13.3.Пространственно-временная организация зон влияния осушитсльных систем

  Принципиальная схема изменений природно-территориалыь комплексов под влиянием осушения показана на рис. 36.

Осушение есть уничтожение гидроморфных комплексов, лесной и кустарниковой растительности, нивелировка местных локальных природных различий путем прокладки дренажа, при ведения культур технических работ, известкования, внесении минеральных и органических удобрений.

Это приводит к формированию антропогенного ландшафта с при сущими ему процессами мелиоративной эрозии, дефляции, минерализации и сработки торфяной залежи, уплотнения почвы, перестройки орнитофауны и др. При этом появляются новые свойства ландшафты увеличение пожарной опасности, уменьшение продолжительности безморозного периода и снижение температур воздуха и на поверхности почвы ночью, сокращение и даже исчезновение некоторых видов естественной фауны.
Влияние осушения происходит через поверхностные и грунтовые воды (дренажный сток). Гидрологическое влияние изучено достаточно подробно на примере Полесья. Осушение способствует увеличению годового стока в пределах точности гидрометеорологических исследований, достоверно в первые годы, за счет сработки «вековых» запасов болотных вод. В период интенсивной вегетации растений сток снижается. Максимальный весенний сток возрастает, но максимальный сток малой обеспеченности снижается. Минимальный сток после осушения возрастет в 1,7—3,8 раза; увеличивается и летний меженный сток. В целом внутригодовое распределение стока становится более равномерным.
Размер зоны гидрогеологического влияния определяется: глубин  и дренажа, расстоянием между дренами регулирующей и проводят и сетей, типом регулирования, литологическим составом пород, мощностью водоносного горизонта, уклонами рельефа, сезонными методными условиями и др. Ширина зоны влияния может составлять от нескольких десятков метров до 3—6 км.
Снижение уровня грунтовых вод определяет две цепочки причинно-следственных связей: одна проявляется в изменении ландшафтно- геохимических условий, почвенного и растительного покрова; другая связана со снижением затрат тепла на физическое испарение, изменениями в структуре радиационного и теплового балансов, что наряду с альбедо деятельной поверхности формирует новый микроклимат.
Микроклиматический эффект осушения наиболее ярко проявляется в изменении температуры на поверхности почвы. В летнее время осушенном болоте в дневные часы температура поверхности почвы обычно на 2—5 "С выше, чем на болоте. Осушение приводит к росту суточной амплитуды температуры в разные сезоны года от 2,5 до 6,5  С Значения минимальных температуры на поверхности почвы снижаются на 1—3°. Выравнивание рельефа после осушения и проведение культуртехнических работ снижают шероховатость поверхности и при водят к увеличению скорости ветра по сравнению с неосушенных болотом в дневные часы на 1—1,2 м/с.
Удаление кустарников и сглаживание полей приводят к значительному перераспределению снежного покрова и его метелевому переносу. Основная часть осушенных земель, за исключением пограничных зон с лесами, имеет запас влаги на 10-15% меньше средних фоновых значений. Осушение приводит к большей глубине промерзай осушенного торфяника, на 20-30 см, что характерно для условий Карелии, Полесья, Смоленской области и Мещеры. Таким образомосушением связано появление новых устойчивых черт в режимах тепла и влаги, в микроклимате прилегающей территории, наибе ярко — на массивах осушения площадью более 500 га.
Ландшафтно-геохимические аспекты воздействия осушителыных систем на прилегающую территорию. И. А. Авессаломовой разработки принципиальная схема перестройки геохимических ландшафтов при осушении (рис. 37). Задачи проектирования заключаются в следующем.

