Осушение вызвало снижение уровня грунтовых вод, существенно изменились режим водотоков и водоемов, движение подземных вод. Исчезают малые реки и озера, ручьи. Такие реки, как Усяж, Лошица, Тростянка, Слепня, Уша, Волма в летнее время полностью пересыхают или превращаются во временные водотоки. Большинство озер Полесья превратились в водохранилища, стали приемниками болотных вод. В результате мелиорации уменьшился водосбор озер Ореховское, Белое, Червоное и др. По данным Б.Ф. Фалиевского, за последние 10 лет уровень воды в озере Червоном упал на 4 – 11 см. Осушение изменило и водный режим почв, примыкающих к мелиоративным территориям. Зона влияния распространяется в пределах 1 – 2 км, реже – до 4 км, уровень грунтовых вод на таких участках может снизится до 1,5 м.
Интенсивная обработка торфяников увеличила приток взвешенных частиц в природные воды, вследствие чего дно рек и озер подвергается заилению и зарастанию растительностью.
Под влиянием мелиорации в природных фитоценозах исчезают влаголюбивые виды растений. На смену осоковым, хвощовым и тростниковым сообществам приходят менее требовательные к увлажнению виды растений: вейничники, мятлики, красноовсянничники и др.
Изменяются и местные сообщества. Сосновые и берёзово-сосновые леса сменяются главным образом берёзовыми и осиновыми, редко еловыми и сосновыми.
Сельскохозяйственное освоение осушенных земель способствует прямому уничтожению естественных растительных сообществ и их полной замене агроценозами, характеризующимися определённым набором сельскохозяйственных культур и соответствующей сорной растительности.
Мелиорация изменила структуру и численность фауны Полесья. Спрямление рек, сопровождающееся уничтожением кустарниковой растительности по берегам, ухудшило условия обитания для бобров и водно-болотных птиц. В зооценозе исчезли такие виды как чёрный турпан, розовый пеликан, большой баклан, колпица. Уменьшилась численность чёрного аиста, скопы, орлана-змеееда. Сокращается число речных и норковых уток, боровой дичи (тетерева и глухаря).
Тенденции в изменении зооценозов мелиорируемых земель свидетельствуют о необходимости поиска оптимальных приемов хозяйствования в этом регионе. Высокая эффективность сельскохозяйственного производства должна сочетаться с сохранением всего генофонда животного мира Полесья.
Современное мелиоративное земледелие – это прежде всего вторжение в природные комплексы и их изменение. Здесь сталкиваются инженерные, агрономические, экологические и многие другие задачи, успешное решение которых требует всестороннего анализа и совместных усилий различных специалистов.
Мелиоративное освоение болот породило множество экологических проблем, которые можно свести к четырем уровням значимости: глобальному, европейскому, региональному и локальному (ландшафтному).
Глобальный уровень связан с планетарной ролью болот как регулятора состава атмосферы.
В природе торфяные комплексы выполняют разнообразные функции:
ландшафтную,
аккумулятивную,
биологическую,
газорегулирующую,
геохимическую,
гидрологическую
климатическую.
Все вышеназванные функции являются биосферными, так как болота, будучи продуктом эволюции биосферы, оказывают большое влияние на экологические процессы. К сожалению, незаменимость и масштабность биосферных функций болот практически не учитываются при выборе объектов мелиорации и добычи торфа, что следует признать ошибкой с крупными негативными последствиями.
Европейский уровень экологических проблем связан с очевидными трансформациями климата (нарастание его континентальности и уменьшения количества осадков в центральной части материка).
Региональный уровень экологических проблем связан с коренным преобразованием природного облика Полесья, хотя представление об его исключительной заболоченности преувеличено. Более половины территории региона занимают лесные массивы. Снижение уровня грунтовых вод породило ряд проблем ведения лесного хозяйства.
Локальный уровень связан с изменением ландшафтов под воздействием факторов мелиорации (сработка торфа, дегумификация песчаных почв, дефляция и др).
Мелиоративное земледелие – это всегда упрощение экологической системы, замена сложных биологических сообществ сравнительно простыми и менее устойчивыми по сравнению с природными аналогами. Консервация природы сейчас практически невозможна, и человек неизбежно становится созидательно-разрушительной биологической силой.
В настоящее время в пределах территории Беларуси осушено около 1,45 млн га торфяных почв, из них для сельскохозяйственных целей - 1,1 млн га. В пользовании сельскохозяйственных предприятий находится свыше 0,97 млн га угодий на торфяных почвах различной мощности, ботанического состава и уровней окультуренности.
Большая часть (свыше 65 %) таких почв имеет мощность торфа до 1 м, а 90% торфяных почв Белорусского Полесья подстилается рыхлыми песчаными отложениями.
Процессы деградации торфяных почв при осушении и последующем их сельскохозяйственном использовании определяются разложением и сработкой органического вещества торфяных почв.
