Результаты антропогенного воздействия на почвы и меры по ее охране

Введение

Почва – это один из важнейших компонентов окружающей природной среды. Все основные ее экологические функции замыкаются на одном обобщающем показателе – почвенном плодородии. Отчуждая с полей основной (зерно, корнеплоды, овощи и др.) и побочный урожай (солома, листья, ботва и др.), человек размыкает частично или полностью биологический круговорот веществ, нарушает способность почвы к саморегуляции и снижает ее плодородие. Даже частичная потеря гумуса и, как следствие, снижение плодородия, не дает почве возможность выполнять в полной мере свои экологические функции, и она начинает деградировать, т. е. ухудшать свои свойства. К деградации почв (земель) ведут и другие причины, преимущественно антропогенного характера.
Природные факторы воздействия на почвенный покров сочетаются с антропогенными, влияющими, как правило, на уровень плодородия составляющих его почв. Поэтому причиной изменения плодородия почв почти всегда являются природно-антропогенные воздействия, кроме тех, которые проявляются в искусственно созданных человеком условиях (гидропоника, теплицы с насыпным почвогрунтом и т.п.) и представляют собой антропогенно изменения. Антропогенные воздействия, по своему содержанию, как правило, носят целенаправленный характер, при котором ожидаются определенные позитивные изменения свойств и плодородия почв. Нередко, эти изменения носят не позитивный, а негативный характер.
Как известно, почва практически не меняет своих свойств (гранулометрических, агрохимических, химических, водно-физических и пр.) в течение долгого периода времени. По данным А.И. Тимофеева и С.Н. Савицкой [9] эволюционные этапы почв с изменением ее структуры и свойств занимают период не менее 30 лет в естественных условиях.
С момента антропогенного вмешательства в развитие почв и ее свойств начинается их трансформация. Интенсивность и качество изменения почвенно-гидрологических свойств зависит от вида антропогенной деятельности, которая, в свою очередь, зависит от субъекта и его целей.
Человек может оказывать прямое воздействие на земли первой категории, а также косвенно с использованием земель второй категории [6]. Примером прямого антропогенного воздействия является создание новых объектов инфраструктуры на землях первой категории.
Цель: результаты антропогенного воздействия на почвы и меры по ее охране.
Задачи:
Дать понятие антропогенного воздействия на почвы и их характеристику;
Представить меры по охране почв от антропогенного воздействия.


1. Антропогенное воздействие на почвы и их характеристика

Все антропогенное воздействие может быть условно поделено на три группы: пассивное, активное и опосредованное.
Пассивное антропогенное воздействие - это воздействие человека на первую категорию земель в результате использования объектов строительства, включая здания, строения и сооружения. Сюда можно отнести и использование водных объектов, включая водоемы и осушительные каналы.
Активное антропогенное воздействие - это воздействие человека на первую категорию земель в результате использования дорог, включая дороги общегородского пользования, дорожно-тропиночную сеть и площадки иного назначения.
Опосредованное антропогенное воздействие - это воздействие человека на все категории земель в результате использования других окружающих земель и объектов промышленного назначения.
Результаты антропогенного воздействия могут быть положительными и отрицательными.
Почва является не изолированным объектом, а является составной частью окружающей среды.
Несбалансированные антропогенные воздействия создают предпосылки для активизации природных негативных процессов. Например, распашка почв на склонах активизирует процессы эрозии (плоскостной смыв), особенно сильно на покатых склонах; неумеренный выпас скота на почвах легкого гранулометрического состава – ветровую эрозию; возделывание пропашных культур - потерю почвами гумуса и т.п. Например, внесение различных видов удобрений практически всегда повышает плодородие почвы, увеличивая при этом продуктивность сельскохозяйственных культур, однако некоторые (физиологически кислые) удобрения способствуют потере почвами, в частности черноземами, кальция.
Орошение почв аридных территорий, где могут проявляться процессы засоления, улучшая их водный режим, приводит к повышению плодородия почв и увеличению урожайности возделываемых культур, и в то же время при длительной подаче воды сверх нормы может вызывать вторичное засоление почв, снижая их плодородие и продуктивность сельскохозяйственных культур. Подобных примеров можно привести много [4, c. 143].
В наибольшей степени деградируют почвы агроэкосистем. Причина неустойчивого состояния агроэкосистем обусловлена их упрощенным фитоценозом, который не обеспечивает оптимальную саморегуляцию, постоянство структуры и продуктивности.
Основные виды антропогенного воздействия на почвы представлены на рисунке 1.

