Основные принципы районирования – Эколого-почвенные предпосылки роста и развития

Datalife Engine Demo

Загрязнение земледельческой территории – это зло, которое возникло в результате высокой антропогенной нагрузки на окружающую среду и приобрело большие масштабы в Нечерноземной полосе. Не исключением стала и Рязанская область. На ее агроландшафтной территории имеется около 40 тыс. га орошаемых земель, а водные ресурсы подвергаются загрязнению вредными стоками различных водоемких производств. Большая часть отработанных и недостаточно хорошо очищенных вод может быть направлена на орошение и стать потенциальным источником локального появления особо опасных очагов загрязнения тяжелыми металлами и другими полютантами.
Кроме того, интенсивность процессов загрязнения агроландшафта усиливается рядом природно-хозяйственных условий региона, в частности, за счет промышленно развитых и урбанизированных территорий. Поэтому эффективность мер по повышению плодородия почв агроландшафта невозможна без планирования и проведения целого ряда мелиоративных мероприятий, которые способствовали бы как улучшению неблагоприятных природных и технологических условий, так и обеспечению оздоровления экологической обстановки.
Концепция планирования эколого-мелиоративного состояния агроландшафта – это синтез экологического и технологического подходов в земледелии, где экология занимается вопросами устранения негативного воздействия на почву, а мелиорация обеспечивает технологическую реабилитацию произошедших в ней изменений. Так как именно почве присуща развитая по иерархии, природе и механизмам взаимосвязанные части: структурная и функциональная организации. Наряду с синтезом подходов под концепцией эколого-мелиоративного агроландшафта понимается совокупность взаимосвязанных положений, отражающих цели оптимизации его функционирования.
Согласно позиции В.А. Николаева [171] «агроландшафт должен быть сопоставим с естественным ландшафтом в его региональной трактовке». Поэтому понятие «агроландшафт» обозначает территорию региональной размерности, сформированную в рамках естественного ландшафта в результате его земледельческого освоения и постоянно поддерживаемую в продуктивном состоянии.
Данным определением, на наш взгляд, во-первых, подчеркивается тесная сопряженность аграрного и естественного ландшафтов; во-вторых, возможность адаптивного сближения первого со вторым.
Таким образом, при рассмотрении агроландшафта как целостной, внутренне неоднородной природно-сельскохозяйственной территории, включающей как обрабатываемые угодья, так и угодья иного функционального профиля, обязательным условием должно быть ведение наблюдений за загрязнением почвы на естественном, антропогенно-природном и сельскохозяйственном ландшафтах.
Расположение точек наблюдений на территории должно быть довольно разнообразным и охватывать все природные зоны региона, подверженного антропогенному воздействию промышленных выбросов.
Перенос и превращения химических веществ формируются под влиянием сложного взаимодействия физико-географических и физико-химических факторов, которые можно разделить на три группы. Первая группа объединяет гидрометеорологические факторы, к которым, главным образом, относятся осадки, солнечная радиация, температура воздуха и почвы, испарение с поверхности воды, почвы, скорость ветра. Ко второй группе относятся факторы, характеризующие подстилающую поверхность, учитывающие строение водосбора, почвенный и растительный покров, площадь, уклон, рельеф и форму водосбора, скорость движения воды, содержание химических, в том числе и загрязняющих веществ. Третья группа характеризует физико-химические свойства загрязняющих веществ. Это, как правило, растворимость, коэффициент адсорбционного распределения, их миграционные способности.
Гидрометеорологические факторы и факторы подстилающей поверхности определяют движение водных потоков и вещества на водосборе: стекание по поверхности, перенос в почве в растворенном или сорбированном виде. Роль химических свойств загрязняющих веществ становится наиболее существенной на границе раздела «воздух – почва – вода».
Отсюда высокая мера зависимости агроландшафта от природной среды, роль которой в сельскохозяйственном производстве неоспорима. Вместе с тем в условиях нарастающего общеземного экологического кризиса все больший вес приобретают идеи адаптивного – ландшафтного земледелия, ориентирующие растениеводство на максимальную мобилизацию естественного потенциала возделываемых земель при разумном сокращении антропогенного давления и недопущения загрязнения земель поллютантами.
Концептуально организация регионального почвенно-экологического обследования может быть представлена как формирование геоинформационной системы, включающей:
1 – карту природной организации территории и антропогенных нагрузок;
2 – базу данных по результатам полевых обследований, типам использования почвы, аэрогенным техногенным нагрузкам;
3 – базу данных по улучшению экологической обстановки загрязненных земель.
База данных предназначена для хранения информации в систематизированном виде. Она состоит из информационных блоков сбора, обработки, хранения и передачи пользователю. Информация в базе данных должна отражать исходное состояние природно-ресурсной основы агроландшафта. Схематично ее можно представить (рис. 7) следующим образом. Левая часть схемы отображает уровни природной организации определенной территории, правая – уровни описания базы данных, используемые для структурирования информации и ее обработки.

