Антропогенное воздействие на почвы

Антропогенное воздействие на почвы

         Деградация почв – это снижение плодородия. Она происходит при засолении, эрозии, опустынивании, загрязнении, нарушении земель при строительстве, добыче полезных ископаемых, складировании отходов и т.д.

         Засоление почв. Почвы, содержащие в своем составе легкорастворимые соли, в количестве, вредном для растений называются засоленными. При сильном засолении почв выживают отдельные растения.

         Засоление почв может быть природное и антропогенное или вторичное.

         Природное засоление происходит, при формировании почв на засоленных бывших морских породах, например, прикаспийские, присивашские почвы. Также засоление развивается при неглубоком залегании минерализованных грунтовых вод, подтоплении почв (вода испаряется, а соли накапливаются).

         Вторичное засоление происходит в засушливых районах при неумелом орошении почв, при перерасходе воды на полив, а также при создании водохранилищ, что приводит к подъему уровня грунтовых вод, заболачиванию и вторичному засолению. В Украине засолены почвы вдоль днепровских, днестровских водохранилищ.

         Вторичное засоление часто сопровождается загрязнением почв тяжелыми металлами, пестицидами, нитратами, которые попадают в почвы из оросительных систем и грунтовых вод.

         Во всем мире процессам засоления подвержено около 30% орошаемых земель.

         Эрозия почв. Эрозия – это процесс разрушения и снос верхнего наиболее плодородного слоя почвы потоками воды (водная эрозия) или ветром (ветровая эрозия).

         Водная эрозия развивается на склонах, возникает она под действием временных потоков воды – осадков, талых вод, которые не успевают впитываться почвой. Различают нормальную геологическую и ускоренную антропогенную эрозию.

         Нормальная геологическая эрозия происходит при медленном, небольшом смыве осадками частичек почвы, покрытой естественной растительностью. При этом значительная часть осадков впитывается почвой, небольшая потеря почвы восстанавливается в процессе биологического круговорота веществ.

         Антропогенная ускоренная эрозия связана с удалением естественной растительности, распашкой степей, особенно тяжелой почвообрабатывающей техникой, разрушающей структуру почвы, чрезмерным выпасом скота.

         Различают поверхностную и овражную эрозию. При поверхностной эрозии смывается верхний слой почвы осадками, гумусовый слой сокращается и почва истощается.

         Овражная эрозия развивается там, где рельеф местности способствует скоплению поверхностно стекающей воды. Происходит размыв почв по глубине, образуются размывы, промоины, а затем овраги. Овражная эрозия приводит к полному уничтожению почв.

         Наиболее интенсивно развивается эрозия в весеннее время года, когда талые воды смывают верхний оттаявший слой почвы и не просачиваются в нижний мерзлый не оттаявший слой. Также опасны ливневые дожди в период слабого развития растительности, когда почва не закреплена корневой системой.

         Экологический ущерб от водной эрозии огромен. Истощаются и уничтожаются ценные сельскохозяйственные почвы, снижается урожайность их, заиливаются реки и водохранилища.

         В Украине водной эрозии подвержены значительные площади земель. Это связано с холмистым рельефом и высокой степенью распашки степей. Водная эрозия распространена в Харьковской, Хмельницкой, Винницкой, Тернопольской, Черкасской и других областях, а также в горных районах Крыма, Карпат.

         Смыв гумусового слоя значительно снижает урожайность почв:

         при смыве почвенного слоя до 5 см урожайность снижается ~ на 20%, при смыве до 5-10 см – ~ на 50%; при смыве >10 см – до 80%.

         Ветровая эрозия (дефляция) распространена в районах недостаточного увлажнения, высоких летних и весенних температур, где периодические засухи сочетаются с сильными ветрами. При ветровой эрозии происходит выдувание верхнего самого плодородного слоя почв.

         Интенсивность ветровой эрозии зависит от скорости ветра, наличия растительного покрова, рельефа и других факторов. Огромное значение на ее развитие оказывают антропогенные факторы: уничтожение растительности (распашка), выпас скота, неправильное применение агротехнических мер.

         Различают местную повседневную эрозию и пыльные бури.

         Пыльные бури возникают при очень сильных ветрах, скорость ветра может достигать 20-40 м/с. Пыльные бури наносят непоправимый ущерб почвам, они способны за несколько часов выдувать до 500 т почвы с 1 га пашни, или снести весь плодородный слой почвы.

         Повседневная местная ветровая эрозия проявляется без бурь в виде поземок и столбов пыли, при небольших скоростях ветра как бы метет по земле. Она медленно и методично разрушает почву.

         В результате ветровой эрозии в составе почвы увеличивается содержание песчаных фракций и уменьшается – пылеватых.

         Урожайность почв при ветровой эрозии снижается так же, как и при водной эрозии.

         В Украине ветровая эрозия распространена на юге и юго-востоке страны и обусловлена сухостью, сильными ветрами и неправильным сельскохозяйственным использованием. Во время пыльных бурь в 1969 г. в Запорожской области был снесен слой почвы толщиной 9-15 см с большой территории. Черные бури в 1984 г. пронеслись по всему юго-востоку Украины, унося огромное количество плодородного слоя почвы.

         Загрязнение почв. Почвы аккумулируют все загрязнители, поступающие от различных источников. Различают загрязнение промышленное, сельскохозяйственное и радиоактивное.

         Промышленное загрязнение. Почва загрязняется продуктами выбросов в атмосферу промышленными предприятиями, которые затем вымываются осадками или осаждаются на почву. К основным источникам загрязнителей относятся, ТЭС, автотранспорт, металлургическая, коксохимическая, строительная, пищевая, машиностроительная и другие виды промышленности.

