Изменение физических свойств почв сопровождается ухудшением химических свойств. Наиболее существенное изменение в результате перевыпаса — дегумификация почв. Связано это с тем, что перевыпас существенно меняет биологический круговорот в экосистеме, значительная доля надземной фитомассы поедается животными и не поступает в сферу гумификации. И хотя часть органического вещества поступает с экскрементами животных, но компенсации не происходит, к тому же экскременты распределяются по территории пастбища неравномерно. Вторая причина дегумификации — эрозия почв.
Выпас приводит к обеднению почвы питательными элементами. На уплотнение почвы существенное влияние оказывает дернина. В случае хорошей выраженности она препятствует деформации почвы, и плотность меняется не столь сильно.
Пастбищная дигрессия имеет место как в горных районах, так и на равнине. Сельскохозяйственное освоение горных территорий охватывает все высотные пояса за исключением субнивального и нивального.
14. Деградация при воздействии пожаров. Интегральное действие пожаров заключается в перестройке биогеоценоза в целом. Происходят смены основных растений-эдификаторов, животного населения, микроорганизмов. Меньшее воздействие высоких температур испытывают почвообразующие породы, за исключением тех случаев, когда они выходят на поверхность. Более устойчивыми к пожарам оказываются гидроморфные почвы.
Пожары приводят к серьезным изменениям в пределах почвенного профиля. Особенно активны процессы потери гумуса при выгорании подстилки и верхнего гумусового горизонта. Кроме того, происходит деградация первичных минералов и глинистой плазмы. Изменения в морфологии наиболее заметны в верхних горизонтах (широкое распространение угольков, сохранение охристых тонов в окраске горизонтов).
Выгорание подстилки приводит к изменению залегания почвенных горизонтов. По мере становления растительности начинает формироваться новая подстилка, но бывшие пирогенные горизонты сохраняются длительное время. В результате пожаров изменяется кислотность почв, обычно в сторону подщелачивания. В образующейся после пожаров золе отмечается потеря наиболее подвижных элементов. К их числу относятся калий, натрий, магний, марганец.
В послепожарный период увеличивается подвижность органического вещества, в их составе увеличивается количество наиболее агрессивных фракций, представленных фульвокислотами.
Существенные изменения происходят и в термическом режиме почв. На гарях, по сравнению с ненарушенными участками, отмечается увеличение температуры от 3 до 6-10о. К деградационным явлениям относятся также ухудшение структуры, увеличение плотности, возникновение трещин. Деградация лесных почв после пожаров связана и с изменением водного режима. Как правило, лесные почвы после пожаров склонны к временному или длительному заболачиванию. Период заболачивания сопровождается интенсивным проявлением процессов оглеения, сегрегацией железа, господством восстановительных процессов. Это приводит к потере важнейших элементов из профиля почвы.
Восстановление свойств почв происходит в зависимости от силы воздействия огня и их гранулометрического состав. Например, в меньшей степени воздействие пожаров касается песчаных и супесчаных почв. Длительность восстановления может растягиваться от 1 до 20 лет. Некоторые изменения могут сохраняться чрезвычайно длительное время.
Таким образом, под воздействием пожаров возникают следующие деградационные процессы в почвах:
● выгорание подстилки и потеря гумуса, увеличение в его составе агрессивных фракций;
● нарушение водного режима;
● временное или длительное заболачивание;
● потеря почвенного мелкозема, иногда всей почвенной массы;
● изменение термического режима почв;
● ухудшение структуры, увеличение плотности.
Важнейшим последствием этих нарушений является как изменение собственно почвенных свойств, снижающих устойчивость почв, так и кардинальная смена биологического круговорота.
Нарушенные, деградированные почвы - почвы, строение и свойства которых в результате воздействия определенных вторичных процессов претерпели существенные изменения. В широком смысле деградированные почвы — это почвы с ухудшенным плодородием. В более узком смысле к ним относят чернозёмы с сильно разрушенной структурой, значительными потерями гумуса и обменных оснований, а иногда и с заметным процессом вымывания ила.
Рекультивация - комплекс мер по экологическому и экономическому восстановлению земель и водных ресурсов, плодородие которых в результате человеческой деятельности существенно снизилось. Целью проведения рекультивации является улучшение условий окружающей среды, восстановление продуктивности нарушенных земель и водоёмов.
Биорекультивация – это активизация физико-химического и биологического этапов восстановления земель. При биорекультивации ускорение процессов очистки достигается путем внесения биопрепаратов и минеральных удобрений при слабой естественной активности почвы. Биологическая рекультивация представляет собой комплекс фитомелиоративных и агротехнических мероприятий, направленных на восстановление плодородия земель, и осуществляется она немедленно после завершения технического этапа. Затраты на рекультивацию земель должны включаться в годовые производственные планы предприятий землепользователей.
