ТЕМА 15. МОНІТОРИНГ І КОМПЛЕКСНИЙ ПІДХІД ДО ОХОРОНИ І РАЦІОНАЛЬНОГО ВИКОРИСТАННЯ ҐРУНТОВИХ РЕСУРСІВ.

1. Грунтовий моніторинг як складова частина екологічного моніторингу.

Збереження родючості ґрунтів ґрунтується на сукупності найрізноманітніших факторів і заходів, які впливають на потенційну віддачу сільськогосподарських угідь у виді врожаю. Підвищення природної родючості ґрунтів є умовою інтенсифікації землеробства, сприяє росту врожайності, збільшуючи цінність землі, має важливе природоохоронне значення не тільки як об'єкта виробничої діяльності, але і як одного з головних компонентів біосфери.

Моніторинг ґрунтового покриву – це система спеціальних спостережень у часі і просторі за якісними змінами стану ґрунтів з метою раціонального використання ґрунтового покриву, розробки ґрунтоохоронних заходів завдяки оптимізації агротехнологій. Моніторинг ґрунтів є багатоцільовою відкритою інформаційною системою, яка базується на зборі інформації про якісні і кількісні показники стану ґрунтів. Задачами моніторингу ґрунтів є :

·       об’єктивна оцінка агроекологічного стану ґрунтів;

·       виявлення і якісна оцінка основних чинників, які обмежують рівень їх господарського використання і екологічного стану;

·       розробка поліваріантних прогнозів та пріоритетних напрямків оптимізації управлінських і технологічних рішень використання ґрунтів.

Організація моніторингу ґрунтового покриву базується на визначенні необхідної кількості діагностичних параметрів для створення алгоритмів оцінки і прогнозу агроекологічного стану ґрунтів з метою визначення переліку і черговості заходів з їх оптимізації. При організації служби моніторингу ґрунтів важливі:

·         створення інформаційного банку еталонів ґрунтів;

·         розробка просторово-часової системи спостережень для аналізу динаміки і тенденцій змін стану ґрунтів;

·         вибір доступних технічних заходів збору, накопичення, збереження і використання одержаної інформації;

·         організація мережі пунктів спостереження (визначення і прив’язка ключових ділянок і центрів збору інформації). Суттєво полегшує проведення моніторингу використання GPS та GIS технологій.

·         визначення джерел фінансування, організаційно-правових основ і технологій взаємодії з користувачами інформації.

Моніторинг ґрунтів на землях сільськогосподарського призначення є складовою частиною державної системи моніторингу довкілля. Це комплексна система, яка передбачає спостереження, збирання, обробку, передачу, збереження та аналіз інформації про зміни показників якісного стану ґрунтів з метою розробки науково обґрунтованих рекомендацій для відвернення та ліквідації наслідків негативних процесів господарської діяльності.

Об'єктами моніторингу ґрунтів є землі сільськогосподарського призначення (рілля, багаторічні насадження, сіножаті, пасовища, перелоги, землі тимчасової біологічної консервації). Моніторинг ґрунтів на землях сільськогосподарського призначення проводиться відповідно до загальнодержавної та регіональних про- грам.

Функціонування системи моніторингу ґрунтів базуються на принципах:

·       узгодженості нормативно-правового, організаційно-методичного та метрологічного забезпечення проведення спостережень, аналітичних досліджень та опрацювання даних, використання єдиних засобів інформаційного та програмного забезпечення, єдиної системи класифікації та кодування адміністративно-географічної, ґрунтової і еколого-агрохімічної інформації;

·       науково обґрунтованого узгодження пропозицій щодо розроблення та впровадження програм із збереження, відтворення та охорони родючості ґрунтів;

·       використання даних дистанційного зондування, сучасних геоінформаційних технологій для геокодування в міжнародній системі координат з метою інтеграції, узагальнення та комплексного аналізу еколого-агрохімічної інформації;

·       наукового обґрунтування рекомендацій щодо прийняття рішень про відвернення та ліквідацію наслідків негативних процесів;

·       інформаційної взаємодії між суб'єктами державної системи моніторингу земель;

·       єдиного методичного керівництва.

