Реферат по дисциплине Экологическая оценка территорий Тема Методы проведения экологического обследования экологического состояния сельскохозяйственных угодий, лесов, болот и других наземных экосистем и их компонентов

• Название: Реферат по дисциплине Экологическая оценка территорий Тема Методы проведения экологического обследования экологического состояния сельскохозяйственных угодий, лесов, болот и других наземных экосистем и их компонентов
• Дата: 08.12.2022
• Размер: 1.07 Mb.
• Имя файла: 801182.rtf
• Тип: Реферат; #834044
• страница: 1 из 4

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

“Уральский государственный горный университет”

Инженерно-экономический факультет

Кафедра проиродообустройства


РЕФЕРАТ

По дисциплине: «Экологическая оценка территорий»

Тема: «Методы проведения экологического обследования экологического состояния сельскохозяйственных угодий, лесов, болот и других наземных экосистем и их компонентов»

Екатеринбург

2016
Содержание
1. Значение экологических исследований в сельскохозяйственном производстве

2. Методика отбора проб почвы и растений в экологических исследованиях

2.1 Общие принципы отбора проб почвы

2.2 Отбор проб растительного материала

3. Дыхание почвы

3.1 Определение интенсивности выделения СО2 из почвы

(метод А.Ш. Галстяна)

3.2 Определение интенсивности выделения СО2 из почвы

(метод Л.О. Карпачевского)

3.3 Оценка биологической активности почв

4. Определение качества воды природных водоёмов

4.1 Отбор проб воды

5. Мониторинг и оценка состояния лесных экосистем

Заключение

Список литературы

1. 
   
   
2. 
   Значение экологических исследований в сельскохозяйственном производстве
   

Антропогенная нагрузка на экосистемы в значительной степени связана с сельскохозяйственной деятельностью. Интенсивная обработка почвы, отчуждение питательных веществ с урожаем, загрязнение почв средствами химизации и отходами животноводства, негативные последствия орошения и осушения, дегумификация и эрозия почв - важнейшие факторы, непосредственно влияющие на состояние земель огромных территорий. В сочетании с воздействием промышленности и транспорта на биосферу и ее компоненты это приводит к разрушению природных ландшафтов, замене устойчивых эко(гео)систем на агроэкосистемы, а также к изменению функционирования сохранившихся экосистем. Таким образом, отрицательное воздействие сельского хозяйства на биосферу стало приобретать глобальный характер.

Будущие специалисты агрономы-экологи должны в полной мере осознавать опасность, которую может причинить биосфере неразумное использование отдельных приемов повышения урожайности сельскохозяйственных культур, среди которых в первую очередь следует назвать применение химических средств защиты растений и интенсивное воздействие сельскохозяйственной техники на почву и как следствие этого - уплотнение, нарушение физического состояния верхних горизонтов почв. Не менее важным фактором негативного воздействия является и недостаточное вложение энергии в агроэкосистемы, в частности в виде питательных веществ с минеральными и органическими удобрениями, что создает предпосылки к нарушению биогеохимических циклов элементов и агроистощению почв.

Для поддержания экологического равновесия и сохранения потенциала самоочищения и самовосстановления пахотных угодий от воздействия антропогенных факторов, которые вызывают деградацию почвы и потерю ее плодородия, необходимо проводить постоянные наблюдения за состоянием сельскохозяйственных земель. С этой целью в каждой области и стране в целом осуществляется мониторинг почв земель сельскохозяйственного назначения, представляющий собой систему наблюдений и контроля за состоянием и уровнем загрязнения агроэкосистем для своевременного выявления их изменений, оценки состояния, прогноза, предупреждения и устранения последствий негативных процессов.

Среди основных контролируемых параметров комплексного экологического мониторинга следует назвать химический состав почв (в первую очередь, содержание биогенных элементов и элементов-загрязнителей).

В состав данного пособия включены методики, которые в настоящее время наиболее часто используются в практике экспертизы экологического состояния почвенного покрова. Они позволяют произвести оценку способности почв обеспечивать потребности растений в минеральном питании и определить направление возможных деградационных процессов, установить их скорость и степень проявления.

Данные, полученные в результате применения предлагаемых методик в производственном процессе, могут быть использованы в качестве основы для разработки систем мероприятий по восстановлению и оптимизации функционирования нарушенных естественных и сельскохозяйственных экосистем.

3. 
   