Первая — оценка плодородия осушенных земель с позиций геохимических факторов урожая и норм внесения минеральных удобрений Сложность ее решения заключается в том, что процессы, протекающих на осушительной системе, противоречивы. С одной стороны, в результате осушения происходит перестройка гидроморфного ряда почв в антоморфный, усиление в них зональных процессов, что приводит к формированию более плодородных почв. С другой стороны, при трансформации осушенных почв, обработке торфа и выносе химических элементов
с урожаем наблюдается отрицательный баланс органического вещества несбалансированность круговорота зольных элементов.
Вторая — расчет потерь питательных элементов с однонаправленным дренажным стоком и оценка возможной «химической» эрозии и Уничтожение или сокращение природных геохимических и биологических барьеров (низинных болот) способствует выносу химических элементов из ландшафта. Потенциально это является предпосылки для снижения качества вод и загрязнения, что создает условия евтрофирования водоемов и снижения рыбопродуктивности.
Третья задача — расчет качества дренажных вод и качества поверхностных вод местных рек и озер.
Результаты исследований в Мещере позволили установить основные черты ландшафтно-геохимических изменений. Результатом интенсификации биологического круговорота элементов лугово-болотных супераквальных ландшафтов явилось увеличение содержания подвижных форм элементов в почве. В верхних горизонтах мелиорированных почв растет содержание подвижного N и Р по сравнению с торфами низинных болот. Это свидетельствует об улучшении обеспеченности ландшафтов элементами питания растений. Под культурными луга резко увеличивается азот нитратов по сравнению с аммонийным. В пахотном горизонте он может возрастать в 20 раз, тогда как соотношение между этими формами в низинных болотах противоположно.
Другой аспект функционирования осушительной системы, снизанный с интенсификацией бика, — изменение состава вод суперак вальных ландшафтов по сравнению с исходным. Наблюдается увеличение минерализации грунтовых вод лугово-болотных агроландшафтов, интенсивности водной миграции Са, С1, снижение содержании Сорг и общего азота. Многие биогенные элементы мигрируют в состав органических соединений.
Новым признаком осушенных почв и на прилегающей территории является их окислительно-восстановительная вертикальная зональность. В верхней части профиля до 20—35 см формируются окислительные условия; Рh возрастает до 360—430 мВ. Далее преобладают востановительные условия. На контакте обстановок возникает площадной кислородный барьер. В зоне закрытого дренажа при выходе глеевых вод из труб возникают локальные кислородные барьеры.
Интегральным показателем последствий геохимической перестройки ландшафтов выступает сток дренажных канав. Эти воды в лесной зоне чаще всего относятся к гидрокарбонатно-кальциевым; они минерализованы. Характерен вынос Са, С1, сульфат-иона и соединений азота. Потеря вещества с дренажным стоком относится к отрицательным последствиям функционирования осушительных систем. В районах с обилием озер, которые принимают дренажный сток, снижается рыбопродуктивность и возникают благоприятные условия для евтрофирования.
Структура зоны влияния осушительных систем
В зоне гидрогеологического влияния спустя 10—15 лет после их создания четко обозначаются две подзоны: структурной перестройки компонентов ПТК и подзона количественных изменений; вторая подзона иногда мелкоконтурна и фрагментарна. В пределах подзон влияния прослеживаются пояса увеличения и снижения биологической продукции ландшафта.
Конкретные значения вертикальных и горизонтальных границ под-зон и поясов влияния носят региональный характер. Все типы леса в зоне влияния осушительной системы следует разделить на три группы: и избыточно увлажненные до создания дренажа, где глубина фунтовых вод за вегетационный период обычно менее 0,6 м (для почв легкого механического состава); произрастающие в оптимальных условиях атмосферно-грунтового увлажнения (глубина грунтовых вод 0,7—1,2 м) и леса, испытывающие периодический недостаток влаги (уровень грунтовых вод летом может быть до 2 м и более).
В качестве примера реакции древесного яруса на понижение уровня фунтовых вод в пределах подзоны структурной перестройки ПТК в табл. 11 приведены результаты исследований в Мещерской низменности и вне влияния Вожской осушительной системы площадью около 700 га.
Таблица 11
Границы поясов влияния Вожской осушительной системы на древесный ярус

Пояс
НЛИЯНИЯ

Господствующие типы леса

Превышение над уровнем осушенного болота, м

Расстояние от дренажа,
м

Изменение прироста за 10 лет

Положительное

Сосняки чернично-зеленомошные

0,4-1,1

до 120

1,30-1,40

Ельники-кисличники и чернично-зеленомошные

до 0,65

до 1 20 м

1,13

Отрица-тельное

Сосняки-зелено-мошники

до 0,75-2,3

до 220

0,80-0,95

Ельники кислично-зеленомошные

1,0-1,6

до 150

0,70

Четыре принципиальных вывода следуют из анализа динамики прироста деревьев, относящихся к зоне влияния осушительной системы.