Под сработкой понимается общая убыль торфа в результате минерализации, ветровой, водной, технической эрозий и вымывания. Сработка торфяных почв может выражаться потерей торфа в тоннах на гектар в год или линейной величиной уменьшения мощности торфа в сантиметрах в год. Если сработка измеряется в линейных величинах (см/г.), то в нее, кроме указанных выше составляющих, входит процесс физического уплотнения торфа при его обезвоживании под действием собственной массы и проходов сельскохозяйственной техники.
Сработка торфа на осушенных торфяных почвах в Беларуси колеблется в пределах 0,5-12 см/г., или 3-20 т/га и более. На основании обобщения многочисленных данных по сработке торфяных почв установлено, что наиболее характерными ее величинами для условий республики являются 1-4 см/г.
Сработка торфа по мере длительности сельскохозяйственного использования уменьшается, но не прекращается. Степень ее проявления во времени разная: в первые годы она протекает более интенсивно, а в последующие годы снижается.
На основании данных многолетних наблюдений сработки торфа осушенных торфяных почв, используемых под возделывание различных сельскохозяйственных культур, подсчитано, что торфяные почвы мощностью до 1 м на стационарных площадках могут полностью лишиться торфа за 18-40 лет.
При сложившейся системе земледелия на осушенных торфяниках, при которой на них размещаются пропашные культуры, выращивается значительная доля зерновых, ежегодные потери органического вещества в перерасчете на торф 40 %-ной условной влажности составляет 9,43 млн т. В результате отчуждения такого количества вещества происходит быстрое уменьшение мощности торфяной залежи с выходом на поверхность подстилающих песков.
К настоящему времени в Республике Беларусь деградировано более 200 тыс. га торфяных почв, на которых слой торфа разрушен полностью.
Согласно прогнозным расчетным данным, к 2020 г. ожидается увеличение площади деградированных торфяных почв более чем на 10%. Осуществление широкомасштабной мелиорации привело к резкому изменению соотношения осушенных болот и болот, находящихся в естественном состоянии (табл.).
Так, из 2,3 млн га болот, находящихся в 1960 г. в естественном состоянии, в настоящее время осушено более 1,4 млн га. Чрезмерное осушение, неудовлетворительное состояние водорегулирующих систем в сочетании с пренебрежением противопожарной безопасностью часто приводят к возникновению пожаров на торфяниках. В последнее десятилетие на фоне более частого и длительного по времени проявления засух и засушливых явлений торфяные пожары становятся заметным фактором деградации торфяных почв.
В большинстве случаев основными причинами возникновения пожаров на торфяных болотах являются:
самовозгорание торфа (54 %);
искры от транспорта и другой техники (30 %);
неосторожное обращение с огнем (16 %).
В засушливые периоды 2-й половины лета на болотах с нарушенным гидрологическим режимом верхний слой торфа может высыхать до относительной влажности 25-100 %. При такой влажности он может загораться и поддерживать горение в нижних, менее сухих слоях.
Серьезной и не до конца решенной проблемой Беларуси является использование выработанных торфяных месторождений. Общая площадь месторождений, в пределах которых находятся нарушенные торфяные почвы, составляет свыше 330 тыс. га. Восстановление природоохранных и средоформирующих функций на основе разработок научно обоснованных направлений их использования является одной из приоритетных задач борьбы с деградацией земель.
Все мероприятия по сельскохозяйственному использованию агроландшафтов с мелиорированными землями должны носить комплексный почвозащитный характер и обеспечивать минимизацию минерализации органического вещества, критических проявлений ветровой и водной эрозии, выноса растворенного органического вещества, удобрений и пестицидов в почвенногрунтовые воды.
Защита почв от ветровой эрозии заключается в предупреждении катастрофических проявлений (пыльные бури), ограничении и прекращении развития дефляции. В систему мероприятий по защите почв от ветровой эрозии входят противоэрозионная организация территории, ведение севооборотов с почвозащитными функциями, агротехнические и лесомелиоративные противодефляционные мероприятия, направленные на уменьшение скорости ветра в приземном слое и увеличение дефляционной устойчивости поверхности почвы. Противоэрозионная организация территории состоит в таком пространственном размещении сельскохозяйственных полей, которое препятствует или уменьшает масштабы развития эрозии.
Относительно севооборотов, хорошо известно, что гарантией защиты почвы от эрозии является наличие на ней многолетней растительности. Агротехнические мероприятия по предотвращению ветровой эрозии почв включают: безотвальную обработку почв, сев яровых зерновых в ранние и сжатые сроки, прикатывание почвы кольчатошпоровыми катками и др.
На почвах, подверженных ветровой эрозии, эффективно применение щадящих способов обработки почвы, проведение вспашки и сева, сельскохозяйственных культур поперек господствующих ветров, сев яровых культур в сжатые сроки, послепосевное прикатывание почвы кольчатошпоровыми катками, мульчирование поверхности.
Для улучшения баланса органического вещества, агрохимических и воднофизических свойств, особенно на последних стадиях трансформации торфяных почв, эффективно применение органических удобрений. Если в среднем по республике с учетом существующей структуры посевных площадей для обеспечения бездефицитного баланса органического вещества (гумуса) необходимо вносить на пахотных землях 9,4 т/га органических удобрений, то на постторфяных песчаных почвах Полесья потребность в них возрастает до 12–16 т/га.
