Как сохранить плодородие лесных почв

Сохранение почвы: основные причины деградации и методы рекультивации земель

Ключевая характеристика сельскохозяйственной земли — это ее плодородность. Она складывается из разных составляющих (химический состав, увлажнение, уровень инсоляции и т.д.), но в конечном итоге значение имеет лишь общая характеристика. К сожалению, современные методы земледелия таковы, что они неизбежно приводят к деградации почв, то есть к снижению их плодородности. Задача каждого фермера, который хочет и далее получать высокие урожаи, заключается в сохранении плодородия почв, которые он обрабатывает или в восстановлении прежнего уровня плодородности, если земли сильно деградировали.

Причины деградации почвы

В природе характеристики плодородности почвы почти всегда постепенно увеличиваются. Дикие растения, впитавшие из земли различные химические элементы, погибая, возвращают их назад, привнося вдобавок еще и то, что они выработали из воздуха и солнечного света в процессе фотосинтеза.

Свой вклад в повышение плодородности дикой почвы вносят и животные организмы. Кому-то может показаться это невероятным, но на один гектар дикого поля приходится не менее 200 (!) кг микроорганизмов и еще около тонны животных покрупнее (от червей и насекомых до грызунов и мелких хищников). Помимо того, что все эти животные активно способствуют превращению местных растений в удобрения, они также создают в земле бесчисленное множество ходов и нор, по которым в землю попадает вода и воздух. А их наличие не менее важно для сохранения и повышения плодородия почвы.

К сожалению, методы обработки сельскохозяйственной земли радикально отличаются от естественных процессов и неизбежно наносят вред как всей экосистеме поля в целом, так и показателям плодородности почвы в частности. Регулярная вспашка, а также уничтожение сорняков и вредителей самым драматическим образом прерывают естественный ход вещей. Нарушается обмен воды и воздуха в почве, гибнет значительная часть мелкой фауны, целенаправленно пресекается видовое разнообразие растений.

Но хуже всего то, что люди, во-первых, изымают из природного круговорота органики на поле значительную часть биомассы в виде урожая, который никогда потом уже не возвращается в ту землю, из которой он высосал столько соков. Во-вторых, чтобы как-то компенсировать потерю питательных веществ в земле, ушедших вместе с увезенным урожаем, люди вносят огромное количество синтетических удобрений, а для борьбы с сорняками и вредителями используют ядохимикаты (пестициды и гербициды). Эта химия дает разовый эффект для увеличения одного конкретного урожая, под который она вносится, но в долгосрочной перспективе также снижает плодородность почвы, поскольку опять-таки истребляет микрофауну, так важную для сохранения плодородного слоя почвы.

Последствия деградации почв

Результаты сельскохозяйственной деятельности проявляются в виде катастрофических последствий, как в локальном, так и в глобальном масштабе. Если говорить о втором, то нужно отметить, что за последние 10 тыс. лет (когда люди занимались земледелием) общая площадь пригодных для использования в сельском хозяйстве земель сократилась вдвое. Доказано, что значительная часть современных пустынь и полупустынь появилась в результате антропогенного воздействия. Особенно здесь показателен пример Ближнего Востока, природа которого в древние времена была ближе к южной Европе, чем к северной Африке, как это имеет место быть сейчас.

Разумеется, не все земли, утратившие плодородность, деградировали именно из-за сельского хозяйства. Также очень сильно на это повлияла вырубка лесов и другие факторы.

