По комплексному обустройству водосборов
Практические рекомендации разработаны согласно обобщенной функционально-технологической схеме комплексного обустройства водосборов и на основе результатов, полученных при выполнении данной работы. Рекомендации разработаны для каждой ландшафтной группы водосборов. При этом противоэрозионные мероприятия необходимо проводить согласно практическим рекомендациям, приведенным в работах [56, 90, 92, 112, 137, 218]; а рекультивацию нефтезагрязненных почв - в работах [20, 24, 35, 66, 89, 202, 211, 212, 259]. Залужение деградированных пашен проводить по технологии, изложенной в работе [253].
Лесная группа. Группа имеет среднюю степень экологической устойчивости. Оптимизация структуры земельных угодий по группе и на водосборах Лемезы, Юрюзани и Ай не требуется. У водосбора Тюй рекомендуется перевод пашни в пастбища и повышение экологической устойчивости пашен посредством водных мелиораций.
Степень нарушенности структуры водосборов средняя – 0,27. Экологический каркас близок к разделению на отдельные массивы. Необходимо проведение комплекса природоохранных мероприятий:
- в биоцентрах и биокоридорах прекратить вырубку лесов, осуществлять рекультивацию пастбищ путем создания культурных ландшафтов;
- проводить противоэрозионные мероприятия. В первую очередь на водосборах Ай и Тюй, где наблюдается наибольшая эрозия почв. Эрозионноопасные территории составляют 45% площади катен водосборов;
- оптимизацию плодородия почв путем улучшения агрофизических свойств и теплового режима почв, активизации биологических процессов, обогащения почв органическими веществами (например: согласно [136]).
Эколого-геохимическая устойчивость водосборов (кроме водосбора Тюй) - средняя. У водосбора Тюй устойчивость к кислотным воздействиям ниже среднего. Кроме того, одним из видов хозяйственной деятельности на территории водосборов Тюй является добыча нефти. Поэтому на водосборе Тюй необходимо проводить рекультивацию почв, в том числе восстановление нефтезагрязненных почв. На природные компоненты водосборов влияют и линейные сооружения: магистральные газопроводы Челябинск - Петровск, Уренгой – Новопсков. При эксплуатации необходимо исключить утечки транспортируемых продуктов, загрязнения почвенного покрова и вод вблизи трасс трубопроводов.
На водосборах лесной группы регулярное орошение не требуется. Рекомендуется осушение более 50% площади катен водосборов с нормами до 1,1 м. Относительная допустимая промываемость почвы составляет 0,41 в долях от впитывания воды в почву и 0,64 в долях от суммарного испарения. Коэффициент искусственной озерности водосборов составляет 0,04%. За счет мелиораций до 8% можно снизить сток половодья и увеличить меженный сток.
Относительная продуктивность водосборов в результате водных мелиораций возрастет в 1,3 раза. Этот рост необходимо компенсировать внесением дополнительных органических удобрений. С помощью формул /6.5 ÷ 6.9/, оценена динамика запасов гумуса и необходимость дополнительного внесения удобрений. Расчеты выполнены в табличной форме (таблица 6.5). Урожайности культур в естественных условиях по водосборам приняты по статистическим справочникам Башкортостана.
Таблица 6.5 Динамика запасов гумуса после водных мелиораций
лесной группы водосборов*
| Водосборы | Урожайность | Бро, т/ (га•год) | Gнов, т/ (га•год) | Вым, т/ (га•год) | Дг, т/ (га•год) | Дн, т/ (га•год) | |||
| до мелиораций | после мелиораций | ||||||||
 | Uф, т/га | | Uф, т/га | ||||||
| Культура – картофель | |||||||||
| Юрюзань | 0,11 | 5,5 | 0,4 | 20,0 | 1,57 | 0,09 | 0,52 | -0,44 | 6,7 |
| Ай | 0,21 | 7,5 | 0,48 | 17,1 | 1,34 | 0,07 | 0,29 | -0,22 | 3,4 |
| Лемеза | 0,5 | 5,0 | 0,61 | 6,1 | 0,48 | 0,03 | 0,71 | -0,68 | 10,5 |
| Тюй | 0,2 | 2,0 | 0,57 | 5,7 | 0,45 | 0,02 | 0,35 | -0,33 | 5,1 |
| Среднее | 0,26 | 5,0 | 0,52 | 12,2 | 0,96 | 0,05 | 0,47 | -0,42 | 6,4 |
| Культура – многолетние травы | |||||||||
| Юрюзань | 0,55 | 3,6 | 0,83 | 5,4 | 7,45 | 1,30 | 0,52 | 0,78 | |
| Ай | 0,44 | 0,79 | 5,4 | 7,39 | 1,29 | 1,04 | 0,25 | ||
| Лемеза | 0,77 | 1,4 | 0,96 | 1,7 | 2,39 | 0,42 | 1,07 | -0,66 | 10,2 |
| Тюй | 0,49 | 2,6 | 0,64 | 3,4 | 4,66 | 0,81 | 0,52 | 0,29 | |
| Среднее | 0,56 | 2,7 | 0,8 | 4,0 | 5,47 | 0,95 | 0,79 | 0,16 | 2,6 |
Примечание: * Дг – дефицит гумуса; остальные обозначения, те же, что и в формулах /6.5, 6.6, 6.7, 6.8, 6.9/.
