Изучение влияния хозяйственной деятельности на состояние почвенного покрова Костанайской области

Локальное радиоактивное загрязнение почв может возникнуть при аварийных ситуациях на атомных станциях. Путем подбора культур, применения минеральных удобрений, запахивания верхнего слоя почвы на глубину 40-50 см и других агротехнических приемов возможно устранение неблагоприятных последствий поступления в почву радиоактивных продуктов.

Основными мероприятиями по ликвидации загрязнения почв являются разработка быстроразлагающихся препаратов, способов их обезвреживания, внедрение безотходных технологий производства. Иногда практикуют удаление загрязненного горизонта почвы, вносят в нее различные химические вещества, нейтрализующие вредное влияние почвенных загрязнителей.

В местах разработок полезных ископаемых и проведения строительных работ происходит полное уничтожение почвенного покрова. Для сбережения земельных ресурсов предприятия агропромышленного комплекса следует располагать на малопригодных или совсем не пригодных для сельскохозяйственного производства землях.

Особенно отрицательно влияет на природу горнодобывающая промышленность, в результате деятельности которой создаются отвалы, карьеры, терриконы, провальные воронки, загрязняются вода, почва и воздух. В настоящее время прилагаются немалые усилия для восстановления нарушенных промышленностью земель. Различают несколько видов рекультивации земель в зависимости от последующего использования.

· Сельскохозяйственная - когда земля в дальнейшем используется под пашню, луга, пастбища, многолетние насаждения.

· Почвозащитные лесопосадки.

· Рекреационная - парки, бассейны, пляжи и т.д.

· Архитектурно-планировочные - лесонасаждения, посевы луговых трав, обводнение пониженных участков вокруг жилых построек.

Во всех случаях рекультивация осуществляется в 2 этапа: технический - процесс конструирования земельной площади и биологический - освоение земли. На первом этапе необходимо засыпать карьеры, рвы, спланировать землю, при фитотоксичности пород произвести химическую мелиорацию, насыпать сверху плодородной почвы. Поэтому при ведении горных работ и различных видах строительства необходимо прежде всего снять, сохранить и рационально использовать плодородный слой почвы.

На втором, биологическом, этапе производят озеленение, то есть восстанавливают лесные и сельскохозяйственные угодья.

К числу крупнейших экологических проблем, связанных с загрязнением почвы и требующих незамедлительных государственных решений и соответствующих инвестиций, является проблема управления отходами, и в первую очередь промышленными, которые в большинстве характеризуются как токсичные и высокотоксичные. К настоящему времени на территории Костанайской области накоплено 10,7 млрд. тонн промышленных отходов, из которых утилизировано 817 тыс. тонн, что составляет о,25% (таблица1).

Таблица 1. Объемы образованных, использованных, переработанных и размещенных отходов по отраслям промышленности Костанайской области.

Отрасли промышленности	Вид отходов	Образованно, тыс.тонн	Использовано, тыс.тонн	Утилизировано, тыс.тонн	Размещено на полигонах, тыс.тонн
горнодобывающая	вскрышные породы	331660	29556	817	301287
	отходы обогащения	26520	1644	0	24876
	отработанные РСЛ	0,02	0	0	0,024
	отработанные масла	0,14	0,05	0,00002	0,01
	отходы б/у автошин и резины	1,32	0,004	0	1,13
	ТБО	0,7	0	0,04	0,3
	отходы черных металлов	3,2	0	0	0
	строительный мусор	18,8	0,01	0,02	17,4
	шламы мойки автомобилей, замазученный грунт	2,4	0	0,00002	2,4
теплоэнергетическая	золошлаки	1888			1887
коммунальная	ТБО	422			422
Всего по области	360517	31200	817	328494

Таким образом, промышленные отходы занимают значительные территории области и оказывают негативное влияние практически на все компоненты природной среды.

Проблема промышленных отходов - их утилизация, использование, обезвреживание, захоронение, трансграничная транспортировка является одной из самых волнующих проблем современности. Промышленные отходы, включая токсичные, до настоящего времени складируются и хранятся в различных накопителях, зачастую без соблюдения соответствующих экологических норм и требований. В результате этого почва Костанайской области подвержена загрязнению. Постоянно возрастающий объем складируемых отходов формируют новые техногенные ландшафты. С ростом высоты отвалов и терриконов на территории промышленных зон г. Рудный, г. Лисвковск и г. Жетикара они становятся все более интенсивными источниками пылеобразования. Основная доля промышленных отходов области представлена вскрышными породами горнодобывающей промышленности, хвостами обогащения, золошлаковыми отходами.

Загрязнение почвы отходами, содержащими тяжелые металлы, вместе с сернистыми загрязнителями приводит к изменению состава микроэлементов и возникновению техногенных пустынь. Изменение содержания микроэлементов в почве немедленно сказывается на здоровье травоядных животных и человека, приводит к нарушению обмена веществ, вызывая различные эндемические заболевания местного характера. Например, недостаток йода в почве ведет к болезни щитовидной железы, недостаток кальция в питьевой воде и продуктах питания - к поражению суставов, их деформации, задержке роста.

В почвах подзолистого типа с высоким содержание железа при его взаимодействии с серой образуется сернистое железо, которое является ядом. В результате в почве уничтожается микрофлора, что приводит к потере плодородия.

Вывоз промышленных и бытовых отходов на свалки ведет не только к загрязнению, но и нерациональному использованию земельных угодий, создает реальные угрозы значительных загрязнений атмосферы, поверхностных и грунтовых вод, росту транспортных расходов и безвозвратной потере ценных материалов и веществ.

Кроме того, такие виды деятельности человека как промышленное и гражданское строительство, открытая разработка полезных ископаемых, прокладка дорог, трубопроводов и электромагистралей, создание водохранилищ приводит к безвозвратному изъятию земель из природного комплекса. Это наряду с ухудшением плодородия земель в результате процессов опустынивания, заболачивания, засоления, уплотнения и др. способствует сокращению растительности, загрязнению и ухудшению атмосферного воздуха и др.

