Воспроизводство плодородия почв



страница2/4
Дата23.04.2016
Размер0.72 Mb.
ТипУчебно-методическое пособие
1   2   3   4

3. ХИМИЧЕСКАЯ МЕЛИОРАЦИЯ ПОЧВ


Сущность химической мелиорации почв состоит в регулировании кислотно-щелоч-ного равновесия системы «почва – почвенный раствор – корневая система растений». Основу ее составляет кальций. И как элемент питания растений и как почвоулучшающее средство кальций, по образному выражению академика А.Н. Соколовского, является стражем плодородия почв. Приемы химической мелиорации почв – гипсование и известкование позволяют регулировать кислотно-щелочное равновесие, изменять физико-химические свойства почв, повышать уровень их плодородия.

Поглотительная способность почв является важнейшей характеристикой. Она определяет плодородие почв, обеспечивает один из механизмов устойчивости почв по отношению к химическому загрязнению, кислотным выпадениям за счет буферных свойств. К.К.Гедройц указывал, что максимальная производительность почвы, т.е. величина урожая, который почва способна давать, находится в теснейшей зависимости от величины и свойств почвенного поглощающего комплекса, а процесс почвообразования состоит, главным образом, в изменении, создании и разрушении поглощающего комплекса почв (Гедройц, 1935; 1955). Вместе с тем "плодородие как историческое понятие, развивающееся во времени и пространстве, нельзя рассматривать, игнорируя материю и энергию, заложенную в материнской породе, из которой образуется почва" (Чижиков, 1969, с.146). Плодородие почв обеспечивается составом почвообразующей породы, в первую очередь содержанием Ca и Mg, определяется почвообразующим потенциалом породы и развивается по мере формирования почвенного поглощающего комплекса. Под почвообразующим потенциалом породы следует понимать максимальную величину емкости поглощения, которую могут иметь сформированные на данной породе почвы (за исключением органических горизонтов и почв, развивающихся при значительном поступлении веществ из других источников).

Часть почвы, способную к обмену содержащихся в ней кальция и магния на аммоний, К.К.Гедройц назвал почвенным поглощающим комплексом (Гедройц, 1955, с.281). По определению Д.С.Орлова (1985, с.85), почвенный поглощающий комплекс - "совокупность минеральных, органических и органо-минеральных компонентов твердой части почвы, обладающих ионообменной способностью".

Значение почвенного поглощающего комплекса необыкновенно велико. Он представляет собой "наиболее ценную часть почвы и по мере его разрушения почва все более и более переходит из совокупности очень сложных и сравнительно мало устойчивых соединений, обусловливающих ее жизнь...,- в смесь простых и устойчивых соединений, т.е. в мертвое тело" (Гедройц, 1955, с.358). К.К.Гедройц определил, что обменная способность почвы сосредоточена, в основном, в ее тонких, в первую очередь коллоидной, фракциях. Позже Л.Н.Александровой (1944) было установлено, что почвенные коллоиды подразделяются на электроотрицательные гели и изоэлектрические осадки. Только на поверхности электроотрицательных гелей происходят реакции катионного обмена, и именно от количества этих гелей и рыхлосвязанного органического вещества в них зависит плодородие почвы.



3.1 Гипсование почвы – способ химической мелиорации солонцов и солонцеватых почв - внесение в почву гипса для устранения избыточной щелочности, вредной для многих сельскохозяйственных культур. Средством устранения негативных свойств таких почв является внесение в них гипса и других кальцийсодержащих мелиорантов. Обменные реакции происходят по схеме

При гипсовании солонцов образуется много Nа24. Избыток этой соли, вредной для растений, удаляют промыванием. Гипсование проводят в случаях, когда содержание обменного Na >10% от емкости поглощения. Количество гипса, необходимое для замены избытка обменного натрия кальцием, находят по формуле

СаSO4·2H2O в т/га = 0,086 (Nа - 0,05 Е) Н · dv,

где Nа - содержание обменного натрия в мг-экв./100 г почвы; Е - емкость поглощения в мг-экв./100 г почвы; Н - глубина мелиорируемого слоя в см; dv - плотность солонцового горизонта; (Nа - 0,05 Е) – количество замещенного Na в мг-экв. на 100 г почвы.

