Агрогенная эволюция и оптимальное использование почв болотных систем

Актуальность проблемы. Почва — по физической сути — производная функции взаимодействий приповерхностных слоев литогенной основы, гидрои атмосферы при решающем участии биоты в сумме этих взаимодействий и развивающаяся система. «.Основа всей биосферы, ее связующее звено — это почвы с их микрофлорой (микрои мезофауной, авт.). Та жизнь, те процессы, которые происходят в почвах, определяют все особенности круговорота веществ в природе «(Моисеев, 1988, с.8). Вещественно-энергетический и информационный обмен геосфер (внутренних и внешних), понимаемый под этим, осуществляется через эту своеобразную полупроницаемую мембрану многофункционального значения. Поэтому, расшифровка процессов, происходящих в почвах, может дать ответы на явления в других (особенно труднодоступных для исследований прямыми методами) средах. И, наоборот, чтобы понять всю глубину происходящих в почвах трансформаций под влиянием естественных или искусственно привнесенных факторов, необходим междисциплинарный анализ, в первую очередь, динамики в целом геосистем (многоуровневых полиэкосистем в наших представлениях), одним из компонентов которых почвы являются. Сейчас интегративный подход настоятельная необходимость. Через посредство почв человечество получает 90−95% продуктов питания. Некомпетентность же в их эксплуатации уже способствовала потере 2,5 млрд. га пахотных почв, а ежегодные темпы утрат составляют 5−6 млн. га (Добровольский, 1996). Сокращается производство продовольствия, повышается его стоимость. Человечество будет вынуждено осваивать малоплодородные в естественном состоянии почвы. Проблема актуальна, т.к. автоморфные почвы распаханы. Существенные же резервы I пашни находятся среди гидроморфных почв болот. Они неустойчивы к возмущениям, трудны для освоения, и требуют разработки комплекса экологически приемлемых гидро-, лесои агромелиоративных мероприятий.

Цель исследований: выработать методы оптимизации экологической ситуации средствами гидрои агротехники, а также установить основные критерии оценки и прогнозирования динамики трансформаций почв гидроморфных геосистем при их сельскохозяйственном освоении.

Достижение выбранной цели потребовало решения следующих задач:

— проанализировать и обобщить теоретические и экспериментальные материалы о природе болот (генезису, типологии, свойствам основных компонентов), их экологической роли, об использовании почв этих геосистем в разных отраслях хозяйства в нашей стране и в зарубежье;

— определить возможность примейения системного анализаметодологической базы современных дисциплин точной науки — для изучения функционирования почв гидроморфных геосистем при осушении и освоении;

— разработать концептуальные модели: а) предпроектного анализа 1 объектов осушения и последующих адаптационных этапов, б) осуществления агроэкологического мониторинга, включая и модель мониторинга мелиорируемых земель, в уже действующих геотехносистемах;

— определить критерии, по которым одна часть гидроморфных геосистем относится к болотам (а их почвы — к болотным), а другаясоответствует заболоченным землям с болотистыми почвами;

— выработать критерии оценки по отнесению органогенных почв к засоленным или же незасоленным разновидностям;

— определить природу содообразования в торфяных почвах;

— установить основные причины деградации почв гидроморфных геосистем и их отрицательного влияния на водную среду;

— выявить в целом влияние осушения органогенных почв болот на сопредельные среды;

— разработать способы и методы оптимизации экологической ситуации при осушении и освоении почв болотных геосистем;

— определить наиболее приемлемые в современных условиях методы прогнозирования эволюции почв и болотных геосистем в целом. Материал и методика исследований. Настоящая работа по ее содержанию является теоретической и научно-прикладной. Исходная информация получена путем анализа * большого массива фондово-монографических отечественных и зарубежных данных с последующей авторской интерпретацией и подтверждением правомочности теоретических построений комплексом полевых и лабораторных экспериментов. Экспериментальные данные получены по наиболее заболоченному региону Земли — природному феномену относительно болотообразования, — ЗападноСибирской равнине, находящейся в умеренном поясе, а также по тропическим болотам и заболоченным землям Кубы. Полевые исследования осуществлялись повсеместно маршрутно-ключевым методом с использованием материалов дистанционного зондирования, а также путем полустационарных и стационарных экспериментов. Они проведены на 11 болотных массивах в Западной Сибири, польдере «Пилото», построенном голландскими специалистами, а также полуинженерной системе польдера «В» на болотах Сьенага де Сапата в Республике Куба.

