Антропогенная деградация почв это

Глава 4. Мониторинг состояния отдельных природных сред и экзогенных геологических процессов

Е.Г. Язиков, А.Ю. Шатилов
Геоэкологический мониторинг
Учебное пособие для вузов.- Томск, 2003.- 336 с.

Глава 4. Мониторинг состояния отдельных природных сред и экзогенных геологических процессов

4.3. Мониторинг состояния почв

4.3.1. Общая характеристика

Почва – это базовый компонент биосферы, ее важнейший природный ресурс (Почвенно-экологический …, 1984). В монографии Мотузовой Г.В. «Почвенно-химический экологический мониторинг» (2001) довольно подробно излагаются основные принципы и задачи мониторинга, а также перечисляются экологические функции почвы, которые состоят в следующем: 1) почва обладает плодородием, это основное средство и объект производства, почва обеспечивает продовольственное благополучие общества, благодаря тому, что в почве образуется и накапливается гумус – главнейший источник основных элементов питания растений, фактор, обуславливающий важнейшие физические и химические свойства почв, 2) почва защищает сопредельные природные среды от загрязняющих веществ, регулирует состав атмосферы, поверхностных и подземных вод, 3) почва обеспечивает нормальное функционирование естественных биогеоценозов, регулирует интенсивность биосферных процессов, является связующим звеном большого геологического и малого биологического круговоротов.

Антропогенное воздействие на биосферу ведет к деградации почв. Антропогенная деградация почв – это необратимые изменения в структуре и функционировании почв, которые вызваны физическими, химическими или биотическими антропогенными воздействиями, превышающими природную устойчивость почвы и ведут к невозможности выполнения почвами их экологических функций. Выделяются следующие виды и причины деградации почв (табл. 4.3.1).

Виды и причины деградации почв

(по данным Г.В. Мотузовой, 2001)

Нерациональное ведение богарного и орошаемого земледелия, чрезмерный выпас.

Уничтожение почвенно-растительного покрова промышленными, коммунально-бытовым, ирригационным строительством, горные разработки.

Технологические и аварийные промышленные выбросы, сбросы сточных и дренажных вод.

Истощительное землепользование, загрязнение, уплотнение техникой, подтопление, нарушение режима полива, несовершенство поливной техники, нарушение режима (дозы, сроки, технология) внесение органических и минеральных удобрений.

Деградация почв – явление общепланетарное и имеет глобальные масштабы распространения, что хорошо иллюстрируется в таблице 4.3.2.

Виды и размеры глобальной антропогенной деградации почв (млн. га)

(по данным Г.В. Мотузовой, 2001)

-потеря элементов питания,

Сведения лесов, перевыпас, переэксплуатация земель в условиях интенсивной сельскохозяйственной и индустриальной деятельности – основные причины разрушения почв. Уровень деградации земель непосредственно связан с плотностью населения и производства. Предполагается, что численность населения Земли через 25 лет приблизится к 8,5 млрд. Рост населения опережает рост экономического развития. В конце ХХ-го века ¼ населения проживала в экономически развитых странах, к началу ХХI-го века будет проживать лишь 1/5, к 2025г. составит 1/6 от общего числа обитателей планеты. Рост населения ведет к деградации почв, так как сопровождается необходимостью глобального увеличения производства продуктов питания и размещения производства и проживания людей на новых площадях (Романова и др., 1993). Следствием крайних степеней деградации почв является недостаток пищи и сопровождающий его голод. Для сохранения жизни на планете необходимо сохранение почв путем разработки новых технологий, которые обеспечивали бы как экономический статус общества, так и улучшение состояния окружающей среды.

Земельный фонд Российской Федерации составляет 1710 млн. га. Земли сельскохозяйственного назначения занимают всего 13% и из них 8% приходится на пахотные земли. В России большие площади отведены под природоохранные земли, основную долю среди них занимают 89 заповедников, из которых 17 относятся к биосферным. За последние десятилетия создано 28 национальных парков, 1520 государственных заказников, занимающих в общей сложности 6,4 млн. га.

Контроль за состоянием почвенного покрова предполагает контроль за выполнением функций плодородия и защиты сопредельных сред от загрязнения, что и определяет содержание комплексного почвенного мониторинга (Гаврилов и др., 1995; Буренков и др., 1997, 1998).

