Экологические последствия потери почвы

Деградация почв

Земля производит более 90% продуктов питания и является главным богатством, но существует множество факторов, приводящих ее к вырождаемости. Деградация почв – это актуальная экологическая проблема нашего времени.

Человек за пару месяцев может уничтожить плодородный слой земли, который природа создавала веками: всему виной промышленная и сельскохозяйственная деятельность.

Причины деградации почв

Качество земли с каждым годом становится все хуже: изменения в щелочном, кислотном или солевом составе почвы, уменьшение плодородности, затопление земель, эрозия и другое. Изменения обычно носят локальный характер: например, люди выращивают урожай, изымают его с поля и не возвращают в землю, из которой он высосал жизненные соки. Названные причины в дальнейшем приводят к глобальным экологическим катастрофам. Разберем факторы, влияющие на деградацию почвы более подробно.

Плодородный слой почвы постоянно находится под неблагоприятными воздействиями от дождей, наводнений, сильного ветра, обработки земель человеком. Это приводит к ухудшению качества земли и потере верхнего слоя.

Урожайность земли снижается, когда разные виды бактерий и грибков попадают в почву через биохимические реакции.
ООН уже в 1980 году признал сельское хозяйство одной из самых опасных деятельностей, которая несет крупный ущерб живой природе: происходит истощение питательных веществ в земле и общее снижение плодородия. Кроме того, слишком большое количество удобрений и пестицидов уничтожают полезные микроорганизмы, помогающие формировать почву.

Заболачивание приводит к сокращению питательных веществ в почве и меняет ее химический состав, что в дальнейшем приводит к потере производительности и появлению глинистых почв.

Отметим и причины, которые влияют на деградацию земель по вине человека: чрезмерная вырубка лесов, промышленная деятельность, урбанизация и перевыпас. Все они уничтожают растительный покров, что приводит к повышенному темпу эрозии.

Виды деградации почв

Виды деградации почв разделяются на 3 основные группы:
Физическая

Ухудшение структуры основы почвы в результате изменения климата, опустынивания, каких-то иных естественных процессов и тому подобное. Процессы являются накопительными и медленно приводят к катастрофе или те, которые в течение небольшого времени моментально могут вызвать разрушение природных объектов.
Сельскохозяйственные процессы вызывают потерю элементов минерального питания, гумуса, окисление сульфидов, а также промышленные отходы, избыток навоза, разливы нефти ведут к деградации почвы.
Биологическая
Нарушается биоразнообразие в составе земли, происходит замена доминирующих видов и исчезновение некоторых почвенных организмов.

Все 3 вида наносят многогранный вред не только на плодородную почву, но и могут привести к общей экологической катастрофе.

Оценка деградации почв

Существует балльная система оценки качества и функций почв, которая отражает общее состояние растительного слоя. Каждый балл отвечает за уровень падения урожайности на конкретном участке.

Меньше 5 – недеградированная
До 25 – слабая деградация
От 25 до 50 – средняя деградация
От 50 до 70 – сильная деградация
Больше 70 – предел деградации

Также в ходу такие критерии, как степень засоленности и заболоченности, подверженность опустыниванию и нарушению рельефа поверхности почв.

Последствия деградации почв

Последствия деградации почв глобальны, они затрагивают экологию планеты, ведут к экономическим и социально-политическим проблемам. Происходит нарушение баланса почв и почвенного покрова, что приведет в дальнейшем к большим потерям среди биологического разнообразия и по итогу к экологической катастрофе.

За последние года общая площадь земель, которая пригодна к сельскому хозяйству сократилась вдвое.

Методы сохранения плодородных почв

Для формирования одного сантиметра плодородного слоя почвы земля тратит порядка ста лет. Поэтому нужно уже сейчас задуматься о тех методах, которые помогут сохранить плодородность грунта:

Сокращение использования пестицидов и различных синтетических удобрений;
Чередование сельскохозяйственных культур на одном и том же участке земли;
Отдых поля (без посевов) в течение 5-6 лет;
Применение зеленых биоудобрений (растения-сидераты);
Мульчирование;
Рекультивация земель.

