Современные проблемы деградации почв

Деградация почв происходит и в естественных условиях под воздействием природных катастроф, и в условиях сельскохозяйственного производства, и в урбоагломерациях с развитой промышленностью. Особенно заметной деградация почв стала в последние 200 лет в связи с быстро развивающейся современной промышленностью и агротехнологиями, способствующими загрязнению окружающей среды, в том числе, и педосферы. Последовательность и степень нарушения почвенных функций характеризуются тем, что первыми нарушаются информационные функции, затем биохимические, физико-химические и химические. Физические функции почвы наиболее стабильные и подвергаются разрушению в последнюю очередь. Трансформация и аккумуляция веществ и энергии в биогеоценозе, роль защитного биогеоценотического экрана, формирование условий существования и эволюции организмов, санитарная функция обеспечивают устойчивость почвы к деградации и загрязнению. При нарушении этих функций происходит потеря устойчивости почвы к антропогенному фактору, результатом чего являются экологический кризис или экологическая катастрофа. При исследовании уровня загрязнения почвы применяют интегральный показатель биологического состояния (ИПБС) почвы. Если значения ИПБС снижаются на 5%, то почва все еще выполняет все свои экологические функции, если показатель уменьшается на 5-10%, то нарушается информационная экофункция. Снижение ИПБС на 10-25% свидетельствует о нарушении остальных функций, кроме физических, а последние (физические) функции нарушаются уже при понижении ИПБС более, чем на 25%. Использование интегрального показателя биологического состояния широко применяется в экологии при оценке состояния наземных экосистем. На основе ИПБС оценивается уровень деградации почвы, уровень воздействия на окружающую среду, проводится биодиагностика и биомониторинг состояния почв и экосистем, разработка методов рекультивации и санации деградировавших земель [10. С.67].
Поскольку техногенный социум с каждым десятилетием все более глобально воздействует на природу, то оценивать современное состояние биосферы, важным элементом которой является педосфера, необходимо с учетом новых биотехнологических и генномодифицированных форм растений и животных, использующихся в агропроизводстве, определяя уровень загрязнения окружающей среды. Современная технобиосфера представляет собой конгломерат техносферы и трансформируемой биосферы, в котором происходит активное воздействие его частей друг на друга. Особенно активно на почву влияет технологизация сельского хозяйства. Темпы деградации почв в ХХⅠ веке в тридцать раз превышают средне исторические масштабы. Современные пахотные земли занимают около 1,5 млрд га, еще столько же пока сохраняются нетронутыми. Однако, состояние плодородия почв показывает, что в ближайшие 200-300 лет может произойти существенная деградация, химическое загрязнение, засоление, техногенное опустынивание. Кроме того, расширение урбанистических территорий приводит к убыли пахотных земель. Планетарное системное взаимодействие природно-биологических, социальных и техносферных процессов приведет с высокой степенью вероятности к изменению характера социоприродной жизни на нашей планете с естественной на техногенную, а в перспективе – на искусственную [2. С. 295].
Существует несколько разновидностей процессов, приводящих к деградации почв. Нарушение биоэнергетического режима почв и экосистем приводит к девегетации, дегумификации, почвоутомлению и истощению почв. Патология почвенных горизонтов и профиля почв вызывает отчуждение и выключение почв из экосистем, эрозию и дефляцию почв, образование бесструктурных и переуплотненных горизонтов в почвенном покрове. Нарушение химического и водного режима почв являются причиной сухости и опустынивания почв, селевых разливов и оползней, вторичного засоления, природной и вторичной кислотности, переосушения, подъема уровня грунтовых вод и подтопления, абразии берегов и засоления дельт, размыва и уничтожения почв приморских дельт, загрязнения и содового засоления вод и почв. Загрязнение и химическое отравление почв, переохлаждение и вторичная мерзлость почв также существенно влияют на состояние педосферы Земли [9. С. 543-545].
