1. Почва – особое природное тело. Почва -поверхностный рыхлый слой земли, обладающий плодородием. Плодородие - главное качество, отличающее почву от горной породы. Плодородие («родить плоды») - это способность почвы обеспечить растения питательными веществами, водой, воздухом и создавать урожай растений. Ее толщина от 2-3 см до 2 м. Почва образуется в результате длительного взаимодействия живого и минерального вещества (рис. 41).

Почва состоит из минеральных и органических веществ. Она содержит также воду, воздух и живые организмы. Особенно много микроорганизмов.

Рыхлая минеральная часть почвы состоит из песчаных (частицы крупнее 0,01 мм) и глинистых (менее 0,01 мм) частиц. Соотношение этих частиц в почве - это ее механический состав. В зависимости от него различают песчаные, глинистые, супесчаные (глины до 20 %) и суглинистые (глины от 20 до 50 %) почвы. Они обладают различными свойствами и плодородием. Так, песчаные почвы бедны питательными веществами, легко пропускают и слабо задерживают воду. Минеральные вещества в большинстве почв составляют их основу.

Органическая часть почвы представлена перегноем, или гумусом. Гумус образуется в результате преобразования органических, главным образом растительных, остатков. Они попадают в почву после отмирания растений. Преобразовывают органические остатки в перегной микроорганизмы.

Гумус обычно темного цвета. Он содержит основные элементы питания растений (азот, фосфор, калий и др.), от него зависит плодородие почвы. Накапливается гумус в почвах в разных количествах, в зависимости от природных условий. По цвету гумуса почвы получают свое название (черноземы, сероземы, коричневые, каштановые и др.). Большое количество гумуса (до 9 % и более) содержат черноземы.

При излишнем постоянном увлажнении в почве растительные остатки разлагаются не полностью, образуется торф, торфяно-болотные почвы, в верхнем горизонте которых преобладает органическое вещество. Такие почвы широко распространены на территории Беларуси.

2. Строение почв. По мере развития почвы происходит ее разделение в вертикальном направлении на отдельные слои, которые называются почвенными горизонтами. Они отличаются по своему составу, строению, запасу питательных веществ, плотности, влажности, цвету. Все горизонты связаны между собой и в большинстве случаев постепенно переходят один в другой. В широко распространенных на территории Беларуси дерново-подзолистых почвах выделяют следующие почвенные горизонты: перегнойный, вымывания, накопления и материнскую породу (рис. 42).

Перегнойный (гумусовый) горизонт - самый верхний в почве. В нем в основном образуются и накапливаются гумус и питательные вещества. Он имеет более темную окраску, большое количество корней растений.

Ниже расположены горизонты вымывания и накопления. Когда почвы хорошо промываются, растворимые вещества выносятся из верхнего горизонта вымывания и накапливаются в расположенном ниже горизонте накопления. Поэтому горизонт вымывания беден питательными веществами и перегноем, окраска его светло-белесая, подзолисто-серая, под цвет золы. По-другому этот горизонт называется подзолистым. Горизонт накопления имеет более темную окраску с пятнами, значительную плотность и влажность. Ниже располагается почвообразующая, или материнская, порода, на которой и из которой образовалась почва.

При недостаточном увлажнении почвы не промываются и происходит перемещение веществ в растворенном виде из нижних слоев почвы в верхние. Вода испаряется, а соли накапливаются. Возникают засоленные почвы.

Почвенный покров земной поверхности разнообразен (рис. 43). Выделяется много различных типов и видов почв. Объясняется это большим разнообразием природных условий.

3. Использование и охрана почв. Без почв невозможно произрастание дикорастущей и культурной растительности, развитие растениеводства и ведение лесного хозяйства.

При неправильном использовании земель почвы разрушаются. Разрушение почвенного покрова под действием текучих вод, ветра и хозяйственной деятельности человека называется эрозией . Она особенно ярко проявляется в земледельческих районах в связи со сведением лесов и распашкой земель.

Временные водные потоки при ливневых дождях и быстром таянии снегов смывают с полей верхний плодородный слой почвы, вырабатывают борозды, промоины, рытвины, которые затем могут превратиться в овраги (рис. 49), балки и долины. Особенно быстро смыв идет на крутых склонах, не покрытых растительностью.

Овраги причиняют большой вред хозяйству. Они значительно уменьшают площади сельскохозяйственных земель. На изрезанной оврагами территории усиленно идет смыв почв, быстро стекают дождевые и талые воды, уровень грунтовых вод понижается, местность иссушается. Снег сдувается с полей в овраги и весной тоже не увлажняет почву. Овраги мешают проведению дорог, удлиняют их, вызывают порчу мостов и других сооружений. Рыхлые материалы, вынесенные водами при развитии оврагов, заносят поля, луга, дороги, водоемы. Поэтому борьба с оврагами является важным делом. Она может быть направлена на предупреждение их образования и на закрепление уже существующих рытвин. Крутые склоны не рекомендуется распахивать. Склоны же, имеющие незначительный уклон, нужно распахивать только поперек.

Почвы разрушаются не только текучими водами, но и ветром. Ветер сдувает и уносит мелкие частицы почвы и продукты разрушения пород и отлагает переносимый материал. Сильные ветры порождают пыльные бури. За одну такую бурю ветер может снести слой почвы толщиной до 25 см, и плодородные до этого земли превращаются в бесплодные пустоши. Выдуванию почв препятствуют травяные и лесные полосы. (Почему?) Создают их через определенные промежутки на полях.

Разумное использование земель требует непрерывной заботы человека о сохранении и повышении их плодородия. С урожаем сельскохозяйственных культур выносится много питательных веществ из почвы. Почвы обедняются. Поэтому необходимо внесение в почву минеральных и органических удобрений.

Улучшение земель, повышение качества почв человеком называется мелиорацией . Мелиорация включает орошение, обводнение, осушение земель, известкование почв, борьбу с эрозией. Путем осушения удаляется избыток вод в переувлажненных почвах. Осушение торфяно-болотных почв проведено, например, в широких масштабах в Беларуси. Орошение земель проводится в засушливых и сухих районах путем строительства оросительных каналов и дождевания. Известкование почв – внесение в почву извести (доломитовой муки и других веществ) для уменьшения кислотности почв. Кислые почвы неблагоприятно сказываются на росте и развитии многих сельскохозяйственных культур и их урожайности.

Образование почвы протекает очень медленно, на протяжении столетий, даже тысячелетий. Поэтому необходимо их бережное использование и охрана.

