Принципы выделения мелиоративных зон. Принцип выделения мелиоративных зон и районов, основные виды мелиорации применяемые в каждой зоне. Испарение с водной поверхности за год

Мелиорация ландшафтов - система мероприятий, направленных на улучшение условий выполнения ландшафтом своих экологии, и социально-экономич.

Основные принципы: 1) Региональный; 2) Типологический; 3) Динамический; 4) Экологический.

Региональный принцип. Применение этого принципа позволяет учесть генезис, территориальную целостность, своеобразие ландшафтной структуры и современного ландшафтно-экологического состояния регионального ПТК. Такая информация особенно необходима для планирования и проектирования крупных ландшафтно-мелиоративных систем. Т. е. этот подход позволяет управлять развитием значительных по площади ПТК на уровне физико-географических стран, зональных областей, провинций, округов, районов. Этот принцип позволяет учитывать физико-географические условия на уровне компонентов преобразованных территорий.

Типологический принцип мелиорации ландшафта базируется на учете основных свойств типологических комплексов. Прежде всего, этот принцип позволяет широко применять типовое проектирование ландшафтных систем.

В мелиоративной практике приходится учитывать зональные особенности типологических комплексов, так как целый ряд типологических комплексов несут на себе воздействие тех зональных условий, в которых они размещаются, это безусловно налагает отпечаток на свойства типологических комплексов. Один и тот же тип местности в разных зонах различен, эти отличия необходимо учитывать в мелиоративной практике. При соблюдении этого принципа важен учет особенностей высотно-геоморфологической структуры типов местности.

Учет ландшафтной структуры типов местности обязателен при анализе ландшафтной структуры мелиорируемой территории (учет урочищ). Учет ландшафтных особенностей урочищ позволяет точно установить природные рубежи мелиорируемого типа местности, выявить закономерности распространения и определить занимаемую им площадь.

Динамический принцип предусматривает учет при проектировании мелиоративных систем динамических взаимосвязей ПТК. Этот принцип строится на основных положениях концепции разработанных Мильковым по парадинамическим и парагенетическим комплексам. Учет парадинамических взаимосвязей ландшафтных комплексов необходим для создания оптимальных условий взаимодействия мелиоративных систем с ландшафтными комплексами. Мелиорируемые ландшафтные комплексы динамически взаимосвязаны с ландшафтами смежных территорий. Еще более тесно взаимосвязаны между собой их структурные элементы. Эти взаимосвязи осуществляются при помощи потоков вещества и энергии. Учет энерго- и массообмена при мелиорации ландшафтных комплексов всегда играет важную роль, т.к позволяет создавать мелиоративные системы с оптимальным запасом прочности. Учет парагенетических взаимосвязей. Парагенетические ландшафтные комплексы являются особой разновидностью парадинамических систем. Идея о существовании в природе целостных парагенетичесих ланшафтных комплексов принадлежат Ф. Н. Милькову. Им было впервые дано определение и обосновано выделение в ландшафтной сфере Земли особой категории ландшафтных комплексов, отличительной особенностью которых является общность происхождения, генетическим единством входящих в них комплексов. В качестве примера сложного парагенетического ландшафтного комплекса можно привести овражно-балочную систему, состоящую из нескольких генетически взаимосвязанных типов урочищ (ложбин стока, лощин, балок, оврагов, конусов выноса).

Геохимический принцип. При проектировании учитывается геохимические особенности территории, в пределах которой представлены функционирующие геосистемы.

Экологический принцип мелиорации ландшафтов. Этот принцип начал применяться сравнительно недавно и предусматривает учет экологического состояния ПТК преобразуемой территории. Применяется для установления норм допуска мелиорации.

Слово "Мелиорация" происходит от латинского melioratio - улучшение. Согласно общепринятому определению, мелиорация - система организационно хозяйственных и технических мероприятий по коренному улучшению земельных ресурсов с целью наиболее эффективного их использования . Она дает возможность изменять комплекс природных условий (почвенных, гидрологических и др.) обширных регионов в нужном для хозяйственной деятельности человека направлении: создавать благоприятные для полезной флоры и фауны водный, воздушный, тепловой и пищевой режимы почвы и режимы влажности, температуры и движения воздуха в приземном слое атмосферы; способствует оздоровлению местности и улучшению природной среды. Наибольшее значение мелиорация имеет для сельского хозяйства, придавая большую устойчивость этой отрасли народного хозяйства и обеспечивая более стабильные валовые сборы сельскохозяйственных. культур; позволяет производительнее использовать земельный фонд. Мелиорация -- важный фактор интенсификации сельскохозяйственного производства (совместно с механизацией и химизацией) и научно технического прогресса в сельском хозяйстве, открывающий широкие возможности для повышения урожайности, создания прочной кормовой базы животноводства, освоения пустынных и заболоченных земель. Технический уровень мелиорации определяется характером производственных отношений, уровнем развития производительных сил страны, а также зональными условиями отдельных территорий и хозяйственными задачами .