В таблице 4 представлена характеристика процессов, происходящих при разных формах деградации почв. Деградация почв подразделяется на четыре группы по характеристикам тех причин, которые вызывают их разрушение

. Каждая группа включает отличающиеся друг от друга формы деградации. Некоторые формы деградации можно предупредить или нивелировать, но есть и такие, которые можно отнести к природным катастрофам, а человек может только ликвидировать в той или иной степени последствия таких воздействий.
Химическое загрязнение почвы представляет особую опасность за счет экотоксикологического действия на живые организмы. Загрязнение почвы изменяет ее минералогические, биологические и химические свойства, нарушает процессы круговорота веществ, снижает биоразнообразие микробиологического почвенного пула, уменьшает интенсивность азотфиксации. Особенно опасными химическими загрязнителями являются тяжелые металлы. Химическое загрязнение является причиной нарушения глобальной функции биосферы – сохранения жизни [14. С.91].
Современная техносфера, включающая урбоагломерации, аграрное производство, промышленное производство, сжимает биосферу и создает огромное количество отходов и отбросов, загрязняющих окружающую среду. Человечество извлекает из недр значительное количество металлов, превышая фитопотребление этих элементов в 3 – 160 раз. В России особенно высокий уровень загрязнения отмечается в экосистемах Европейской части на степной территории. Чем больше технофильность элемента и ниже биофильность, тем опаснее для живых организмов загрязнение его соединениями. Наиболее токсичны Hg, Cd, F , затем - Sb, As, Pb, U, затем - Se, Be, Ba, St [6. С.138].
Таблица 4. Формы деградации почв [7. С. 142-143].
Форма деградации почвы Характеристика процессов, происходящих при деградации почвы Способы и приемы нивелирования этих форм деградации почв
Девегетация
Потеря растительного покрова, снижение биопродуктивности и утрата экологических функций. Почвы утрачивают корневую биомассу, теряют биоэнергетические ресурсы, становятся бесструктурными, аэродируются. В пастбищных хозяйствах нельзя допускать перевыпас скота, проводить подсевы и подкормки трав, использовать пастбищные обороты с системой загонов и изгородей. В полеводстве необходимо использовать травопольные севообороты, вносить органические удобрения. В лесном хозяйстве использовать быстрое возобновление лесной растительности после вырубок. На склонах и в горах необходимо устраивать террасы и лесоплодовые насаждения. В урболандшафтах необходимо обеспечивать озеленение территории за счет насаждения парков, развития травянистого дернового покрова, цветников и клумб.
Дегумификация Потеря гумуса на старопахотных, старопастбищных и горных почв. Благодаря гумусу в почве происходит задержка биологически ценной энергии. За последние 50 лет почвенный покров нашей планеты потерял около 15% углерода, связанного в гумусе.
Фитомелиорация, формирование травопольных севооборотов, внесение органических удобрений в дозах 20-30 т/га, регулирование выпаса животных, борьба с эрозией и дефляцией улучшают баланс кислорода и углекислого газа и способствуют улучшению баланса гумуса в почве.
Почвоутомление и истощение почв Бессменное возделывание одной культуры на одном и том же поле в течение ряда лет (от 4 до 6) приводит к снижению урожая, «утомлению» почвы. Причиной является накопление токсинов и метаболитов, выделяемых корнями, развитие в ризосфере патогенных микроорганизмов, накопление вредителей и сорняков. Использование сбалансированного севооборота, введение в севооборот бобовых трав, зерновых культур, пропашных культур, недопущение монокультуры, сбалансированное внесение минеральных и органических удобрений позволяет избежать почвоутомления и истощения почвенного слоя.
Отчуждение и выключение почв из действующих экосистем В последние 150 лет прошла техногенная революция, значительно расширены территории, занятые городами, трубопроводами, автомагистралями, железными дорогами, карьерами, каналами, водохранилищами, шахтами, заводами, фабриками. Городские застройки, особенно мегаполисы ежегодно выводят из биосферы до 20 млн га продуктивных почв. Обязательное снятие плодородного слоя почвы при различного рода строительстве промышленных, жилых и других объектов, при организации транспортных сетей. Перенос этой плодородной почвы на территории, где осуществляется возделывание сельскохозяйственных культур