Основные материалы диссертации опираются на теоретические исследования и данные по углубленному анализу геосистем Тарманского лесоозерно-болотного комплекса и Сьенага де Сапата, а также 6-и болотных стационаров и полустационаров, где автором проводился (по апробированным во ВНИИГиМе, ВНИИВО и РосНИИВХе методикам) комплекс агротехнических, гидрохимических, гидродинамических, почвенно-геохимических и микробиологических работ. Он включал и опыты с меченым азотом (15N). Здесь осуществлялись: снегосъемки, повторные солевые съемки, замеры модулей и объемов стока, влажности и промерзания почв, режимов УТВ. Проводился отбор гидрохимических проб жидких и твердых (снег) атмосферных осадков, поверхностно-склоновых (по 23-м стоковым площадкам размером 100 м² каждая, расположенным в подтайге и лесостепи), дренажно-коллекторных, болотных и грунтовых (в приболотном поясе) вод и вод водоприемников (в 500 м выше и ниже устья магистральных каналов), почвенных и растительных образцов. По промерзанию и влажности почв, режиму УГВ, модулям дренажного стока привлечены также материалы лаборатории осушения Западно-Сибирского филиала ВНИИГиМа.

Изучение текущего почвенно-геохимического и агрохимического режимов на осушительных системах осуществлялось автором на 9-ти вариантах дренажа, динамики объемной массы торфяных почв — на 15 -ти точках, а на 4-х вариантах дренажа — дополнительно — зольности и агрохимических показателей с задачами изучения трансформации почв от осушения и освоения в исторической ретроспективе. Влияние осушения на динамику: УГВ, минерализации грунтовых вод и засоления почв приболотного поясе изучено на 5-ти осушаемых болотах. Изучение сработки органогенных горизонтов почв осуществлялось на динамических площадках 9-ти вариантов дренажа объекта «Решетниково», а также на 9-ти профилях по трем рисовым чекам на польдере «Пилото» с их повторной нивелировкой и бурением скважин. На 8-и стоковых площадках изучено влияние доз, а на 15-ти — сроков внесения удобрений на вынос водорастворимых веществ с поверхностно-склоновым стоком и урожайность многолетних трЛав. Влияние интенсивности осушения, доз и сроков внесения удобрений на вынос водорас^оримых веществ с дренажным стоком (и его качество), определялись на 10-и вариантах в подтайге, северной и южной лесостепи на водораздельных и террасовых болотах с разными типами водного питания.

Особенности движения влаги в осушаемых длительно-сезонно-мерзлотных торфяных почвах в весенний период изучались на 4-х вариантах дренажа, функционирующего в режиме интенсивного осушения (закрытый гончарный дренаж с параметрами: Н=1,2 и 1,5 мВ=8 и 24 м на фоне открытых осушителей через 200 м). Повторная солевая съемка МЛ: 10 000 проведена в 1984 г. на площади 1500 га, а в 1992 г. — на площади 200 га. Опыты по выявлению потерь азота почвы или же удобрений с помощью изотопа 15N проводились в шестикратной повторности на почвенных изолированных колонках при разных сроках и дозах применения минеральных удобрений.