Рекультивация земель

Один из способов восстановления плодородности земли – это рекультивация. Обычно данный метод задействуют на:
землях, которые загрязнены токсичными веществами, мусором;

участках, утративших плодородный слой;
почвах с ямами, буграми.

При рекультивации земель на ровных участках закапывается или удаляется мусор и загрязненный слой почвы, далее укладывается новый слой земли. При необходимости проводятся дренажные или оросительные работы.

Второй этап состоит из мероприятий, которые улучшают состав почвы: био-очистка, удобрения, посев многолетних трав и деревьев.

Значение деградации почвы для здоровья людей

Почва, достигшая предела деградации, становится абсолютно непригодной для выращивания культур, а также для выпаса домашних животных. Это влияет на сокращение количества продуктовых запасов и может привести к голоду в отдельных странах, а затем и в мире.

Кроме этого, загрязняющие почву элементы попадают в дальнейшем в воду, атмосферу и грозят увеличением роста различных заболеваний, которые могут достичь масштаба глобальных эпидемий. Все эти факторы являются предвестником резкого сокращения численности населения планеты.

Сохранение почвы зависит от людей и каждый может более бережно к ним относиться и правильно их использовать.

Источник

Загрязнение почвы: причины, последствия и пути решения

Источники загрязнения почвы – это химические вещества и микроорганизмы, присутствие которых изменяет физические, химические и биологические свойства почвы, что приводит к снижению плодородия почвы, то есть её полезности. Ухудшение состояния и качества почвы также вызвано чрезмерной эксплуатацией и неправильным ее использованием фермерами.

Типы и источники загрязнения и деградации почв

Загрязнение почвы в России вызывается всеми химическими соединениями, радиоактивными элементами и микроорганизмами, присутствующими в почве в повышенных количествах. Результат –изменения характеристик почвы, что препятствует ее нормальному использованию.

Причины загрязнения почвы отмечаются в следующем:

Газы и пыль, выбрасываемые промышленными предприятиями (химическими, нефтехимическими, цементными, сталелитейными заводами, электростанциями и т. д.);
Твердые и жидкие промышленные и городские отходы;
Химикаты, используемые в сельском хозяйстве (удобрения, химические средства защиты растений);
Выбросы транспортных средств.

Другие факторы, разрушающие почву, – это природные явления, происходящие без вмешательства человека. К ним относятся такие естественные виды загрязнения почвы, как землетрясения, эрозия, засуха, пожары.

Эрозия почвы

Эрозия почвы – это процесс вымывания или растворения поверхностного слоя почвы. Другое определение – перемещение, сортировка и осаждение в другом регионе частиц почвы, вызванное вымыванием поверхностного слоя почвы дождевой или речной водой (водная эрозия) или сдуванием — ветровой эрозией.

Эрозия также может быть вызвана деятельностью человека, а именно:

Неправильно проведенной мелиорацией;
Вырубкой и сжиганием лесов;
Слишком интенсивным выпасом животных;
Ведением интенсивного сельского хозяйства;
Чрезмерной эксплуатацией водных ресурсов.

Все это вместе или по отдельности приводит к постепенному ухудшению качества земли. Когда почва на участке полностью теряет свою потребительскую ценность, происходит ее опустынивание.

Почвы, на которых невозможно выращивание сельскохозяйственных культур, называют мертвыми почвами. В естественных условиях они встречаются:

в непосредственной близости от действующих вулканов;
в пустынных районах;
в промышленных ландшафтах, например, в отвалах.

Нередко этот процесс необратим, сопровождается сильным преобразованием земель. Строительство домов, укладка асфальта, тротуаров, выкапыванием карьеров, все это пример человеческой деятельности, полностью разрушающей определенные элементы окружающей среды.

Химическое загрязнение почвы

Однако наибольшее влияние на нарушение биологического баланса почвы оказывает химическое загрязнение. Его основные источники – промышленность, сельское хозяйство и транспорт. Воздействие этих отраслей человеческой деятельности может привести к усталости почвы, снижению ее плодородия.