Рисунок 1. – Основные виды антропогенного воздействия на почвы

И если у природных экосистем биологическая продуктивность обеспечивается действием естественных законов природы, то выход первичной продукции (урожая) в агроэкосистемах всецело зависит от такого субъективного фактора, как человек, уровня его агрономических знаний, технической оснащенности, социально-экономических условий и т. д., а значит, остается непостоянным.
Например, в случае создания человеком монокультуры (пшеницы, свеклы, кукурузы и т. д.) в агроэкосистеме нарушается видовое разнообразие растительных сообществ. Агроэкосистема упрощается, объединяется и становится неустойчивой, не способной противостоять биотическому или экологическому стрессам.
Далее представим характеристику видов антропогенного воздействия на почвы, таблица 1.
Таблица 1.
Характеристика видов антропогенного воздействия на почвы
Вид антропогенного воздействия Характеристика Негативное влияние
Эрозия почв Разрушение и снос верхних наиболее плодородных горизонтов и подстилающих пород ветром (ветровая эрозия) или потоками воды (водная эрозия). Земли, подвергшиеся разрушению в процессе эрозии, называют эродированными. Падает биологическая продуктивность растений, снижаются урожаи и качество зерновых культур, хлопка, чая и др.

Загрязнение почв. Поверхностные слои почв легко загрязняются

. Большие концентрации в почве различных химических соединений – токсикантов пагубно влияют на жизнедеятельность почвенных организмов. Огромные площади земель заняты свалками, золоотвалами и др., которые интенсивно загрязняют почвы, а их способность к самоочищению, как известно, ограничена.
Вторичное засоление и заболачивание почв В процессе хозяйственной деятельности человек может усиливать природное засоление почв. Такое явление носит название вторичного засоления и развивается оно при неумеренном поливе орошаемых земель в засушливых районах. Заболачивание ухудшает агрономические свойства почв и снижает производительность лесов.

Опустынивание Опустынивание – это 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. Ухудшаются физические свойства почв, гибнет растительность, заселяются грунтовые воды, резко падает биологическая продуктивность, а следовательно, подрывается и способность экосистем восстанавливаться.
Отчуждение земель Строительство промышленных объектов, городов, поселков, для прокладки линейно-протяженных систем (дорог, трубопроводов, линий связи), при открытой разработке месторождений полезных ископаемых и т. д. Почвенный покров агроэкосистем необратимо нарушается при отчуждении земель для нужд несельскохозяйственного пользования


К эрозионным процессам, относят также промышленную эрозию (разрушение сельскохозяйственных земель при строительстве и разработке карьеров), военную эрозию (воронки, траншеи), пастбищную эрозию (при интенсивной пастьбе скота), ирригационную (разрушение почв при прокладке каналов и нарушении норм поливов) и др [3, c. 116].


