Полная версия

Главная arrow География arrow ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ С ОСНОВАМИ ПОЧВОВЕДЕНИЯ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Экологические проблемы педосферы

Почва, как уже говорилось выше, — особое природное тело. Правильное и рациональное использование почвы позволяет ей успешно выполнять свои глобальные функции, в том числе служить главным природным ресурсом сельскохозяйственного производства. Человек своей направленной почвоохранной деятельностью может существенно улучшить природные свойства почвы, повысить ее потенциальное природное плодородие.

Можно привести значительное количество примеров, которые подтверждают рациональное использование почв и улучшения ее состояния:

  • • на основе правильной ирригации в пустынях формируются цветущие оазисы;
  • • земли бывших болот после мелиоративных мероприятий могут быть использованы под пашню, луга и т.п.;
  • • на месте бывших бесплодных подзолов создают плодородные культурные почвы;
  • • на месте бывших мелководий, приморских солончаков, маршей, плавней и т.п. создают польдерные земли.

К сожалению, состояние почв и почвенных ресурсов на современном этапе вызывает большую тревогу. Две трети всех современных пахотных почв в той или иной степени подвержены различным деградационным процессам. Основной причиной деградации и истощения земельных ресурсов является неправильное и неконтролируемое землепользование.

Деградация почв — постепенное ухудшение их свойств и утрата плодородия в результате вымывания питательных веществ, уменьшения гумуса, разрушения структуры и т.п.

Проявление деградационных процессов разнится по регионам мира. Наибольшая степень их развития характерна для освоенных и заселенных территорий (Европа, восток США, Центральная Америка, Передняя Азия, Юго-Восточная Азия, большая часть Индостана) (рис. 11.5).

Основные процессы деградации:

1. Эрозия почв — распространенный процесс разрушения почвенного покрова, включающий вынос, перенос и переотложение почвенной массы. Эрозия наблюдается на всех континентах.

Темпы эрозии при нерациональном природопользовании особенно велики в горных, интенсивно увлажняемых и аридных районах. В России более 2/3 пахотных земель эрозионно опасны.

В зависимости от факторов разрушения эрозию делят на водную и ветровую (рис. 11.6). Водная эрозия — процесс разрушения почвенного покрова

Степень развития деградационных процессов в мире

Рис. 11.5. Степень развития деградационных процессов в мире:

? — сильная деградация; й — умеренная деградация; ? — недеградированные почвы; ? — отсутствие почвенного покрова

под действием талых, дождевых или ирригационных вод. Но характеру воздействия на почву водную эрозию подразделяют на плоскостную (поверхностную) и линейную (глубинную, овражную).

Виды почвенной эрозии

Рис. 11.6. Виды почвенной эрозии

Плоскостная эрозия — сравнительно равномерный смыв верхнего горизонта почвы под влиянием стекающих по склону вод. Линейная эрозия — размыв почв в глубину более мощной струей воды, стекающей по склону. В результате этого образуются глубокие струйчатые размывы (до 20—35 см), промоины (до 1—1,5 м) и на заключительном этапе — овраги. Линейная эрозия может привести к полному уничтожению почвы. В горных районах наряду с обычной водной эрозией могут возникать селевые потоки (сели). Они образуются после бурного снеготаяния или интенсивных дождей, движутся с большой скоростью и увлекают за собой большое количество материала в виде мелкозема, гальки и крупных камней.

Ветровая эрозия (дефляция) — процесс разрушения почвенного покрова под действием ветра. Различают повседневную (местную) дефляцию и пыльные бури.

Повседневная эрозия протекает медленно, но регулярно разрушает почву. Она проявляется в виде верховой эрозии (частицы почвы поднимаются вверх) и поземки (частицы почвы перекатываются но поверхности).

Пыльные бури повторяются раз в 3, 5, 10, 20 лет. Они наносят большой вред, разрушая почву, вынося до 15—20 см поверхностного слоя. Крупные частицы почвы передвигаются на небольшие расстояния, а наиболее мелкие в виде воздушной суспензии перемещаются на десятки, сотни и даже тысячи километров. Дефляции подвержены почвы степей, саванн, полупустынь, пустынь.

Кроме естественной эрозии, выделяют промышленную эрозию. Она связана с негативными последствиями техногенеза, при этом почвы либо уничтожаются полностью, либо существенно теряют плодородие. К промышленной эрозии относят формирование карьеров, отвалов, терриконов в результате добычи полезных ископаемых открытым способом. Промышленное и гражданское строительство, строительство дорог, линий электропередач сопровождается полным разрушением почвенного покрова и бессрочным изъятием почв из сельскохозяйственного пользования.

Различают природные и социально-экономические факторы (условия) развития эрозии (рис. 11.7).