Моніторинг ґрунтів на землях сільськогосподарського призначення проводиться з метою своєчасного виявлення змін стану ґрунтів, їх оцінки, відвернення наслідків негативних процесів, розробки науково обґрунтованих систем землеробства і агротехнологій і передбачає виконання таких завдань:

·       проведення спостережень, збір, аналіз і опрацювання інформації щодо якісного стану ґрунтів (розвиток ґрунтової ерозії, стан структури ґрунту, підкислення, засолення, солонцюватість, заболочення ґрунтів, динаміка вмісту гумусу і елементів живлення), забруднення ґрунтів важкими металами, радіонуклідами, залишковими кількостями пестицидів та іншими токсичними речовинами;

·       здійснення комплексного аналізу агроекологічної ситуації на землях сільськогосподарського призначення, оцінки та прогнозу можливих змін стану родючості ґрунтів з урахуванням природних і антропогенних факторів, еколого- меліоративного стану зрошуваних і осушуваних земель;

·       розробка і впровадження науково обґрунтованих рекомендацій щодо прийняття рішень про відвернення та ліквідацію наслідків негативних процесів та за- ходів щодо забезпечення відтворення родючості ґрунтів;

·       визначення зон виробництва сільськогосподарської продукції для виготовлення продуктів для дитячого та дієтичного харчування;

·       створення та ведення інформаційних банків даних про стан ґрунтів на землях сільськогосподарського призначення та інформаційно-аналітичної системи для розроблення заходів у сфері охорони родючості ґрунтів;

·         надання (на договірній основі) землевласникам, землекористувачам та суб'єктам оціночної діяльності у сфері оцінки земель інформації про сучасний стан ґрунтів;

·         участь у здійсненні природно-сільськогосподарського, еколого-економічного, протиерозійного та інших видів районування (зонування) земель;

·         підготовка та видання щорічної (періодичної) доповіді про стан ґрунтів на землях сільськогосподарського призначення.

Моніторинг ґрунтів на землях сільськогосподарського призначення проводить Міністерство аграрної політики України у взаємодії з іншими виконавцями: Міністерством охорони навколишнього природного середовища України, Державним комітетом земельних ресурсів України, Державним комітетом водного господарства України, науково-дослідними установами УААН землеохоронного профілю.

Залежно від територіального поширення та завдань здійснюються національний, регіональний і локальний моніторинг стану ґрунтів. Національний рівень охоплює усі землі сільськогосподарського призначення країни; регіональний – землі сільськогосподарського призначення в межах фізико-географічних і адміністративних територіальних одиниць, великих масивів зрошуваних та осушувальних земель; локальний проводиться на території окремих землеволодінь та землекористувань.

Моніторинг ґрунтів на землях сільськогосподарського призначення здійснюється шляхом аналізу та узагальнення архівного (базового) фонду даних; ґрунтово-агрохімічного та еколого-меліоративного (суцільних і вибіркових) обстежень ґрунтів, агрохімічної паспортизації земель сільськогосподарського призначення; функціонування мережі стаціонарних ділянок та польових дослідів, на яких ведуться спеціальний, кризовий та науковий моніторинг ґрунтів і забезпечуються комплексні дослідження, контроль за властивостями ґрунтів, розроблення прогностичних моделей та ґрунтозахисних технологій; використання даних дистанційного зондування та глобальної системи визначення місцезнаходження досліджуваних ділянок.

Проведення моніторингу ґрунтів на землях сільськогосподарського призначення здійснюється у такому порядку:

·       ґрунтово-агрохімічне обстеження та агрохімічна паспортизація земельних ділянок. Агрохімічна паспортизація орних земель проводиться один раз у 5 років, сіножатей, пасовищ і багаторічних насаджень – через кожні 5-10 років. Паспортизація може проводитись також за бажанням землевласника, землекористувача, при зміні власника земель сільськогосподарського призначення. Дані агрохімічної паспортизації земельних ділянок надаються у вигляді агрохімічного паспорту, форму та порядок ведення якого встановлює Міністерство аграрної політики України.