Рисунок 2 – Классификация эрозий почвы
Однако настоящим бичом земледелия у нас в стране и в мире остаются водная эрозия (ей подвержены 31% суши) и ветровая эрозия (дефляция), активно действующая на 34% поверхности суши.
Под ветровой эрозией понимают выдувание, перенос и отложение мельчайших почвенных частиц ветром. Интенсивность ветровой эрозии зависит от скорости ветра, устойчивости почвы, наличия растительного покрова, особенностей рельефа и от других факторов. Огромное влияние на ее развитие оказывают антропогенные факторы. Например, уничтожение растительности, нерегулируемый выпас скота, неправильное применение агротехнических мер резко активизируют эрозионные процессы [6, c. 30-33].
Различают местную (повседневную) ветровую эрозию и пыльные бури. Первая проявляется в виде поземок и столбов пыли при небольших скоростях ветра.
Пыльные бури возникают при очень сильных и продолжительных ветрах. Скорость ветра достигает 20-30 м/с и более. Наиболее часто пыльные бури наблюдаются в засушливых районах сухих степей, полупустынь, пустынь.
Пыльные бури безвозвратно уносят самый плодородный верхний слой почв; они способны развеять за несколько часов до 500 т почвы с 1 га пашни, негативно влияют на все компоненты окружающей природной среды, загрязняют атмосферный воздух, водоемы, отрицательно влияют на здоровье человека.
В настоящее время крупнейший источник пыли – Арал. На космических снимках видны шлейфы пыли, которые тянутся в стороны от Арала на многие сотни километров. Общая масса переносимой ветром пыли в районе Арала достигает 90 млн. т в год. Другой крупный пылевой очаг в России – Черные земли Калмыкии.
При загрязнении почв теряется способность почвы к самоочищению от болезнетворных и других нежелательных 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 почвы:
пестициды (ядохимикаты);
минеральные удобрения;
отходы и отбросы производства;
газодымовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу;
нефть и нефтепродукты.
В мире ежегодно производится более миллиона тонн пестицидов. Только в России используется более 100 индивидуальных пестицидов при общем годовом объеме их производства – 100 тыс. т. Наиболее загрязненными пестицидами районами являются Краснодарский край и Ростовская область (в среднем около 20 кг. на 1 га). В России на одного жителя в год приходится около 1 кг пестицидов, во многих других развитых промышленных странах мира эта величина существенно выше. Мировое производство пестицидов постоянно растет [7, c. 1477].
Огромный вред для нормального функционирования почв представляют газодымовые выбросы промышленных предприятий. Почва обладает способностью накапливать весьма опасные для здоровья человека загрязняющие вещества, например тяжелые металлы.
Вблизи ртутного комбината содержание ртути в почве из-за газодымовых выбросов может повышаться до концентрации, в сотни раз превышающих допустимые.
Процесс миграции в подземных водах зависит от многих факторов. Для восстановления чистоты, загрязненных подземных вод потребуется не менее 300 - 400 лет. При этом, связанные с истощением и загрязнением подземных вод потери, невозможно оценить.
Одними из самых распространенных загрязнителей почв, подземных и поверхностных водоисточников, которые испытывают на себе сильнейшее антропогенное воздействие являются ионы тяжелых металлов. Проблема загрязнения подземных вод ионами тяжелых металлов стала на данный момент одной из самых острых проблем.
Как известно, от ионов тяжелых металлов нет надежных механизмов самоочищения грунтов и подземных вод. Ионы тяжелых металлов только переходят из одного природного объекта в другой, взаимодействуя с различными организмами и оставляя нежелательные результаты данного взаимодействия.
Таблица 2.
Последствия воздействия некоторых тяжелых металлов на здоровье человека
Элементы Последствия воздействия элементов Источники
Ртуть (Hg) Нервные расстройства (болезнь Минамата); нарушение функций желудочно-кишечного тракта, почек; изменение в хромосомах Загрязненные почвы, поверхностные и подземные воды
Мышьяк (As) Раковые заболевания кожи, интоксикация, периферические невриты Загрязненные почвы, протравленное зерно
Свинец (РЬ) Разрушение костных тканей, задержка синтеза протеина в крови, нарушение нервной системы и почек Загрязненные почвы, поверхностные и подземные воды
Медь (Си) Органические изменения в тканях, распад костной ткани, гепатит Загрязненные почвы, поверхностные и подземные воды
Кадмий (Cd) Цирроз печени, нарушение функций почек, протеинурия Загрязненные почвы

Существенное количество свинца содержат почвы, находящиеся в непосредственной близости от автомобильных дорог