При использовании гипса на солонцах учитывают характер их заполнения. По этому признаку солонцы подразделяют на содовые и содово-сульфатные, которые мелиорируют гипсом. Встречаются в основном в Черноземной зоне. Хлорно-сульфатные и сульфатно-хлоридные солонцы встречаются в зонах каштановых и бурых почв, где для их мелиорации используют СаСО3 самой почвы, т.е. метод "самомелиорации".

Существует много методов определения норм гипса: метод Гедройца - основан на полном вытеснении обменного Na; Антипова-Каратаева - на вытеснении поглощенного Na активной части почвы; Омского СХИ - на донасыщении солонцов кальцием; метод Мамаевой - на изменении степени дисперсности от дозировок мелиорирующего вещества.

Расчет доз фосфогипса малонатриевых солонцовых почв проводят по порогу коагуляции коллоидной фракции почв

Д (т/га) = M·h·d,

где М – количество CaSO4·2H2O, которое осветляет суспензию почвенного горизонта,

h - мощность слоя, см; d - плотность почвы, г/см3.

Лучше всего гипс вносить с органическими и минеральными удобренями на фоне высокой агротехники в паровом поле в два приема: в паровом поле - первую половину, а вторую - весной под первую культивацию. Используют сыромолотый гипс с толщиной помола <0,25 мм. Гипсование солонцовых почв способствует активизации азотобактера, нитрифицирующих и других бактерий, что влияет на содержание нитратных веществ в почве.

Мелиорирующее действие фосфогипса аналогично гипсу, но на урожай культур он действует сильнее, чем те же дозы гипса, вследствие значительного количества водорастворимого фосфора. Фосфогипс содержит 80-90% СaSO4·2H2O; влажность 8-15%; 1-2% P2O5; 36-38% CaO. Ограничивает его применение высокая гигроскопичность.

Представление о емкости катионного обмена (ЕКО) и составе поглощенных катионов в различных почвах можно получить по данным, представленным в таблице 34.

Емкость поглощения и состав поглощенных катионов учитывают в определении дозы гипса и в выборе соответствующего мелиоранта. Приемы гипсования и известкования связаны с изменением почвенно-поглощающего комплекса – с вытеснением из ППК ионов натрия, магния, водорода и алюминия с заменой их на ион кальция.

Различные почвы существенно отличаются друг от друга по составу катионов, находящихся в обменном состоянии. Помимо указанных в таблице, в составе ППК находятся практически все катионы, необходимые для питания растений: К+, NH4+, микроэлементы, но их доли в сумме обменных катионов невелики, порядка нескольких процентов.

Общее содержание всех обменных катионов, кроме Н+ и А1+ , называют суммой обменных оснований. В зависимости от наличия в составе ППК ионов водорода и алюминия различают почвы насыщенные (Н и А13+ отсутствуют) и ненасыщенные основаниями.

Состав обменных катионов зависит от типа почвообразования, состава материнской породы, иногда от состава грунтовых вод, если последние залегают близко к поверхности. Состав поглощенных катионов пахотных почв в определенной степени можно регулировать с помощью средств химизации в направлении повышения плодородия.

Наилучшие условия для питания растений создаются при преобладании в составе ППК Са2+ и катионов, необходимых для питания растений. Неблагоприятные условия возникают при наличии в ППК значительных количеств обменных Н+ и А13+ (кислые или ненасыщенные основаниями почвы), а также Na+, часто в сочетании с повышенным содержанием Mg2+ и присутствием в почве свободных карбонатов щелочных и щелочноземельных металлов (солонцы, щелочные почвы). Ионы Н+ и А13+, частично переходя в почвенный раствор, могут создавать значительную кислотность. Ионы алюминия подкисляют почвенный раствор вследствие гидролиза солей алюминия А1С13+ЗН20  А1(ОН)3 +ЗНС1.

Таблица 34

Катионообменные свойства почв по обобщенным данным


(Ремезов, 1957; 1989; Кудрин, 1964; Ковда,1973; Почвоведение, 1975; 1989;

Орлов, 1985; Хитров, Зимовец, 1988)


Подкисление может быть настолько существенным, что рН почвенного раствора снижается до 3,5 (это характерно для некоторых торфяно-болотных и болотноподзо-листых почв). Поскольку значения рН, не оказывающие отрицательного влияния на большинство культурных растений, лежат в интервале от 5-6 до 8, растения будут угнетаться. Кроме того, в повышенных концентрациях, порядка 3-7 мг на 100 г почвы, ион А13+ токсичен для многих растений.