При мониторинге почвенные исследования позволяют детально изучить почвенные разрезы, химический и минеральный состав почв и подстилающих материнских пород с определением первичных компонентов, различных новообразований, подвижных и валовых форм большого числа макро- и микрокомпонентов, радионуклидов и их изотопов, а также фосфора, калия, азота, гумуса и других показателей. Характеристика земель на фоновых площадках с учетом процента нарушенных почв под действием естественной ветровой эрозии. Характеристика и процентное соотношение нарушенных земель в процессе хозяйственной деятельности. Схематическое отображение реальной ситуации.

Исследование почв возможно двумя методами согласно В.М. Фридланда (1972): а) исследование на комплексных профилях и б) исследования на ключевых участках:

а) Исследования на комплексных профилях —

— составление комплексных профилей разных уровней детализации представляет собой один из наиболее простых и в то же время эффективных методов. Практическое применение этого метода зависит от степени предварительной изученности территории. Для районов, по которым не имеется сведений, позволяющих установить распространение различных типов структур почвенного покрова (СПП), сначала составляется среднемасштабный профиль (обычно масштаб 1:50000). Следующий этап работы – составление монокомбинационных крупномасштабных профилей (обычно от 1:25000 до 1:5000 в зависимости от степени сложности комбинаций), участки для этих профилей выбираются по среднемасштабным профилям.

б) Исследования на ключевых участках-

— под ключевыми исследованиями следует понимать исследования специально выбранных участков, проводимые более детально, чем исследования всей изучаемой территории. Масштаб ключевых участков зависит от структуры почвенного покрова.

Для проверки правильности выбора участка для ключа или профиля, правильности определения территории, которую этот ключ (или профиль) освещают, а также правильности полученных на ключе или профиле характеристик удобен метод сопоставления характеристик, полученных на ключах и профилях. При правильном выборе ключа или профиля и правильном проведении границ распространения данной СПП величины этих характеристик (состав почвенного покрова, сложность и др.) должны совпадать. Весьма эффективным методом составления ключевых профилей и карт является использование аэрофотоснимков различных типов и масштабов. Выбор закладки почвенных шурфов ориентируется по резкому различию геоморфологии (по рельефу), при этом выбирается в первую очередь наиболее высокое место (элювиальный ландшафт) и низкое (аккумулятивно-элювиальный или супераквальный ландшафт).

Описание почвенного разреза проводятся по выделенным генетическим горизонтам, различающимся между собой по морфологическим признакам, составу и свойствам. При описании отмечаются: цвет, влажность, механический состав, плотность, структура, включения, новообразования, переход между почвенными горизонтами, признаки засоленности и другие. Указывается глубина залегания горизонта от поверхности и его мощность. Одновременно в полевых условиях осуществляется оценка степени эродированности непахотных и пахатных почв.

Зачищенная стенка почвенного шурфа промеряется гамма-радиометром и гамма-спектрометром с определением мощности экспозиционной дозы (МЭД), урана, тория, калия, причем каждый выделенный горизонт должен быть охарактеризован, по крайней мере, одним точечным измерением. Вокруг шурфа на поверхности методом конверта выполняется 5 точечных замеров на площади 5х5 м или 2х2 м.

Источник

Антропогенная деградация почв это

VII.2. Антропогенная деградация почв

Скорости природных процессов, протекающих в почве, и скорости антропогенных процессов, возникающих при использовании почвы, весьма различны. Например, ежегодные темпы водной эрозии пашни в десятки раз превышают естественные темпы восстановления почвы. Строго говоря, с естественно-научной точки зрения почвы – это возобновимый природный ресурс, но практически, вследствие малых скоростей естественных процессов по сравнению с антропогенными, этот ресурс во многих ситуациях может рассматриваться как невозобновимый. Использование почв зачастую приводит к ухудшению их природных свойств, то есть к их деградации. В процессе деградации ухудшаются многие свойства почвы, в том числе уменьшается содержание почвенного гумуса и теряется часть наиболее ценной, тонкодисперсной фракции почвы. Применение удобрений и других агротехнических приемов может временно компенсировать или затушевывать эффект деградации почв.

