Глобальная оценка деградации почв.

Почвы - это возобновимый природный ресурс, но практически, вследствие малых скоростей естественных процессов по сравнению с антропогенными, этот ресурс в большинстве ситуаций может рассматриваться как не­возобновимый. Использование почв зачастую приводит к ухудше­нию их природных свойств, то есть к их деградации. Деградация почв - антропогенный процесс снижения спо­собности почв обеспечивать существование людей.

Глобальная оценка деградации почв (ЮНЕП, 1990 г.).

Согласно оценке, только малонаселенные районы бореальных лесов и пустынь не затронуты антропогенной деградацией почв.

а) " Сильно деградированные " (15 %). Эти почвы столь сильно деградированы, что их восстановление или невозможно, или же трудно достижимо из-за технических сложностей и крайне высокой цены такой работы. Так, восстановление неполивных почв в США обходится в среднем в 4000 американских долларов на гектар.

б) "Умеренно деградированные " (46%) со значительно сократившейся продуктивностью.

Деградация почв происходит вследствие различных причин ан­тропогенного характера. Основные процессы деградации почв: водная и ветровая эрозия почв - важней­шие процессы, распространенные на 84% деградировавших почв; ухудшение структуры почвы; техногенное загрязнение; засоление; заболачи­вание и подтопление. Основные причины деградации почв мира: сведение лесов, глав­ным образом для сельского хозяйства; перевыпас скота; несовер­шенное и неправильное сельское хозяйство; переэксплуатация почв.

3. Геоэкологические проблемы земледелия.

Естественные экосистемы, как правило, замкнуты, то есть отли­чаются весьма малыми потоками вещества и энергии через их грани­цы. Любая сельскохозяйственная экосистема существенно отличает­ся от природных экосистем значительными потоками вещества и энергии через ее границы из-за выноса веществ с урожаем, поступ­ления удобрений, воды для орошения, пестицидов. При этом возникает ряд проблем окружающей среды на (1) уровне отдельного сельскохозяйственного поля. Другая группа проблем связана с воздействием сельского хозяйства на ок­ружающую среду (2) за пределами поля, и часто весьма далеко за пре­делами. Основные неблагоприятные процессы на уровне поля снижают плодородие почв, модифицируя их физическое, химическое и биологическое состояние. К ним относятся: водная и ветровая эрозия, последствия при­менения удобрений и пестицидов, уплотнение почвы, ее загрязнение, а также засоление, подтопление и заболачивание почв.

1. Водная и ветровая эрозия почв. Эрозия почв - это естественный геоморфологический процесс, не­отъемлемое звено, как глобальных биогеохимических циклов, так и глобального цикла денудации-аккумуляции. Наибольшие величины естественной водной эрозии вне горных территорий наблюдаются в зонах полупустынь и степей. Здесь количество осадков, составляю­щее около 250-500 мм в год, еще достаточно велико, чтобы обеспе­чить размыв и смыв почвы, а естественная растительность уже не полностью защищает почву от воздействия дождевых капель. Максимум естественной ветровой эрозии располагается в аридных зонах (полупустыни и пустыни). На глобальном уровне роль ветро­вой эрозии приблизительно вдвое меньше, чем водной эрозии. Главная причина эрозии почв - сельское хозяйство.

Пример. В США за последние 200 лет смыто около трети верхнего слоя почвы, и естественное плодородие сократилось на 10-15%. Около двух третей пашни США нуждаются в защите от эрозии. Почвенная эрозия в США уносит приблизительно вдвое больше биогенных ве­ществ, чем их вносится в почву в виде удобрений. Около половины наносов рек США обязаны своим происхождением эрозии почв.

2.Геоэкологические последствия применения удобрений. В агроэкосистемах скорость выноса питательных веществ на 1-3 порядка больше, чем в природ­ных системах, причем, чем выше урожай, тем относительно больше интенсивность выноса. Всего в мире с урожаем зерна выносится, например, около 40 млн. т азота в год, или примерно 63 кг на 1 га площади зерновых. Отсюда следует необходимость применения удобрений для поддержания плодородия почвы и повышения урожаев, так как при интенсивном земледелии без удобрений плодородие почвы снижается уже на вто­рой год. Обычно применяются азотные, фосфорные и калийные удобрения в различных формах и сочетаниях, в зависимости от ме­стных условий. В то же время, применение удобрений маскирует деградацию почв, заменяя естественное плодородие на искусственное.

Производство и потребление удобрений в мире неуклонно росло, увеличившись за 1950-1990 гг. приблизительно в 10 раз. Среднее мировое использование удобрений в 1993 г. составляло 83 кг на 1 га пашни, из них примерно половина - азотных удобрений. За этой средней величиной скрыта большая разница в потреблении различ­ных стран. В Нидерландах применяется больше всего удобрений, и там уровень применения удобрений в последние годы даже сокра­тился: от 820 кг/га до 560 кг/га. С другой стороны, среднее потреб­ление удобрений в Африке в 1993 г. составляло лишь 21 кг/га, при­чем в 24 странах применяли 5 кг/га и менее.

