Засоление почв

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 06 Мая 2013 в 23:10, реферат

Описание работы

Одной из самых острых проблем современности является деградация почв - главного фундамента жизни. В нашей стране засолено около 10% поверхности суши. Причем в настоящее время увеличиваются масштабы вторичного засоления почв, которое развивается чаще всего при нерациональном орошении. Таким образом, засоление начинает признаваться как важный фактор, лимитирующий продуктивность сельскохозяйственных культур, который оказывает глубокое воздействие на все стороны жизнедеятельности растений. При этом изменяются как структура, так и функции растений. Известно, что длительное повышенное содержание ионов в почве оказывает значительное влияние на многие физиологические процессы растений, вызывая при этом и анатомические изменения [2, 97 с. ].

Содержание работы

Введение. 3
1. Определение и сущность засоления почв. 4
2. Причины возникновения засоления почв 5
3. Классификация почв по степени засоления 8
4. Распространение и масштабы проявления засоления почв 12
5. Методы исследования засоления почв. 14
5.1. Картирование и анализ опасности засоления почв с помощью ГИС и технологии обработки данных дистанционного зондирования 14
5.2. Интеграция знаний о ландшафте. 15
5.3. Картирование распространения засоления 15
5.4. Моделирование засоления, распространения, встречаемости и степени засоления 16
6. История исследования засоления почв. 21
7. Экологические последствия и влияние на сельскохозяйственную деятельность человека процесса засоления почв. 28
8. Влияние человека и возможность управления процессом засоления почв. 29
Заключение. 30
Список используемой литературы: 31

Файлы: 1 файл

Рефрат Засоление почв.docx

— 228.76 Кб (Скачать файл)

Московский   Государственный  Университет

Инженерной  Экологии

Кафедра ЮНЕСКО

«Техника экологически чистых производств»

 

 

Реферат на тему:

«Засоление почв».

 

 

                                                          Студентка: Крюкова А.

                                                          Группа: И-35

                                                          Преподаватель: Буланов С.А.

 

 

Москва

2010

Содержание

 

Введение. 3

1. Определение и сущность засоления почв. 4

2. Причины возникновения засоления почв 5

3. Классификация почв по степени засоления 8

4. Распространение  и масштабы проявления засоления почв 12

5. Методы исследования засоления почв. 14

5.1. Картирование  и анализ опасности засоления  почв с помощью ГИС и технологии  обработки данных дистанционного  зондирования 14

5.2. Интеграция  знаний о ландшафте. 15

5.3. Картирование  распространения засоления 15

5.4. Моделирование  засоления, распространения, встречаемости  и степени засоления 16

6. История исследования засоления почв. 21

7. Экологические последствия и влияние на сельскохозяйственную деятельность человека процесса засоления почв. 28

8. Влияние человека и возможность управления процессом засоления       почв. 29

Заключение. 30

Список используемой литературы: 31

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

   Одной из самых острых проблем современности является деградация почв - главного фундамента жизни. В нашей стране засолено около 10% поверхности суши. Причем в настоящее время увеличиваются масштабы вторичного засоления почв, которое развивается чаще всего при нерациональном орошении. Таким образом, засоление начинает признаваться как важный фактор, лимитирующий продуктивность сельскохозяйственных культур, который оказывает глубокое воздействие на все стороны жизнедеятельности растений. При этом изменяются как структура, так и функции растений. Известно, что длительное повышенное содержание ионов в почве оказывает значительное влияние на многие физиологические процессы растений, вызывая при этом и анатомические изменения [2, 97 с. ].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  1. Определение и сущность засоления почв.

   Засоление почв - salinity of soils. Процесс накопления в почвах солей (чаще хлоридов и сульфатов натрия, кальция и магния, карбоната и нитрата калия), приводящий к образованию солонцеватых и солончаковых почв. Может происходить в естественных условиях засушливых районов в результате капиллярного поднятия солоноватых и солёных вод, а также под влиянием техногенных факторов - вследствие излишнего поступления поливной воды и плохой работы водосборной и дренажной сетей в оросительных системах. В последнем случае происходит смыкание оросительных и грунтовых вод, что вызывает подъём солей по капиллярам к поверхности и засоление орошаемых земель. Засоленными считаются почвы, в которых содержание солей превышает 0,25 % по массе. Рассоление таких почв производится путём вымывания солей пресными водами.

