Зміст
1 Деградація лісів, рослинності
2 Вивчення стану рослинного покриву
3 Вивчення стану грунтового покриву
4 Погіршення родючості
5 Дефляція і ерозія грунтів
1 Деградація лісів, рослинності
Аналіз копалин спор і пилку рослин, що збереглися в древніх пластах осадових порід, дозволяє нам уявити рослинність, що росла на території Південного Уралу багато тисяч років тому.
Тоді в південних районах області шуміли березово-соснові ліси, в яких було досить багато ялин і широколистяних порід дерев: вільхи, дуба, в'яза. Клімат був м'якшим і вологим. На півночі і заході, в горах панувала непрохідна тайга, основу якої складали темнохвойні породи - ялина і ялиця.
Минулі тисячоліття мало змінили видовий склад рослинності на Південному Уралі. Березово-соснові ліси збереглися до наших днів, проте вони стали менш густими і великими. У напрямку з півночі на південь все частіше спостерігаються невеликі острівці лісу, які наші предки назвали кілками. Ялина, ялиця, широколистяні породи збереглися лише в європейській частині, переважно на заході області.
Одинадцять тисяч років тому в південних районах, в трав'яному покриві переважали полину і різнотрав'я. У ті періоди, коли клімат ставав більш м'яким, тут з'являлися більш вологолюбні види трав і злаків. У посушливі роки степу перетворювалися в напівпустелі, де рясно росли полину і трави родини лободових.
Таким чином, можна з упевненістю говорити про те, що більшість рослин, що існують на території області сьогодні, росте тут і багато тисячоліть тому. Видовий склад рослин змінився дуже мало. В основному, якісні зміни в рослинному світі, збільшення видів, пристосованих до посушливих умов, пов'язані з аридизації клімату, збільшенням антропогенного навантаження, особливо в останні 250-300 років. У цей період значно зросла вирубка лісів, викликана промисловим та сільськогосподарським освоєнням краю.
У 1686 році загальна площа лісів в Оренбурзькій і Уфімської губерніях дорівнювала 18 288 тис. га, або 58% їх площі. Через сто років, в 1796 році, вона вже дорівнювала 43%, а на початку XX століття - тільки 30%.
До 1770 року на Південному Уралі було побудовано близько двох десятків заводів, де плавилися руди заліза і міді. В якості палива використовувався виключно деревне вугілля. Заготівля лісу на перепал проводилася щорічно з лютого по квітень місяць. Кожен завод мав свою лісосіку. Так, заводчику Мосолова в 1754 році відвели лісосіку "на рубку вугільних дров ..." 20 верст у довжину (більше 43 км), "а впоперек ... дивлячись по густоті і величиною, щоб стало на 60 років ...".
Статистичні дані показують, що для забезпечення тільки підприємств металургії в XVIII столітті на Південному Уралі було потрібно вирубати приблизно 5000 га лісу на рік. З урахуванням того, що ліс йшов також на будівництво, опалення осель, цю цифру можна подвоїти. Великі обсяги заготівель лісу призводили до виснаження лісів навколо заводів і селищ. Виникла потреба виробити правила лісокористування.
У 1774 році голова Исетское провінції, столицею якої був Челябінськ, воєвода Верьовкін видав інструкцію з охорони лісів, в якій, зокрема, зазначалося: "... Мати міцне і неослабний смотреніе, щоб ліси ледаче ніким витрачаю не були ...". Не велено було рубати на дрова будівельний ліс, розводити багаття в лісах, для опалення осель дозволялося тільки збирати хмиз.
Ці правила удосконалювалися і посилювалися з часом. На землях Оренбурзького козачого війська за дотриманням правил лісокористування суворо стежили отамани станиць. Вони визначали норму видачі козакам лісу на різні будови. Перші "типові" правила, що регулюють технологію і обсяг рубок, а також лісонасадження, були прийняті на Уралі в 1814 році.
У XIX столітті промисловість і сільське господарство продовжують розвиватися. Зростає кількість великих гірничорудних підприємств. Південний Урал стає самої "золотої" провінцією Росії. Сотні золотих копалень розроблялися в Міасской долині і в Коч-Карський золотоносному районі (район м. Пласту). Ліси, які заважали промислу, вирубувалися. У степовій зоні ліс вирубувався для отримання нових сільгоспугідь. Одночасно велися лісовідновлювальні роботи, але обсяг їх був дуже малий.
