Антропогенные факторы почвы это

Алексей Юрьевич

Отчуждение с полей основного (зерно, корнеплоды, овощи) и побочного (солома, листья, ботва) урожая вызывает частично или полностью разрывы биологических круговоротов веществ, нарушение способности почвы к саморегулированию и снижение ее плодородия. В наибольшей степени деградируют почвы агроэкосистем.

К основным видам антропогенного воздействия на почвы относятся эрозия, загрязнение, вторичное засоление и заболачивание, опустынивание, отчуждение земель для промышленного и коммунального строительства.

Эрозия почв — разрушение и снос верхних, наиболее плодородных горизонтов почв и подстилающих пород ветром (ветровая эрозия) или потоками воды (водная эрозия).

Ветровая эрозия— выдувание, перенос и отложение на удаленных территориях ветром мельчайших почвенных частиц. Интенсивность ветровой эрозии зависит от скорости ветра, устойчивости почвы, наличия растительного покрова, особенностей рельефа и других факторов. Огромное влияние на ее развитие оказывают антропогенные факторы: уничтожение растительности, нерегулируемый выпас скота, неправильное применение агротехнических мер. Все это резко активизирует эрозионные процессы.

Различают местную (повседневную) ветровую эрозию и пыльные бури. Местная эрозия проявляется в виде поземок и столбов пыли при небольших скоростях ветра. Пыльные бури возникают при очень сильных и продолжительных ветрах, когда их скорость достигает 20-30 м/с и более. Они способны развеять за несколько часов до 500 т плодородного верхнего слоя почвы с 1 га пашни. Наиболее часто пыльные бури наблюдаются в засушливых районах — сухих степях, полупустынях, пустынях и периодически возникают в Нижнем Поволжье, на Северном Кавказе, в Башкирии.

Под водной эрозией понимают разрушение почв под воздействием временных водных потоков. Различают плоскостную, струйчатую, овражную и береговую формы водной эрозии. Как и в случае ветровой эрозии, условия для проявления водной эрозии создаются природными факторами, а основной причиной ее развития является деятельность человека. В частности, появление новой, тяжелой почвообрабатывающей техники, разрушающей структуру почвы, — одна из причин активизации водной эрозии в последние десятилетия. Кроме того, развитию эрозии способствуют уничтожение растительности и лесов, чрезмерный выпас скота, отвальная обработка почв и др.

Поверхностные слои почв, как правило, подвергаются интенсивному загрязнению, в результате чего снижается жизнедеятельность почвенных организмов, теряется способность почв к самоочищению от болезнетворных 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 почв — пестициды (ядохимикаты), минеральные удобрения, отходы производства, газодымовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, нефть и нефтепродукты. В мире ежегодно производится более 1 млн тонн пестицидов. Даже в ничтожных концентрациях пестициды подавляют иммунную систему организма, а при высоких концентрациях они обладают явно выраженными мутагенными и канцерогенными свойствами. Достоверно установлено, что при применении пестицидов наряду с некоторым увеличением урожайности отмечается рост видового состава вредителей, ухудшаются пищевые качества и сохранность продукции, утрачивается естественное плодородие почв. Пестициды действуют на все живые организмы, в то время как человек использует их для уничтожения весьма ограниченного числа видов. В результате наблюдается интоксикация огромного числа других биологических видов (полезных насекомых, птиц) вплоть до их исчезновения. Среди пестицидов наибольшую опасность представляют стойкие хлорорганические соединения (ДДТ, ГХБ, ГХЦГ), которые могут сохраняться в почвах в течение многих лет и даже малые их концентрации в результате биологического накопления могут стать опасными для жизни организмов. Таким образом, общий экологический вред от использования загрязняющих почву пестицидов многократно превышает пользу от их применения. Воздействие пестицидов оказывается весьма негативным не только для человека, но и для всей фауны и флоры.

Почвы загрязняются и минеральными удобрениями, если они используются в неумеренных количествах и с большими потерями при производстве, транспортировке и хранении. Из азотных, суперфосфатных и других типов удобрений в почву в больших количествах мигрируют нитраты, сульфаты, хлориды и другие соединения: даже при самых благоприятных условиях из всего количества азотных удобрений усваивается растениями не более 50-80%, что приводит к нарушению биогеохимического круговорота азота, фосфора и некоторых других элементов. Экологические последствия такого нарушения в наибольшей степени проявляются в водной среде, в частности при формировании эвтрофии, которая возникает при вымывании из почв избыточного количества азота, фосфора и других элементов. При неумеренном потреблении минеральных удобрений снижается содержание кислорода в почве, что способствует повышенному выделению в атмосферу таких «парниковых» газов, как закиси азота и метана.

