Введение к работе
Актуальность работы. Болотные геосистемы Ьогточного Зауралья являются типичными средообразующими ландшафтами природко-герриториальной структуры региона, выполняющими аккумулирующие, Епдорегулкрутцие, протигоэрозконные, биостабилизационные, торфо-ресурсные и охотничье-промысловые функции. Они играпт роль био- фильтров и ландтафтно-геохимических барьеров для химических и би-элогичэских загрязнителей. Одновременно они являится основным фондом развития землепользования. Ь последние годы существенна их золь в удовлетворении рекреационных потребностей к как земель для эазмещения садово-огородническях товариществ и под селитебнув застройку.
Нагрузка на бологнуе ландшафты значительно усилилась с fO-х г. в связи с мелиорацией и торфоразработками. Ь последние оды места торфовыработок начинают использоваться под разнообразнее свалки. Тем временем структура и современная экологическая жтуацчя б болотных системах мало нзученн. достоверный фактичес-сий материал об этих геосистемах накапливается крайне медленно.
Наиболее существенным пробелом научно-информационного обес-іечения освоения болот и стабилизации экологической обстановки іеляєтся отсутствие свздзнчй о механизмах ф-ункц'":ониРОЕііНКЯ болот-!ых ландшафтов в составе геотехнических систем. Ь'ольшие воэмож-юсти в этом направлении имеет экспериментальные исследования, фиоритет которым отдан в диссертации.
Работа направлена на разрешение проблемы осеоєния болот Неточного Зауралья с учетом их региональных эколого-геограФичес-:их особенностей.
иелп л задачи исследований, иельо работы является установ-ение ландиа^тн:)-экологических \: ландшафтно-меяиэратишых особен-;остей болот Ьосточного Зауралья е связи с проблемой их сельско-озяйственного освоения.
-то логребоьало решения следующих задач:
обобщить .: проанал^.чрогать теоретически;-: и эхегери.ченталь-нй материал о поироде болот (генезису, тигологии, сройствям ос-овных компонентов), использовании болотных экосистем различных егионов сграны и зарубежные данные;
выявить п-жроднне особенности болот региона, ведущие ?акто-ы существования и развития в естественных условиях;
установить особенности движения влаги в осушаемых почвах, лияние зонального положения болот и различных почв на гидрохими-
ческие параметры говерхностно-склонового (делювиального) и др нажно-коллекторного стока, на вынос водорастворимых соединенй; дать оценку критериев степени засоления торфяных почв;
оценить самоочицающяе способности существующих осушил ных систем региона, воздействие их на прилегаїщке территории і динамически взаимосвязанные акватории;
выявить эффективность и экологическую приемлемость СПС <5ов л методов осушения в различных природных усгэпилх, ИХ СПЄІ (^икацио с учетом ландшафтно-экологических особенностей.
Материал и методика исследовании. Настоящая работа явл; ся экспериментально-прикладной, ^сходная ина*хэр«ация получена і результате ккоголетних (1^5.1:3^2 гг.) наблюдеии'д ка II болоті массивах Восточного Зауралья, расположенных в зонах переменно! и недостаточного увлажнения юга Западной Сибири и вовлеченных сельскохозяйственное освоение, а также материалов маршрутно-кл исследований с использованием аэрояетоцов при групповой геолог ческой съемке М.1:200000 По Кокдинскоиу 'Ълесью, гряде "Пальть и крупномасштабных (1:10000) почвенно-мелиоративных и ботанике культуртехннческих съемок.
