Помощь студентам в учебе
ОЦЕНКА ЭРОЗИОННОГО РИСКА ДЛЯ РАЗРАБОТКИ РЕГИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ ПРОТИВОЭРОЗИОННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ
|
НОРМАТИВНО-ПРАВОВАЯ БАЗА 3
ВВЕДЕНИЕ 4
1. РАЗВИТИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О ВОДНОЙ ЭРОЗИИ ПОЧВ И БОРЬБЕ
С НЕЙ 6
1.1. Водная эрозия почв 6
1.2. Противоэрозионные мероприятия 9
2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 16
2.1. Характеристика территории исследования 16
2.1.1. Факторы ландшафтообразования и почвообразования 16
2.1.2. Характеристика почв исследуемой территории 22
2.1.3. Структура земельного фонда и угодий Белгородской области 24
2.2. Методика анализа факторов эрозионного риска и типизации по ним .. 25
3. ОЦЕНКА ЭРОЗИОННОГО РИСКА ДЛЯ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА
БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ 33
3.1 Анализ факторов развития эрозии 33
3.1.1. Фактор эродируемости почв 33
3.1.2. Рельефный фактор 38
3.1.3. Фактор дождя 40
3.1.4. Фактор севооборота 41
3.2. Типизация эрозионных рисков на территории Белгородской области . 42
3.3. Рекомендации использования земель с учетом эрозионного риска 46
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 49
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 52
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 4
1. РАЗВИТИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О ВОДНОЙ ЭРОЗИИ ПОЧВ И БОРЬБЕ
С НЕЙ 6
1.1. Водная эрозия почв 6
1.2. Противоэрозионные мероприятия 9
2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 16
2.1. Характеристика территории исследования 16
2.1.1. Факторы ландшафтообразования и почвообразования 16
2.1.2. Характеристика почв исследуемой территории 22
2.1.3. Структура земельного фонда и угодий Белгородской области 24
2.2. Методика анализа факторов эрозионного риска и типизации по ним .. 25
3. ОЦЕНКА ЭРОЗИОННОГО РИСКА ДЛЯ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА
БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ 33
3.1 Анализ факторов развития эрозии 33
3.1.1. Фактор эродируемости почв 33
3.1.2. Рельефный фактор 38
3.1.3. Фактор дождя 40
3.1.4. Фактор севооборота 41
3.2. Типизация эрозионных рисков на территории Белгородской области . 42
3.3. Рекомендации использования земель с учетом эрозионного риска 46
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 49
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 52
ПРИЛОЖЕНИЕ
В современный период в сельскохозяйственное производство вовлекаются огромные территории, а рост численности населения требует большее количество продукции. Увеличение обрабатываемых площадей может решить эту проблему, но во многих регионах такой подход невозможен. В связи с этим необходимо повышать плодородие почв. Именно поэтому важной задачей становится разработка стратегии защиты почв, в т.ч. от воздействия эрозионных процессов. Поэтому важно знать наиболее потенциально эрозионно-опасные участки.
Объектом выпускной квалификационной работы являются почвы Белгородской области, подверженные водной эрозии. Предметом - оценка эрозионного риска для почв.
Цель - провести оценку эрозионного риска для почв с целью разработки региональной схемы противоэрозионных мероприятий.
Для достижения поставленной цели были поставлены следующие задачи:
- проанализировать имеющиеся представления о развитии эрозионных процессов и борьбе с ними;
- охарактеризовать почвы Белгородской области в увязке с факторами, влияющими на развитие эрозионных процессов;
- разработать методику типизации территории с использованием факторов эрозионного риска;
- провести типизацию эрозионного риска для почв Белгородской области;
- разработать рекомендации рационального использования типов с учетом их эрозионного риска.
В работе использованы следующие методы: геоинформационного анализа, статистические, сравнительный, анализа литературных источников.
При написании проекта применены фондовые материалы: почвенные очерки районов Белгородской области, почвенная карта М 1:200000, составленная В.Д. Соловиченко на основе почвенных обследований 1965¬1980 гг., выполненных Белгородским филиалом института ЦЧО Гипрозем. Также была использована топографическая карта М 1:200000 и космические снимки среднего пространственного разрешения MODIS и информационного продукты на их основе: MOD13Q1 (Vegetation Indices).
Практическая значимость работы. Полученные в рамках выполнения работы данные могут быть использованы при составлении схемы противоэрозионных мероприятий муниципального образования или в целом для территории Белгородской области.
Структура выпускной квалификационной работы. Выпускная квалификационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованных источников, приложения.
Объектом выпускной квалификационной работы являются почвы Белгородской области, подверженные водной эрозии. Предметом - оценка эрозионного риска для почв.