Проверь себя

Чем отличается почва от горной породы? От чего зависит плодородие почв? При каких условиях образуются торфяно-болотные и засоленные почвы? Под воздействием каких факторов происходит эрозия почв? Что такое мелиорация почв и как она осуществляется? *Какие почвы наиболее характерны для Вашей местности? Плодородны ли они? Что делается для их улучшения? Практическое задание *Составьте таблицу. Отразите в ней положительные и отрицательные последствия осушительной мелиорации почв в Беларуси на почвенный покров, растительность, местный климат. Это интересно Плодородие почвы определяется запасом питательных веществ, наличием влаги и воздуха в ней. Об этом можно судить по растительности. На бедных почвах растут сосна, вереск, брусника, багульник, голубика, сфагновые мхи и др. Умеренно требовательны к плодородию почв ель, ирга, земляника, клевер, чистотел, мать-и-мачеха и др. На богатых питательными веществами почвах произрастают черемуха, лещина, крапива, сныть, ятрышник и др. Конкурс знатоков При использовании некоторых осушенных торфяно-болотных почв Беларуси ежегодно уменьшается торфяной горизонт на 2см. Объясните, каковы причины этого явления и как можно, на ваш взгляд, сохранить осушенные торфяно-болотные почвы.

Промышленность и современное сельское хозяйство с его высо­кими энерговооруженностью, темпами химизации, инду­стриализации, концентрацией животноводства, распаханностью территории способны изменять и нарушать сложившиеся биохи­мические циклы круговорота веществ и энергии в ландшафтных геосистемах, их экологическое равновесие, существенно изменять санитарно-гигиеническое состояние среды. Воздушный бассейн, почвы и водоемы загрязняются выхлопами техники, выбросами предприятий, отходами животноводства, ядохимикатами и удобре­ниями, продуктами эрозии. Это оказывает значительное отрица­тельное влияние на химический состав растительной и животно­водческой продукции, ее пищевые свойства, качество питьевой воды, что сказывается на здоровье человека.

На участках «индустриальной пустыни» обычно ничего не про­израстает, поскольку загрязнители содержат в значительных коли­чествах химические элементы, которых в естественных условиях в почве крайне мало. Это углерод, сера, молибден, медь, кадмий, цинк, серебро, мышьяк, алюминий, никель, вольфрам, натрий, хлор, железо, титан, бор, барий, фтор. Причем сложившиеся в по­чве определенные соотношения между химическими элементами резко нарушаются.

Наиболее разрушительны открытые разработки. Помимо почв в этом случае значительному повреждению подвергаются и бли­жайшие участки, площадь которых может в 10 раз и более превы­шать территорию разработок. На таких непосредственно при­мыкающих к ним участках нарушаются гидрологический режим, естественная геохимическая миграция элементов, усиливаются процессы эрозии, загрязнение грунтовых вод и т.д.

Большую опасность как загрязнители окружающей среды пред­ставляют неорганические отходы и отбросы (металл, химические вещества, шлаки, стекло, керамика и др.).

Почва загрязняется продуктами выбросов, попадающими в ат­мосферу и затем выпадающими на землю. При этом интенсивность загрязнения зависит от расстояния до его источника и направления преобладающих ветров.

Источники загрязнения, переносимые воздухом, делятся на природные (продукты эрозии, вулканической деятельности, метео­ритная пыль) и антропогенные. К источникам антропогенных заг­рязнителей относятся ТЭЦ, горнодобывающая, металлургическая, химическая, строительная, целлюлозно-бумажная, фармацевти­ческая, пищевая промышленность, транспорт, населенные пункты, сельское и лесное хозяйство. Ежегодно в атмосферу выделяется 10 12 т различных соединений. Ядовитые вещества (свинец, кадмий, селен, мышьяк, никель, ртуть, медь, фтор и др.), попадая затем в по­чву, загрязняют ее и сельскохозяйственную продукцию. Через ат­мосферу в почву поступают многие пестициды. Цементная пыль, хотя и нетоксична, изменяет свойства почвы. Пыль, получаемая при обработке ряда металлов и сжигании горючих материалов, так­же загрязняет ее, а затем, аккумулируясь растениями, попадает в пищу человека и животных.

Во многих районах Северной Америки и Европы серьезную эко­логическую проблему представляют кислотные дожди. На этих континентах заражено 5- 10 млн км 2 земель. Промышленность выб­расывает в атмосферу за год 70-100 млн т окиси серы и около 20 млн т нитратов, главным образом в результате сжигания ископа­емого топлива. Осадки выпадают в виде растворов серной и азотной кислот. Это не только вызывает гибель рыбы и другой водной фау­ны, а также флоры, но и наносит вред почвам и лесам. Кислотные дожди приводят к подкислению почвы, что способствует вымыванию из нее питательных веществ.

Загрязнение почвы, притом часто необратимое, связано не толь­ко с промышленным, но и с сельскохозяйственным производством.

Значительным источником загрязнения почвы (а также воды и воздуха) может быть животноводство. Создание крупных жи­вотноводческих предприятий с поточным методом производства продукции выдвинуло проблему утилизации их отходов (навоз, сточные воды, силосная жидкость), которые концентрируются в значительных количествах на относительно небольших участках. Часто жидкий навоз при неправильном хранении попадает в балки, загрязняет грунтовые воды. Так, свинокомплекс на 108 тыс. голов или комплекс крупного рогатого скота на 35 тыс. голов по уровню загрязнения окружающей среды может быть приравнен к промыш­ленному центру с населением 400-500 тыс. человек. Поэтому очень | важно обращать особое внимание на строительство очистных со­оружений на фермах, причем его необходимо вести опережающими темпами с соответствующим экологическим обоснованием.

Отходы животноводства содержат различные формы азота, фосфора, калия, серы и других соединений, обладающих высокой токсичностью. Накапливаясь в местах сбросов, они становятся более мобильными и, проникая в воду, разносятся на большие расстояния.

В санитарно-защитной зоне между животноводческими предприятиями и жилой застройкой, между фермами и открытыми водоемами нельзя строить новые и расширять существующие объекты. Навозохранилища располагают за пределами фермы на расстоянии не менее 60 м от животноводческих зданий и не менее 100 м от молочных блоков.

Конструкция и эксплуатация сооружений для хранения жидкого навоза и стоков должны исключать возможность распространения инфекционных заболеваний (промежуточное карантинное выдер­живание не менее 6 сут), фильтрацию жидкости в почву и грунтовые воды; вмещать не менее половины годового хранения навоза (для освобождения от патогенных бактерий и яиц гельминтов). Глубина залегания грунтовых вод - не менее 10 м от дна хранилища.