Мелиорация, хотя и очень действенное мероприятие, но не единственное в создании культурного ландшафта. Ей должны предшествовать мероприятия по рациональной организации ландшафта, рекультивации и охране земель должны предшествовать мелиорации. Наибольшую отдачу мелиорация дает именно на таких ландшафтах. Однако далеко не все земли конкретного ландшафта нуждаются в мелиорации. Граница между природообустройством (мелиорация - его часть) и природопользованием нечеткая. Поэтому, с некоторой мерой условности можно считать, что мелиорация - это такие устройства, сооружения, работы, которые не входят в обычную технологию природопорльзования, применяемую в данной природной зоне. Например, борьба с ветровой или водной эрозией должна быть непременной составляющей технологии сельскохозяйственного производства в эрозионно опасных зонах, а также снегозадержание на полях, глубокое рыхление почвы, узкозагонная вспашка и т.п. Эти мероприятия являются мелиорирующими, и их часто называют агромелиоративными, они эффективны в сочетании с "чисто" мелиоративными.

Мелиорация существенно изменяет некоторые природные процессы. Например, мелиорация сельскохозяйственных земель сильно изменяет процесс почвообразования, в результате её применения исчезают одни элементы почвообразования и появляются другие: оглеение, засоление, торфообразование. Мелиорация способна превратить азональные почвы (пойменные, болотные, засоленные) в зональные, а также существенно модифицировать зональное почвообразование. Также очень часто наблюдается изменение микроклимата мелиорированных районов в худшую сторону .

Мелиорация отличается от землепользования глубиной преобразования компонентов геосистем, в результате мелиорации земля приобретает новое качество, новую ценностную характеристику функционального единства существующих её свойств, новую внутреннюю и внешнюю определенность, относительную устойчивость, отличие её от одних участников земли и сходство с другими.

Мелиорация - это не какое-то абстрактное благотворительное действие, чтобы просто кому-то было хорошо. Она имеет вполне конкретного заказчика, перед ней ставится вполне определенная цель, это очень дорогое мероприятие, сильно воздействующее на природу. Она призвана повысить, причем существенно, полезность некоторой территории. Поэтому в практическом плане надо говорить о мелиорации конкретных земель, а не о мелиорации геосистемы. Под землями понимают территории с угодьями, находящимися в чьем-то пользовании, владении, собственности. Из этого вытекает, что надо мелиорировать все земли, пригодные для какого либо использования. У этих земель есть хозяин, который заинтересован долгое время получать устойчивую прибыль от мелиорации. Хозяином может выступать фермер, муниципалитет, предприятие и даже государство.

При мелиорации земель, входящих в конкретную геосистему, надо прежде всего установить требования землепользователя к свойствам компонентов геосистемы: какими должны быть свойства почв при выращивании определенных растений, или грунтов как оснований для сооружений, дорог, или свойства вод для водоснабжения и т.д. При этом становится понятным главный объект мелиорации или предмет труда мелиоратора .

При улучшении сельскохозяйственных земель - это почва, которая для земледельца выступает уже как средство производства, причем важнейшее. Отметим, что почва в отличие от других средств производства обладает уникальным свойством - неизнашиваемостью. При соответствующем количестве и качестве вложенного в почву труда она способна сохранять и даже наращивать свою потребительскую стоимость. Это обстоятельство формирует главную цель мелиорации сельскохозяйственных земель - расширенное воспроизводство плодородия почвы. Достижение этой цели, а не получение максимального урожая любой ценой, в том числе ценой истощения почвы, обеспечивает долговременные интересы землепользователя. Такая формулировка цели обеспечивает и устойчивость агросистемы, так как плодородные почвы более устойчивы, следовательно, она по сути является природосберегающей.

Человек не повышает плодородие почвы ради самого плодородия. Повышая его, человек заботится о получении высокого урожая определенных культур, это также должно быть целью мелиорации. При этом надо иметь в виду, что требования растений и почвы не всегда совпадают, они могут вступать в противоречие. Следует ориентироваться на некоторое недополучение урожая по сравнению с наивысшим возможным. Это повышает устойчивость агросистемы, уменьшает потребность в ресурсах. Например, в орошаемом земледелии - это прежде всего уменьшение оросительных норм, следовательно, уменьшение нагрузки как на мелиорируемую, так и на прилегающие геосистемы .

Технически мелиорация должна осуществляться при экономном расходовании всех ресурсов, в том числе энергетических и трудовых. Это выгодно экономически и важно для сохранения природы.