Различные почвенные загрязнения, большинство из которых антропогенного характера, можно разделить по источнику поступления этих загрязнений в почву:

1. С атмосферными осадками. Многие химические соединения, попадающие в атмосферу в результате работы предприятий, затем растворяются в капельках атмосферной влаги и с осадками выпадают в почву. Это, в основном, газы - оксиды серы, азота и др. Большинство из них не просто растворяются, а образуют химические соединения с водой, имеющие кислотный характер. Таким образом, и образуются кислотные дожди.

2. Осаждающие в виде пыли и аэрозолей. Твердые и жидкие соединения при сухой погоде обычно оседают непосредственно в виде пыли и аэрозолей. Такие загрязнения можно наблюдать визуально, например, вокруг котельных зимой чернее снег, покрываясь частицами сажи. Автомобили, особенно в городах и около дорог, вносят значительную лепту в пополнение почвенных загрязнений.

3. При непосредственном поглощении почвой газообразных соединений. В сухую погоду газы могут непосредственно поглощаться почвой, особенно влажной.

4. С растительным опадом. Различные вредные соединения, в любом агрегатном состоянии, поглощаются листьями через устьица или оседают на поверхности. Затем, когда листья опадают, все эти соединения поступают опять-таки в почву.

В группу загрязнителей почвы водят мусор, выбросы, отвалы, отстойные породы. Это различные вещества смешанного характера, включающие как твердые, так и жидкие вещества, не слишком вредные для организма человека, но засоряющие поверхность почвы, затрудняющие рост растений на этой площади.

Основная масса твердых бытовых отходов (ТБО) без разделения на компоненты вывозится и складируется на открытых свалках, многие из которых не соответствуют требованиям природоохранного и санитарного законодательства Республики Казахстан. Их размещение и обустройство осуществлены без проектов и оценки воздействия на окружающую среду. Значительное количество ТБО генерируется на крупных урбанизированных территориях, загрязняя окружающую среду при сборе, транспортировке и утилизации. В Костанайской области менее 10 % бытовых отходов от общего объема уничтожается, 6 млн. тонн не утилизированных коммунальных отходов скопилось на территории области. Большую проблему загрязнения территории области представляют не организованные свалки в сельской местности.

Интересно узнать: период разложения бумаги - 4-6 лет, одежды - 8-10 лет, пластиковой бутылки - 100 лет, а стекла - более 300 лет.

Загрязнение почвы тяжелыми металлами представляет значительную опасность для человека и других живых организмов, так как тяжелые металлы нередко обладают высокой токсичностью и способностью к кумуляции в организме. Наиболее распространенное автомобильное топливо бензин - содержит очень ядовитое соединение - тетраэтилсвинец, содержащее тяжелый металл свинца, который попадает в почву. Из других тяжелых металлов, соединения которых загрязняет почву можно назвать кадмий, медь, хром, никель, кобальт, ртуть, мышьяк, марганец.

В настоящее время широко используются в качестве борьбы с вредителями культурных растений пестициды и поэтому они находятся в почве в значительных количествах. Пестициды губительно действуют на почвенную микрофлору: бактерии, актиномицеты, грибы, водоросли.

1.4 Осолонцевание и засоление почв

На территориях с недостаточным атмосферным увлажнением урожайность сельскохозяйственных культур сдерживается недостаточным количеством поступающей в почву влаги. Для восполнения ее недостатка с давних времен применяется искусственное орошение. Во всем мире почвы орошаются на площади свыше 260 млн. га.

Однако неправильное орошение приводит к накоплению солей в орошаемых почвах. Главными причинами антропогенного засоления почв являются бездренажное орошение и неконтролируемая подача воды. В результате этого повышается уровень грунтовых вод и когда уровень грунтовых вод достигает критической глубины, начинается энергичное соленакопление за счет испарения содержащей соли воды, поднимающейся к поверхности почвы. Этому способствует и орошение водой с повышенной минерализацией [7].

Осолонцевание происходит при увеличении в почвенном поглощающем комплексе доли натрия. При этом повышается степень пептизируемости коллоидов и илистого вещества. Процесс связан с поступлением солей из почвообразующих пород, грунтовых и поверхностных вод при орошении земель.

Засоление почв - совокупность процессов, способствующих увеличению содержания в почве растворимых солей (карбонат натрия, хлориды и сульфаты), ведущих к формированию засоленных почв. Засоление почв наиболее развито в условиях засушливого (аридного) климата при затрудненном оттоке поверхностных и грунтовых вод и обусловлено засоленностью почвообразующих пород (остаточное засоление почв или неправильным орошением, приносом солей грунтовыми и поверхностными водами) вторичное засоление почв. Влага по мере вертикально восходящего движения испаряется, а содержащаяся в ней соль откладывается на стенках порового пространства почв. Высоким природным засолением обладают почвы пустынь и полупустынь[8].

Больше засолены почвы, образующиеся на коренных породах с высоким природным засолением и при неглубоком (менее 3 м от поверхности земли) залегании грунтовых засоленных вод.

В естественных условиях процесс идет медленно, но он существенно усиливается (вторичное засоление) и становится настоящим бедствием при орошаемом земледелии.

Засоление почв происходит на той стадии орошения, когда соленые грунтовые воды поднимаются на глубину 1-3 м от поверхности земли и транспирация растительностью и испарение приближается к величине испарения с открытой поверхности воды (в аридных районах оно достигает 1000- 1500 мм в год). При минерализации таких вод 2-3 г/дм3 в верхний слой почвы за лето привносится около 20 т/га солей.

Подъем уровня грунтовых вод (подтопление) на орошаемых землях неизбежен при любых щадящих режимах полива. Подтопленные территории становятся непригодными для орошения еще и по причине непроходимости таких земель для обрабатывающей техники.

В результате засолении почв образуются засоленные почвы - солончаки (содержат 1-3 % и более солей), солончаковые (0,1-1 %) и солончаковатые (засолены ниже пахотного горизонта).

Засоление почв отрицательно влияет на рост древесных растений. Даже слабозасоленные почвы малопригодны для создания насаждений и требуют предварительного удаления солей. В условиях орошения это лучше всего достигается промывкой почвы.

Важнейшие профилактические меры предупреждения вторичного засоления - применение дождевальных установок с дозированной подачей воды (в зависимости от вида почв, состояния приземного воздуха, вида культуры и др.) и подпочвенного орошения. Хороший эффект дают планировка поверхности, ликвидация оросительных каналов, подача воды по лоткам, строго дозированный расход воды [8].