1.    Граница положительного и отрицательного влияния зависит от типа леса; ареал влияния больше в сосновых лесах, чем еловых, так как ель имеет поверхностную корневую систем На отметках свыше 1,7 над дренажем такого влияния не прослежено. Снижение прироста в сосняках обнаружено до 2,5
2.   Спустя 12—15 лет после создания осушительной системы ослабевает ее влияние на прирост из-за ее «дряхления» и рос придаточных корней. Растения приспосабливаются к ново г уровню почвенно-грунтовых вод.
3.    Влияние осушения проявляется на фоне сезонных и многолетних колебаний метеорологических условий. В засушливые го,1 для условий Полесья, Мещерской низменности ареал отрицательного воздействия больше, чем во влажные и умеренно теплые годы.
4.   Ширина зоны гидрогеологического влияния на продуктивность лесов на Вожской системе составила 160-250 м. Площадь влияния 450 — 500 га, или около 70% к площади осушенных болот.
Влияние осушения на луговые комплексы требует длительных стационарных наблюдений за их видовым составом и продукцией фитомассы. Сравнительный анализ видового состава и продукции лугов на разных гипсометрических уровнях (от низинных болот до суходольных лугов) попарно, когда одна из групп расположена в предполагаемой зоне влияния, а другая вне ее, позволил сделать региональные выводы для Мещерской низменности, которые можно экстраполирован, на Полесский род ландшафтов.
1. Размер зоны влияния носит пульсирующий характер. Она больше в сухие годы.
2. Знак влияния на продуктивность дифференцирован по высотным уровням. В целом снижение продуктивности лугов за 15 лет составил 20%. В наибольшей степени снижение фитопродукции происходит на мезофильных лугах, где глубина вод до осушения была 0,2—0,6 м, а в настоящее время — 0,4—1,0 м.
3. Выявлена четкая дифференциация знака влияния по годам и пределах одного гипсометрического уровня.
4. Изменения в видовом составе лугов в зоне влияния осушитель ной системы свидетельствовали о заболачивании лугов спустя 15 лет после ее создания, что связано с «дряхлением» системы. На это указывает динамика прироста древесного яруса. После реконструкции Вожской системы в середине 80-х годов вновь проявилась тенденции к их ксерофитизации.
Вопрос о взаимоотношении птиц и осушительной мелиорации имеет важное практическое значение. В мире известно свыше 5 тыс. видов насекомых, приносящих вред сельскому хозяйству. Потери урожая т вредителей достигают 20%. Использование птиц как биологическом, экологически чистого средства борьбы с вредителями сельско-хозяйственных культур имеет преимущество прежде всего из-за своей дешевизны и относительно высокой эффективности.
В настоящее время человечество теряет ежегодно один вид птиц, основная причина — осушение. В Германии, например, 88% видов птиц, находящихся на грани исчезновения, — представители влажных биотопов. Для Мещерской низменности эта цифра составляет 86%. По Д. М. Очагову, в результате мелиорации птицы испытывают на себе влияние (в целом негативное) следующих факторов: понижение уровня грунтовых под, изменение рельефа земной поверхности и растительного покрова; усиление фактора беспокойства в репродуктивный период; проведение механизированных сельскохозяйственных работ и выпаса скота; применение минеральных удобрений; использование пестицидов.
Видовое разнообразие гнездящихся птиц можно рассматривать как индикатор устойчивости ландшафтов. Это возможно при сохранении и пределах массивов осушения небольших по площади (0,3-0,5 га) тер, заболоченных территорий, лесов и создании лесных полос и кустарниковых насаждений. Сохранение разнообразия биотопов позволяет существенным образом предотвратить негативные последствия осушения. В этом случае снижается численность отдельных видов, а число видов остается прежним.
При проектировании осушительных систем на уровне ОВОС необходимо определить размеры зон влияния и направленность процессов. Размеры поясов и подзон влияния определяются совокупностью физико-географических условий, важнейшими из которых выступают три:
»              глубина дренажа, огранительных (ловчих) каналов;
»              угол наклона рельефа местности;
»              механический состав почвообразующих пород.
По совокупности указанных свойств выделяются четыре вида зон влияния с подвидами (табл. 12).
Вид I формируется в том случае, когда распространение влияния лимитировано двумя или тремя факторами. Зона влияния очень узкая, обычно 30—50 м. Характерна для водораздельных систем средней и южной подзон тайги; для увалистых суглинистых моренных равнин, модно-ледниковых равнин, перекрытых чехлом покровных суглинков; холмисто-моренных равнин с камами и озами.
Формирование зоны II вида характерно для ландшафтов моренных водно-ледниковых песчаных и супесчаных равнин, долинно-зандровых равнин, ландшафтов пойм рек и древнеаллювиальных равнин. И зависимости от лимитирующего фактора выделены три подзоны.
Для ландшафтов плоских зандровых водно-ледниковых, зандровых древнеаллювиальных, плоских вторичных супесчаных моренных равнин характерен III вид зоны влияния. В случае когда территория сложена песками или супесями, склоны пологие и глубина дренажа 1,5-2,5 м, ширина зоны влияния может достигать 1 — 1,2 км.
Если в одном речном бассейне создано несколько осушительных систем или наблюдается взаимодействие двух или нескольких систем в смежных бассейнах, формируется обширная (до 3—6 км) зона вли-
Таблица 12
Виды и подвиды зон влияния осушительных систем