Ще більше було вирубано лісів в 20-30-і роки нашого століття, коли в Радянському Союзі почалася індустріалізація. У краї виросли десятки нових заводів, і на кожне будівництво знадобилося величезна кількість лісу. За 1940-1960 роки в нашій області щорічно заготовлялось до 3703,5 тис. куб. м лісу. Площа щорічно вирубуваних лісів становила 10-12 тис. га.
У війну і повоєнні роки інтенсивні рубки особливо цінних хвойних порід тривали. Тільки в Нязепетровськ районі щороку вирубували до 2000 га лісу. Одночасно здійснювалася посадка лісу на лісових згарищах, необлесенних ділянках, в лісосмугах. У 50-х роках почалася закладка захисних лісосмуг на півдні області. Особливо інтенсивно вона проводилася при освоєнні цілинних і перелогових земель. За останні 50 років площа лісів в області збільшилася на 300 тис. га. Державні захисні лісові смуги в 1996 році мали протяжність 1700 км. Велика їх частина знаходиться в південно-західних районах області.
250 років експлуатації лісів, найчастіше нераціональною, хижацької, не пройшли даром. За цей час особливо значно скоротилися площі хвойних лісів. У збережених стало менше хвойних порід, більше листяних. Ліси Південного Уралу сьогодні дуже не схожі на ті, що існували тут на початку XX століття.
Сьогодні лісу в Челябінській області займають площу 2461 тис. га. Найбільш багаті ними Нязепетровський і Катав-Іванівський райони. Найменше лісів в Агаповском районі, поблизу Магнітогорська. Залісненій західній гірничо-таежной зони становить 65,7%, лісостеповій - 25,8%, а степової зони - всього 8,5%.
Всі ліси області належать за своїм значенням до I та II груп, причому лісу I групи (найбільш цінні) становлять 77,3% від загальної кількості (3,903 тис. га). Вони виконують водоохоронні, захисні санітарно-гігієнічні та оздоровчі функції. У лісу I групи входять:
заборонені смуги лісів по берегах річок, озер, водосховищ - 84 тис. га;
заборонені смуги лісів, що захищають нерестовища цінних порід риб - 10 тис. га;
лісу в лісостепових і степових районах, що мають важливе значення для захисту навколишнього середовища - ПО тис. га;
протиерозійні ліси - 682 тис. га;
державні захисні лісосмуги - 1,7 тис. га;
захисні смуги вздовж залізничних і автомобільних доріг - 25 тис. га;
особливо цінні лісові масиви, ліси, що мають наукове значення - 73 тис. га;
ліси зелених зон навколо населених пунктів, лісопарки - 276 тис. га.
У II групу входять лісу експлуатаційні, в яких можна вести лісозаготівлі. Їх в області 557,5 тис. га. Темнохвойні і змішані ліси нині займають приблизно п'яту частину покритої лісом території, в той час як дрібнолисті (березові) - близько 60%. Светлохвойних (сосна) лісів мало, у східній частині гірничо-лісової зони (в районі хребта Уралтау) вони займають від 3 до 18%. Ліси, що ростуть на місці вирубаних, відновлюються повільно. Переважання в області дрібнолистих (березових) лісів, що виросли здебільшого на місці вирубаних соснових, може призвести до суттєвої зміни фітоценозів. Справа в тому, що в подросте таких лісів присутні і ялина, і сосна, панують ж у першому (верхньому) ярусі береза і осика. Вони раніше, через 50-80 років, досягають експлуатаційної стиглості (у сосни цей вік дорівнює 100-140 років) і починають вирубуватися. Разом з ними вирубуються і більш цінні хвойні породи, ще далеко не досягли віку стиглості. Так, поступово, з участю людини, відбувається зміна цінних порід менш цінними. Чи можна оцінити масштаби цього процесу? Виявляється, можна. Космічні знімки, зроблені і вивчені на початку 90-х років, дали можливість оцінити ступінь погіршення стану лісів області під впливом рубок.