Подводя итоги, среди основных причин, из-за которых возникает необходимость сохранения почвы, наиболее значимыми являются следующие:

• нарушение природной структуры почвы вследствие постоянной вспашки;
• уничтожение естественной экосистемы поля и разрыв круговорота питательных веществ в ней путем изъятия урожая и применения агрохимикатов;
• водная и ветровая эрозия из-за нарушения прочности и целостности верхнего слоя почвы при вспашке;
• интенсивный выпас скота, что, по сути, является тем же самым изъятием из круговорота экосистемы значительной части биомассы;
• уничтожение лесов значительно меняет баланс всей экосистемы на этой местности, способствуя ветровой и водяной эрозии, а также опустыниванию;
• неправильное орошение может приводить к засаливанию, закислению или заболачиванию местности в зависимости от природно-климатических особенностей региона;
• нерациональное внесение минеральных удобрений и пестицидов, а также промышленное загрязнение также делают землю непригодной для использования в сельском хозяйстве.

Отдельно стоит упомянуть о тех ситуациях, когда происходит снятие и сохранение плодородного слоя почвы. Например, при крупномасштабном строительстве прилегающая к стройплощадке территория подвергается значительному урону в плане целостности и плодородности верхнего слоя грунта. Чтобы потом эту землю можно было использовать для выращивания культурных растений, перед строительством ее срезают, а по окончании строительных работ — возвращают обратно. Однако это идеальная ситуация. К сожалению, так делается далеко не всегда.

Методы сохранения плодородных почв

На то, чтобы сформировать 1 см гумуса (плодородного слоя почвы) в природных условиях средней полосы требуется около ста лет. Очевидно, что такие сроки для фермеров никуда не годятся, поскольку выращивать урожаи нужно сейчас, а не через тысячу лет. Поэтому первоочередной задачей становится сохранение плодородности грунта хотя бы на текущем уровне и постепенное его повышение из года в год.

Чтобы сохранение и восстановление плодородия почв представляло собой постоянный процесс, который в то же время не мешает заниматься сельскохозяйственной деятельностью, следует придерживаться известных каждому фермеру правил:

1. Меньше химии. По возможности использовать меньше ядохимикатов и синтетических удобрений. О том, что пестициды и гербициды убивают не только вредителей, но и значительную часть полезной микрофлоры и микрофауны поля, известно каждому более-менее подготовленному фермеру. Не следует злоупотреблять химией просто потому, что так сегодня принято в отрасли. Если имеется возможность заменить хотя бы часть минеральных удобрений навозом, торфом или компостом, непременно следует это сделать. Также не нужно обрабатывать посевы всеми доступными ядохимикатами просто ради профилактики. Их применение должно быть сфокусировано против конкретной проблемы, поскольку всегда нужно помнить и о неизбежном ущербе для экосистемы поля от этой химии. Выиграв чуть-чуть на борьбе с почти отсутствующими вредителями, можно здорово проиграть на потере организмов-симбионтов.
2. Строгое соблюдение правил севооборота. Много распространятся о преимуществах и пользе чередования сельхозкультур на одном участке поля нет никакой необходимости. Для тех, кого интересует сохранение почвы, севооборот обязателен. Он значительно снижает истощение почвы и предотвращает массовое размножение вредителей. За счет этого опять-таки снижается необходимость в применении агрохимии. Часто без нее можно обойтись вовсе, заменив ее натуральными аналогами.
3. Черный пар. О пользе «отдыха» для земли было хорошо известно еще нашим предкам. До появления всякой агронауки и ботаники, крестьяне знали, что если поле перестало давать богатые урожаи, нужно оставить его на несколько лет или даже десятилетий. Конечно, столетия назад не было такой проблемы, как отсутствие свободной земли. Каждый мог взять себе новый участок взамен истощенного и обрабатывать его по мере своих возможностей. Но даже сегодня можно выделить в севообороте время для черного пара ради сохранения плодородных почв. Каждый обрабатываемый участок поля должен хотя бы раз в 5-6 лет просто постоять сезон без посевов. Помимо чисто химических процессов, происходящих в «отдыхающей» земле, в ней также происходит восстановление микрофауны, значение которой для плодородности почвы очень велико.
4. Сидераты. Если достать необходимое количество натуральных удобрений не удается, их можно с успехом заменить растениями-сидератами. Когда их зеленая масса достигает максимальной величины, сидераты просто запахивают в поле как удобрения.
5. Мульчирование. В промышленном сельском хозяйстве эта технология довольно трудно применима, так как требует специального оборудования и повышенных трудозатрат, но вот в условиях частного огорода или сада такой метод очень даже действенен. Мульчирование очень хорошо помогает бороться с ветровой и водяной эрозией, а также способствует сохранению влаги в почве.

