UDK 631.6 Сельскохозяйственная мелиорация
GRNTI 68.31 Сельскохозяйственная мелиорация
OKSO 35.06.01 Сельское хозяйство
BBK 4 СЕЛЬСКОЕ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО. СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ И ЛЕСОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ
TBK 5607 Сельскохозяйственная мелиорация
BISAC TEC003000 Agriculture / General
The article provides a brief analysis of the history of reclamation of the Meshcherskaya lowland marshes. The current state of the drained marshes of the Ryazan Meschera is shown. The theoretical aspects of their protection and rational use are described. The issue of restoration is considered – regeneration of worked-out swamps. A scientifically based perspective of studying peat bogs in national economic and environmental aspects in modern conditions is presented
Meshcherskaya lowland, peat bogs, land reclamation, drainage systems, rational use, environmental protection measures, developed swamps, regeneration, adjacent territories
Настоящая работа направлена на обеспечение научных основ охраны и рационального использования природопользования болот Рязанской Мещеры.
Основная задача ее сводится к улучшению использования и воспроизводства природных ресурсов, в частности, торфяных болот. Следует напомнить, что болото - это избыточно-увлажненный участок земной поверхности, для которого характерно постоянное переувлажнение и дефицит кислорода, произрастание влагостойкой растительности и накопление частично разложившегося органического вещества (торфа), различной мощности. По-другому, болото – это экосистема, состоящая из трех основных компонентов: воды, болотной растительности и торфа.
Следует заметить, что торфяные болота – это уникальные природные образования, выполняющие важную роль в биосфере земли. Они консервируют большие запасы пресной воды и этим определяют водный и гидрологический режимы территории.
Изложенное выше дает основание полагать, что в основу рационального природопользования на торфяных болотах должен быть положен научный подход, с оценкой динамики современных природных процессов в торфяно-болотных экосистемах как в естественном состоянии, так и при антропогенном воздействии (осушение и использовании в сельском хозяйстве, добычи торфа и т.д.).
Поэтому рассматривать следует все торфяные болота – т.е. совокупность всех используемых в разных целях и неиспользуемых торфяных болот (водно-болотные комплексы, осушенные болота сельскохозяйственного назначения).
При этом для проведения работ по мелиоративному обустройству болот и использованию их в сельском хозяйственном производстве требуются разработки рациональных методик оценки сохранности торфяных почв и их долговечности.
Цель, задачи и методика исследований
Основной целью работы является обеспечение научных основ охраны и рационального использования природопользования болот Рязанской Мещеры.
Поставленная цель настоящей работы требует решения следующих задач:
- разработать показатели состояния мелиоративного режима торфяных почв и параметры осушительных систем с учетом сохранения экологического равновесия в агросистемах осушенных болот;
- обосновать и рекомендовать систему мониторинга на осушенных торфяных почвах при их использовании под сельскохозяйственные угодия с учетом формирования устойчивых и высокопродуктивных агроландшафтов;
- изучить закономерности влияния осушения болот на водообеспеченность прилегающих территорий;
- разработать мероприятия по охране и восстановлению торфяных болот посредством рационального использования и регенерации выработанных и сработанных торфяников.
В качестве методологической основы применен системный подход, анализ и синтез используемых научных источников.
Теоретические результаты исследований
Начало проведения работ по освоению земель Мещерской низменности началось в 1952 году, когда институтом Росгипроводхоз была составлена схема мелиоративных мероприятий и сельскохозяйственного использования болотных комплексов.
В 1954 году биолого-почвенный факультет МГУ организовал для исследования природы Мещерской низменности Окско-Мещерскую экспедицию с целью использования переувлажненных земель в сельском хозяйстве [3]. За два года экспедиции были исследованы почвы и составлены почвенные карты переувлажненных земель, а также установлены площади торфяных болот, водно-физические и агрохимические свойства торфа различных типов болот.
Материалы Окско-Мещерской экспедиции послужили в дальнейшем для разработки проектов по осушению низинных болот Мещеры.
С 1962 году начались мелиоративные работы по осушению низинных болот южной Мещеры, а к 1964 году были осушены болота: «Кальское», «Тинки-I», «Тинки-II», «Ольхи» Рязанского района и ряд Клепиковского района.
В период 1970-1980 годов была проведена широкая мелиорация болот и заболоченных земель центральной Мещеры. В этот период были осушены болота: «Макеевский мыс», «Никитское», «Вожа», «Пра-6», «Совка» и другие. Площадь мелиорируемых земель в этот период в Рязанской области составляла 100,6 тыс. га. из них около трети торфяных болот. При этом, мелиоративные работы проводились на основе научного подхода к проведению осушения и культуртехнических работ. Так, в трудах С.Ф. Аверьянова, А.Д. Брудастова, Д.Г. Головко, А.И. Голованова, А.Н. Костякова, Б.С. Маслова, А.В. Шуравилина и многих других ученых были предложены математически обоснованные методы определения междренных расстояний, обоснованы нормы и режимы осушения под различные сельскохозяйственные культуры, технологии строительства осушительных сетей и ускоренного освоения осушенных земель. Разработаны конструкции осушительно-увлажнительных систем, включая водооборотные [1, 2, 4, 5, 6, 7, 8].