Выращивание картофеля с применением водных мелиораций образует дефицит гумуса 0,4 т/(га•год). Для покрытия этого дефицита нужно ежегодно под картофель вносить 6,4 т/(га•год) полуперепревшего навоза. Наибольший дефицит гумуса будет наблюдаться в водосборе Лемеза – 0,7 т/(га•год).
При включении в севооборот многолетних трав, дающих два укоса, количество новообразованного гумуса превысит его вымыв, то есть баланс гумуса будет даже в условиях сильной промываемости почвы бездефицитным. Исключение составляет водосбор Лемеза, где требуется вносить под травы 10,2 т/(га•год) полуперепревшего навоза. При необходимости, эколого-экономическое обоснование режима орошения и оптимизация интенсивности дренирования по разработанной в четвертой главе методике, позволяет добиться бездефицитного баланса гумуса и у водосбора Лемеза.
Лесолуговая группа.Группа, как и лесная группа, имеет среднюю степень экологической устойчивости, поэтому оптимизация по группе и на водосборах Сима, Уфы не требуется. Низкая экологическая устойчивость водосбора Уса объясняется большой долей урбанизированных и прочих земель. Необходимо повысить устойчивость водосбора путем увеличения площади пастбищ и водоемов с 28% до 54%.
Степень нарушенности структуры водосборов сильная – 0,40. Экологический каркас разделен на крупные природные массивы, способные к саморегуляции. Необходимо восстановление биокоридоров, связывающих биоцентры (крупные природные массивы), путем создания водоохранных зон вдоль водотоков и лесополос вдоль пашен. В биоцентрах и биокоридорах прекратить вырубку лесов, исключить деградацию пастбищ, истощение и эрозию почв.
Эколого-геохимическая устойчивость водосборов, кроме водосбора Уса, средняя. У водосбора Уса устойчивость к кислотным воздействиям ниже среднего. На водосборе Уса добывается нефть, поэтому рекомендуется проводить рекультивацию почв, загрязненных нефтепродуктами. Эрозионноопасные территории составляют 53% площади катен водосборов. Наибольшая эрозия почв наблюдается на водосборах Уса и на части водосбора Уфа, в этих местах необходимо проводить противоэрозионные мероприятия. В северных частях лесолуговой группы водосборов (подгруппа – близкие к увлажненным катены) природные ресурсы освоены слабо, в южных частях группы (подгруппа – неувлажненные катены) выделяются крупные техногенные ландшафты в г. Уфе и его окрестностях. Основная антропогенная нагрузка идет за счет промышленности и сельскохозяйственного освоения. Достаточно высокой экологической устойчивости этих водосборов способствуют относительно благоприятные природно-климатические условия, почвы с хорошим гумусовым горизонтом и высокая биопродуктивность растительных сообществ.
На водосборах рекомендуется орошать возвышенные фации (32% катен водосборов) в сухие и среднесухие годы по влагообеспеченности с предполивной влажностью 0,74 ППВ. Рекомендуется осушение супераквальных и трансаккумулятивных фаций (до 20% площади катен водосборов) с нормами до 0,8 м. Относительная допустимая промываемость почвы составляет 0,33 в долях от впитывания воды в почву и 0,51 в долях от суммарного испарения.
Коэффициент искусственной озерности водосборов составляет 1%. На водосборе Уфа построены 12 водохранилищ с общей площадью 120,4 км2. Среди них самое крупное в республике Павловское водохранилище с площадью зеркала - 116 км2, полным объемом воды 1411 млн. м3. Водохранилище осуществляет регулирование стока реки Уфы, аккумулируя до 16% стока весеннего половодья. За счет мелиораций до 10% можно снизить сток половодья и увеличить меженный сток.