Мелиорация может приводить к негативным экологическим последствиям. Поэтому непременная составляющая работы по мелиорации земель - недопущение ущерба природным системам и другим землепользователям или компенсация этого ущерба.

Таким образом, можно сформулировать цель мелиорации сельскохозяйственных земель: расширение воспроизводства плодородия почвы, получение оптимально урожая определенных культур при экономном использовании всех ресурсов, недопущении или компенсации ущерба природным системам и другим пользователям .

При мелиорации земель другого назначения цели могут меняться, но ограничения при её выполнении остаются. Цели мелиорации могут быть достигнуты только при выполнении определенного целостного набора требований. Эти требования принято называть мелиоративным режимом. Выбор показателей режима представляет собой сложную задачу, требует глубокого обобщения результатов многолетних исследований в различных природных зонах. Общие критерии выбора мелиоративного режима следующие:

· использование доступных при сложившейся технологии мелиорации приемов;

· изучение воздействия показателей на плодородие почвы, рост растений и окружающую среду в данной природной зоне;

· возможности количественного прогноза изменения обстановки при тех или иных значениях показателей;

· изменение набора показателей по мере развития науки, средств сбора и переработки информации, технологии улучшения земель.

Набор этих показателей может быть разным, в зависимости от вида мелиорации. Например, допустимые пределы регулирования влажности корнеобитаемого слоя почвы и глубин грунтовых вод, допустимое содержание токсичных солей в почвенном растворе, pH почвенного раствора.

Значения того или иного показателя устанавливают исходя из имеющегося опыта, а также в результате рассмотрения ряда вариантов с учетом возможного неодинакового воздействия на растение, почву, окружающую среду. Наилучший вариант мелиоративного режима оценивают не только по объему и качеству урожая, но также и по плодородию почвы, затратам на компенсацию негативных последствий, стоимости ресурсов и другим затратам.

Поэтому показатели различных вариантов мелиоративного режима оценивают по среднемноголетней прибавке урожая сельскохозяйственных культур, выращиваемых на орошаемом массиве, по сравнению с богарой; по компенсационным мероприятиям, не допускающим снижения плодородия почвы; затратам на дренаж, защиту от подтопления соседних земель, штрафам за загрязнение подземных и поверхностных вод или затратам на очистку дренажных вод; оросительным нормам; затратам на строительство и эксплуатацию мелиоративной системы .

А. Г. Исаченко в 1977 году пришел к выводу, что объектом мелиорации является геосистема как целое, а сущность мелиорации состоит в целесообразной перестройке функционирования геосистемы путем воздействия на такие ее звенья, как влагооборот, биогенная составляющая и гравитационные процессы. Нежелательные последствия мелиорации, по мнению автора, являются результатом того, что в качестве ее объекта рассматривается не природный комплекс в целом, а отдельные компоненты.

С момента своего появления и вплоть до XIX - XX веков мелиорация была плодом практической деятельности людей, их опыта, передающегося из поколения в поколение, а не достижением научной мысли .

В XIX - XX века возникает новое научное направление - мелиоративная география. Её методологические принципы разрабатывались географами, почвоведами, гидротехниками не одного поколения: В. В. Докучаевым, А. И. Воейковым, В. Р. Вильямсом, А. Н. Костиковым, Д. Л. Армандом, В. А. Ковдой, А. М. Шульгиным, И. П. Айдаровым, Б. С. Масловым, Ю. Н. Никольским, В. В. Шабановым и другими. Они опирались на концепции геотехнической системы, программированных урожаев и агроландшафта. Важнейший общегеографический принцип, на котором базируются все прикладные направления современной мелиоративной географии - принцип комплексности. Его сущность, как минимум, проявляется трояко: это применение комплекса методов и способов мелиорации, учет ландшафтной организации природной среды и рассмотрение комплекса причинно следственных связей, от гидрологических до социальных и психологических аспектов.

Общепризнанным в прикладной географии выступает принцип экономической эффективности.

Региональный принцип основывается на том, что мелиоративно-географические системы имеют региональную размерность, характеризуются генетическим единством, территориальной целостностью и индивидуальной структурой.

Экологический принцип мелиоративной географии опирается на работы Л. С. Берга, В. Н. Сукачева, В. Б. Сочавы и Л. Г. Раменского, которые доказали применимость докучаевских подходов к изучению, улучшению и использованию природных условий и ресурсов .

Историко-генетический принцип вытекает из тесной взаимосвязи географии и истории. Так, физическая география связана с историей развития природы, социально экономическая -- с историей общества и т. д. Мелиоративная география, являясь частью прикладной географии, развивалась под влиянием отношений между географией, техническими науками и проектным делом, имеющим исторический аспект.

