Контрольная работа по экологии для ТулГУ, пример оформления

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА по дисциплине: «Общая экология» Содержание Название и цели работы 3 1. Письменное задание 4 1.1. Что называют почвой и земельными ресурсами 4 1.2. Какими факторами определяется состояние земельных ресурсов 4 1.3. В чем состоит опасность снижения темпов химизации сельскохозяйственных земель 6 1.4. Какие типы ландшафтов представлены на территории Тульской области 7 1.5. Что характеризует величина коэффициента увлажнения в плане биопродуктивности ландшафтов 9 1.6. Какова связь между климатическими особенностями территории и гумусным состоянием почв 10 1.7. Что называют периодом биологической активности почв 11 1.8. Какой компонент почвенной массы обеспечивает противодействие почв эрозии и почему 12 1.9. Что называют водной эрозией и каковы её результаты 12 2. Практическая часть. Вариант 10 13 3. Индивидуальное задание. Тульская область 16 Название работы — «Оценка пахотных земель с точки зрения потенциальной опасности водной эрозии». Цели работы: 1. ознакомиться с естественными и антропогенными факторами, влияющими на состояние земельных ресурсов; 2. рассмотреть закономерности формирования гумусного состояния почв; 3. ознакомиться с процессами, сопровождающими региональное землепользование и снижающими почвенное плодородие; 4. оценить потенциальную опасность водной эрозии пахотных земель и подобрать противоэрозионные мероприятия.   1. Письменное задание 1.1. Что называют почвой и земельными ресурсами Почва — поверхностный слой литосферы Земли, обладающий плодородием и представляющий собой полифункциональную гетерогенную открытую четырёхфазную (твёрдая, жидкая, газообразная фазы и живые организмы) структурную систему, образовавшуюся в результате выветривания горных пород и жизнедеятельности организмов. Почва — самостоятельное естественноисторическое органоминеральное природное тело, возникшее на поверхности Земли в результате длительного воздействия биотических, абиотических и антропогенных факторов, состоящее из твёрдых минеральных и органических частиц, воды и воздуха и имеющее специфические генетико-морфологические признаки, свойства, создающие для роста и развития растений соответствующие условия. Земельные ресурсы – это земная поверхность, которая пригодна для проживания человека, строительства и иных видов хозяйственной деятельности. Земельные ресурсы характеризуются рельефом, почвенным покровом и комплексом иных природных условий. Структура земельного фонда является характеристикой земельных ресурсов. Земельный фонд – это соотношение площадей, которые заняты под посевы сельскохозяйственных культур, леса, пастбища, промышленные предприятия и т. д. 1.2. Какими факторами определяется состояние земельных ресурсов Земельные ресурсы, включающие сложный комплекс компонентов природного ландшафта, представляют собой специфические сочетания почв, рельефа, климата (для естественных кормовых угодий – растительности), используемые для выращивания сельскохозяйственных культур. Они принадлежат к важнейшим повсеместно распространенным природным богатствам. Земельные ресурсы, как и лесные, принадлежат к возобновимым, используемым при соблюдении определенных условий непрерывно. В отличие от минерально-сырьевых или лесных земельные ресурсы при наиболее экономически важном виде их использования – земледельческом – становятся средством производства. Изымаются из природы в данном случае не сами ресурсы, а лишь полученные с их помощью растительные продукты. При использовании сельскохозяйственных ресурсов наиболее ярко проявляется взаимосвязанность воздействия всех природных компонентов. Поскольку основным свойством земель, используемым в сельскохозяйственном производстве, является их плодородие, то выявление закономерных географических различий в природно обусловленном уровне продуктивности занимает центральное место. Чрезвычайно важно с точки зрения методики экономической оценки свойством земель (в более широком плане – территории) выступает универсальность ее использования. Она является всеобщим предметом, средством труда, необходимым условием любого вида материального производства. Другая сторона продуктивности земель – ее тесная связь со способами земледелия. Фактически всегда наблюдается экологическое плодородие земли, в котором переплетаются элементы, зависящие от природы и созданные трудом человека. Продуктивность сельскохозяйственных ресурсов может оцениваться лишь относительно, в соответствии с данным уровнем развития техники в земледелии. С точки зрения задач экономической оценки не менее важен другой аспект проблемы взаимоотношения особенностей ресурсов и применяемой техники. Речь идет о том, что определенным свойствам сельскохозяйственных ресурсов соответствует качественно специфическая техническая система их использования, которая складывается из комплекса агротехнических приемов. Существенно то, что за каждым специфическим, т.