К интенсивному загрязнению почв приводят отходы производства и потребления: большие площади земель заняты свалками, золоотвалами, хвос-тохранилищами и другими объектами складирования отходов. Огромный вред для нормального функционирования почв представляют газодымовые выбросы промышленных предприятий. Почвы обладают способностью накапливать весьма опасные для здоровья человека загрязняющие вещества, например, тяжелые металлы. К числу распространенных загрязнителей почв относятся свинец, медь, кадмий, радионуклиды, нефть и нефтепродукты. Вблизи ртутного комбината содержание ртути в почве из-за газодымовых выбросов может повышаться до концентраций, в сотни раз превышающих допустимые.

В процессе хозяйственной деятельности человек может усиливать природное засоление почв. Такое явление носит название вторичного засоления и развивается при неумеренном поливе орошаемых земель в засушливых районах. Засоление почв ослабляет их вклад в поддержание биологического круговорота веществ: исчезают многие виды растительных организмов, появляются новые растения — галофиты (солянка и др.), уменьшается генофонд наземных популяций в связи с ухудшением условий жизни организмов, усиливаются миграционные процессы.

Заболачивание почв наблюдается в сильно переувлажненных районах, например в Нечерноземной зоне России, Западной Сибири и в зоне вечной мерзлоты. Оно сопровождается деградацией биоценозов, появлением признаков гниения и накоплением на поверхности неразложившихся остатков. Заболачивание ухудшает агрономические свойства почв и снижает производительность лесов.

Одним из мощных проявлений деградации почв является опустынивание — 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. Опустыниванию способствуют массовое выжигание прошлогодней сухой травы, интенсивные распашка и выпас скота, снижение уровня грунтовых вод. На территории, подверженной опустыниванию, ухудшаются физические свойства почв, гибнет растительность, засоляются грунтовые воды, резко падает биологическая продуктивность, подрывается способность экосистем восстанавливаться.

Почвенный покров агроэкосистем необратимо нарушается также при отчуждении земель для нужд несельскохозяйственного пользования: строительства промышленных объектов, городов, поселков, для прокладки линейно-протяженных систем (дорог, трубопроводов, линий связи), при открытой разработке месторождений полезных ископаемых и т. д.

Источник

Антропогенные факторы почвообразования

В.В.Докучаев, отдавая приоритет в формировании почв естественным факторам почвообразования, указывал на все возрастающую роль антропогенного влияния, не ставя его, тем не менее, в один ряд с ними.

Прошло чуть более ста лет. За этот период роль человеческого фактора неизмеримо выросла. На современном этапе он превратился из локального в глобальный фактор почвообразования.

Техногенные нагрузки на почвенный покров охватывают огромные территории и проявляются в деградации и деструкции почв, их истощении, преобразовании естественно-исторического вертикального профиля, изменении состава солей мелиоративными приемами, подкислении почв и т.д.

Возникает вопрос: правомерно ли считать антропогенный фактор таким же естественным фактором почвообразования, как почвообразующие породы, климат, рельеф, биота и время? По характеру и последствиям воздействия — да, а по природе воздействия — нет.

Антропогенный фактор и его воздействие проявляются через изменение самих факторов почвообразования, т.е. через изменение условий среды, условий почвообразования. На естественную эволюцию почв, связанную с историческими изменениями во времени условий почвообразования, накладывается мощный быстродействующий, стирающий или видоизменяющий свойства почв фактор (как «почву-память», так и «почву-момент»).

Изменения факторов почвообразования через антропогенное воздействие проявляются в разных формах:

1) в преобразовании почвообразующих пород (рекультивационные наносы, горные выработки, торфоразработки и т.д.);

2) путем изменения форм рельефа (формирование терриконов, карьеров, дамб, планировки территорий и т.д.);

3) в результате изменения климатических параметров на макро-, мезо- и микроуровнях (глобальный парниковый эффект и эффект потепления в мегаполисах, орошение почв и связанное с ним изменение микроклимата и т.д.);

4) путем изменения характера биоты (сельскохозяйственные посевы культурных растений, лесонасаждения, подсечно-огневое земледелие и др.).