В крайних случаях загрязнение приводит к деградации почвы и растительности — опустыниванию. Примером такой деградации является техническое разрушение почвы.

Промышленные предприятия выбрасывают пыль, содержащую тяжелые металлы (например, свинец, ртуть) и газы (например, соединения серы, азота, хлора). Также источником загрязнения являются сырая нефть и ее производные, радиоактивные вещества. Наконец, на загрязнение в значительной степени влияет захоронение промышленных отходов.

Сельское хозяйство и транспорт, как источники загрязнения почвы

Современные сельскохозяйственные технологии также оказывают значительное влияние на химическое загрязнение почв. Причина – химическая обработка сельскохозяйственных культур. Применяются средства защиты растений – пестициды и токсичные компоненты, содержащиеся в удобрениях и средствах для роста растений.

Особенно негативно влияет на качество почв автомобильный транспорт:

Загрязняет почву и растительность выхлопными газами, содержащими соединения свинца и вредные углеводороды;
Отрицательно влияет на состояние почв из-за вышеупомянутой технической деградации почв, вызванной строительством коммуникационных и транспортных путей.

Последствия загрязнения почвы

Загрязнение изменяет состав и состояние почвы химически, физически и биологически. Чрезмерное использование искусственных удобрений и использование средств защиты растений нарушают течение вегетации растений и ухудшают структуру почвы. Это приводит к снижению плодородия почвы, что, в свою очередь, снижает урожайность. Следствием этого является снижение качества пищи и качества кормов для животных.

Основные последствия загрязнения почвы:

Засоление, несоответствующая реакция (подщелачивание или закисление), сопровождающееся вымыванием питательных веществ, особенно калия;
Ухудшение структуры почвы – пересушивание или заиление;
Снижение плодородия почвы в результате изменения ее физических, химических и микробиологических свойств;
Отрицательное влияние загрязнения почвы на развитие растений и организмов на более высоких уровнях пищевой цепи (на животных и человеке).

Химические загрязнители почвы в результате промышленной деятельности могут проникать через сельскохозяйственные культуры, а затем попадать в организмы животных и людей. Они также могут оказывать прямое влияние на загрязнение поверхностных и подземных вод в результате вымывания вредных веществ из почв.

Техническое и химическое загрязнение разрушает экологическую и эстетическую ценность растительного покрова. Химическое воздействие на состояние почвы изменяет ее pH, вызывая закисление. Подкисление почв приводит к угнетению развития микроорганизмов, а под влиянием процессов разложения органических веществ, выделяются ядовитые вещества.

Пути решения загрязнения почвы

Основные пути решения проблемы загрязнения почвы:

Правильное земледелие с использованием преимущественно натуральных удобрений, рациональное использование искусственных удобрений и средств защиты растений;
Предотвращение эрозии – мелиоративные работы, среднеполевые насаждения, облесение пустошей;
Предотвращение загрязнения почвы из муниципальных источников – сокращение количества отходов и надлежащее управление (сортировка отходов, компостирование, сбор опасных отходов), очистка сточных вод;
Ограничение промышленных источников загрязнения почвы – использование современных экологически чистых технологий и правильное обращение с производственными отходами;
Очистка почвы от токсичных веществ и раскисление закисленной почвы;
Для восстановления загрязненных почв предпринимаются сложные, многоступенчатые меры по восстановлению их полезности – рекультивация почв. Но такой территории требуется много лет, чтобы снова образовался слой почвы.

К сожалению, некоторые химические загрязнители могут оставаться в почве веками, и никакая обработка не может этого изменить. Поэтому, чтобы ускорить процесс удаления токсичных веществ из почвы и их реабилитации, загрязненную почву смешивают с чистой.