До найбільш збереженим лісах віднесені великі масиви, що покривають хребти Зігальга, Нургуш, Уреньга та інші. Сюди ж віднесено ліси, що знаходяться в околицях Нязепетровськ, Сіма, Міньяром та інші на кордоні з Башкортостаном. Багато таких лісів в гірничозаводської зоні (від Міасу на півдні до кордонів області на півночі). У північних районах лісостепової зони до цієї найбільш благополучної категорії відносяться дрібнолисті, почасти светлохвойние лісу в районі Багаряков, на південь від річки Караболкі, на північ від села Муслюмово і в інших місцях. Непогано зберігся Каштакскій бор в Челябінську, великий масив соснових в районі села Варламова, окремі ділянки Санарского бору.
У західних гірських районах до найменш постраждалим відноситься 40-50% лісових масивів, у лісостеповій зоні - до 31% березових і соснових лісів, у степовій - 5-7% залісненій площі. Це, в основному, центральні ділянки Джабик-Карагайські, Черноборского, Каратубайского борів.
До групи деградованих віднесені ліси, в яких вирубки склали 40-70%. Такі ліси знаходяться в гірничозаводської зоні (на захід Киштима-Вішневогорска), сіл Ларине, Маслове (Уйський район), Губернського (Аргаяшський район), в околицях Челябінська й інших місцях. В основному, це березові ліси. Великі массівитакіхлесов розташовані в Чесменском і Нагайбакській районах у степовій зоні. Листяні дерева тут найчастіше за все заміщуються такими ж і (рідко) светлохвойние породами, які спеціально тут висаджуються (Нагайбакське, Бродокалмакскій райони).
До групи найбільш деградованих лісів відносяться ті, в яких залишилися первинні лісостани менше 30%. Таких лісів, на жаль, багато. До 10 ділянок площею 80 - 200 кв. км, на яких колись ріс сосновий ліс, вирубано майже повністю від широти Карабаша до північної межі області. Багато таких лісів на заході області, на північний захід від Зюраткуля, у лісостеповій та степовій зонах (Джабик-Карагайський і Каратубайскій бори). Частина вирубок заростає листяним лісом, а часто так і залишається безлісій. Усього таких, сильно деградованих з вини людини, лісів в області 25-28%.
Не тільки рубки сприяють деградації лісів. Великої шкоди їм завдають пожежі. Від них особливо страждають хвойні ліси лісостепової і степової зон, де часто відзначаються посушливі, маловодні періоди. У 1975 році від пожежі постраждала величезна (200 км 2) площа Джабик-Карагайські бору. У 90-х роках пожежею було охоплено близько 120 кв. км. площі Санарского бору, більше 40 кв. км Каратубайского бору. Сьогодні на території області немає, мабуть, жодного бору, якого не зачепив би вогонь.
Наслідки пожеж, що охоплюють, в основному, хвойні ліси, посилюються ще і тим, що при ліквідації горілого лісу часто знищується підріст. На лісові гару, зарослі травою, запускається худобу, який остаточно перетворює колишній леїв пустку. На що залишилися по сусідству залісених ділянках дерева пригнічені, підлісок відсутній або представлений малою кількістю видів дерев, підріст рідкісний або зовсім відсутній. Змінюється травостій. Під пологом збережених дерев часто ростуть степові трави. Самовідновлення лісу вкрай важко. Така картина характерна для багатьох острівних борів лісостепової і степової зон області.
Прямий вплив на ліс надають викиди промислових підприємств. У районі Сатки, Верхнього Уфалея, селища Первомайського, Карабаша, Катав-Іванівська, де діють великі гірничо-рудні підприємства, цементні або міделиварний заводи, що викидають в атмосферу велику кількість промислового пилу і шкідливих газів (SO 2, CO, NO 2, NO 3 ), ліс "хворіє" і швидко деградує. Всихають крони дерев, на стовбурах збільшується кількість наростів, "хворіє" листя, відбувається істотне скорочення фітомаси.
Особливо наочно деградація лісової рослинності під впливом надмірних рубок та впливу викидів мідеплавильного комбінату проявилася в районі Карабаша. У 80-х роках викиди комбінату щорічно становили понад 163 тис. тонн пилу і газів. Тільки в 1990 році його труби викинули в атмосферу понад 50 тис. тонн шкідливих речовин, у тому числі 46 тис. тонн особливо шкідливого сірчистого ангідриду.