В результате антропогенного засоления во всем мире ежегодно теряется около 200-300 тыс. га высокоценных поливных земель. Для охраны от антропогенного засоления создаются дренажные устройства, которые должны обеспечить расположение уровня грунтовых вод на глубине не менее 2,5-3 м, и системы каналов с гидроизоляцией для предотвращения фильтрации воды. В случае накопления водорастворимых солей рекомендуется промывка почв с дренажным водоотводом для удаления солей из корнеобитаемого слоя почвы. Охрана почв от содового засоления включает в себя гипсование почв, применение минеральных удобрений, содержащих кальций, а также введение в севооборот многолетних трав.

Для предупреждения негативных последствий орошения необходим постоянный контроль за водно-солевым режимом на орошаемых землях.

1.5 Опустынивание или проблемы деградации земель

Процесс опустынивания земель Костанайской области вызывается совокупным действием природы и человека. Уничтожение скудной растительности из-за чрезмерного выпаса скота, вырубки лесов и кустарников, распашка земель, малопригодных для земледелия и другие виды хозяйственной деятельности многократно усиливают действия ветровой эрозии, иссушение верхних слоев почвы.

Одной из острейших проблем современности является проблема деградации земель или опустынивания. Темпы роста процессов опустынивания в мире - до 23 млн. га ежегодно.

Необратимая утрата плодородия почв и деградация земель наблюдается повсюду, где почвы особенно неустойчивы, растительность скудная, климат засушливый. По данным ЮНЕСКО опустынивание уже охватило примерно 70% засушливых земель мира, в том числе и территорию нашей области и угрожает в будущем захватить обширные площади земель.

Более миллиарда га засушливых земель в Африке, или 73%, или сильно затронуты опустыниванием. Еще 1,4 млрд га, подверженных опустыниванию, находятся в Азии. И это проблема не только развивающихся стран. В целом, более чем в 110 странах имеются засушливые земли, над которыми нависла потенциальная угроза опустынивания.

В настоящее время стоимость теряемой на аридных землях сельскохозяйственной продукции оценивается в несколько десятков млрддолларов США в год. По данным ЮНЕП опустынивание обходится миру в 42 млрд долларов США в год.

Данная проблема не обошла и Казахстан, в настоящее время площадь деградированных земель республики составляет 180 млн гектаров или 66% ее территории.

Опустынивание приводит к большим социальным издержкам, например таким, как экологическая миграция. Более 135 миллионам людей грозит опасность того, что им придется покинуть свою землю. Конвенция ООН по борьбе с опустыниванием вступила в силу 26 декабря 1996 года и была ратифицирована Республикой Казахстан 7 июля 1997 г. Положения Конвенции должны способствовать прекращению опустынивания и смягчению последствий этого явления. Необходимо отметить то, что из природоохранных конвенций данная Конвенция призвана решать не только экологические проблемы, но также социальные и экономические, такие как нищета, здоровье и миграция.

По данным ЮНКОД среднегодовые экономические потери опустынивания на каждом гектаре земель с умеренной степенью деградации достигают:

· на орошаемых землях - 36,5 тыс. тенге

· на неорошаемых пахотных землях - 5,5 тыс. тенге

· на пастбищных угодьях - 1,0 тыс. тенге

Особую тревогу вызывает состояние и использование 59,6 млн. гектар земли в районах экологического бедствия.

После интенсификации сельского хозяйства в развитых странах в 50 - 60-е годы, приведшей как созданию излишков продовольствия, так и значительному загрязнению земельных и водных ресурсов пестицидами и нитратами, в 1992 году была начата радикальная реформа обще-сельскохозяйственой политики ЕС, которая предусматривала поощрение применения менее интенсивных методов ведения хозяйства (перевод пахотных земель в луга, пастбища, сохранение мест обитания биоразнообразия, облесение, долговременное выведение земель из сельскохозяйственного оборота),а также внедрение «органического» (без пестицидов) земледелия.

В Казахстане интенсивность эксплуатации земель снижалась по причине развала системы централизованного планирования и прекращения государственного субсидирования крупных хозяйств.

Б.Т. Розанов, несмотря на разнообразие процессов опустынивания, выделяет наиболее общие факторы, приводящие к опустыниванию различных регионов:

- деградацию растительного покрова и сопутствующую ей эрозию почв в результате чрезмерного выпаса;

- усиление эрозии и дефляции засушливых земель при их интенсивном и нерациональном использовании под богарное земледелие без учета природных особенностей почвенного покрова;

- отсутствие взаимодействия и кооперации между земледелием и животноводством;

- уничтожение лесов при заготовке топлива;

- нарушение растительного и почвенного покрова в результате дорожного и промышленного строительства, геологоразведочных работ, разработок полезных ископаемых, строительства населенных пунктов и ирригационных сооружений, засухи;

- уплотнение почвенного покрова автотранспортом;

- уничтожение растительного покрова и разбивание почв скотом вокруг неправильно расположенных и нерационально организованных водопойных колодцев;

- вторичное засоление, подщелачивание и подтопление порой окружающих их земель;

- рост солончаковых пустынь в бессточных бассейнах.

В разном сочетании или по отдельности могут действовать перечисленные факторы.

Процессы деградации всегда сопутствовали систематическому обнищанию почв человеком, как выше уже отмечалось. Этот процесс ускорился в последние десятилетия, именно тогда, когда рост питания настоятельно потребовал резкого увеличения производства продуктов питания.

Сам человек является проводником опустынивания и вместе с тем жертвой. Психологически подготовленный к безграничности пустынь, именно человек во многих случаях не отдает полного отчета о постепенно приближающейся катастрофе, неосознанно раздвигая рамки пустынной экосистемы.

Первоочередная задача, стоящая перед исследователями региона, заключается в разработке стратегии его освоения. Необходимо выработать единый подход к постановке научных исследований, принятию управленческих решений по хозяйственному освоению пустынь и обеспечению нормальной жизнедеятельности населения аридных районов.

Самыми важными и необходимыми факторами успешного выполнения борьбы с опустыниванием являются: восстановление деградированных областей, эффективное использование водосборов, борьба с засолением земель, охрана почвенных и водных ресурсов, дренажные работы, закрепление песков, облесение, управление пастбищами и создание парков.