·       вибіркові еколого-меліоративні обстеження ґрунтів на зрошуваних і осушуваних землях;

·       комплексні та спеціальні спостереження за станом ґрунтів на стаціонарних контрольних ділянках з метою вивчення процесів трансформації та міграції біогенних і хімічних речовин у ґрунтах, а також для розробки прогностичних моделей;

·       ведення стаціонарних польових дослідів з комплексного вивчення динаміки складу та властивостей ґрунтів, рівня їх родючості з урахуванням кількості та якості вирощеної продукції, ефективності застосування мінеральних добрив, хімічних меліорантів та інших агрохімікатів, на основі яких розробляються ґрунтозахисні технології вирощування сільськогосподарських культур;

·       створення та ведення інформаційних банків даних про стан ґрунтів на землях сільськогосподарського призначення та інформаційно-аналітичної системи для розробки науково обґрунтованих рекомендацій щодо прийняття рішень про відвернення та ліквідацію наслідків негативних процесів, планування ґрунтозахисних та інших заходів у сфері охорони родючості ґрунтів;

·       проведення комплексного аналізу та оцінки змін якісного стану ґрунтів на землях сільськогосподарського призначення;

·       виявлення негативних явищ і кризових територій, обґрунтування, планування заходів щодо їх усунення та підвищення родючості ґрунтів;

·       підготовка звітів про стан ґрунтів на землях сільськогосподарського приз- начення.

Результати моніторингу ґрунтів та агрохімічної паспортизації земель сільськогосподарського призначення використовуються в процесі регулювання правових основ земельних відносин, при проведенні економічної та грошової (нормативної та експертної) оцінки земель, визначенні розмірів плати за землю, плануванні заходів щодо відтворення родючості ґрунтів та підвищення урожайності сільськогосподарських культур, коригуванні агротехнологій, проведенні еколого-агрохімічного районування (зонування) території, визначенні зон виробництва сільськогосподарської продукції для дитячого та дієтичного харчування, розробці рекомендацій екологічно безпечного застосування агрохімікатів.

Спостереження за станом ґрунтів залежно від терміну та періодичності їх проведення поділяються на базові (вихідні, що фіксують стан об'єкта спостережень на момент початку ведення моніторингу); періодичні(через рік і більше); оперативні (фіксують поточні зміни). Проведення моніторингу земель здійснюється у такому порядку: виконання спеціальних зйомок і обстежень земель; виявлення негативних факторів, вплив яких потребує здійснення контролю; оцінка, прогноз, запобігання впливу негативних процесів.

Основними індикаторами за якими здійснюють моніторинг ґрунтів, є динаміка вмісту гумусу, легкорозчинних солей, нітратів, макро- та мікроелементів, реакція ґрунтового розчину (рН),

Деградація ґрунтів завдає величезної економічної шкоди, порушує екологічну рівновагу і зв'язки, погіршує соціальні умови життя людей. Деградовані ґрунти є екологічно небезпечним природним об'єктом, оскільки перестають виконувати природно-господарські функції і можуть ініціювати процеси загальної деградації земної поверхні і природно-кліматичних умов.

2. Основні і допоміжні показники стану і якості грунтів.

Набір показників, що відображають стан ґрунту, досить широкий, однак діагностична значущість і їх параметри є специфічними для різноманітних ґрунтів. Розрізняють базові і функціональні параметри стану ґрунтів, які, в свою чергу, розділяються на стабільні і динамічні. Складність класифікації діагностичних показників полягає у їх взаємозалежності – істотна зміна одного чинника може вплинути на стан і властивості інших чинників, що обумовить загальну деградацію ґрунту. Наприклад, вторинне засолення супроводжується не тільки зміною хімічного складу ґрунту, але і трансформацією фізичних і гідротермічних властивостей, ґрунтових режимів, кількісного і якісного складу ґрунтового поглинаючого комплексу (ГПК), обумовлює зміни стану та структурної організації суміжних компонентів екосистеми.

