Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Экологический мониторинг почв. Учебник
.pdf
Порядок опробо-
Показатель
1 2 3 4 5
Метод опре-
деления
Водно-физические свойства
вания
Периодич-
ность
Глуби-
на, м
151
Служба
Структурно-агрегатный состав
Плотность скелета почв
Гранулометрический состав
Микроагрегатный состав
Коэффициент
дисперсности
Порозность Расчетный Ежегодно 1
Плотность твердых фаз
Водопроницаемость
Наименьшая
полевая влагоемкость
Влажность Термост.-ве-
Водная вытяжка Общеприня-
Состав ППК 3 АС
Содоустойчивость
По Саввинову
По Качинскому
По Качинскому
По Качинскому
Расчетный 1
Пикнометрический
По Качинскому
Метод заливаемых площадок
совой
Физико-химические свойства
тая
По Бобкову 1
Ежегодно 0,6 АС
1 раз в
5 лет
1 раз в
5 лет
4–5 раз
в год
2 раза в год 3 ГГМС
1,0 ГГМС,
АС
3 АС
0,6
2 АС
0,6
1 ГГМС
1
152
1 2 3 4 5
Гипс Общеприня-
тая
Карбонаты По Голубеву 0,6
Минералогический состав
По Голубеву 0,6
1 раз
в 5 лет
0,6 АС
Загрязнение
почв тяжелыми
металлами
Гумус, % По Тюрину Ежегодно 1 АС
Фракционногрупповой состав гумуса
Легкогидролизуемый состав
Подвижный фосфор, калий
Недоокисленные
вещества
Минерализация
и химический
состав
Уровень грунтовых вод
Отточность дренажных вод
Загрязнение вод –
Учет урожая ОбщеприЗагрязнение
продукции
Общепринятые методы
Агрохимические свойства
По Пономаревой–Плотниковой
По Тюрину–Кононовой
Общепринятая методика
По Бобкову 0,4
Качество оросительных, грунтовых,
коллекторно-дренажных вод
Общепринятая методика
Наблюдения за растениями
нятая методика
2 раза в год 1
По фазам
развития
растений
2–3 раза
в год
Opt. сроки – АС
При необх. –
0,6
– ГГМС
–
–
1
1
слой 0–30 см
153
время
отбора
Рассоление почв вызывается нисходящими токами
почвенных растворов, когда сумма и концентрация солей в
корнеобитаемых и особенно в пахотных горизонтах сильно
уменьшается.
Для оценки типа солевого режима можно использовать
коэффициент сезонной аккумуляции, или коэффициент
выноса солей (КВС) (Сафронова, 2005). КВС рассчитывается
как частное от деления разности показателей весеннего и
осеннего содержания легкорастворимых солей в определенном слое почвы на содержание солей весной:
.
КВС дает возможность оценить, произошло ли (и в каком размере) в течение вегетационного периода увеличение
запаса солей в тех или иных частях почвенного профиля.
В зависимости от комплекса природных и хозяй ственных
условий, климата, глубины залегания и степени минерализации грунтовых вод, свойств поливной воды, качества
обработки почвы годовой цикл солевого режима приводит
к различным конечным результатам. Если размер сезонного
засоления почвы приблизительно равен сезонному рассолению, то запас солей в почве из года в год не увеличивается
(обратимый тип солевого режима). Если сезонное засоление
154
превышает сезонное рассоление, то запас солей в ней из
года в год возрастает (необратимое засоление).
Такая оценка может быть эффективна, когда почвы
подвержены не одному, а нескольким видам деградации. Становится необходимо оценить направление деградации почв,
интенсивность деградационных процессов и их скорость.
Интегральный показатель степени деградации почвы отражает информацию о глубине (силе) одного или нескольких
видов деградации и времени (скорости) ее (их) действия.
Под скоростью деградации понимается ухудшение
свойств почвы в единицу времени. В целях унификации
для всех показателей скорость деградации можно было
бы выразить скоростью перехода почвы из одной степени
деградации в другую по рассматриваемому показателю.
Однако шкалы для установления деградации физических,
химических и биологических свойств почвы неравномерные, и поэтому определенная таким образом скорость деградации будет различной при разной степени деградации.
Поэтому в качестве характеристики скорости деградации
используют величину «период деградации». Под периодом
деградации понимают гипотетическое время (в годах), за
которое анализируемая почва пройдет путь от 0 до максимальной степени деградации по рассматриваемому показателю. Период деградации, таким образом, есть величина,
обратная скорости деградации.
Период деградации рассчитывают по формуле:
где
— период деградации (в годах),
терия деградации, соответствующее максимальному баллу.
´ Δ,
— значение кри-
Δ — временной промежуток между двумя обследованиями
(в годах), и — значения критерия деградации соответственно при последнем обследовании и предыдущем.