е. наиболее полно учитывающим природные свойства данного типа земель, агротехническим комплексом стоят определенные экономические показатели, выражающиеся в величине капитальных и текущих затрат на единицу земельной площади. 1.3. В чем состоит опасность снижения темпов химизации сельскохозяйственных земель С 1993 года деградация почв рассматривается руководством страны как одна из угроз национальной безопасности. За 90-е годы из производственного оборота вышло более 29 млн га, что составляет 25 % всех посевных площадей и соответствует площади поднятой в СССР целины. Неиспользуемые земли зарастают сорной раститель-ности и служат очагами распространения вредителей и болезней сельскохозяйствен-ных культур. За годы реформ существенно снизились и темпы химизации почв. В 1990 году на 1 га пашни вносились 88 кг минеральных удобрений (а обработке подвергались 66 % площадей), а в 1999 году – в пределах 15 кг (24 %). Применение ор-ганических удобрений упало с 3,5 до 0,9 т/га. При этом в почве нарушилось опти-мальное соотношение биогенных элементов: увеличилась доля азота и сократилась доля фосфора. На начало 1997 года поступление N, P, K в почву составляло 21,5 кг/га, а их вынос – 118,5 кг/га. При этом Россия занимает третье после Канады и США место в мире по экспорту минеральных удобрений (12 %). Снижение применения удобрений и средств защиты растений способствует развитию эрозионных процессов, дальнейшей деградации почв и снижению урожаев, а отсутствие мероприятий по борьбе с вредителями и болезнями растений, по существу, эквивалентно применению компонентов биологического оружия. Так, снижение химизации привело к рез-кому распространению в посевах простейших грибов, выделения которых не только фитотоксичны, но и канцерогенны и генотоксичны для человека. По мнению экспертов Института географии РАН, особых надежд на экологическое возрождение страны в ближайшие 5-10 лет. Наиболее вероятен следующий ход событий. Будет продолжаться политика, характеризующаяся метаниями в поисках прагматичных решений разового пользования, не сопровождающаяся экологичес-кой перестройкой производства и даже не позволяющая резервировать накопления для такой перестройки. В ближайшем будущем это лишь усугубит российские проблемы. Поэтому исследования, нацеленные на прогноз результатов природопользования в пределах высокоосвоенной территории России, еще долго не потеряют своей актуальности. 1.4. Какие типы ландшафтов представлены на территории Тульской области Термин ландшафт — ныне один из самых распространенных в советской географии. Им широко пользуются и специалисты других областей наук — почвоведы, лесоводы, архитекторы, градостроители, проектировщики. Обычно под ландшафтом понимают совокупность взаимообусловленных и взаимосвязанных предметов и явлений природы, предстающих перед нами в образе тех или иных исторически сложившихся, непрерывно развивающихся географических комплексов. Ландшафты прежде всего отражают тесную взаимосвязь между основными компонентами природы: рельефом, геологическим строением, климатом, почвой, водами, растительностью и животным миром. Взаимодействуя друг с другом, природные компоненты образуют многочисленное число географических комплексов или ландшафтов, которые, будто пчелиные соты, устилают поверхность Земли. Каждая категория географических комплексов с различных позиций характеризует особенность природы одной и той же территории. Физико-географы различают две категории ландшафтов — региональные и типологические. Региональные комплексы объединяют такие ландшафты, которые схожи по общности своего происхождения, имеют единую территорию и неповторимы в окружающем их пространстве. Региональные ландшафты представляют собой результат сложной и часто противоречивой истории развития природной обстановки. Группируясь, региональные комплексы образуют соподчиненную систему единиц: зона географическая — провинция географическая — физико-географический район. Так, лесостепная зона на территории Тульской области объединяет внутри себя одну лесостепную провинцию Среднерусской возвышенности и восемь физико-географических районов. Последние выступают как крупные, обособленные по климату и рельефу и обладающие характерными для них сочетаниями почвенных разностей и растительных группировок. Физико-географические районы отличаются друг от друга еще и своеобразным сочетанием типов местностей и урочищ, что показывает относительное единство их природы. В отличие от региональных ландшафтов