Все це призвело до повного зникнення рослинного покриву в радіусі 6-8 км від підприємства. Навколо зони рукотворної пустелі "бедлендов" на космічних знімках можна бачити деградовані хвойні і змішані ліси на площі до 260 кв. км. У них менше висота дерев, зріджені крони, багато сухостою, на листі і хвої - сліди хвороб.
У результаті інтенсивної вирубки, шкідливих впливів, особливо протягом останніх 80-90 років, на Південному Уралі темнохвойні і змішані ліси скоротили свою площу на 75-80%. Можна собі уявити, що буде з нашими лісами, якщо ми і далі будемо ставитися до них так само.
В останні роки намічається більш дбайливе ставлення до лісу. У порівнянні з 1990 роком, в області більш ніж у два рази зменшено площу вирубуваних стиглих лісів. Окремі лісу переведені в категорію особливо охоронюваних. Організовано національні парки "Таганай" і "Зюраткуль" загальною площею 145 тис. га. На півдні області йдуть підготовчі роботи щодо створення національного парку "Аркаім", куди увійде і найпівденніший з острівних борів - Каратубайскій, а також навколишні його більш дрібні лісу.
Луги і степу нашого краю сильно постраждали від екологічно не вивіреного землекористування. Природничі травостої збереглися лише на 10-35% незалесенних територій. Решта площі за неповних три століття господарювання розорана (35-40%), заболочена (0,5%), засолено (3%). Частина земель зайнята знову побудованими містами і селами, нафто-і газопроводами, автошляхами, гірничо-рудними підприємствами та їх відвалами.
Збережені луги і степи зайняті в основному під сінокоси та пасовища. Всього в області на 1996 рік числилося: сіножатей 550 тис. га, пасовищ 1356 тис. га. Це майже 22% території області. Із загальної кількості пасовищ заболочені, зарослі чагарником (тобто практично негідні) становлять близько 60 тис. га, або 3%.
Якщо розділити кількість великої рогатої худоби, наявного в області у 70-80-х роках, на площу пасовищ, то виходить, що на 1 га припадало в середньому 1,6 голови. Це цілком допустима для степових і лісостепових районів величина, але на практиці часто виходило так, що окремі пасовища були надмірно перевантажені. Це і призвело до їх деградації. Особливо сильно степові пасовища постраждали від величезних отар овець, яких в інші роки налічувалося понад півмільйона. Вівці погубили (витоптали) багато пасовища південних районів.
Карта деградування природних кормових угідь одного з господарств Кізільський району Челябінської області
Вибіркове обстеження кормових угідь, проведене в степових районах - Брединський, Кізільський, Верхньоуральському, показало, що понад 50% степів, лугів відносяться до сильно потерпіли від надмірного випасу.
У чому виражається деградація пасовищ, сіножатей у степовій зоні? Це, перш за все, зменшення кількості видів рослин на одиницю площі. На середньо-і сильно деградованих ділянках воно знижується до 35-15 видів, причому серед них переважають нізкопітательние трави. Трава лише частково покриває поверхню землі (50-30%). Трав'яний покрив сильно вибитий худобою. Тому врожайність трав на таких пасовищах мінімальна - 2-3 ц / га, в той час, як на хороших - 8-12 ц / га.
Найбільше страждають пасовища, що знаходяться поблизу селищ, великих доріг. Як правило, вони доведені до повного виснаження. По суті, це рукотворна напівпустеля.
Уникнути збіднення, виснаження наших лісових багатств, сіножатей, пасовищ можна лише тоді, коли в практику будуть запроваджені науково обгрунтовані екологічні норми. Суть їх полягає в тому, щоб:
було встановлено оптимальне співвідношення розораних і неораних земель;
була обгрунтована і дотримувалася фізична і біологічна навантаження на одиницю площі пасовищ;
витримувався "коефіцієнт лісистості території", тобто співвідношення залісненій і незалесенной площ;
раціонально використовувалися водні ресурси, вживалися заходи до їх збереження і збільшення;
- Здійснювався моніторинг природних луків, пасовищ, лісів; вживалися заходи щодо збереження їх площі і родючості.