Относительная продуктивность водосборов в результате водных мелиораций возрастет в 1,3 раза. Этот рост необходимо компенсировать внесением дополнительных органических удобрений. Расчет баланса гумуса на орошаемых землях выполнен в табличной форме (таблица 6.6).
Выращивание картофеля с применением водных мелиораций образует дефицит гумуса 0,44 т/(га•год). Для покрытия этого дефицита нужно ежегодно под картофель вносить от 6,6 до 7,2 т/(га•год) полуперепревшего навоза. Наибольший дефицит гумуса будет на водосборе Уфа – 0,6 т/(га•год).
Таблица 6.6 Динамика запасов гумуса после водных мелиораций
лесолуговой группы водосборов*
| Водосборы | Урожайность | Бро, т/ (га•год) | Gнов, т/ (га•год) | Вым, т/ (га•год) | Дг, т/ (га•год) | Дн, т/ (га•год) | |||
| до мелиораций | после мелиораций | ||||||||
| | Uф, т/га | | Uф, т/га | ||||||
| Подгруппа – близкие к увлажненным катены | |||||||||
| Культура – картофель | |||||||||
| Уфа | 0,31 | 5,5 | 0,68 | 12,1 | 0,94 | 0,05 | 0,68 | -0,63 | 9,7 |
| Сим | 0,32 | 2,0 | 0,42 | 2,6 | 0,21 | 0,01 | 0,23 | -0,22 | 3,4 |
| Среднее | 0,32 | 3,75 | 0,55 | 7,3 | 0,58 | 0,03 | 0,45 | -0,42 | 6,6 |
| Культура – многолетние травы | |||||||||
| Уфа | 0,52 | 2,8 | 0,54 | 2,9 | 3,99 | 0,70 | 0,20 | 0,50 | |
| Сим | 0,68 | 4,0 | 0,69 | 4,1 | 5,57 | 0,97 | 0,61 | 0,37 | |
| Среднее | 0,60 | 3,4 | 0,62 | 3,5 | 4,78 | 0,83 | 0,40 | 0,43 | |
| Подгруппа – неувлажненные катены | |||||||||
| Культура – картофель | |||||||||
| Уса | 0,24 | 2,0 | 0,54 | 4,5 | 0,35 | 0,019 | 0,48 | -0,46 | 7,1 |
| Уфа | 0,42 | 2,0 | 0,65 | 3,1 | 0,24 | 0,013 | 0,55 | -0,54 | 8,3 |
| Сим | 0,28 | 1,0 | 0,53 | 1,9 | 0,15 | 0,008 | 0,41 | -0,40 | 6,2 |
| Среднее | 0,31 | 1,7 | 0,57 | 3,2 | 0,25 | 0,014 | 0,48 | -0,46 | 7,2 |
| Культура – многолетние травы | |||||||||
| Уса | 0,61 | 2,6 | 0,85 | 3,6 | 4,97 | 0,87 | 0,81 | 0,05 | |
| Уфа | 0,76 | 3,0 | 0,81 | 3,2 | 4,39 | 0,77 | 0,58 | 0,19 | |
| Сим | 0,24 | 3,6 | 0,92 | 13,8 | 18,93 | 3,30 | 0,60 | 2,70 | |
| Среднее | 0,56 | 3,1 | 0,8 | 6,9 | 9,43 | 1,65 | 0,66 | 0,98 |
Примечание: * Дг – дефицит гумуса; остальные обозначения, те же, что и в формулах /6.5, 6.6, 6.7, 6.8, 6.9/.
При включении в севооборот многолетних трав, дающих два укоса, баланс гумуса в целом будет бездефицитным (кроме водосбора Уса). Наибольшее количество новообразованного гумуса при урожайности трав 6.9 т/га составит 1,7 т/га. Полученное значение совпадает с расчетами А. И. Голованова для аналогичных природно-климатических условий (при урожайности 5т/га образуется 1,2 т/га нового гумуса) [222].
Лесостепная группа.Группа имеет низкий запас экологической устойчивости, общая оптимизация направлена на повышение средней устойчивости группы. При этом на водосборах Зилим, среднего течения Белой и Нугуш имеются резервы устойчивости, и комплексное обустройство их территорий не требуется. На водосборе Инзер рекомендуется проведение природоохранных мероприятий по поддержанию существующего экологического состояние.