Рекультивация земель

Выше мы уже вскользь упомянули о таком способе восстановления земли, как рекультивация. Простое занятие сельскохозяйственной деятельностью редко бывает настолько разрушительным, чтобы возникла необходимость в проведении столь серьезных восстановительных мер. Обычно рекультивацию проводят на землях, сильно пострадавших от промышленной или строительной деятельности человека:

• загрязненных токсичными веществами или разнообразным мусором,
• полностью или частично утративших плодородный слой почвы,
• получивших значительные нарушения целостности рельефа (ямы, бугры).

Также рекультивации, сохранению и восстановлению почв подлежат земли, в которых была нарушена естественная циркуляция поверхностных и грунтовых вод. На них искусственно восстанавливаются естественные направления движения воды.

За очень редким исключением рекультивация осуществляется в два этапа:

1. Комплекс технических мероприятий. На этом этапе восстанавливается природный рельеф местности, или проводится его имитация. Например, отвалы и терриконы горнодобывающих предприятий, которым нельзя вернуть исходный вид Вид – эволюционно сложившаяся совокупность особей, характеризующаяся единым . ровного участка, подвергаются террасированию. На ровных же участках удаляется либо закапывается весь мусор, а также загрязненные слои почвы. В случае необходимости укладывается новый верхний слой плодородной земли, строятся дренажные или наоборот оросительные системы, укрепляются склоны холмов.
2. Биологическая культивация. На втором этапе проводятся мероприятия, направленные непосредственно на улучшение плодородных характеристик почвы. В частности проводится биологическая очистка, вносятся удобрения, участок засаживают многолетними травами и деревьями. Проводятся другие агротехнические мероприятия по сохранению почвы и ее восстановлению.

В России порядок проведения работ по восстановлению нарушенных земель регламентируется законодательством и уполномоченными органами государственной и местной власти. Рекультивация проводится строго на основе предварительно составленного проекта.

В зависимости от того, каковы были изначальные причины, по которым возникла необходимость в проведении восстановительных работ, использование рекультивированной земли в сельском хозяйстве становится возможным как в течение ближайших лет, так и может оказаться недопустимым в обозримой перспективе в принципе. Например, площадка, восстановленная после проведения обычных строительных работ или демонтажа здания, может быть включена в севооборот в самые кратчайшие сроки, в то время как рекультивированные территории бывших свалок и промышленных предприятий не подлежат использованию в сельском хозяйстве вообще.

Источник

Почвы лесов

Для окружающей среды леса и почвы, на которых они растут, играют существенную и достаточно важную роль. Грунты лесов — это основа для роста деревьев и другой растительности, один из самых существенных компонентов. Земля поглощает воду и питательные вещества, которые потом используются растительностью для роста и укоренения. В свою очередь, деревья и другие растения, листва которых опала и перегнила, являются важным элементом для формирования новых слоёв почвы.

Где расположена зона лесов

Лесные зоны занимают достаточно большие территории на поверхности планеты. На карте они обозначаются зелёным цветом. Расположена зона лесов в умеренном поясе освещённости немного южнее тундры и севернее зоны степей. На этой территории все времена года ярко выражены: зимой достаточно холодно, выпадает снег, а летом — тепло.

Типы и классификация лесных почв

Лесные почвы распределяются на разные типы, каждый их которых отличается природными условиями формирования, почвообразовательным процессом и общими свойствами. Базовые типы:

• – дерново-подзолистые;
• – чернозёмы;
• – торфяно-болотные;
• – дерновые;
• – бурые;
• – серые;
• – вулканические.