Загрязнителями почвы различными гельминтами, патогенными микроорганизмами могут быть фекальные массы, моча, промыш­ленные стоки, почвенный смыв, трупы животных и т.д. Отмечено, что наиболее высокое загрязнение почвы гельминтами отмечается на приусадебных участках. Заражение пастбищ возбудителем си­бирской язвы может происходить при земляных работах (мелиорация, строительство и т.д.). Эти и другие болезнетворные микробы способны сохранять в почве свою жизнедеятельность многие деся­тилетия. Необходимо знать места захоронения павших животных. Пасти скот или косить траву допускается не ближе 200-300 м от та­ких мест. В целях борьбы с другими инвазиями нужно сжигать му­сор, гниющие отбросы закладывать для приготовления компостов не ближе 15 м от жилищ и 20-30 м от колодцев.

С экскрементами в почву попадают биостимуляторы, приме­няемые в животноводстве, каустическая сода, используемая для очистки помещений, средства борьбы с вредителями и др. В связи с этим высокие дозы навоза могут оказать отрицательное влияние на плодородие почвы, жизнедеятельность полезных микроорганизмов и растения. В почву вместе с куриным пометом могут попасть медь и мышьяк, добавляемые на птицефабриках в корм для стимулиро­вания роста птицы.

Нитраты могут мигрировать в грунтовые воды или смываться. При скармливании кормов с высоким содержанием этих соеди­нений у коров наблюдается пастбищная тетания - недостаток маг­ния в крови в период беременности и лактации. Избыток нитратов приводит к заболеваниям человека. Это особенно опасно для детей.

В почву вместе с отходами и отбросами попадают многие орга­низмы, в основном патогенные - бактерии, вирусы, нематоды, простейшие насекомые, не теряющие в ней жизнеспособность дол­гое время.

Свежий непродезинфицированный ил и сточные воды от сви­новодческих комплексов служат источниками заражения почв сальмонеллой, бактериями тифа, яйцами гельминтов и др.

Нарушение биологического равновесия в почве, ее водного, пи­тательного режимов, физических и химических свойств приводит к вспышкам токсичных микроорганизмов, снижающих полезную биологическую активность. Такое биологическое загрязнение свя­зано с нерациональной хозяйственной деятельностью человека (подкисление почвы, избыточное увлажнение, уплотнение тяже­лой техникой, монокультура, химическое загрязнение и др.).

Часто неправильно хранятся и транспортируются топливо и сма­зочные материалы. Бывают случаи их попадания в почву, что может вызвать угнетение ее биологической активности.

Разведка и добыча нефти приводят к загрязнению почвы опас­ными промывочными реагентами. Составные части промывочных жидкостей, используемых при бурении (каустическая сода, хлорид натрия, дизельное топливо, битум), вызывают засоление; как пра­вило, растительность в таких местах погибает. В результате излия­ния нефти на поверхность почвы в ней появляются битумные веще­ства.

К опасным загрязнителям относятся углеводороды, которые по­ступают в почву при фонтанировании нефти, неправильной очист­ке буровых скважин, хранилищ и резервуаров с мазутом и нефте­продуктами, при утечке нефти из трубопроводов. В основном нефть загрязняет верхние горизонты почвы. Надо иметь в виду. что вместе с ней из скважин выбрасываются грязь и минерализованные под­земные воды.

Сжигание нефти и угля приводит к загрязнению атмосферы, почвы и воды полициклическими ароматическими углеводородами и бензопиреном. Эти канцерогенные вещества обладают способнос­тью к аккумуляции в почве. Способы борьбы с таким видом загряз­нения включают сжигание мазута на поверхности почвы, глубокую вспашку и заражение ее азотфиксирующими, денитрифицирующи­ми и сульфатвосстанавливающими бактериями. Они минерализуют и окисляют нефть. Однако способность почвы к самоочищению от указанных видов загрязнителей очень слабая, поэтому такие загряз­ненные углеводородами земли восстанавливаются очень медленно и не должны использоваться для выращивания зерновых и много­летних трав. На них возможно в ближайшей перспективе создание лесных насаждений, а также возделывание технических культур и производство семян.

Почва загрязняется также при нерациональном применении удобрений и пестицидов. Урожайность многих сельскохозяйст­венных культура развитых странах в течение последних 200 лет воз­росла в несколько раз. Примерно 50 % прироста урожая обу­словлено применением удобрений. Вместе с тем излишки удобре­ний могут отрицательно влиять на растительность, часть из них не усваивается и сносится в водоемы. Поступление в водоемы азотных и фосфорных соединений вызывает эвтрофикацию - усиленное развитие синезеленых водорослей, вследствие чего увеличивается потребление ими кислорода, что приводит к гибели рыбы.

Применение чрезмерно высоких доз фосфорных удобрений на пастбищах повышает содержание фосфора в корме в 3-8 раз, что превышает все нормы. То же относится к применению высоких доз азотных удобрений, так как это способствует аккумуляции в расте­ниях всех фракций азота, в частности нитратного, а это опасно для здоровья животных. Повышенные дозы аммиачных удобрений обусловливают недостаток в организме такого важного для физиологических процессов микроэлемента, как медь.

Нужно указать на неблагоприятные условия хранения минеральных удобрений, плохой учет их количества в хозяйствах, недо­статочный контроль при внесении. Удобрения часто очень долго хранятся под открытым небом, на краях полей и обочинах дорог, загрязняя ближайшие водоемы. В связи с этим нередки слу­чаи отравления и гибели рыбы, птицы и другой живности.

Экологически более благополучно внесение органических удоб­рений, в частности навоза, хотя он часто бывает плохо пере­превшим, с низким содержанием питательных веществ в результате неправильных закладки и хранения. Недостаточно используются сапропели и другие органические удобрения. В производстве слабо пополняются запасы органического вещества посредством такого мощного фактора, как сидерация, особенно на орошаемых землях. А без этого нельзя полностью решить проблему сохранения плодо­родия почвы и снижения загрязнения окружающей среды. С эколо­гической точки зрения заслуживает внимания также внесение мно­гокомпонентных сбалансированных удобрительных смесей с поли­вной водой при дождевании на орошаемых землях.

Помимо удобрении химическая промышленность мира по­ставляет сельскому хозяйству во все возрастающем масштабе раз­личные пестициды, применяемые для борьбы с сорняками, вреди­телями и болезнями сельскохозяйственных культур. Эти препараты могут накапливаться в выращиваемой продукции, участвовать в пи­щевых цепях, снижать плодородие почвы, вызывать гибель полез­ной фауны, почвенных микроорганизмов.

Миграция пестицидов по почвенному профилю происходит од­новременно с передвижением воды или почвенных коллоидов, на которых они адсорбированы.