Ионы Na+ в поглощенном состоянии оказывают резко негативное влияние на физические и водно-физические свойства почв вследствие пептизации почвенных коллоидов. В равновесии с обменно-поглощенным Na+ находится Na+ почвенного раствора, подщелачивающий его иногда до рН более 9. Повышенная щелочность, так же как и повышенная кислотность, оказывает неблагоприятное влияние на состояние растений.

Таким образом, для агрономической характеристики почв и повышения их плодородия необходимо знать состав обменных катионов, оценивать значения почвенной кислотности и щелочности, находить эффективные приемы их устранения.



3.2 Известкование почв – агротехнический прием внесения в почву известковых удобрений и извести для устранения избыточной, вредной для сельскохозяйственных культур почвенной кислотности и для повышения плодородия почв. Это способ химической мелиорации кислых почв (подзолистых, болотных, серых лесных, красноземов и оподзоленных черноземов). Доза извести (Др, т/га) рассчитывается по формуле

Др = 0,05·Н·М·А,

где Н - гидролитическая кислотность, мг-экв./100 г почвы; М - плотность почвы, г/см3; А - глубина обработки почвы, см.

Фактическую норму известковых удобрений (Дф) уточняют по формуле:

Дф = [106·Др·Х1·Х2] : [(100-В)·(100-К)·П],

где В - влажность извести, %; К - количество частиц >1 мм, %; Х1 -коэффициент, учитывающий глубину обработки почв (20 см = 1,0; 25 см = 1,25; 30 см = 1,5) при расчете полной дозы извести (СаСО3); Х2 - коэффициент, учитывающий отношение сельскохозяйственных культур к дозам СаСО3 (полная доза = 1,0; половинная = 0,5; полуторная = 1,5 и др.); П - содержание СаСО3 в известковом материале, %.

Известкование почв основано на замене в ППК ионов Н+ и Аl3+, Fe3+ ионами Са2+ и Mg2+. При известковании почв усиливается жизнедеятельность клубеньковых бактерий, микроорганизмов, минерализуются органические остатки и перегной, почвы обогащаются доступными элементами питания, улучшаются структура, водопроницаемость и другие физические свойства, повышается эффективность органических и минеральных удобрений. Вносят известковые удобрения раз за ротацию севооборота, так как они обладают длительным последействием.

Известкование почв повышает урожайность зерновых на 0,5-4 ц/га, картофеля - 5-30, льна (солома) -1-3, сена (клевер) - 7-15, зернобобовых - 1-3, кормовой свеклы -30-60, капусты - 30-80, моркови -15-45 ц/га. От внесения 1 т извести смещение рНKCl в первый год на суглининистых почвах составляет 0,15-0,2, на супесчаных - 0,2-0,35 ед. рН.

Глинистые и мергелистые известняки содержат 12-15% СаСО3, известковые туфы, мергель, доломитовая мука содержат 95% СаСО3. Используются гашеная известь, дефекат, шлаки, силикациты и отходы кожевенной промышленности. Не переносят кислой среды: люцерна, эспарцет, свекла, конопля, капуста (оптимум рН = 7-7,5). Чувствительны к повышению кислотности: пшеница, ячмень, кукуруза, подсолнечник, бобовые (кроме люпина и сераделлы), огурцы, салат, лук (оптимум рН 6-7). Менее чувствительны: рожь, овес, просо, гречиха, тимофеевка, редис, морковь, томаты (оптимум рН 4,5-7,5). Нуждаются в известковании на средне- и сильнокислых почвах лен и картофель (рН 5,5-6,5). Хорошо переносят кислую реакцию люпин, сераделла.

Для известкования почв определяют степень насыщенности почв основаниями, рНKCl, гидролитическую кислотность, сумму поглощенных оснований. При насыщенности почв основаниями <50% - сильная нуждаемость в известковании; 50-70% -слабая и вопрос их известкования решается в зависимости от рНkcl: >70% - почвы не нуждаются в известковании, так как степень кислотности их незначительна. Потребность в известковании при рН: <4,5 - сильная, 4,5-5,0 - средняя, 5,1-5,5 - слабая, 5,6-6,0 - очень слабая, >6,0 - отсутствует.