Вместе с типами существуют и подтипы почв. Это когда в пределах отдельного вида существуют грунты, которые отличаются по свойствам или вешнему виду. Например, серые лесные почвы распределяются на светло-серые и тёмно-серые грунты, а чернозёмы могут быть выщелоченные, оподзоленные, южные или типичные.

Классификация почв — это причисление их к разным систематическим единицам. Классифицировать почвы необходимо для более глубокого изучения и разработки приёмов их улучшения.

Из всего многообразия признаков лесных почв выбираются те, которые имеют одинаковое отношение к поставленным задачам. Род почв выражает их особенности в пределах определённого подтипа. Эти отличительные черты, как правило, связаны с почвообразующими породами или грунтовыми водами.

Вид почв выделяются по соотношению обломков разного размера. Бывают глинистые, песчаные, торфяные почвы и чернозёмы.

На поверхности Земли формирование грунта происходило в определённой последовательности и зависело от природно-климатических особенностей: температуры, влажности, выветривания. Также на почвообразование прямое влияние оказывала растительность, части которой падали на землю, перегнивали и впитывались в землю.

Характеристика лесных почв

Единого принятого мнения по классификации почв и их характеристик нет. Учёные в разных отраслях пользуются различными классификациями. Тип грунта объясняется элементами, из которых он состоит. Все почвы сформированы из трёх основных материалов, которые отличаются между собой размерами частиц.

Для глинистых почв характерны самые маленькие размеры частичек. Такой грунт плохо впитывает воду, слабо прогревается солнечными лучами, имеет недостаток кислорода. Песчаная почва быстро прогревается, но задерживать тепло надолго не может. То же самое происходит и с влагой и минеральными веществами, которым легко попасть, но очень трудно задерживаться в песчаной земле. Известковая почва требует регулярных минеральных и органических удобрений. В другом случае будет наблюдаться низкое плодородие и плохое развитие растений.

Строение лесных почв

Строение серых лесных почв имеет некоторые особенности:

– постепенные переходы между слоями;

– наличие карбонатов в породе, которая повлияла на образование почвы;

– мощность почвенного профиля — около 2м.

Строение серых лесных почв выглядит так: А₀ — А₁В — А₁ — А₂В — В₁ — В₂ — ВС — С. На глубине 120 см есть новообразования кальция, а в верхних слоях содержится гумус.

Бурые лесные почвы используют под цитрусовые, технические и эфиромасличные культуры. Они требуют фосфорных удобрений. Строение: А₀ — А₀А₁ — А₁ — АВ_t — В_t. Эти почвы имеют высокое содержание калия, фосфора и азота.

Подзолистые почвы имеют строение: А₀ — А₁А₂ — А₂ — В₁ — В₂ — С. Они малоплодородные, имеют низкую степень поглощения, высокую кислотность. Верхняя часть периодически переувлажняется. Обычно это случается весной, когда снежный покров начинает таять.

Каждый символ (латинская буква) обозначает отдельный слой почвенного профиля, который имеет отличительные особенности по составу, признакам и свойствам.

А₀ — это органогенный слой, который состоит из опавшей и не полностью сгнившей листвы.

А₁ — гумусовый слой. Является самым плодородным, содержит максимум полезных для развития растительности веществ.

А₂ — горизонт вымывания, который залегает после перегнойного (гумусового) слоя. В этой части почвы мало питательных веществ, низкое плодородие.

В — самый плотный слой, содержащий множество частиц из вышележащих горизонтов.

С — горизонт так называемой материнской породы. Здесь начинается основное почвообразование.

Особенности лесных почв

В создании и защите почвенных ресурсов леса выполняют главную роль: предотвращают эрозию грунта, уменьшают его засоленность. В регионах, где в год выпадает недостаточно осадков, проблема лесов — это максимально защитить почвы от обезвоживания, обеспечить хорошую водоотдачу.