Цель - провести оценку эрозионного риска для почв с целью разработки региональной схемы противоэрозионных мероприятий.
Для достижения поставленной цели были поставлены следующие задачи:
- проанализировать имеющиеся представления о развитии эрозионных процессов и борьбе с ними;
- охарактеризовать почвы Белгородской области в увязке с факторами, влияющими на развитие эрозионных процессов;
- разработать методику типизации территории с использованием факторов эрозионного риска;
- провести типизацию эрозионного риска для почв Белгородской области;
- разработать рекомендации рационального использования типов с учетом их эрозионного риска.
В работе использованы следующие методы: геоинформационного анализа, статистические, сравнительный, анализа литературных источников.
При написании проекта применены фондовые материалы: почвенные очерки районов Белгородской области, почвенная карта М 1:200000, составленная В.Д. Соловиченко на основе почвенных обследований 1965¬1980 гг., выполненных Белгородским филиалом института ЦЧО Гипрозем. Также была использована топографическая карта М 1:200000 и космические снимки среднего пространственного разрешения MODIS и информационного продукты на их основе: MOD13Q1 (Vegetation Indices).
Практическая значимость работы. Полученные в рамках выполнения работы данные могут быть использованы при составлении схемы противоэрозионных мероприятий муниципального образования или в целом для территории Белгородской области.
Структура выпускной квалификационной работы. Выпускная квалификационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованных источников, приложения.
Эрозия почв - один из наиболее мощных и распространенных процессов перемещения твердых и химических веществ на склонах освоенных территорий. Борьба с ней должна стать первоочередной задачей при ведении сельскохозяйственного производства в условиях расчлененного рельефа. Доля эродированных почв в Белгородской области является наивысшей в ЦЧР и за 30 лет она возросла на 6%, составив к 2009 г. 59,7% общей площади региона [24]. Со смытых почв области ежегодно теряется свыше 136 тыс. т. гумуса [42]. Поэтому анализ эрозионных рисков с целью выработки стратегии защиты почв от эрозии является актуальной задачей.
Предпосылками для развития эрозионных процессов являются природные факторы: почвы, рельеф, растительность, осадки. Но в результате антропогенной деятельности человека происходит сильное преобразование растительного покрова и частичное изменение характеристик почв (за счет вспашки, внесения удобрений, выноса биогенных веществ с урожаем и др.), в связи с чем в разы усиливаются эрозионные процессы. В научной литературе накоплен большой опыт борьбы с проявлением водной эрозии, включающий агротехнические, лесомелиоративные, гидротехнические мероприятия. Их применение требует тщательного анализа территории. Для выработки стратегии на уровне субъекта РФ необходимы среднемасштабные исследования. Нами предлагается проводить оценку эрозионного риска для почв с использованием анализа факторов их проявления, входящих в универсальное уравнение почв, с использованием ГИС-технологий.
На территории области преобладают почвы с коэффициентом эродируемости почв 1,26-1,50, занимающие 36,6 % территории области. 16,4 % почв Белгородской области способствуют уменьшению эрозионных процессов (К<1). На эродированных почвах коэффициент смываемости редко превышает 3. Это связано с высоким содержанием гумуса в почвах, а также с большим количеством глинистых и тяжелосуглинистых почв на территории Белгородской области.
Около 40 % территории имеют минимальные значения рельефного фактора (<0,5). В основном это плакоры и поймы, большая часть таких земель расположена на западе области. На 30,2 % области значение рельефного фактора превышает 1,5, что способствует развития эрозионных процессов, но может быть уменьшено за счет использования лесных полос, кустарниковых кулис, полосного размещения культур, которые уменьшают длину линий стока.
Как видно из картосхемы, эрозионный потенциал дождей повышается с востока на запад с 7,7 до 9,3.
Значения коэффициента фактора севооборота до 0,08 соответствуют лесной растительности. Территории со значениями 0,08-0,14 относятся к кормовым угодьям и многолетним травам на пашне. Остальные значения соответствуют растительности на пашне. Около 40-50 % времени почва на пашне в теплый период находится без растительности, а 5 % посевных площадей занимают чистые пары. Для этих территорий коэффициент фактора севооборота имеет значение более 0,20. В среднем по многолетним данным фактор севооборота равен 0,138, принимая минимальные значения в июне, а максимальные - в апреле
Анализируемые факторы были подвергнуты типизации. Для этого нами разработана методика, основанная на «Классификации по методу максимального подобия» с использованием растрового представления данных. Это позволило на основе непрерывных данных установить с достоверностью 0,75±0,22 (x±Sx)пять типов проявления эрозионных рисков.