На стоковых площадках, которые одновременно выполняли функции учетных делянок, определялся двумя укосами урожай многолетних трав. В установленные программой и методиками исследований сроки вносились определенные дозы удобрений. Аналитические работы Осуществлялись по аттестованным методикам в, аккредитованных лабораториях: гидрохимической лаборатории • Нижне-Обского бассейнового водохозяйственного управления, почвенно-мелиоративной лаборатории Западно-Сибирского филиала ВНИИГиМа, аналитической лаборатории НИИСХ Северного Зауралья СО РАСХН (микробиология) и Центральной геологической лаборатории г. Тюмени. Анализы почв и растительности на содержание 15N выполнены в ИПА СО РАН (г. Новосибирск). Гидрохимические и почвенные анализы по болотам и заболоченным землям тропиков выполнены (на средства контракта Советского Союза по оценке водно-земельных ресурсов провинций Гавана, Матансас и Сьего де Авила) в филиале Национального института водных ресурсов Республики Куба (г. Колон, провинция Матансас). Аналитические работы осуществлялись в соответствии с: «Унифицированными методами анализа вод» (под ред. Ю. А. Лурье, 1973), «Агрохимическими методами исследований почв» (1965), «Руководством по химическому анализу почв» (Аринушкина, 1970) и ОСТ 10.

152−88. Микробиологические анализы выполнялись в соответствие с методическими рекомендациями «Основные микробиологические и биохимические методы исследования почвы» (1987). Были использованы фондовые материалы Главтюменьгеологии, Гидрометеослужбы, Тюменьоблохоты, институтов ЗапСибНИИГипрозем, Тюменьгипроводхоз и Нефтегазпроект, данные Геологического фонда и архивов Национального института водных ресурсов Республики Куба.

Классификация геосистем изученных болот проведена на основе: а) обобщения разнообразного рода опубликованных сведений о болотах, б) применения личного опыта исследований в Западной Сибири и за рубежом (включая' участие автора в проекте комплексной оценки водно-земельных ресурсов некоторых провинций Республики Кубы).

Научная новизна. 1. Впервые показана важная роль междисциплинарного научного обоснования для системного анализа трансформируемых почв гидроморфных образований.

2. Впервые разработана полноценная генетическая классификация почв болот и заболоченных земель Кубы (Телицын, 1995). Осуществлено на этой основе почвенное картографирование и почвенно-мелиоративное районирование переувлажненных земель провинции Матансас М. 1:100 000 и.

I ¦

М. 1:250 000 (Telitsyn, Rodriguez, 1989; Telitsyn у ot., 1991).

3. Впервые осуществлено гидрогеолого-мелиоративное районирование болот и заболоченных земель Кубы (Telitsyn, 1989; Телицын, 1991).

4. Разработаны (в качестве оригинальных версий): а). «Принципиальная схема предпроектного анализа объектов осушения и последующих адаптационных этапов» и б). «Концептуальная модель мониторинга мелиорируемых земель» — руководств по созданию информационной базы для системного подхода к анализу мелиорируемых геосистем и их почв.

5. Систематизированы сведения, касающиеся экологической роли болот в биосфере, и оценено влияние осушения и освоения почв этих геосистем на изменение экологического статуса болотных образований.

6. Установлена системообразующая роль всего комплекса зональных и региональных условий в функционировании естественных и трансформируемых болотных комплексов, особенно в динамике почв и вод. Показано, что зона активного влияния осушительных систем на приболотный пояс в типичных литолого-геоморфологических для большинства осушаемых низинных болот условиях составляет в среднем 200−300 м, что согласуется с данными других исследователей (Маслов, Минаев,!985- Дьяконов, 1992; Калинин, 1995).

7. Впервые установлены новые критерии в оценке степени засоления торфяных почв. Подтверждена биогеохимическая природа содообразования в торфяных почвах.

8. Впервые почвенно-гидрохимическими методами установлено плановое положение трансрегионального тектонического нарушения, где сельскохозяйственное освоение затруднительно или невозможно.

9. Впервые определена региональная специфика весеннего перераспределения и миграции влаги в осушаемых длительно-сезонно.

I, мерзлотных торфяных почвах. Она уточняет схему гидродинамики, при описании природных процессов в болотных геосистемах, и должна использоваться специалистами-гидротехниками для коррекции расчетные формул по удалению избытков влаги из почв.