   
4. 
   Методика отбора проб почвы и растений в экологических исследованиях
   

экологический исследование сельскохозяйственный почва

Одной из наиболее ответственных составляющих программы исследований по оценке состояния агроэкосистем является этап пробоотбора, так как он оказывает значительное влияние на конечный результат. Ошибки на данном этапе приводят к получению неверных данных, что влечет за собой неэффективность (а в худшем случае - нанесение еще большего вреда) принятых управленческих и технологических решений. Во избежание этого необходимо соблюдение регламента и требований к пробоотбору, зафиксированных в нормативных актах.

Основное требование, которое предъявляют к пробоотбору, заключается в том, что отобранная проба должна быть репрезентативной.

Репрезентативность - это такая характеристика отдельных единиц изучаемой статистической совокупности, которая наиболее адекватно отражает исследуемое явление в целом (с определенным уровнем вероятности).

Репрезентативный отбор проб гарантирует, что образец или группа образцов точно представляют свойство или концентрацию загрязнителей на всем участке почвы в целом (или во всем объеме растительной продукции) в данное время. Репрезентативность отбора образцов - понятие комплексное и определяется способом отбора, количеством объединенных проб на единицу площади, количеством точечных проб, слагающих объединенную пробу, объемом (массой) образца, способом приготовления объединенной пробы и т.д.

В общем случае надежность оценки увеличивается с возрастанием числа проб с единицы площади или объема, равномерности их распределения по площади (объему). Чем более неоднородна изучаемая территория, тем плотнее должна быть сетка пробоотбора.

Перечень необходимых для усвоения студентами

знаний и умений

После изучения темы студент должен знать: • нормативные документы, регламентирующие процедуру отбора проб почвы и растительности;

• 
  терминологию, используемую при пробоотборе;
  
• 
  основные требования, предъявляемые к пробоотбору;
  
• 
  методики отбора проб почвы и растительности.
  

Студент должен уметь:

• 
  выбрать методику отбора проб почвы и растительности в зависимости от конкретной ситуации;
  
• 
  составить схему пробоотбора;
  
• 
  отобрать пробы почвы и растительности.
  

1. 
   Общие принципы отбора проб почвы
   

Методика отбора проб определяется объектом и целью исследования. Основными нормативными документами, регламентирующими процедуру отбора проб почвы, являются следующие:

1. 
   ГОСТ 17.4.3.01-83 Охрана природы. Почвы. Общие требования к отбору проб (устанавливает требования к отбору проб почвы при общих и локальных загрязнениях) ;
   
2. 
   ГОСТ 17.4.4.02-84 Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа (предназначен для контроля общего и локального загрязнения почв в районах воздействия промышленных, сельскохозяйственных, хозяйственно-бытовых и транспортных источников загрязнения; для оценки качественного состояния почв; для контроля состояния плодородного слоя, предназначенного для землевания малопродуктивных угодий);
   
3. 
   ГОСТ 28168-89 Почвы. Отбор проб (распространяется на отбор проб с пахотных земель, почв сенокосов, пастбищ, лесных питомников при агрохимическом обследовании);
   
4. 
   ГОСТ Р 53123-2008 Качество почвы. Отбор проб. Часть 5. Руководство по изучению городских и промышленных участков на предмет загрязнения почвы (устанавливает рекомендации, касающиеся методики исследования городских и промышленных зон, где выявлено или предполагается загрязнение почв);
   

РД 52.18.156-99 Методические указания. Охрана природы. Почвы. Методы отбора объединенных проб почвы и оценки загрязнения сельскохозяйственного угодья остаточными количествами пестицидов (устанавливают методы отбора проб почвы и оценки загрязнения сельскохозяйственных угодий остаточными количествами пестицидов);

МУ 2.1.7.730-99. Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест. Методические указания (является нормативно-методической базой для осуществления государственного санитарно- эпидемиологического надзора за состоянием почв населенных мест, сельскохозяйственных угодий, территорий курортных зон и отдельных учреждений);

Методические рекомендации по выявлению деградированных и загрязненных земель. - М., 1995 (определяют порядок организации и проведения работ по выявлению деградированных и загрязненных земель);

Методические указания по проведению комплексного мониторинга плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения. - М., 2003 (регламентирует проведение комплексного, в т.ч. агрохимического мониторинга сельскохозяйственных земель).

Выделяют следующие виды почвенных проб:

единичная проба почвы - проба определенного объема, взятая однократно из почвенного горизонта (слоя);

объединённая проба почвы - проба почвы, состоящая из заданного количества единичных проб.

В соответствии с названными нормативными документами при отборе проб можно использовать два подхода:

1) сплошное обследование - пробы отбираются со всей обследуемой территории, для чего площадь покрывается сплошной сеткой элементарных участков, каждый их которых характеризуется объединенной пробой, состоящей из определенного количества единичных. Единичные пробы равномерно отбирают со всей площади элементарного участка;

2) выборочное обследование - образцы отбираются с пробных площадок, которые по определенным принципам выделяют на обследуемой территории. В дальнейшем полученные на них данные интерпретируются на всю территорию.