За счет растительных остатков, прежде всего корневых, необходимо компенсировать не менее 1,5–2,0 т/га минерализующегося органического вещества. Предлагаемая структура использования антропогеннопреобразованных торфяных почв решает эту задачу.
Одним из способов накопления органического вещества в почвах является возделывание промежуточных культур. Для этих целей пригодны редька масличная, озимая сурепица, горчица белая, рапс, сераделла, люпин узколистный. Зеленую массу этих культур убирают на корм, а растительные остатки запахивают. В этом случае промежуточные культуры, посеянные в оптимальные сроки, обеспечивают поступление в почву органического вещества, эквивалентного применению порядка 4 т/га навоза. Поэтому в структуре посевных площадей на данных почвах промежуточные культуры должны занимать не менее 10–15 %.
В качестве дополнительного источника почвенного органического вещества следует применять такой прием, как измельчение и заделка на глубину пахотного слоя соломы зерновых культур и рапса. Этот прием осуществляют в комплексе с внесением азотных удобрений из расчета 10 кг/т соломы. Вместо минеральных удобрений можно использовать жидкий навоз в эквивалентном количестве. Этот прием равноценен внесению 3,5–4,0 т/га соломистого навоза.
Предлагается следующий перечень мер по торможению скорости трансформации осушенных торфяноболотных комплексов и потери ими органического вещества.
Внедрение интенсивного травосеяния. Это направление должно рассматриваться как главное направление в их использовании, в наибольшей мере отвечающее природным особенностям торфяных почв и экологическим требованиям. Наряду с травосеянием рациональное использование потенциала торфяных почв с глубокой и средней залежью может осуществляться в системе специализированных севооборотов по увеличению производства травяных кормов и фуражного зерна. Основу таких севооборотов должны составлять многолетние и однолетние травы (не менее 50 %) и зерновые, в том числе кукуруза на зерно, с насыщением промежуточными культурами. Реконструкция мелиоративных объектов должна проводиться для использования торфяноболотных комплексов в луговодстве.
Окультуривание торфяных почв, оптимизация воднофизических и биологических свойств, гидротермического и питательного режимов путем целенаправленного изменения твердой фазы, создания благоприятной структуры, обогащением пахотного слоя добавками минерального грунта (суглинка, супеси).
Коренное преобразование (мелиоративная вспашка) торфяных почв с мощностью торфа 0,4–0,6м, равномерно распределенной по площади, которая позволяет законсервировать остаточные запасы органического вещества.
Необходимо использовать осушенные торфяные почвы с учетом их удельного веса в составе сельскохозяйственных земель; при удельном весе в хозяйствах таких земель до 20 % они должны использоваться под луговыми угодьями; при 20–40 %— допускать их использование в зернотравяных севооборотах; если осушенные земли в хозяйствах составляют более 40 %— допускается возделывание на торфяных почвах с мощностью торфа более 1м пропашных в севообороте с травами и зерновыми культурами.
Дифференцированное использование осушенных торфяноболотных комплексов и реконструкция мелиоративных объектов на ландшафтной основе требуют картографирования не реже, чем картографирование почв в хозяйствах.
Охрана мелиорированных торфяно-болотных почв достигается регламентацией их использования. Почвы, имеющие мощность торфа менее I м, используются только под сенокосы и пастбища, реже под зерновые культуры. Почвы с глубиной торфа более 1 м - под луговые угодья, а также под зерно-травяные севообороты, в структуре которых многолетние травы составляют не менее 50%.
Важными мероприятиями защиты торфа являются строгое соблюдение норм осушения при возделывании разных сельскохозяйственных культур, а также применение промежуточных поукосных и пожнивных культур.
Для защиты торфа от разрушения разработан метод оптимизации мелиорированных органогенных почв. Суть его заключается в покрытии торфяных почв слоем минерального грунта с тем, чтобы пахотный горизонт формировался преимущественно из минеральной породы. Этот прием вызывает не только сокращение минерализации торфа, но и улучшает неблагоприятные физические, водные, тепловые, биологические и другие свойства, которые ограничивают интенсивное использование этих почв.
Мелиорированные торфяно-болотные почвы подвергаются разрушительному действию ветровой эрозии. Поэтому противоэрозионные мероприятия, играют важную почвозащитную и в целом природоохранную роль, так как они не только предохраняют почву от разрушения, но и препятствуют загрязнению воздуха, рек, озер, каналов и т.д.
Значительные площади в стране заняты выработанными торфяниками, где практически весь торф исчерпан для различных хозяйственных нужд. Основным мероприятием по вовлечению этих площадей в хозяйственный оборот является рекультивация. Рекультивационные мероприятия в настоящее время являются составном частью комплекса мероприятий по охране окружающей среды. Большое охранное значение имеют также мероприятия противопожарной безопасности.