Цель и задачи работы

Цель работы:

Оценить естественное функционирование геосистемы с точки зрения водного режима и продуктивности растений, а также экологические эффекты техногенных воздействий (земледелия на мелиорированных землях).

Задачи:

1. Изучить модель влагопереноса в почвах и грунтах и модель продуктивности растений.

2. На основе исходных данных по курсовому проекту построить зависимости влагопроводности и влагоемкости корнеобитаемого слоя почвы средствами Excel.

3. Провести численные эксперименты для оценки естественного водного режима и продуктивности геосистемы; для оценки водного режима и продуктивности геосистемы при орошаемом возделывании луговых трав; для оценки водного режима и продуктивности геосистемы при орошаемом возделывании пшеницы.

4. На основе полученных результатов расчетов сделать выводы об особенностях естественного водного режима рассматриваемой территории, экологических характеристиках земледелия на рассматриваемой территории, экологических ограничениях реализации мелиоративных режимов.

Природно-климатические условия объекта

Саратовская область расположена в юго-восточной части рассматриваемого региона и занимает 42,5 % общей его площади. На севере область граничит с Пензенской, Ульяновской и Самарской областями, на юго-западе с Волгоградской, на западе с Тамбовской и Воронежской областями, на юго-востоке с Уральской областью Казахстана.

По рельефу половина территории области расположена на правом берегу р. Волги в пределах Приволжской возвышенности с высотными отметками до 330 м. На левом берегу Волги (Заволжье) территория представлена так называемой Сыртовой увалистой равниной с абсолютными высотами 120…160 м над уровнем моря. Юго-восточная часть области примыкает к Прикаспийской низменности и представляет собой обширную плоскую равнину с резко выраженным микрорельефом с блюдцеобразными понижениями.

По физико-географическому районированию Н.А. Гвоздецкого (1960) около 18,5 % территории на северо-западе области отнесена к лесостепной зоне с континентальным климатом. Средняя многолетняя сумма температур воздуха выше +5°С составляет здесь 2800…3000°С, а сумма осадков за тот же период 300…320 мм. Зональные почвы представлены типичными, тучными и выщелоченными чернозёмами.

К степной зоне, занимающей около 80 % площади области, отнесены Окско-Донская низменность, Южно-Приволжская возвышенность на правобережье Волги, Самаро-Иргизская низменность вдоль левого берега Волги и Волго-Узенская провинция в южной части Сыртового Заволжья.

Климат Окско-Донской низменности и Южно-Приволжской возвышенности характеризуется умеренной континентальностью с суммой температур воздуха выше +5С 3000…3200С и количеством атмосферных осадков за тот же период 240…380 мм. Почвы в степной зоне представлены обыкновенными и южными чернозёмами в Окско-Донской низменности, южными чернозёмами и тёмно-каштановыми на Южно-Приволжской возвышенности.

Самаро-Иргизская низменность и Волго-Узенская провинция характеризуются изменением суммы температур выше + 5С от 3100 до 3300С, а атмосферных осадков от 220 до 260 мм. В почвенном покрове преобладают тёмно-каштановые и каштановые почвы с примесью солонцеватых почв и солонцов.

В полупустынной зоне, расположенной на юго-востоке в северной части Прикаспия (в Волго-Уральской провинции) и занимающей около 1,5 % территории области, климат резко континентальный. Средняя многолетняя сумма температур воздуха выше +5С составляет 3300…3400С. Атмосферные осадки за тот же период не превышают 180…220 мм. Почвенный покров представлен светло-каштановыми солонцовыми почвами.

Вегетационный период (период со среднесуточной температурой воздуха более 5⁰С) начинается 10 апреля и кончается 20 октября и составляет 190 суток. Среднегодовое количество атмосферных осадков за период вегетации составляет 195 мм.

Почвы на участке тёмно-каштановые, суглинистые, незасолённые, потенциально высокоплодородные, но страдающие от недостатка увлажнения, содержание гумуса 4-7%. Почвы довольно рыхлые, оструктуренные, с плотностью 1,43 г/см³. Пористость равна 0,42 в долях от объёма. ω_ППВ = 0,65 в долях от пористости, коэффициент фильтрации этого слоя к_ф – 0,30 м/сутки, ω_пр=0,80 ω_ппв.

Рассматриваемый участок расположен вблизи г. Ершов, в 180 км восточнее Саратова, на правом берегу реки Малый Узень. Это сухостепная зона с тёмно-каштановыми почвами, климат среднеконтинентальный с холодной зимой и жарким продолжительным летом.

На рисунке 1 показан ситуационный план участка (по материалам Yandex Maps)

Рис. 1 Ситуационный план рассматриваемой территории.