типологические комплексы характеризуются отсутствием единства происхождения. К одному типу относятся различные по генезису 4, но сходные по внешним признакам комплексы. Например, к типу западинных урочищ принадлежат и степные западины, образовавшиеся в результате просадок, и западины карстовые. Исходя из сущности типологических комплексов, их изучение строится на познании того общего, что свойственно всему типу. Поэтому, познав особенности природы одного комплекса в каком-либо месте, эти же свойства можно по аналогии распространить на схожие с ним комплексы, но удаленные на значительное расстояние. На территории Тульской области хорошо изученными оказались две разновидности типологических комплексов — типы урочищ и типы местности. «Урочище» (тип урочищ) — примечательный, чем-либо выдающийся участок местности. Термин «урочище» — старый русский термин, широко известный в разговорном языке. Его широко используют не только географы, но и другие специалисты — лесоводы, землеустроители, агрономы. Образование этого комплекса связано с неровностями рельефа, неоднородным составом почв и грунтов. Часто в «жизни» урочищ ведущее место занимает хозяйственная деятельность человека. Содержание понятия «урочище» близко к содержанию термина «природное угодье». Пойменная дубрава, озеро-старица, карстовая воронка, балка с суходольным лугом, верховое болото — все это примеры многочисленных урочищ, отражающих специфику природы ландшафтов Тульской области. Если «урочище» — широко известный в литературе и разговорном языке термин, то этого нельзя сказать о «ти-типе местности». Под «типом местности» обычно понимают относительно равноценную с точки зрения хозяйственного использования территорию, обладающую закономерным, только ей присущим сочетанием урочищ. Специфика каждого типа местности с хозяйственной точки зрения заключается в том, что практические рекомендации, разработанные в целом для типа местности, распространяются не на ограниченную территорию, а на аналогичные участки, удаленные один от другого на десятки и более километров. В Тульской области распространены пойменный, надпойменно-террасовый, склоновый, плакорный, останцово-водораздельный, междуречный слабо дренированный и зандровый типы местности. Выявление и картирование этих ландшафтов имеет крайне важное значение для планирования многих хозяйственных мероприятий и, в частности, при составлении кадастра угодий. Особенности ландшафтных комплексов в настоящее время учитывают при размещении сельского хозяйства и промышленности, районной планировке и дорожном строительстве, качественной оценке земель и создании зон отдыха. 1.5. Что характеризует величина коэффициента увлажнения в плане биопродуктивности ландшафтов Коэффициент увлажнения — отношение годового количества осадков к годовой величине испаряемости для данного ландшафта, является показателем соотношением тепла и влаги. Вычисляется по формуле , где — коэффициент увлажнения, R — среднегодовое количество осадков, в мм. E — величина испаряемости (количество влаги, которое может испариться с водной поверхности при данной температуре), в мм. При >1 — увлажнение избыточное (тундра, лесотундра, тайга) При ≈1 — увлажнение достаточное (смешанные или широколиственные леса) При 0.3< <1 — увлажнение недостаточное (если <0.6 — степь, >0.6 — лесостепь) При <0.3 — скудное увлажнение (если <0.1 — пустыня, >0.1 — полупустыня) Для оценки увлажнения на данном ландшафте также используется радиационный индекс сухости, который является величиной, обратной коэффициенту увлажнения. И вычисляется по формуле. 1.6. Какова связь между климатическими особенностями территории и гумусным состоянием почв Ни один из отдельно взятых климатических показателей (температура, влажность, коэффициент увлажнения, гидрофакторы), как и их сочетания, не дают столь ясной и однозначной положительной корреляционной связи с гумусным состоянием почвы, как ПБА. Однако любой из перечисленных показателей обнаруживает положительную или отрицательную корреляцию с глубиной гумификации в пределах южной (черноземы – сероземы) или северной (черноземы – подзолы) ветвей зонально-генетического ряда почв. Но только ПБА охватывает всю совокупность почв. В почвах северной ветви ряда ограничивающим гумификацию фактором является главным образом длительность вегетационного периода, а в почвах южной ветви – недостаток влаги. Понятно, что общие закономерности гумусообразования существенно сложнее изложенных в этих методических указаниях. Наличие в составе почвенной массы гумуса обеспечивает водопрочность почвенных агрегатов и реализацию других физических и химических свойств почвы. Поэтому содержание гумуса считается важным фактором, контролирующим скорость эрозии почв и грунтов. В науках о Земле совокупность процессов сноса и удаления мелкозема с последующей его аккумуляцией на поверхностях, угол наклона которых меньше угла естественного откоса, объединяют понятием денудация. Главной движущей силой процессов считают силу тяжести. Она проявляет себя непосредственно, а также через движение различных сред. Различают денудацию плоскостную, при которой снос не сосредоточен на каких-либо локальных участках, и линейную. Денудация любого вида осуществляется агентами денудации. Главными агентами наземной денудации признают работу проточных вод (эрозия), ветра (дефляция), живых организмов, а в последнее тысячелетие – и человека. 