Название, размер, м

Лимитирующие факторы

Состав подзон  и поясов

Скорость процесса

Отношение площади влия ния к осушен ной

I. Очень
узкая, до 50м

Уклоны gt;0,01; глубина дренажа lt; 1,2 Механический состав пород

Слабая дифференциация на пояса, основной пояс положительного влияния

Малая

0,03-0,10

П. Узкая, средняя, до 300 м

Па. Уклон gt; 0,01

Четкая дифференциация на укороченные подзоны и пояса

Большая

0,05-0,20 :

Пб. Механический состав — суглинки

Четкая дифференциация на подзоны и пояса

Малая и средняя

0,20-0,80'

Ив. Глубина дренажа lt; 1,2

То же с небольшим поясом отрицательного влияния

Средняя и большая

0,30-0,50 1


III. Широкая, 0,5-1,2 км

Условно нет

Полный набор подзон и поясов влияния

Большая

0,5-1,00.1

IV. Обширная, до 3— 6 км

Условно нет

Разорванные и сомкнутые ареалы подзон и поясов, взаимодействие смежных систем

Большая

0,9-3,00



яния, а изменения касаются ПТК ранга ландшафта и даже провинции. Это IV вид зоны влияния.
  
<< | >>
Источник: Дьяконов К. П.,Дончева Л. В.. Экологическое проектировагние и экспертиза: Учебник длявузов. — М.: Аспект Пресс. - 384 с.. 2005

Еще по теме 13.3.Пространственно-временная организация зон влияния осушитсльных систем:

  1. 12.2. Пространственно-временная организация сферы влияния водохранилищ
  2. Моделирование пространственно-временных факторов.
  3. § 2. ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЙ КОНТИНУУМ ПОЛИТИЧЕСКОЙ СФЕРЫ. МИКРО-, МАКРО- И МЕГАПОЛИТИКА
  4. Глеб Алексеевич Архангельский. Организация времени. От личной эффективности к развитию фирмы. «Организация времени»: Питер; СПб., 2008
  5. Оценка стратегических зон хозяйствования организации
  6. Влияние денег на социальное конструирование времени
  7. 4.4. Результативность работы продавцов: факторы влияния и использование рабочего времени
  8. 2.4.30. Взносы, уплачиваемые международным организациям и организациям, предоставляющим платежные системы и электронные системы передачи информации
  9. Организация системы управления персоналом: ОТ ДИАГНОСТИКИ ОРГАНИЗАЦИИ К ПОСТРОЕНИЮ ИНФРАСТРУКТУРЫ СИСТЕМЫ МЕНЕДЖМЕНТА
  10. Предметно-пространственная среда
  11. ВЛИЯНИЕ ФОРМАЛЬНОЙ И НЕФОРМАЛЬНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ
  12. ПРИЛОЖЕНИЕ С ЧИСТАЯ пространственная конкуренция
  13. Пространственный предел «социальной справедливости»
  14. Роль и влияние международных экономических организаций
  15. 2.10. КОМПЕТЕНТНОСТЬ ОРГАНИЗАЦИИ ВО ВРЕМЕНИ
  16. Поведение влияния в течение жизненного цикла организации
  17. ГЛАВА 2. СИСТЕМЫ ХОЗЯЙСТВОВАНИЯ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ПРЕДПРИЯТИЯ