Оптимизация экологической устойчивости агроланшафта

 

Расчёт коэффициента эрозионной расчленённости территории.

Кэр. = L / Р,

Где L – общая длинна оврагов (в км)

Р – общая  площадь агроландшафта (в км² )

  Оценка коэффициента эрозионной расчленённости территории:

  Менее 0,2 – слабая расчлененность, состояние напряжённое, ухудшающееся экологическое состояние

  0,21-0,7 –  средняя расчленённость, состояние напряжённое, ухудшающееся экологическое состояние.

0,71-2,5 – сильная  расчленённость, чрезвычайное экологическое  состояние

Более 2,5 –  очень сильная эрозионная расчленённость, экологическое бедствие.

Вычисление коэффициента эрозионной расчлененности территории

L- 31,7 *250/1000=7,925

Р. – 54,56

Кэр = L / Р.= 7,925/54,56=0,14 км/м² 

Вывод: Коэффициент эрозионной расчленённости территории равен 0,14 , что соответствует слабой  расчлененности, состояние напряжённое, ухудшающееся экологическое состояние.

 

Расчёт процента защищенности пашни  защитными лесными насаждениями

 

1. Sз. = 30*Н*N*K
2. Z= (Sз/ Sn)* 100%,

Где Sз – площадь пашни, находящиеся под защитой лесных насаждений

30- коэффициент  дальности влияния защитных лесных насаждений

Н – средняя  высота защитных лесных насаждений (Н=15)

N – длина защитных лесных насаждений (м)

К – коэффициент  конструкции (К=1)

Sn-площадь пашни (м²)

Оценка процента защищённости пашни лесными насаждениями

Менее 15% - защищённость очень слабая

15-30% - слабая защищённость

31- 50% - умеренная  защищённость

51-75 % - средняя  защищённость

Более 75 % - высокая  защищённость

Sз = 30*15*11250=5062500

Z = (5062500/4231820)*100%= 11,9%

Вывод: Процент защищённости пашни лесными насаждениями равен 11,9% что соответствует очень слабой защищённости.

 

Определение степени распаханности территории

Шкала степени  распаханности 

Процент распаханности территории	Степень распаханности территории	Оценка экологической ситуации
До 10 %	Очень слабая	Удовлетворительное состояние
10-20%	Слабая	Удовлетворительное состояние
21-40%	Умеренная	Напряженное состояние
41-60%	Средняя	Напряженное состояние
61-80%	Сильная	Критическое состояние
Более 80%	Очень сильная	Критическое состояние

 

Вывод: В данном ландшафте процент распаханности территории составляет 77,5 % , что соответствует сильной распаханности и критическому экологическому состоянию.

Расчёт индекса антропогенной  преобразованности территории по Гофману

  Баллы антропогенной преобразованности территории

Основные экосистемы хозяйства	Ранг антропогенной преобразованности
Охраняемые территории	1
Лесные экосистемы	2
Залежные экосистемы	2
Сенокосы балки	4
Пастбища	5
Сады, кустарники, огороды	6
Пашня	7
Застройки до 5 этажей	8
Застройки свыше 5 этажей	9
Свалки оползни, пески, овраги	10
Реки	2
Болота	2
Дороги	8
Полезные ископаемые	10

 

       Шкала оценки степени антропогенной преобразованности территории

Индекс антропогенной преобразованности	Степень антропогенной преобразованности
100	Очень слабая
101-250	Слабая
251-400	Умеренная
401-550	Средняя
551-700	Высокая
701-900	Очень высокая
Более 900	Катастрофическая

Вычисление индекса антропогенной  преобразованности территории

Наименование угодий	Площадь (га)	Относительная площадь угодий, %	Ранг антропогенной преобразованности	Индекс антропогенного преобразования
Сенокос	269,3	4,99	4	19,96
Пашня	3943,75	73,15	7	512,05
Леса	770,5	14,29	2	28,58
Пастбище	75	1,35	5	6,75
Овраги	79,3	1,45	10	14,5
Застройки	93,75	1,76	8	14,08
Реки	76,3	1,44	2	2,88
Дороги	82,3	1,6	8	12,8
Итого	5390,62	100		611,6

 

Вывод: Антропогенная преобразованность территории высокая.

