 |
Основные виды антропогенного воздействия на почву.
|
|
|
|
Воздействие человека на литосферу, включая и почву, в настоящее время приближается к пределам, переход которых может вызвать необратимые процессы почти во всей поверхностной части земной коры. В процессе преобразования литосферы из недр извлекаются громадные объемы полезных ископаемых, распахиваются большие площади земель, заболачиваются и засоляются почвы, расширяются площади оврагов. Высота породных отвалов на угольных и других шахтах достигает 300 м, глубина шахт, пройденных для добычи золота (Южная Африка), превышает 4 км, нефтяных скважин — 6 км.
Отчуждение с полей основного (зерно, корнеплоды, овощи) и побочного (солома, листья, ботва) урожая вызывает частично или полностью разрывы биологических круговоротов веществ, нарушение способности почвы к саморегулированию и снижение ее плодородия. В наибольшей степени деградируют почвы агроэкосистем.
К основным видам антропогенного воздействия на почвы относятся эрозия, загрязнение, вторичное засоление и заболачивание, опустынивание, отчуждение земель для промышленного и коммунального строительства.
Эрозия почв — разрушение и снос верхних, наиболее плодородных горизонтов почв и подстилающих пород ветром (ветровая эрозия) или потоками воды (водная эрозия).
Ветровая эрозия — выдувание, перенос и отложение на удаленных территориях ветром мельчайших почвенных частиц. Интенсивность ветровой эрозии зависит от скорости ветра, устойчивости почвы, наличия растительного покрова, особенностей рельефа и других факторов. Огромное влияние на ее развитие оказывают антропогенные факторы: уничтожение растительности, нерегулируемый выпас скота, неправильное применение агротехнических мер. Все это резко активизирует эрозионные процессы.
|
|
|
Различают местную (повседневную) ветровую эрозию и пыльные бури. Местная эрозия проявляется в виде поземок и столбов пыли при небольших скоростях ветра. Пыльные бури возникают при очень сильных и продолжительных ветрах, когда их скорость достигает 20-30 м/с и более. Они способны развеять за несколько часов до 500 т плодородного верхнего слоя почвы с 1 га пашни. Наиболее часто пыльные бури наблюдаются в засушливых районах — сухих степях, полупустынях, пустынях и периодически возникают в Нижнем Поволжье, на Северном Кавказе, в Башкирии.
Под водной эрозией понимают разрушение почв под воздействием временных водных потоков. Различают плоскостную, струйчатую, овражную и береговую формы водной эрозии. Как и в случае ветровой эрозии, условия для проявления водной эрозии создаются природными факторами, а основной причиной ее развития является деятельность человека. В частности, появление новой, тяжелой почвообрабатывающей техники, разрушающей структуру почвы, — одна из причин активизации водной эрозии в последние десятилетия. Кроме того, развитию эрозии способствуют уничтожение растительности и лесов, чрезмерный выпас скота, отвальная обработка почв и др.
Овраги {овражная эрозия) уничтожают ценные сельскохозяйственные земли, способствуют интенсивному смыву почвенного покрова, заиливают малые реки и водохранилища, создают густорасчлененный рельеф, в результате чего возникает значительный экологический ущерб.
Поверхностные слои почв, как правило, подвергаются интенсивному загрязнению, в результате чего снижается жизнедеятельность почвенных организмов, теряется способность почв к самоочищению от болезнетворных микроорганизмов, что чревато тяжелыми последствиями для человека, растительного и животного мира. Например, в сильно загрязненных почвах возбудители тифа и паратифа могут сохраняться до полутора лет, тогда как в незагрязненных — лишь в течение двух-трех суток.
|
|
|
Основные загрязнители почв — пестициды (ядохимикаты), минеральные удобрения, отходы производства, газодымовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, нефть и нефтепродукты. В мире ежегодно производится более 1 млн тонн пестицидов. Даже в ничтожных концентрациях пестициды подавляют иммунную систему организма, а при высоких концентрациях они обладают явно выраженными мутагенными и канцерогенными свойствами. Достоверно установлено, что при применении пестицидов наряду с некоторым увеличением урожайности отмечается рост видового состава вредителей, ухудшаются пищевые качества и сохранность продукции, утрачивается естественное плодородие почв. Пестициды действуют на все живые организмы, в то время как человек использует их для уничтожения весьма ограниченного числа видов. В результате наблюдается интоксикация огромного числа других биологических видов (полезных насекомых, птиц) вплоть до их исчезновения. Среди пестицидов наибольшую опасность представляют стойкие хлорорганические соединения (ДДТ, ГХБ, ГХЦГ), которые могут сохраняться в почвах в течение многих лет и даже малые их концентрации в результате биологического накопления могут стать опасными для жизни организмов. Таким образом, общий экологический вред от использования загрязняющих почву пестицидов многократно превышает пользу от их применения. Воздействие пестицидов оказывается весьма негативным не только для человека, но и для всей фауны и флоры.