Корневая система деревьев помогает сохранять стабильность на горных склонах, хребтах и холмах, предотвращает образование оползней. Также корни деревьев не допускают передвижение континентальной поверхности.

Формирование почв лесов

На формирование почв лесов воздействует растительность, рельеф и климатические условия. Деревья, кусты и прочие растения влияют на физико-химические особенности почв: состав, биологическую активность, распределение гумуса в слоях грунта, способность к поглощению.

Рельеф в почвообразовании играет не менее важную роль, чем растения. Благодаря рельефным особенностям поверхности перераспределяются осадки, солнечная энергия, влага.

Климат оказывает прямое влияние на грунт. Водно-тепловой режим почв определяется характером климатических условий. Температура воздуха, количество осадков, сила и интенсивность ветров, испарение непосредственно воздействует на характер и качество почв.

Подзолистые почвы

Подзолистые почвы образуются в местностях с холодным климатом и хорошим водным режимом. Ещё они характерны для северных лесов. Как правило, на подзолистых почвах растут хвойные растения.

Типичные подзолистые грунты очень трудно пропускают воздух и влагу, бедны на минералы и полезные вещества, имеют неблагоприятные физические свойства. Они требуют систематических и усиленных органических удобрений, которые являются отличным источником гумуса. Благодаря таким удобрениям в земле развивается полезная микрофлора, на порядок улучшаются физические свойства.

Дерново-подзолистые почвы

Они являются одним из подтипов подзолистых почв. Содержание гумуса достигает 7%. В таких местностях растут, как правило, широколиственные леса. Свойства дерново-подзолистых грунтов зависят от гумусового и подзолистого слоя. В земле с содержанием гумуса менее 1-2% плодородие низкое, и есть необходимость внесения большого количества минеральных и органических удобрений. В почвах с содержанием гумуса более 4% плодородие значительно повышается. Такой грунт требует к себе меньше внимания и ухода.

Дерново-подзолистые почвы имеют низкую способность снабжать растительность азотом, поэтому нейтральные по физиологическому составу удобрения подходят таким грунтам лучше всего. Это, как правило, кальциевая и натриевая селитра. Мочевина, которая обладает достаточно высоким содержанием азота, также прекрасно удобряет дерново-подзолистые почвы.

Мерзлотно-таёжная почва

Мерзлотно-таёжные грунты имеют сравнительно низкую биологическую активность. Они обладают крайне низким плодородием, потому что температурный и питательный режим таких почв неблагоприятно сказывается на растениях. Такие почвы обязательно нуждаются в крайне высоких количествах удобрений. На грунтах с повышенной кислотностью необходимо как можно чаще проводить известкование.

Мерзлотно-таёжные почвы по сравнению с другими грунтами недостаточно изучены. Учёные до конца не разобрались, как их классифицировать. Формируются эти почвы кустарниковыми лесами в условиях постоянных низких температур. В летний период верхний слой немного оттаивает, формируя почвенный профиль. В тайге осадки по объёму значительно превышают испарение, поэтому количество поверхностных вод превышает норму. Из-за таких условий происходит заболачивание грунта.

Серые лесные почвы

Серые лесные почвы сформировались от выветривания пород юрских отложений — глин и суглинок, а также делювиальных минералов глинистого механического состава. Эти земли занимают более 40% всей территории лесных почв.

Серые грунты расположены в лесостепной зоне под смешанными, мелколиственными и широколиственными травяными лесами. Они формировались в основном на возвышенных территориях. На ровных поверхностях и склонах серые лесные почвы освобождены под пашню, а леса в таких местностях не сохранились.

Распространены серые почвы в Северном полушарии планеты, в большинстве случаев они расположены в умеренном поясе. Этот тип сформировался под сильным влиянием дернового и подзолистого процесса.