Многолетний опыт географических исследований для целей мелиорации показал, что их методы должны иметь свою специфику и среди них следует особо выделить группу мелиоративных оценок, куда войдут все виды оценок, рассчитанные на использование в работах по улучшению природной среды.

Разработано два взаимодополняющих подхода к мелиоративной характеристике территории: комплексный (ландшафтный) и компонентный .

Важнейший метод мелиоративной географии - оценка воздействия мелиораций на ландшафты (ОВОС). Это обязательный элемент проектирования и и изыскательских работ при любом виде хозяйственной деятельности. Прежде чем дать оценку, собирают данные геоморфологических, гидрогеологических, гидрографических, агроклиматических исследований, разрабатывают физико-географический и ландшафтный прогнозы влияния мелиорации на ПТК мелиорируемых и прилегающих территорий.

Метод мелиоративно-географического мониторинга как части геоэкологического мониторинга природной среды используется для своевременного оперативного предупреждения в первую очередь нежелательных последствий мелиорации.

Мелиоративно-географическое прогнозирование -- система мероприятий по формированию научно обоснованного суждения об изменениях природных комплексов в зоне влияния мелиоративных сооружений на заданный период времени.

По отношению к отраслям народного хозяйства и выполняемым задачам выделяют следующие мелиорации:

ь Сельскохозяйственные

ь Лесохозяйственные

ь Водохозяйственные

ь Для энергетики

ь Для нужд рекреации

ь Для строительства

ь Для транспорта

ь Многоцелевые

По прямому воздействию на ведущие компоненты природных комплексов выделяют типы мелиорации. Каждый тип по характеру избирательного воздействия на ведущие свойства природных комплексов подразделяется на подтипы, каждый подтип по конкретному воздействию на процессы и свойства отдельных компонентов или природных комплексов подразделяется на виды :

a) Осушительные

· Осушение болот

· Осушение заболоченных и переувлажненных земель

b) Паводкорегулирующие

· борьба с затоплением и паводками

· борьба с подтоплением

· ликвидация поверхностного застаивания атмосферных осадков

c) Оросительные

· увлажнительное орошение

· удобрительное орошение

· отеплительное орошение

· почвоочистное орошение

· дезинфицирующее орошение

d) Осушительно-увлажнительные

· регулирование водно-воздушного режима почв

· орошение осушенных земель польдерное осушение

e) Обводнительные

· обводнение безводных территорий

· обводнение маловодных территорий

2) Литотропные (земельные)

a) Почвозащитные

· борьба с плоскостной эрозией

· борьба с овражной эрозией

· борьба с дефляцией почв

· борьба с суффозией почв

b) Почвореконструктивные

· создание почвенного покрова

· оптимизация фундаментальных свойств и состава почв (пескование, глинование, торфование)

· увеличение мощности перегнойного горизонта

c) культуртехнические

· Планировка поверхности

· Землеочистка

· Землеустройство

d) Грунтореконструктивные (инженерно геологические)

· Противомерзлотные

· Противокарстовые

· Противооползневые

e) Рекультивационные

· Рекультивация карьеров

· Рекультивация отвалов горных пород

· Рекультивация золоотвалов

· Рекультивация разрушений природной стихии (паводков, ураганов)

3) Фитотропные (растительные)

a) Фитоконструктивные

· Создание лесополос

· Сплошное лесонасаждение

· Фитонцидные (курортные) насаждения

b) Ландшафтно-защитные

· Водоохранные

· Ветрорегулирование

· Снегорегулирование

· Берегозащита

· Борьба с оползнями и обвалами

4) Климатические

a) Тепловые

· Борьба с заморозками

· Акваторно-тепловые

· Агротепловые

· Борьба с выпреванием

· Борьба с вымерзанием

b) Влагораспределительные

· Искусственное вызывание атмосферных осадков

· Регулирование снеготаяния

· Аккумуляция влаги

c) Ветроослабляющие

· Противоураганные меры

· Местные ветроослабляющие мероприятия

5) Снежные

a) Терморегулирующие

· Снегозадержание

· Снегоуплотнение

b) Влагорегулирующие

· Снегонакопление

· Регулирование снеготаяния

6) Химические

a) Солеобогатительные

· Внесение удобрений

· Регулирование расхода питательных веществ

b) Кислоторегулирующие

· Известкование почв

· Кислотование почв

· Гипсование почв

c) Почвоукрепляющие

· Оструктуривание почв

· Противодефляционное закрепление почв полимерами

· Силикатизация почвогрунтов

d) Санитарно дезинфекционные

· Применение арбоцидов

· Применение пестицидов

Сельскохозяйственные мелиорации изменяют водный, воздушный, микробиологический и питательный режимы почвы, создавая благоприятные условия для роста и развития культурных растений.