На разложение пестицидов в почве оказывают влияние ее физи­ческие и химические свойства. Глины, оксиды, гидроксиды и ионы металлов при участии грунтовой воды служат катализаторами в этом процессе. Отмечено, что интенсивно гидролиз пестицидов про­исходит в почвах с сильнокислой реакцией и с высоким содержанием гумуса. Важную роль в процессе их разложения играют высшие рас­тения и микроорганизмы - бактерии, актиномицеты, грибы.

Остаточные количества пестицидов загрязняют почву и на­капливаются в растениях. Очистка почвы от этих препаратов про­исходит медленно. Для стимуляции разложения вносят спе­циальные вещества, поглощающие или разлагающие их. Некото­рые растения, например кукуруза, сорго, рис, сахарный тростник и др., способны очищать почву от остаточных количеств атразина аб­сорбцией и разложением. Но главное направление решения данной проблемы - прекращение использования пестицидов, устойчивых к разложению, применение в основном препаратов с меньшей ус­тойчивостью. К важным мерам снижения загрязнения почвы пес­тицидами относится выведение новых сортов и гибридов растений, устойчивых к болезням и вредителям, использование химической обработки семян и посадочного материала, ротация культур, внесе­ние достаточных количеств органических и минеральных удобре­ний при равномерном их распределении, соблюдение всех необхо­димых зональных приемов агротехники, расширение биологичес­ких методов борьбы.

Основная доля химических обработок посевов сельскохозяйст­венных культур приходится на авиацию, причем в основном ис­пользуют самолеты и меньше - вертолеты. С экологических пози­ций обработка самолетами наименее желательна, так как таит в себе опасность уничтожения полезной фауны, порчи лесныхполос и смыва удобрений и пестицидов. Поэтому по возможности следует вносить их наземным способом, заделывая в почву.

Опасно загрязнение почвы тяжелыми металлами. Это может происходить при добыче их из недр в результате рассеивания в по­чвенном слое, а также при выбросах газов, бесхозяйственном разме­щении отходов, орошении сточными водами, внесении фосфорных и органических удобрений, применении пестицидов и т.д. В тяже­лых по гранулометрическому составу почвах, в особенности если они обогащены гумусом, опасность адсорбции растениями избы­точного количества тяжелых металлов меньше. Они входят в состав сложных комплексных соединений, слабо поддающихся разложению. Высокая емкость поглощения почвы и ее щелочная реакция способствуют прочному удержанию тяжелых металлов, что исклю­чает возможность их усвоения растениями в токсичных концентра­циях.

К мерам борьбы с загрязнением почвы тяжелыми металлами от­носятся известкование, внесение удобрений с щелочной реакцией. Из других способов снижения их уровня можно рекомендовать глу­бокую вспашку с оборотом пласта, при которой на поверхность вы­ворачиваются слои почвы с меньшим содержанием этих элементов. Можно выращивать растения, слабо реагирующие на высокие кон­центрации в почве тяжелых металлов и не аккумулирующие их в опасных для животных и человека количествах, например техни­ческие культуры. Эффективна посадка на содержащих тяжелые ме­таллы почвах лесных насаждений, так как в этом случае исключают­ся какие-либо санитарные ограничения.

Большую опасность представляет загрязнение почвы фтором, источниками которого является алюминиевая, керамическая, сте­кольная промышленность, производство фосфорных удобрений и др. Фосфогипс - отход при производстве фосфорных удобрений - содержит 54-60 мг/кг фтора. Обычно его вносят при мелиорации щелочных почв в дозе 6-12 т/га. Это может неблагоприятно ска­заться на растениях. Разные их виды неодинаково реагируют на фтор. Так, установлено, что фасоль в 4- 17 раз чувствительнее к это­му элементу, чем кукуруза. Растения, содержащие 1 мг/кг фтора, токсичны для животных.

В связи с широким использованием в народном хозяйстве ра­диоактивных веществ появилась опасность загрязнения почв ра­дионуклидами. Источники радиации - ядерные установки, испы­тание ядерного оружия, отходы урановых шахт. Потенциальными источниками радиоактивного загрязнения могут стать аварии на ядерных установках, АЭС (как в Чернобыле, Екатеринбурге, а так­же в США, Англии).

В верхнем слое почвы концентрируются радиоактивные строн­ций и цезий, откуда они попадают в организм животных и человека. Лишайники северных зон обладают повышенной способностью к аккумуляции радиоактивного цезия. Олени, питающиеся ими, на­капливают изотопы, а у населения, использующего в пищу олени­ну, в организме в 10 раз больше цезия, чем у других северных наро­дов.

Важную проблему представляет использование в качестве удоб­рения ила сточных вод, который может содержать различные тяже­лые металлы. В США его компостируют с навозом. Ил применяют при выращивании полевых культур, а также на пастбищах при усло­вии, если он не содержит токсичных веществ и патогенов. Токсич­ное действие ила для ржи проявляется при дозе 180 т/га.

Высокие концентрации меди и цинка угнетают рост плодовых и других культур. Салат способен накапливать большое количество тяжелых металлов. Картофель и морковь обладают меньшей спо­собностью к биоконцентрации, и эти культуры надо рекомендовать на почвах с высоким содержанием тяжелых металлов. В целом овощные культуры более чувствительны к тяжелым металлам, чем зерновые.

Свинец наиболее токсичен на кислых, бедных фосфором почвах. Большую опасность представляет кадмий. При концентрации его 1 мг/кг отмечены случаи отравления людей. Никель и цинк в основ­ном нетоксичны для животных. Овцы чувствительны к меди, и при содержании в корме 12- 13 мг ее на 1 кг сухого вещества происходит отравление животных. Поэтому в иле, используемом в качестве удобрений, не должно быть избыточного количества тяжелых ме­таллов, его надо подвергать ферментации и пастеризации. Опасно внесение ила на одних и тех же участках, так как происходит накоп­ление токсичных веществ. Для снижения токсичности металлов весьма эффективно известкование почвы.

Приняты следующие предельные концентрации тяжелых ме­таллов в иле сточных вод, мг/кг: цинк - 2000, свинец - 1000, медь - 800, никель - 100, бор - 100, ртуть - 15, кадмий - 0,005.

Все в большей степени проявляется влияние на окружающую среду производства и использования военных средств. Это связано с увеличением технического оснащения армий разных стран и со­вершенствованием вооружения. На долю его производства в мире приходится примерно 40 % загрязнения почв, воды, атмосферы.

Но экологическая опасность не снижается и в мирное время. От­рицательное влияние на природу оказывает само производство воо­ружения, на которое расходуются природные ресурсы. Проведение крупных маневров, испытание ядерных боеголовок, транс­портировка и складирование различных видов оружия и боеприпасов и т.д. приводят к разрушению почвы. Полигоны, военные базы, аэродромы, платформы для запуска ракет, казармы, гаражи и т.д. выводят из сельскохозяйственного оборота многие миллионы гектаров земель, которые необходимо использовать по прямому на­значению - для ведения сельского и лесного хозяйства, устройства рекреационных зон.