10. Выявлены ограничения, разработаны принципы реорганизации и методические подходы к повышению эффективности технологических приемов осушения и сельскохозяйственного освоения почв, экологически приемлемых для геосистем болот, локальных понижений и динамически с ними взаимосвязанных территорий и акваторий.

11. Показано, что прогнозирование трансформаций осушаемых гидроморфных геосистем и их почв с целью последующего внесения управляющих корректив наиболее предпочтительно пока осуществлять методом физико-географических аналогий (при условии типологического I сходства геосистем и идентичности применения гидрои агротехнологий).

На защиту выдвигаются: 1. Принципиальная схема предпроектного анализа объектов осушения и последующих адаптационных этапов, концептуальная модель мониторинга мелиорируемых земель — теоретическая основа по созданию информационной базы для системного анализа трансформированных и развивающихся под нагрузками почв, других компонентов и геосистем в целом.

2. Обоснование экологической приемлемости технологий осушения и освоения почв болотных геосистем.

3. Выбор наиболее эффективных по достоверности и приемлемости в условиях современности методованализа и прогнозирования динамики развития почв осушаемых гидроморфных геосистем болот для последующего внесения управляющих корректив.

Практическая ценность и реализация научно-исследовательских данных. Изученные природно-экологические особенности болотных геосистем позволяют дифференцировать подходы к их рациональному использованию соответственно реальным масштабам заболачивания территорий, применять специальные инженерные решения в зависимости от их зональных и региональных особенностей, вносить корригирующие организационно-хозяйственные подходы, а также агротехнические приемы окультуривания почв агрогеосистем. i.

Результаты исследований нашли реализацию в картографическом материале Национального института водных ресурсов Республики Куба, методических рекомендациях по природоохранным мероприятиям при осушении низинных торфяников в Тюменской области. Автор принял участие в разработке ВСН «Мелиоративные системы и сооружения. Охрана природы». Отдельные положения разработок вошли в «Пособие к СНиП 2.06.03.85 но проектированию осушительных систем», подготовленному В/О I.

Союзводпроект" совместно с ВНИИГиМ. Все это реализуется на десятках тысяч га осушительных и осушительно-увлажнительных систем б различных регионах России И других Стран СНГ. Данные используются при строительстве и эксплуатации водохозяйственных и мелиоративных объектов в Тюменской области институтом Тюменьгипроводхоз. НижнеОбским бассейновым водохозяйственным управлением, областным комитетом «Тюменьмелиоводхоз». Они также применяются при почвенных исследованиях, разработке разделов О В ОС и проведении экологической экспертизы проектов Тюменским областным и городским комитетами, по охране природы, проектно-изыскательским предприятием.

ЗапСибНИИГипрозема, институтом «Нефте газ проект». Кроме того, результаты научных разработок реализованы в проекте обустройства зеленой зоны г. Тюмени (с ее общей площадью 2,3 млн. га), разработанном РосНИПИУрбанистики (С.-Петербург, 1993). Они воплощены в экологически приемлемые условия строительства завода готовых лекарственных препаратов и корпусов сборки завода АТЭ с необходимым комплексом очистных сооружений в восточном промузле города.

Теоретические разработки автора внедряются при создании информационною банка Центром по мониторингу природных ресурсов Ханты-Мансийского автономного округа. '.

Апробация работы. Основные теоретические положения и прикладные результаты диссертации изложены в монографии: «Болота Восточного Зауралья: Геоэкологические основы оптимизации природопользования». — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2002.-197 с. Они также отражены в монографиях: «Эффекты геопатогенеза и промышленное освоение территорий. Гипотезы, реальность, методы прогнозирования». Изд. 2-е (дополненное и переработанное).- Тюмень: Поиск.2001. 208 с. и «Esiudio geografieo especial de la Cienaga ue Zapala» .- La Habana: Edition del Tnstituto Cubano ue Geodesia у Carlografia, 1991. 80v p. Материалы исследований и основные положения диссертации докладывались на 20 региональных, Всесоюзных, Всероссийских и Международного статуса научных конференциях и совещаниях, проводившихся в городах Москва, Горки, Оренбург, Немчиновка, Смоленск. Челябинск, Нижневартовск, Иркутск,.