В качестве объектов сельскохозяйственных мелиораций служат:

земли с неблагоприятными условиями водного режима (болота, заболоченные участки, засушливые степи, полупустыни и пустыни);

земли с неблагоприятными физическими и химическими свойствами (засоленные почвы, тяжелые глинистые, пески и др.)

земли подверженные вредному механическому действию воды или ветра (овраги, легко развеваемый почвенный покров).

В Федеральном Законе Российской Федерации «О мелиорации земель» принятым Государственной думой 8 декабря 1995 года, определены понятия типов и видов мелиорации земель.

В зависимости от характера мелиоративных мероприятий различают следующие типы мелиорации земель:

гидромелиорация;

агролесомелиорация;

культуртехническая мелиорация;

химическая мелиорация.

В составе отдельных типов мелиорации земель настоящим Федеральным законом устанавливаются виды мелиорации земель.

Гидромелиорация земель. Гидромелиорация земель состоит в проведении комплекса мелиоративных мероприятий, обеспечивающих коренное улучшение заболоченных, излишне увлажненных, засушливых, эродированных, смытых и других земель. состояние которых зависит от воздействия воды.

Гидромелиорация земель направлена на регулирование водного, воздушного, теплового и питательного режимов почв на мелиорируемых землях посредством осуществления мер по подъему, подаче, распределению и отводу вод с помощью мелиоративных систем, а также отдельно расположенных гидротехнических сооружений.

К этому типу мелиорации земель относятся оросительная, осушительная, противопаводковая, противоселевая, противоэрозийная и другие виды гидромелиорации земель.

Агролесомелиорация земель. Агролесомелиорация земель состоит в проведении комплекса мелиоративных мероприятий, обеспечивающих коренное улучшение земель посредством использования почвозащитных, водорегулирующих и иных свойств защитных лесных насаждений.

К этому типу мелиорации земель относятся следующие виды мелиорации земель:

противоэрозионная - защита земель от эрозии путем создания лесных насаждений на оврагах, балках, песках, берегах рек и других территориях;

полезащитная - защита земель от воздействия неблагоприятных явлений природного, антропогенного и техногенного происхождения путем создания защитных лесных насаждений по границам земель сельскохозяйственного назначения;

пастбищезащитная - предотвращение деградации земель пастбищ путем создания защитных лесных насаждений.

Культуртехническая мелиорация земель. Культуртехническая мелиорация земель состоит в проведении комплекса мелиоративных мероприятий по коренному улучшению земель.

Этот тип мелиорации земель подразделяется на следующие виды мелиорации земель:

расчистка мелиорируемых земель от древесной и травянистой растительности, кочек, пней и мха;

расчистка мелиорируемых земель от камней и иных предметов;

мелиоративная обработка солонцов;

рыхление, пескование, глинование, землевание, плантаж и первичная обработка почвы;

проведение иных культуртехнических работ.

Химическая мелиорация. Химическая мелиорация земель состоит в проведении комплекса мелиоративных мероприятий по улучшению химических и физических свойств почв. Химическая мелиорация земель включает в себя известкование почв, фосфоритование почв гипсование почв.

В зависимости от баланса влаги и тепла территорию Российской Федерации условно делят на шесть зон: тундру, лесную, лесостепь, степь, полупустыню и пустыню (Табл. 1).

Таблица 1 - Основные климатические показатели природных зон Российской Федерации

В тундре и лесной зоне, где осадков выпадает больше, чем испаряется, наблюдается переувлажнение и заболачивание почв. В лесостепной зоне испарение превышает количество осадков, в степной, полупустынной и пустынной зонах осадков выпадает в 2,5 …9 раз меньше, чем испаряется. Почвенный покров той или иной зоны с мелиоративной точки зрения также является важной составляющей.

Почвы полупустынной и пустынной зоны представлены бурыми степными разновидностями различной степени солонцеватости, сероземами, в некоторой части каштановыми (светлыми), солонцами, солончаками и песками.

Почвенный покров степной зоны разнообразен. Здесь распространены черноземы типичные (обыкновенные), мощные, малогумусные (слюжные), каштановые почвы, солонцеватые и солончаковые почвы, лугово-каштановые, лугово-черноземные почвы.

В лессостепной зоне сосредоточены различные подтипы серых лесных почв, черноземы северные и выщеогленные; в азиатской части - в некоторой степени солонцеватые и солончаковатые черноземные и луговые почвы. Для этой зоны характерно распространение лёссов и лёссовидных пород.

В лесной зоне преобладающими являются: подзолистые и дерново-подзолистые, глеево-подзолистые и торфяно-подзолистые почвы.