Бурые лесные почвы

Бурые земли обладают хорошим естественным плодородием. Из-за этого были вырублены огромные участки широколиственных лесов. Теперь эти площади используют для развития и ведения сельского хозяйства.

Бурые почвы можно встретить в разных уголках планеты. Как правило, это территории лиственных и широколиственных лесов. В почвах этого типа содержится около 17% гумуса, благодаря чему они считаются самыми ценными.

Формируются бурые грунты на разнообразных участках планеты: равнинах, межгорьях, предгорьях или в горной местности. Леса, под которыми происходит образование бурозёма, имеют разнообразную растительность. Листья содержат много полезных элементов, благодаря которым бурые почвы обладают хорошей плодородностью без использования удобрений и минеральных добавок. Верхние слои грунта имеют более высокий процент плодородия, чем нижние.

Вулканические лесные почвы

Лесные вулканические почвы в основном сосредоточились на территории полуострова Камчатка и Курильских островов. Формирование происходит под травянистыми берёзовыми лесами, а иногда — под хвойными. Состав и свойства вулканических земель различаются в зависимости от характера климатических и биологических условий, почвообразующих пород. Здесь бывают интенсивные, слабые или средние пеплопады. Климат достаточно холодный и влажный, поэтому вулканические лесные почвы подходят для выращивания кормовых культур или холодостойких овощей.

Вулканические грунты требуют внесения минеральных удобрений, питательных элементов, а также известкования.

Почвы, характерные для лесных зон России

Для территорий, на которых расположена Россия, характерны подзолистые, дерново-подзолистые и серые лесные почвы. Природная лесная зона страны занимает огромную часть Восточно-Европейской равнины и Сибири, которая сформировалась в условиях умеренного климата с обильными осадками. Благодаря обильной влажности и небольшому испарению влага в почве сохраняется надолго.

Плодородие лесных почв

Под плодородием лесных почв понимают их способность насыщать растительность полезными элементами, влагой, кислородом и теплом. Плодородные земли, как правило, имеют хорошую пористую структуру, насыщены органическими веществами и химическими элементами.

Продуктивность почвы зависит от насыщения её кислородом. Если грунт уплотняется, то аэрация снижается, тем самым сокращая плодородие. Чтобы повысить способность грунта к качественному плодородию необходимо вносить органические и минеральные удобрения, вовремя обрабатывать землю, при необходимости применять известкование.

Использование лесных почв

Человечеству нужно использовать почвы максимально рационально и целесообразно. На грунте, который подвержен эрозии, необходимо создавать новый лесной покров или сохранять имеющийся. В местностях с засушливым климатом стоит защищать от засухи и удобрять землю. Рационально обоснованные методы использования лесов смогут снизить риск эрозии и оползней.

Экологические проблемы почв лесов

Лесные зоны на планете являются самыми большими. Они находятся на всех уголках Земли. Для людей лес играет очень важную роль и используется для производства медикаментов, строительства, бумажной промышленности. Лесной покров выполняет климатическую, оздоровительную, почвенную, экономическую функции. Также лесная растительность выделяет кислород, является жильём для многих представителей животного мира.

Экологические проблемы в основном связаны с вырубкой лесных массивов, накоплением мусора, лесными пожарами, браконьерством и изменением климатических условий. На изменения погоды приходится приблизительно половина проблем, связанных с экологией почв. Остальные проблемные для грунта ситуации исходят от результата деятельности человечества. Люди оставляют в лесах тонны мусора, занимаются браконьерством, истребляют деревья. Множество пожаров также случается по вине людей.

Каждое государство должно заниматься охраной лесных массивов. Также всем жителям планеты стоит осознать, что природу нужно хранить и защищать, и от этого зависит качество жизни на Земле. Если каждый из нас будет убирать за собой мусор после отдыха на природе, то это, несомненно, позитивно повлияет на лесную экологию.

Источник