Уровни районирования
Уровни описания блоков
I уровень –
регион

Почвенно-геохимический
(Pb, Cd, Cu, Zn, Ni, Cr,…)
II уровень –
каскадно-водосборные системы

Гидрохимический
(Pb, Cd, Zn, Ni, Cr,…)

III уровень –
провинции
IV уровень –
тип использования почвы
Типы, виды
сельскохозяйственных угодий
V уровень –
почвенно-геохимическая катена
Антропогенное воздействие
(степень распаханности, нормы
удобрений и мелиорантов, севооборот,
оросительная система, промышленное
загрязнение, степень урбанизации и
заселенности, виды промышленности)

Рис. 7. Структура базы данных.

Предложенная структура базы данных позволяет обосновать экологическое нормирование антропогенных нагрузок для предотвращения техногенного загрязнения и возможных неблагоприятных воздействий.
Весь набор показателей, участвующих в оценке, должен быть разделен на две категории. К первой относятся показатели, характеризующие состояние природных экосистем и их компонентов, ко второй – показатели негативного воздействия на экосистемы.
Основные составляющие формируемой геоинформационной системы следующие. Производственная сфера на уровне региона – промышленные узлы, транспортная сеть, сельскохозяйственное производство, базовые свалки и по следствия не организованной в селах и поселках мусороуборки для местного населения – рассредоточена по территории неравномерно. Наблюдается концентрация промышленного производства и накопление бытовых отходов вокруг крупных городов, поселков рабочего типа.
Сельскохозяйственная деятельность ведется на всей территории, но загрязнение ее отходами не повсеместное, а локальное и не такое опасное, как загрязнение от многочисленных бытовых свалок, насыщенных химически опасным мусором. Очевидно, что последствия деятельности производственной сферы грозят экологической опасностью, в частности внесением в почву химически вредных веществ.
Следовательно, смысл регионального почвенно-экологического обследования заключается в осуществлении двух взаимосвязанных функций – наблюдения (слежения) и предупреждения. Обследование нацелено на фиксацию отрицательных последствий хозяйственных действий и их вторичных эффектов и, таким образом, обладает некоторым прогнозным потенциалом.
Фундаментальные принципы глобального мониторинга в приложении к региональному обследованию уточнены в связи со слабой контролируемостью и тяжелой экологической обстановкой. В условиях неучитываемых последствий современного антропогенного воздействия выделяем следующие принципы регионального почвенно-экологического обследования. Важнейшим из них является принцип проблемной организации. Программа исследований и наблюдений в настоящее время может быть подстроена под определенную экологическую проблему, например в данной работе под загрязнение почв ТМ. Проблемный принцип организации регионального почвенно-экологического мониторинга оставляет возможность для введения новых проблем и развертывания новых программ и, таким образом, развивать всю систему слежения.
Принцип организации мониторинга – приоритет управления. В блоке «управление» разрабатываются целевые установки и намечается контур проблемы, под которую будут строиться наблюдения. Одним из результатов почвенно-экологического обследования являются знания, передаваемые для принятия решения. Таким образом, развиваемая исследовательским коллективом система мониторинга становится открытой не только для развития, но и для различных пользователей (экологов, специалистов сельского хозяйства, управленцев, предпринимателей, системы образования и др.).
Принцип оперативности относится не столько к технической стороне дела – переработке и выдаче информации (это является обязательством исследователей), сколько к области принятия оперативных решений в критических ситуациях.
Профилактический принцип обеспечивает устранение причин, вызывающих загрязнение культурного ландшафта особо опасными и опасными загрязнителями. Для его выполнения необходимы: изучение географии загрязнения территории и характера его интенсивности, проведение полевых и лабораторных исследований, направленных на выявление приоритетных загрязнителей культурного ландшафта.
Охранительный принцип предусматривает допустимые нагрузки при орошении и удобрении земель, защите растений. Система мелиоративных мероприятий должна быть конкретна для каждой региональной территории.
Принцип соответствия учитывает степень биологического поглощения элементов-загрязнителей растениями. Существует понятие коэффициента биологического поглощения химических элементов под влиянием орошения. Для этого важно знать фоновое содержание загрязнителей, степень подвижности и степень интенсивности их накопления (выноса).
Компенсационно-оздоровительный принцип направлен на устранение нарушения обмена веществ в культурном ландшафте.
Структурные свойства почвы – это морфология, элементный состав, физико-химические и агрохимические свойства почв. Структурная устойчивость зависит от буферности почвы, состава почвенного поглощающего комплекса. Функциональные свойства почвы зависят от их режима: водного, питательного и др. Мелиорация как раз решает задачу согласования структурных и функциональных свойств почвы, а значит, способствует устойчивости культурного ландшафта.
Таким образом, при организации регионального почвенно-экологического обследования на орошаемых угодьях следует планировать принципиальные основания его проблемной организации. При этом нужно делать акцент на контроль экологического состояния культурного ландшафта и оценку современного антропогенного районированного воздействия в системе «воздух – почва –растения – вода», а также проводить с учетом прогнозирования загрязнений агроландшафта разработки практических действий по реабилитации земель или недопустимости загрязнения территорий.