При выделении мелиоративных зон и районов, а тем более отдельных объектов орошения и осушения приходится учитывать не только климатические условия, но и почвенно-гидрологические условия:

рельеф и гранулометрический состав почвы (пойма, древняя терраса, предгорье, пески, просадочные земли и др.);

типы почв и их сочетание (черноземы, дерново-луговые, каштановые, засоленные почвы в комплексе с солонцами и солончаками и т.д.);

гидрогеологические и мелиоративные свойства почв и грунтов, которые характеризуются наличием водоупора, близостью стояния и минерализацией грунтовых вод, их отточностью, водопроницаемостью и водоподъемной способностью, общей и свободной емкостью насыщения почв и грунтов и др.

экономическими и организационными условиями.

Для каждой зоны (с участием вышеприведенных особенностей) можно наметить определенный перечень мелиоративных приемов.

В пустынной зоне требуется проведение: оросительных мелиораций; борьбы с вторичным засолением; закрепление и освоение песков в виде полос и куртин саксаула.

Для полупустынной зоны возрастает роль орошения. Наличие в этой зоне больших континентальных бессточных котловин аккумулирующих соли способствует широкому развитию засоленных почв, на которых необходимо проводить промывочные поливы. В силу недостаточности влаги водная эрозия меньше, увеличивается ущерб от ветровой эрозии, кроме этого рекомендуется: лиманное орошение, обводнение пастбищ, создание микролиманов на артезианских водах, строительство колодцев.

В степной зоне путем применения высокой агротехники, методов сухого земледелия, лесозащиты, а также оросительных и обводнительных мероприятий на черноземных и каштановых почвах урожайность прогрессивно повышается и становится устойчивой. Наряду с этим необходимо проведение противоэрозионных и противодефляционных мероприятий, полезащитное лесоразведение, химических мелиораций солонцовых и солончаковых почв.

Одним из основных режимообразующих факторов, вызывающих необходимость мелиорации в степях, является климат, определяющий поступление на земную поверхность значительного количества тепла при небольшом объеме атмосферных осадков.

Поток тепла за счет солнечной радиации в степях составляет от 90 до 120 ккал/см 2 в год, годовой радиационный баланс - от 25 до 37 ккал/см 2 . Это обеспечивает годовую сумму температур выше 10°С в диапазоне 1900…2600°. Годовая сумма атмосферных осадков изменяется от 150 мм на южных до 450 мм на северных границах степной зоны, причем 75…85% осадков выпадает летом. В тоже время испаряемость с открытой водной поверхности составляет на южной границе 800 мм и уменьшается к северу до 650 мм. Ввиду превышения испаряемости над количеством выпадающих осадков для степных экосистем характерен дефицит влаги. Коэффициент увлажнения, равный отношению количества выпадающих атмосферных осадков к испаряемости, увеличивается от 0,1 на юге до 0,6 на севере степной зоны.

Растительный покров в степной зоне существенно зависит от климатических особенностей. Наиболее оптимальное условие для растительного покрова создались в средней части степной зоны. Запасы фитомассы здесь наибольшие - 48 т/га, уменьшаясь к северу (до 28 т/га) и к югу до (9 т/га). Для степей характерна широтно-зональная смена растительного покрова, в соответствии с которой выделяют подзоны луговых, засушливых, сухих, опустыненных степей.

Особенность степных почв - высокая концентрация гумусовых веществ. Выделяют такие типы и подтипы почв: мощные (типичные), обыкновенные и южные черноземы, темно-и светло-каштановые и каштановые. Их закономерная смена в степных экосистемах обусловлена взаимодействием трех процессов: гумусонакопления, карбонатизация и осолонцевания.

Гумусонакопление в степной зоне снижается с севера на юг: концентрация гумуса - от 12…10 до 3…2%, его запасы от 700 до 100 т+га, мощность гумусового горизонта от 130 до 10 см; уменьшается содержание гуминовых кислот, образующих прочные слаборастворимые соединения с кальцием, и повышается концентрация фульвокислот.

Снизу под гумусовым слоем находится слой, насыщенный карбонатами кальция. Происхождение этого слоя обусловлено тем, что нисходящие токи воды в гумусовом слое насыщаются карбонатами, которые в подгумусовом горизонте - лесах и лессовидных породах (в виду интенсивного испарения влаги с этиъх глубин корнями растений и физического испарения) концентрируются и выпадают в осадок - кристаллизуются. На севере степной зоны кристаллические карбонаты встречаются с глубины 60…70 см, а к югу глубина их залегания уменьшается. В засушливых степях южнее происходит карбонатизация черноземов, темно-и светло-каштановых почв практически с поверхности земли.

