Лекция 9: Наблюдения и контроль состояния почвенного покрова

Почвенный мониторинг - система режимных наблюдений и контроля за изменениями в составе и функциях почв, за динамикой природных процессов и средообразующих компонентов почвенного покрова.

Почвенный мониторинг включает три взаимосвязанные составные части (блока) (слайд 2): 1. Наблюдение за состоянием почв и почвенного покрова и оценка их изменений во времени и в пространстве. 2. Прогноз изменения состояния почв и почвенного покрова во времени и пространстве. 3. Научно-обоснованные рекомендации по направленному регулированию состояния почв и почвенного покрова с целью повышения потенциального и эффективного плодородия земель, урожайности сельскохозяйственных культур, сохранения и улучшения экологических условий. К основным положениям (принципам) почвенного мониторинга относятся (слайд 3): комплексность, непрерывность, достоверность и сопряженность наблюдений (контроля), а также принцип иерархичности. Комплексность изучаемых параметров, свойств, режимов и процессов. Под комплексностью (слайд 4) понимают совокупность почвенно-химических, морфо-генетических, агрохимических, физико-химических, агрофизических и гидромелиоративных свойств почв, за которыми необходимо проводить наблюдения (контроль) в процессе мониторинга. Непрерывность наблюдений (контроля) за состоянием почв и почвенного покрова. Непрерывность имеет два аспекта: временной и "смысловой". Под первым понимают такой режим временных, сезонных и годовых циклов наблюдений, который соответствует возможностям методологии экспериментального слежения за темпами происходящих изменений в природной среде. При этом длительность непрерывных наблюдений должна быть достаточной для однозначного понимания происходящих явлений.

Второй аспект непрерывности заключается в единстве и неразрывности научного процесса "наблюдение—оценка—прогноз—регулирование". Достоверность информации. В связи с тем, что в основе мониторинга заложено сравнение свойств почв до и после или в процессе антропогенного воздействия, все изучаемые (контролируемые) параметры должны определяться с достаточной достоверностью, перекрывающей пространственное и внутрипочвенное варьирование. Сравнение состояния почв и почвенного покрова во времени также должно сопровождаться оценкой достоверности их различий. Сопряженность (совмещенность) наблюдений (слайд 5). Наблюдение за состоянием почв и почвенного покрова должно проводиться сопряженно, одновременно на наиболее распространенных структурах почвенного покрова. Принцип иерархичности. Поскольку почва является составной частью биосферы, то почвенно-экологический мониторинг представляет собой звено биосферного мониторинга. С другой стороны, можно выделить специфические виды мониторинга, например, засоленных или орошаемых почв.

Организация и проведение почвенного мониторинга проводится в четыре этапа (слайд 6). Первый состоит в предварительном обследовании территории и объектов предполагаемого мониторинга и в сборе имеющегося материала по почвенному, геоморфологическому, геологическому, гидрогеологическому, почвенно-мелиоративному картографированию и других материалов, позволяющих в совокупности провести предварительную оценку объектов мониторинга. Второй посвящен выбору объектов мониторинга и проводится по результатам первого этапа. Объект может быть представлен довольно широко в зависимости от сложности почвенно-экологических условий, глубины воздействия на почвы и их покров антропогенных факторов и их численного состава. В объекты должны быть включены фоновые или эталонные участки, не подверженные антропогенному влиянию или подверженные в минимальной степени, например, заповедники, заказники. При выборе объектов наблюдений биогеохимической части мониторинга необходимо обращать внимание на элементы и соединения-трассеры, отображающие общие масштабы загрязненности и обладающие свойствами концентрироваться на экосистемных барьерах (например, свинец, накапливающийся одновременно в гумусовом слое почвы, растениях, продуктах питания и организме человека).

Третий этап — это организация и проведение наблюдений в пространстве и во времени на выбранных объектах. В этот период определяют предварительный перечень конторолируемых параметров, устанавливают объемы работ, определяют методы их выполнения. Четвертый этап связан с оценкой полученной информации, разработкой методов хранения ее, составлением прогноза состояния почв и рациональных приемов его регулирования. Сюда же относится и оперативное предупреждение (информирование) землепользователей и землевладельцев о негативных изменениях в состоянии почв, их покрова и в урожайности культур. Первый этап мониторинга представляет собой одновременно его предварительную форму, поскольку анализ собранных на этом этапе материалов даст возможность оценить состояние почв, почвенного покрова, интенсивность и глубину развития негативных процессов. Стационарная форма мониторинга реализуется посредством проведения комплексных исследований на стационарных участках по расширенной программе. Стационарный участок должен включать группу достаточных для длительных наблюдений опытных площадок, которые представляли бы все многообразие видов почв исследуемой территории. Размеры экспериментальных участков заранее определить очень трудно, их следует устанавливать в зависимости от протяженности и состояния почвенных ареалов, длительности наблюдений, видов режимных исследований и их периодичности. Маршрутная форма мониторинга проводится по заранее выбранным маршрутам и по сокращенной программе, в которой основное внимание уделяется наиболее надежным диагностическим показателям, имеющим динамичный характер изменения во времени, например, щелочно-кислотным и окислительно-восстановительным условиям, уровню грунтовых вод, минерализации почвенного раствора, дренажного стока и некоторым другим. Маршрутная форма представляет собой один из вариантов оперативного контроля. Периодичность маршрутов — один—два раза за вегетационный период. Четвертая форма мониторинга — это сплошное обследование (сплошной мониторинг) территории. Информационную основу его составляют планово-картографические инвентаризационные материалы и агрохимические картограммы, полученные в результате периодических обследований почв. К этой форме относится и дистанционный аэрокосмический мониторинг. Выбор диагностических показателей (контролируемых параметров) является наиболее важным в почвенно-экологическом мониторинге.