У випадках, коли відомі причини і чинники природно-антропогенного або антропогенного характеру, що спричинили неблагополучний стан ґрунтів, немає необхідності проводити повну оцінку стану ґрунтового покриву. Тому групування показників, що спричиняють зміни стану ґрунту, дозволяє скоротити кількість чинників.

Для оцінки стану ґрунтів з точки зору підвищення їх родючості, зростання продуктивності культур і стійкості сільськогосподарського виробництва розроблені оптимальні показники фізичних параметрів і властивостей структури ґрунту, агрохімічних, біологічних і інших властивостей ґрунту. Нерідко поняття деградації ґрунтів ототожнюють з поняттям зниження їх родючості. При цьому використовують показники, які частково характеризують міру зниження природно-господарської родючості ґрунтів, такі як вміст поживних речовин, величини окислювально-відновного потенціалу, врожайність культур. Однак чинники, що обумовлюють ці показники, досить легко відновлюються до нормального стану і пов'язані з експлуатаційною динамікою властивостей ґрунтів в процесі сільськогосподарського виробництва, а в деяких випадках є реакцією культурних рослин на елементи агротехнологій. Тому такий підхід є недостатнім, оскільки деградація не обмежується лише зниженням родючості, але і приводить до порушення або втрати загальноекологічних функцій ґрунту.

3. Завдання моніторингу як основи раціонального використання ґрунтових ресурсів в аграрному виробництві.

В Україні залишаються невирішеними проблеми встановлення оптимальних і критичних співвідношень ріллі, сінокосів, пасовищ і лісу в регіональному аспекті; площ незрошуваного і зрошуваного землеробства і осушених земель; структури посівних площ; навантажень промисловості і порушень ландшафту при розробці корисних копалин, тобто ряду важливих показників, що впливають на деградацію ґрунтів.

Важливим показником деградації орних ґрунтів практично при всіх видах деградації є їх структурний (агрегатний) стан. Агрономічна оцінка структури для ріллі, а отже, і міри деградованості ґрунтів, базується на існуючих критеріях (шкалах) для окремих властивостей ґрунтів.

Для оцінки структурного стану орних ґрунтів використовують показники щільності, макро- і мікроаґрегатного складу, водно-фізичні і фізико-механічні властивості. За динамікою параметрів стану проводять оцінку рівня окультуреності або деградації ґрунтів. Показники набухання, усадки і в'язкості, відображаючи суть, тип і кількість діючих структурних зв'язків у ґрунтовій дисперсній системі, добре корелюють з агрономічними формами ґрунтових структур, їх пульсацією і трансформацією в сезонних циклах, що робить ці показники корисними для оцінки стану ґрунту.

Земельним кодексом України встановлені такі нормативи охорони земель і відтворення їх родючості оптимальне співвідношення земельних угідь; якісний стан ґрунтів; гранично допустиме забруднення ґрунтів; показники деградації земель і ґрунтів.

Наслідки антропогенного і природно-антропогенного впливу на ґрунтовий покрив приводять до деградації земель, і кваліфікуються на три групи – порушені землі, деградовані і забруднені ґрунти і землі. Кожна з цих груп характеризується відповідним станом ґрунтового покриву, рельєфу і ґрунтотвірних порід, що обумовлює застосування принципово різних технологій, направлених на усунення або пом'якшення негативного впливу на землю: рекультивації порушених земель, відновлення деградованих і реабілітації забруднених ґрунтів на цих землях або їх консервації.