   Крайняя степень засоления почв приводит к образованию солончаков. Соли не только пронизывают весь почвенный профиль, но даже накопляются в виде белого налета на поверхности или даже корочки [1].

 

 

 

 

 

 

 

 

  1. Причины возникновения засоления почв

   Естественное засоление почв характерно для территорий с аридным климатом.1 Оно происходит в результате подтягивания солей к поверхностным слоям почвы из грунтовых вод и коренных отложений при восходящем движении влаги. Влага по мере вертикально восходящего движения испаряется, а содержащаяся в ней соль откладывается на стенках порового пространства почв. Высоким природным засолением обладают почвы пустынь и полупустынь.

   Больше засолены почвы, образующиеся на коренных породах с высоким природным засолением и при неглубоком (менее 3 м от поверхности земли) залегании грунтовых засоленных вод. В естественных условиях процесс идет медленно, но он существенно усиливается (вторичное засоление) и становится настоящим бедствием при орошаемом земледелии. По оценкам ФАО-ЮНЕСКО, более 50% всех орошаемых земель мира подвержено вторичному засолению и осолонцеванию2. Как показал многолетний опыт орошения земель Средней Азии, Заволжья и Нижнего Дона, орошаемое земледелие вызывает целый комплекс «болезней» почв: выщелачивание, разрушение структуры, засоление, осолонцевание, заболачивание и в итоге полнейшую деградацию и уничтожение.

   Засоление почв происходит на той стадии орошения, когда соленые грунтовые воды поднимаются на глубину 1-3 м от поверхности земли и транспирация растительностью и испарение приближается к величине испарения с открытой поверхности воды (в аридных районах оно достигает 1000- 1500 мм в год). При минерализации таких вод 2-3 г/ в верхний слой почвы за лето привносится около 20 т/га солей.

   Подъем уровня грунтовых вод (подтопление) на орошаемых землях неизбежен при любых щадящих режимах полива. Подтопленные территории становятся непригодными для орошения еще и по причине непроходимости таких земель для обрабатывающей техники [ 1, 134 с.].

   Вторичное засоление – процесс накопления солей в почвах, происходящий под влиянием неправильного использования орошаемых почв или прилегающих к орошаемым, а также в результате изменения водно-солевого баланса, ранее регулируемого естественным путем, например, на пойменных землях после зарегулирования речного стока. Причиной вторичного засоления может быть высокая минерализация оросительных вод на орошаемых и смежных с орошаемыми почвах, подъем минерализованных грунтовых вод, ослабление промывного режима почв. Вторичное засоление наиболее распространено в районах бессточных низменностей, где за многие тысячелетия накапливались соли Na2CО3, MgCО3, Na2SO4, CaCO3, NaCl2 и другие, но в условиях сухого климата при недостатке влаги не поднимались на поверхность. Наиболее губительное действие оказывают натриевые соли. Вторичные засоления почвы разделяются по составу, количеству солей и глубине залегания солевого горизонта. Они могут быть мелиорированы путем промывок и удаления промывных и минерализованных грунтовых вод с помощью дренажа. Профилактика вторичного засоления основана на контроле качества оросительных вод (обычно менее 0,7 г/л солей), поддержании зеркала грунтовых вод ниже критического уровня (2—3 м) и соответствующего режима орошения, при необходимости с применением периодически промывных поливов. В последние годы, с общим ухудшением качества вод в источниках орошения, наблюдается рост площадей вторичного засоления почв [2].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  1. Классификация почв по степени засоления

   Засоление почвы относится к наиболее существенному типу деградации почв и земель. Различают:

   - собственно засоление - избыточное накопление водорастворимых солей и возможное изменение реакции среды вследствие изменения их катионно-анионного состава;

   - осолонцевание - приобретение почвой специфических морфологических и других свойств, обусловленное вхождением ионов натрия и магния в почвенный поглощающий комплекс, что рассматривается как самостоятельный процесс неблагоприятных изменений почв засоленного ряда [3].