Эколого-почвенные предпосылки роста и развития

Содержание материала

ЭКОЛОГО-ПОЧВЕННЫЕ ПРЕДПОСЫЛКИ РОСТА И РАЗВИТИЯ ВИНОГРАДНОЙ ЛОЗЫ

Φ. Φ. Давитая
ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ РАЙОНИРОВАНИЯ КУЛЬТУРЫ ВИНОГРАДА
Возделываемый ныне вид винограда V. vinifera L. возник, по Вавилов у (1960), в переднеазиатском, частично среднеазиатском центрах происхождения культурных растений. В них отмечалось большое число диких форм этого вида. Богатство разновидностей было обусловлено природными факторами, характерными для этих центров в последние геологические периоды истории Земли. Там же возникли и развивались некоторые из древнейших цивилизаций. Совпадение разнообразия флоры с очагами становления человеческого общества способствовало тому, что человек из дикой растительности отбирал, вводил в культуру и совершенствовал все новые и новые формы полезных растений. Таким образом, в указанных центрах оказался сосредоточенным мировой генофонд сортов культурного винограда, созданный природой и сотнями поколений людей. Отсюда виноград был расселен по всему земному шару. Его вторичным центром можно считать территории, примыкающие к Средиземному морю.
Современная география винограда охватывает все континенты, кроме Антарктиды. В них размещение различных сортов — как интродуцированных, так и созданных на месте складывалось исторически. Положительные опыты закреплялись, отрицательные отвергались. Районирование винограда проводилось, в основном, методом “проб и ошибок”. В странах старой виноградновинодельческой культуры этот метод давал хорошие результаты. Физиологические свойства сортов и их хозяйственно важные признают оказывались отлично пригнанными к экологическим условиям местности. В некоторых районах таким путем достигалось высокое совершенство в размещении сортов винограда по территории. Это обеспечивало производство виноградно-винодельческой продукции высшего качества.
Влияние удачно подобранной местности отражалось даже в коммерческом названии полученных го винограда вин. Цинандали, Напареули, Мелник, Токай, Божоле, Малага и т. д. — все это названия мест, где определенные сорта винограда проявили самые высокие их потенциальные возможности. Однако такой эмпирический метод районирования винограда является совершенно недостаточным. Даже там, где имеется тысячелетний опыт виноградарства и виноделия, могут быть выявлены неиспользованные возможности и доказана необходимость более целесообразного размещения сортов винограда, чем это было установлено только практическим путем. Таких примеров можно привести много. Наиболее убедительными из них являются результаты исследований, проведенных на южном берегу Крыма (Давигая, 1948, 1952). Здесь каждый клочок земли, казалось бы, всесторонне был испытан многими поколениями виноградарей и виноделов. Тем не менее была выявлена возможность существенного расширения площадей, например, под сортом Мускат белый и значительного повышения производства одноименного винах особо выдающимися качествами. Для увеличения производства других высококачественных десертных вин выявилась целесообразность замены одних сортов другими, более подходящими для отдельных микроклиматических районов. Правильность этих научных выводов в последующем была подтверждена и практически.