До деградованих відносять землі, що характеризуються наявністю деградованого ґрунтового покриву із зміненими функціями ґрунтів, кількісним і якісним погіршенням їх складу і властивостей, незмінністю основних параметрів рельєфу поверхні або плавною загальноплощинною його зміною, що не вимагає проведення планувальних робіт для подальшого використання; незмінністю складу і складання ґрунтотвірних порід.

Виділяють такі основні типи деградації ґрунтів:

·             фізично деградовані: переущільнені; дезаґреговані (злиті);

·             хімічно деградовані: дегуміфіковані за ГОСТ 275–93; підкислені за ГОСТ 275–93; вилужені за ГОСТ 275–93; виснажені за валовими запасами еле- ментів живлення;

·             еродовані: змиті; розчленовані; дефльовані; намиті; навіяні;

·             повторно засолені: засолені за ГОСТ 275–93;

·             повторно осолонцьовані: зсолонцьовані

·             повторно заболочені: перезволожені за ГОСТ 269–67; підтоплені за ГОСТ 191–85; затоплені за ГОСТ 191–85;

·             порушені: відкритими розробками (кар’єрами); підземними розробками (шахтні підроблені території).

При фізичній деградації ґрунтів відбувається порушення будови ґрунтового профілю, погіршення фізичних властивостей, що обумовлює зміни ряду інших властивостей ґрунту. Тому важко провести чітку грань між фізичною деградацією ґрунту і іншими видами деградації.

Хімічна деградація (виснаження ґрунтів) спостерігається при зниженні або втраті ґрунтової родючості внаслідок нераціональної сільськогосподарської діяльності.

Ерозія – це руйнування ґрунтового покриву під дією поверхневого стоку і вітру з подальшим переміщенням і частковим перевідкладенням ґрунтового матеріалу. При водній ерозії відбувається руйнування ґрунтового покриву під дією поверхневого стоку. Виділяється площинна і лінійна ерозія. Площинна ерозія проявляється у вигляді змиву поверхневих горизонтів (шарів) ґрунтів. Лінійна (ярно-байрачна) ерозія являє собою розмив ґрунтів і підстилаючих порід, що проявляються у вигляді формування різного роду промивин і ярів. Під вітровою ерозією розуміють перенесення поверхневих шарів ґрунтів вітровими потоками.

Засолення ґрунтів – процес накопичення водорозчинних солей, включаючи і накопичення в ґрунтовому поглинаючому комплексі сполук натрію і магнію. Вторинне засолення – це надмірне накопичення токсичних водорозчинних солей з можливою зміною реакції середовища (рН) внаслідок зміни їх катіонно-аніонного складу. Вторинне зсолонцювання обумовлює негативну зміну фізико-хімічних властивостей і набуття ґрунтом специфічних властивостей, зумовлене входженням іонів натрію і магнію в ґрунтовий поглинаючий комплекс.

При заболочуванні відбувається зміна водного режиму, що виражається в тривалому перезволоженні ґрунтів, підтопленні і затопленні земель.

Таблиця 1 ‒ Стан ґрунтового покриву і можливості господарського використання земель відповідно до їх природно-господарської цінності

Принципом встановлення оцінних показників для деградованих ґрунтів є кількісне порівняння природно-господарської значущості деградованих ґрунтів і їх недеградованих аналогів. Критерієм встановлення оцінних показників для деградованих ґрунтів є визначення і вираження в кількісних величинах значущості відхилень у властивостях деградованих ґрунтів, що визначають їх природно-господарську цінність, відхилень у властивостях відносно до аналогічних недеградованих ґрунтів. Оцінка природно-господарської цінності земель проводиться за рівнем участі ґрунтового покриву в забезпеченні існування і функцінування екосистем в даному ландшафті (екологічний критерій) і за можливістю ефективного використання земель в системі землекористування (господарський критерій).