Факторов для определения нуждаемости почв в известковании много: рН, гранулометрический состав, насыщенность почв основаниями, состав культур в севообороте и др. Тяжелые почвы требуют внесения более высоких доз извести. Хорошо вносить полную дозу перед подъемом пара. Под яровые культуры известь вносят перед лущением жнивья. Для получения эффекта известкования в первый год следует вносить известь в два приема: большую часть вносят под вспашку, а остальную - под культивацию. Действие извести 10-15 лет. Тонна извести дает прибавку урожая сельскохозяйственных культур, равную 5-8 к.е.

Контрольные вопросы




  1. В чем принципиальное отличие между известкованием и гипсованием почвы?

  2. Каков механизм почвоулучшающего действия кальция?

  3. Как определить дозу извести и гипса?

  4. Каково отношение сельскохозяйственных культур к реакции почвенной среды и содержанию поглощенного натрия?



  1. АГРОЛЕСОМЕЛИОРАЦИЯ


Агролесомелиорация3 (от греч. agros - поле, слова лес и мелиорация) это система лесоводственных мероприятий, направленных на борьбу с неблагоприятными природными условиями, препятствующими получению высоких и устойчивых урожаев. Агролесомелиорация имеет огромное значение, так как сельскому хозяйству земного шара большой ущерб причиняют засуха и суховеи, ветровая и водная эрозии почвы и другие неблагоприятные природные факторы. Только в СНГ свыше 150 млн. га пахотных земель, свыше 200 млн. га сыпучих песков и лёгких песчаных почв и свыше 4,5 млн. га изрезанных оврагами лощин, балок и берегов речных долин нуждаются в агролесомелиоративной защите.

Основа агролесомелиорации - защитные лесные насаждения, которые делятся на полезащитные лесные полосы на плоских водоразделах и пологих склонах; почвозащитные лесные полосы и др. насаждения на крутых склонах, по берегам рек, прудов и водоёмов, вдоль лощин, балок и оврагов; лесные насаждения на песках и песчаных почвах, на горных склонах, гребнистых водоразделах, сыртах и перевалах для задержания снега и поверхностного стока воды, на пастбищах, вокруг животноводческих ферм и в местах отдыха скота, вдоль дорог и в населённых пунктах. Агролесомелиорация применяется в комплексе с организационно-хозяйственными, агротехническими, гидротехническими и др. мероприятиями. Например, при борьбе с водной эрозией сочетается с противоэрозионной обработкой почвы, травосеянием, террасированием, устройством валов, лотков и водосливов, запруд; при борьбе с ветровой эрозией - с почвозащитными севооборотами и специальной агротехникой. Саженцы защитных насаждений выращивают в лесохозяйственных организациях (лесхозы, леспромхозы и др.), которые размещают на мелиорируемой территории, учитывая климатические, топографические, гидрологические, почвенно-ботанические и др. условия.

Первые попытки разведения защитных лесов в России относятся к 18 в. В 19 в. приступают к посадке леса по водоразделам больших рек, песчано-овражным, горным и др. объектам; в конце 19 в. - к полосному лесоразведению на Ю.-В. Европейской России. Массовое применение агролесомелиорации стало возможным в СССР после коллективизации сельского хозяйства и оснащения колхозов и совхозов техникой. К 1917 в стране было 130 тыс. га защитных насаждений, а в начале 40-х годов их стало около 500 тыс. га. Во время Великой Отечественной войны многие насаждения погибли. После войны, особенно в 1948-1952 годы, начался новый подъём агролесомелиорации. Наряду с поле- и почвозащитными полосами закладываются крупные государственные лесные полосы на водоразделах, по берегам крупных водохранилищ, насаждения вдоль дорог и вокруг населённых пунктов. В 1967 под защитными лесными насаждениями было свыше 2 млн. га, в том числе под государственными лесными полосами 89 тыс. га. В 1968-1970 годы за счёт государства посажено более 1 млн. га защитных насаждений, построено большое количество противоэрозионных гидротехнических и противоселевых сооружений; созданы лесомелиоративные станции, новые лесные питомники.

Защитные насаждения в безлесных районах выращивают свыше 20 стран, среди них Болгария, Венгрия, Румыния и др. страны. Большой опыт защитного лесоразведения имеют США (в 1964 году в районах Великих равнин - 346,4 тыс. га), Канада, Италия, Франция, Швейцария, Дания, Ирландия и ряд африканских стран.