Тюмень, Саратов, Пущино. Отдельные положения получили освещение на i научно-технических советах в Западно-Сибирском филиале ВНИИГиМа, в.

I ГТДТШЛ/ Л 1n A nwi I TV, плиьл^{еверниГи} Зауралья ии глилп. i ЮменьГипровиДХОЗе и в Национальном Институте Водных Ресурсов Республики Куба.

Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 70' научных работ в отечественных и зарубежных изданиях, включая 3 монофафии, одна из которых выдержала 2 издания, методические рекомендации и изобретение (в соавторстве). Общее количество публикаций автора S1.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 8 глав, выводов, рекомендаций производству, списка литературы и приложенийизложена на 237 страницах, содержит 43 рисунка, 45 таблиц и 12 приложений.

Список литературы

включает 611 наименований. В их числе 134 работы зарубежных авторов, включая 94 на языках оригиналов.

ВЫВОДЫ.

1. Системный анализ сложных естественных и антропогенно измененных природных образований возможен на междисциплинарной основе, которую можно создать только с помощью исследований мониторингового плана с корректно поставленными целями и задачами.

2.Агроэкологический мониторинг и его частное — мониторинг мелиорируемых земель — это инструмент по созданию информационной базы динамики функционирования трансформируемых почв и агрогеосистем в целом. Его цели и задачи обязаны служить эффективному и экологически безопасному природопользованию в аграрном секторе производства.

3.Концептуальная логическая модель теоретическая основа корректного осуществления мониторинга. Она позволяет проводить сбор информации, во-первых, не хаотично, а системно: в соответствие со стратегическими программными целями, определенными направлениями исследований. Во-вторых, предоставляется возможность собирать информацию и селективно: для выполнения определенных задач — под конкретный проект.

4.Геолого-геоморфологический фактор в сочетании с мерзлотным (в умеренном поясе) и постоянное переувлажнение служат определяющими в существовании и развитии болотных геосистем умеренного пояса и тропиков в естественном режиме эволюции. При глубоком антропогенном воздействии с превращением болотных массивов и систем в геотехнические системы среди природных факторов в трансформации почв и вод (и в целом уже полутидроморфных болотных агротеосистем лугового и лесолугового типов), ведущим становится комплексный фактор — зональный. Это необходимо учитывать при моделировании природных процессов и прогнозной оценке экологических ситуаций в динамике.

5. Специфика природных условий: слабодренированных, низкой проходимости лесоболотных холодных пространств всех зон умеренного пояса (особенно в районах нефтегазодобычи), противозагрязнительный эффект обводненных земель относительно поступления углеводородов вглубь толщ почв, грунтов и подземных вод позволяют заключить, что в обозримой перспективе осушение торфяников тайги для сельскохозяйственных целей нецелесообразно. Исключением могут быть небольшие массивы низинного типа пойменных болот, удаленные от нефтегазопромыслов на безопасные расстояния.

6. Исключительное значение в функционировании болот принадлежит типу водно-минерального питания. Поэтому при отнесении болот к низинным, переходным или верховым требуется учет не только типа водного питания, но и его вещественной — гидрохимической составляющей.

7.Многие целинные торфяные почвы болот лесостепи в умеренном поясе не засолены. В южной лесостепи только в мелкозалежных небольших болотах отмечается подлинное засоление почв. Основная же по плошади часть почв крупных болот также не является засоленной, хотя здесь имеется несколько повышенное количество солей в торфяниках по сравнению с их аналогами в более гумидных зонах и подзонах. Засоленными же являются минеральные почвы приболотного пояса — солонцы, солончаки, луговые солончаковые и солончаковатые почвы, а также почвы, находящиеся в переходной зоне от собственно болота к приболотному поясу, — лугово-болотистые и торфянисто-глеевые. В органогенных почвах при оценке степени их засоления обязательным условием является учет поправки на объемную плотность торфа (коррелирующую со степенью разложения и зольностью) относительно минеральных почв.