У остальных десять водосборов наблюдается низкая экологическая устойчивость, требуется оптимизация их инфраструктуры путем сокращения пахотных земель в среднем до 18%. Сокращение пахотных земель в первую очередь следует производить за счет трансформации сильно - и среднеэродированных земель в улучшенные сенокосы и пастбища. Площади эрозионноопасных земель занимают 55% площади катен водосборов. Средне- и сильноэродированные земли в основном расположены в южных и юго-восточных частях Западного Башкортостана и относятся к подгруппе неувлаженных катен водосборов лесостепной группы.
Одновременно рекомендуется проведение комплекса природоохранных работ по восстановлению экологического каркаса водосборов. Степень нарушенности структуры водосборов сильная – 0,41. Экологический каркас разделен на крупные природные массивы, способные к саморегуляции. У водосборов лесостепной группы необходимо не только восстановление, но и формирование новых биокоридоров, связывающих биоцентры (крупные природные массивы) путем создания водоохранных зон вдоль водотоков и лесополос - вдоль пашен. Повышается значимость буферных зон, которые необходимо устраивать вокруг мест активного природопользования с соблюдением всех санитарных требований. В целом по группе необходимо исключить деградацию пастбищ, истощение и эрозию почв. Практиковать сохранение на окраинах полей многолетней растительности, создающей дополнительные предпосылки для размножения энтомофагов.
Эколого-геохимическая устойчивость у водосборов Дема и Чермасан - выше средней; у водосборов Бирь, Буй, Быстрый Танып, нижней части Белой и стока в Каму – ниже средней; у остальных - средняя. Водосборы с устойчивостью ниже среднего расположены на севере и северо-западе республики. У них процессы самовосстановления природных компонентов происходит замедленно.
Изменения природных компонентов этих водосборов связаны с нефтегазодобывающей промышленностью и наличием урбанизированных территорий городов Нефтекамска, Агидели и Бирска. Наличие достаточно плотной сети линейных сооружений нефтепромыслов изменяет природный ландшафт. Низкая устойчивость почв требует жесткой регламентации работы нефтегазового комплекса, проведение рекультивации загрязненных нефтепродуктами почв и водоемов.
Особоохраняемые территории водосборов Нугуша и Белой испытывают постоянно возрастающий пресс рекреационных нагрузок. Необходима разработка проектов природоохранного обустройства этих территорий с оптимизацией рекреационных нагрузок и организация буферной зоны в северной части национального парка.
Катены близкие к засушливым водосборов лесостепной группы расположены в зоне типичных лесостепных ландшафтов. Основная антропогенная нагрузка на ландшафты водосборов идет от нефтегазового и агропромышленного комплекса. Значительной устойчивости природных компонентов этих водосборов способствуют почвы с хорошим гумусовым горизонтом. Большая часть ландшафтов водосборов преобразована в искусственные экосистемы – агроценозы.
На водосборах лесостепной группы рекомендуется регулярное орошение элювиальных фаций (31% площади катен водосборов). Поливы проводить с предполивной влажностью 0,72 ППВ. При повышении мелиоративной составляющей устойчивости орошаемых катен до 4,78, экологическая инфраструктура водосборов будет устойчивой (КЭУ > 0,67).
Рекомендуется осушение супераквальных и основания трансаккумулятивных фаций (до 25% площади катен водосборов) с нормами до 1,0 м. Относительная допустимая промываемость почвы составляет 0,2 в долях от впитывания воды в почву и 0,25 в долях от суммарного испарения.
Коэффициент искусственной озерности водосборов составляет 1,8%. На территории лесостепной группы водосборов эксплуатируются более 45% водохранилищ Башкортостана. Наибольшее количество водохранилищ насчитывается на территории водосбора Дема – 54 единицы. За счет мелиораций можно до 14% снизить сток половодья и увеличить меженный сток.
Относительная продуктивность водосборов в результате водных мелиораций возрастет в 1,6 раза. Этот рост необходимо компенсировать внесением дополнительных органических удобрений. Расчет баланса гумуса на орошаемых землях выполнен в табличной форме (таблица 6.7).
Средний дефицит гумуса при выращивании картофеля с применением водных мелиораций составляет 0,1 т/(га•год). Для покрытия этого дефицита нужно ежегодно под картофель вносить 2,2 т/(га•год) полуперепревшего навоза. Наибольший дефицит гумуса наблюдается на водосборе Б. Танып – 0,3 т/(га•год). При включении в севооборот многолетних трав, дающих два укоса, баланс гумуса будет бездефицитным. Количество новообразованного гумуса при средней урожайности трав 4,3 т/га составит примерно 1т/га.
