Системы природопользования. Учебное пособие
.pdf
Системы природопользования
Лесостепная и степная зоны отличаются вцелом богатыми почвами, однако часто страдают от засух,
водной эрозии, а в южных районах от ветровой эрозии
изасоления. В севооборотах преобладают зерновые (более 50%), причем зерновых больше чем озимых — соответственно в среднем 35 и 20%. Пропашные куль
туры занимают примерно 30–35% площадей, а травы до 5%. Значительную роль играет занятый пар — куку руза на корм, вика. Распространены поверхностная обработка почвы, щелевание после посева озимых в целях разуплотнения почвы и предотвращения эрозии.
Известкование почвы, обычное для более северных областей, уступает место таким удлюрениям как торф
исапропель.
Специфика землепользования на юге Западной |
|
Сибири и в Северном Казахстане связана с континен |
|
тальностью климата, коротким и жарким летом, часты |
|
ми засухами (через 2–3 года), суховеями, маломощны |
|
ми местами засоленными черноземовидными почвами. |
|
С холодной зимой связано почти полное отсутствие |
|
озимых, а с подверженностью почв эрозии безотваль |
|
ная вспашка. Распространены почвозащитные зерно |
|
травяные и контурные мелиоративные севообороты в |
|
районах расчлененного рельефа. Предельная интен |
|
сивность землепользования (как земледелия, так и |
|
животноводства) в лесо степной и степной зонах ведет |
|
к обострению экологических ситуаций и проблемам |
|
охраны природы. За неимением резервных площадей |
|
решение экологических проблем зависит лишь от оп |
|
тимизации систем обработки почвы и использования |
|
водных ресурсов. |
|
Дальневосточная зона земледелия отличается дож |
|
дливым летом, сухой весной, тяжелыми оглеенными |
|
почвами с повышенной кислотностью. Даже у черно |
|
земовидных почв рН=4.8–5.2. Перед земледельцами |
|
стоят задачи окультуривания и известкования почв. |
|
Севообороты включают примерно равные площади |
|
зерновых, пропашных и кормовых культур. Регион |
|
является крупным производителем сои и риса (до 70% |
|
площадей), что усложняет технологию обработки почвы |
41 |
и внесения удобрений. |
С.А. Сладкопевцев
Системы землепользования на орошаемых землях распространены на Северном Кавказе, в Прикаспии и
в Алтайском крае. Они требуют планировки местнос ти, соблюдения оптимальных норм полива, борьбы с засолением и ирригационной эрозией. Минеральные удобрения играют здесь основную роль. Помимо овощ
ных и бахчевых культур на площадях орошения выра щивается рис, сильно истощающий почвы., Поэтому в севообороты включаются люцерна, клевер, кукуруза и практикуются пары. Особенностью обработки почвы является двухъярусная вспашка — глубокая для запа
хивания зеленых удобрений и мелкая предпосадочная.
4 . 5 . Транспортно - строительное использование земель
При использовании земель в интересах транспор та и строительства оценка почвенного покрова стано вится либо второстепенной, либо вовсе ненужной. На
первое место выходит оценка земель как ресурса пло щадей с определенными характеристиками, то есть оценка морфометрических параметров рельефа и
прежде всего уклонов. Уклоны существенно влияют на системы транспортного, селитебного и промышленно го освоения территорий, условия работы машин и механизмов, планировку и рекультивацию территорий, объемы земляных работ.
Уклоны в сочетании с другими характеристиками поверхности — закреплением растительностью и свой ствами почв — определяют виды и скорости смещения грунтов, что важно для проектирования и эксплуата ции инженерных сооружений (табл. 11).
Таблица 11
|
Уклоны |
Виды смещения материала |
|
Менее 0.5î |
Движение воды и растворенных соединений |
|
0.1–1.5î |
Начало плоскостного смыва пылеватого материала на |
|
|
обнаженных поверхностях |
|
2.0–4.0î |
Заметный плоскостной смыв пылеватого материала на |
|
|
обнаженных поверхностях |
|
1.0–3.0î |
Начало смещения переувлажненного грунта — |
|
|
солифлюкция |
|
4.0–30.0î |
Активный плоскостной смыв и оврагообразование на |
|
|
обнаженных поверхностях, дефлюкционное смещение |
42 |
|
на закрепленных |
Более 30î |
Гравитационное, обвально-осыпное смещение грунта |
Системы природопользования
Рельеф оказывает определенное влияние на строи тельство. При этом можно выделить две основные сторо
ны вопроса: учет уклонов при расчете объемов земляных работ и их влияние на планировку зданий и сооружений. Осредненное влияние уклонов на строительство автомо бильных дорог, промышленных и гражданских сооруже
ний выглядит следующим образом (табл. 12).