1.7. Что называют периодом биологической активности почв Период биологической активности почв – это отрезок времени, в течение которого сохраняются благоприятные условия для нормальной вегетации растений и активной микробиологической деятельности, а также высокая скорость биогеохимических процессов. По сути – это период года, в течение которого температура воздуха устойчиво превышает 10 оС, а запасы продуктивной влаги в почве составляют не менее 2 %. ПБА считается более удобной мерой напряженности процесса гумификации по сравнению с парой – коэффициент увлажнения и температура почвы. 1.8. Какой компонент почвенной массы обеспечивает противодействие почв эрозии и почему В почвах северной ветви ряда ограничивающим гумификацию фактором является главным образом длительность вегетационного периода, а в почвах южной ветви – недостаток влаги. Понятно, что общие закономерности гумусообразования существенно сложнее изложенных в этих методических указаниях. Наличие в составе почвенной массы гумуса обеспечивает водопрочность почвенных агрегатов и реализацию других физических и химических свойств почвы. Поэтому содержание гумуса считается важным фактором, контролирующим скорость эрозии почв и грунтов. 1.9. Что называют водной эрозией и каковы её результаты Термином эрозия обозначают процессы разрушения горных пород и грунтов водными потоками, что ведет к образованию различных генетических типов отложений, формированию разветвленной сети стока, изменению параметров рек как динамических систем, общему снижению уровня поверхности водосборных бассейнов. В зарубежной литературе термины «эрозия» и «денудация» считаются синонимами, а в отечественной литературе многие авторы их различают.   2. Практическая часть. Вариант 10 Оценить потенциальную опасность водной эрозии пахотных земель ЕТР. 2.1. В соответствии с исходными данными по формуле рассчитать продолжительность периода отрицательных температур T0, дни. Результат расчета округлить до целых и взять от него десятичный логарифм. T0 = 165,874 lg(–1,669 Tср + 22,628) – 47,714 T0 = 165,874  lg(–1,6694,2 + 22,628) – 47,714 = 150,278. lg(T0) = lg(150,278) = 2,177 2.2. Сумму осадков за апрель – ноябрь принять в соответствии с таблицей 6 и взять от величины суммы деятичный логарифм. ∑ осадков = 307 lg307 = 2,487 2.3. Подставить значения логарифмов в формулу и рассчитать показатель степени R. A = Lg ( осадков) = 2,487; B = Lg (T0o) = 2,177; R = X1A + X2B + Y1AB + X3A2 + X4B2 + Y2A2B2 + X5A3 + + X6B3 + Y3A3B3 + X7A4 + X8B4 + Y4A4B1 + Z. Численные значения коэффициентов приведены в таблице. Результат расчета принадлежат диапазону от 0,2 до 1,2, следовательно, расчеты произведены верно. 2.4. Эрозионные потери обрабатываемых почв европейской территории страны определяются по формуле: ЭП = 10R, т/(га год) ЭП = 100,305 = 2,018 т/(га в год) 2.5. Определить, во сколько раз расчетная величина эрозионных потерь ЭП превышает фоновую величину ЭПфон: k = ЭП / ЭПфон. k = 2,018/0,25 = 8,073 Таким образом, эрозионные потери превышают фоновую величину в 8,073 раза. 2.6. Определить значение, обратное величине k, т.е.: k’ = 1 / k. k’ = 1/8,073 = 0,044 2.7. Анализируя таблицу 4 МУ (с. 10), подобрать коэффициент защиты Р, обеспечиваемый данным противоэрозионным мероприятием, так, чтобы он был несколько меньше, чем величина k . k = 0,124. Принимаем Р = 0,11. Снижение текущих эрозионных потерь до фоновых значений обеспечивает применение следующего противоэрозионного мероприятия – использование обрабатываемых валов-терасс (поперек склона) вместе с эффектом обработки и посева по горизонталям склона при крутизне склона от 2,0 до 12 %.   