Лугостепная группа.Группа имеет низкий запас экологической устойчивости. Оптимизация инфраструктуры водосборов направлена на повышение средней устойчивости группы. Необходимо увеличение доли природных компонентов водосборов, повышающих коэффициент экологической устойчивости: перевод 31% пашен в пастбища, строительство искусственных водоемов. В первую очередь переводить пашни, расположенные в эрозионноопасных участках, то есть в транзитных фациях. Такие участки составляют 49% площади катен водосборов.
При невозможности трансформации земельных угодий рекомендуются проводить водные мелиорации пашен с коэффициентом экологической устойчивости (КЭУ) мелиорированной пашни 0,75, обеспечивающие устойчивое состояние группы с КЭУ > 0,66. Такие значения КЭУ достигаются при использовании современных технологий: малоинтенсивное дождевание, капельное орошение, внутрипочвенное увлажнение [139].
Таблица 6.7 Динамика запасов гумуса при водных мелиорациях
лесостепной группы водосборов*
| Водосборы | Урожайность | Бро, т/ (га•год) | Gнов, т/ (га•год) | Вым, т/ (га•год) | Дг, т/ (га•год) | Дн, т/ (га•год) | |||
| до мелиораций | после мелиораций | ||||||||
| | Uф, т/га | | Uф, т/га | ||||||
| Подгруппа –неувлажненные катены | |||||||||
| Культура - картофель | |||||||||
| Бирь | 0,45 | 6,0 | 0,55 | 7,3 | 0,57 | 0,03 | 0,13 | -0,10 | 1,6 |
| Быстрый Танып | 0,30 | 4,0 | 0,33 | 4,4 | 0,34 | 0,02 | 0,34 | -0,32 | 4,9 |
| Дема | 0,25 | 5,3 | 0,67 | 14,2 | 1,11 | 0,06 | 0,28 | -0,22 | 3,4 |
| Среднее | 0,33 | 5,1 | 0,52 | 8,6 | 0,68 | 0,04 | 0,25 | -0,21 | 3,3 |
| Культура – многолетние травы | |||||||||
| Бирь | 0,78 | 2,5 | 0,89 | 2,9 | 3,91 | 0,68 | 0,47 | 0,22 | |
| Быстрый Танып | 0,54 | 2,5 | 0,67 | 3,1 | 4,25 | 0,74 | 0,25 | 0,49 | |
| Дема | 0,50 | 3,0 | 0,56 | 3,4 | 4,61 | 0,80 | 0,12 | 0,68 | |
| Среднее | 0,61 | 2,7 | 0,71 | 3,1 | 4,26 | 0,74 | 0,28 | 0,46 | |
| Подгруппа – близкие к засушливым катены | |||||||||
| Культура - картофель | |||||||||
| Бирь | 0,43 | 6,0 | 0,61 | 8,5 | 0,67 | 0,034 | 0,15 | -0,11 | 1,7 |
| Быстрый Танып | 0,34 | 6,5 | 0,59 | 11,3 | 0,88 | 0,05 | 0,16 | -0,11 | 1,7 |
| Буй | 0,37 | 6,0 | 0,73 | 11,8 | 0,93 | 0,05 | 0,12 | -0,06 | 1,0 |
| Дема | 0,44 | 4,5 | 0,66 | 6,8 | 0,53 | 0,03 | 0,03 | -0,01 | 0,1 |
| Ик | 0,37 | 6,5 | 0,65 | 11,4 | 0,89 | 0,05 | 0,12 | -0,07 | 1,1 |
| База | 0,33 | 10,0 | 0,89 | 27,0 | 2,11 | 0,12 | 0,08 | 0,03 | 0,5 |
| Сюнь | 0,35 | 8,0 | 0,69 | 15,8 | 1,24 | 0,07 | 0,16 | -0,09 | 1,4 |
| Чермасан | 0,41 | 4,0 | 0,79 | 7,7 | 0,60 | 0,03 | 0,09 | -0,06 | 1,0 |
| Среднее | 0,38 | 6,4 | 0,70 | 12,5 | 0,98 | 0,05 | 0,11 | -0,06 | 1,1 |
| Культура – многолетние травы | |||||||||
| Бирь | 0,74 | 2,0 | 0,96 | 2,6 | 3,56 | 0,62 | 0,64 | -0,02 | |
| Быстрый Танып | 0,74 | 3,0 | 0,93 | 3,8 | 5,17 | 0,90 | 0,42 | 0,48 | |
| Буй | 0,79 | 3,5 | 0,91 | 4,0 | 5,53 | 0,96 | 0,25 | 0,71 | |
| Дема | 0,40 | 3,5 | 0,78 | 6,8 | 9,36 | 1,63 | 0,42 | 1,21 | |
| Ик | 0,65 | 3,5 | 0,73 | 3,9 | 5,39 | 0,94 | 0,10 | 0,84 | |
| База | 0,36 | 4,0 | 0,75 | 8,3 | 11,43 | 1,99 | 0,81 | 1,19 | |
| Сюнь | 0,44 | 4,7 | 0,76 | 8,1 | 11,13 | 1,94 | 0,41 | 1,53 | |
| Чермасан | 0,61 | 4,0 | 0,80 | 5,2 | 7,20 | 1,26 | 0,15 | 1,10 | |
| Среднее | 0,59 | 3,5 | 0,83 | 5,4 | 7,35 | 1,28 | 0,40 | 0,88 |
Примечание: * Дг – дефицит гумуса; остальные обозначения, те же, что и в формулах /6.5, 6.6, 6.7, 6.8, 6.9/.