Антропогенное воздействие не только изменяет факторы почвообразования, но и прямо или косвенно непосредственно сказывается на почвах.

Косвенное воздействие проявляется следующим образом: 1) в химическом загрязнении продуктами радиоактивного распада и тяжелыми металлами;

2) в изменении уровня и режима грунтовых вод, режима рек и озер, окислительно-восстановительных условий и солевого баланса;

3) в изменении естественного растительного покрова как результата вырубки лесов, перевыпаса скота, подсечно-огневого земледелия.

Прямое воздействие антропогенного фактора сказывается на почвах при их обработке сельскохозяйственной техникой, орошении и осушении, внесении органических и минеральных удобрений и ядохимикатов.

Прямые и косвенные воздействия на факторы почвообразования и почвы носят как положительный, так и отрицательный характер.

Положительное антропогенное воздействие выражается в росте урожайности сельскохозяйственных культур, что особенно характерно для Азии, Европы, Северной Америки и стран, где применяют достижения «зеленой революции» 70-х годов XX в. Достигается это внесением высоких доз минеральных удобрений и расширением зон орошаемого земледелия.

Антропогенный фактор, видоизменяющий условия среды и почвообразования, чаще

Дата добавления: 2018-03-01 ; просмотров: 3184 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Антропогенные воздействия на почву

Глава 12. АНТРОПОГЕННЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПОЧВУ И ЕЕ ЗАЩИТА

Негативное антропогенное воздействие на почву проявля­ется в ее деградации (ухудшении качества почвы в результате снижения плодородия) и полном разрушении. Эти процессы могут происходить как в результате природных явлений (при­родное изменение условий почвообразования, извержение вул­канов, ураганы и др.), так и в результате нерациональной хо­зяйственной деятельности человека. Явления деградации и полного разрушения почв многообразны.

Водная и ветровая эрозия почв. Водная эрозия – процесс разрушения почвенного покрова под действием талых и дож­девых вод. В результате водной эрозии сокращается или унич­тожается гумусовый горизонт почвы, что приводит к умень­шению содержания гумуса, азота, фосфора, калия и других питательных элементов, а также ухудшению структуры и уп­лотнению почвы. Помимо разрушения наиболее плодородной части почвы водная эрозия сопровождается рядом других неблагоприятных явлений: потеря талых и дождевых вод, умень­шением запасов воды в почве, расчленением полей, заилением рек, оросительных и дренажных систем, других водоемов.

Развитие водной эрозии зависит от ряда факторов: мощ­ность снегового покрова и интенсивность его таяния; количе­ство, интенсивность и величина капель дождевых осадков; характер рельефа; гранулометрический состав и структура почв; наличие и характер растительного покрова.

Ветровая эрозия (дефляция) – процесс разрушения почвен­ного покрова под действием ветра. Водная эрозия распростра­нена преимущественно в районах недостаточного увлажнения и низкой относительной влажности воздуха.

Развитие ветровой эрозии зависит от следующих факторов: характер рельефа; гранулометрический состав и структура почв; наличие и характер растительного покрова.

Виды ветровой эрозии: пыльные бури и повседневная дефля­ция. Пыльные бури повторяются раз в 3-20 лет, уносят до 15– 20 см поверхностного слоя почвы. Повседневная дефляция более медленно, но регулярно разрушает почву.

Промышленная эрозия почв – разрушение почвенного по­крова промышленной деятельностью человека, а именно отчуждение почв городами, поселками, дорогами, линиями электропередачи и связи, трубопроводами, карьерами, водо­хранилищами, свалками и т.д.

Дегумификация почв – уменьшение содержания и запасов органического вещества. Дегумификация наблюдается при рас­пашке целинных почв. Этот процесс наиболее интенсивен в первые 5–10 лет, а через 30–50 лет стабилизируется. Развитие дегумификации определяется соотношением в севооборотах пропашных культур и культур сплошного сева, удельным ве­сом многолетних трав, применением органических и мине­ральных удобрений.

Почвоутомление и истощение почв – процессы, происходя­щие в почвах в результате длительного возделывания одного вида сельскохозяйственных культур. Например, длительное возделывание подсолнечника приводит к обеднению почвы калием.

Вторичное засоление, осолонцевание и слитизация почв. Про­цессы вторичного засоления, осолонцевания и слитизации почв возникают на орошаемых почвах при несовершенных проектах и нарушении правил эксплуатации ирригационных систем.