Науково обгрунтовані екологічні норми будуть обов'язково впроваджуватися в практику в XXI столітті. Без цього наші ліси, луки й степи приречені на загибель.
2 Вивчення стану рослинного покриву
Рослинний покрив служить індикатором рівня промислового забруднення, засолення грунтів, перевантаження пасовищ. Зміна одних рослинних асоціацій іншими, зміна видового складу рослинності, зникнення якихось переважаючих видів рослинності свідчать про зміну ландшафтно-геохімічних умов.
Вивчення рослинного покриву ведеться зазвичай паралельно з вивченням грунтів. В умовах Південного Уралу особливо злободенною є оцінка стану лісів і пасовищ у степовій і лісостеповій зонах.
3 Вивчення стану грунтового покриву
Вивчення грунтового покриву зазвичай проводиться одночасно з вивченням трав'янистої рослинності. Грунтовий покрив, в основному, вивчається з метою визначення рівня родючості грунту (грунтовий моніторинг). Ці дослідження, як правило, проводяться спеціалізованими підприємствами. При цьому визначається вміст гумусу в грунті, вміст фосфору, калію, азоту, рН водної витяжки (показник кислотності-лужності грунтів), засоленість. Вивчається механічний склад грунтів і їх структура, рівень прояву ерозії.
Еколого-геохімічні дослідження грунтів спрямовані на виявлення рівня забруднення грунтів важкими металами та іншими токсикантами. Це завдання особливо актуальна для територій міст, селищ, на яких розташовані підприємства чорної і кольорової металургії, енергетики, хімії.
Випробування проводиться в основному на території житлових кварталів (селітебна зона) за певною сіткою, яка може визначатися довжиною кварталу, його формою. Відстань між точками відбору проб 300-500 м і більше. Випробування ведеться на основі детальних планів населеного пункту або аерофотознімків. Найбільш зручний масштаб 1:10000 - 1:15000. Кожна проба точно виноситься на карту, аерофотознімок.
Всі проби грунту відбираються конвертом, тобто на поверхні малюється "подумки" квадрат 5x5 м, з кожного кута якого і з центру відбирається 70-100 г грунту з поверхні до глибини 0,0-0,15 м. Всі відібрані проби (5) ретельно перемішуються і діляться на чотири частини (кварта). Одна чверть загортається в щільний папір або засипається в мішечок і підписується (Проба № ...). Номер проби наноситься на план в точці відбору.
При відборі геохімічних грунтових проб ведеться журнал, куди записуються основні дані випробування:
дата відбору;
місце відбору (вулиця, площа, гай);
глибина відбору;
характеристика грунту.
У сільській місцевості геохімічне випробування грунтів проводиться вздовж основних магістралей (залізничних і шосейних доріг, нафтопроводів) або на ділянках, які підпадають під вплив газово-димових шлейфів промислових підприємств. Цим же методом можна визначити ступінь забруднення території навколо нафтобаз, складів пестицидів, добрив, звалищ промислових і побутових відходів.
Важливо правильно визначитися з кількістю проб, їх розподілом на місцевості. При цьому потрібно врахувати основні напрямки вітру, переважний напрямок стоку поверхневих вод, напрями і кути нахилу рельєфу.
4 Погіршення родючості
Родючість грунтів визначається, перш за все, вмістом у них гумусу, гумінових кислот. Внаслідок їх винесення і переродження руйнується структура грунту, зменшується її водопроникність і вологоємність.
В області відомі малогумусні (менше 6%), середньогумусні (6 - 9%) і огрядні (більше 9%) грунту. Багатих гумусом грунтів дуже мало. За останні 20-25 років вміст гумусу в грунтах області зменшилася в середньому на 0,2-0,7%. Найбільші його втрати відзначені в чорноземних грунтах і солонцях; найменші - в сірих лісових грунтах. У Аргаяшський районі вони склали, наприклад, 0,002% (за період 1964-1984 рр..). За той же час чорноземи в Брединський, Нагайбакській і Чебаркульскому районах втратили до 0,6%, а в Троїцькому районі - більше 1%. У середньому за рік чорноземна рілля втрачає від 0,15 - 0,20 до 1,0 - 1,2 т / га гумусу.
Хімічними елементами, найбільше впливають на родючість грунту, є фосфор, калій і азот. Грунти області характеризуються низьким вмістом рухомого фосфору (фосфор, здатний засвоюватися рослинами). У західних районах (Саткинський, Кусинський, Катав-Іванівському) грунту, малозабезпечені фосфором, складають 40-72%, в лісостепових північних районах таких грунтів вже більше половини, а в степовій зоні "малофосфорние" землі явно переважають.
Забезпеченість грунтів обмінним калієм вважається достатньою. Мабуть, велику роль у цьому відіграють граніти, до складу яких входять калійвмісними мінерали. Ці породи широко зустрічаються в центральній частині області, у лісостеповій та степовій зонах. Для лісостепової зони встановлено високий і дуже високий вміст обмінного калію в грунті. У степовій зоні цей показник досягає 85-100%.
Забезпеченість грунту азотом знаходиться на такому ж рівні, як і фосфором. Грунти області погано забезпечені цим найважливішим елементом харчування, що різко знижує врожайність всіх культур.
Висновок простий - для забезпечення родючості грунту потрібні добрива, які повинні заповнювати вміст хімічних елементів, яких бракує.
Відомо, що для більшості культивованих рослин потрібні, крім усього іншого, "нейтральні" грунту, не кислі і не лужні, тобто такі, де рН знаходиться в межах 6,5-7,5 (рН - співвідношення іонів Н і ОН). Серед грунтів області збільшується кількість кислих, де рН дорівнює 4,5-5,5. Почасти це явище пояснюється "кислотними" дощами (викидаються в атмосферу сірчисті гази, з'єднуючись з атмосферним вологою, дають слабкий розчин H 2 SO 4, що випадає з дощами та снігом на землю). Особливо багато кислих грунтів на заході області, а також у районах, розташованих поблизу промислових центрів: Аргаяшський, Єткульський, Соснівському, Каслінское та інших. Необхідно зробити застереження, що є і природні кислі грунти. Сильно кисле середовище (так само, як і сильно лужна) гнітюче діє на рослини і фауну грунтів. Крім того, кисле середовище сприяє підвищеному розчинення деяких важких металів. Збільшення площ "кислих" грунтів є негативним явищем. Боротися з ним необхідно вапнуванням, тобто внесенням певної кількості вапна на кожен гектар землі.
5 Дефляція і ерозія грунтів
Під дефляцією розуміється "видування" верхнього родючого шару; під ерозією - змив його струменями атмосферних опадів. І той і інший процеси мають місце на території області.
Дефляція особливо сильно проявляється в південних степових районах, де при вітрах 10-15 м / сек на розораних, не захищених рослинністю ділянках, піднімаються пилові бурі (Брединський, Кізільський, Карталинський, Варненський, Чесменський, Троїцький райони). У результаті зменшується потужність родючого гумусового шару. На поверхні виявляються менш гумусированню шари грунту або підгрунтові породи. Утворюються численні логу та яри.
Спільно вітрова та водна ерозії діють у південно-західних районах області, де розорані схили окремих увалів. Прояви водної ерозії встановлені в деяких центральних районах (Чебаркульський, Уйський), а також на північно-заході області (західна частина Нязепетровськ, Кусинський районів, район сулії, Усть-Катаве).
Вивчення космічних знімків показало, що в різних районах ерозія грунтів проявляється по-різному. На початкових стадіях (змив невеликий) видно збільшення підгрунтової глинистому або щебнистой маси; на середній стадії зростає кількість улоговин, невеликих ярів; на сильній - глинисто-щебнисті підгрунтові породи складають великі простори, різко збільшується кількість балок і ярів. Сильна ерозія спостерігається там, де зведені лісу.
Методи вивчення ерозії грунтів дуже складні і різноманітні. Вони враховують і історію землеробства, і кліматичні дані, і потужності існуючих видів грунтів. Зіставлення різних методів показує, що в Челябінській області ерозія грунтів реально охоплює 13-18% території (1200-1500 тис. га), або 35-40% всіх розораних земель.
Це означає, що щорічно з кожного га ріллі змивається і видувається до 10 тонн родючого шару (шар грунту потужністю 0,04-0,1 см / рік). Порівнявши цю величину із швидкістю утворення грунтів в нашому регіоні, можна зрозуміти ту загрозу, що несуть ерозія і дефляція.