Сплошное обследование используется при проведении агрохимического мониторинга и сертификации почв.

При выявлении нарушений, связанных с загрязнением и деградацией земель, данный подход обычно практикуется, когда известна площадь, на которой произошло нарушение. При этом:

• 
  обследуемая территория имеет небольшие размеры, сопоставимые или меньшие, чем рекомендуемые площади пробных площадок (нарушения при строительных работах, разлив загрязнителей на небольших участках и т.д.);
  
• 
  оценивается деградация почвы вследствие нерациональной системы земледелия, применения отходов производства в качестве удобрений и т.д. (в этом случае для сравнения обычно используются результаты агрохимического обследования, и для обеспечения сопоставимости данных отбор проб следует осуществлять по той же, ранее используемой методике).
  

При проведении сплошного обследования размер элементарных участков определяется видом сельскохозяйственных угодий, почвенно-климати- ческой зоной, насыщенностью минеральными удобрениями, пестротой почвенного покрова.

Максимально допустимые размеры элементарных участков на неэро- дированных и слабоэродированных пахотных почвах и улучшенных кормовых угодьях в Волго-Вятском районе не должны превышать: при насыщенности минеральными удобрениями <60 кг д. в-ва/га - 15 га, при насыщенности 60 кг - 10 га, при насыщенности 90 кг - 4 га, при насыщенности >90 кг д. в-ва/га - 2 га. На средне- и сильноэродированных дерново-подзолистых и серых лесных почвах размер элементарного участка должен составлять 1 - 2 га, черноземах - 3 га (ГОСТ 28168-89).

На рекультивируемых землях всех зон размер элементарного участка не должен превышать 1 га (Методические указания ..., 2003).

Форма элементарного участка по возможности должна приближаться к прямоугольной с отношением сторон не более 1:2. На неэродированных и слабоэродированных почвах маршрутный ход прокладывают посередине элементарного участка вдоль его длинной стороны. На средне- и сильноэро- дированных почвах, расположенных на склоне длиннее 200 м, маршрутные ходы прокладывают вдоль склона, на более коротких - поперек склона.

По длине маршрутного хода равномерно отбирают единичные пробы. В зоне распространения дерново-подзолистых почв с каждого элементарного участка отбирают 40 точечных проб, в зоне серых лесных почв - 30 точечных проб, во всех остальных зонах - 20 точечных проб. Пробы отбирают на глубину пахотного слоя (на пашне) или на глубину гумусового горизонта (на природных кормовых угодьях). Из точечных проб составляют объединенную пробу массой не менее 300 г.

Преимущество сплошного метода заключается в том, что точечные пробы отбираются равномерно со всей территории, соответственно, охват почвенных условий полный и объединенная проба представительна. Однако сплошной метод трудоемок, вследствие чего его применение не всегда оправдано. В связи с этим при определении степени загрязнения больших территорий чаще проводят выборочное обследование. Этой методики придерживаются и при проведении инженерно-экологических изысканий для разработки разделов «ОВОС» и «Охрана окружающей среды» в проектной документации на осуществление хозяйственной и иной деятельности.

С методической точки зрения выборочное обследование является более сложным, чем сплошное. При планировании выборочного обследования необходимо определить:

• 
  расположение пробных площадок на местности;
  
• 
  размер пробной площадки;
  
• 
  количество единичных проб, отбираемых с пробной площадки для составления объединенной пробы;
  
• 
  количество пробных площадок на обследуемой территории.
  

В общем случае при выделении пробных площадок на местности необходимо придерживаться следующих принципов:

• 
  площадка закладывается на участке с однородным почвенным и растительным покровом, а также хозяйственным использованием;
  
• 
  площадка должна располагаться на типичном для изучаемой территории месте;
  
• 
  при неоднородном рельефе местности площадки располагают по элементам рельефа;
  
• 
  при закладке пробных площадок следует учитывать влияние природных и антропогенных факторов на почвенные свойства и распределение загрязнителей в ландшафте;
  
• 
  пробная площадка должна иметь привязку (определение и документальная фиксация местонахождения объекта), которая гарантирует возможность повторного отыскания места исследования.
  

Размеры и количества пробных площадок, а также количества единичных проб регламентированы в нормативных документах.