Одна из сложных, но особенно необходимых задач охраны природы в интересах сельского хозяйства - сохранение почв от занятия их под различного рода сооружения (аэродромы, склады, предприятия, населенные пункты, дороги, водохранилища и т. д.). Сложность этой задачи в том, что претендующие на занятие сельскохозяйственных земель организации выполняют важные государственные задания, поэтому некоторые руководители хозяйств без сопротивления соглашаются на отторжение земель.

Опыт борьбы за сохранение ценных сельскохозяйственных угодий показывает, что во многих случаях под сооружения могут быть отведены малоценные угодья и в значительно меньшем размере, чем их запрашивают. Вот почему руководители хозяйств обязаны убедиться в том, что претендующие на земельные участки организации подошли к решению вопроса с полным пониманием интересов хозяйства, что их запросы рассмотрены вышестоящими сельскохозяйственными органами. При окончательном решении этого вопроса следует иметь в виду, что в настоящее время необходимо беречь каждый квадратный метр почвы, так как масштабы их изъятия для несельскохозяйственных целей катастрофически возрастают. Проектировщики обязаны проявлять максимум инициативы в разработке проектов, с тем, чтобы свести до минимума использование сельскохозяйственных угодий.



2. Почвенно-климатические условия Костанайской области

Костанайская область (административная) весьма разнообразна своими природно-климатическими условиями.

Костанайская область расположена на Северо-Западе Республики Казахстан. Она находится на крайнем северо-западе Казахстана между Уральским хребтом на западе и Казахским мелкосопочником на востоке. Граничит на севере с Курганской, на северо-западе с Челябинской, на западе с Оренбургской областями Российской Федерации, на юго-западе - с Актюбинской, на востоке с Северо-Казахстанской и Акмолинской областями республики. В области 16 сельских административных районов. Область образована в 1936 году.

По устройству поверхности на территории области выделяются: Костанайская и Южно-Торгайская равнины, Зауральское, Адаевско-Улькаякское и Восточно-Торгайское плато, а также Торгайская ложбина. Костанайская равнина является частью обширной Западно-Сибирской низменности. Поверхность ее плоская, полотно наклонено к северо-востоку и контролируется высотой 200-170м. Она осложнена множеством неглубоких озерных котловин, широкими долинами рек Тобол и Убаган.

Южно-Торгайсая равнина наклонена на юг, расчленена Торгайской ложбиной и притоками реки Торгай. Абсолютная высота поверхности 200-180м.

Адаевско-Улькаякское плато - плоская равнина с отметкой 220-300м., расчлененная Сыпсынагашской ложбиной и останцовыми «горами» Каргальтау, Кызбелтау и др.

Зауральское плато, местами всхолмленное, слабо наклонено к долине реки Тобол. Наиболее возвышенные его части имеют абсолютные отметки 425-230м.

Восточно-Торгайское плато наклонено к западу равнин с 5 платообразными метрологическими районами. Отметки поверхности 200-325 м.

Тургайская ложбина меридионально простирается через всю область на 800км. Ширина 35-70км., глубина до 100м. является региональным базисом дренажа всей территории области с абсолютной отметкой днища 125-50м. Поверхность днища прореза на реке Убаган и реке Тургай с притоками и занято множеством озер [10].

Для климата характерно резко выраженная континентальность - жаркое и сухое лето сменяется холодной малоснежной зимой. Зима холодная, продолжительная, средняя температура января -18-19?С. Лето умеренное жаркое, средняя температура июля 19-21?С. Вегетационный период 160-170 дней, сумма активных температур за этот период 2200-2400 градусов. Среднегодовое количество осадков 250-350 мм, а в увлажненные годы до 450 мм. Теплый период со среднесуточной температурой выше 0?С длится 195- 201 день - с 7-12 апреля до 19-28 октября. Продолжительность безморозного периода колеблется от 108 до 130 дней. Продолжительность вегетационного периода увеличивается с севера на юг и в среднем составляет 166-174 дня. Годовое количество осадков заметно убывает в том же направлении от 349 до 251 мм. Преобладают осадки теплого периода (май-октябрь), когда выпадает 60-80% от их годовой нормы. Максимум осадков по всей области приходится чаще всего на июль. Летом продолжительность солнечного сияния по отношению к возможному, составляет 60- 75%. Среднее число пасмурных дней в теплый период составляет 5-8 в месяц. Продолжительность дня летом не превышает 16-17 часов. Весной и в начале лета выпадает небольшое количество осадков, что, в сочетании с большими скоростями ветра (в среднем 5-6 м/сек), обусловливает быстрое иссушение почвы. Влага является лимитирующим фактором, и, в этой связи, область разделена на четыре агроклиматических района. В двух северных засуха повторяется 2-3 раза в 10 лет, южнее - чаще. По мере продвижения к югу вероятность засушливых лет возрастает от 30 до 70%. Наиболее засушливым месяцем, как правило, является май. Ежегодно на всей территории области наблюдаются суховеи средней интенсивности от 10 дней на севере и до 30 дней на юге. Очень интенсивные суховеи возможны один раз в 10 лет на севере и три раза на юге области. Они могут вызвать сильный захват и отмирание растений в течение 1-2 дней, если запасы влаги в пахотном слое почвы не превышают 10 мм, а в метровом 30 мм [11].

Водную среду области формируют атмосферные осадки, трансформируемые в поверхностный и подземный сток. Атмосферное увлажнение определяет состояние и биопродуктивностьагроландшафтов.

Речная сеть области формируется за ее пределами, в северной части развита достаточно равномерно. Главная, протекающая через область, река Тобол и ее притоки Аят, Желкуар, Убаган, Уй, Тогузак, Шортанды - текут с юго-запада на северо-восток. Многие малые и большие реки перегорожены искусственными сооружениями и служат для заполнения малых систем орошения, полива небольших участков, заполнения водоемов в заповедниках и охотничьих угодьях.

На территории области свыше 3000 больших и малых озер, преимущественно пресных. Наиболее крупные из них - Аксуат, Итсары, Кайбагор, Кушмурун, Сарноба, Сливное и др. частично используются как источники водоснабжения.

Широтная зональность и биоклиматические факторы позволяют выделить на территории области две почвенные зоны с четырьмя подзонами:

1. Зона черноземов (5867 тыс. га) с двумя подзонами: обыкновенных черноземов(2764 тыс. га) и южных черноземов (3103 тыс. га);

2. Зона каштановых почв (4185 тыс. га) с подзонами: темнокаштановых почв (3531 тыс. га) и каштановых почв (654 тыс. га).

Преобладающей растительностью зоны черноземов является разнотравно-зерновидно-злаковая и разнотравно-ковыльная, а зоны каштановых почв - ковыльно-типчаковая, типчако-ковыльная и ковыльно-типчаково-разнотравная. В пределах черноземных почв значительное распространение имеют солоди, на которых обычно располагаются березово-осиновые колки лесостепей и степей. В местах развития песков сосредоточены сосновые боры: Аракарагай, Аманкарагай и Наурзумкарагай.

Почвы являются ценнейшим природным ресурсом Костанайской области. Широтная зональность биоклиматических факторов обусловила различия в почвенном покрове. Эти изменения связаны с усилением засушливости с севера на юг. С севера на юг располагаются несколько почвенных зон и подзон. В связи с тем, что почвенно-климатические особенности Костанайской области, во многих проявлениях сходны с другими почвенно-географическими провинциями Казахстана, то возникает необходимость более пристального рассмотрения гидроклиматических и почвенных условий его северной части.

Северная подзона, в основном расположенная в пределах Западно-Сибирской низменности, чаще всего представлена черноземами обыкновенными среднемощными среднегумусными и черноземами обыкновенными маломощными малогумусными. Это лучшие земли области. По механическому составу они относятся к тяжело- и среднесуглинистым почвам. В состав этой же зоны входят массивы черноземов обыкновенных карбонатных. Южнее область представлена южными черноземами малогумусными и южными карбонатными почвами [10].

Внутризональное разнообразие почв зависит от местных геолого-геоморфологических условий, дренажа и характера растительности. Поэтому, кроме зональных различий, в структуре почвенного покрова области выявляются многие провинциальные черты. К ним, в частности, относятся такие явления, как повышенная солонцеватость и карбонатность южных черноземов и каштановых почв.

Имеют распространение черноземы солонцеватые, а также лугово-черноземные и луговые почвы. Еще южнее пашни располагаются на темно-каштановых и каштановых почвах. Во всех зонах области широко распространены солонцы и их комплексы. На всех типах почв ощущается недостаток фосфора.

Черноземы занимают плоские междуречные равнины северной части области и полностью распаханы. Гумусовый горизонт обыкновенных черноземов имеет мощность 45 - 60 см. Содержание перегноя в нем равно 5-6%. Находясь в относительно благоприятных агроклиматических условиях, черноземы обыкновенные пригодны для пропашных севооборотов, в которых наряду с зерновыми могут участвовать технические и кормовые культуры.

Черноземы южные, маломощные несколько уступают по своему плодородию черноземам обыкновенным [11].

В результате агропроизводственной оценки земель, выполненной на основании показателей средней многолетней урожайности зерновых культур, они вошли в группу земель хорошего качества. Гумусовый горизонт у южных черноземов менее мощный (35 - 50 см), перегноя содержится 4,0 - 5,5 %. На междуречье Убаган-Ишим и в западных районах области развиваются карбонатные южные черноземы, обладающие худшим водно-физическими свойствами и большой подверженностью ветровой эрозии.

Относительно высоким потенциальным плодородием отличаются темно-каштановые суглинистые карбонатные почвы, содержащие 3,0 - 3,5 % перегноя в пахотном слое. Мощность их гумусного горизонта достигает 30 - 35 см. Для сухостепной зоны Костанайской области в той же степени характерны темно-каштановые почвы легкого механического состава - супесчаные и песчаные. По своему качеству они значительно хуже ранее рассмотренных появ и пригодны под посев сельскохозяйственных культур лишь выборочно. Кроме того, они требуют специализированной агротехники, так как легко поддаются ветровой эрозии.

На низких террасах речных долин и озерных впадин, где к почвенному горизонту подступают грунтовые воды, развиваются комплексы солонцов и солончаков. Эти засоленные земли, непригодные для земледелия, могут быть использованы для создания искусственных лиманов.

3. Качественная характеристика почв Костанайской области

Костанайская область, образованная в 1936 году, расположена в северо-западной части республики и является одной из крупнейших в стране. Ее площадь превышает 196 тысяч квадратных километров. В связи с этим регион отличается большим разнообразием природных условий, от северной границы области к южной происходит последовательная смена Западно-Сибирских лесостепных ландшафтов ландшафтами умеренно-засушливых степей, сменяющихся на юге области сухими степями и полупустынями.

По совокупности климатических особенностей и почвенному покрову вся территория земледельческих районов области разделена на три природно-климатические зоны, в целом совпадающие с зональным распределением почв.

Большая часть области принадлежит к черноземной зоне, представленной двумя подзонами: подзоной обыкновенных среднегумусных и подзоноймалогумусных южных черноземов. Южная часть области лежит в подзоне темно-каштановых почв [11].

Первая природно-климатическая зона - умеренно засушливая степная и лесостепная, объединяет в себе Узункольский, Федоровский, Карабалыкский, Мендыкаринский и Сарыкольский районы. Почвенный покров зоны представлен черноземами обыкновенными.

Вторая - засушливая степная, включает в себя Костанайский, Алтынсаринский, Денисовский, Карасуский, Тарановский и Житикаринский районы. Почвенный покров представлен южными черноземами.

Третья природно-климатическая зона - умеренно сухая степная, подразделяется на две подзоны. Первая объединяет территорию, расположенную на темно-каштановых почвах, куда входят Аулиекольский, Камыстинский и Наурзумский районы. Вторая подзона - сухая степная, она включает районы, расположенные на каштановых почвах - Аркалыкский район и зерносеющие округа Амангельдинского и Жангельдинского районов.
В связи с освоением целинных земель почти вся площадь, занятая черноземами и каштановыми почвами, распахана.

Почвенный покров области чрезвычайно сложен. Наблюдается усиление засоления почв с севера на юг, а также с востока на запад периферий к центру. Восточная часть области характеризуется распространением карбонатовых почв, развивающихся в понижениях рельефа. В западной части почвы менее комплексные, нередко щебнистые и неполноразвитые, подстилаемые плотными породами.

Выделяют две почвенные зоны: 1) зона черноземов с двумя подзонами черноземов обыкновенных (2764,0 тыс.га) и черноземов южных (3103,0 тыс. га); 2) зона каштановых почв с двумя подзонами темно-каштановых (3531,0тыс.га) и нормальных каштановых почв (654,0 тыс.га).

Типичные каштановые карбонатные почвы распространены широко, особенно в Костанайской области. Они формируются на желто-бурых карбонатных глинах по широким водораздельным равнинам. Трещиноватость и языковатость профиля карбонатных каштановых почв выражены значительно сильнее, чем у темно-каштановых. Мощность гумусового горизонта А + В=35--40 см. Эти почвы вскипают с поверхности, в верхней части горизонта А выделяется осветленная пылеватая, пористая корочка. Выделение карбонатов отмечается с 40--45 см, гипс встречается с глубины 80--90 см. Содержание гумуса в горизонте А 2,5--3%, азота -- 0,18--0,20%, отношение C/N=8,5--9.

Типичные каштановые солонцеватые почвы имеют ясно дифференцированный профиль и менее мощны. Они обычно встречаются в комплексах с солонцами. Мощность гумусового горизонта А+В равна 30--35 см. Вскипание отмечается в нижней части гумусового горизонта; выделения карбонатов ясные, в виде белоглазки с глубины 40--45 см; гипс встречается на глубине 60--80 см. Почвы содержат малое количество гумуса, в среднем 2--2,2%, валового азота 0,15--0,17%, отношение C/N=9--9,5; на глубине 70--90 см они содержат 0,8--1,5% легкорастворимых солей.

В целом на типичных каштановых почвах урожаи из-за недостатка влаги низкие и крайне.

Земельный фонд области составляет 19600,1тыс.га. Под сельскохозяйственным производством находится 10556,9 тыс.га. В структуре земель сельскохозяйственные угодья занимают площадь, равную 7 852,6 тыс. га или 90%, в том числе пашня - 4525,8 тыс. га, сенокосов - 51,4 тыс. га, пастбищ - 3101,9 тыс. га (Таблица 1).

Таблица 1. Распределение земельного фонда Костанайской области по категориям (тыс.га).

Земельные участки, тыс. га
Сельхоз назначение	Земли населенных пунктов	Земли промышленности и др.	Особо охраняемые природные территории	Лесной фонд	Водный фонд	Земли запаса	Загрязнено нефтепродуктами	Нарушено при строительстве объектов	Рекультивировано в 2011 году	Всего земли
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
10556,9	1583,0	195,6	123,4	521,1	66,7	6722,3	--	36,4	0,655	19600,1

Безусловно, пригодные почвы занимают 4310, 3 тыс.га, что составляет 41,6% от общей площади сельскохозяйственных угодий. В эту группу отнесены почвы, по своему качеству пригодные для земледелия без мелиорации, то есть все автоморфные почвы различного механического состава всех почвенных подзон, кроме песчаных и полугидроморфных почв. Лучшими почвами области являются черноземы обыкновенные. Они отличаются высоким плодородием, благоприятными агрохимическими и химическими свойствами, содержат 6 - 4% гумуса, имеют рН 7,2 - 7,5, емкость поглощения 35-40 мг на 100 г почвы. Средний балл 48 -50. Наибольшими массивами встречаются легкосуглинистые и супесчаные разновидности. Средняя урожайность зерновых культур - 12,5 ц/га. Среди черноземов южных значительные площади занимают солонцеватые почвы. Содержание гумуса в них не превышает 3,5 - 4%, а супесчаных 1,8 - 3%. Балл бонитета черноземов южных 35 - 40. Урожайность зерновых культур - 10,5 ц/га. Гораздо лучшими параметрами характеризуются карбонатные виды важных черноземов. Они более плодородные, содержат до 4% гумуса в пахотном слое. Среди темно-каштановых почв преобладают карбонатные супесчаного механического состава. Они характеризуются низким содержанием органического вещества - 1,5 - 25. Емкость поглощения колеблется от 15 до 20 мг на 100 г. почвы. Балл бонитета 20 - 25, урожайность зерновых колеблется около 5 - 10 ц/га. Аналогичными свойствами обладают каштановые карбонатные почвы, но они менее плодородные, содержат не более 3% гумуса. В агрономическом отношении пахотные почвы высоко- и средне обеспечены обменным кадием (6,4 млн.га), низко и средне-подвижным фосфором (6,2 млн.га).

Каменистые почвы занимают 204,6 тыс. га, или 2% от пахотных сельскохозяйственных угодий, слабокаменистые (9,8 тыс.га) находятся в комплексе с малоразвитыми(30%) или выходами коренных пород (10%). К среднекаменистым (96,1 тыс. га) отнесены все нормальные почвы с выходами коренных пород от 10 до 30%. К сильнокаменистым (98,7 тыс.га) отведены малоразвитые и нормальные почвы с выходами коренных пород от 30 до 50%.

Смытые почвы занимают площадь 73,6 тыс. га или 0,7%. К слабосмытым (46,6 тыс.га) отнесены выделы слабосмытых почв, а также их сочетания со среднесмытыми до 30%. К среднесмытым (21,9 тыс.га) отнесены выделы среднесмытых, а также их сочетания с сильносмытыми до 30%. К сильносмытым почвам (5,1 тыс. га) отнесены выделы сильносмытых почв, а так же овраги и балки. Очень тяжелый вред почвам наносит ветровая эрозия. В области только на пашне имеется более 3 млн.га дефляционно-опасных почв, 140 тыс.га пашни подвержены дефляции, притом в средней и сильной степени более 5 тыс. га. На эродированных землях урожай зерновых обычно не превышает 4-5 ц/га. Солонцеватые почвы занимают 4239,6 тыс. га или 40,9% общей площади сельскохозяйственных угодий и разделены на три подгруппы. К слабосолонцеватым (1720,3 тыс. га) отнесены слабосолонцеватые безкомплексные почвы в комплексе с солонцами 30%. К среднесолонцеватым (711,9 тыс.га) отнесены среднесолонцеватые почвы в комплексе с солонцами до 30%, солонцы глубокие. К сильносолонцовым (1807,4 тыс.га) отнесены солонцы средние, мелкие и корковые, сильносолонцеватые почвы в комплексе с солонцами от 30 до 50%.