Период деградации следует рассчитывать по данным
за несколько лет наблюдений. Его величина может иметь
отрицательное значение. В таком случае речь идет не о
деградации, а об улучшении почвы за соответствующий
период по рассматриваемому показателю.
Таким образом, период деградации может дать примерный прогноз изменения свойств почвы на ближайшее
155
будущее при условии сохранения направления и темпов
современных почвенных процессов. Например, почва получившая по лимитирующему, т. е. имеющему максимальную
балльную оценку, показатель степени деградации 3 балла,
при периоде деградации 10 лет имеет перспективы через
два года перейти из состояния сильно деградированной
почвы в очень сильно деградированную.
Необходимо проводить определение периода деградации почвы не только по лимитирующему показателю, но
и по всем другим, так как лимитирующий показатель с
течением времени может измениться.
Интегральная оценка степени деградации почвы должна
включать показатель, по которому устанавливается деградация, балл деградации и в качестве индекса (степени) к
нему период деградации. Установление степени деградации
возможно по любой шкале разработанных показателей: деградации физических, химических, биологических свойств
почв. При наличии двух или более видов деградации установление степени деградации почвы проводится по показателю, имеющему максимальный уровень деградации.
При итоговой оценке степени деградации почвы следует
указывать наряду со степенью деградации процесс (или
процессы), обусловливающие максимальную балльную
оценку, и показатель скорости процесса, а также процесс,
обеспечивающий максимальную скорость деградации.
Пример определения интегральной оценки степени
деградации почв. При оценке физической деградации исследуемая почва получила максимальный балл деградации
по показателю плотности почв, равный 3, период этого вида
деградации составил 20 лет. При оценке загрязнения почва
получила максимальный балл деградации 2 при периоде
деградации 5 лет. Интегральная оценка степени деградации
почв записывается так: 320 (физическая деградация) и 2
(химическое загрязнение). Интегральная оценка состояния
почвы: сильнодеградированная почва с тенденцией увеличения плотности и среднедеградированная под влиянием
химического загрязнения. Но загрязнение прогрессирует,
и через 1–3 года степень деградации химических свойств,
почв будет сравнима с деградацией физических свойств
и потому уже сейчас необходима разработка системы
мероприятий по предотвращению поступления в почву
загрязняющих веществ.
5
Как отмечено в главе 7, почвенный микробоценоз
отражает различные виды деградации почв, и на этом
основании показатели его состояния могут служить универсальными индикаторами состояния почв при почвенном
мониторинге.
Микробиологические тесты позволяют за короткое
время, даже при незначительных изменениях в окружающей среде, оценить отклонения в функционировании
почвенной системы и потому могут служить показателями
ранней диагностики степени деградации почв. Основных
микробиологических тестов всего четыре (табл. 12.1).
Уровень активной микробной биомассы является информативным показателем общего состояния почвенной
биоты. Определяется по методике, изложенной в работе
«Экспериментальная экология», 1991. Степень деградации
устанавливается по уменьшению уровня активной микробной биомассы по сравнению с контролем. Для недеградированной почвы допускается не более чем 5-кратное
снижение, тогда как очень сильнодеградированная почва
характеризуется более чем 100-кратным снижением активности микробной биомассы.
характеризует биологическое загрязнение почвы. Определяется
по стандартной методике (Мишустин и др., 1979). В норме
их количество не превышает 1000 на 1 г почвы.
является интегральным показателем состояния почвенной биоты. Зависит от суммарного
загрязнения почвы, включая и почвоутомление. Определяют методом «почвенных пластинок» по снижению числа
проросших семян и длины проростков по сравнению с
157
Показатель
Уровень активной
микробной биомассы, кратность
уменьшения по
сравнению с контролем
Количество патогенных микроорганизмов в одном
грамме почвы
Фитотоксичность
(снижение числа
проростков и подавление их роста), кратность
Генотоксичность
(рост числа мутаций в сравнении с
контролем), кратность
0 1 2 3 4
<5 5–10 10–50 50–100 >100
<103 103–104 104–105 105–106 >106
<1,1 1,1–1,2 1,2–1,4 1,4–2,0 >2,0
<2 2–10 10–100 100–1000 >1000
Степень деградации
контролем (Звягинцев и др., 1989; Евдокимова и др., 1984).
Снижение числа проросших семян и длины проростков по
сравнению с контролем в 1,1 раза допускается для недеградированной почвы. Если число проростков снизилось более
чем в два раза, то почва очень сильно деградирована.
— показатель, с помощью
которого определяют способность почвы влиять на структурно-функциональное состояние генетического аппарата
почвенной биоты, включая микроорганизмы, растительность и почвенную фауну. Определяют по росту числа
генных мутаций по сравнению с контролем. Оценивается
в краткосрочных тестах (Фонштейн и др., 1977). В норме
число мутаций в нарушенной почве не должно отличаться
более чем в два раза по сравнению с контролем.