Факторы, обусловливающие возникновение почвенной эрозии

Рис. 11.7. Факторы, обусловливающие возникновение почвенной эрозии

К природным условиям относятся:

  • • климат (количество, интенсивность осадков; мощность снегового покрова и интенсивность его таяния);
  • • рельеф (крутизна, длина, форма и экспозиция склона);
  • • растительность (наличие, характер растительности, наличие дернины);
  • • геологическое строение территории (характер горных пород);
  • • свойства почвы (механический состав, структура, плотность, влажность и др.).

Ко второй группе факторов развития эрозии относят неправильное использование земель человеком.

Последствия эрозии пагубны для состояния почв. В первую очередь происходит снижение плодородия, которое связано с постепенным удалением плодородного верхнего слоя и вовлечением в пахотный горизонт меньше плодородных нижних слоев. Степень снижения плодородия зависит от степени смывания или сдувания (табл. 11.9).

Таблица 11.9

Шкала оценки интенсивности эрозии почв (Н. К. Шикула, 1974)

Потери почвы за год, мм

Степень эрозии почв

< 0,5

Слабая

0,5-1

Средняя

1-2

Сильная

2-5

Очень сильная

>5

Катастрофическая

В результате эрозии ухудшаются физические, химические и биологические свойства. Снижаются содержание и запас гумуса, запасы элементов питания растений (азота, фосфора, калия, фосфора и др.). Ухудшается структура, уменьшается пористость, увеличивается плотность, что приводит к снижению водопроницаемости, увеличению поверхностного стока, снижению влагоемкости и запасов доступной для растений влаги.

Уменьшение гумусового горизонта ведет к снижению биологической активности: сокращению численности микроорганизмов и мезофауны, снижению ферментативной активности почв.

  • 2. Дегумификация. Это уменьшение содержания и запасов органического вещества в почве на 30—40% и затем стабилизация его на более низком уровне через 30—50 лет. Наиболее резко содержание гумуса сокращается в первые 5—10 лет при неправильном землепользовании. В разных почвах темпы дегумификации неодинаковы. Более плодородные почвы теряют больше гумуса, чем малогумусовые. Например, у черноземов запасы гумуса сократились на 15—40%.
  • 3. Загрязнение почв. Под загрязнением почв принято понимать их деградацию, при которой содержание в почве химических веществ превышает природный региональный фоновый уровень, т.е. загрязнение почв - процесс поступления и накопления разного рода веществ, химических элементов, которые ухудшают свойства почвы (рис. 11.8).
Источники загрязнения почв и основные поллютанты

Рис. 11.8. Источники загрязнения почв и основные поллютанты

Пути попадания загрязнений в почву:

  • • с атмосферными осадками. Многие химические вещества, попадающие в атмосферу, растворяются в капельках атмосферной влаги и с осадками оказываются в почве;
  • • осаждаются в виде пыли и аэрозолей;
  • • при непосредственном поглощении почвой газообразных веществ;
  • • с растительным опадом. Различные вредные соединения в любом агрегатном состоянии поглощаются листьями через устьица или оседают на поверхность листовой пластинки.

Типизация основных видов загрязнений почв:

  • 1) загрязнение почв агрохимикатами — при неправильном, нерациональном использовании минеральных и органических удобрений возможно избыточное накопление в почве азота, фосфора и других элементов;
  • 2) загрязнение тяжелыми металлами. К ним относят металлы, плотность которых больше плотности железа, — свинец, медь, цинк, никель, кадмий, кобальт, хром, ртуть и др. Сложившееся понятие «тяжелые металлы» не является строгим, так как к этой группе часто относят и элементы-неметаллы, например мышьяк, селен и др.

Источники поступления тяжелых металлов в почву делятся:

  • • на природные (выветривание горных порол и минералов, вулканическая деятельность и т.п.);
  • • техногенные (добыча и переработка полезных ископаемых, промышленные предприятия, автотранспорт, сельское хозяйство и т.и.).

На поверхность почвы тяжелые металлы поступают в различных формах: оксиды, соли металлов. В зависимости от геохимических барьеров они могут либо накапливаться, либо рассеиваться. Большая часть тяжелых металлов закрепляется в верхнем гумусовом горизонте, их накопление зависит от механического состава, pH, содержания органического вещества. Тяжелый механический состав и высокое содержание органического вещества приводят к связыванию тяжелых металлов почвой. Рост значений pH усиливает сорбционную способность катионообразующих металлов (медь, цинк, никель, ртуть, свинец и др.) и увеличивает подвижность анионообразующих элементов (молибден, хром, ванадий и др.). Расширение окислительных условий повышает миграционную способность металлов.