Почвы загрязняются и минеральными удобрениями, если они используются в неумеренных количествах и с большими потерями при производстве, транспортировке и хранении. Из азотных, суперфосфатных и других типов удобрений в почву в больших количествах мигрируют нитраты, сульфаты, хлориды и другие соединения: даже при самых благоприятных условиях из всего количества азотных удобрений усваивается растениями не более 50-80%, что приводит к нарушению биогеохимического круговорота азота, фосфора и некоторых других элементов. Экологические последствия такого нарушения в наибольшей степени проявляются в водной среде, в частности при формировании эвтрофии, которая возникает при вымывании из почв избыточного количества азота, фосфора и других элементов. При неумеренном потреблении минеральных удобрений снижается содержание кислорода в почве, что способствует повышенному выделению в атмосферу таких «парниковых» газов, как закиси азота и метана.
|
|
|
К интенсивному загрязнению почв приводят отходы производства и потребления: большие площади земель заняты свалками, золоотвалами, хвос-тохранилищами и другими объектами складирования отходов. Огромный вред для нормального функционирования почв представляют газодымовые выбросы промышленных предприятий. Почвы обладают способностью накапливать весьма опасные для здоровья человека загрязняющие вещества, например, тяжелые металлы. К числу распространенных загрязнителей почв относятся свинец, медь, кадмий, радионуклиды, нефть и нефтепродукты. Вблизи ртутного комбината содержание ртути в почве из-за газодымовых выбросов может повышаться до концентраций, в сотни раз превышающих допустимые.
В процессе хозяйственной деятельности человек может усиливать природное засоление почв. Такое явление носит название вторичного засоления и развивается при неумеренном поливе орошаемых земель в засушливых районах. Засоление почв ослабляет их вклад в поддержание биологического круговорота веществ: исчезают многие виды растительных организмов, появляются новые растения — галофиты (солянка и др.), уменьшается генофонд наземных популяций в связи с ухудшением условий жизни организмов, усиливаются миграционные процессы.
Заболачивание почв наблюдается в сильно переувлажненных районах, например в Нечерноземной зоне России, Западной Сибири и в зоне вечной мерзлоты. Оно сопровождается деградацией биоценозов, появлением признаков гниения и накоплением на поверхности неразложившихся остатков. Заболачивание ухудшает агрономические свойства почв и снижает производительность лесов.
Одним из мощных проявлений деградации почв является опустынивание — процесс необратимого изменения почвы и растительности и снижения биологической продуктивности, который в экстремальных случаях может привести к полному разрушению биосферного потенциала и превращению территории в пустыню. Опустыниванию способствуют массовое выжигание прошлогодней сухой травы, интенсивные распашка и выпас скота, снижение уровня грунтовых вод. На территории, подверженной опустыниванию, ухудшаются физические свойства почв, гибнет растительность, засоляются грунтовые воды, резко падает биологическая продуктивность, подрывается способность экосистем восстанавливаться.
|
|
|
Почвенный покров агроэкосистем необратимо нарушается также при отчуждении земель для нужд несельскохозяйственного пользования: строительства промышленных объектов, городов, поселков, для прокладки линейно-протяженных систем (дорог, трубопроводов, линий связи), при открытой разработке месторождений полезных ископаемых и т. д.
Защита почв
В целях защиты почв от деградации применяют следующие экозащитные мероприятия:
– защита почв от водной и ветровой эрозии;
– рекультивация нарушенного почвенного покрова;
– защита почв от дегумификации, почвоутомления и истощения;
– защита почв от засоления, осолонцевания и слитизации;
– защита почв от загрязнения продуктами техногенеза (тяжелыми металлами, нефтью, нефтепродуктами, пестицидами, радионуклидами и т.д.).
Защита почв от водной и ветровой эрозии включает организационно-хозяйственные, агротехнические, лесомелиоративные и гидротехнические мероприятия.
Организационно-хозяйственные мероприятия – обоснование и составление плана противоэрозионных мероприятий и обеспечение его выполнения (рациональное распределение земельных угодий, почвозащитные севообороты, земледелие полосами, регулирование выпаса скота и др.)
Агротехнические мероприятия включают приемы фитомелиорации (севообороты с многолетними травами, замена чистых паров на занятые, сидеральные и кулисные), противоэрозионную обработку почвы (обработка почв по горизонтали, «контурное» земледелие, щелевание и кротование почв, обвалование, безотвальная вспашка с сохранением стерни и пожнивных остатков), снегозадержание и регулирование снеготаяния (лесные полосы и кулисы, пахота снега, прикатывание).