Таблица12.Влияниеуклоновнастроительствоавтомо бильных дорог,промышленных игражданских сооружений().
Уклоны,% |
Условия строительства |
Условия строительства |
|
автомобильных дорог |
промышленных и гражданских |
|
|
сооружений |
Äî 0.5 |
Несложные для всех категорий |
Частичное осложнение трудностями |
|
|
стока |
0.5–3.0 |
Несложные для всех категорий |
Не осложняют |
3.0–5.0 |
Осложнение для дорог первой |
Осложнение отдельных видов |
|
категории |
строительства (аэродромов), |
5.0–10.0 |
Осложнение для дорог первой |
исключение промышленного |
|
категории |
строительства, осложнение |
|
|
гражданского |
10.0–20.0 |
Осложнение для всех категорий, |
Допускаются отдельные виды |
|
повышенные объемы земляных работ |
гражданского строительства |
20.0–30.0 |
Сильные осложнения для всех |
Допускаются отдельные виды |
|
категорий, очень большие объемы |
гражданского строительства |
|
земляных работ, удлинение трасс |
|
Более 30.0 |
Максимальная сложность по всем |
Максимальное осложнение |
|
параметрам |
|
Приведенные ниже таблицы (13–16) показывают
влияние уклонов на работу транспорта. В большинстве
случаев учет этого параметра важен для железных до рог и городских магистралей, где используются виды транспорта (метрополитен, троллейбус), предъявляющие повышенные требования к профилированию трасс.
Таблица13.Влияниеуклоновнадвижениеавтомашин
Уклон, % |
Передачи |
Скорости, км/ч |
34.8 |
1-àÿ |
5 |
17.8 |
2-àÿ |
15 |
10.7 |
3-àÿ |
30 |
7.0 |
4-àÿ |
50 |
Таблица 14. Категории трудности рельефа для железных дорог ( )
Категория |
Наибольшая |
Средний уклон,% |
Число перегибов |
|
рельефа |
косогорность |
|
íà 1 êì ïóòè |
|
Легкий |
1 : 10 |
0.1–0.3 |
40 |
|
Средний |
1 : 5 |
0.2– 0.6 |
40–70 |
|
Трудный |
1 : 1 |
0.1– 1.2 |
70–100 |
|
Очень трудный |
1 : 1 |
Более 1.2 |
Более 100 |
43 |
(горный) |
|
|
|
|
|
|
|
|
С.А. Сладкопевцев
Таблица 15. Нормы предельных уклонов улиц для городского транспорта ( )
Вид транспорта |
Предельный |
Средний уклон, % |
|
уклон, % |
|
Автобус |
12 |
5 |
Троллейбус |
12 |
5 |
Трамвай без прицепа |
12 |
5 |
Трамвай с прицепом |
12 |
3 |
Метрополитен |
3.3 |
1 |
Автотранспорт |
15 |
6 |
Таблица 16. Влияние дорожных покрытий на ук лоны улиц ( ).
Покрытие улиц |
Максимальные |
Максимальные |
Минимальные |
|
|
уклоны |
уклоны |
прочих |
уклоны |
|
транспортных |
óëèö |
|
|
|
магистралей, % |
|
|
|
Булыжное |
5.0 |
|
8.0 |
0.5 |
Щебеночное |
3.0 |
|
6.0 |
0.5 |
Брусчатка |
2.5 |
|
5.0 |
0.5 |
Деревянное торцовое |
2.5 |
|
2.5 |
0.3 |
Тротуары асфальтовые |
1.5 |
|
5.0 |
— |
Тротуары каменные |
10.0 |
|
10.0 |
— |
Тротуары гравийные |
15.0 |
|
15.0 |
— |
При планировке гражданских сооружений, преж
де всего жилых кварталов, учет уклонов проводится,
исходя из формулы:
imax = bmax — bmin/l..100%, где
imax — максимально допустимые уклоны вдоль здания,
bmax и bmin — максимально и минимально воз
можное расстояние от пола первого этажа до земной
поверхности,
l — длина здания в м.