Источник

Виды, факторы и последствия деградации почв

Эрозия

Наивысшая степень деградации земли – это полное уничтожение слоя почвы.
Вероятно, актуальность проблема деградации грунта приобрела в ХХ веке, когда земледелие и животноводство достигло высокого развития. Все больше территорий стало отводиться под выращивание урожаев и выпаса животных. Этому способствует вырубка лесов, изменение водных бассейнов рек, эксплуатация прибережных зон и др. Если все это будет продолжаться в подобном духе, то скоро не останется места на земле, пригодного для жизни. Почва не сможет давать нам урожаи, исчезнут многие виды растений, что приведет к нехватке продовольствия и вымиранию значительной части населения планеты, а также погибнут многие виды животных и птиц.

Значение деградации почвы для здоровья людей

Основным последствием деградации грунта является то, что сельскохозяйственные угодья становятся непригодными для выращивания культур и выпаса домашних животных. В результате сокращается количество продовольствия, что, несомненно, приведет к голоду, сначала в отдельных регионах, а затем полностью на планете. Также элементы, загрязняющие почву, попадают в воду и атмосферу, а это приводит к увеличению численности заболеваний, в том числе инфекционных, достигающих масштаба эпидемий. Все это, голод и болезни, приводят к преждевременной смерти и резкому сокращению численности населения.

Последствия деградации почвы

1) Снижение плодородия почвы

2) Ухудшение здоровья людей и повышение заболеваемости животных. Живой организм чутко реагирует на изменения в химическом составе почвы. Избыток или недостаток того или иного элемента в почве приводит к негативным последствиям для организма.

Нитраты и нитриты, попадая в организм человека, вступают во взаимодействие с гемоглобином крови. Гемоглобин содержит 2-валентное железо, а нитраты переводят его в 3-валентное, в результате этого эритроциты лишаются способности переносить кислород. При блокировании 20% гемоглобина наступает кислородная недостаточность (аномия). Если блокировано 80% гемоглобина – смерть.

3) Ослабление самоочищающей способности почвы. Микроорганизмы почвы разлагают загрязняющие вещества на менее токсичные соединения.

4) Засоление почвы. Происходит при плохом дренаже и неправильном поливе. Это приводит к подъему уровня грунтовых вод и накоплению в почве легко растворимых хлорида и сульфата натрия, калия и карбоната натрия. Даже слабое засоление снижает урожаемость в 2 раза.

5) Закисление почв. Кислотность почв может быть естественной и вторичной. Оптимальное pH почвы: 5,5-8,0. Если pH падает до 3,6-4,0, на этой почве уже практически ничего не вырастет.

Борьба с деградацией земель

1) Рациональное использование почв. Исключение экологически необоснованных решений.

2) Применение соответствующих агротехнических приемов – безотвальное земледелие, применение севооборотов и отказ от тяжелой техники.

3) Уменьшение засоления почвы (увеличение платы на воду)

4) Применение гидротехнических мероприятий (укрепление откосов, задержание стоков)

5) Лесомелиорационные работы (агролесомелиорация – высадка защитных полос леса, мелиорация – осушение переувлажненных земель и болот).

6) Химическая мелиорация. Подразделяется на известкование (уменьшается кислотность почв, тяжелые металлы переводятся в нерастворимые соединения), гипсование (приводит к уменьшению засоленности почв) и применения минеральных и органических удобрений.

7) Рекультивация земель – комплекс работ по восстановлению продуктивности и хозяйственной ценности нарушенных земель. Проходит в 2 этапа:

· Техническая рекультивация (завоз земли, планировка…)

· Биологическая рекультивация (восстановление биологических свойств земли). Достигается добавкой удобрений, известкованием, высадкой кустарников и деревьев.

Виды воздействий на литосферу.

Литосфера – твердая оболочка Земли.

Почва – обладающая плодородием сложная полифункциональная и поликомпонентная открытая многофазная структурная система. Почва продукт совместной деятельности 5 компонентов

Грунт
Животные и растительные организмы
Климат
Рельеф местности
Возраст территории.

Пахотные земли – 10% территории суши Земли, пастбища и сенокосы – 20%, остальные 70% — зоны холодного климата и непригодные для земледелия территории.

Почва участвует в формировании речного стока, а так же вследствие попадания в водоемы почвенных соединений является фактором их биопродуктивности.

Земля — единственная планета Солнечной системы.