Загрязнение почв тяжелыми металлами проявляется в нескольких аспектах:

  • • по пищевым цепям они поступают из почв в растения, а далее в организм животных и человека. Тяжелые металлы вызывают снижение количества и качества урожая сельскохозяйственной и животноводческой продукции и в конечном счете — рост заболеваемости населения и сокращение продолжительности жизни;
  • • тяжелые металлы способны повлиять на многие свойства почвы изменить биологическую активность (снизить общую численность микроорганизмов, их разнообразие, структуру микробиоценозов, уменьшить интенсивность основных микробиологических процессов и активность почвенных ферментов основных). Сильное загрязнение почвы тяжелыми металлами приводит к изменению и более консервативных свойств почвы — гумусового состояния, структуры, кислотности и др. В результате происходит или частичная, или полная утрата почвенного плодородия;
  • 3) загрязнение пестицидами. Пестициды (от лат. pestis — зараза + caedo — убивать) — химические соединения, используемые для борьбы с вредителями и болезнями растений, сорняками и т.и. В настоящее время в мире постоянно используется около тысячи различных средств борьбы с вредителями.

Пестициды разделяются по их назначению: ядохимикаты по борьбе с сорняками (гербициды), грибковыми болезнями растений (фунгициды), вредителями (инсектициды, зооциды) и др.

Необходимость применения химических средств защиты растений от вредителей и болезней определяется тем, что в противном случае потери урожая могут составлять 50%.

Пестициды обладают высокой стойкостью в природных условиях, они адсорбируются органическим веществом почв и минеральными коллоидами. Избытки пестицидов могут мигрировать с нисходящим гравитационным потоком и попадать в грунтовые воды. Накапливаясь в почве, они могут передаваться по цепям питания и вызывать заболевания животных и людей.

Пестициды и продукты их распада в почве могут оставаться в неизменном состоянии и сохранять свою токсичность длительное время (от нескольких месяцев до десятков лет). Наиболее стойкие — хлорорга- нические соединения. Накопление пестицидов в почве зависит как от природы токсиканта, так и от свойств почвы (влажность, температура, структура, механический состав и т.п.);

4) загрязнение нефтью и нефтепродуктами. Ежегодно в мире добывается свыше 4 млрд т нефти. При добыче, хранении, транспортировке и переработки нефти в почву попадает около 50 млн т нефти и нефтепродуктов. К нефтепродуктам относятся бензин, лигроин, газойль, мазут, гудрон и т.п. Нефть представляет собой смесь углеводородов и их производных.

Почву принято считать загрязненной нефтью, когда происходит:

  • • угнетение или деградация растительного покрова;
  • • снижение продуктивности сельскохозяйственных угодий;
  • • нарушение экологического равновесия в почвенном биоценозе;
  • • вымывание нефти из почв в поверхностные или подземные воды.

Негативное влияние нефти на почву проявляется в изменении ее морфологических, физико-химических и микробиологических свойств. Изменение свойств почв проявляется в возрастании pH, увеличении содержания углеводородов в 10—100 раз. В почве нарушаются азотный режим, процессы нитрификации и аммонификации, окислительно-восстановительные процессы и др. Существенно изменяются и морфологические свойства почвы — происходит изменение окраски почвенных горизонтов, появляются серо- и темно-коричневые оттенки, ухудшается структура, снижается водопроницаемость. Нефть оказывает разрушительное воздействие на рост и развитие растений;

5) радиоактивное загрязнение почв. Оно связано с разработкой радиоактивных руд, испытаниями ядерного оружия, ядерными взрывами в мирных целях, авариями на АЭС, отходами атомной промышленности.

В экологическом отношении наибольшую опасность представляют стронций-90, цезий-137. Это обусловлено длительным периодом их полураспада (28 лет и 33 года), высокой энергией изучения и способностью легко включаться в биологический круговорот, в том числе в цепи питания. В конечном счете через продукты питания радиоактивные элементы попадают в организм человека и вызывают радиоактивное заражение, обусловленное внутренним облучением.

По степени подвижности в почвах радиоактивные изотопы образуют ряд: Sr90 > Rutoe > Csi37 > Се'** > I«9 > pu239

Скорость самоочищения почв от радиоизотопов зависит от скорости их радиоактивного распада, вертикальной и горизонтальной миграции.

4. Вторичное засоление почв. Процессы вторичного засоления происходят на орошаемых почвах в результате нарушения правил эксплуатации ирригационных систем. С этим процессом связано или полное исключение почв из активного сельскохозяйственного использования, или снижение их производительности. Вторичное засоление — это засоление почв при орошении минерализованными водами, т.е. соли, содержащиеся в воде, накапливаются в почве.

Соли могут накапливаться в почве даже при орошении пресными водами. В результате фильтрации повышается уровень грунтовых вод, происходят их поднятие и испарение, что и способствует вторичному засолению.

Перечисленные выше процессы деградации ведут к истощению почвенных ресурсов земного шара, запасы которых ограничены. В результате их неправильной эксплуатации происходят разрушение почв, утрата ими плодородия, отчуждение земель из активного сельскохозяйственного использования. Все это говорит о необходимости бережного и рационального использования почвенных ресурсов, охране почв.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>