В России научные основы агролесомелиорации заложены экспедицией В.В. Докучаева, организовавшей в 1892 Каменностепной, Мариупольский и Старобельский опытные участки. На них были проведены исследования по влиянию защитных лесных насаждений на микроклимат, отложение снега, сток воды, водный режим почвы и урожай сельскохозяйственных культур, по установлению эффективных конструкций лесных полос, их ширины, размещения, агротехники и т. д. В агролесомелиоративную науку значительный вклад внесли учёные Г.Н. Высоцкий, Н.И. Сус, А.С. Козменко, М.А. Орлов, Ф.М. Касьянов, В.Н. Виноградов и многие др. Научной разработкой вопросов агролесомелиорации занимаются Всесоюзный научно-исследовательский институт агролесомелиорации, координирующий исследования по защитному лесоразведению, и многие другие научно-исследовательские институты, вузы, опытные станции и опорные пункты.

Среди лесополос на полях улучшается микроклимат, уменьшается скорость ветра, что предотвращает выдувание почвы, сокращается поверхностный сток, повышается влажность почвы и, как следствие, улучшаются условия произрастания растений и их урожайность. Насаждения на пастбищах создают лучшие условия для сельскохозяйственных животных, вдоль дорог - препятствуют снежным и песчаным заносам и др. Наиболее эффективны они в сочетании с агротехническими, гидротехническими и др. мероприятиями, в условиях высокой культуры земледелия.

В районах распространения водной эрозии, наряду с защитными насаждениями, обязательны противоэрозионная обработка почвы, травосеяние, гидротехнические сооружения (валы, лотки, водосливы, запруды). Особенно большое значение агролесомелиорация имеет в засушливых полупустынных, степных и лесостепных районах, где засуха и эрозия почвы причиняют огромный ущерб сельскому хозяйству, а также на песках (Центрально-черноземные области и др.).

К 1986 году в СССР на землях сельскохозяйственных предприятий заложено свыше 5 млн. га агролесомелиоративных насаждений, в т. ч. около 2 млн. га полезащитных лесных полос; под защитой агролесомелиоративных насаждений находится свыше 40 млн. га пашни. По многолетним опытным данным, урожайность на полях среди лесополос на 10-15% и выше, чем в открытой степи. Агролесомелиорация. базируется на достижениях почвоведения, метеорологии, агрономии, лесоведения, лесоводства и др.



На пахотных склонах с эрозионноопасными землями 4 и 5 категорий в обязательном порядке должна быть стокорегулирующая лесная полоса, усиленная в местах концентрации стока (по микроложбинам) валами-канавами в самой лесной полосе или по нижней ее опушке. В связи с этим возникает и ряд вопросов, на которые по настоящее время нет четких и конкретных ответов. Имеется достаточно оснований, чтобы ответить на некоторые из них.

  1. Сколько и каких лесных полос должно быть на склоновой пашне, или на распаханном элементарном водосборе? – На склоновой пашне или водосборе должна быть только одна стокорегулирующая лесная полоса. Для создания нескольких лесных полос нет достаточных оснований.

  2. В каком месте она должна быть? – На границе между третьей и четвертой категориями эрозионноопасной пашни. Ее месторасположение определяют по картограмме эрозионноопасных земель.

  3. Какой по форме должна быть стокорегулирующая лесная полоса? – Исключительно контурной. Она создается по контуру нижней границы третьей категории, которая часто не совпадает с горизонталями на топографических картах.

  4. Какой ширины должна быть стокорегулирующая лесная полоса? – Ее ширина определяется защищаемой площадью по направлению основного склона, наличием земель четвертой и пятой категорий. В случаях отсутствия земель пятой категории или их небольших площадей ее ширина минимальная. Она должна быть достаточной для формирования надежных лесорастительных условий. При наличии 4 и 5 категорий она должна быть долговечной и обеспечивать условия самообновления. Создание узких (2-5 рядных) стокорегилирующих лесных полос, особенно из быстрорастущих и недолгоживущих пород (тополь и др.) во всех отношениях не обеспечивает их эффективную мелиоративную функцию.

  5. Какова конструкция и породный состав таких лесополос? – Определяются зональными и почвенными условиями, опытом защитного лесоразведения, конкретными целями и решаемыми задачами. Здесь не должно быть места сиюминутным, коньюктурным и дешевым подходам. Кроме вреда, нерационального расходования средств и прямого экономического ущерба безграмно созданная лесная полоса дать положительного мелиоративного эффекта не может ни сегодня, ни завтра, ни в ближайшем обозримом будущем.