Для оцінки ступеня деградації ґрунтів і земель використовують градації по- казників стану ґрунтів, характерні для окремих типів деградації і уніфіковані за рівнями втрати природно-господарської цінності земель, наведеними в таблиці 2. У випадку, якщо різні типи деградації мають аналогічні показники, визначення їх значень проводяться для діагностики кожного типу деградації з урахуванням специфіки конкретного процесу відповідно до переліку можливих типів деградації. Деградація ґрунтів і земель за кожним показником характеризується п'ятьма ступенями:

0         - недеградовані (непорушені);

1         - слабкодеградовані;

2         - середньодеградовані;

3         - сильнодеградовані,

4         - дуже сильнодеградовані (зруйновані).

Труднощі виникають при виділенні не деградованих ґрунтів, які в наш час зустрічаються лише в заповідних територіям, насамперед біосферних заповідниках. Однак їх кількість недостатня для ідентифікації всіх чинників антропогенної деградації в різних природних умовах. При господарському використанні ґрунтів найбільш прийнятними "точками відліку" є ділянки ґрунтового покриву з практично незмінними будовою, складом і властивостями, типовими для даних природних умов.

Визначення ступеню деградації ґрунтового покриву здійснюється за оціночними показниками, приведеними у таблиці 24.

Таблиця 2 ‒ Оціночні показники для визначення ступеня деградації ґрунтів і земель

Встановлення ступеня деградації ґрунтів і земель можливе за будь-яким із запропонованих показників. При наявності двох і більше істотних змін показників оцінка ступеня деградації ґрунтів і земель здійснюється за показником, що встановлює максимальний ступінь. При виділенні високого і катастрофічного рівнів втрати природно-господарської цінності земель додатково оцінюється весь комплекс умов природного середовища.

У залежності від ступеня деградації ґрунтів і земель вводиться спеціальний режим їх використання, проводиться зміна цільового призначення або їх консервація.

Рекомендації з відновлення і використання деградованих ґрунтів і земель (або їх консервації) повинні мати аргументоване обґрунтування. При цьому можуть розглядатися декілька альтернативних варіантів.

Консервації підлягають землі третього і четвертого ступеня деградації з сильноеродованими, сильнозасоленими, сильнозаболоченими (внаслідок підтоплення або порушення екологічних вимог) ґрунтами; мають просади поверхні внаслідок видобутку корисних копалин; пасовища з сильно порушеним ґрунтово-рослинним покривом, коли використання за цільовим призначенням земель з вказаними ознаками деградації приводить до подальшого розвитку негативних процесів, погіршення стану ґрунтів і екологічної ситуації.

Отже, сукупність властивостей і режимів ґрунтів визначає їх природно-господарську цінність, обумовлює ефективність їх господарського використання, рівень участі ґрунтового покриву в забезпеченні функціонування екосистем (в тому числі і агроекосистем) та існування природного ландшафту.

Раціональне використання ґрунтових ресурсів України потребує виконання таких організаційно-господарських заходів, а саме:

·                     Зосередити виробництво вибагливих до родючості ґрунту сільськогосподарських культур (зернових, технічних, овочевих) на найбільш цінних землях, де віддача від додаткових енергетичних вкладень (добрив, пестицидів, нових сортів і гібридів, технологій, меліорацій) буде найбільш ефективною.

·                     Здійснити біологічну консервацію деградованих земель, інтенсивне використання яких у сільськогосподарському виробництві екологічно небезпечне і економічно недоцільне. Залуженню і переведенню із ріллі в сіножаті підлягають сильно- та середньеродовані ґрунти на схилах з крутизною понад 3°, а також ґрунти, що піддаються одночасній дії вітрової і водної ерозії. Реалізація цього положення ускладнилась після розпаювання земель. Тому необхідна розробка заходів зі стимулювання виведення з інтенсивного використання низькородючих угідь з метою відтворення їх родючості. З цією метою доцільно трансформувати у сіножаті та пасовища найбільш еродовані орні угіддя. Такі заходи повинні здійснюватися диференційовано, на основі проектів землеустрою з урахуванням стану і структури сільськогосподарських угідь.