Так, если в начале проведения мелиоративных работ основным способом осушения были открытые каналы, врезанные дном в песок, то в дальнейшем было применение осушительно-увлажнительных и водооборотных систем с замкнутым циклом оборота. А также, если в 60-х годах при строительстве дренажа использовали гончарные трубы, то в 70-80 годы в основном перешли на пластмассовый дренаж.
Из основных итогов научных исследований по осушительной мелиорации торфяных почв были определены следующие направления:
- разработаны параметры осушительной сети;
- изучены режимы осушения торфяных почв;
- разработана система земледелия на осушенных торфяных почвах;
- исследованы процессы осадки и сработки торфа;
- изучено влияние осушения болот на прилегающие территории [5,6,7,9].
К 90-ым годам темпы мелиоративных работ по осушению значительно сократились, можно сказать, что практически прекратились. Так, согласно данным Комитета по земельным ресурсам, в Рязанской области по состоянию на 01.01.2002 г. числилось 98,0 тыс. га осушенных земель из них половина торфяных болот, то к настоящему времени эти площади почти все переведены в немелиорируемый фонд.
Мелиоративное состояние осушенных торфяников из-за отсутствия надлежащего ухода за осушительной сетью и ее ремонта, значительно ухудшилось. Работы по реконструкции осушительных систем также полностью были прекращены, что вылилось к бесхозности ранее использованных торфяных почв в сельскохозяйственном производстве.
В основу рационального использования торфяных болот должен быть положен тип водного питания болот, определяющих характер торфяной залежи, виды и способы природоохранных и мелиоративных мероприятий. Их водный режим определяется условиями поверхностного и грунтового стока водораздельных ландшафтов. В этой связи определяются и типы торфяных болот: низинный, переходный и верховой. В связи с этим определяется и направление их использования в промышленном, сельскохозяйственном и природоохранном направлениях, т.е. сельскохозяйственные и лесные угодья на торфяных болотах, выработанные торфяники, составляют эколого-хозяйственный фонд торфяных болот Рязанской Мещеры.
В настоящее время в сельскохозяйственном производстве используются ранее осушенные низинные торфяные болота в основном в луго-пастбищном направлении и при выращивании многолетних трав, что обеспечивает сохранность остаточной торфяной залежи.
Однако часть мелиорируемых болот практически не используется в связи с нарушением работы дренажных систем. Они вторично заболачиваются и зарастают древесной растительностью, требуют проведения эксплуатационных работ и дальнейшего сельскохозяйственного использования.
Другая часть осушенных торфяных болот под действием интенсивного использования в сельскохозяйственном производстве утратила торфяные почвы и превратилась в минеральные малопродуктивные агроземы. И третья часть торфяных болот была использована под промышленной добычей торфа. Это так называемые выработанные торфяники.
В настоящее время площади этих трех приведенных направлений точно не установлены. Также не установлено их эколого-хозяйственное состояние (мощность остаточного слоя торфа, водный режим и использование и требует проведение детального обследования.
Для чего необходимо создать экспедиционную группу научных работников в составе мелиораторов, почвоведов и экологов.
По результатам проведенных исследований по состоянию торфяных болот Рязанской Мещеры необходимо разработать:
- рекомендации по формированию и ведению агроэкологического мониторинга мелиорируемых агроландшафтов;
- новые технические и технологические решения, направленные на рациональные мероприятия по сохранению плодородия остаточных торфяных почв;
- мероприятия экологической защиты торфяных болот от интенсивной производственной нагрузки их использования;
- мероприятия по возможному снижению возгоранию торфяников, используемых в сельском хозяйстве и торфяных отвалов при промышленной добычи торфа;
- гидро- и агромелиоративные мероприятия по рекультивации выработанных, сработанных торфяников или возвращение экосистемы болота в исходное состояние (их восстановление – регенерация).
Восстановление выработанных и сработанных болот Мещеры
Восстановление болот на месте выработанных или сработанных торфяных месторождений может быть определено как мероприятие направленные на возвращение природной системы в исходное (заболоченное) состояние, т.е. к восстановительной торфонакопительной функции. При этом восстановление болот следует рассматривать как совместимость естественных, так и техногенных процессов.