Надо уяснить, что наше будущее определяется прежде всего возможностями природы и нельзя брать у нее больше, чем она может восстановить. Однако в мире ежегодное изъятие природных ресурсов превышает норму в 10 раз.

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.

Лекция 1

Введение. Проблема охраны почв.

Вопросы: 1.Понятие об охране почв. Методологические основы охраны почв

2. .«Закон положительного эффекта»

3. Земельные ресурсы страны и мира

4. Правовые и административные основы охраны почв от деградационных процессов.

1. Понятие об охране почв. Методологические основы охраны почв.

Почва – ценнейшее достояние человека. По определению В.В. Докучаева: «почва – результат совокупного взаимодействия 6 факторов почвообразования: климата, ПОП, рельефа местности, живых организмов и деятельности человека, она связана с нами во времени и пространстве».

Интенсификация с/х производства, создание крупных агропромышленных и животноводческих комплексов, химизация с/х угодий в целях наращивания продовольственного фонда требует внимательного и бережного отношения к почве, как компоненту биосферы, как средству производства и условию существования. Охрана почв и их рациональное использование имеют первостепенное значение для экономического и социального развития страны.

Не следует также забывать о экологической функции почвы, о ее санитарном значении. Почва также выступает как трансформатор и аккумулятор энергии, а также как компонент биосферы.

Почему именно сейчас так остро стоит вопрос об охране природы? Специалисты экологи видят три причины «экологического кризиса»: во–первых, в связи с научно-техническим прогрессом стала очевидна ограниченность природных ресурсов; во–вторых, бурный рост численности населения планеты, в результате чего скорость изъятия некоторых ресурсов, необходимых для жизни человека превышает скорость их продуцирования; в–третьих, все компоненты биосферы взаимосвязаны. Бездумное и бесконтрольное загрязнение почв, воздуха и природных вод токсическими соединениями, которые могут переходить по трофическим цепям и накапливаться в растениях, животных и человеке, в конечном итоге может привести к гибели отдельных видов растений, животных и даже человека, если не принять вовремя необходимые меры.

Охрана почв, как и охрана природы предполагает два рода деятельности: первый – разработка научных знаний, обеспечивающих обоснование и разработку соответствующих практических мероприятий; второй – практическое претворение в жизнь научных разработок.

Охрану почв следует рассматривать как единую систему мероприятий, направленную на защиту, качественное улучшение и рациональное использование земельных фондов нашей страны и планеты в целом. Решение этого вопроса взаимосвязано с охраной природы в целом.

Академик А.Н. Несмеянов (1960) писал: «В наши дни охрана природы является грандиозной экологической и социальной проблемой, так как она служит сохранению и увеличению материальных богатств, повышению благосостояния народов, восстановлению здоровья людей, удовлетворению их культурных и эстетических потребностей».

Охрана почвенного покрова от деградации, в первую очередь от эрозионных процессов, одна из важнейших экологических проблем ХХI века. Под мероприятиями по охране почв от водной и ветровой (дефляционной) эрозии следует понимать действия, направленные на изменение одного или нескольких факторов эрозии почв в целях предотвращения разрушения почвы.

Успешное развитие этой проблемы возможно на основе глубокого всестороннего изучения причин и условий возникновения эрозии почв и разработки научных основ охраны и рационального использования земельных ресурсов. Решать эти проблемы призвано научное направление почвоведения – эрозиоведение .

Эрозиоведение – изучает причины и закономерности проявления эрозии почв, эрозионноопасные земли и эродированные почвы, методы защиты почв от эрозии и мелиорации эродированных земель.

Эрозиоведение, с одной стороны, относится к циклу естественных наук, так как оно изучает природные закономерности процесса, физико-географические условия его проявления, изменение почвенного покрова при его эродированности, с другой - эрозиоведение изучает антропогенные факторы ускоренного проявления эрозии и защиту почв от эрозии. Так что научную дисциплину эрозиоведение с полным основанием следует считать как возникшую на стыке естественных и общественных наук.

2. .«Закон положительного эффекта»

Существует деление природных ресурсов на неисчерпаемые (к которым относятся космические, климатические) и исчерпаемые . Исчерпаемые, в свою очередь, разделяют на невозобновляемые и возобновляемые . К невозобновляемым относят, например, нефть, каменный уголь, а к возобновляемым - почву, растительность, животный мир (Банников, Рустамов, 1977). В ряд ли, можно согласиться с отнесением в одну группу таких природных ресурсов, как растительность и почва. Для возобновления вырубленного леса потребуются десятилетия. Почва практически является невозобновляемым природным ресурсом. Мы можем соответствующими мелиоративными мероприятиями повысить урожай культур на почве, у которой оказался частично или полностью потерянным верхний гумусовый слой, но восстановить естественную, первозданную почву невозможно, так как она сформировалась в условиях уже неповторимых. Существенное отличие почвы от других невозобновляемых ресурсов (нефть, руда) состоит в том, что при правильном ее использовании она может служить человечеству бесконечно. Ее отличие от машин, которые изнашиваются и морально стареют, земля при правильном ее использовании может не только не изнашиваться, а даже улучшаться, повышать плодородие. Таким образом, почва это особый природный ресурс: он и невозобновляемый и в тоже время при правильном использовании – неисчерпаемый.

Способность почвы наращивать свое плодородие называют законом положительного эффекта в природном почвообразовательном процессе и формулируют его так: «В самой природе почвообразовательного процесса, совершающегося при ведущей роли живых организмов, способных размножаться во все возрастающих размерах и захватывать все большее количество лучистой солнечной энергии и питательных веществ из окружающей среды, а затем концентрировать их в зоне своего обитания, заложено непременное формирование и возрастание со временем плодородия почв» . Из этого объективного закона, как справедливо отмечает В. Д. Панников (1974), вытекает важное заключение, что при разумном использовании природы, законов ее развития, т.е. правильной системе земледелия, основанной на широком использовании результатов научно-технического прогресса, плодородие почвы не только не ухудшается, но со временем улучшается и способно достигнуть очень высокого уровня.

Можно до бесконечности поражаться самому факту: наша планета Земля единственная из известных планет во всей Вселенной имеет удивительную пленку – почву, способную плодоносить – родить плоды. Эта животворная пленка настолько тонка, что ее толщину трудно выразить даже миллиардными долями процента от радиуса Земли. К тому же эта пленка не покрывает всей суши планеты. Немалые площади заняты снегами и льдами, подвижными песками и обнаженными скалами.

3. Земельные ресурсы страны и мира

С первых шагов развития человечества и до начала XX в. использование природных ресурсов велось стихийно; распахивались степи и прерии, уничтожались крупные животные, сводились леса и велось земледелие и скотоводство с большей интенсивностью. И лишь в XX в. стали ставить вопрос о необходимости разработки научной основы использования природных ресурсов, в том числе фауны, флоры и почвенного покрова. А для этого необходимы сведения о земельных ресурсах планеты и нашей страны.

По оценкам Международной агрономической организации (ФАО) около 70% площади суши земного шара представлено малопродуктивными угодьями, производительность которых ограничена почвенно-климатическими или рельефными условиями. По этим данным, 20% площади суши расположено в слишком холодном климате, 20 – в засушливом, 20 – на слишком крутых склонах и около 10% представлено маломощными почвами.

Земельный фонд мира составляет 13 392 млн. га, т.е. немногим более четверти всей поверхности планеты Земля. В общей площади продуктивных угодий (8 608 млн. га) около половины ее занимают сельскохозяйственные земли (4 553 млн. га) и несколько меньше половины – леса и кустарники (4 055 млн. га). Площадь обрабатываемых угодий (пашня, сады, плантации) составляет 1 507 млн. га, или 11,2% от всего земельного фонда (только 3% от поверхности Земли).

Сельскохозяйственные земли, занимая треть земельного фонда мира, состоят из обрабатываемых угодий (пашня и сады) и на две трети – из лугов и пастбищ. Сельскохозяйственная освоенность земель по географическим поясам, континентам и странам колеблется в зависимости от природных и экономических условий в очень сильной степени. Наиболее распаханным континентом является европейская часть Евразии (32% пашни), самым облесенным – Южная Америка (47% – леса), наибольшая доля пастбищ в составе земельного фонда характерна для Австралии (54%). Из самых крупных стран мира особенно высокой степенью распаханности земельного фонда выделяется Индия (54%) и Аргентина (40%).

Почвенный покров земельного фонда России исключительно разнообразен. Он включает около 100 типов почв, объединяющих несколько тысяч почвенных видов и разновидностей. Наибольшую площадь в земельном фонде занимают различные северные почвы – подзолистые (глеево-подзолистые, собственно подзолистые, дерново-подзолистые, горные подзолистые, мерзлотно-таежные) – 41,9%, подзолисто-болотные и болотные – 7,3%, тундровые и арктические – 15,8%; значительно меньшая площадь приходится на степные и лесостепные почвы – черноземы (включая горные и лугово-черноземные) – 8,2%, каштановые (без светло-каштановых) – 3,9%, серые лесные – 3,2% и т.д.

Хотя земельный фонд нашей страны действительно обширен, однако преобладающая часть его площади расположена в мало благоприятных для сельского хозяйства условиях. Действительно 57% территории страны относится к холодному поясу, где огромные площади заняты оленьими пастбищами, таежными лесами и болотами.

Сельскохозяйственные угодья холодного пояса составляют менее 2,4% земельного фонда страны, а доля пашни – всего 0,5%. Ведущей отраслью сельского хозяйства служит здесь оленеводство и пушной промысел. Земледелие локализуется вкруг городов и промышленных центров.

Около 70% территории страны относится в настоящее время практически к неземледельческой части страны. Земледелие уже сосредоточено в тех районах южнотаежной, степной и сухостепной зон, которые в совокупности и составляют всего 28–30% площади страны.

В южнотаежной зоне размещено около 17% пахотного фонда России, причем две трети из них – в европейской части.

Всего 16% территории страны занимают лесостепная и сухостепная зоны, но именно в них сосредоточено около трех четвертей (72,5%) площадей всей нашей пашни. Сельскохозяйственные угодья занимают от 60 до 80% площади этих зон, а пашня в среднем – 40–50%, достигая в некоторых черноземных районах 80% и более. Высокая степень распашки черноземных почв и частые сильные ветры в зоне их распространения особенно остро ставят в наше время вопрос о защите черноземов о разрушения ветровой эрозией (дефляцией).

Рост населения и технический прогресс обуславливают увеличение антропогенной нагрузки на земельные ресурсы в целом и в частности на пахотные угодья, которые являются основным поставщиком продуктов питания. На сегодняшний день на Земле проживает 6,5 млрд человек, и это число с каждым годом увеличивается на 80–90 млн. Чем бы не отличались люди друг от друга – цветом кожи, разрезом глаз, обычаями, культурой – все сходятся в одном: 3 раза в сутки необходимо полноценное питание. Однако далеко не все получаю его в полном объеме. Смерть от голода даже в наши дни – не редкость. По оценкам специалистов ежедневно недополучают полноценного питания около 1 млрд населения. Основная причина нехватка и низкая продуктивность пахотных земель.

В мире огромное количество территорий не характеризующихся аридным климатом, но на которых в результате хозяйственной деятельности потеряно самое ценное, определяющее жизнь и благополучие биосферы, – верхний плодородный слой земли, именуемый почвой. По оценкам специалистов, в результате нерачительного использования земельных ресурсов человечество уже утратило около 2 млрд га некогда плодородных земель, превратив их в антропогенные пустыни – бедленды. Это около 3% территории планеты. Такая утерянная площадь больше, чем площадь всей пашни в мире, которая составляет 1,4 млрд га, что больше площади самой крупной страны в мире – Росии.

Одним из показателей интенсивности использования земельных ресурсов служит обеспеченность человека пашней. На сегодняшний день эта цифра вдвое уменьшилась по сравнению с 80-ми годами прошлого столетия и составляет 0,21 га на человека. В таких странах, как Канада, Индия и Россия сконцентрировано наибольшее количество пашни. Однако количество пахотных угодий, приходящихся на человека, больше всего в Австралии, Канаде и России. В этом отношении заслуживает внимания и Алтайский край. Обеспеченность жителей Алтайского края составляет 2,8 га на человека. Такая обеспеченность пахотными угодьями жителей края заставляет задуматься о качественном использовании пашни. Как показывает практика, в этом направлении ученым и земледельцам необходимы серьезные разработки по рациональному использованию пахотных угодий.

Многие специалисты (В.А. Ковда, Г.В. Добровольский, Л.И. Куракова, П.Ф. Лойко, J. Olson, С.А. Шоба и др.) считают, что резервом сельскохозяйственных угодий, и в частности пашни могут служить лесные земли, на долю которых приходится 29% суши. Наибольшие площади лесных земель, как отмечалось ранее расположены в тропическом поясе Южной Америки и на севере Азии – в России.