Вторичное засоление – засоление почв при орошении по­чвы минерализованными водами или пресными водами в ре­зультате подъема уровня минерализованных грунтовых вод.

Вторичное осолонцевание – комплекс процессов, вызван­ных содовым засолением: изменение реакции почвенного ра­створа (рН 9–11), увеличение содержания натрия в составе поглощенных катионов, пептизация коллоидов, повышение мобильности органического вещества, ухудшение водно-фи­зических свойств почвы, прежде всего структуры.

Вторичная слитизация – ухудшение структуры почв вслед­ствие содового засоления.

Причинами деградации орошаемых почв служат бездренаж­ное орошение, большие потери воды на фильтрацию, превы­шение оросительных норм, неконтролируемая подача воды, полив минерализованной водой.

Вторичная кислотность почв – кислотность почв ниже оп­тимальной реакции почв, которая для многих сельскохозяйственных растений находится в интервале рН 5,5–8; вторичная кислотность возникает в результате выбросов в атмосферу соединений кислот промышленного, транспортного и другого происхождения.

Затопление, разрушение и засоление почв водами водохранилищ. Создание водохранилищ сопровождается развитием ком­плекса негативных процессов, приводящих к деградации по­чвенного покрова: затопление пойменных и надпойменных террас, подъем уровня грунтовых вод и подтопление почв, аб­разия берегов и засоление дельт, размыв и уничтожение почв приморских дельт, загрязнение и содовое (щелочное) засоле­ние вод и почв и др.

Промышленное загрязнение почв – результат осаждения паров, аэрозолей, пыли или растворенных соединений поллютантов на поверхность почвы с атмосферными осадками.

Сельскохозяйственное загрязнение почв – результат непра­вильного применения пестицидов, внесение сверхнормальных доз минеральных и органических удобрений, отходов и стоков животноводческих ферм.

Радиоактивное загрязнение почв – накопление в почве радионуклидов в результате ядерных взрывов, аварийных выб­росов на атомных предприятиях, утечки радиоактивных мате­риалов, захоронении отходов атомной промышленности.

Деградация ландшафтов районов с распространением много­летней мерзлоты. Эти территории отличаются крайней неус­тойчивостью к воздействию антропогенных факторов. Неупоря­доченное движение транспорта, перевыпас и другие процессы приводят к нарушению растительного покрова, что обуслав­ливает протаивание мерзлых грунтов, развитие эрозионных процессов, разрушение почвенного покрова.

Разрушение почв военными действиями происходит в резуль­тате передвижения военной техники, строительства фортифи­кационных сооружений, взрывов бомб, снарядов и т.д. Испы­тание и применение ядерного оружия вызывает радиоактив­ное загрязнение почв.

12.2. Защита почв

В целях защиты почв от деградации применяют следующие экозащитные мероприятия:

– защита почв от водной и ветровой эрозии;

– рекультивация нарушенного почвенного покрова;

– защита почв от дегумификации, почвоутомления и ис­тощения;

– защита почв от засоления, осолонцевания и слитизации;

– защита почв от загрязнения продуктами техногенеза (тя­желыми металлами, нефтью, нефтепродуктами, пести­цидами, радионуклидами и т.д.).

Защита почв от водной и ветровой эрозии включает органи­зационно-хозяйственные, агротехнические, лесомелиоратив­ные и гидротехнические мероприятия.

Организационно-хозяйственные мероприятия – обоснование и составление плана противоэрозионных мероприятий и обес­печение его выполнения (рациональное распределение земель­ных угодий, почвозащитные севообороты, земледелие полоса­ми, регулирование выпаса скота и др.)

Агротехнические мероприятия включают приемы фитомелиорации (севообороты с многолетними травами, замена чистых паров на занятые, сидеральные и кулисные), противоэрозионную обработку почвы (обработка почв по горизонтали, «кон­турное» земледелие, щелевание и кротование почв, обвалова­ние, безотвальная вспашка с сохранением стерни и пожнив­ных остатков), снегозадержание и регулирование снеготаяния (лесные полосы и кулисы, пахота снега, прикатывание).

Лесомелиоративные мероприятия основаны на создании лес­ных защитных насаждений (ветрозащитные и приовражные лесные полосы, полезащитные лесные и кустарниковые поло­сы поперек склонов и т.д.).