Осолонцевание в степных районах обусловлено тем, что натрий вытесняет кальций из обменного комплекс почвы, затем соединяется с гумусом и образует соли гумуса. Последние сравнительно легко движутся вглубь по почвенному профилю. В верхней части подгумусного карбонатного горизонта они осаждаются, образуя слой (называемый солонцовым горизонтом), насыщенный коллоидами. Солонцовые образования при увлажнении набухают, становятся плотными и липкими; при иссушении они растрескиваются и образуют вертикальные отдельности. Осолонцевание усиливается к югу. В подзоне опустыненных степей соглонцеватые светло-каштановые почвы занимают 20% площади. Солонцовые горизонты, токсичные для сельскохозяйственных культур, играют положительную роль в формировании водного и теплового режимов грунтов. Так, набухающий солонцовый горизонт экранирует гумусовый слой от восходящего (движущегося снизу вверх) потока воды, содержащего токсичный Nа + . В тоже время набухший солонцовый горизонт уменьшает инфильтрационные потери атмосферных осадков и поливных вод, в результате чего почвы дополнительно увлажняются.

Лесостепная зона отличается пестротой необходимых мероприятий, где наряду с приемами по удалению избытки, могут иметь место и оросительные мелиорации. Особое значение имеют противоэрозионные и агролесомелиоративные (водорегулирующие и водоохранные). Борьба с содовым засолением почвы и их солонцеватостью на речных террасах и аллювиальных равнинах, задержание стока строительством прудов, водоемов, регулирование стока местных рек для орошения.

В лесной зоне в основном показано проведение осушительных мелиораций и водорегулирующих (в отдельные засушливые периоды вегетации). Необходимо также проводить выравнивание поверхности полей, устранять валуны, кочки, известковость кислых почв. Бороться с опасными заморозками.

Как видим, каждой агроклиматической зоне свойственен свой комплекс мелиораций, проведение которых в однозначном направлении и в определенных сочетаниях может дать высокую их эффективность.

Мелиорация дает ожидаемый эффект лишь в том случае, когда выполняется не одно какое-нибудь мероприятие, а весь комплекс необходимых на конкретном участке мелиоративных и связанных с ними других мероприятий, обеспечивающих повышение плодородия почвы на мелиорированном массиве, а именно: когда орошение сочетается с дренированием земель, а осушение - с периодическим орошением; когда гидромелиорации сочетаются с правильной организацией труда, высоким уровнем агротехники, внесением необходимых доз удобрений и т.д.; закрепление крутых склонов и оврагов - с устройством водоотводных каналов и валов, и лотков и перепадов с лесными посадками и залужением; устройство прудов и водохранилищ - с орошением земель и рыборазведением; осушение земель с известкованием почв и комплексом культуртехнических работ; освоение и промывка засоленных земель - с мелиоративной вспашкой, гипсованием, подбором культур освоителей. Кроме того, для правильного освоения орошаемых осушенных и эродированных земель большое значение имеют правильный выбор вида и сорта культур и чередование их в севооборотах обычного и специального назначения, а также экономика и организация сельскохозяйственного производства.

Виды и значения мелиорации. Площади распространения мелиорированных земель в мире и России.

Мелиорация - система орг-хоз и технич мероприятий, по коренному улучшению неблагоприятных прир (гидрологические, почвенные, агроклиматические) усл для наиб эффективного использ зем ресурсов.

Виды, методы и объемы мелиоративных работ определяются комплексом хоз-экономич и прир усл р-на.

1. Гидротехнические - регулирование водн и воздуш режимов почв при избыт увлажнении (осушение), при недостаточном содержании воды в корнеобит слое почвы (орошение), при смыве и размыве почв (противоэроз).

2. Агротехнические (агромелиорация) - агротехнич приемы регулир водного и воздуш режимов почвы и пов-ного стока. (глуб рыхление, глубокая пахота, мощн А пах, кротование (аэрация), бороздование, узкозагонная вспашка вдоль склона, профилирование пов-сти, гребневание, или устройство мелкой временной водоотводящей сети.

3. Биологические - для повышения плодородия почв, предотвращ эрозии с помощью растительности. В состав мероприятий входит: лесная мелиорация – лучшение климатич, почвенных и гидрологических условий при помощи посадки лесных насаждений; посев культур мелиорантов (галофиты - растения, которые обитаю на засоленных землях, обладают способность разсолению почвы); биологических дренаж.

4. Химические улучшают хим св-ва почвы (известкование кислых почв, гипсование солончаков и солонцов, уд).

5. Культурно-технические улучшают пов-сть и конфигурацию полей, первичного освоения. Срезка кочек, раскорчевка пней и кустарников, фрезерование почв, внесен извести (т-диск борона, кустар-болотн плуг, фрезы).

6. Водохозяйственные для улучш состояния водных объектов и кач-ва воды. Расчистка водоемов, создание водо-охранных зон, борьба с зарастанием с заилением водоемов, создание зон рекреации.