Американские ученые Дж. Олсон, Х. Пфудерер и Джин Хой Чан, рассматривая структуру современной биосферы, предлагают свое видение возможного использования поверхности суши в будущем. По их расчетам, пашня на 2225 г. будет занимать 24% площади суши, пастбища – 28, устроенные леса – 15 и непригодные для сельского хозяйства земли – 33%. Дальнейшее освоение суши и вовлечение ее в пашню произойдет за счет сокращения площади лесов. Если принять во внимание существующие вырубки лесов, то такая очка зрения вполне правомерна. Однако сокращение лесов в таком объеме приведет к экологической напряженности атмосферы планеты. По этому пути не должно идти мировое сообщество.

Существуют и другие теории потенциального расширения обрабатываемых земель. Минимальную возможность в расширении пахотнопригодных территорий мировому сообществу предлагает Российская академия естественных наук. По их оценке, мировое сообщество имеет возможность увеличить обрабатываемые земли до 1,8 млрд га. Американскими учеными предлагается довести территории пахотных почв до 3,4 млрд га, то есть имеющуюся площадь увеличить вдвое.

В мировом сообществе существуют и другие точки зрения, согласно которым обрабатываемые земли можно увеличить на 40–45%, в основном за счет сокращения лесных угодий.

Приведенные экспертные оценки основываются на результатах анализа природных условий. По мнению всех экспертов, наилучшими возможностями для расширения площади обрабатываемых земель располагают такие континенты, как Африка и Южная Америка. Потенциально плодородные земли Азии освоены более чем на 90%, Европы – почти на все 100%.

Проблему обеспечения населения продуктами питания можно решать и за счет повышения продуктивности на уже имеющихся пахотных землях. Такой путь обеспечения населения, в свое время был разработан Н.Н. Розовым и М.Н. Строгоновой. Ими предлагалось изменить существующую структуру посевных площадей, в которой зерновые будут составлять 50–60%, а их урожайность – 40-50 ц/га. Если учесть, что 1 т зерна в год обеспечивает полноценные условия жизни одного человека, то такой подход может обеспечить продуктами питания 8–9 млрд человек. Эти же авторы предлагают модели на основе биоклиматического потенциала, фотосинтетической активной солнечной радиации, которые могут обеспечить продуктами питания народонаселение, составляющее 15 и даже 25-30 млрд человек. Более современная модель, предложенная П.Ф. Лойко еще более впечатляющая. По его расчетам потенциально пахотнопригодных земель в мире 2,6 млрд га (обрабатываемых в настоящее время – 1,4 млрд га плюс 1,2 млрд га, которые можно освоить), способных «прокормить» 35-40 млрд человек, что в 6 раз больше нынешнего населения.

Разумеется, авторы приведенных теоретически обоснованных моделей по увеличению пахотных территорий для обеспечения населения продуктами питания учитывали почвенный покров и были убеждены в том, что лучшие почвенные разности уже вовлечены в оборот. Если человеку придется осваивать новые территории, то они будут низкого качества, возможно, в неудобных местах по рельефу и т.д., то есть будут более затратными. Поэтому прежде чем принять решение по освоению новых территорий мировому сообществу, необходимо приостановить деградационные процессы на имеющихся пахотных почвах, которые приблизились к катастрофическому уровню потенциального плодородия. Наступило время, когда дальнейшее развитие общества возможно лишь в рамках строго заданных нагрузок на пахотные почвы, стало совершенно очевидно, что стремление решать задачи сегодняшнего дня, игнорируя требования сохранения полноценности пахотных угодий, – это путь, который оборачивается большими потерями в настоящем и в будущем.

В России пахотные почвы, как и в мире, являются сферой трудовой деятельности, предметом труда, кладовой продуктов питания, фактором жизни человека. На территории России сосредоточено 55% (около 1 млрд га) черноземных почв мира. В пашне земледельцы используют около 10% имеющегося потенциала черноземов. Около 15% пашни занимают подзолистые, серые лесные почвы. Площадь пашни, занятая каштановыми почвами, составляет 10%. На долю солонцов, солончаков и солодей приходится 3,4%.

В настоящий период времени в России, как и в мире, наблюдается устойчивая тенденция к сокращению площадей пахотных угодий.

Масштабы сокращения пахотных угодий достаточно убедительны. За 26 лет потеряно около 11% пашни, что позволяет рассчитать ежегодные потери пашни, которые составляют 500 тыс. га.

Причины, приводящие к сокращению пахотных площадей, различны, среди них отчуждение на строительство. Другая причина, приводящая к сокращению пахотных почв, - это ухудшение их качества и как следствие вывод из оборота пашни. А.Н. Каштановым в концепции устойчивого развития земледелия России в XXI веке приводятся следующие данные об уровне деградации почв и земель России.Около 70 млн га сельскохозяйственных угодий подвержены эрозии и дефляции, приблизительно 73 млн га имеют повышенную кислотность, более 40 млн га в разной степени засолены, чуть более 26 млн га переувлажнены и заболочены, 56 млн га пахотных почв России характеризуются низким содержанием гумуса. Содержание гумуса достигло предельно минимального уровня - 1,3% в Нечерноземной зоне, 5% и менее в Центральночерноземной зоне.

Перечисленные негативные процессы пахотных почв России привели к снижению урожайности. Так, по данным государственной статистической отчетности урожайность зерновых культур в среднем за 1986-1990 гг. составляла 15,9 ц/га, 1991-1995 гг. - 14,8, за 1996-2000 гг. - 12,9, а в последние годы - около 11 ц/га.

Важным показателем, который характеризует интенсивность использования земельных ресурсов, является распаханность территории. В.А. Ковда считает, что при распаханиости территории на 60-70% пыльные бури нередко поражают степное земледелие, а при распаханиости 80-90% пыльные бури – частое явление. По имеющимся данным распаханность планеты составляет чуть более 10% от площади земельных ресурсов. Распаханность самой большой страны России составляет 7,6%, в Канаде - находится на уровне 4,6, США - 29, Китае - 10%, в европейских странах - 29%.

Как и во всем мире распаханность земель а Российской Федерации неодинакова. Наибольшей распаханноствю характеризуются Ростовская область (59,1%), Саратовская область (57.8%), Алтайский край (38,5%).

Рассматривая Алтайский край, следует отметить, что наиболее освоенной территорией считается территория сухой степи. В этой части Алтайского края распаханность составляет 70-80%, а в отдельных хозяйствах в пашню вовлечено до 92% территорий. Менее освоенной территорией считается территория степной зоны Алтайского края. В этой части края распаханность достигает 60-75%. Еще в меньшей степени освоена территории в лесостепной зоне Алтайского края – около 50-60%.

Значительно в меньшей степени освоены предгорные территории Алтая, где распаханность составляет 40-50%. Интенсивность вовлечения в пашню земельных ресурсов в большинстве случаев обусловлена рельефом местности. Практически неосвоенными территориями является горная часть Алтая, где используют около 2% пашни от общей площади, т.е. земледелие ведется очагами.

Наиболее масштабным периодом вовлечения в пашню земельных ресурсов считается период освоение целинных и залежных земель с 1954 по 1956 гг. В этот период в Алтайском крае было вовлечено в пашню около 2,9 млн га.

Площадь пахотных угодий на 1960 г. увеличилась до максимального значение – 7,62 млн га. Тачая колоссальная антропогенная нагрузка на земельные ресурсы повлекла за собой активизацию процессов деградации. В сухой степи и лесостепи было нарушено соотношение пашни, леса и луга. Природные силы, вызывающие разрушение почв, приобрели ускоренный характер. Так, в 1963 г. край постигла жесточайшая засуха. В сухой степи участились черные бури и явления суховеев. Площадь пашни начали сокращать, из оборота было выведено около 50 тыс. га, подверженных эрозионным процессам в сильной и средней степени, а также ошибочно распаханные солонцовые и сильно-засоленные почвы. Относительно стабильным периодом в отношении количества пахотных угодий в крае следует считать период с 1970 по 1990 гг. Следующий этап уменьшения количества пахотных угодий характеризуется временным отрезком с 1990 г., который, по-видимому, обусловлен ухудшением экономического положения большей части сельских товаропроизводителей. Такая интенсивность использования земельных ресурсов привела к увеличению площадей, под­верженных деградационным явлениям. Так, на сегодняшний день в Алтайском крае пахотные почвы на 90% и более подвержены в той или иной степени водной или ветровой эрозии.

На сегодняшний день можно констатировать, что количество пахотных угодий в Алтайском крае так же, как в России и в миро в целом сокращается. С 60-х годов по настоящее время (46 лет) количество пахотных угодий в крае уменьшилось на 1,2 млн га, что составляет 12% от площади пашни.

4. Правовые и административные основы охраны почв от деградационных процессов.

В соответствии с конституцией РФ (ст. 9) Земля и др. природные ресурсы охраняются в РФ как основа жизни и деятельности народов, проживающих на соответствующих территориях. Действующий в настоящее время «земельный кодекс РФ» содержит раздел II «Охрана земель», где следующим образом раскрыто содержание этого понятия (ст. 13) 1. В целях охраны земель собственники земельных участков, землепользователи, землевладельцы и арендаторы земельных участков обязаны проводить мероприятия по:

1) сохранению почв и их плодородия;

2) защите земель от водной и ветровой эрозии, селей, подтопления, заболачивания, вторичного засоления, иссушения, уплотнения, загрязнения радиоактивными и химическими веществами, захламления отходами производства и потребления, загрязнения, в том числе биогенного загрязнения, и других негативных (вредных) воздействий, в результате которых происходит деградация земель;

4) ликвидации последствий загрязнения, в том числе биогенного загрязнения, и захламления земель;

5) сохранению достигнутого уровня мелиорации;

6) рекультивации нарушенных земель, восстановлению плодородия почв, своевременному вовлечению земель в оборот;

7) сохранению плодородия почв и их использованию при проведении работ, связанных с нарушением земель.

2. В целях охраны земель разрабатываются федеральные, региональные и местные программы охраны земель, включающие в себя перечень обязательных мероприятий по охране земель с учетом особенностей хозяйственной деятельности, природных и других условий.

Оценка состояния земель и эффективности предусмотренных мероприятий по охране земель проводится с учетом экологической экспертизы, установленных законодательством санитарно-гигиенических и иных норм и требований.

3. Внедрение новых технологий, осуществление программ мелиорации земель и повышения плодородия почв запрещаются в случае их несоответствия предусмотренным законодательством экологическим, санитарно-гигиеническим и иным требованиям.

4. При проведении связанных с нарушением почвенного слоя строительных работ и работ по добыче полезных ископаемых плодородный слой почвы снимается и используется для улучшения малопродуктивных земель.

5. Для оценки состояния почвы в целях охраны здоровья человека и окружающей среды Правительством Российской Федерации устанавливаются нормативы предельно допустимых концентраций вредных веществ, вредных микроорганизмов и других загрязняющих почву биологических веществ.

Для проведения проверки соответствия почвы экологическим нормативам проводятся почвенные, геоботанические, агрохимические и иные обследования.

6. В целях предотвращения деградации земель, восстановления плодородия почв и загрязненных территорий допускается консервация земель с изъятием их из оборота в порядке, установленном Правительством Российской Федерации.

7. Охрана земель, занятых оленьими пастбищами в районах Крайнего Севера, отгонными, сезонными пастбищами, осуществляется в соответствии с федеральными законами и иными нормативными правовыми актами Российской Федерации и законами и иными нормативными правовыми актами субъектов Российской Федерации.

8. В целях повышения заинтересованности собственников земельных участков, землепользователей, землевладельцев и арендаторов земельных участков в сохранении и восстановлении плодородия почв, защите земель от негативных (вредных) воздействий хозяйственной деятельности может осуществляться экономическое стимулирование охраны и использования земель в порядке, установленном бюджетным законодательством и законодательством о налогах и сборах.

Под мероприятиями по охране почв от водной и ветровой эрозии (дефляции) следует понимать действия, направленные на изменение одного или нескольких факторов эрозии почв в целях предотвращения разрушения почвы.

Разработка мероприятий по охране почв от эрозии в соответствие со ст. 68 «Земельного кодекса РФ» является составной частью землеустройства в РФ, ведется в составе или в дополнение к схемам землеустройства. Проектирование мероприятий по охране почв ведется на основе ряда принципов: 1)экономической целесообразности, 2) комплексности, 3) зональности, 4)стадийности, 5) охват мероприятиями всей территории проявления эрозии.

Система органов доля осуществления землеустройства в стране: Федеральная служба земельного кадастра РФ, она включает: Росземкадастр с региональными земельными комитетами в субъектах РФ и муниципальных образованиях. В их подчинении: ФГУ - земельные кадастровые палаты, гипроземы, предприятия системы Росземкадастрсъемка, предприятия по мониторингу земель, и т.п. Научно-методическое обеспечение землеустройства осуществляет Федеральный кадастровый центр «Земля» с региональными филиалами.

Систематическое наблюдение за водной и ветровой эрозией ведут Росземкадастр и Министерство природных ресурсов РФ.

Почвенные ресурсы земного шара ограничены. В результате неправильной эксплуатации почвенного покрова имеет место разрушение почв, утрата ими плодородия и отчуждение земель из активного сельскохозяйственного использования. