Содержание мониторинговых наблюдений

При подборе объектов и участков наблюдений учитываются имеющиеся материалы ранее проводимых работ по выявлению качественного состояния земель территории. На основании систематизации и анализа всей совокупности материалов выявляются ареалы распространения каменистости, закустаренности, места разработки месторождений полезных ископаемых подъемным способом, территории, на которых имеется значительное количество мелких по площади контуров угодий. С учетом этого подбираются объекты и участки мониторинговых наблюдений в различных природно-климатических условиях региона.

Участки наблюдений должны находиться в стороне от населенных пунктов, производственных и других комплексов, мест особо интенсивных человеческих воздействий и сохранять при этом неизменным границы на протяжении всего срока мониторинговых работ. В пределах их не должно планироваться проведение культуртехнических, гидромелиоративных и иных мероприятий, а также строительных и других работ, границы участков должны быть достаточно легко определяемыми и обозначаемыми в натуре.

Для анализа динамики каменистости сельскохозяйственных угодий на почвах, развивающихся преимущественно в предгорных и низкогорных районах, подбираются участки периодического контроля размеров 10х10 м, вершины которых привязываются по возможности инструментально к местным твердым предметам.

Участки наблюдений за динамикой степени закустаренности (залесенности) подбираются на контурах закустаренных (залесенных) сельскохозяйственных угодий (сенокосов,  пастбищ). Вершины участков наблюдений размеров 100х100 м закрепляются в натуре (на местности) твердыми точками (железобетонными столбами, металлическими штырями и т.п.). Степень закустаренности (залесенности) подобранных участков наблюдений должна составлять не менее 20% и не более 50%. Участки наблюдений подбираются на почвах различного типа почвообразования и гранулометрического состава.

Ведение горных работ закрытым способом на территориях залегания полезных ископаемых оказывает отрицательное влияние на состояние земель и ограничивает хозяйственное использование земельных угодий в результате деформаций земной поверхности. Для установления динамики просадочных явлений в местах разработки месторождений полезных ископаемых подбираются участки периодического контроля. Участки периодического контроля подбираются площадью 5-10 га прямоугольной формы. Вершины участков закрепляются реперами, привязываются инструментально к местным твердым ориентирам и с целью получения возможности ведения мониторинговых наблюдений с достаточной точностью к пунктам опорной геодезической сети. Подбор участков наблюдений за степенью развития просадочных явлений в местах разработки полезных ископаемых закрытым способом осуществляется с учетом сроков начала разработки полезных ископаемых. Период от начала разработки полезных ископаемых до начала мониторинговых наблюдений должен составлять не менее 2 лет.

В содержание работ, связанных с наблюдением за структурой и динамикой земельного фонда изучаемого объекта, входит определение количественных значений по видам землепользования, категориям земель, землевладельцам и землепользователям и угодьям.

Для анализа динамики закустаренности (залесенности) земельных участков на подобранных участках наблюдений определяются степень закустаренности (залесенности) - процент покрытия площади участка проекцией крон кустарников (деревьев), средняя высота кустарников (деревьев) в метрах и средний диаметр  стволов в сантиметрах на высоте 1,3 м.

 Степень закустаренности (залесенности)  определяется непосредственным измерением в натуре или по фотоизображению на контактных аэрофотоснимках либо неотбеленных фотопланах с последующим уточнением в натуре, а высота и диаметр стволов древесно-кустарниковой растительности - измерением на местности.

Для определения степени закустаренности (залесенности) непосредственным измерением в натуре на поверхности земли отмечаются линии проекций крон кустарников (деревьев). Затем определяются площади выделов (контуров), образованных линиями проекций крон, для чего их на местности разбивают на фигуры, близкие к геометрическим, делают необходимые промеры и вычисляют занимаемую ими площадь, затем суммируют. На основании отношения данных о суммарной площади, занимаемой проекциями крон кустарников (деревьев) на участке наблюдения к общей площади участка наблюдения, определяется степень закустаренности (залесеннности) участка.

Степень закустаренности (залесенности) по фотоизображению на фотопланах (аэрофотоснимках) определяется с помощью квадратной палетки, соответствующей площади участка. Палетка должна быть размером 1 кв. см с разбивкой на 100 кв.мм.

На фотоплане (аэрофотоснимке) определяется местоположение подобранного и закрепленного в натуре участка наблюдения, на котором мягким карандашом оконтуриваются куртины проекций крон. На участок наблюдений накладывается палетка и подсчитывается число занимаемых куртинами целых квадратов, которое будет соответствовать проценту закустаренности (залесенности). Если куртины занимают большую часть площади участка наблюдений, то целесообразно вести счет квадратов чистой площади. Процент закустаренности (залесенности) в этом случае определяется вычитанием из 100 числа квадратов чистой площади (100-п).

В содержание мониторинговых наблюдений за динамикой каменистости земель входит определение показателей каменистости, степени покрытия поверхности камнями, среднего диаметра камней в сантиметрах и массы камней в килограммах. Для определения степени покрытия поверхности камнями применяется метод сплошного покрытия, т.е. лежащие на поверхности участка наблюдения камни укладываются плотно друг к другу слоем в форме квадрата или прямоугольника.

Определяется занимаемая ими площадь и по отношению к площади участка наблюдения вычисляется процент покрытия. Сбору подлежат камни диаметром более 5 см.

Для определения среднего диаметра камней производится три взаимно перпендикулярные измерения диаметра камня, рассчитывается среднее значение диаметра каждого камня и средневзвешенное значение диаметра всех камней. Масса камней определяется их взвешиванием в индивидуальном порядке или суммарно.

Для мониторинговых наблюдений за изменением каменистости подбирается в непосредственной близости два участка наблюдений, на одном из которых после выполнения всех операций камни разбрасываются по территории участка наблюдения, со второго - выносятся за пределы участка.

В содержание работ по выявлению динамики развития просадочных явлений в местах разработки месторождений полезных ископаемых и проведения гидромелиоративных работ входит нивелирование через 10 м точек прямолинейных маршрутов, намеченных от закрепленных в натуре реперных точек вершин участков и дополнительных точек на перегибах поверхности.

Для наблюдения за динамикой границ и площадей контуров угодий применяется метод наземных или аэрофотосъемок через определенное число лет или метод "реперных" изменений. Метод наземных съемок или аэрофотосъемок основан на периодической съемке границ намеченных для наблюдений контуров (группы контуров) сельскохозяйственных угодий, расположенных среди несельскохозяйственных и наоборот. Метод "реперных" измерении основан на закреплении "реперных" точек вокруг наблюдаемых контуров и измерении расстояний от "реперных" точек до границ обрабатываемых земель. При этом "реперные" точки должны быть закреплены в "буферной" зоне на расстоянии 2-8 м от границы обработки земель.

При использовании для наблюдения за динамикой границ и площади контуров угодий метода наземных съемок съемка границ контуров угодий осуществляется с помощью мензулы. Изменения, произошедшие на местности, определяются путем совмещения изображения ситуации съемок за ряд лет и вычисления площадей контуров угодий.

 Все количественные значения показателей наблюдений за культуртехническим состоянием земель заносятся в соответствующие таблицы журнала наблюдений.

Каждый участок наблюдений должен получить необходимую природную и хозяйственную характеристику, а именно участки: за динамикой изменения каменистости, границ и площадей контуров угодий: климат, рельеф, почвы; за динамикой изменения закустаренности (залесенности) - климат, рельеф, почвы, естественная растительность.

Мониторинговые наблюдения за культуртехническим состояние земель проводятся постоянными комплексными группами. Все показатели определяются периодически один раз через каждые пять-шесть лет.

Наблюдения целесообразно приурочивать к одному и тому же временному периоду.

            1.3. Оценка результатов наблюдений

 Анализ статистических данных земельного фонда представляет собой наиболее сложный и ответственный этап мониторинговых наблюдений. Задача анализа заключается в том, чтобы выявить и объяснить тенденции изменения количественных и качественных характеристик земельных угодий, получить возможность правильного и научно обоснованного решения по предупреждению и устранению последствий негативных явлений. Сравнительный уровень использования и состояния земель определяется коэффициентами в виде относительных величин: удельного веса, процентного содержания и т.д.

Результаты мониторинговых наблюдений за культуртехническим состоянием земель оформляются количественно в виде статистических таблиц (ведомостей), графически в виде построения графиков, гипсометрических карт и словесно в виде пояснительных записок.

Анализ изменения показателей культуртехнического состояния земель осуществляется после проведения в установленные сроки наблюдений и обработки их результатов и основан на оценке интенсивности роста или снижения количественных значений показателей закустаренности (залесенности), каменистости, степени развития просадочных явлений, изменения границ и площадей контуров земельных угодий по отношению к базисному периоду. Величину всех этих изменений необходимо соизмерять с количественными параметрами, характеризующими оптимальное, допустимое, неудовлетворительное и критическое культуртехническое состояние земель. В составленной с учетом  методических и инструкционных разработок в таблице "Оценка результатов мониторинговых наблюдений за изменением культуртехнического состояния земель" помимо количественных показателей закустаренности, завалуненности, контурности и степени просадочных явлений приводятся их относительные величины-индексы. Такие индексы для оптимальных условий равны 1,00. Индексы рассчитаны на основании определения влияния показателей культуртехнического состояния земель на нормы выработки и расхода топлива на сельскохозяйственные механизированные работы. При этом величина контурности оценивается отдельно для случаев, когда сельскохозяйственные угодья расположены среди несельскохозяйственных угодий, и, наоборот, - несельскохозяйственные угодья встречаются среди сельскохозяйственных угодий.

Анализ мониторинговых наблюдений позволяет выявить недостатки в использовании земель, установить их причины и обоснованно составить прогноз использования земельных ресурсов, решать задачи по рациональному использованию и охране земель.

Объекты мониторинга закладываются во всех земледельческих зонах. Они должны отражать типичные природные и сельскохозяйственные ландшафты и быть приурочены к местам наиболее интенсивного антропогенного воздействия. Параллельно выбирают фоновые территории (участки), представленные природными ландшафтами, почвы которых за последние 40...50 лет не испытывали или испытывали незначительные антропогенные нагрузки. Фоновыми территориями могут служить заповедники.

При выборе объектов мониторинга учитывают специализацию хозяйства, систему земледелия, способы обработки почв, систему севооборотов. Целесообразно выбирать объекты исследования (хозяйства) с разным экономическим уровнем.

Вид и степень антропогенного воздействия на почвы и структуру почвенного покрова также существенно влияют на выбор объектов мониторинга и объекты соответствующих работ. Например, при организации почвенного мониторинга распространения вторичного засоления число наблюдательных участков помимо прочих условий будет зависеть от степени (и, возможно, вида) засоления, уровня грунтовых вод и других специфических факторов. Предположим, что в зоне засоления почв имеются эрозионно опасные земли и источники техногенного загрязнения (к примеру, тяжелыми металлами), тогда в схему объектов мониторинга включают участки, позволяющие учитывать различные масштабы смытости, а также особенности аккумуляции почвой техногенных веществ в зависимости от расстояния до источников загрязнения, вида ценозов и других экологических факторов.

На мелиорированных землях необходимо принимать во внимание способ орошения, тип дренажа, сроки функционирования оросительной или осушительной системы, состав оросительных и дренажных вод.

Одним из основных блок-компонентовагроэкосистем являются растения. В процессе агроэкологического мониторинга фиксируют не только количество и качество урожая в конце вегетации, но данные по всем динамическим показателям его формирования (накопление биомассы; формирование листовой поверхности для последующего расчета использования фотосинтетического потенциала, развитие ассимиляционной поверхности листьев; изменение структуры агрофитоценоза и его оптико-биологическая характеристика с оценкой КПД использования лучистой энергии; закладка и реализация элементов продуктивности растений).

Проведение таких наблюдений позволит уточнить сроки агротехнических и агрохимических мероприятий, контролировать развитие процессов формирования урожая. Зная оптимальные параметры отдельных элементов, можно регулировать их.

При интенсивных технологиях возделывания зерновых культур для целесообразного внедрения различных агротехнических мероприятий, направленных на увеличение урожайности, важен учет не только фаз, но и этапов развития растений.

3.2.2. На полях, удобряемых осадками сточных вод

Мониторинг земель, удобряемых осадками сточных вод (ОСВ), базируется на определении содержания тяжелых металлов в почвах. Для этого отбираются смешанные образцы тростьевым буром, из расчета одна проба с постоянного элементарного участка площадью 10 га. Отбор проб производится перед каждым повторным внесением ОСВ.

Кроме почвенных проб, анализу на содержание тяжелых металлов подлежит в обязательном порядке используемый на удобрение осадок сточных вод. 

 Мониторинг земель в зоне влияния животноводческих комплексов должен осуществляться на ключевых участках и на маршрутах. На мониторинговом маршруте делается от 2 до 5 пунктов отбора проб почвы, почвенно-грунтовых, дренажных вод и растений.

Пункты отбора проб отмечаются на плане местности. На ключевых участках и мониторинговых маршрутах ежегодно один раз в сезон (зимой, весной, летом, осенью) ведутся наблюдения за содержанием наиболее динамичных ингредиентов в почвах, почвенно-грунтовых, дренажных водах и растениях. Кроме этого, на ключевых участках в момент их закладки и затем с периодичностью в 3-5 лет, изучаются все свойства почв по полной программе производственного мониторинга.

Динамичными ингредиентами, за которыми должны вестись систематические наблюдения по сезонам года, являются: фосфор, калий, кальций, магний, натрий, цинк, медь, бор, молибден, свинец, кадмий, марганец, а также ионы аммония, нитратов, нитритов, сульфатов, гидрокарбонатов и хлора.

 Содержание биогенных элементов: фосфора, калия, а также аммонийного и нитратного азота по сезонам года проводится в пахотном и подпахотном слоях до глубины 40 см, остальные ингредиенты определяются только в пахотном слое. Отбор проб почв проводится по принятой в агрохимической службе методике.

Понятие, задачи и принципы агроэкологического мониторинга.

Агроэкологический мониторинг является важной составляющей общей системы мониторинга и представляет собой общегосударственную систему наблюдений и контроля за состоянием и уровнем загрязнения агроэкосистем (и сопредельных с ними сред) в процессе интенсивной, сельскохозяйственной деятельности.

Основная конечная цель его - создание высокоэффективных, экологически сбалансированных агроценозов на основе рационального использования и расширенного воспроизводства природно-ресурсного потенциала, грамотного применения средств химизации и т. д.

В задачи агроэкологического мониторинга входят:

· организация наблюдений за состоянием агроэкосистем;

· получение систематической объективной и оперативной информации по регламентированному набору обязательных показателей, характеризующих состояние и функционирование основных компонентов агроэкосистем;

· оценка получаемой информации;

· прогноз возможного изменения состояния данного агроценоза или системы их в ближайшей и отдаленной перспективе;

· выработка решений и рекомендаций; консультации;

· предупреждение возникновения экстремальных ситуаций и обоснование путей выхода из них;

· направленное управление эффективностью агроэкосистем.

Основными принципами агроэкологического мониторинга являются:

· Комплексность, т.е. одновременный контроль за тремя группами показателей, отражающих наиболее существенные особенности вариабельности агроэкосистем (показатели ранней диагностики изменений; показатели, характеризующие сезонные или кратко срочные изменения; показатели долгосрочных изменений).

· Непрерывность контроля за агроэкосистемой, предусматривающая строгую периодичность наблюдений по каждому показателю с учетом возможных темпов и интенсивности его изменений.

· Единство целей и задач исследований, проводимых разными специалистами (агрометеорологами, агрохимиками, гидрологами, микробиологами, почвоведами и т. д.) по согласованным программам под единым научно-методическим руководством.

· Системность исследований, т.е. одновременное исследование блока компонентов агроэкосистемы: атмосфера - вода - почва - растение - животное - человек.

· Достоверность исследований, предусматривающая, что точность их должна перекрывать пространственное варьирование, сопровождаться оценкой достоверности различий.