Критерии оценки качества рекультивации земель
Под качеством рекультивации следует понимать совокупность свойств восстановленных земель, обусловливающих их пригодность удовлетворить определенным требованиям в соответствии с целевым назначением. Качество рекультивируемых земель слагается из качества показателей его составных элементов. Если рекультивированные земли удовлетворяют всем требованиям нормативно-технической документации, то они считаются годными для эксплуатации и могут быть переданы для освоения землепользователям. Каждое отдельное несоответствие рекультивируемых земель требованиям считается дефектом. Дефекты можно подразделить на явные и скрытые, устранимые и неустранимые, малозначительные, значительные и критические.
Практика показывает, что качество рекультивации во многом зависит от качества функционирования производственного процесса восстановления нарушенных земель со всеми его элементами и качества труда исполнителей, их подготовленности, заинтересованности и ответственности.
Современный уровень развития технологии, техники и организации землевосстановительных работ позволяет обеспечить самые высокие показатели качества рекультивации земель. Однако возможности промышленных предприятий по качеству рекультивации реализуются не полностью из-за плохой изученности вопроса, разобщенности технологического и биологического этапов работы по рекультивации. Это приводит к тому, что срок восстановления плодородия нарушенных земель значительно затягивается, их продуктивность в 1,5—2 раза ниже, чем могла бы быть при качественном выполнении работ.
Обеспечение высокого качества рекультивации требует действенного контроля на всех стадиях производства, включая снятие и перемещение плодородного слоя и потенциально плодородных грунтов, формирование рекультивируемых земель нужных параметров по форме и качеству, их окультуривание.
Формирование требуемых показателей качества рекультивируемых земель в процессе выполнения землевосстановительных работ зависит от природных, технологических, организационных, экономических, социальных, правовых и многих других факторов.
Борьба за качество требует непрерывного совершенствования технологии производства рекультивационных работ. Недооценка качества работ, например при трансплантации почвенного слоя, приводит к уменьшению плодородия перемещенных почв, снижению продуктивности восстановленных земель и более длительному сроку их окультуривания на биологическом этапе рекультивации. Соблюдение технологии трансплантации почв способствует более полному использованию ценного природного ресурса и повышению качества и эффективности рекультивационных работ.
Для характеристики качества рекультивационных работ и их составных процессов можно использовать следующие виды показателей: технические, технологические, надежности, экономические, биологические.
Технические показатели включают тип и марки машин и механизмов, их производственные характеристики, использование во времени, влияние на уплотнение грунта, изменение структуры почв. Технологические показатели — способы планировки и выполаживания откосов отвалов, методы создания почвенного слоя, технологичность способов восстановления, средства защиты от эрозии, оврагообразования, подтопления, заболачивания, использование прогрессивных процессов, новых эффективных условий почвообразования, совершенных форм организации труда. Надежность — свойство объекта рекультивации непрерывно сохранять работоспособность в течение времени полного восстановления плодородия перемещенных почв. Надежность можно оценивать следующими показателями: вероятностью безотказной работы, средней продуктивностью до отказа (ремонта) земель, интенсивностью отказов. Экономические
показатели (полнота использования снятых почв, трудоемкость, себестоимость работ) призваны обеспечить требуемые показатели качества при нормированном расходе материалов, трудовых и финансовых ресурсов. Биологические показатели — период восстановления почвенного плодородия, устойчивость биологической продуктивности, восстановление валового сельскохозяйственного потенциала.
Консервация земель - временное изъятие земель из оборота с целью предотвратить развитие и прекратить процессы деградации почв, а также восстановить их плодородие. Земельное законодательство устанавливает особые режимы для почв, подвергшихся сильному негативному воздействию, обозначая их как «деградированные», и определяет перечень таких земель.
В частности, к ним относятся:
1) земли, подвергшиеся негативным (вредным) воздействиям, в результате которых происходят деградация земель и ухудшение экологической обстановки;
2) загрязненные земли, использование которых приводит к негативному воздействию на здоровье человека, в том числе:
-земли, подвергшиеся водной и ветровой эрозии, воздействию селей, вторичному засолению, иссушению, уплотнению, а также земли в районах Крайнего Севера, занятые оленьими пастбищами, с сильно нарушенным почвенно-растительным покровом; земли, имеющие просадки поверхности вследствие использования недр или естественных геологических процессов; -земли, загрязненные радиоактивными веществами, нефтью и нефтепродуктами, тяжелыми металлами и другими токсичными химическими веществами, биологическими веществами и микроорганизмами свыше предельно допустимых концентраций вредных веществ (микроорганизмов), включая земли, на у которых в результате радиоактивного, химического или биогенного загрязнения не обеспечивается производство продукции, соответствующей требованиям, установленным законодательством РФ.
Например, на территориях, подверженных воздействию газодымовых выбросов от промышленных предприятий, рекомендуется санитарно-гигиеническое направление рекультивации с использованием газоустойчивых растений.
Очень сложно рекультивировать нефтезагрязненные земли, так как они имеют обедненную биоту и содержат канцерогенные углеводороды типа бенз(а)пирена. Для этого необходимы рыхление и аэрация почвы, использование бактерий, деградирующих нефть, посев специально подобранных трав и др.