Лесомелиоративные мероприятия основаны на создании лесных защитных насаждений (ветрозащитные и приовражные лесные полосы, полезащитные лесные и кустарниковые полосы поперек склонов и т.д.).
Гидротехнические мероприятия применяют в тех случаях, когда другие приемы не в состоянии предотвратить эрозию и основаны на создании гидротехнических сооружений, обеспечивающих задержание или регулирование склонового стока (террасирование склонов, выполаживание оврагов бульдозерами, закрепление склонов оврагов).
|
|
|
Рекультивация земель – мероприятия по восстановлению и оптимизации нарушенных ландшафтов. Она включает комплекс горно-технических, мелиоративных, сельскохозяйственных, лесохозяйственных и инженерно-строительных работ, направленных на восстановление нарушенного плодородия земель. На восстановленной территории создаются сельскохозяйственные угодья, лесонасаждения, водоемы, зоны отдыха, жилые и промышленные застройки и т. д.
Рекультивация включает три этапа: подготовительный, горно-техническая рекультивация и биологическая рекультивация.
1 этап (подготовительный) предполагает обследование нарушенных территорий: определяют направление рекультивации, составляют технико-экономическое обоснование и проект рекультивации.
2 этап (горно-техническая рекультивация) включает химическую мелиорацию, если она необходима. Горно-техническую рекультивацию выполняют предприятия, которые ведут разработку полезных ископаемых.
3 этап (биологическая рекультивация) направлен на восстановление плодородия подготовленных в процессе горнотехнической рекультивации земель и превращение их в полноценные лесные или сельскохозяйственные угодья. Наиболее дешевым видом освоения рекультивируемых территорий является облесение. Для улучшения свойств верхнего слоя отвалов, для накопления в нем органического вещества и азота перед посадкой деревьев высевают люпин, донник или люцерну с последующей их запашкой. Деревья сажают саженцами в заполненные нетоксичной породой или почвой ямки или борозды. При рекультивации земель в сельскохозяйственные угодья проводят известкование, рыхление до глубины 60 см, внесение удобрений, посев злаково-бобовой смеси. После этого вводят специальный севооборот, где 40-50% составляют многолетние травы. После такого севооборота рекультивируемые земли могут быть заняты зональным полевым или кормовым севооборотом.
Защита почв от дегумификации, почвоутомления и истощения включает следующие мероприятия: применение органических удобрений, известкование кислых почв, использование в севообороте многолетних трав, регулирование соотношения в севооборотах пропашных культур и культур сплошного сева, использование щадящей обработки почвы (облегчение машин, минимизация обработки).
Защита почв от засоления, осолонцевания и слитизации. Защита почв от потерь поливной воды и вторичного засоления включает следующие мероприятия; создание закрытой сети каналов, исключающих фильтрацию; создание дренажных сооружений, обеспечивающих удержание соленых грунтовых вод на глубине не менее 1,5–3 м; капитальные промывки почв, если они засолены, для удаления солей из корнеобитаемого горизонта; регулярные вегетационные поливы с дренажными водоотводами.
Защита почвот содового засоления и слитости включает следующие мероприятия: химическая мелиорация (внесение гипса), применение физиологически кислых и кальцийсодержащих удобрений, включение в севооборот многолетних трав.
Защита почв от загрязнения продуктами техногенеза (тяжелыми металлами, нефтью, нефтепродуктами, пестицидами, радионуклидами и т. д.) осуществляется двумя путями. Первый путь состоит в предотвращении попадания загрязняющих веществ в почву. Второй заключается в очищении, тем или иным образом, почвы от загрязнения, которое уже произошло. Очищение может производиться путем удаления верхнего загрязненного слоя почвы, путем промывок или извлечения загрязняющих веществ из почвы с помощью растений (для тяжелых металлов и радионуклидов), интенсификации микробного разложения органических загрязнителей (для нефтепродуктов и пестицидов) и т. д. Еще один подход основан на закреплении атомов токсичных элементов в почве, с целью недопущения попадания их в сопредельные среды и живые организмы. Для этого используют внесение в почву органического вещества, фосфорных минеральных удобрений, ионообменных смол и природных цеолитов, бурого угля, известкование почвы и т.д.
Защита почв от избытка удобрений включает следующие мероприятия: разработка новых длительно действующих гранулированных форм удобрений, применение комплексных форм, использование правильных технологий внесения удобрений, соблюдение правил хранения и транспортировки.
|
|
|