В настоящее время рост применения удобрений вызывает все меньшее приращение урожая. В то же время, развивающиеся страны нуждаются в более высо­ком уровне применения удобрений для повышения сельскохозяйст­венной продукции, что, с другой стороны, неизбежно повлечет за со­бой рост геоэкологических проблем.

3. Геоэкологические последствия применения пестицидов. Одно из основных направлений борьбы с вреди­телями сельского хозяйства (насекомыми, грызунами, грибками, сорняками) - это применение химических веществ, называемых пестицидами

Пестициды - общее название для всех химических веществ, при­меняемых для борьбы с вредителями, а также и более узкое название для части веществ, применяемых против насекомых. Гербициды применяются для контроля сорняков, фунгициды - против грибков, родентициды - против грызунов. Основной потребитель пестицидов - сельское хозяйство.

Всего в мире используется не менее 180 пестицидов в виде не­скольких тысяч препаративных форм. Большинство проблем применения пестицидов, возникает потому, что практически все пестициды являются ксенобиотиками - чужды­ми для природы химическими соединениями. Ежегодно в мире от применения пестицидов умирают 20000 человек и около 1 млн. человек получают отравление со значительными послед­ствиями для здоровья. Многочисленные исследования однозначно свидетельствуют, что любое увеличение пестицидных нагрузок по­вышает частоту распространения самых различных патологий, ведет к увеличению заболеваемости (в особенности детей) не только по­средством прямого поражения организма человека, но и путем по­давления иммунной системы, нарушения процессов роста, развития и обмена веществ. Обычно менее одного процента применяемых пестицидов достигает цели. Остальные 99% попадают в окружающую среду, загрязняя почву, воздух и воду и, от­равляя биоту, часто с непредсказуемыми последствиями.

Многообразные пестициды различным неблагоприятным образом воздействуют на ландшафты и их компоненты. Группы животных, наиболее страдающих от пестицидов, оказываются (в порядке уве­личения степени поражения): беспозвоночные, рыбы, птицы, млеко­питающие, микроорганизмы. Пестициды сыграли, напри­мер, немалую роль в ухудшении состояния Аральского моря, его притоков и бассейна. Попавший в окружающую среду пестицид включается в процессы биоаккумуляции, когда может происходить многократное (до сотен тысяч раз) повышение его концентрации по мере продвижения пес­тицидов по пищевым цепям. В результате отдельные, иногда отда­ленные от пестицидной мишени звенья пищевых цепей могут ока­заться крайне токсичными (ДДТ). Резистентность, привела к тому, что более де­сятка массовых видов насекомых развили нечувствительность ко всем основным классам применяемых соединений. К ним относятся домовая муха, таракан, колорадский картофельный жук, капустная моль и др. Резистентность к применяемым пестицидам вырабатыва­ется через 10-30 поколений, так что в недалеком будущем, при со­временной стратегии применения пестицидов, все основные вреди­тели могут стать резистентными.

Таким образом, основная опасность пестицидов заключается в нарушении жизне­обеспечивающих свойств экосферы и ухудшении состояния здоровья людей.

В долгосрочной перспективе большая часть применяемых хими­ческих веществ должна быть запрещена и заменена на биологиче­ские средства борьбы (или на интегрированные биологические, хи­мические и другие средства защиты урожая). Должны приме­няться пестициды с относительно коротким временем распада.

4. Уплотнение почвы. При технологически интенсивном сельском хозяйстве (где производится около половины продовольст­вия мира на одной пятой пахотной площади) широко используются сельскохозяйственные машины. Всего в мире в сельскохозяйствен­ном производстве используется более 30 млн. тракторов, не считая комбайнов, плугов, сеялок и пр., а также грузовиков. Почти все эти машины очень тяжелые. Некоторые сельскохозяйственные машины превышают допустимую нагрузку даже на асфальтированные дороги.

Многократное использование тяжелых сельскохозяйственных ма­шин за сезон и за многие годы приводит к уплотнению почв. Разру­шается структура почвы, снижается ее пористость, ограничивается развитие корней растений, и таким образом неуклонно снижается плодородие почвы. Если эти процессы развиваются в верхнем слое почвы, то ситуация может быть скорректирована ежегодной вспаш­кой. Но все более интенсивное использование тяжелых машин при­водит к уплотнению глубоких горизонтов почвы, что не может быть исправлено снятием нагрузки или вспашкой.

5. Геоэкологические проблемы орошения. Орошение применяется издавна, чтобы обеспечить повышенный и устойчивый урожай. На 1995 г. площади орошаемых земель в мире составляют около 250 млн. га. Это всего лишь 17% пашни, но они обеспечивают около одной трети всех продуктов земледелия. Большинство древних цивилизаций основывалось на орошаемом земледелии.

Имеется несколько причин современного снижения темпов разви­тия орошения:

- высокая стоимость новых проектов, в среднем не менее 1000-2000 долларов США за гектар;

- невыгодность вложения средств в проекты орошения по сравнению с другими областями инвестиций;

- дефицит водных ресурсов;

- дефицит подходящих земель;

- потеря орошаемых территорий вследствие засоления, заболачи­вания и подтопления почвы;

- деградация оросительных систем.