Многие сорта винограда возделываются в широких масштабах в течение десятков, даже сотен лет. К их числу относятся Алиготе, Рислинг, Ркацители, Саперави и ряд других. Они успешно прошли испытание временем и культивируются во многих странах. Однако их свойства весьма консервативны. Они дают лучшие результаты лишь в определенных условиях местности и ухудшают их в менее подходящей среде. Такова же реакция на экологические условия сортов, вошедших в производство сравнительно недавно, а также создающихся и поныне. Поэтому районирование винограда, основанное на изучении его физиологических и биохимических свойств, с одной стороны, и экологических условий местности, с другой, важно для всех сортов — и старых и новых. Однако для возделывания новых сортов практического опыта сравнительно меньше, и для их оптимального размещения но территории научно-обоснованное районирование совершенно обязательно. Следует к тому же добавить, что виноград, в отличие от однолетних растений полевой культуры, закладывается на многие годы. Следовательно, возможные ошибки должны быть сведены к минимуму или исключены вовсе, так как оси далеко не скоро могут быть установлены.
При районировании винограда следует учитывать экономические и природные условия. Приоритет, как всегда, принадлежит экономике, а также более высоким аспектам государственной политики.
Для принятия оптимального решения при государственном планировании необходимо располагать данными о степени соответствия природных ресурсов данной территории экологическим свойствам растения. Из компонентов природы важнейшими являются климат, рельеф, почва и биотические факторы (в основном, наличие благоприятных или вредных представителей флоры и фауны). Они имеют, однако, далеко не равное значение. Климат представляет собой ведущий компонент, определяющий территориальное распределение культуры винограда и географическую локализацию продуктов его переработки (вин и виноматериалов различного направления, коньяков, виноградных соков, столового или сушеного винограда и др.) по земному шару, континентам и в пределах отдельных стран.
Рельеф сильно влияет на мезо- и, особенно, микроклимат. Поэтому при всестороннем исследовании климата автоматически учитывается влияние на растение и рельефа (его формы, высоты места, крутизны и экспозиции склонов и др.). Почва, будучи в значительной мере производной от климата, также существенно влияет на микроклимат. В зависимости от механического состава и физических свойств почвы изменяется содержание тепла и влаги как в самой почве, так и в приземном слое воздуха. Все это, в свою очередь, влияет на состояние биосреды. Чем меньше площадь виноградника, тем труднее разграничить влияние на растение микроклимата, почвы и биотических факторов.
Существенное влияние на микроклимат и другие компоненты экологической среды оказывает также наличие рек, озер, водохранилищ и других водных объектов. Они могут снизить летнюю жару и уменьшить зимний холод на величину до 3—4°С, а безморозный период удлинить на 2—3 декады. Столь большое значение элементов климата для культуры винограда (как и для других сельскохозяйственных растений) еще более четко проявляется в отдельные годы. Известно, что количество и качество урожая в одном и том же микрорайоне или винограднике существенно отличаются от года к году. Очевидно, что такие различия не могут быть вызваны изменениями во времени рельефа, почвы, агротехники и т. д. Эти факторы остаются более или менее постоянными. Из года в год изменяются лишь погода и ее элементы — солнечная радиация, температура и влажность воздуха, а также почвы, количество атмосферных осадков и т. д. Соответственно изменяются количество и качество урожая.