Восстановление болот производится поэтапно. По H. Kuntze и R. Eggelsmann выделяются следующие этапы восстановления: первоначальная ситуация (болото после использования добычи торфа или в сельском хозяйстве); переувлажнение (восстановление гидрологического режима – 10 лет); ренатурализация (возобновление естественного растительного покрова – 10-100 лет) и регенерализация (процесс аккумуляции торфа более 100 лет).
Процесс переувлажнения рассматривается как первичный этап восстановления болот, который характеризуется повышением уровня воды почти у поверхности в течение 3-5 лет до его стабилизации.
Второй этап (ренатурализация) заключается в возобновлении естественного болотного растительного покрова и определяется как технически управляемое мероприятие, после которого начинается регенерация торфяного болота. В целом, под регенерацией болот понимается совокупность естественных процессов и искусственных технических мероприятий, влияющих на возобновление процессов болотообразования и торфонакопления.
Следует заметить, что регенерируемое болото развивается благодаря специальным мероприятиям значительно быстрее естественного природного развития.
Этап переувлажнения наиболее ответственный момент при восстановлении болота, так как повышения уровня воды до поверхности выработанного торфорождения повысит и уровень грунтовых вод и на прилегающих территориях. В этой связи необходимо изучить влияние затопления болота на экологию прилегающих территорий.
Заключение
Для реализации цели и задач необходимы следующие условия:
- провести патентный поиск по технологиям и технологическим решениям возможным к применению в современных условиях;
- провести комплексное рекогносцировочное обследование всех болот (целинных и осушенных) Рязанской Мещеры (количество, площади, эффективность использования, типы болот, водно-физические и агрохимические свойства торфяных и минеральных прилегающих почв, а также оценить работу мелиоративных систем;
- определиться с тематикой проведения научных исследований и выйти с предложением включения ее в план научных исследований ФГБНУ «ФНЦ ВНИИГиМ» имени А.Н. Костякова;
- провести поиск дополнительных к государственному финансированию инвестиций в необходимом объеме на дополнительные расходы комплексной экспедиции.
1. Averyanov S.F. About the drainage of lowland swamps. Scientific tr. MIIVH, M., 1957, pp. 15-23.
2. Vilensky D.G. Meshcherskaya lowland and its comprehensive study. Tr. of the Oksko-Meshcherskaya expedition, Moscow State University, Moscow, 1961, pp. 1-125.
3. Golovko D.G. Agriculture on peat soils and drained soil lands. L. "Kolos", 1975, - 231 p.
4. Maslov B.S. et al. Guidelines for the long–term agricultural use of drainage peat soils of the Non-Chernozem zone of the Russian Federation. M., 1999 - 96 p.
5. Mazhaysky Yu.A., Tomin Yu.A. Land reclamation and agroecological aspects of the use of soils-lands of the Oksko-Meshchersky Polesie in book 1, volume 2 "Transformation and use of natural resources", Minsk, 2019, pp. 415-443.
6. Mazhaysky Yu.A., Tomin Yu.A. Principles of rational use and protection of peat soils of the Oksko-Meshchersky Polesie in the book "Polesie of Russia", Minsk, No. 4, 2019, pp. 154-164.
7. Nikitin I.S., Panov E.P., Rodin K.I. Land reclamation of the Meshcherskaya lowland. M., Moskovsky Rabochy, 1986, 208 p.
8. Tomin Yu.A., Mazhayskiy Yu.A. i drugie. Mery po ohrane torfyanyh pochv sel'skohozyaystvennogo naznacheniya" Zh. "Melioraciya zemel' i upravlenie vodnymi resursami", M., 2016, № 4. – s. 36-38.
9. Tomin Yu.A., Mazhayskiy Yu.A., Evsenkin K.N. Antropogennaya degradaciya torfyanyh pochv Mescherskoy nizmennosti i mery po povysheniyu ih ekologicheskoy ustoychivosti. V kn.: Antropogennaya degradaciya torfyanyh pochv Mescherskoy nizmennosti. "Ekologo-ekonomicheskoe obosnovanie rekul'tivacii torfyano-bolotnyh kompleksov i tehnologii ih racional'nogo ispol'zovaniya" M. – Ryazan', 2012, s. 97-120.
10. Tomin Yu.A., Mazhaysky Yu.A. and others. Measures for the protection of peat soils for agricultural purposes" Zh. "Land reclamation and water management", M., 2016, No. 4. – pp. 36-38.
11. Tomin Yu.A., Mazhaysky Yu.A., Evsenkin K.N. Anthropogenic degradation of peat soils of the Meshcherskaya lowland and measures to improve their environmental sustainability. In the book. "Ecological and economic justification of the reclamation of peat-bog complexes and technologies for their rational use" M. – Ryazan, 2012, pp. 97-120.