Ежегодно теряется 7 млн га пахотных земель вследствие низкой культуры землепользования.

Нарушениями природной среды сопровождается добыча и переработка полезных ископаемых, это выражается в следующем:

Создание значительных по размерам карьеров и насыпей, что ведет к образованию техногенного ландшафта, сокращению земельных ресурсов, обеднению и уничтожению почв.
Осушение месторождений, водозабор для технических нужд горных предприятий, сброс шахтных и сточных вод истощает запасы подземных и поверхностных вод, ухудшает их качество.
Бурение, взрывание, погрузка горной массы вызывает ухудшение качества атмосферного воздуха.
Названные выше процессы, а также производственный шум способствуют ухудшению условий жизни и обитания и сокращению численности растений и животных, снижению урожайности сельскохозяйственных культур.
Горные выработки, извлечение полезных ископаемых, захоронение твердых и жидких отходов ведут к изменению массивов горных пород, затоплению месторождений, загрязнению недр.

Основные причины снижения площадей, пригодных для сельского хозяйства:

Эрозия (естественная и искусственная)
Загрязнение (промышленное, сельскохозяйственное, транспортное бытовое)
Отвод по строительство
Негативная хозяйственная деятельность (уничтожение лесов, выжигание растительности, изменение водного режима территорий).
Разработка земли для добычи полезных ископаемых.

Эрозия – разрушение почвы под воздействием воды, ветра и механическим путем. Ускоренная эрозия вызвана деятельностью человека.

По характеру уноса частиц почвы выделяют водную и ветровую эрозию. Водная эрозия заключается в переносе частиц почвы в ручьи, реки, моря, в результате чего смывается весь культурный слой. К водной эрозии относится и береговая эрозия. Ветровая эрозия – перемещение сухих частиц грунта.

Загрязнение почвы достигается промышленными предприятиями (горные выработки, тепловые электростанции на твердом топливе). В России полигонами твердых отходов занято около 7000 га земель.

Тундровые глеевые
Торфяно-болотные
Подзолистые
Дерново-подзолистые
Болотно-подзолистые
Серо-лесные
Лугово-черноземные
Черноземы
Сероземы
Бурые пустынно-степные
Солонцы

Человек природе друг:

Решение проблемы деградации земель

Для того, чтобы решить проблему деградации земель, необходимо объединить усилия максимально большого количества людей. Прежде всего, предотвращение деградации грунта регулируется международным законодательством. В каждом государстве есть нормы и правила, которые регулируют эксплуатацию земельных ресурсов.

Для сохранения почвы проводятся мероприятия по установке средств защиты против эрозии, опустынивания и других проблем. Например, требуется контроль вырубки лесов и использование почв для возделывания сельскохозяйственных культур. Кроме того, в земледелии применяются технологии севооборотов с размещением полос, находящихся под паром. Также создаются участки с многолетними травами, которые восстанавливают землю. Полезной является снегозадержка, облесение песков, создание буферных зон –лесополос.

Конечно, сохранение почв зависит от людей, которые трудятся на земле, выращивая культуры и выпаса животных. От того, какие технологии они применяют, зависит состояние грунта. Также земля сильно загрязняется промышленными отходами, поэтому работники индустрии должны сокращать количество вредных веществ, которые выбрасываются в окружающую среду. Каждый человек может бережно относиться к земельным ресурсам и правильно их использовать, и тогда проблема деградации почвы будет сведена к минимуму.

Современные решения проблемы

Вернуть плодородие деградированным почвам не так просто, как кажется. Специалисты говорят о том, что оптимальная система севооборотов может в теории обеспечить бездефицитный баланс гумуса, препятствовать ухудшению фитосанитарного состояния посевов и почвоутомлению на полях. Для этого необходимо оптимальное соотношение однолетних культур и многолетних трав. Однако на практике восстановление гумусового слоя таким способом займет десятки лет.