 

 

 

Расчёт экологического влияния  лесополос и сенокосов на окружающие угодья

 

Для определения  ширины благоприятной экологической  зоны вокруг какого – либо угодья по отношению к менее устойчивому угодью существует специальная формула расчёта:

B = ln P * 100/ ln (10/к), где

В – ширина зоны благоприятного экологического влияния (м)

Р – площадь  угодья (га)

К – коэффициент  экологического влияния (для лесополос – 2,29; для сенокосов – 1,71)

Лесные полосы:

B = ln (3,04)*100/ 1,47= 206,8

Вывод: Ширина зоны благоприятного экологического влияния составляет для лесных полос –206,8м, для сенокоса –315,9 м.

 

Коэффициент мозаичности

 

Расчёт коэффициента мозаичности производится по формуле:

M = B / S, где

В – количество ограниченных контуров, в единицах

S – площадь карты (км²)

Оценка  данного коэффициента:

До 0,5 – слабая мозаичность 

0,5 – 1 средняя  мозаичность 

Свыше 1 –  высокая мозаичность

 Вычисление  коэффициента мозаичности: 

В = 56 контуров

S = 54, 56

М = 56/54,56 = 1,0

Вывод: Судя по расчётам, мозаичность средняя.

 

Проектирование мероприятий по экологической оптимизации агроландшафта

 

      Для улучшения состояния почвы необходимо проводить горно-планировочных работ.

1. Разработка и внедрение эффективных способов обвалообразования с уменьшенным объемом планировочных работ ( плоское отвалообразование при бестранспортных систем разработки.
2. Создание и внедрение специальных машин и новой технологии работ по разравниванию, планировке, выполаживанию и террасированию откосов отвалов и уступов карьеров в процессе добычи полезных ископаемых.
3. Разработка и внедрение технологических методов и приёмов сокращения периода естественной стабилизации породных отвалов после их отсыпки.
4. Применение вариантов планировки поверхности отвалов с учётом их осадки и стабилизации.

      Основой же задач инженерной подготовки восстанавливаемых земель является выполнение определённого комплекса технических мероприятий, обеспечивающих эффективное проведение работ по рекультивации нарушенных земель в заданном народнохозяйственном направлении.

       В составе мероприятий по инженерной  подготовке восстанавливаемых территорий входят: отвод поверхностных вод, защита от подтопления и заболачивания спланированных отвалов, борьба с оврагообразованиеми и эрозией почвы, устройство дорог, подъездов и других сооружений, способствующих быстрейшему освоению рекультивируемых земель.

  Все  эти мероприятия необходимо осуществлять до развертывания основных работ по биологической рекультивации или строительному освоению территорий. Несвоевременное выполнение работ по инженерной подготовки отработанных площадей может значительно удлинить сроки выполнения основных работ.   

Отвод поверхностных вод  и защита рекультивируемых территорий от размыва, подтопления и заболачивания.

   При благоприятном рельефе отвод поверхностных вод осуществляется самотёком благодаря правильно созданному уклону поверхности. Для устройства простых гидротехнических сооружений необходимо иметь данные о поверхностном слое. Защита восстанавливаемых территорий от размыва, подтопления и заболачивания в значительной мере связана с образуемым рельефом отвальных площадей и глубиной залегания подземных вод в пределах рекультивируемых площадей, а также их режимом, изменением уровня и расхода во времени под воздействием тех или иных факторов.

Размыв  отвальных территорий зависит от их площадей, рельефа и от массы и скорости течения воды. При формировании отвалов необходимо создавать условия, предохраняющие откосы от водной эрозии. Это достигается путём устройства террас на откосов отвалов. Формирование отвалов с ровной поверхностью должно вестись в процессе эксплотации отвального хозяйства карьера.

При проектировании противоэрозионных мероприятий должно быть предусмотрено выполнение следующих главных требований:

1) В зонах водной эрозии – создание водоустойчивой поверхности почвы, регулирование стока талых и ливневых вод;

2) В зонах ветровой эрозии – создание ветроустойчивой поверхности почвы, уменьшение скорости ветра в приземной слое и сокращение размеров пылесборных  площадей.