8. Почвы болот характеризует высокая подвижность недоокисленных соединений, но особенности водно-минерального питания могут обеспечить их невысокую кислотность (рН 5,5−7,6) как у длительно-сезонно-мерзлотных торфяных почв тайги, подтайги и лесостепи, так и у тропических гистосолей. Поэтому при освоении болотных геосистем техно-и агрогенные мероприятия необходимо осуществлять, сообразуясь как с зональными биоклиматическими, так и региональными геолого-геоморфологическими и гидролого-гидрогеологическими особенностями территорий.

9. Мелиорация болотных геосистем приводит к существенным изменениям их структуры и функционирования. Установлено, что влияние осушаемых болот на прилегающие территории распространяется обычно в среднем на расстояние 200−300 м и оказывает положительное влияние на рассоление засоленных минеральных почв и понижение минерализации грунтовых вод приболотного пояса в лесостепи, уменьшение степени оглеения в подтайге и тайге. Однако, тотальный характер осушения и освоения болотных геосистем умеренного пояса с одновременным их обезлесиванием способствует усилению мерзлотных процессов, приводит к кризисному состоянию гидрологического режима внутриболотных рек и озер, когда существующие в них зооценозы теряют способность к самовозобновлению. Поэтому предпочтителен адресно-очаговый (мозаичный, фрагментарный) характер освоения болот с облесением каналов проводящей, транспортирующей сети, минеральных гряд и приболотного пояса, исключающий формирование сплошного устойчивого горизонта мерзлоты и в целом способствующий более устойчивому функционированию агрогеосистем умеренного пояса.

10. В результате многолетних экспериментальных исследований установлено следующее: а) наибольший загрязняющий эффект в поверхностном стоке с осушаемых болот дают органические вещества, а в лесостепи дополнительно и токсичные соли, концентрация которых в дренажных водах минеральных почв приболотного пояса на порядок выше, чем у торфяныхб) кислотность торфяных почв за 10−15 лет освоения усиливается на 10−20% в основном за счет потерь Са и Mg в результате выщелачивания при гравитационном перемещении влаги от действия дренажа и воздействия на ППК физиологически кислых удобрений, усиливающих способность к высокой подвижности недоокисленных соединений. Уменьшается рН, сумма поглощенных оснований и степень насыщенности ими ППК, возрастает гидролитическая кислотность, что способствует непродуктивному использованию удобрений и загрязнению вод органикой и элементами-биофиламив) самоочищающие способности осушительных систем на болотах в целом невысоки. Необходимо усиливать аэрацию сбросных вод и правильно оценивать общую площадь осушения, чтобы не превысить нагрузку на водоприемникиг) содообразование в болотах лесостепи проявляется через 6−7 лет после освоения и осуществляется биогеохимическим путем. Необходима нейтрализация содопроявления и восполнения дефицита Са и Mg известкованием, внесением доломитовой муки и карбонатного сапропеля из внутриболотных озер, что одновременно служит в качестве компенсационного мероприятия по восполнению неизбежной убыли органики в результате эксплуатации болотных почв.

11. Самотечная открытая осушительная сеть эффективна в преодолении анаэробиоза только на болотах атмосферного и атмосферно-склонового типа питания, подстилаемых проницаемыми породами и находящихся вне влияния подпора со стороны водоприемников, но её длительное применение в условиях лесостепи способствует реставрации засоления в результате установления «площадного» характера выпотного режима.

12.Интенсивный закрытого типа дренаж эффективен в преодолении анаэробиоза и опреснении почв (лесостепи) от токсичных солей. Но он нередко способствует переосушке болотных почв ниже оптимума и быстрой минерализации органики со сдвигом почвенно-геохимического режима в сторону несбалансированности питательных элементов, недоиспользования азота растениями и вымывания его иногда в сопоставимых с дозами удобрений количествах во влажные периоды с загрязнением вод по NO3″ в 1,5−5 раз выше ПДК, а при разрушении ППК (со «старением коллоидов») — и соединениями фосфора. При рациональном водно-воздушном режиме, обоснованных дозах удобрений на потери питательных элементов из почв с поверхностным и дренажным стоком с болот влияют не столько сами дозы, сколько сроки применения удобрений. Если выдерживаются и оптимальные сроки внесения обоснованных доз минеральных удобрений, то их потери будут не существенны. А с дренажными водами будет вымываться из почв только имеющиеся в них самих питательные элементы в избыточных для растений количествах. Такое наблюдается только при переосушке торфяных почв, а этого допускать не следует по многим ранее отмеченным причинам.

13. Основанные только на модельных построениях предположения о том, что болота (как объекты стока углерода из атмосферы) снижают парниковый эффект, и поэтому их нельзя осваивать, не имеют под собой реального основания. Являясь аккумуляторами влаги и активными ее испарителями, болота служат охлаждающим фактором биосферы умеренного и холодного поясов. Здесь они, скорее всего, могут расцениваться в качестве элемента, провоцирующего возникновение оледенений и прогрессирование наращивания мерзлоты в грунтах. Поэтому осушение части болот умеренного пояса для лесои сельскохозяйственных нужд будет, скорее всего, способствовать подавлению агрессивности болотообразования и отдалению от современности нового ледникового периода.

14. Прогнозирование ситуаций в геотехносистемах на основе численных математических моделей с целью последующего управления процессом их развития по-прежнему интересно только в теоретическом плане. Развитие агрогеосистем и их подсистем (включая почвы), как систем термодинамически открытых, дешевле, проще и надежнее оценивать по методу физических и физико-географических аналогий. Поэтому сочетание физико-географического (по типологии геосистем), земледельческого (технологического) и экологического методов исследований агрогеосистем, а также использование универсального экспертного анализа в оценке их развития наиболее предпочтительно со всех позиций теории и практики.

15. При всем этом планирующие и управляющие структуры обязаны отчетливо себе представлять, что уровень экологических требований к производству должен соответствовать или несколько опережать достигнутый технический и технологический уровень в стране. Но требования не должны быть необоснованно завышены (как это наблюдалось в 90-е годы 20-ого века в России), чтобы не обрушить любое производство и тем самым не лишить себя средств (инвестиций) и для воплощения экологических программ. Все должно осуществляться, включая переход на более совершенныеэкономически эффективные и экологически приемлемые технологии (и в целом на оптимизацию производств и природопользования), — обоснованно и постепенно. Внедрение нового должно происходить не только по мере накопления научных знаний, но также финансовой, технической, технологической и социальной мощи страны, но неуклонно и с постоянным наращиванием усилий в этом направлении. Ведь главные приоритеты — это сохранение многообразия природы и генофонда нации — основы ее жизнеспособности и, соответственно, будущего.

16. Геоэкология (включая ее составную часть — агроэкологию) -синтезного плана экологическая дисциплина, находящаяся на стыке биологических, географических, геологических, агрономических и медицинских наук — экология геосистем.

17.Геосистема (в том числе ее технои агрогенные модификаты) — это структурный элемент («квант») биосферы, агрегированный в единое целое из аналогичных систем, но меньшего ранга, и сам являющийся подсистемой для более крупных иерархических структур. Ее иерархическая изменчивость (вариабельность) прослеживается от географических фаций (биологических парцелл) до физико-географических стран, океанов и континентов — вплоть до планетарного уровня — самой биосферы. Характеризуется также биологической, биокосной и минеральной составляющими, которые определяют ее геофизическую, геохимическую, экологическую и социально-экономическую (относительно ресурсов) суть. Имеет в соответствие с рангом определенный геолого-геофизический фундамент — несущую, каркасную свою основу, а также другие подсистемы компонентного уровня: почвы, воды, растительность и др.