Из-за этого многие считают классические способы восстановления плодородия неэффективными. Управляющий партнер проекта «Мелиорант плодородия» Сергей Тилкиян утверждает, что применяемые в России методы борьбы с деградацией почвы давно устарели и пригодны разве что для огорода. Поэтому его команда разработала технологию восстановления почвенных ресурсов за счет специальной добавки — мелиоранта, который вносят поверх земли. Она уже была опробована фермерскими хозяйствами. Сырьем для мелиоранта плодородия могут быть отходы угольной промышленности или помет животных и птиц.

Разработчики тайваньского стартапа TSBiotech также считают, что неэффективно предлагать фермерам уменьшать внесение средств защиты и минеральных удобрений и больше пользоваться органическими удобрениями. Аграриям это просто невыгодно. Поэтому стартап разработал специальные бактерии, которые позволяют сохранять и возвращать плодородие почвам, не мешая работе фермеров. Основанию стартапа предшествовали 36 лет научных исследований. Его продукт — Plant Growth-Promoting Bacteria (PGPB) — бактерии, способствующие росту растений. Компания опробовала их на небольших фермах, выращивающих рис, чай, виноград и томаты, и результаты оказались хорошими.

В еще один стартап своих бывших сотрудников вложилась корпорация Monsanto. Компания Arvegenix вывела новую покровную культуру из ярутки полевой (Thlaspi araense), которую назвали Pennycress (английское название ярутки). Ее предложили высевать в севообороте между кукурузой и соей. Сорт компании Arvegenix не только предотвращает эрозию почвы, но и впитывает излишние нитраты, оставшиеся после внесения азотных удобрений под кукурузу.

Однако пока все эти современные технологии применяются очень ограниченно. В России, по мнению Сергея Коршунова, чаще всего для восстановления плодородия почв до сих пор используют проверенные годами севообороты, сидераты, многолетние травы, биологические средства защиты растений, био- и органические удобрения. Но даже эти методы применяются очень ограниченно.

«Согласно данным всероссийского исследования, проведенного Союзом органического земледелия, Минсельхозом России и целым рядом партнеров, агробиотехнологии сегодня используются лишь на 2 % от возможного потенциала», — сожалеет Сергей Коршунов. В перспективе при централизованной политике их внедрения долю применения агробиотехнологий можно нарастить до 80 %, полагает он. «Практика показывает, что в первый же год можно без потери качества продукции и урожайности снизить пестицидную нагрузку на 30 %, далее в течение 4-5 лет — еще на 50-80 %. Более того, по некоторым культурам в отдельных регионах возможно выстроить полностью биологическую систему защиты растений», — убежден эксперт.

Методы, направленные на естественное повышение плодородия почв, имеют долговременный и накопительный эффект. Они помогают не только повысить плодородие и урожайность, но и снижают климатические стрессы, повышают качественные характеристики продукции, помогают справиться с проблемой резистентности. Однако элементарные технологии по-прежнему соблюдает меньшинство аграриев.

Агентством «Агростат», специализирующимся на исследованиях в сельском хозяйстве, был проведен опрос 200 хозяйств на предмет изучения состояния почв и борьбы с кислотностью. Только 40 % земледельцев используют препараты для раскисления почв. Более половины из них используют для этих целей простые дефекат и известь. И только 45 % из них вносят эти простые средства регулярно. «Причина проста — у 70 % аграриев просто нет денег на поддержание плодородия почв, — убеждена Елена Алекперова, — и они нуждаются в помощи государства».

Депутат Госдумы и основатель (производство молочных продуктов, работает в основном в Воронежской области, предприятия расположены в Центрально-Черноземном регионе, главный бренд — «Вкуснотеево») Аркадий Пономарев считает, что в области рекультивации земель мы не достигли сколь-нибудь значимых результатов. «В России мелиоративные работы проводятся всего лишь на 8% пашен. Для сравнения, в Китае восстанавливают почти 55% пахотных сельхозугодий, в США — около 40%», — сравнивает он. Депутат отмечает, что лишь в 2017—2018 годах появился более-менее ощутимый бюджет — по 11,4 млрд рублей — на проведение мелиоративных работ. «Учитывая, что у нас из севооборота выведено порядка 40 млн га, объем работ предстоит колоссальный», — заключает он.

Источник