Основные материалы диссертации спиравтея на данные стаци парных и полустационарных исследований (по апробированным во БШИГиН, БМШО и УралНЖШХ методикам) в шести мезо- и макрола шахтах, где автором проводился комплекс гидрохимических, гидро динакичзсяіх, почеєнио-гєохииичєских работ: снегесьеккя, говто ные солевые съемки, замеры модулей и объемов стока, влажности птоиерзания почв, режимов УГЪ, отбора гидрохимических проб жид ких и твердых (снег) атмосферных осадков, псверхиостно-склонов (по 23-м стоковым площадкам размером ЮО м кеждая, расположен в подтайге и лесостепи),дренажных, результирующих сбросных с о гантельных систем, болотных и грунтовых (в приболотном поясе) ъ и вод водоприемников (в 500 и высе л ниже устья магистральных налов), отбор почвенных проб. По промерзанию и влажности почв, режиму УГВ, модулям дренажного стока привлечены материалы лабо тории осушения, а по урожайности сельскохозяйственных культур лаборатории мелиоративного земледелия 3an.-wi6. филиала ЬШЛГц1
'Ьучение текущего гочвенно-геохимического и агрохиміїческі режимов на мелиоративных системах осуществлялось автором на У і риантах дренажа, динамики объемной массы торфяников - на 15 то' ках, а на 4-х вариантах дренажа - дополнительно зольности и аг]
химических почитателей для изучения трансформации псче от осушения в исторической ретроспективе. Влияние осушения на динамику УГВ, минерализацию грунтовых вод и засоление почв приболотного пояса изучено на 5 профилях, '^а 3 стоковых площадках изучено влияние доз, а на 15 - их к акт сроков енєсснігя удобрения на '-ячество вод и вынос водорастворимых веществ с говерхностно-склоновым СТОКОМ. Ьдияние интенсивности осушения, доз и сроков внесения удобрения на вынос водорастворимых веществ с дренажным стоком и его качество определялось на К варіантах г подтайге, северной и южной лесостепи на водораздельных и тероасовых болотах с разным типом водного питания, а особенности движения влаги в осушаемых торфяниках весной - на Ь варка птах дренажа ъ режиме «іп-аиссвного осу-пения (закритий гончарный дренаж с параметрами Н = 1,2 и 1,5 м; 5 « 8 и 24 м на фоне открытых осушителей через 200 м) . 'Ъвторная солевая съемка 1-і. 1:10000 проведена е ІЛІ** г. на площади 1500 га, і в 1^2 г. - на площади 2д0 р&. Проанализированы .і абрабогани го стационарам сотім гидрохимических проб '.і аналогично-почвенных об-зазцов. На стоковых площадках, которые одновременно выполняли функции учетных делянок, определялся двумя укосами (вручную) уро-саЯ многолетних трав. Ь установленные методиками срохк вносились (пределенные дозы удобрений. Анализы осуществлялись по аттестовании методикам в гидрохимической лаборатории Нижнє-0б с кого бассей-гового водохозяйственного управления и Западно-Сибирском филиале (НЙЛГиМ в соответствии с "^нифициррьанными методами анализа вод" гад ред. Л.А.Лурье [l^73|. "Руководством го химическому анализу гачЕп [Авднупкина, 1^701 и "Агрохимическими методами исследований гочв" [М55]. оыли использованы фондовые материалы і'лавтоменьгео-огин, Гцдрометеослукбн, ^'омеНооблохоты, институтов "^ал'^ибН.Иги-
~332М" ". "Т/ЖеНЬ^ИпрОЕОДХОз".
классификация болотных геосистем проведена на основе обобще-ия различных опубликованных сведений о болотах, личного опыта писания их как ь -іауральб, так и за руоємок, в частности при част/к автора е пооекте ко мпл экс ной оценки водно-земел ьных ресур-ов некоторых поовинций есгубляки ^уба.
'іа основе теоретических подходов, принятых в физической ге-прафии, ландшафтной мелиорации л агроэкологии s^.-^.^o'iaiia, А.Г, сачеі;і'.о,з,С..,-1аслов,г..г;,Ипаігов,і,.А.^ннтко,К.И.Ді,яконов,А.»).і,етеюм, .Л.Мамай.Ь.і'.Млнеев и др.) разработаны методики оценок процессов яЕлении в болотных комплексах, находящихся под нагрузкой, а имен-
но: определение ведущих факторов и процессов эволюции, динамики и антропогенной трансформации; их рассмотрение в исторической ретроспективе на основе комплексного анализа болотных ландшафтов при определенных способах и методах гидро- и агротехнического воздействия с учетом их экологической приемлемости в зависимости от регионального типа болотных геосистем. То есть особое значение имелі Фактические результаты оценки мелиорированных болотных комплексов, находящихся в различных природных условиях.
"Научная новиз_на. I. Показана важная ландшафтообразувщая роль всего комплекса зональных и региональных условий е функционировании мелиорированных интразональных болотных комплексов Неточного Зауралья, особенно.в трансформации почв и вод. При этом зона активного влияния осушительных систем на прилегающие к ним территории составляет в среднем <ЮО-300 м, что согласуется с данными доугих исследователей для мелиоративных систем в аналогичных при-оодных условиях в других регионах [Маслов.Мянаев,1^35; Дьяконов, 1992;л др.] .
2. Установлены новые критерии степени засоления торфяных
гочв болот лесостепи региона. ГЪдтверждена биогеохимическая приро
да содообразования в почвах болот, ранее установленная и изучен
ная дугами методами в барабинской низменности [Вернер.Орловский,
1948].
-
Установлена региональная специфика весеннего перераспределения влаги в осушаемых длительно-сезонно-мерзлотных торфяных почвах, уточняющая схемы гидродинамики вод при описании природных пэоцессов в болотных системах.
-
выявлены огоаниченяя, разоаботаны принципы реорганизации и методические подходы к повышению эффективности способов и методов мелиорации болотных комплексов оегиона по некоторым видам хозяйственной деятельности.