При правильно подобранных метеорологических показателях погоды корреляция между ними и качествами, например, вина, превосходит 0,95, т. с. связь становится почти функциональной (Д а в и т а я, 1948, 1952). Имея корреляционные связи указанного типа и располагая ежегодными агрометеорологическими бюллетенями, автор этих строк в течение ряда лет мог почти безошибочно определять не только район, но и год производства вина, представленного на закрытую дегустацию со всех концов такой обширной страны, как СССР. Все базировалось на объективном анализе сухих цифр виноградно-винодельческой статистики и сводных метеорологических таблиц. В свете этих фактов представляется вполне обоснованным следующее воспоминание выдающегося физика нашего времени акад. П. Л. Капицы (1974): „Я хорошо помню — на меня это произвело большое впечатление,— как однажды перед обедом на конгрессе в Цюрихе в 1925 г. Ланжевен попробовал вино и сразу правильно определил по вкусу не только марку вина, но и год урожая. Он был признанным дегустатором и очень гордился этим, может быть, даже больше, чем своими успехами в физике. Но нет таких физических приборов, которые могли бы даже приблизительно проделать то же, что и он (Давитая, 1970).
По-видимому, нечто подобное было в “дегустационных способностях” знаменитого французского физика, который силой своей эрудиции мог поднять до уровня высокого научного обобщения объективные факты, систематизированные много лет спустя. Вытекающие из них закономерности в то время не были известны. К 20 годам нашего столетия никто не проводил многолетних сопоставлений качества вин с метеорологическими факторами, которые могли бы быть статистически достоверными. Во всяком случае результаты таких сопоставлений не появлялись в научной печати. К этому следует, однако, добавить, что дело не только в анализе статистических данных или в научной эрудиции. Среди сельскохозяйственных растений немного таких, как виноград, которые так тонко реагируют на условия климата и погоды. К ним относятся, например, табак, чай, отдельные эфирномасличные, лекарственные и лишь некоторые другие растения.
Таким образом, задача районирования винограда по всем природным условиям может быть сведена к климатически целесообразному размещению его культуры по территории. При этом предполагается обязательный учет влияния на климат: рельефа, почв, водных объектов и всех других компонентов экологической среды, а также агротехники и таких приемов возделывания растения, как формировка кустов, высота их расположения над земной поверхностью, орошение, зимнее укрытие и др. Выше отмечалось, что эти компоненты из года в год остаются постоянными. Однако далеко не одинаково их влияние на различающиеся по районам климатические и изменяющиеся по годам метеорологические условия. Некоторые же из приемов агротехники, например, режим орошения, могут быть изменены не только по районам, но и по годам в зависимости от ожидаемых условий испаряемости в данном году (Д а в и т а я, 1970; Марков, 1978).