· Одновременность (совмещение, сопряженность) наблюдений по системе объектов, расположенных в различных природных зонах.

Почвенный экологический мониторинг состоит из трех последовательных взаимосвязанных частей: контроль (наблюдения) за состоянием почв и почвенного покрова и оценка их пространственно-временных изменении; прогноз вероятных изменений состояния почв и почвенного покрова; научно обоснованные рекомендации по направленному регулированию основных средств и режимов в почвах, непосредственно определяющих их плодородие и урожайность сельскохозяйственных культур.

Получаемая на базе мониторинга информация об изменении свойств почвы, почвенных режимов и процессов под воздействием естественных факторов почвообразования и антропогенных нагрузок служит основой для моделирования почвенного плодородия.

Задача мониторинга состояния почвенного покрова - обеспечение регулярного контроля за использованием земель (соответствие природного потенциала земель их производственному назначению); однородностью почвенного покрова полей (контурность, пятнистость, образование микрорельефа и др.); эрозионными процессами (увеличение числа оврагов, дефляцияповерхности, перемещение барханов, дюн и др.); оползневыми и селевыми наносами; подсклоновым заилением, заболачиванием, засолением, опустыниванием и другими негативными процессами.

Наблюдения за состоянием почвенного покрова, как правило, осуществляют путем наземного почвенного картирования.

Усиление негативных антропогенных воздействий, обусловливающих нарушение почв и снижение их плодородия, требует включения в программы почвенно-экологического мониторинга следующих задач:

· определение потерь почвы (в том числе скорости потерь) в связи с развитием водной эрозии и дефляции;

· контроль за изменением кислотности и щелочности почв (прежде всего в районах с повышенными дозами внесения минеральных удобрений при осушении и орошении, а также при использовании мелиорантов и промышленных отходов в окрестностях крупных промышленных центров, которые характеризуются высокой кислотностью атмосферных осадков);

· контроль за изменением водно-солевого режима и водно-солевых балансов мелиорируемых, удобряемых или каким-либо другим способом изменяемых почв;

· выявление регионов с нарушенным балансом основных элементов питания растений; обнаружение и оценки скорости потерь почвами гумуса, доступных форм азота и фосфора;

· контроль за загрязнением почв тяжелыми металлами, выпадающими с атмосферными осадками, и за локальным загрязнением их тяжелыми металлами в зонах влияния промышленных предприятий и транспортных магистралей;

· контроль за загрязнением почв химическими средствами защиты растений в районах их постоянного использования (например, на рисовых полях);

· контроль за загрязнением почв детергентами и бытовыми отходами, особенно на территориях с высокой плотностью населения;

· сезонный и долгосрочный контроль за структурой почв и содержанием в них элементов питания растений, за водно-физическими свойствами и уровнем грунтовых вод;

· экспертная оценка вероятности изменения свойств почв при сооружении гидромелиоративных систем, внедрении новых систем земледелия и технологий, строительстве крупных промышленных предприятий и других объектов.

Многообразие природных условий и факторов антропогенных воздействий на почвы, сложность почвенных структур обусловливают необходимость разработки дифференцированных программ почвенно-экологического мониторинга. Начальный этап мониторинга (первая форма) позволяет оценить состояние почв и почвенного покрова, масштабы воздействия антропогенных факторов, направленность и интенсивность развития негативных процессов и выбрать (в соответствии с базовыми принципами мониторинга) объекты для последующих исследований.

Стационарная форма почвенно-экологического мониторинга (вторая форма) реализуется по расширенной программе комплексных исследований свойств и параметров почв, режимов и процессов, протекающих в них.

Для длительных и комплексных наблюдений стационарный участок должен включать группу достаточных по размерам площадок, которые охватывали бы все виды почв, различающихся по степени проявления тех или иных процессов, например, при гидроморфизме мезоморфные почвы вершин повышений, глееватые почвы склонов, глеевые понижения рельефа. То же относится и к немелиорированным массивам. Размеры экспериментальных участков (площадок) трудно определить заранее. Их устанавливают с учетом размеров и состояния элементарных почвенных ареалов, длительности исследований, видов режимных исследований и периодичности наблюдений.