При высоком значении показателя скорости биологи-
ческой деградации необходимо выявление вызывающих ее
158
причин, так как за исключением количества патогенных
микроорганизмов все остальные параметры биологической
деградации являются интегральными, обусловленными
совокупным действием целого ряда причин.
Наибольшее распространение получили методы микробиологического тестирования для оценки состояния почв,
подверженных загрязнению.
В ходе санитарно-гигиенического мониторинга оценка
степени биологического загрязнения ведется по санитарно-бактериологическим, санитарно-паразитологическим и
санитарно-энтомологическим показателям.
В загрязненной почве на фоне уменьшения аборигенных
представителей почвенных микробоценозов и снижения ее
биологической активности отмечается увеличение количества патогенных энтеробактерий и гельминтов, которые
более устойчивы к химическому загрязнению почвы, чем
представители естественных почвенных микробоценозов.
Оценка санитарно-бактериологического состояния почвы
обязательно проводится на объектах повышенного риска (детские сады, игровые площадки, зоны санитарной охраны).
Каждая почва характеризуется определенной обогащенностью микроорганизмами, и она может снижаться
при разных видах воздействия на нее (табл. 12.2). При
контроле микробиологического состояния почв проводится
выявление реакции отдельных групп почвенных микроорганизмов на то или иное воздействие на разных уровнях
их организации: особь, популяция, сообщество.
Для сообществ (комплексов) — один из основных показателей — изменение их видовой структуры. Показателями
изменения могут быть общее число выделяемых видов
(богатство видов), показатели их разнообразия, уровень
доминирования. Наряду с изменением разнообразия может
происходить изменение состава видов.
Слежение за изменением состава и структуры сообществ может проводиться как по отдельным таксономическим группам, так и для трофических групп почвенных
микроорганизмов. Примером такого подхода является
исследование крахмалразлагающего (амилолитического)
микробного сообщества, или целлюлозоразлагающих микроорганизмов, или организмов, потребляющих легкодоступные органические вещества при изменении экологических
условий. Выбор исследуемой трофической группы должен
соответствовать специфике исследуемого биоценоза и ос-
159
кг/га
2
кг/га м/г м/см
2
Бактерии Микроскопические грибы
млрд/г млрд/см
Общее количество Сухая биомасса Длина гиф Сухая биомасса
ности почв
Степень обогащен-
Очень бедная <1 <50 <42 <30 <750 <120
Бедная 1–2 50–100 42–85 30–100 750–2500 120–400
Среднеобогащенная 2–5 100–200 85–170 100–300 2500–7500 400–1200
Богатая 5–10 200–400 170–340 300–1000 7500–25000 1200–4000
Очень богатая >10 >400 >340 >1000 >25000 >4000
160
новным изменениям трансформации органики под влиянием антропогенных факторов. Для того чтобы произошли неоднократно регистрируемые изменения состава сообществ
вследствие исчезновения одних и появления других видов,
необходимы существенные экологические сдвиги. Следовательно, раньше, чем для сообществ, изменения могут
проявиться для его составляющих — популяций отдельных
видов. Изменения популяций регистрируются задолго до
исчезновения вида в сообществе. При популяционных исследованиях важен выбор исследуемых организмов. В первую очередь таковыми могут быть виды, развивающиеся в
определенных экологических условиях — так называемые
стенотопные виды, и виды — возможные аккумуляторы
поллютантов.
Наряду с традиционными микробиологическими методами популяционного анализа (посев на питательные
среды) весьма перспективно слежение за развитием микроорганизмов непосредственно в почве с использованием
мембранных камер с внесенными в них популяциями микроорганизмов. При этом наиболее эффективно внесение
видов с известными свойствами. Например, для оценки
влияния кислых осадков — внесение видов организмов,
высокочувствительных к изменению рН. Реакция популяций
микроорганизмов (например, микроскопических грибов)
на изменение экологических условий может проявляться
в увеличении лаг-фазы, изменении уровня прорастания
спор, репродукции, скорости роста мицелия, длительности
отдельных стадий развития. На популяционном уровне изменения биоты могут наблюдаться при более низких уровнях воздействия. Например, такие изменения были зарегистрированы для стенотопного вида Mortierella ramanniana
при загрязнении кадмием дерново-подзолистых почв ниже
уровня ПДК, в то время как при оценке сообществ изменения прослеживаются при дозе загрязнения на порядок
выше (Марфенина, 1991).
Информативным показателем биологического состояния почвы является ее ферментативная активность.
Оценка степени обогащенности почвы ферментами дана
в таблице 12.3.
Почва является самой богатой системой как по ферментативному пулу, так и ферментному разнообразию.
Источниками почвенных ферментов служат растения,
микроорганизмы, животные, словом, все живое вещество
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]