - М.: Колос, 2000. - 536 с.

7. Гришина Л.А., Копцик Г. Н., Моргун Л.В. Организация и проведение почвенных исследований для экологического мониторинга. - М.: Изд-во МГУ, 1991. - 82 с.

8. Мотузова Г.В. Принципы и методы почвенно-химического мониторинга. - М.: Изд-во МГУ, 1988. - 101 с.

9. Мотузова Г. В. Почвенно-экологический мониторинг и охрана почв. - М.: Изд-во МГУ, 1994. -104с.

10. Садовникова Л.К. Экология и охрана окружающей среды при химическом загрязнении. - М.: Высш. Шк., 2006. - 333 с.

11. Черныш А. Ф. Мониторинг земель. - Минск: БГУ, 2003. - 98 с.

12. Н.А. Драган Мониторинг и охрана почв. - Симферополь, 2008

13. Муравьев А.Г. Каррыев Б.Б. Оценка экологического состояния почвы. Санкт- Петербург: Крисмас +, 2000. - 150с.

14. Мусихина Т.А., Гагарин Ю.А. Об использовании комплексного мониторинга для экологических исследований// Пермский аграрный вестник: сб.научных трудов вып.VI часть 1, 2001 - с 44-47.

15. Сычев В.Г. Система агроэкологического мониторинга земель сельскохозяйственного назначения/ В.Г. Сычев, Е.Н. Ефремов, М.И. Лунев, А.В. Кузнецов. - М.: Россельхозакадемия, 2006. -79с.

16. Державин Л.М., Фрид А.С., Янишевский Ф.В. О мониторинге плодородия земель сельскохозяйственного назначения//Агрохимия, 1999, № 12. -- С. 19-30.

17. Методические указания по проведению комплексного мониторинга плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения// под ред Л. М. Державина, Д.С. Булгакова .- М.: ФГНУ « Росинформагротех», 2003. - 240с.

18. Киселев А.П. Агроэкологический мониторинг почв Восточного региона Ставропольского края// Агрохимический вестник, 2003. - №3.- с.15-16.

19. Гогмачадзе Г.Д. Агроэкологический мониторинг почв и земельных ресурсов Российской Федерации/Г.Д. Гогмачадзе, Д.М.Хомякова.- М.: изд-во МГУ, 2010. - 592с.

20. Толковый словарь по почвоведению/ А.А. Роде. - М.: изд.Наука, 1975. - 288с.

21. Кирюшин В.И. Агрономическое почвоведение. - М.: КолосС, 2010. - 686с.

22. Титова В.И. Дабахов М.В., Дабахова Е.В. Основы экологической оценки функционирования агроэкосистем. - Н.Новгород: НГСХА, 2001.- 67с.

23. Пименова Е.В. Химические методы в агроэкологическом мониторинге почвы. - Пермь: ПГСХА, 2009. -119с.

24. Титова В.И., Дабахов М.В., Дабахова Е.В. Рекомендации по оценке экологического состояния почв как компонента окружающей среды. Н.Новгород, 2004. - 71с.

Размещено на Allbest.ru

...