   Согласно Б. П.  Строгонову, по степени засоления различают практически незасоленные, слабозасоленные, среднезасоленные почвы и солончаки. Тип засоления определяется по содержанию анионов в почве: хлоридное, сульфатное, сульфатно-хлоридное, хлоридно-сульфатные и карбонатное. Преобладающим катионом в таких почвах является натрий (поваренная соль (NaCl), сода (Na2CO3), глауберова соль (Na2SO4), но встречаются также карбонатно-магниевое (кальциевое) и хлоридно-магниевое (кальциевое) засоление. Наиболее вредное влияние оказывает содовое засоление, поскольку в почве сода распадается, образуя сильную щелочь (гидроксид натрия). Все эти соли хорошо растворимы в воде, так что во влажном климате обычно вымываются из почвы атмосферными осадками и сохраняются в ней в ничтожных количествах. В сухом же и жарком климате не только не происходит промывания почвы дождем, но, наоборот, растворы солей поднимаются с восходящим током почвенной воды из глубин субстрата. Вода испаряется, а соли остаются в верхних слоях почвы. Накапливаясь, они вызывают образование солончаков и солонцов. Неумелое искусственное орошение в пустынной зоне вызывает засоление почвы. Так, в поливной зоне нашей страны насчитывается до 36% засоленных земель. По побережьям морей даже при влажном климате почва насыщена солями.

   Солончаки весной увлажнены грунтовыми водами, их называют мокрыми.

   Концентрация солей в почвенном растворе достигает нескольких десятков процентов, причем наибольшая засоленность почвы наблюдается в сухие периоды года, когда солончаки высыхают. В это время поверхность почвы покрывается налетом соли, сверкающей на солнце. Солончаки есть и в степных зонах России, но главным образом распространены в пустынной зоне. Они встречаются как мелкими пятнами, так и большими массивами.

Рис. 1. Засоление почв

  Солонцы отличаются от солончаков: поверхностные слои их почвы не засолены, а соли, вредные для растений, накапливаются в более глубоких горизонтах. Поверхностный слой солонца бесструктурный, сильно выщелоченный; ниже его расположен уплотненный, слой почвы, насыщенный натриевыми солями.

   В сухое время года эти слои растрескиваются на глыбы, столбцы. Ниже этих слоев располагается почва, засоленная растворимыми солями.

   Весной плотные слои солонца долго задерживают воду на его поверхности. Летом же, когда уплотненные слои высыхают и растрескиваются, выпадающие атмосферные осадки по трещинам устремляются в глубь субстрата, не увлажняя поверхности [4, 68 с.].

 

Рис. 2.  Категории почв по степени засоления.

   Количественные показатели степени засоления для разных типов засоления различны [4].

 

 

 

 

 

 

Степень засоления почв

                   

                                 Химизм засоления

Нейтральное засоление (pH < 8,5)

Щелочное засоление (pH > 8,5)

Хлоридный,

сульфатно-хлоридный

HCO3 < Ca + Mg

Хлоридно-сульфатный

HCO3 < Ca + Mg

Сульфатный

HCO3 < Ca + Mg

Cодовый и

содово-хлоридный

HCO3 > Ca + Mg

Сульфатно-содовый и

содово-сульфатный

HCO3 > Ca + Mg

Порог токсичности

(незасоленые почвы)

< 0,1

0,05

< 0,2

0,1

< 0,3 (1,0)**

0,15

< 0,1

0,1

< 0,15

0,15

Слабая

0,1 - 0,2

0,05 - 0,12

0,2 - 0,4 ( 0,6)**

0,1 - 0,25

0,3 (1,0) - 0,6 (1,2)**

0,15 - 0,3

0,1 - 0,2

0,1 - 0,15

0,15 - 0,25

0,15 - 0,25

Средняя

0,2 - 0,4

0,12 - 0,35

0,4 (0,6) - 0,6 (0,9)**

0,25 - 0,5

0,6 (1,2) - 0,8 (1,5)**

0,3 - 0,6

0,2 - 0,3

0,15 - 0,3

0,25 - 0,4

0,25 - 0,4

Сильная

0,4 - 0,8

0,35 - 0,7

0,6 (0,9) - 1,0 (1,4)**

0,5 - 1,0

0,8 (1,5) - 1,5 (2,0)**

0,6 - 1,5

0,3 - 0,5

0,3 - 0,5

  0,4 - 0,6

 

   0,4 - 0,6

Очень сильная

> 0,8

> 0,7

> 1,0 (1,4)**

> 1,0

> 1,5 (2,0)**

> 1,5

> 0,5

> 0,5

> 0,6

> 0,6

*над чертой - сумма солей,  под чертой - сумма токсичных солей, %; водная вытяжка 1 : 5

**Цифры в скобках соответствуют  степеням засоления по сумме  солей в гипсоносных почвах, к  которым отнесены почвы, содержащие  более 1%

CaSO4 ·2H2O


 

Таблица 1. Показатели степени  засоления для разных видов почв [4].