Экологическое районирование Украины и его основные принципы

Для ренатурализации (восстановление) окружающей природной среды и сохранения биоразнообразия важным и актуальным считается расширение базы заповедных территорий, что требует разработки научно обоснованной программы. Это особенно актуально сегодня для Украины.

Украина является лидером в мире по использованию сельскохозяйственных земель. Распашка сельскохозяйственных угодий достигает почти 80%, что истощает естественное плодородие земли. Для сравнения: пахотные земли в США без Аляски занимают 28,4% общей площади сельскохозяйственных угодий, в Англии – 47,4%; в Германии – 58%; в Японии – 56,8%.

Сегодня в Украине накоплено около 25 млрд т твердых отходов. Количество предприятий, производящих отходы, превышает 2,5 тыс. Ежегодно в Украине образуется около 730 тыс. Т токсичных отходов. Наибольшее количество отходов образуется на предприятиях горнодобывающей и горно-обогатительной отраслей производства. В Украине около 300 накопителей отходов, в которых содержание токсичных веществ в 50 раз и более превышает предельно допустимые концентрации.

Территория Украины разнообразна в ландшафтном отношении. Но коренные растительные группировки, генетически определяют ландшафт на большей части территории давно сведешь, пестрота почвенного покрова упрощена. В результате естественное ландшафтное разнообразие Украины существенно уменьшено под антропогенным воздействием. Украина обладает разнообразными природными ресурсами и значительным курортно-ресурсным потенциалом. Техногенная нагрузка на среду в Украине превышает аналогичные показатели в соседних странах в 5-15 раз.

Но вернемся к мониторингу. Для осуществления практического внедрения контроля за негативным антропогенным воздействием на природную среду и слежения за изменениями, происходящими в геосистемах с последующим прогнозированием их дальнейшего развития, актуальным становится выполнение экологического районирования Украины, под которым следует понимать расчленения территории по экологическим признакам в соответствии с качественных характеристик окружающей среды , а также степени влияния на ПТК региона. Районирование предполагает разделение территории на такие условно однородные таксоны, природные экосистемы которых подобным образом реагируют на определенный уровень фонового загрязнения. Основные принципы экологического районирования такие:

– Принцип комплексности, который заключается в необходимом комплексном рассмотрении всех основных факторов экологического районирования в их взаимосвязи;

– Системный принцип, согласно которому таксономические единицы районирования низшего ранга рассматриваются как подсистемы единого целого высшего ранга;

– Целевой принцип, который предусматривает определение основных целей, на достижение которых направлен процесс экологизации на каждом из уровней районирования;

– Принцип территориальной общности: площадь, которая отвечает таксономической единицы районирования, обязательно включает несколько территорий, которые граничат между собой и относятся к иерархических единиц низшего порядка;

– Принцип приоритетности: первоочередная роль экологических проблем в системе взаимодействия природы и общества;

– Принцип перспективной направленности: необходимо достижение долговременных хозяйственных интересов.

Таким образом, карта-схема экологического районирования Украины, построена с максимальной привязкой к конкретным условиям среды, станет объективной базой для научного обоснования сети расположения станций геосистем ного мониторинга, а также хозяйственных мероприятий по улучшению геоэкологической ситуации в каждом конкретном регионе.

Государственная служба мониторинга окружающей среды создана для сбора, анализа, хранения и распространения информации о состоянии окружающей среды, прогнозирования Его изменений и предоставление научно обоснованных рекомендаций для принятия соответствующих решений. То есть эта служба с открытой информационной системой. Приоритетами 27 функционирования служат защите жизнедеятельности граждан и общества в целом, сохранение природных геосистем, предотвращения кризисных изменений в окружающей среде, предотвращение возникновения чрезвычайных ситуаций антропогенно-техногенного происхождения.

Источники:

http://neznaniya.net/1860-osnovnye-principy-organizacii-regionalnogo-pochvenno-ekologicheskogo-obsledovaniya-kulturnogo-landshafta.html
http://vinograd.info/knigi/fiziologiya-vinograda-stoev/ekologo-pochvennye-predposylki-rosta-i-razvitiya.html
http://studbooks.net/71405/ekologiya/ekologicheskoe_rayonirovanie_ukrainy_osnovnye_printsipy