Гидротехнические мероприятия применяют в тех случаях, когда другие приемы не в состоянии предотвратить эрозию и основаны на создании гидротехнических сооружений, обеспечивающих задержание или регулирование склонового стока (террасирование склонов, выполаживание оврагов бульдозе­рами, закрепление склонов оврагов).

Рекультивация земель – мероприятия по восстановлению и оптимизации нарушенных ландшафтов. Она включает комп­лекс горно-технических, мелиоративных, сельскохозяйствен­ных, лесохозяйственных и инженерно-строительных работ, направленных на восстановление нарушенного плодородия земель. На восстановленной территории создаются сельско­хозяйственные угодья, лесонасаждения, водоемы, зоны отды­ха, жилые и промышленные застройки и т. д.

Рекультивация включает три этапа: подготовительный, горно-техническая рекультивация и биологическая рекультивация.

1 этап (подготовительный) предполагает обследование нарушенных территорий: определяют направление рекульти­вации, составляют технико-экономическое обоснование и про­ект рекультивации.

2 этап (горно-техническая рекультивация) включает хими­ческую мелиорацию, если она необходима. Горно-техническую рекультивацию выполняют предприятия, которые ведут разработку полезных ископаемых.

3 этап (биологическая рекультивация) направлен на вос­становление плодородия подготовленных в процессе горно­технической рекультивации земель и превращение их в пол­ноценные лесные или сельскохозяйственные угодья. Наибо­лее дешевым видом освоения рекультивируемых территорий является облесение. Для улучшения свойств верхнего слоя от­валов, для накопления в нем органического вещества и азота перед посадкой деревьев высевают люпин, донник или лю­церну с последующей их запашкой. Деревья сажают саженца­ми в заполненные нетоксичной породой или почвой ямки или борозды. При рекультивации земель в сельскохозяйственные угодья проводят известкование, рыхление до глубины 60 см, внесение удобрений, посев злаково-бобовой смеси. После этого вводят специальный севооборот, где 40-50% составляют мно­голетние травы. После такого севооборота рекультивируемые земли могут быть заняты зональным полевым или кормовым севооборотом.

Защита почв от дегумификации, почвоутомления и истощениявключает следующие мероприятия: применение органических удобрений, известкование кислых почв, использование в се­вообороте многолетних трав, регулирование соотношения в севооборотах пропашных культур и культур сплошного сева, использование щадящей обработки почвы (облегчение машин, минимизация обработки).

Защита почв от засоления, осолонцевания и слитизации. За­щита почв от потерь поливной воды и вторичного засоления включает следующие мероприятия; создание закрытой сети каналов, исключающих фильтрацию; создание дренажных со­оружений, обеспечивающих удержание соленых грунтовых вод на глубине не менее 1,5–3 м; капитальные промывки почв, если они засолены, для удаления солей из корнеобитаемого горизонта; регулярные вегетационные поливы с дренажными водоотводами.

Защита почвот содового засоления и слитости включает следующие мероприятия: химическая мелиорация (внесение гипса), применение физиологически кислых и кальцийсодержащих удобрений, включение в севооборот многолетних трав.

Защита почв от загрязнения продуктами техногенеза (тяже­лыми металлами, нефтью, нефтепродуктами, пестицидами, ра­дионуклидами и т. д.) осуществляется двумя путями. Первый путь состоит в предотвращении попадания загрязняющих ве­ществ в почву. Второй заключается в очищении, тем или иным образом, почвы от загрязнения, которое уже произошло. Очи­щение может производиться путем удаления верхнего загряз­ненного слоя почвы, путем промывок или извлечения загряз­няющих веществ из почвы с помощью растений (для тяжелых металлов и радионуклидов), интенсификации микробного раз­ложения органических загрязнителей (для нефтепродуктов и пестицидов) и т. д. Еще один подход основан на закреплении атомов токсичных элементов в почве, с целью недопущения попадания их в сопредельные среды и живые организмы. Для этого используют внесение в почву органического вещества, фосфорных минеральных удобрений, ионообменных смол и природных цеолитов, бурого угля, известкование почвы и т.д.

Защита почв от избытка удобрений включает следующие ме­роприятия: разработка новых длительно действующих грану­лированных форм удобрений, применение комплексных форм, использование правильных технологий внесения удобрений, соблюдение правил хранения и транспортировки.

Источник