Потребность с/х в мелиорации из-за наличия больших S с неблагоприятным водным режимом. Всего в мире орошается 220 млн га, осушается 170 млн. га.

Китай – 11орошается/53осушается, Индия 0,5/44, США 57/27, РФ 4/5 млн га. 16% пашни орошается.

9% пахотной земли в РФ дают > 20 % продукции.

Принцип выделения мелиоративных зон и районов, основные виды мелиорации применяемые в каждой зоне.

На тер-рии страны наблюдается неравномерие в распределении света, тепла, воды, пит.в-в,Тер-рия РФ делится на 5 природно – клим.зон.1. тундра(холодная зона, избыт. увл-ние, вечная мерзлота- проводятся только гидротехн.мероприятия) площадь- 14,8 %2. лесная зона, гумидная зона (избыт увлаж, низкие темпер.), где Р>Е в 1,5-2 раз (Р= 0-250 мм; Е – 1000-1500, мм). Много заболоченных земель и болота. Имеется большая теплоемкость U-v t, слабоминеральные.Необходимо: осушительная М, химическая, агротехническая, культурно-техническая, 2-х стороннее регулирование.- 54,8 %3. Лесостепная зона (недост.увл-е больш.темпер.воздуха, эрозион.проц-сы) Р=Е=450-650мм. Самая благоприятная для с/х, черноземы. Строит. Защ-е сооружения от эрозии и строит.системы оросительной сети.4. Степная зона (наличие больш. кол- ва тепла и света, недост. Воды) Р(350-500 мм)<Е(400-800) в 1,5-2 раза. Аэробные м.о., повыш минерализация, засоление. Ростовская обл., Саратовская, Краснодар. Необходимы- строятся обводнительн. Системы и выборочное орошение. – 17,1 %.5. Пустыни и полупустуни- (хар-ся большим кол-м тепла и света, дефицит влаги.- сплошное орошение.осадки- 170 мм в год,испарение=1500. Сплошное орошение-площадь 13,2%

3. Элементы с/х гидрологии (осадки, испарения, сток).

Гидролония – наука, изучающая гидросферу,ее св-ва и протекающие в ней процессы и явления во взаимодействии с атм и биосферой.∆W(изменение влаги)= Р +(S’+G’)-(S-G)-ES-сток/приток пов-стных вод; G-сток/приток ГВОсадки. Для мелиоративных работ надо знать кол-во осадков за год/мес/вегетацию. В НЧЗ 600-750 мм, в степной 250-450, в пустынных р-нах Ср. Азии - 100-200 мм. Хар-на резкая изменчивость выпадения ос по отдельным периодам и годам. Все это приводит к неодинаковому увлажнению почвы, не только различных зон, но и одного и того же участка в разные годы и периоды года. Устанавливаю расчетное ко-во осадков (годовое или сезонное) с различной обеспеченностью. Важен хар-р выпадений: ливни, мелкие, большие проливные, тропические ураганные. Ос влияют на заболоченность.На величину осадков оказывает влияние лес.Испарение – проц-с перехода влаги из жидкой или тв.фазы в газообр. и перенос пара на расстояния в рез-те солн.радиации и за счет транспирации раст.(суммарное испарение). п роисходит с пов-сти воды, почвы и раст.. Изменчиво по территории и во времени, в зависимости от t° и влажности возд, почвы, скорости ветра, вида к-р и ур-ти. По соотношению осадков и испаряемости опр-т показатели увлажнения, кот могут служить придержками выделения зон по степени увлажнения и, общей потребности в осушении и орошении. Более часто учитывают суммарные затраты, т.е. водопотребление Е (м 3 /га), опр-е по фор-ле: Е=К[в]*У. К[в] - коэ-т суммарного водопотребления (м 3 /т), У – ур-ть к-р.Сток .- движение воды по повер. Земли, а также в толще почв и горных пород в прц-се круговорота ее в природе. Пов-стный и грунтовый (подземный). Поверхностный отличается неравномерностью в течение года. Из общего стока 79% - пов-стный, 21% - подземный. Наиболее пригоден подземный (почвенный). Не требует регулирования и хар-зует ресурсы ежегодно возобновляемых подземных вод. Но основную массу составляет пов-стный сток, но использовать ток после регулирования, т.к. естественный режим стока не совпадает с режимом потребления.склоновый; русловой и речной.- по каналам осуш.сети. Сток зависит от сложения и состава горн.пород., велечины и формы водосб.площади, климат.ф-ры, заболочен.водосборов, растительн.Сток хар-ся объемом, (Wc= Qt), модулем (q= Q/F, где Q- расход воды, F- велич.водосб.площади.), слой стока- (Hст= Wc 1000/F).