При отсутствии таких технологий рекомендуется проводить водные мелиорации с КЭУ мелиорированной пашни не ниже 0,45, обеспечивающие средний уровень экологической устойчивости группы, а также осуществлять природоохранные мероприятия по поддержанию этого состояния.
Перечень природоохранных мероприятий определяется степенью нарушенности структуры водосборов, которая у этой группы приближается к критической – 0,57. Отдельные крупные природные массивы, формирующие экологический каркас, утратили способность к саморегуляции. У водосборов лугостепной группы необходима природоприближенная реконструкция всего экологического каркаса:
- восстановление ядер экологического каркаса, путем увеличения буферными зонами площадей биоцентров до 1000 га и более. В буферных зонах культивировать луговую и степную растительность, обладающую высоким потенциалом восстановления. Экологическую устойчивость биоцентров повысить путем проведения противоэрозионных, агротехнических и гидромелиоративных мероприятий [264];
- восстановление и формирование новых биокоридоров вдоль всех природных и антропогенных линейных элементов (водотоков, дорог, трубопроводов, полей севооборотов). Территория насыщена автомобильными и железными дорогами. Вдоль них предусмотреть защитные зеленые насаждения, улавливающие выхлопные газы и пыль;
- создание санитарно-защитных зон вокруг мест активного природопользования (населенных пунктов, промышленных площадок, нефтепромыслов). Проведение обваловки вокруг загрязненных территорий, рекультивации почв и поверхностных вод;
- обустройство мест активного природопользования. В водосборах высок уровень техногенной (промышленной и аграрной) нагрузки. Любые дополнительные нагрузки резко усиливают процессы деградации. Необходимо принимать меры по минимизации техногенных нагрузок, установить мониторинг за местами активного природопользования, организовать контроль над изменением природной среды.
Эколого-геохимическая устойчивость у водосборов Уршак и Куганак - выше средней; у водосбора Усень - средняя. Водосборы обладают высоким потенциалом эколого-геохимической устойчивости. Основная антропогенная нагрузка на водосборы идет от нефтегазового, агропромышленного и дорожного комплекса. Леса и лесополосы занимают 18% земельных угодий. Безлесые пространства преобразованы в искусственные экосистемы – агроценозы.
На водосборах лесостепной группы рекомендуется регулярное орошение элювиальных и трансэлювиальных фаций (74% площади катен). Поливы проводить с предполивной влажностью 0,72 ППВ. Рекомендуется осушение супераквальных фаций (до 14% площади катен) с нормами до 0,7 м. Относительная допустимая промываемость почвы составляет 0,12 в долях от впитывания воды в почву и 0,16 в долях от суммарного испарения. Коэффициент искусственной озерности водосборов составляет 0,38%. За счет мелиораций до 27% можно снизить сток половодья и увеличить меженный сток.
Относительная продуктивность водосборов в результате водных мелиораций возрастет в 1,5 раза. Этот рост необходимо компенсировать внесением дополнительных органических удобрений. Расчет баланса гумуса на орошаемых землях выполнен в табличной форме (таблица 6.8).
Дефицит гумуса при выращивании картофеля с примением водных мелиораций составляет 0,05т/(га•год). Для покрытия этого дефицита нужно ежегодно под картофель вносить 0,7 т/(га•год) полуперепревшего навоза. При включении в севооборот многолетних трав, дающих два укоса, баланс гумуса будет бездефицитным. Количество новообразованного гумуса при средней урожайности трав 4,4 т/га составит 0,9 т/га.