При необходимости выполняют также строительный этап рекультивации, в ходе которого на подготовленных территориях возводят здания, сооружения и другие объекты.
Проект рекультивации земель (ПРЗ или КРЗ) представляет собой экологический документ, целью разработки которого является восстановление плодородного слоя почвы на землях сельскохозяйственного назначения, нарушенного в результате хозяйственной деятельности человека.Сроки и стоимость разработки проекта рекультивации земель ПРЗ или КРЗ определяются планируемым объемом и сложностью работы и, как правило, составляют от 20 до 60 дней. Они могут зависеть:
l от площади нарушенных земель, подлежащих рекультивации,
l характера нарушений,
l количества промплощадок и т.п.
В проект рекультивации входят:
l Описание мероприятий, направленных на восстановление земель.
l Расчет материальных затрат на данный процесс, а также его календарный график.
l Также в состав проекта входят графические материалы в виде карт и чертежей
l Дополняется требуемой сметной документацией.
Мероприятия по рекультивации земель, входящие в рассматриваемый проект, включают инженерные, горнотехнические, лесохозяйственные, сельскохозяйственные и прочие мероприятия, способствующие восстановлению биологической продуктивности и сельскохозяйственной ценности нарушенных, в ходе промышленной деятельности, земель. При разработке проекта рассматриваются различные направления рекультивации нарушенного участка земли и выбирается наиболее оптимальный. Он непосредственно направлен на восстановление земельных ресурсов и эффективное использование плодородного слоя почвы.
При выборе направления рекультивации учитываются следующие факторы:
- фактическое и прогнозируемое состояние нарушенных земель к моменту рекультивации (площади, формы техногенного рельефа, степени естественного зарастания, современного и перспективного использования
нарушенных земель, наличия плодородного слоя почв (ПСП) и потенциально плодородных почв (ППП), прогноза уровня грунтовых вод, эрозийных процессов, уровня загрязнения почвы);
- продолжительность восстановительного периода;
- дальнейшее использование земель.
Направление рекультивации выбирается с учетом характера нарушения земель, эколого-экономической целесообразности восстановления и дальнейшего их использования. Основные направления рекультивации следующие:
1. Сельскохозяйственное — создание на нарушенных землях сельскохозяйственных угодий (пашни, сенокосы, пастбища, многолетние садовые насаждения, подсобное хозяйство и др.);
2. Лесохозяйственное — создание лесонасаждений различного типа (общего хозяйственного и полезащитного насаждения, лесопитомники);
3. Водохозяйственное — создание в понижениях техногенного рельефа водоемов различного назначения;
4. Рекреационное — создание на нарушенных землях объектов отдыха (зоны отдыха и спорта, парки и лесопарки, водоемы для оздоровления, охотничьи угодья, туристические базы и спортивные сооружения);
5. Природоохранное и санитарно-гигиеническое — биологическая или техническая консервация нарушенных земель, отвалов и хвостохранилищ, оказывающих отрицательное воздействие на окружающую среду, рекультивация которых для использования в народном хозяйстве экономически не эффективна или преждевременна (участки природоохранного назначения, противоэрозионного лесонасаждения, задернованные или закрепленные специальными средствами, участки самозарастания и др.);
6. Строительное — приведение нарушенных земель в состоя-нне, пригодное для промышленного и гражданского строительства, размещение отвалов отходов производства, хвостов обогащения, строительного мусора.
Карьерные выемки после выработки ископаемых пород могут быть сухими, переувлажненными и затопленными водой. Поэтому обводненность карьера обязательно учитывается при выборе направления рекультивации.
Например, на основании технических условий на проведение рекультивации, согласованных с местной администрацией района, в курсовой работе рекомендуется предусмотреть использование рекультивируемых территорий по санитарно-гигиеническому направлению с посевом многолетних трав с учётом размещения существующих и сохраняемых дорог.
Подготовительный — предпроектные и проектные работы, которые содержат концепцию, схему, обоснования инвестиций, инженерные изыскания, стадии проектирования (проект и рабочую документацию).
Разработка проектной документации на стадии инвестиционного обоснования или рабочего проекта осуществляется на основе задания на проектирование рекультивации нарушенных земель. Инвестиционное обоснование представляет собой вариантное исследование проектных решений с целью выбора из них оптимального, имеющего наилучшее сочетание коммерческой, социальной и экологической эффективности.
Рабочий проект - это регламентированный нормативами комплект проектной документации, подтвержденный положительным заключением экологической экспертизы.
Проектирование рекультивации на любой стадии начинается с анализа имеющихся проектов, при реализации которых произошли нарушения почв и растительного покрова, или с анализа технологий предприятий и организаций как источников подобных нарушений. В случае недостаток информации для принятия конструктивных решений проводятся фрагментарные, а при необходимости комплексные изыскательские работы по всей нарушенной территории.
Выбор направления использования нарушенных земель тщательно обосновывается на основе материалов изысканий, прогнозов изменения природной среды и оценки пригодности земель для целей рекультивации.