             Важнейшими элементами системы мероприятий по защите рекультивируемых земель от водной эрозии являются:

1. противоэрозионная агротехника, обеспечивающая повседневную защиту почвенного слоя и повышение его плодородия при рекультивации земель;
2. лесомелиоративные мероприятия по борьбе с эрозией почв на восстанавливаемых землях;
3. Гидротехнические сооружения, предотвращающие размыв рекультивационного слоя и откосов отвала.

             Простым и доступным способом  агротехнических мероприятий по борьбе с водной эрозией является обработка почв поперёк склона. Она создаёт своеобразный микрорельеф пашни, в результате чего гребни, бороздки, ряды сельскохозяйственных культур препятствуют поверхностному стоку, способствуют проникновению воды в почву и повышают ее запас в пахотном горизонте, предотвращают смыв. Для уменьшения процессов смыва и для накопления влаги в почве на обрабатываемых склонах применяют крестование и бороздование зяби. Кротование способствует повышению содержания влаги, регулированию стока и предотвращению смыва почвы с рекультивированных земель. Значительную роль в борьбе с эрозией почвы играет использование удобрений. Применение органических и минеральных удобрений в сочетании с другими агротехническими приёмами оказывают большое влияние на почвообразовательные и биохимические процессы.

  Большое  значение в сдерживании эрозионных  процессов имеют почвозащитные севообороты, буферные полосы из многолетних трав, постоянное залужение или облесение эрозионных участков.

Методы  используемые при проектировании оптимального соотношения угодий:

Эволюционный метод – учитывает прошлую и современную агроэкологическую обстановку.

Метод природных аналогов – учитывает соответствии параметров агроландшафта естественным ландшафтом той же природной зоны и того же района. Это самый лучший метод.

Метод математического моделирования – основан на использовании дифференциальных уравнений и неравенств с ограничениями по определённым параметрам. Это второй по значительности метод.

Метод оптимизации – на максимум экологических, экономических и социальных факторов.

 

Противоэрозионные мероприятия

Их можно разделить на четыре группы:

- организационно – хозяйственные

- агротехнические 

- лесомелиоративные

- гидромелиоративные

Организационно – хозяйственные  мероприятия: правильная организация территорий с учётом экологических условий, технологий, техники, возделываемых культур и экономического потенциала хозяйства. Составления карты почвенно – эрозионного характера, на которую наносят выше указанные территории земель. Почвозащитные севообороты. Они включают: исключение пропашных культур ( подсолнечники, кукуруза), поскольку они слабо защищают почву от смыва; необходимо чередовать культуры, увеличивать посеве трав, особенно на склонах.

Агротехнические мероприятия: адаптивно – ландшафтное земледелие планирует проведение всех мероприятий только с учётом типов местности и все агротехнические мероприятия – только по горизонталям местности, параллельно основному направлению горизонталей. Регулирование снеготаяния. На склонах круче 2 град. Дополнительно вводится бороздование, обвалование, щелевание. Применение буферных полос, полосное расположение сельскохозяйственных культур по горизонталям. Необходимы такие мероприятия как залужение водопроводящих ложбин. Обработка почв поперёк склонов – она создаёт своеобразный рельеф пашни и препятствует поверхностному стоку, повышает запасы талой воды в пахотном горизонте.

Лесомелиоративные мероприятия – создание лесополос, водоохранных, лесных насаждений вокруг прудов и водоёмов. Создание сплошных лесопосадок на крупных склонов.

Строительство гидротехнических – к ним относится: водозадерживающие сооружения – валы, террасы, водонаправляющие валы, водосборных сооружений, быстротоки, перепады.

Защитные лесоразведкой - защитные лесные насаждения – это механическое препятствие на пути ветровых и водных потоков в виде лесных насаждений разнообразной конфигурации. Защитные лесные насаждения придают этим потокам новые аэродинамические и гидротехнические показатели. Вследствие этого, в агроценозах изменяется биоэнергетической режим.