3. Индивидуальное задание. Тульская область Почва является бесценным природным ресурсом, обладающим одним исключительно важным свойством — плодородием. Занимая переходное положение от лесной зоны к степной, Тульская область характеризуется сложным почвенным покровом. На территории области основными типами почв являются следующие: дерново-подзолистые почвы, серые лесные почвы и черноземы. Кроме перечисленных зональных типов почв, в области встречаются и интразональные почвы: пойменные, болотные и торфяники,- которые в виде небольших пятен, островков или лент включаются в основные типы почв области. Земельный фонд по типам почв в области распределяется следующим образом: дерново-подзолистые — около 16,1 %, серые лесные почвы — около 34,8 %, черноземы — около 46,4 %, пойменные — 2,7 % всей площади области. Дерново-подзолистые почвы распространены в основном в западной и северо-западной частях области — на правобережье Оки и ее притока Упы. Сформировались они под смешанными лесами на моренных суглинках и валунных песках. Встречаются дерново-подзолистые почвы в Арсеньевском, Белевском, Заокском, Одоевском, Суворовском и Щекинском районах. Запас гумуса в этих почвах колеблется от 1,2 до 3,4 %, а мощность гумусового слоя составляет 15-23 см. В зависимости от степени проявления подзолообразовательного процесса, дерново-подзолистые почвы разделяются на три подтипа: дерново-слабо-подзолистые, дерново-среднеподзолистые и дерново-сильноподзолистые. Последние имеют в области ограниченное распространение. Серые лесные почвы — второй главный тип почв в Тульской области. Они залегают в основном в центральной, северной, северо-восточной, западной и юго-западной частях области — в бассейне реки Оки и ее притоков: Упы, Вашаны, Скниги, Беспуты, Осетра. Эти почвы являются переходными от дерново-подзолистых к черноземам. Они сформировались под широколиственными лесами с кустарниковым подлеском и густым травостоем на тяжелых покровных и моренных суглинках. Содержание гумуса в них варьируется от 2,3 до 6 %, а мощность гумусового слоя изменяется от 25 до 45 см. По содержанию гумуса и интенсивности окраски серые лесные почвы подразделяются на светло-серые, серые и темно-серые. На границе с дерново-подзолистыми почвами распространены светло-серые и серые лесные почвы, а на границе с черноземами — серые и темно-серые. Серые лесные почвы более плодородны, чем дерново-подзолистые. Черноземные почвы — это третий зональный тип почв Тульской области. Они залегают в основном в юго-восточной, южной и частично центральной частях области. Их образование шло в результате отмирания густого покрова травянистой растительности. Почвообразующей породой являются карбонатные лессовидные суглинки. По содержанию гумуса черноземы области делятся на малогумусные (менее 6 %), среднегумусные (от 6 до 9 %) и с содержанием гумуса более 9 %. В области наиболее распространены среднегумусные черноземы. На небольших площадях встречаются черноземы, содержащие более 9 % гумуса. По мощности гумусового горизонта черноземы делятся на три вида: маломощный, среднемощный и мощный. Маломощными считаются черноземы, гумусовый горизонт которых достигает 60 см, среднемощными — от 60 до 80 см, мощными — свыше 80 см. Наибольшие площади в области заняты среднемощными черноземами, на меньших площадях встречаются маломощные и менее всего распространены мощные черноземы. По степени выраженности дернового процесса черноземы области подразделяются на два подтипа: черноземы оподзоленные и черноземы выщелоченные. Черноземы оподзоленные не занимают в области сплошных площадей. Они перемежаются с темно-серыми лесными почвами и выщелоченными черноземами. К югу массивы оподзоленных черноземов уменьшаются, а выщелоченных — увеличиваются. Кроме перечисленных трех основных зональных типов почв, в области встречаются и пойменные (аллювиальные) почвы. Они располагаются в долинах рек в пределах пойменных и надпойменных террас. Особенностью этих почв является ежегодное отложение частиц из паводковых весенних вод. Наиболее ценными являются почвы центральной поймы, в которых содержание перегноя достигает 7 %. Недостатком пойменных почв является близость грунтовых вод, но при научно разработанной агротехнике эти почвы могут давать хорошие урожаи. В поймах рек встречаются также болотные и полуболотные почвы. Следует отметить, что в распределении основных зональных почв Тульской области наблюдается почвенная асимметрия: смена почв происходит не с севера на юг (т. е. в широтном направлении), а с запада, северо-запада на восток. Причиной почвенной асимметрии является климатическая асимметрия Тульского края. К процессам, вызывающим деградацию почв и снижение уровня плодородия, характерным для Тульской области относятся: а) вырубка лесов; б) чрезмерно активная сельскохозяйственная деятельность; в) загрязнение почв промышленными и бытовыми отходами; г) использование агрохимии; д) неправильная технология мелиорации. К мероприятиям, направленным на охрану и воспроизводство почвенных ресурсов Тульской области относятся: а) мелиорация земель; б) рекультивация; в) охрана государством используемых земель (ст. 12 Земельного Кодекса РФ).