         К интенсивному загрязнению почв относятся отходы производств. В нашей стране ежегодно образуются миллионы тонн отходов, которые складируют в отвалы, шламохранилища, хвостохранилища, золоотвалы, они постоянно пылят, пыль переносится ветром на большие расстояния и осаждается в почву.

         Загрязнение нефтепродуктами происходит при добыче, транспортировке и использовании нефтепродуктов. Значительные территории становятся непригодными для сельскохозяйственного использования.

         Сельскохозяйственное загрязнение может происходить при удобрении почв, отходами животноводческого комплекса и при использовании пестицидов.

          При внесении сверхнормативных доз удобрений, они могут достичь опасных концентраций в почвах и продуктах питания, а также попадать в подземные или поверхностные воды. Требуется точный расчет доз удобрений.        Опасными являются отходы животноводческих комплексов, содержащие большое количество нитратов.

         Пестициды (ядохимикаты) используют в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями. Существует много типов пестицидов, но наиболее распространенные следующие типы:

·        инсектициды – используют для борьбы с насекомыми;

·        гербициды – используют для борьбы с сорняками;

·        бактерициды – используют для борьбы с бактериальными болезнями;

·        фунгициды – используют для борьбы с грибными болезнями.

         Катастрофические потери урожая были до использования пестицидов.

         Применение пестицидов снижает потери урожая, сокращает затраты труда, помогает сохранить сельскохозяйственную продукцию. Но вместе с тем использование пестицидов вызвало массу экологических проблем.

         Различают три поколения пестицидов:

         1. Сначала использовали пестициды, содержащие в своем составе тяжелые металлы: ртуть, мышьяк, свинец, медь и другие. При использовании их тяжелые металлы накапливаются в экосистемах, практически не разлагаются и передаются по пищевой цепи. Также эти пестициды воздействуют на все живые организмы (например, используют пестициды против колорадского жука, а погибает все живые организмы вокруг).

2. Затем были созданы хлорорганические соединения. Наибольшее распространение из них получили такие пестициды, как ДДТ, ГХЦГ, ГХБ и др. Относительно низкая стоимость, а также кажущаяся низкая токсичность позволили широко использовать их для борьбы с различными вредителями. Но оказалось, что пестициды этой группы обладают теми же недостатками, что и пестициды первой группы (они могут сохраняться в почвах долгие годы и накапливаться в экосистемах). В конце 1970-х годов ДДТ и ГХЦГ были запрещены к использованию во многих странах.

3. Третью группу пестицидов составляют фосфорорганические соединения. Они действуют относительно избирательно к отдельным видам и довольно быстро разлагаются в почве. Современные пестициды входят в эту группу.

         В целом следует отметить следующие проблемы применения пестицидов:

Пестициды имеют широкий спектр действия, разделение на группы производится условно, подавляющая же часть их попадает в воду, воздух, вызывает глубокие изменения в экосистемах, действуя на все живые организмы, в то время как человек использует их для уничтожения ограниченного числа видов.

         Пестициды биоаккумулируются в пищевой цепи. Они легко переносятся ветром, водой, живыми организмами. Их обнаруживают там, где никогда не применяли, например, во льдах Антарктиды, Гренландии.

Пестициды воздействуют на все живые организмы, в том числе на человека, подавляют иммунную систему, оказывают канцерогенное и мутагенное действие.

С длительным применением пестицидов связано появление новых устойчивых видов вредителей, так как слабые особи погибают, а наиболее выносливые продолжают размножаться, давая новое более выносливое поколение. Поэтому человек вынужден создавать все новые и новые пестициды.

Опустынивание – одно из глобальных проявлений деградации почв, это процесс необратимого изменения почвы, растительности и снижения биологической продуктивности.

         Опустынивание – это результат длительного процесса, при котором неблагоприятные явления природы и деятельность человека, усиливая друг друга, приводят к изменению природной среды.

Опустыниванию способствуют вырубка лесов, интенсивная распашка степей, снижение уровня грунтовых вод, чрезмерный выпас скота, эрозия почв, загрязнение почв. Всего в мире подвержено опустыниванию более 1 млрд. га земель практически на всех континентах.

         Отчуждение земель. Почвенный покров необратимо нарушается при отчуждении земель для несельскохозяйственного использования: для строительства, прокладки трубопроводов, ЛЭП, дорог, при добыче полезных ископаемых, складировании отходов.

         Общая площадь разрушенных и уничтоженных земель, ранее дававших сельскохозяйственную продукцию, превышает всю площадь пахотных земель, используемых в земледелии в настоящее время. Конечно, этот процесс неизбежен, но его надо сводить к минимуму.

         Самоочищение почв – это естественное избавление от загрязняющих веществ в результате природных физических, биологических и химических процессов в почвах.

            Физическое самоочищение – это разбавление загрязнителей осадками, фильтрация в подземные воды, миграция в атмосферу, при этом загрязнение не исчезает, а снижается концентрация загрязнителей в почве, они переносятся от одних участков на другие.

         Биологическое самоочищение основано на поглощении и разложении загрязнителей главным образом почвенными микроорганизмами. Способность почв к самоочищению зависит от многих факторов: температуры, влажности, кислотности почв, от концентрации и вида загрязнителей. Во многих регионах интенсивность загрязнения превышает их способность к самоочищению. При небольшом загрязнении почва способна самоочищаться от нефтепродуктов, некоторых пестицидов, различных органических веществ.

         Загрязнение тяжелыми металлами, радионуклидами практически вечно, они накапливаются в экосистемах, биоаккумулируются в пищевой цепи и угнетают все живые организмы.

         Химическое самоочищение происходит при нейтрализации некоторых загрязнителей компонентами почв.