Так, например, в соответствии с ГОСТ 17.4.3.01-83 при отборе проб почвы с целью определения ее химического состава допустимый размер пробной площадки при однородном почвенном покрове варьирует от 1 до 5 га, при неоднородном - от 0,5 до 1 га. При этом однородным считается почвенный покров, содержащий не менее 70 % основной почвенной разности.

В отношении расположения пробных площадок на местности в документе даются лишь общие рекомендации:

• 
  при общем загрязнении почв пробные площадки намечают по координатной сетке, указывая их номера и координаты (равномерное загрязнение - сетка с равными расстояниями между линиями, неравномерное - сетка с учетом расстояния от источника загрязнения и преобладающего направления ветра);
  
• 
  при локальном загрязнении почв для определения пробных площадок применяют систему концентрических окружностей, расположенных на дифференцированных расстояниях от источника загрязнения, указывая номера окружностей и азимут места отбора проб. В направлении основного распространения загрязняющих веществ систему концентрических окружностей продолжают в виде сегмента, размер которого зависит от степени распространения загрязнения.
  

Информация о расстоянии между линиями в координатной сетке, или о максимальных площадях, на которые можно интерпретировать результаты с одной пробной площадки, в данном нормативном документе отсутствует.

Масса объединенной пробы, составленной не менее чем из двух точечных,

должна быть не менее 1 кг.

Более детальные рекомендации по отбору проб приведены в МУ 2.1.7.730-99:

• 
  при контроле за загрязнением почв промышленными источниками площадки для отбора проб располагают на площади трехкратной величины санитарно-защитной зоны вдоль векторов розы ветров на расстоянии 100, 200, 300, 500, 1000, 2000, 5000 м и более от источника загрязнения;
  
• 
  при изучении загрязнения почв транспортными магистралями пробные площадки закладываются на придорожных полосах с учетом рельефа местности, растительного покрова, метео- и гидрологических условий. Пробы почвы отбирают с узких полос длиной 200-500 м на расстоянии 0-10, 10-50, 50-100 м от полотна дороги. Одна объединенная проба составляется из 20-25 точечных, отобранных с глубины 0-10 см;
  
• 
  при оценке почв сельскохозяйственных территорий на каждые 0-15 га закладывается не менее одной площадки размером 100-200 м в зависимости от рельефа местности и условий землепользования. Объединенную пробу составляют из равных по объему точечных (не менее 5), отобранных на одной площадке.
  

В других нормативных документах предложены несколько иные рекомендации по проведению обследования, но принципиальных различий с рассмотренными методиками нет. В связи с этим, при планировании отбора проб необходимо определиться, какой из действующих нормативных документов в конкретной ситуации является наиболее приемлемым, и в соответствии с ним проводить пробоотбор.

Как в случае сплошного, так и выборочного обследования, результаты изучения почвенного покрова можно дополнять данными по профильному распределению загрязняющих веществ. Для этого закладывается ряд почвенных разрезов и производится отбор образцов погоризонтно (из генетических горизонтов) или послойно (из слоев 0-5, 5-20, 20-40, 40-60, 60-80, 80100 см и т.д.).

Отбор проб почвы осуществляется лопатой или специальными пробоотборниками - бурами различной конструкции.

При составлении объединенной пробы используют прием квартования, в процессе которого почвенный материал нескольких точечных проб тщательно перемешивают, располагают на бумаге в виде квадрата и делят его диагоналями на четыре равновеликие части. Две противоположные части удаляют, а две другие берут для дальнейшей работы. При необходимости процедуру повторяют несколько раз.

Отобранные пробы помещают в емкости из химически инертного материала (если предполагается анализ на содержание летучих веществ - в емкости с притертыми пробками), снабжают этикетками с указанием места и даты отбора пробы, глубины взятия пробы, фамилии исследователя и транспортируют в лабораторию.

2. 
   Отбор проб растительного материала
   

Основными нормативными документами, регламентирующими процедуру отбора проб растительного материала, являются:

• 
  ГОСТ 13586.3-83 Зерно. Правила приемки и методы отбора проб (распространяется на зерно зерновых и зернобобовых культур, предназначенное для продовольственных, кормовых и технических целей) ;
  
• 
  ГОСТ 27262-87 Корма растительного происхождения. Методы отбора проб (распространяется на корма растительного происхождения - зеленые корма, сено, солому, силос, сенаж, травяные искусственно высушенные корма).
  
• 
  Методические указания по проведению комплексного мониторинга плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения. - М., 2003.
  

Пробы растений отбирают на тех же участках, что и пробы почвы, непосредственно перед уборкой урожая или выпасом животных. Выделяют следующие виды проб:

• 
  точечная проба - небольшое количество растительного материала, отобранного из одного места за один прием;
  
• 
  объединенная проба - совокупность всех точечных проб растительной продукции, отобранных с одного поля или из одной партии;
  
• 
  средняя проба - часть объединенной пробы, выделенная для анализов.
  