  1. Каковы реальные возможности в создании бастионов защиты черноземов от эрозии в центральной лесостепи России? – Такие возможности всегда были, есть и будут. Нужно только, чтобы каждый человек понимал неизбежность принятия срочных мер по защите почв от эрозии, и делал все возможное, чтобы защитить себя и своих близких от катастрофы. Это относится в первую очередь к собственникам и арендаторам земли, к государству, которое обязано контролировать и стимулировать работы по сохранению черноземов, выделять необходимые средства.

Ответом на вопрос – а где их взять, являются данные приведенные в таблице 36. 25,2 млрд. у.е. ежегодно теряет от эрозии только одна Воронежская область с потерями основных элементов питания растений. Следует признать неудовлетворительную работу с землей в нашей стране. Надо не терять того, что уже имеем, помнить о внуках, о национальных интересах страны.

Актуальность лесомелиорации состоит во взаимосвязанности и взаимодействии лесных насаждений в комплексе с другими мелиоративными приемами – агрономическими, агротехническими, гидротехническими. По В.М. Ивонину (1993) это достигается созданием противоэрозионной инженерно-биологической системы (ПИБС) в пределах конкретных водосборных площадей. Основной характеристикой целостности ПИБС является гомеостаз – подвижная устойчивость системы, ее способность возвращаться в исходное состояние после нарушения структуры при экстремальных возмущениях окружающей среды.




5. Рекультивация нарушенных земель
Земля - материальная основа жизни и благополучия людей. Она не только обеспечивает все население земного шара продуктами питания, являясь главным средством сельскохозяйственного производства, но одновременно служит хранилищем огромных запасов полезных ископаемых и пространственным базисом для размещения всех отраслей промышленности, человеческого жилья, социальных и культурно-бытовых учреждений, транспортных средств и т.д. Небрежное обращение с земными ресурсами ведет к возникновению экологических катастроф. Охрана природы и окружающей среды будет до тех пор неэффективна, пока в это благородное дело не включится каждый человек, живущий на Планете.

По данным ООН, горнодобывающей промышленностью из земли ежегодно извлекается свыше 100 млрд т сырья. В конечный продукт его превращается только около 10%. При этом происходит коренная перестройка геологического фундамента на глубину до нескольких сотен метров. Возникают техногенные комплексы, где нормальное функционирование жизни становится затруднительным или просто невозможным (Панков, Андрющенко, 2003).



Состояние проблемы. Минерально-сырьевая база страны - основа развития экономики. Более 70% всех используемых природных ресурсов России приходится на полезные ископаемые. Из них производится 90% продукции тяжелой промышленности и 17% предметов народного потребления. В Российской Федерации около 230 тыс. га земель нуждается в рекультивации после выработки торфа и 227 тыс. га находится под торфоразработками. Всего требуется привести в надлежащий порядок около 460 тыс. га земель.

В Центрально-Черноземном регионе главный нарушитель природного равновесия - Курская магнитная аномалия (КМА). По площади и запасам железной руды КМА самый большой и богатый железорудный район мира, расположенный на богатейших черноземных почвах. Запасы богатых руд здесь исчисляются более чем в 50 млрд т, что в 3 раза больше мировых запасов, а железистых кварцитов - практически неисчерпаемы. Установлено, что добыча 1 млн т железной руды обходится выводом из сельскохозяйственного использования 3,2 га земли (Панков,1996).

При открытых горных разработках происходит многостороннее негативное воздействие на окружающую среду. Нарушение земной поверхности и почвенного покрова, растительного и животного мира, образование техногенного рельефа и ландшафта, трансформация гидрологического режима местности, загрязнение атмосферы, воды и почв продуктами вскрышных пород, усиленных процессами водной и ветровой эрозии, – таковы лишь некоторые негативные воздействия. Имеет место также ухудшение санитарно-гигиенических условий окружающей среды, снижение продуктивности прилегающих земель, ухудшение условий жизни людей, их здоровья, снижение эффективности производства.

Принимающее все более широкие масштабы воздействие человека на природу при нерациональном, негармоничном и недальновидном распоряжении ее дарами может привести и приводит к неисчислимым бедам, к страшным, глобального характера катастрофам, поскольку разрываются многочисленные нити взаимосвязей экологического равновесия в природе. Поэтому нарушенные промышленностью земли должны обязательно восстанавливаться, т.е. рекультивироваться. Рекультивация является составной частью мероприятий по охране природы и воспроизводству земельных угодий. Она имеет большое социальное, экологическое, экономическое, культурное и другое значение (Почвоведение,1989).