Переувлажненных почв насчитывается 169,2 тыс. га (1,6%). В эту группу отнесены лугово-черноземные почвы и луговые незасоленные и несолонцеватые почвы всех почвенных подзон. Заболоченные почвы занимают 192,9 тыс. га (1,9%). В эту группу объединены лугово-болотные и болотные почвы. Прочие почвы к которым относятся пески, солоди, слитые почвы занимают 169,5 тыс.га (1,6%). Их всех пахотных почв Костанайской области наибольшая площадь (71%) приходится на слабогумусированные с содержанием гумуса менее 4%, 27% занимают малогумусные (4,1 - 6%) земли. Наиболее богатые органическим веществом среднегумусные (более 6%) почвы составляют всего 2 % в земном балансе области [12].



4. Влияние хозяйственной деятельности основных отраслей экономики Костанайской области на почвенный покров

4.1 Воздействие сельскохозяйственной деятельности на почвенный покров Костанайской области

Почва представляет собой особое природное образование, обладающее рядом свойств, свойственных живой и неживой природе. Образование почвы результат процесса преобразования поверхностного слоя литосферы под комплексным воздействием воздуха, атмосферных осадков, ветра, солнечного тепла, живых организмов. Способность почвы обеспечивать растения водой и пищей - плодородие - делает ее незаменимым ресурсом для обеспечения жизни на Земле.

От состояния и плодородия почв зависит продуктивность зеленого покрова. Почва - ресурс, подвергающийся чрезмерной эксплуатации и загрязнению. Проблемы охраны и рационального использования почв имеют два основных направления: охрана плодородия и сохранение продуктивных территорий для нужд сельскохозяйственного производства растет быстро, и удовлетворения потребностей в продовольствии может быть обеспечено либо наращиванием урожайности, либо расширением сельскохозяйственных территорий. Резерв пригодных для сельскохозяйственного освоения земель почти исчерпан. Расширение пашен невозможно, в основном, за счет земель, находящихся в зоне риска, где легко разрушаются не только биологические сообщества, но и почвы. Эффект от этого невелик, угодья недолговечны, они легко деградируются, теряя естественное плодородие.

Наибольший процент деградации почв приходится на эрозию, вызванную водой - 55 %, и только 5% отводится физической деградации. Причинами деградации являются:

· Чрезмерное пастбищное животноводство.

· Оскудение и вымирание лесных массивов.

· Сельскохозяйственная деятельность

· Чрезмерная эксплуатация

В настоящее время большие площади земель изымаются под застройку дорог, зон отдыха, под добычу полезных ископаемых.

Распаханный плодородный слой часто смывается осадками, талыми водами или реками - это водная эрозия, или развеивается ветром - это ветровая эрозия. Из-за эрозии из сельскохозяйственного оборота ежегодно выводится от 6-7 млн.гектар. А для восстановления 2-2,5 сантиметров слоя почвы необходимо от 300 до 1000 лет.

На обширной территории Казахстана сосредоточены очень большие запасы различных видов природных богатств. Здесь имеется 35 млн гектаров пашни, 187 млн гектаров сенокосов и пастбищ, 20 тысяч гектаров леса, встречаются почти все химические элементы периодической системы Менделеева. По площади земли в расчете на одного человека Казахстан занимает первое место в мире.

Проблема деградации земель не обошла Казахстан. За последние десятилетия площадь используемых сельскохозяйственных угодий сократилась на 31%. На орошаемых землях плодородный слой почвы уже снизился на 40-50%, в черноземах на 22-25%, в каштановых и сероземах - до 30%. Истощается плодородный слой земли, снижается содержание гумуса в почве.

Земля - как живой организм, если за ней не ухаживать, она приходит в негодность. Зато при разумном подходе и бережном отношении она может прослужить вечно.

Деградация почв и, как следствие, опустынивание - явление мирового масштаба, но в Казахстане это ощущается наиболее остро. У нас и так более двух третей территории подвержено опустыниванию, но нерациональное использование земель сельскохозяйственного назначения фермерами только ускоряет этот страшный процесс.

Особую опасность представляет быстро растущее опустынивание. Опустынивание рассматривается как результат сложного взаимодействия биологических, политических, социальных и экономических факторов. Самыми непосредственными его причинами являются низкая культура земледелия, чрезмерная нагрузка на пастбища и бессистемный выпас скота, сведение лесов.

Внесение минеральных удобрений меняет химический состав почвы, насыщая ее нитратами, ядохимикатами, которые включаются в пищевые цепи, порождая глобальную проблему токсификации почв.

Плохую услугу казахстанской земле сослужило освоение целинных и, прежде всего, залежных земель в северных районах республики, в частности в Костанайской области. Применяемая в России система земледелия была искусственно перенесена на казахстанские земли без учета местных природных условий. Отсюда и началась эрозия почв, особенно в Павлодарской, Костанайской и других областях республики. Вместе с гумусом начали гибнуть и посевы, потому что наши природные условия - это ветра, засуха, открытое пространство, слабая противоэрозийная устойчивость. Площадь земель, подверженных эрозии, только в Северном Казахстане составляет 20 миллионов гектаров.

Никого не заботило, правильно ли соблюдались севообороты, практически не применялись удобрения, не учитывался агроэкологический потенциал территории. Все это привело к радикальному снижению плодородия почв. Так, по многолетним данным исследований Института почвоведения Казахстана, черноземы и темно-каштановые почвы потеряли 25-30% естественного содержания гумуса - основного показателя плодородия.

Фактор распашки приобрел глобальные масштабы. Пахота, осуществляемая иногда на глубину до 40-- 50 сантиметров, изменяет многие свойства почвы, повышая ее плодородие, обусловливает лучший ее газообмен с атмосферой, переводит часть поверхностного стока в подземный, уничтожает сорную и другую появившуюся на пашне растительность, а также и некоторых животных. При оборачивании пласта на поверхность почвы попадают разнообразные животные и их личинки, становясь добычей многих птиц и млекопитающих. Механизаторы хорошо знают, что за плугами обычно следуют скворцы, вороны, сороки и даже лисицы.

Пахота лишает мест обитания многих животных, освоивших пашню после уборки урожая, а вспашка целины или залежи вызывает коренное изменение природного комплекса, который заменяется агроценозом со специфическими особенностями. Безотвальная вспашка, применяемая в районах с засушливым климатом для сохранения влаги и предотвращения ветровой эрозии, оказывает меньшее влияние на почву и связанный с ней животный мир.

Пахота, разрушая естественный растительный покров, обусловливает развитие водной и ветровой эрозии почвы. При отсутствии или недостаточности мер по предотвращению этого грозного процесса эрозия может уничтожить почву и обнажить материнские породы. Сносимая в реки почва повышает их мутность, иногда очень значительно. Переносимый реками смытый материал засыпает водохранилища и озера, вызывает обмеление рек. Конечно, эрозия почвы может быть вызвана и другими причинами (перевыпас, снятие почвенного покрова, вырубка лесов и др.), но пахота -- основной фактор вызывающий, в сочетании с другими агротехническими мероприятиями. Пахота обусловила превращение естественной почвы в совершенно иную, нигде ранее не существовавшую и специфически взаимодействующую с атмосферой и водой.

По данным зарубежных специалистов, при использовании современной техники на полях происходит уплотнение почвы на всю глубину почвенного профиля; общая площадь следов тракторов и машин достигает 90 процентов площади пашни. По исследованиям, за последние 40 лет почвы стали плотнее на 20 процентов, а урожайность на некоторых полях снизилась на 30 процентов и более. Уплотнение почвы ведет к усилению поверхностного стока и возникновению водной эрозии на склонах, к застою воды на равнинах, снижению ресурсов доступной растениям влаги, увеличению энергозатрат на обработку полей, усилению засоренности посевов, уменьшению глубины проникновения корней и в конечном итоге к снижению урожайности и качества продукции.

Сенокошение, осуществляемое ежегодно и на протяжении многих столетий, производит в экосистеме коренное преобразование. За весьма короткое время на месте пышной травянистой растительности образуется открытое пространство с остатками приземных частей растений. И это ежегодно повторяется на планете (иногда 2--3 раза) на площади около 800 миллионов гектаров.

Сенокошение, как и пахота, -- комплексный антропогенный фактор. Он включает срезание растений, шумы, уплотнение почвы колесами или гусеницами, ее вибрацию, загрязнение почвы и воздуха горюче-смазочными материалами и выхлопами, гибель и ранение животных, создание временных убежищ (копны, стога). На скошенном лугу солнечные лучи и ветер непосредственно воздействуют на почву, а осадки падают на нее. Систематическое сенокошение вызывает изменение видового состава травостоя, причем, прежде всего исчезают размножающиеся только половым путем виды, так как ежегодно срезаются их генеративные органы. Прекращается восстановление древесно-кустарниковой растительности.

На сильно увлажненных лугах давление машин на почву приводит к ее уплотнению и снижению урожайности трав.

Неправильно организованный выпас может привести угодья к превращению в полупустыню и даже в пустыню.

Комплексный антропогенный фактор -- выпас включает ряд элементарных факторов: уплотнение почвы, ее удобрение выделениями домашних животных, уничтожение и повреждение надземных и иногда -- подземных частей травянистой и древесно-кустарниковой растительности, рассеивание зародышей эндопаразитов и возбудителей заболеваний, прокормление экто- и эндопаразитов разнос семян ряда видов растений, поедание сидящих на растениях насекомых, продавливание нор млекопитающих. Последствия этого чрезвычайно разнообразны.

Сельское хозяйство по уровню воздействия на окружающую среду не относится к отраслям экономики, представляющим повышенную экологическую опасность. В то же время в современных социально-экономических условиях, обусловивших практически повсеместное падение культуры земледелия, сельское хозяйство является одним из основных факторов негативного воздействия, определяющего развитие процессов деградации почвенного покрова на значительных по площади территориях, в первую очередь, на землях сельскохозяйственного назначения.

С началом освоения целины в северных областях республики разразились страшные пыльные бури, началась ветровая эрозия почв, спровоцированные отвальными обработками. Были разрушены и списаны миллионы гектаров земель. Интенсивное развитие эрозионных процессов в этих областях усугубило проблему деградации почв. Хотя благодаря разработкам Института зернового хозяйства во главе с академиком А.И. Бараевым ветровая эрозия почв была практически приостановлена, говорить о том, что на целинных землях стали получать высокие урожаи зерновых нельзя. Урожаи с каждым годом снижаются, потому что здесь не существует никакого научно-обоснованного севооборота, не вносятся необходимые дозы минеральных, особенно органических удобрений. Это явилось причиной возникновения еще одной экологической проблемы - дегумификации почв. В результате чего резко снизилось естественное плодородие почв. Содержание гумуса, основного показателя плодородия почвы, снизилось на 20-30 %.

Следует отметить, что в погоне за площадью вслед за целиной в 1961-1986 гг. было распахано более 11 млн га малопродуктивных пастбищ, в основном, под предлогом коренного улучшения - солонцовые комплексы. До распашки солонцовые комплексы служили пастбищным угодьем, а после распашки на них ничего не росло. Таким образом ухудшилось почвенно-экологическое состояние этих земель [12].

Говоря о целине Казахстана, многие подразумевают миллиарды пудов хлеба, т.е. большие урожаи с гектара пашни. На самом деле здесь из-за дефицита влаги получают низкие урожаи. Поэтому это зона называется зоной рискованного земледелия. Даже в самые влажные урожайные годы, когда целина давала миллиард пудов зерна, средняя урожайность не превышала 12-14 ц/га. А в засушливые годы получали всего 5-6 или 7-8 ц/га пашни. Таким образом урожай на целине получался в основном за счет большой площади, а не за счет урожайности и продуктивности земель. Казахстан по урожайности занимает последнее место в бывшем Союзе и 142-ое место в мире. Спрашивается оправдано ли такое земледелие, особенно сейчас когда резко ухудшилось экологическое состояние используемых в земледелии почв? Безусловно нет. В современных условиях перехода на мировую рыночную экономику, по расчетам ученых, чтобы продать зерно по мировым ценам урожайность его с гектара должна быть не менее 10 ц/га, а ниже его производство не оправдано. Поэтому в Казахстане начался процесс сокращения площади зерновых, дающих урожаи ниже 10 ц/га. Планируется сосредоточить из в основном в черноземной зоне.

...