Таблица 6.8 Динамика запасов гумуса при водных мелиорациях
лугостепной группы водосборов*
| Водосборы | Урожайность | Бро, т/ (га•год) | Gнов, т/ (га•год) | Вым, т/ (га•год) | Дг, т/ (га•год) | Дн, т/ (га•год) | |||
| до мелиораций | после мелиораций | ||||||||
| | Uф, т/га | | Uф, т/га | ||||||
| Культура - картофель | |||||||||
| Куганак | 0,42 | 4,0 | 0,81 | 7,7 | 0,60 | 0,03 | 0,04 | -0,01 | 0,1 |
| Уршак | 0,45 | 4,5 | 0,87 | 8,7 | 0,68 | 0,04 | 0,08 | -0,04 | 0,6 |
| Усень | 0,24 | 6,5 | 0,47 | 12,7 | 1,00 | 0,05 | 0,14 | -0,09 | 1,4 |
| Среднее | 0,37 | 5,0 | 0,72 | 9,7 | 0,76 | 0,04 | 0,09 | -0,04 | 0,7 |
| Культура – многолетние травы | |||||||||
| Куганак | 0,71 | 3,0 | 0,86 | 3,6 | 4,98 | 0,87 | 0,08 | 0,79 | |
| Уршак | 0,89 | 4,0 | 0,86 | 3,9 | 5,30 | 0,92 | 0,14 | 0,78 | |
| Усень | 0,50 | 3,5 | 0,83 | 5,8 | 7,97 | 1,39 | 0,25 | 1,14 | |
| Среднее | 0,70 | 3,5 | 0,85 | 4,4 | 6,08 | 1,06 | 0,16 | 0,90 |
Примечание: * Дг – дефицит гумуса; остальные обозначения, те же, что и в формулах /6.5, 6.6, 6.7, 6.8, 6.9/.
Степная группа.Группа имеет низкий запас экологической устойчивости, оптимизация структуры направлена на повышение средней устойчивости группы. Необходимо увеличение природных компонентов водосборов, повышающих коэффициент экологической устойчивости: перевод 32% пашен в пастбища и луга. В первую очередь переводить пашни, расположенные в эрозионноопасных участках, то есть в транзитных фациях. Такие участки составляют 39% площади катен водосборов.
При невозможности трансформации земельных угодий рекомендуются проводить водные мелиорации пашен с коэффициентом экологической устойчивости (КЭУ) мелиорированной пашни 0,76, обеспечивающие устойчивость группы с КЭУ > 0,66 или с КЭУ мелиорированной пашни не ниже 0,45, обеспечивающие средний уровень экологической устойчивости группы и проводить природоохранные мероприятия по поддержанию этого состояния.
Перечень природоохранных мероприятий определяется степенью нарушенности структуры водосборов, которая у группы сильная – 0,55. Экологический каркас разделен на крупные природные массивы, способные к саморегуляции. Рекомендации по оптимизации экологического каркаса водосборов степной группы совпадают с рекомендациями, изложенными выше для водосборов лугостепной группы. В целом по группе исключить комплексное загрязнение почв, атмосферы, подземных и поверхностных вод.
Эколого-геохимическая устойчивость всех водосборов выше средней. Водосборы обладают высоким потенциалом эколого-геохимической устойчивости. Но разреженный растительный покров водосбора Ашкадар и его легкая ранимость при механических воздействиях создают возможность интенсивной дефляции почв с образованием техногенных форм микрорельефа. Основные техногенные нарушения земель водосборов степной зоны связаны с добычей, транспортировкой и переработкой полезных ископаемых. В пределах водосборов расположены города Стерлитамак, Салават и Ишимбай, способствующие значительному загрязнению окружающей среды.
Обширные территории распаханы. Пашни занимают более 50% площади. Природные условия благоприятны для развития животноводства, зернового хозяйства и возделывания технических культур. Оптимальные условия для орошаемого земледелия.
На водосборах степной группы рекомендуется регулярное орошение всех фаций катен водосборов. Поливы проводить с предполивной влажностью 0,72 ППВ. Рекомендуется осушение супераквальных фаций (до 15% площади катен водосборов) с нормами до 1,1 м.
Относительная допустимая промываемость почвы составляет 0,18 в долях от впитывания воды в почву и 0,53 в долях от суммарного испарения. Коэффициент искусственной озерности водосборов составляет 1,1%. На водосборе Ашкадар эксплуатируются 22 водохранилища, на водосборе Кармасан – 20 водохранилищ. Большинство водохранилищ построены для целей орошения, как источники воды. За счет мелиораций до 27% можно снизить сток половодья и увеличить меженный сток.