К примеру, площадь нарушенных земель в Кузбассе достигает 100 тыс. га. С учетом урбанизированных территорий - 250 тыс. га. Нарушение здесь естественных ландшафтов горнодобывающими работами создало кризисную экологическую ситуацию, усиленную загрязнением почв, воздуха, поверхностных и грунтовых вод химической и металлургической промышленностью, крупными ТЭЦ.

Кузнецкий каменноугольный бассейн - один из крупнейших в стране. Запасы угля здесь составляют 725 млрд т. С начала интенсивной эксплуатации месторождения (30-е годы) добыто >4 млрд т угля, из них >1,3 млрд. т. открытым и > 2,7 млрд т подземным способом (Баранник,1992).

Промышленная эрозия на отвалах горных пород, как и сельскохозяйственная эрозия, становится неизбежным спутником человеческой деятельности, наносящей большой экологический и экономический ущерб: заносятся продуктами эрозии карьеры, разрушаются внутрикарьерные дороги, запыляется атмосфера, плохо зарастают отвалы, образуются провалы, суффозионные воронки, микроложбины и промоины на рекультивированных землях и т.д. Промышленная эрозия имеет свои специфические особенности, связанные с динамичностью рельефа, растительности, горных пород и почв, а также различными способами отвалообразования (автоотвалы, железнодорожные, конвейерные, гидроотвалы).

Геологические условия КМА. Здесь вскрываются в основном лессовидные четвертичные суглинки, пески сеноман-альба, глины (юрские, келловейские и девонские), алевриты апт-неокома, мел. Лессовидные суглинки и кварцевые пески имеют однородный гранулометрический и минералогический состав, они бесструктурны, имеют слабую связанность и потому податливы к эрозии и дефляции. Глины келловея плотны и вязки, при складировании в автоотвалах и железнодорожных отвалах образуют крупнокомковатую и глыбистую массу, вначале довольно рыхлую, имеют большую водопроницаемость (57 мм/мин) и при дождях обычной интенсивности почти не подвергаются процессам водной эрозии. При уплотнении отвалов, разрушении комков и глыб резко снижается водопроницаемость (до 0,001 мм/мин), породы интенсивно выветриваются, легко пептизируются и верхний их слой начинает подвергаться процессам эрозии. Они отличаются высокой влагоемкостью с большим запасом «мертвой» влаги, что придает им некоторую связанность и увлажненность даже в сухие периоды года. Только самый верхний (0-5 см) слой может находиться в сухом, распыленном состоянии. По размывающей скорости потока (3-5,6 м/с) эти глины относятся к устойчивым породам. Водопрочность агрегатов, по Виленскому, сравнительно высокая - 302 мл против 2 мл у суглинков и 0,0 - у мелов.

По своим водно-физическим и химическим свойствам глины менее благоприятны, чем суглинки и пески сеноман-альба, для зарастания их естественной растительностью. Алевриты апт-неокома, содержащие гипс и большое количество песчаной фракции, относятся к устойчивым породам с низкой размывающей скоростью (до 1 м/с); зарастание их происходит также медленно, но несколько лучше, чем глин келловея.

Технические смеси, имея разнородный гранулометрический и минералогический состав, характеризуются повышенной сопротивляемостью эрозии.

Мел имеет значительную пористость и трещиноватость. При отсутствии трещин водопроницаемость его небольшая (0,06 мм/мин). Меловые отложения подвергаются закарстовыванию и механической суффозии. В результате выветривания на их поверхности образуется белая пылеватая малопроницаемая масса (из СаСО3), которая легко эродируется.

Все указанные породы, будучи извлеченными на дневную поверхность, способны пылиться в сухом состоянии и подвергаться процессам водной и ветровой эрозии (Рекультивация земель..., 1976).


Таблица 44. Нарушенные земли России в результате открытой добычи минерального сырья в 2005 г.

Районы

Всего,

тыс. га


Использование по видам рекультивации, %

сельскохозяй-ственная

лесная

прочая

Север и Центр

Европейской части


2125

40

35

25

Юг Европейской части


60

64

24

12

Урал и Поволжье


396

24

40

36

Сибирь


445

23

58

19

Дальний Восток


341

24

50

26

Итого


3367





1   2   3   4


База данных защищена авторским правом ©ekollog.ru 2017
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал