Функции почвы
Функции почвы — это общие возможности почв , которые важны для различных сельскохозяйственных , экологических , природоохранных , ландшафтных и городских применений. Почва может выполнять множество функций, включая функции, связанные с естественными экосистемами, продуктивностью сельского хозяйства, качеством окружающей среды, источником сырья и основой для зданий. [1] Шесть основных функций почвы : [2] [3] [4] [5] [6]
- Производство продуктов питания и другой биомассы
- Взаимодействие с окружающей средой
- Биологическая среда обитания и генофонд
- Источник сырья
- Физическое и культурное наследие
- Платформа для искусственных сооружений
Почва действует как якорь для корней растений. Это гостеприимное место для растений, в котором они могут накапливать и снабжать растения питательными веществами. Почва также поддерживает количество и качество воздуха, позволяя CO
2 чтобы убежать и свежий O
2 для входа в корневую зону. [7] Поры в почве также могут поглощать воду и удерживать ее до тех пор, пока она не понадобится корням растений. Почва также смягчает колебания температуры, обеспечивая подходящую температуру для нормального функционирования корней. Плодородная почва также содержит растворенные минеральные питательные вещества для оптимального роста растений. Сочетание этих действий поддерживает рост растений для обеспечения производства продуктов питания и другой биомассы.
Взаимодействие с окружающей средой, такое как регулирование водоснабжения, водоотведения, использование, загрязнение и очистка, зависит от почвы. Они могут фильтровать, буферизовать и преобразовывать материалы между атмосферой, растительным покровом и уровнем грунтовых вод. Почва взаимодействует с окружающей средой, преобразуя и разлагая отходы в новые материалы. Благодаря фильтрации почва действует как фильтр и улавливает загрязняющие вещества через частицы почвы. [3] Загрязняющие вещества улавливаются частицами почвы, и вода выходит из водоносных горизонтов и рек более чистой. Наконец, он может накапливать большое количество углерода в виде органического вещества почвы , тем самым снижая общую концентрацию углекислого газа, что может смягчить глобальное изменение климата. [7]
Почвы также действуют как биологическая среда обитания и генный резерв для большого разнообразия организмов. [6] Почвы — это среда, в которой растут семена, они обеспечивают тепло, питательные вещества и воду, которые можно использовать для выращивания растений и животных. Помощь почвы в разложении мертвых растений, животных и организмов путем преобразования их останков в более простые минеральные формы может быть использована другими живыми существами.
Почва является сырьем для использования человеком и напрямую влияет на здоровье человека. Состав пищи человека отражает характер почвы, в которой он был выращен. Пример почвы как источника сырья можно найти в древнем керамическом производстве. Керамика майя демонстрировала черты, унаследованные от почв и отложений, используемых в качестве сырья. [8] Понимание процесса почвообразования может помочь определить определенный тип почвы и отразить состав почвенных минералов. Однако естественная площадь продуктивных почв ограничена, и из-за растущего давления со стороны земледелия, лесного хозяйства и урбанизации необходимо контролировать извлечение почвы в качестве сырья.
Почва также выполняет более общие культурные функции, поскольку они действуют как часть культурного ландшафта нашего разума, а также физического мира вокруг нас. [6] Привязанность к почве дома или чувство места — это культурный атрибут, сильно развитый у некоторых людей. Почвы существуют с момента создания Земли, они могут действовать как фактор, определяющий, как люди мигрировали в прошлом. [6] Почва также действует как земной покров, который защищает и сохраняет физические артефакты прошлого, которые могут позволить нам лучше понять культурное наследие. Более того, почва была важным показателем того, где люди селились, поскольку они являются важным ресурсом для продуктивности человека.
Почва может выступать в качестве месторождения сырья и широко используется в строительных материалах. Примерно 50% людей на планете живут в домах, построенных из почвы. [7] Почва должна быть твердой и прочной, чтобы обеспечить хорошую основу для строительства дорог и автомагистралей. Кроме того, поскольку эти конструкции опираются на грунт, необходимо учитывать такие факторы, как его несущая способность, сжимаемость, стабильность и прочность на сдвиг. [7] Тестирование физических свойств позволяет лучше применять грунт в инженерных целях.
Картографирование почвы — это идентификация, описание, нанесение на карту различных типов почвы на основе прямых полевых наблюдений или косвенных выводов из таких источников, как аэрофотоснимки. [9] Почвенные карты могут отображать свойства и функции почвы в контексте конкретных функций почвы, таких как производство сельскохозяйственных продуктов питания, защита окружающей среды и соображения гражданского строительства . Карты могут отображать функциональную интерпретацию конкретных свойств, таких как критические уровни питательных веществ, уровни тяжелых металлов, или могут отображать интерпретацию нескольких свойств, таких как карта индекса риска эрозии .
Картирование свойств почвы, специфичных для функции, является расширением исследования почв с использованием карт компонентов почвы вместе со вспомогательной информацией (включая функции педотрансфера и модели почвенного вывода) для отображения выводов о конкретных характеристиках единиц почвенного картирования. Другие функции почвы в экосистемах:
Источник
Химическое загрязнение почвы. Источники заражения. Мероприятия по охране почвы
Взаимодействие почв с окружающей средой на основе химического контакта происходит неизбежно. Другое дело, что не всегда такие контакты способствуют улучшению агротехнических качеств и параметров плодородного слоя. В зависимости от характера загрязнения почва сама по себе может стать экологически опасным ресурсом даже без учета ее способностей к питанию сельскохозяйственных культур. При этом химическое загрязнение почвы может иметь разные предпосылки и последствия. Чтобы разобраться в этих и других аспектах химического поражения земли, стоит подробнее ознакомиться с источниками подобных загрязнений.
Какие бывают источники химического загрязнения?
Химическое загрязнение почвенного покрова – это изменение его состава, которое возникает под косвенным или прямым воздействием различных факторов. В большинстве своем негативные предпосылки к химическому изменению характеристик почвы все же предполагает человеческая деятельность. Среди главных факторов такого рода можно выделить работу промышленных предприятий, сельскохозяйственную деятельность и коммунальное обслуживание. Это основные причины загрязнения почвы, которые делают ее непригодной для эксплуатации с целью выращивания культурных растений. Но, разумеется, этими источниками загрязнение не ограничивается. Например, промышленность косвенно способствует выпадению кислотных дождей, а парниковый эффект становится результатом деятельности животноводческих ферм. Довольно серьезное воздействие в плане химического поражения оказывают и свалки с опасными отходами.
Влияние на почву промышленности и теплоэнергетики
В той или иной степени загрязнение почвы происходит при любой деятельности человека в хозяйственных отраслях. Главным же источником химического поражения является промышленность. В частности отходы металлургических комбинатов и специализированных химических предприятий вырабатывают активные вещества, пагубно влияющие на состояние почвенного покрова. Отчасти по этой причине выбросы промышленных предприятий в последние годы регулируются все жестче. Так, на многих фабриках и заводах наблюдается постепенный перевод производств на безотходные технологии полного цикла.
Немалый вклад в загрязнение вносят и предприятия, которые занимаются простым органическим синтезом. В первую очередь они опасны технологическими продуктами, остающимися после прохождения технологического цикла. Большую часть таких материалов представляют углеводородсодержащие отходы. Кроме того, химическое загрязнение почвы обеспечивают и вещества с высокомолекулярными соединениями, которые остаются в виде растворителей, катализаторов, стабилизаторов и других добавок, используемых в производстве стройматериалов.
Свалки с отходами и их воздействие на почву
Сами по себе предприятия не вредят почве. Загрязнения происходят в результате разноса отработанных продуктов по близлежащей территории. Существуют специальные полигоны, а также свалки, на которых концентрируется и, в некоторых случаях, утилизируется опасный продукт. В таких зонах почва страдает больше всего, поскольку степень химического воздействия измеряется уже в показателях повышенной токсичности и радиоактивности. Собственно, подобные территории изначально рассчитываются под цели захоронения отходов. При этом источники химического загрязнения почвы в данном случае не ограничиваются одной лишь промышленностью. На свалки также свозят бытовые отходы. Например, технические масла, химическую продукцию, остатки стройматериалов, стеклоочистители и растворители, батарейки с аккумуляторами и другие продукты, которые на многие годы делают почвы непригодными для эксплуатации. По крайней мере, это относится к использованию земли в сельскохозяйственных нуждах.
Кислотные дожди
Отдельной группой отходов промышленных предприятий стоит отметить выбросы в атмосферу. В частности оксиды углерода и азота, диоксиды серы и органические летучие соединения формируют условия для последующего выпадения кислотных дождей. Скопление в атмосфере химических соединений приводит к появлению реакций, которые, конечно, мало общего имеют с классическим пониманием дождей, но полностью подходят под определение осадков. Например, кислотные дожди могут проявляться в виде снега, облака, тумана и даже пыли. Главная опасность заключается в последствиях, обусловленных выпадением химически опасных веществ в таких осадках.
Повышенное содержание щелочи в водах, которые переносят кислотный конденсат, не только сокращает эффективность плодородного слоя почвы, но и способствует развитию эрозийных процессов. И это не говоря о том, что прямой контакт выращиваемых растений с кислотными почвами делает их опасными с точки зрения последующего потребления.
Сельское хозяйство как источник загрязнения
Загрязнения в процессе ведения сельскохозяйственной деятельности также распространены. Обычно негативные химические воздействия такого рода происходят в результате неправильного внесения удобрений. Так, нерациональное использование пестицидов при обработке растений осложняет дальнейшее выведение этого вещества из почвы. Однако наибольший вред плодородному покрову наносят хлорорганические компоненты и полихлорпинен, остатки которого задерживаются в земле на 10-15 лет.
Традиционные минеральные элементы удобрений также обеспечивают химическое загрязнение почвы, повышая ее токсичность. Использование медьсодержащих инсектофунгицидов ухудшает плодородные качества земли. Ситуация осложняется, если на такие почвы параллельно воздействуют и пролегающие поблизости автомагистрали, которые также приносят на поля тяжелые металлы.
Коммунальное обслуживание как фактор загрязнения
Помимо специализированных свалок и полигонов с захоронением отходов есть и городские места скопления мусора, канализации и другие объекты коммунальной инфраструктуры, которые также могут воздействовать на состояние почвы. Это могут быть остатки пищевых продуктов, стройматериалы, а также химически активные вещества, используемые в бытовых нуждах. Данный фактор не всегда обуславливает прямое химическое загрязнение почвы, но может воздействовать косвенным образом, не говоря о том, что конечным пунктом вывоза подобных отходов будут те же свалки и полигоны с опасными токсическими отходами.
Естественные процессы химического загрязнения
Выветривание почвы нельзя отнести к непосредственно химическому изменению характеристик почвенного покрова, но в некоторых случаях оно становится причиной эрозии. Это в определенной мере заболевание почвы, при котором наблюдается недостаток влаги в ее структуре. Подобные проблемы возникают именно по причине естественного природного воздействия – ветер переносит частицы грунта, попутно испаряя влагу. Положение усугубляется, если к эрозии добавляются и сельскохозяйственные причины загрязнения почвы в виде перенасыщения солевыми удобрениями. Единственным правильным решением с точки зрения фермера в таких случаях будет регулярное выполнение культивационных работ, а также сбалансированное орошение покрова.
Последствия загрязнений
Ситуации с химическим поражением почвенных слоев различны, как и последствия таких процессов. Наиболее тяжелым является положение с почвами на полигонах захоронения отходов, период восстановления которых может достигать 50-100 лет. Воздействие промышленности и сельского хозяйства также способно обусловить химическое загрязнение почвы, последствия которого обернутся невозможностью целевого использования плодородного покрова. Помогают в этом случае дополнительные меры по восстановлению характеристик земли, но перед этим специалисты производят оценку загрязненности.
Оценки уровня химических загрязнений
Анализ загрязнений применяется с целью нормирования характеристик почвы с поправкой на эксплуатационные требования. Среди показателей, используемых для оценки химического поражения почв, в качестве главного можно выделить коэффициент концентрации вредных веществ. При этом используются разные методики определения фитотоксичности. Например, химическое загрязнение среды, с которой взаимодействует почва, может быть оценено по характеристикам выращиваемых в данной местности растений. Для этого набор базовых и нормальных свойств почвы сравнивается с характеристиками исследуемого грунта. Таким образом выявляются отклонения в составе почвы, после чего специалисты определяют перечень мер для стимуляции восстановления покрова.
Мероприятия по охране почвы от загрязнений
Природоохранные нормативы предусматривают специальные положения, которые регулируют правила эксплуатации земель, предназначенных для сельскохозяйственного использования, высаживания лесных массивов, организации рекреационных и заповедных зон. Экологические и санитарно-гигиенические правила использования таких объектов строго ограничивают деятельность промышленных предприятий и жестко регулируют работу агротехнических организаций в границах своего района. Общие мероприятия по охране почвы ориентируются и на сегмент транспортного обслуживания, который в немалой степени влияет на состояние атмосферы. В целях восстановления почвенных покровов используются гидротехнические операции с поливом или ограничением грунтовых вод, культивация земель, а также средства борьбы с эрозийными процессами.
Заключение
В отличие от других сред экосистемы земля обладает довольно сильными механизмами самоочищения от проникающих в ее структуру загрязнений. Как показывают эксперименты, постоянное загрязнение почвы химическими веществами в виде углеводородов может быть даже полезным. Несмотря на вредоносность подобных элементов, они ускоряют процессы детоксикации, что способствует восстановлению экологического состояния земли.
В немалой степени эффективность внутренней борьбы почвы с негативными факторами токсичности обеспечивают и растения. Например, некоторые виды сельскохозяйственных культур аккумулируют трудноусваиваемые элементы.
Источник