Относительная продуктивность водосборов в результате водных мелиораций возрастет в 3,3 раза. Этот рост необходимо компенсировать внесением дополнительных органических удобрений. Расчет баланса гумуса на орошаемых землях выполнен в табличной форме (таблица 6.9).
Таблица 6.9 Динамика запасов гумуса при водных мелиорациях
степной группы водосборов*
| Водосборы | Урожайность | Бро, т/ (га•год) | Gнов, т/ (га•год) | Вым, т/ (га•год) | Дг, т/ (га•год) | Дн, т/ (га•год) | |||
| до мелиораций | после мелиораций | ||||||||
| | Uф, т/га | | Uф, т/га | ||||||
| Культура - картофель | |||||||||
| Ашкадар | 0,22 | 4,0 | 0,96 | 17,5 | 1,37 | 0,07 | 1,88 | -1,80 | 27,9 |
| Кармасан | 0,39 | 4,0 | 0,98 | 10,1 | 0,79 | 0,04 | 0,17 | -0,12 | 1,9 |
| Среднее | 0,31 | 4,0 | 0,97 | 13,8 | 1,08 | 0,06 | 1,02 | -0,96 | 14,9 |
| Культура – многолетние травы | |||||||||
| Ашкадар | 0,07 | 3,0 | 0,97 | 41,6 | 57,02 | 9,95 | 0,39 | 9,56 | |
| Кармасан | 0,17 | 4,0 | 0,83 | 19,5 | 26,79 | 4,67 | 0,80 | 3,87 | |
| Среднее | 0,12 | 3,5 | 0,90 | 30,6 | 41,90 | 7,31 | 0,56 | 6,72 |
Примечание: * Дг – дефицит гумуса; остальные обозначения, те же, что и в формулах /6.5, 6.6, 6.7, 6.8, 6.9/.
Дефицит гумуса при выращивании картофеля с применением водных мелиораций составляет 0,96 т/(га•год).. Для покрытия этого дефицита нужно ежегодно под картофель вносить 14,9 т/(га•год) полуперепревшего навоза. При включении в севооборот многолетних трав, дающих два укоса, баланс гумуса будет бездефицитным. Количество новообразованного гумуса при средней урожайности трав 30,6 т/га составит 6,7 т/га.
Выводы по главе:
1. Предлагаемая обобщенная функционально-технологическая схема, представляющая последовательность действий природоохранного характера, позволяет составить практические рекомендации комплексного обустройства водосборов.
2. Разработанный инженерный метод расчета влагообмена и обоснования мелиораций позволит решать практические задачи определения экологически безопасной величины предполивной влажности почвы и коэффициента экологической устойчивости мелиорированной катены водосборов.
3.Практические рекомендации по комплексному обустройству водосборов, составленные отдельно для каждой группы, позволяют поддерживать и при необходимости повысить экологическую устойчивость водосборов.
Общие выводы и рекомендации
В работе рассмотрены 35 катены 23 водосборов Западного Башкортостана, составляющие 79% всех земель Башкортостана. Западный Башкортостан является частью Русской равнины с зональными ландшафтами умеренного климата. По работе сформулированы следующие выводы:
1. Обзор научных работ по проблеме комплексного обустройства водосборов показал необходимость разработки единой методики комплексного обустройства водосборов, позволяющей рациональное использование их территории, сохраняя и повышая при необходимости их экологическую устойчивость. Существующие научные исследования недостаточно учитывают взаимосвязь между природными компонентами и, в основном, направлены на изучение отдельных компонентов водосборов. Методы и технологии комплексного обустройства должны позволять решать стратегические задачи крупных геосистем, примером которой в нашем случае является территория Западного Башкортостана. Разнообразие структур, литологического и геологического строения, форм рельефа, природно-климатических характеристик рассматриваемых водосборов представляет всю совокупность особенностей функционирования данной геосистемы и позволяет разработать единую программу комплексного обустройства равнинных водосборов Западного Башкортостана.
2. Анализ методологических подходов и приемов моделирования в мелиорации показал, что исследования по комплексному обустройству водосборов необходимо проводить с использованием всей совокупности существующих методологических подходов в мелиорации, выделяя приоритетными геосистемный и катенарный подходы. При этом обоснована оптимальность использования математических моделей для описания природных процессов, происходящих в таких сложно организованных системах, как водосборы.
3. Применение геосистемного и катенарного подходов расширило представления о моделировании катен водосборов и позволило пр