Влияние геолого-геофизической среды на биологические и биокосные объекты и их системы (с точки зрения экологических приоритетов) относится к компетенции экологической геологии — экогеологии.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ.

На основе полученных результатов разработаны следующие агромелиоративные рекомендации и мероприятия: а). Если не удается из проектируемой к освоению площади болот лесостепи исключить контуры минеральных и органо-минеральных почв, то в начале освоения их площадь не должна превышать 5−10% от общей площади осушения, чтобы не превысить нагрузку на водоприемники токсичными солямитолько по мере опреснения почв приболотного пояса их площадь в окультуриваемых полях может быть постепенно увеличена, что наиболее перспективно при строительстве осушительно-оросительных систем. б). Наиболее оптимальным для многолетних трав является внесение удобрений через 3−4 недели после схода снега — при достижении физической спелости почв, а внесение удобрений весной по мерзлой почве («по черепку») эффективно и оправдано с природоохранных позиций при отсутствии стока, в). Для I снижения эффекта вымывания водорастворимых веществ из почв и загрязнения вод необходимо поддержание в них оптимальной влажности, сокращение сроков между подготовительными операциями и залужением, исключение черных паров, внесение удобрений после сброса избытка влаги, исходя из плодородия почв и потребностей сельскохозяйственных культур, г). Требуется осуществление компенсационных мероприятий по неизбежной убыли органики внесением сапропеля из озер. д). В центральной части (до 85% площади) рекомендуется возделывать травы, а окрайки болот предпочтительнее использовать под овощные и зерновые культуры, д). Для улучшения теплоэнергетики, более сбалансированного по микроэлементам пищевого режима и предотвращения быстрой «сработки» торфяных «временных» почв необходимы структурные мелиорации, е). В целях уменьшения глубины промерзания и предупреждения развития постоянного горизонта мерзлоты дополнительно требуется облесение каналов проводящей, транспортирующей сети, а также приболотного пояса, что одновременно обеспечит наличие экологических ниш и коридоров для миграции птиц и млекопитающих.

В зависимости от разнообразия природных условий могут применяться различные технические решения: а) в силу специфики 3-х фазовой схемы перераспределения влаги в осушаемых сезонно-мерзлотных торфяных почвах ранней весной необходимо избыток поверхностных вод сбрасывать по мерзлоте (для уменьшения непроизводительных потерь элементов-биофилов из почв и снижения загрязнения вод). Это обеспечивается дренажом с хорошо фильтрующей засыпкой, одновременно снижается и риск эрозионного размыва пахотного горизонтаб) наиболее совершенными и экологически приемлемыми (в том числе и пожаробезопасными) для болот лесостепи умеренного пояса являются осушительно-увлажнительные (для южной лесостепи — водооборотные) системы закрытого дренажа с хорошо фильтрующей засыпкой дренв) открытая осушительная сеть может применяться в гумидных зонах на болотах, расположенных вблизи уступов (в прибровковой части) надпойменных террасв иных геоморфологических и, соответственно, гидролого-гидрогеологических условиях необходимы: интенсивный закрытый дренаж, строительство польдеров с механической откачкой избыточных вод, возделывание культур, выдерживающих длительное затопление и переувлажнение почв.

Для сохранения динамической устойчивости среды обитания необходима фрагментарность — адресно-очаговый характер освоения болотных комплексов, а осваиваемые территории болот должны функционировать в качестве единых агрогеосистем лесо-лугового типа. Без применения рекомендуемых мероприятий предпочтительнее сохранять режим естественной эволюции болот и болотных систем. Основной проблемой остается, как и прежде, определение безопасных порогов площадей осушения и освоения болот. Это может быть реализовано только при выполнении конкретных программ, специально для этого финансируемых. В общем случае рекомендуется придерживаться известного в экологической науке правила 10%. Это означает, что проектируемая осушительного характера геотехосистема не должна занимать более 1/10 части от площади естественных и условно естественных гидроморфньтх геосистем, в которые она встраивается.