При норме для максимально возможного расстоя ние от пола не более 1.5 м, а для минимального не более 0.5 м и при длине здания равной 50 м максимально
допустимые уклоны будут несколько превышать 1 гра
дус или 2%. Аналогичные расчеты показывают, что допустимые углы наклона, поперечные по отношению
к зданиям, равны 6, 7 и 8% при ширине корпусов со ответственно 16, 14 и 12 м. Таким образом, при уклонах
менее 1 градуса рельеф не влияет на ориентировку
44 зданий с точки зрения строительных работ. Чем длин
Системы природопользования
нее и шире здания тем больше их зависимость в смыс ле планировки от уклонов местности. Поскольку влия
ние продольных уклонов больше чем поперечных, в условиях неровного рельефа удобнее размещать зда ния вдоль горизонталей.
При строительстве трубопроводов в целях водо
снабжения и канализации учитываются как величины уклонов, так и их ориентировка относительно подзем ных линейных сооружений. Оптимальные условия создаются при параллельных и однонаправленных уклонах местности и труб. Слишком малые уклоны
местности требуют дополнительных работ по заглуб лению труб или устройству напорного водоснабжения. Большие уклоны местности одного направления с тру бой требуют устройства перепадных колодцев и быс
тротоков, а обратные уклоны очень большого заглубле ния трасс. Как показывает таблица 17, уклоны трубо проводов тесно связаны с их диаметрами.
Таблица 17. Зависимость между диаметрами трубопроводов и минимальными их уклонами ( ).
Диаметр, мм |
250 300 |
350 400 450 500 — 600 Более 700 Каналы |
Уклон, % |
0.4 0.33 |
0.3 0.2 0.18 0.15 0.1 0.04–0.05 |
Карты крутизны склонов строят по крупномасш табным топографическим картам, используя зависи мость между заложением и крутизной склона при оп ределенном сечении горизонталей. Профилирование трасс, требующее оценки уклонов в долях процента или в минутах, ведется с использованием высокоточных геодезических измерений.
4 . 6 . Земельный кадастр — информационная база систем землепользования
Государственный земельный кадастр — система
сведений и документов о правовом режиме использо
вания земель, их распределении по категориям каче
ственной характеристики и ценности. Учет материа лов кадастра обязателен при землеустройстве, оценке
хозяйственной деятельности и проведении природоох 45
С.А. Сладкопевцев
ранных мероприятий. Система кадастра — трехуровен ная, состоит из блоков информации районного, респуб
ликанского (краевого, областного) и федеративного уровней. Важнейший документ кадастра — государ ственная книга регистрации землепользований и зем левладений. Наиболее полные сведения о состоянии
земель содержат землеустроительные , почвенные, геоботанические и агрохозяйственные планы. Основ ные разделы кадастра:
1.Государственная регистрация землепользования.
2.Количественный учет земель — площадей по зем
левладениям и угодьям.
3.Учет качества земель — по рельефу, почвам, расти тельности, подверженности почв эрозии, их кислот ности и обеспеченности питательными веществами.
4.Бонитировка почв — их классификация по свой ствам, наиболее важным для сельскохозяйствен ных культур.
5.Экологическая оценка земли — определение срав нительной ценности земли как средства производ ства в сельском хозяйстве на основании объектив
ных показателей производства в конкретных природно экономических условиях.
6.Кадастровые земельные карты.
По сравнению с довольно простой системой коли
чественного учета земель (путем наземного обмера или на основе материалов аэрофотосъемки) качественная
оценка достаточно сложна, не всегда однозначна, про
водится путем экспертных исследований. В систему оценки включаются следующие показатели:
1.Степень дренированности и режим влажности.
2.Уклоны поверхности и длина склонов.
3.Формы поперечных профилей склонов.
4.Степень дренированности почв.
5.Распределение склонов по экспозиции.
6.Генетическая характеристика рельефа.
7.Почвообразующие породы, их механический со
став.
8.Техногенная освоенность и измененность терри тории.
46 |
9. Бонитировочный балл почвы. |
Системы природопользования
Для удобства пользования результатами качествен |
|
ной оценки земель рекомендуется выделять ограничен |
|
ное число эталонов, 20–30 для каждой почвенно кли |
|
матической зоны и 180–200 для республики. |
|
От качественной оценки земель и прежде всего |
|
почв зависят такие показатели кадастра как бонитиров |
|
ка и экономическая оценка. Поэтому характеристике |
|
почвенных разностей уделяется особое внимание. |
|
Например, для территории одного совхоза может быть |
|
выделено более 10 разностей почв пахотных угодий и |
|
столько же почв пахотно сенокосных угодий. Агрохи |
|
мическая характеристика почв может содержать све |
|
дения по 4–5 градациям кислотности, 5 градациям |
|
содержания фосфора и калия. |
|
Практика землепользования и земельный кадастр |
|
взаимно необходимы друг другу. Постоянно меняю |
|
щиеся и совершенствующиеся системы природополь |
|
зования ежегодно дают новые материалы, которые |
|
требуется вводить в кадастр. Частота обновления ка |
|
дастра зависит в первую очередь от перестройки зе |
|
мельных отношений, появления новых методик оцен |
|
ки земель, динамичности развития сельского хозяй |
|
ства того или иного региона. В свою очередь, система |
|
кадастра позволяет реально оценивать состояние зе |
|
мель территорий, планировать и реализовывать раз |
|
личные мероприятия по использованию, рекультива |
|
ции или охране земель. Анализ кадастровой инфор |
|
мации за длительный период дает представление о |
|
развитии землепользования, позволяет уловить поло |
|
жительные и предвидеть отрицательные тенденции |
|
этого развития. |
|
Следует отметить, что не все сведения, важные для |
|
анализа систем землепользования, содержатся в зе |
|
мельном кадастре. В нем недостаточно представлены |
|
данные о методах удобрения и обработки почв, севоо |
|
боротах, экологии земель. Весьма трудоемкая картог |
|
рафическая часть кадастра часто выглядит слишком |
|
обобщенной и неполной. Учет этих недостатков позво |
|
лит усовершенствовать будущие кадастры, сделать их |
|
отвечающими требованиям современного землеполь |
47 |
зования. |
С.А. Сладкопевцев
4.7. Экологические последствия использования земельных ресурсов
Системы землепользования при определенном тех
нологическом и организационном разнообразии на протяжении длительной истории развития человечес кого общества охватывали огромные территории. Ин
тенсивность землепользования непрерывно нарастала, достигнув предела в последние десятилетия. С этим связаны разнообразие и масштабность экологических
последствий сельскохозяйственного освоения. Несмот ря на старания сохранить природный потенциал зе мель или замедлить его падение влияние человека на
земельные ресурсы оказалось в гораздо большей мере отрицательным нежели положительным.
Основные изменения сельскохозяйственных реги
онов касаются почв, которые при средних темпах об разования равных 1 мм/год не в состоянии восстанав ливаться, а при значительной поглотительной способ
ности не могут быстро самоочищаться. Под влиянием
сложного техногенного воздействия почва оказывает ся в стадии « утомления », которое характеризуется активным выносом питательных веществ, недостатком микроэлементов, нарушением структуры, изменением
характерного для данной почвы значения рН, накоп лением фитотоксичных веществ. Утомление прежде всего результат длительного одностороннего воздей ствия, накопления определенных соединений при мо нокультуре или избытке удобрений. Следствие утом ления — снижение урожаев, болезни растений, актив ное развитие сорняков и насекомых вредителей.
Важный фактор деградации почв — химическое загрязнение (табл 18).
Таблица 18. Оценка почв по степени химическо го загрязнения ( ).
|
Степень |
Суммарный пока- |
Загрязненность относительно ПДК |
|
загрязнения |
затель загрязнения |
|
|
Допустимая |
< 16.0 |
Превышает фоновое, но не выше ПДК |
|
Умеренно- |
16.1 — 32.0 |
Превышает ПДК при лимитирующем |
|
опасная |
|
общесанитарном и миграционном водном показателе |
|
|
|
вредности, не ниже ПДК по транслокационному |
|
|
|
показателю |
|
Высокоопа- |
32.1 — 128.0 |
Превышает ПДК при лимитирующем |
|
ñíàÿ |
|
транслокационном показателе |
48 |
Чрезвычайно |
> 128.0 |
Превышает ПДК по всем показателям |
опасная |
|
|
|
|
|
|
Системы природопользования
Оно весьма разнообразно и включает вещества разной степени токсичности. Невысокой степенью
токсичности обладают минеральные кислоты, сера, щелочи. К высокотоксичным относятся тяжелые метал лы и некоторые неметаллы (ртуть, кадмий, никель, свинец, бром, медь, цинк, сурьма, селен и ряд других).
Опасно также загрязнение диоксинами, нефтепродук тами и радионуклидами. В сельскохозяйственных рай онах большая часть химических соединений поступает в почву с удобрениями и сточными водами и только вблизи промышленных центров значительна роль ат
мосферного загрязнения. Все культуры в той или иной степени накапливают токсичные соединения. Однако их концентрации наибольшие в корнях и стеблях, а наименьшие в зерне. Цинк, кадмий, марганец и молиб
ден легко поглощаются растениями, а свинец, ртуть и хром ограниченно.
Бич современного землепользования — водная и ветровая эрозия почв (смытость и дефлированность), а также оврагообразование. Указанные явления, из начально естественные и регулируемые природой,
при участии человека достигли катастрофических размеров, привели к общему снижению урожайности почв на Земле и к образованию огромных площадей антропогенных пустынь. Несмотря на значительную требовательность культур к плодородию их урожай ность значительно снижается на смытых почвах (табл.
19).
Таблица 19. Урожайность культур на эродиро ванных почвах в % к урожайности на несмытой по чве ( ).
Эродированность |
Слабая |
Средняя |
Сильная |
|
Культура |
|
|
|
|
Озимая пшеница |
85 – 90 |
50 – 60 |
30 – 35 |
|
Озимая рожь |
85 – 90 |
55 – 60 |
35 – 40 |
|
Яровая пшеница |
70 – 80 |
40 – 50 |
15 – 20 |
|
Ячмень |
80 – 85 |
45 – 55 |
30 – 40 |
|
Îâåñ |
80 – 85 |
55 – 60 |
30 – 45 |
|
Кукуруза |
80 – 85 |
60 – 70 |
15 – 25 |
|
Горох, вика |
85 – 95 |
60 – 70 |
50 – 60 |
|
Сахарная свекла, картофель |
80 – 90 |
30 – 40 |
10 – 15 |
|
Подсолнечник |
30 – 80 |
40 – 50 |
20 – 30 |
49 |
Многолетние травы |
90 – 95 |
85 – 90 |
60 – 75 |
С.А. Сладкопевцев
Чрезмерная насыщенность почв солями — обыч ный результат нерационального землепользования на
территориях орошения, когда при неумеренном поли ве поливные воды соединяются с грунтовыми, и ка пиллярное поднятие подтягивает соли к поверхности. Для сельского хозяйства важна солеустойчивость куль
тур — их способность развиваться и давать хорошие урожаи на засоленных почвах. Относительно устойчи выми в этом отношении являются ячмень, сахарная и столовая свекла, хлопчатник, капуста, а наименее ус тойчивыми фасоль, редис, сельдерей. Приспосаблива
емость растений к избытку солей особенно затруднена в жарком климате, на легких и бедных гумусом почвах.
|
5 . ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕСУРСОВ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД |
|
5 . 1 . Использование поверхностных вод суши |
|
Разнообразные направления использования воды |
|
суши как ресурса (промышленное, сельскохозяйствен |
|
ное, энергетическое, транспортное, коммунальное, |
|
рекреационное) предопределяют многочисленные си |
|
стемы водопотребления и водопользования. Дефицит |
|
воды во многих регионах делает актуальным экологи |
|
ческий подход к решению проблем управления водны |
|
ми ресурсами. |
|
Проектирование и эксплуатация водохозяйствен |
|
ных систем — сложные процессы, учитывающие за |
|
пасы и качество воды, потребности в ней различных |
|
отраслей хозяйства, данные прогноза развития эконо |
|
мики, проблемы экологии и охраны, а также техноло |
|
гические и организационные аспекты. Основой разра |
|
ботки водохозяйственных проектов являются Водное |
|
законодательство России и Государственный водный |
|
кадастр, который включает следующие разделы и под |
|
разделы: |
|
1. Поверхностные воды |
|
1.1. Реки и каналы. |
|
1.2. Озера и водохранилища. |
50 |
1.3. Качество вод суши. |
1.4. Селевые потоки. |