  1. Распространение и масштабы проявления засоления почв

    Впервые создана электронная версия карты засоления почв Европейской части России М 1 : 2 500 000 и подсчитаны площади разных по засолению почв в пределах указанного региона по четырем федеральным округам (Южному, Центральному, Приволжскому, Северо-Западному). Установлено, что общая площадь засоленных в слое 1 м почв составляет около 23.3 млн. га. Более половины засоленных почв представлено солончаковатыми видами; около 25% относится к солончаковым (поверхностно засоленным). По составу солей господствуют почвы сульфатного и хлоридно-сульфатного засоления (>50% от площади засоленных почв). Щелочные почвы содового засоления и с участием соды составляют около 6%. Эту цифру считают заниженной и требующей уточнения, так как значительная часть нейтрально засоленных почв, относящихся к почвам солонцового комплекса, часто содержит в солонцовом и подсолонцовом горизонтах соду, что не всегда учитывалось при оценке химизма засоления. Основная часть засоленных почв Европейской территории России представлена солонцами и солонцеватыми почвами. Площадь собственно солонцов достигает 9.4 млн. га. Площадь почв, характеризуемых солонцеватостью, составляет 15.5 млн. га, сюда входят почвы, засоленные как в первом, так и во втором метрах почвенного профиля. Анализ засоления почв по федеральным округам свидетельствует о господстве засоленных почв в Южном округе [3, с.627].

 

Рис. 3. Карта степени засоления почвы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  1. Методы исследования засоления почв.

   Рассмотрим методы исследования засоления почв на примере   долины Пуната-Клиза в Восточной Кордильере в районе города Кочабамба.

5.1. Картирование и анализ опасности засоления почв с помощью ГИС и технологии обработки данных дистанционного зондирования

   Долина Пуната-Клиза в Восточной Кордильере в районе города Кочабамба была когда-то одной из главных житниц Боливии. Теперь 44 тыс. гектаров в прошлом плодородных земель засолены, их продуктивность либо резко снизилась, либо вообще сведена к нулю.

   Засоление развилось как естественным путем - под влиянием геологических, орографических, климатических и гидрологических особенностей территории, так и в результате неправильно проводившейся мелиорации. Для выработки мер по регенерации поврежденных земель необходимо, прежде всего, определить их пространственное распределение по степени засоления, выявить основные причины его возникновения и тенденции его распространения.

   С этой целью было проведено специальное комплексное исследование, в котором средствами ГИС3 проведены классификация спутниковых изображений и их совместный анализ с данными наземных наблюдений. Полученные результаты были введены в базу знаний системы, построенной с использованием концепции нечетких множеств, и подвергнуты всестороннему анализу, что позволило идентифицировать и описать характеристики почв, а также дать прогноз развития процесса засоления.

5.2. Интеграция  знаний о ландшафте.

   Люди, знакомые с проблемами засоления почв, знают, что это процесс сложный и многофакторный, а специфика ландшафта оказывает большое влияние на возникновение и расположение засоленных участков. Поэтому, для выработки методов борьбы с засолением важно понимать происхождение ландшафта, историю его развития и структуру взаимосвязи почв и форм рельефа. Например, знание особенностей почв и форм рельефа может помочь в идентификации типичных засоленных участков или для определения площадей, требующих срочного вмешательства, и разработке мер по повышению плодородия земель.

   В соответствии с этими требованиями по спутниковым и самолетным снимкам методами визуального и цифрового дешифрирования были составлены карты форм рельефа, литологии и почв района. Полученные карты были введены в ГИС и использовались в качестве базовой информации для выработки многоуровневой схемы сбора дополнительных наземных данных и в качестве маски в процессе классификации изображений. Карты также использовались при моделировании связей между пространственным расположением засоленных земель и формами рельефа, для отображения степени опасности засоления почв.

Информация о работе Засоление почв