Третья форма мониторинга реализуется по сокращенной программе в процессе маршрутных обследований заранее выбранных участков или маршрутов (по тому же принципу, что и стационаров). При этом основное внимание уделяют репрезентативным диагностическим показателям, наиболее динамично меняющимся во времени (кислотность, ОВП, плотность и структурное состояние почвы, впитывание УГВ и т.д.). Маршрутные обследования пространственно могут быть приурочены к стационарным участкам или их прокладывают по самостоятельным направлениям.

По своему содержанию маршрутная система мониторинга представляет собой форму оперативного контроля за состоянием почв и почвенного покрова, мелиоративных систем, агроэкосистем и продуктивностью земель. Периодичность (частота) маршрутов 1...3 за вегетационный период. В случае выявления негативных процессов (переосушение или подтопление площадей, утечка воды из дрен, изреженность и вымокание посевов, засоление, подкисление, осолонцевание, эрозия и т. д.) составляют соответствующие карты и картосхемы, специальные акты. При обнаружении значительных изменений в свойствах почв и структуре почвенного покрова оценивают целесообразность проведения дальнейших наблюдений на таких участках (территориях).

Четвертая форма мониторинга заключается в сплошном обследовании территории. Выходные информационные материалы при этой форме мониторинга составляют в первую очередь инвентаризационные картографические характеристики, а также картограммы агрохимических обследований и разработанные на этой основе рекомендации по рационализации землепользования.

Получаемые данные о фактическом состоянии почвенных (содержание гумуса, эродированность, рН, засоленность, солонцеватость и др.) и агрохимических (содержание подвижных форм азота, фосфора, калия и др.) свойств, агропроизводственная группировка почв и «почвенные очерки», характеризующие почвы по всему спектру пользования, служат базовыми предпосылками для последующих теоретических обобщений и практических рекомендаций. Последние же должны отражать трансформацию сельскохозяйственных угодий; охрану почв от водной и ветровой эрозии; осушение, орошение и проведение культуртехнических работ; химическую мелиорацию земель (известкование, гипсование и т.д.); рациональные размещения и набор сельскохозяйственных культур; особенности агротехнических приемов и систем применения удобрений с учетом почвенных условий; улучшение сенокосов и пастбищ.

Обязательное условие при осуществлении рассматриваемой формы мониторинга - использование методов картографирования. При этом набор приемов получения исходных данных (от визуальных до космических) должен быть максимально полным.

В зависимости от сложности почвенного покрова для проведения съемок, оценки специализации хозяйств и интенсивности использования земель устанавливают различные масштабы почвенных исследований (лесостепь - 1 : 10 000... 1 : 25 000; пастбищные угодья в полупустыне - 1 : 50 000; орошаемые и осушенные земли - 1 : 2000... 1 : 5000 и т. д.). Одновременно дифференцируют точность проводимых обследований и составляемых картографических материалов.

В результате длительной распашки, применения удобрений, химических мелиорантов, орошения, осушения и других агротехнических и мелиоративных мероприятий компонентный состав комплексных почвенных контуров изменяется. На это обстоятельство в процессе мониторинга следует обращать серьезное внимание.

Для достижения репрезентативности наблюдений и объективности оценок состояния и изменений почвенно-агрохимических свойств почвенные обследования целесообразно проводить с периодичностью 1 раз в 10...15 лет, а агрохимические - каждые 5 лет. Проведение таких работ повторно, с одной стороны, позволяет устранять недостатки и восполнять пробелы прежних наблюдений, а с другой (что наиболее существенно) - выявлять и фиксировать происшедшие изменения свойств почв и почвенного покрова вследствие природных и антропогенных воздействий.

Регламент

Обычный – пояснение для студента

Курсив – пояснение для лектора

Жирный – студенту под запись

ПРОПИСНЫЕ – основной термин

Жирный курсив- дополнительный термин

Жирный курсив с подчеркиванием- второстепенный термин

З К                                              Тема 14

                                                    Лекция 16

⇐ Предыдущая26272829303132333435Следующая ⇒