Практическая ценность, Лзученные ландыафтно-экологические особенности болот позволяют дифференцировать гидротехнические меро понятия по их освоению соответственно зональным и региональным условиям, рекомендовать специальные инженерные решения и еозможно до пустимые площади осушения, внести коррективы в агротехнические гри еки окультуривания почв. На основе полученных выводов по экологическому состояния болотных мелиорированных комплексов даны практические природоохоанные мероприятия при осушении низинных торфяников в Тюменской области, мероприятия по снижении загрязнения вод и
Енмыванию питательных веществ из осушаемых гочв.
Результаты исследований, а также материалы научных публикаций и научно-технических отчетов используются при проектировании
И СТООИТвЛЬСТВе МеЛИОШТИВНЫХ И ВОДОХОЗЯЙСТВеННЫХ ОбЪеСТОВ Е Tfl_
менской области 'Інститутом "Тюменьгипроводхоз", Нижне-Обским бассейновый водохозяйственным управлением, при почвенном картировании -інститутом "-ап'ийбНЛЛгдпрозем", Тдменским городским комитетом по охране лги роды. Они также реализованы е разделах: "Основные направления природоохранной деятельности", ""очен и растительность", "ііандкаїїтно-рекреационние ресурсы", "инженерная подготовка территории" в проекте обустройства зеленой зоны г.Тюмени площадью с',3 млн.га, разработанном РосНЛЛЛрбанистики (г.«анкг-Петербург,І^УЗ) ; внедрены при размещении завода готоеых лекарственных средств и корпусов сборки завода АТЭ с необходимым комплексом очистных сооружений е восточном промузле г.Твмени, а также при Еыделении особо охраняемых территорий в пределах Тарманского лесоозерно-болот-ного комплекса. Кроме того, автоо принял участие в разработке ЬСН "^елиооативные системы и сооружения. Охрана природы", где им (в соавторстве') были подготовлены разделы: "Общие положения", "Охрана почв", "Охпана вод", "Приложения". Отдельные положения оазоа-боток вошли в "Пособие к СНцП 2.06.03.35 го проектирования осушительных систем", подготовленному в/о "^оюзводпроект" совместно с ЬНЛ.іГиМ. Ьсе это реализуется в настоящее время на десятках тысяч га осупительных л осушительно-увлажнительных систем в различных оегионах ?оссии и других стран l^HF.
Предметом защиты является оценка ландшафт-экологических последствия освоения болот восточного Зауралья и разработка мероприятий но их рациональному использованию.
На защиту выдвигаются следующие положения:
1. Влияние зональных условий региона на трансформацию вод и
почв осушаемых болотных геосистем определяет своеобтазие условий
Нормирования поверхностного стока, состава вод, особенностей миг-
шции химических соединений, гидрохимического режима и связанные
с этим последствия освоения болот, ^о обязывает разрабатывать технологии освоения, сообразуясь с зональным Фактором.
2. Ь основе Функционирования болотных геосистем лежит харак
тер пеоераспределения вод в ландша<їте, определяемый атмос^ерно-
склоновым с участием грунтового типом водного питания, ^о создает
своеобразный региональный тип механизма двимения влаги в почвах, влияющий на Армирование химического составз и рекима миграции водсоаствориних соединений, ^то вызывает необходимость учета региональных гндролого-гидпогеологических и геоморфологических условий и структуры гочеєнного покрова геосистем.
3. "гжменение оазличных типоеых способов и методов гидро- и
агоотехнического воздействия вызывает неоднозначный э^сект на пло-дородие гочв, качество сбросных вод и продуктивность аг ро <$нто це но Зое болот. Результаты проведенных исследований позволяют регламентировать антропогенное елияниє и избежать деградации почв, загрязнения и истощения вод, продуктивно использовать удобрения и оптимизировать экологическуз ситуация на осушаемых болотах, е прилегающих территориях, и динамически взаимосвязанных акваториях.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на I. м ждународних, всесоюзных, региональных конференциях л совещаниях ( Ко с кю.^рки,Оренбург, Смоленск, Челябинск, Нижневартовск,Иркутск, Немчиновка). Отдельные полоненик получили освещение на научно-технических советах ь Западно-Сибирском Филиале іШЛЛГцМ, ІІЛЛСХ Северного Зауралья и "Інституте "Тяменьгипроводхоз".
убликации. Ъ теме диссертации автором опубликованы **2 научные заботы, из них U е академических и 6 в иностранных, включаї коллективную монотацию, изданиях, одно изобретение (в соавторстве) и методические рекомендации.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и выводов, изложенных на 140 страницах машинописного текста, иллюстоирована 21 рисунком, 37 таблицами, 22 приложениями. Список литедатуры содержит 30 наименования.