При отборе растительного материала в поле точечные пробы растений

отбирают с пробных площадок размером 1х1 м2 (для культур сплошного сел

ва) или 1х2 м (для пропашных культур), располагая их по диагонали участка или по маршруту отбора проб почвы. На обследуемом участке (поле) следует закладывать не менее 10 пробных площадок.

Надземную часть растений срезают острым ножом, ножницами или серпом на высоте 3-5 см над поверхностью почвы и укладывают в полиэтиленовую пленку или крафтбумагу. Корнеплоды и клубнеплоды выкапывают и укладывают для транспортировки отдельно от ботвы.

Точечные пробы зеленой массы, доставленной на фермы для непосредственного скармливания животным или для приготовления силоса, сенажа, искусственно высушенных кормов, отбирают вручную не менее чем из 10 разных мест порциями по 400-500 г.

Точечные пробы из партий сена или соломы, хранящихся в скирдах или стогах, отбирают с помощью специального пробоотборника грубых кормов или вручную по периметру скирд и стогов на равных расстояниях друг от друга на высоте 1,0-1,5 м от поверхности земли со всех доступных сторон с глубины не менее 0,5 м. Масса точечной пробы должна составлять от 0,1 до 0,5 кг в зависимости от количества отбираемых точечных проб.

Точечные пробы зерна из автомобилей отбираются механическим пробоотборником или вручную щупом на расстоянии 0,5-1 м от переднего и заднего бортов и на расстоянии около 0,5 м от боковых бортов. Из автомобилей с длиной кузова до 3,5 метра следует отбирать 4 пробы, с длиной кузова 3,5-4,5 м - 6 проб, больше 4,5 м - 8 проб. Механическим пробоотборником пробы отбирают по всей глубине насыпи зерна, ручным щупом точечные пробы отбирают из верхнего и нижнего слоев, касаясь щупом дна.

Точечные пробы зерна, хранящегося в складах и на площадках, при высоте насыпи до 1,5 м отбирают ручным щупом, при большей высоте - складским щупом с навинчивающимися штангами. Для отбора проб поверхность насыпи зерна делят на секции площадью примерно 200 м каждая. В каждой секции пробы отбирают в 6ти точках поверхности на расстоянии 1 м от стен склада (края площадки) и границ секции и на одинаковом расстоянии друг от друга. В каждой точке пробы отбирают из верхнего (10-15 см от поверхности насыпи), среднего и нижнего (у пола) слоев.

Полученные разным способом точечные пробы растительного материала собирают на полог, тщательно перемешивают и расстилают ровным слоем, получая таким образом объединенную пробу. Для составления средней пробы, масса которой должна быть 1,5-2,0 кг, растительный материал берут порциями по 150-200 г из 10 различных мест. При составлении средней пробы зерна рекомендуется использовать квартование. Среднюю пробу снабжают этикеткой и направляют в лабораторию для соответствующей подготовки и анализов.

5. 
   
   
6. 
   Дыхание почвы
   

В результате биологических процессов в почве происходит поглощение кислорода и выделение углекислого газа. Интенсивность выделения последнего зависит от продуцирования СО2 почвой, ее физических и химических свойств, гидротермических условий.

Решающая роль в продуцировании углекислого газа принадлежит биологическим факторам, поэтому объемы выделяющегося с поверхности почвы СО? могут характеризовать интенсивность протекающих в ней биохимических процессов и служить интегральным показателем ее экологического состояния.

1. 
   Определение интенсивности выделения СО2 из почвы (метод А.Ш. Галстяна)
   

Принцип метода

Метод основан на определении интенсивности дыхания почвы (ИД) по учету количественных изменений содержания углекислого газа в определенном замкнутом пространстве с помощью широкогорлых конических колб.

Углекислый газ, выделившийся при дыхании, улавливается избытком раствора щелочи в ходе реакции:
СО2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O
Остаток щелочи оттитровывается кислотой. Получившееся значение позволяет судить о количестве вступившего в реакцию со щелочью диоксида углерода.

Установка состоит из колбы объемом 250 мл (А), пробки (Б) и мешочка или металлической корзинки с почвой (Г). При инкубации пробы в закрытой колбе в результате биологических процессов происходит снижение концентрации кислорода и нарушается газообмен. Для устранения этого недостатка колба, где происходит дыхание почвы, может соединяться с наружным воздухом при помощи трубки с натронной известью (В).