Деградация почв – явление столь же естественное, сколь и социальное. По определению Программы ООН по окружающей среде (ЮНЕП), деградация почв – антропогенный процесс снижения способности почв обеспечивать существование людей.

Явление деградации почв состоит из множества локальных проблем, складывающихся в общемировую мозаику.

В проблеме деградации почвенного покрова многочисленные и разнообразные локальные вопросы складываются в глобальную проблему. Деградация педосферы – одна из самых серьезных, долгосрочных, общемировых проблем, стоящих перед человечеством, потому что она играет столь важную роль в функционировании экосферы и потому также, что она – один из важнейших факторов в проблеме обеспечения населения мира продовольствием.

Методические трудности оценки деградации почв заключаются в невозможности установить единую точку отсчета во времени, от которой отсчитывалась бы деградация, а также установить единый показатель степени деградации. Деградацию почв можно охарактеризовать как «ползучую», как процесс, постепенно и потому незаметно ухудшающий их состояние (см. Раздел 1.3.).

Глобальная оценка деградации почв (Global Assessment of Soil Degradation – GLASOD), выполненная ЮНЕП (1990 г.), указывает на то, что только малонаселенные районы бореальных лесов и пустынь не затронуты антропогенной деградацией почв. На одной шестой части покрытой растительностью территории Земли отмечается та или иная степень деградации почв, развившаяся за последние 50 лет.

По оценке ЮНЕП, 15 % деградированных сельскохозяйственных земель относятся к категории «сильно деградированных». Это почвы, у которых исходные биотические функции – превращать биогенные вещества в формы, ассимилируемые растениями, – преимущественно разрушены, и они уже непродуктивны. Эти почвы столь сильно деградировали, что их восстановление или невозможно, или же трудно достижимо в результате технических сложностей и крайне высокой стоимости такой работы. Например, восстановление богарных (неполивных) почв в США обходится в среднем в 4000 американских долларов на гектар. Другая часть деградированных почв (46 %) относится к категории умеренно деградировавших, со значительно сократившейся продуктивностью. Эти две категории составляют примерно четвертую часть пахотных земель мира.

Деградация почв происходит вследствие различных причин антропогенного характера. Водная и ветровая эрозия почв – важнейшие процессы, распространенные на 84 % деградировавших почв. К другим основным процессам деградации можно отнести ухудшение структуры почвы, ее техногенное загрязнение, засоление, заболачивание и подтопление. Площадь и степень деградации почв мира, по данным GLASOD, приведены в табл. 13.

Источник

Деградация земель: причины и последствия

Деградация земель – это процесс, в результате которого ухудшается качество почвы, происходящий из-за таких аспектов, как неправильное землепользование, сельское хозяйство и пастбище, городские или промышленные цели. Процесс связан с ухудшением физического, биологического и химического состояния покрова планеты.

Причины деградации земель

Формы деградации земель: снижение плодородия почвы, неблагоприятные изменения щелочности, кислотности или солености, экстремальное затопление, использование токсичных загрязнителей почвы, эрозия и ухудшение ее структурного состояния. Эти элементы ежегодно способствуют значительному снижению качества земли. Чрезмерная ее деградация, таким образом, приводит к немедленным и долгосрочным воздействиям, которые приводят к серьезным глобальным экологическим проблемам.

В то время как деградация почвы может происходить естественным путем, она сильно подвержена антропогенной деятельности. Кроме того, изменение климата в сочетании с деятельностью человека продолжает усугублять деградацию почвы.

Факторы, вызывающие деградацию земель

Причины деградации земель:

1. Физические факторы, которые изменяют естественный состав и структуру почвы. Дожди, поверхностный сток, наводнения, ветровая эрозия, обработка земли и массовые перемещения приводят к потере плодородного верхнего слоя, что ухудшает качество почвы.
2. Биологические факторы, которые непосредственно зависят от деятельности людей и растений, из-за чего снижается качество земли. Определенные вилы бактерий и грибков оказывают сильное влияние на микробную активность почвы через биохимические реакции. По этой причине снижается урожайность и продуктивная пригодность почвы. Человеческая деятельность, например, плохие методы ведения сельского хозяйства, может также истощать питательные вещества в земле, тем самым снижая ее плодородие. Биологические факторы влияют в основном на снижение ее микробной активности;
3. Химические факторы. По причине чрезмерной щелочности, кислотности или заболачивания воды происходит сокращение питательных веществ в почве. Из-за этого меняются ее химические свойства, которые определяют наличие питательных веществ. Вызвано накоплением соли и вымыванием питательных веществ, которые ухудшают качество почвы, вызывая нежелательные изменения в основных химических компонентах почвы. Эти химические факторы обычно приводят к необратимой потере почвенных питательных веществ и производительности, такой как упрочнение глинистых почв, богатых железом и алюминием, в жесткие лотки.

Все указанные выше физические факторы приводят к различным типам эрозии почвы (главным образом, водной и ветровой эрозии) и действиям по отслоению почвы, и их физические силы в конечном итоге изменяют состав и структуру почвы, изнашивая верхний слой почвы, а также органическое вещество. В долгосрочной перспективе физические силы и процессы выветривания приводят к снижению плодородия почвы и неблагоприятным изменениям в составе / структуре почвы.

Кроме того, деградация земель сельскохозяйственного назначения непосредственно связано с чрезмерным и неправильным использованием пестицидов и химических удобрений убивают организмы, которые способствуют связыванию почвы. Большинство методов ведения сельского хозяйства непосредственно касаются применения удобрений и пестицидов. Нередко это сопровождается их неправильным или чрезмерным применением. Результат – уничтожение полезных бактерий и других микроорганизмов, которые помогают в формировании почвы.

Причины деградации земель по вине человека

Другие причины деградации земель:

1. Вырубка лесов – из-за воздействия на почву минералов путем удаления деревьев и растительного покрова, которые поддерживают наличие слоев гумуса и подстилки на поверхности почвы;
2. Промышленная и горнодобывающая деятельность – за счет загрязнения, уничтожения растительного покрова и выпуска в почву множество токсичных химикатов, таких как ртуть, отравляя и делая земли непродуктивными для любых других целей;
3. Неправильная практика выращивания – разбивает почву на более мелкие частицы, которые увеличивают скорость эрозии;
4. Урбанизация – денудирует (сносит, переносит) растительный покров почвы, уплотняет почву во время строительства и изменяет схему дренажа, покрывает почву непроницаемым слоем бетона, который усиливает поверхностный сток, что приводит к большей эрозии верхнего слоя почвы;
5. Перевыпас – разрушает поверхностный растительный покров и частицы почвы, увеличивая темпы ее эрозии.

Сложные формы химических веществ удобрения также ответственны за денатурирование основных минералов почвы, вызывая потери питательных веществ из почвы. Следовательно, неправильное или чрезмерное использование удобрений увеличивает скорость деградации почвы, разрушая биологическую активность почвы и накапливая токсичность из-за неправильного использования удобрений.

Все это приводит в тому, что запускаются необратимые процессы деградации земель, снижение биоразнообразия стимулирует следующий виток деструктивных процессов.

Решение проблемы деградации земель

Снижение качества почвы является одной из основных причин деградации земель и считается причиной 84% постоянно уменьшающихся площадей. Год за годом огромные акры земли теряются из-за эрозии почвы и загрязнения. Около 40% сельскохозяйственных угодий в мире значительно ухудшается по качеству из-за эрозии и использования химических удобрений, которые препятствуют регенерации земли. Снижение качества почвы в результате чрезмерного применения сельскохозяйственных химических удобрений также приводит к загрязнению воды и земли.

Пути решения этой проблемы:

1. Сокращение вырубки леса;
2. Мелиорация земель;
3. Предотвращение их засоления;
4. Правильные механизмы обработки почвы являются одним из наиболее устойчивых способов избежать ухудшения ее качества.

Все эти меры требуют взвешенного и грамотного решения со стороны государственных властей разных государств. Они затронут не только сельское хозяйство, доля которого в развитых странах около 1%, но и строительный, промышленный комплекс, обеспечивающий в значительной степени благосостояние граждан. Поэтому такие решения не вызовут массового одобрения со стороны населения, особенно развитых стран. Но они необходимы, чтобы остановить деградацию земель в глобальном масштабе.

Источник