Анализ полученных данных показывает, что увеличение эрозионного риска происходит от I к V . На образование почв первого типа накладывает свой отпечаток более ровный рельеф, на почвы второго типа высокая эродируемость почвы, образование почв третьего типа связано с повышенным влиянием осадков, для почв четвертого и пятого типов более характерны крутые и длинные склоны, а также несколько сниженные значения фактора растительности - для пятого.
1642,3 тыс. га земель I, II, III типа, приуроченные в основном к западной части области не нуждаются в серьезных противоэрозионных мероприятиях, так как среднегодовые потери почвы здесь не превышают 2 т/га. Однако, варьирование потенциального смыва предполагает использование на пашни данных типов использование почвозащитных агротехнологий, для II типа дифференцированный подход к использованию севооборотов, уменьшение длин стоков для III типа за счет использования буферных посевов, кустарниковых кулис или лесных полос.
Земли IV и V типов подвергаются эрозионному смыву, превышающему допустимые размеры, что предполагает разработку комплексных противоэрозионных мероприятий для данных территорий.
Предпосылками для развития эрозионных процессов являются природные факторы: почвы, рельеф, растительность, осадки. Но в результате антропогенной деятельности человека происходит сильное преобразование растительного покрова и частичное изменение характеристик почв (за счет вспашки, внесения удобрений, выноса биогенных веществ с урожаем и др.), в связи с чем в разы усиливаются эрозионные процессы. В научной литературе накоплен большой опыт борьбы с проявлением водной эрозии, включающий агротехнические, лесомелиоративные, гидротехнические мероприятия. Их применение требует тщательного анализа территории. Для выработки стратегии на уровне субъекта РФ необходимы среднемасштабные исследования. Нами предлагается проводить оценку эрозионного риска для почв с использованием анализа факторов их проявления, входящих в универсальное уравнение почв, с использованием ГИС-технологий.
На территории области преобладают почвы с коэффициентом эродируемости почв 1,26-1,50, занимающие 36,6 % территории области. 16,4 % почв Белгородской области способствуют уменьшению эрозионных процессов (К<1). На эродированных почвах коэффициент смываемости редко превышает 3. Это связано с высоким содержанием гумуса в почвах, а также с большим количеством глинистых и тяжелосуглинистых почв на территории Белгородской области.
Около 40 % территории имеют минимальные значения рельефного фактора (<0,5). В основном это плакоры и поймы, большая часть таких земель расположена на западе области. На 30,2 % области значение рельефного фактора превышает 1,5, что способствует развития эрозионных процессов, но может быть уменьшено за счет использования лесных полос, кустарниковых кулис, полосного размещения культур, которые уменьшают длину линий стока.
Как видно из картосхемы, эрозионный потенциал дождей повышается с востока на запад с 7,7 до 9,3.
Значения коэффициента фактора севооборота до 0,08 соответствуют лесной растительности. Территории со значениями 0,08-0,14 относятся к кормовым угодьям и многолетним травам на пашне. Остальные значения соответствуют растительности на пашне. Около 40-50 % времени почва на пашне в теплый период находится без растительности, а 5 % посевных площадей занимают чистые пары. Для этих территорий коэффициент фактора севооборота имеет значение более 0,20. В среднем по многолетним данным фактор севооборота равен 0,138, принимая минимальные значения в июне, а максимальные - в апреле
Анализируемые факторы были подвергнуты типизации. Для этого нами разработана методика, основанная на «Классификации по методу максимального подобия» с использованием растрового представления данных. Это позволило на основе непрерывных данных установить с достоверностью 0,75±0,22 (x±Sx)пять типов проявления эрозионных рисков.
Анализ полученных данных показывает, что увеличение эрозионного риска происходит от I к V . На образование почв первого типа накладывает свой отпечаток более ровный рельеф, на почвы второго типа высокая эродируемость почвы, образование почв третьего типа связано с повышенным влиянием осадков, для почв четвертого и пятого типов более характерны крутые и длинные склоны, а также несколько сниженные значения фактора растительности - для пятого.
1642,3 тыс. га земель I, II, III типа, приуроченные в основном к западной части области не нуждаются в серьезных противоэрозионных мероприятиях, так как среднегодовые потери почвы здесь не превышают 2 т/га. Однако, варьирование потенциального смыва предполагает использование на пашни данных типов использование почвозащитных агротехнологий, для II типа дифференцированный подход к использованию севооборотов, уменьшение длин стоков для III типа за счет использования буферных посевов, кустарниковых кулис или лесных полос.
Земли IV и V типов подвергаются эрозионному смыву, превышающему допустимые размеры, что предполагает разработку комплексных противоэрозионных мероприятий для данных территорий.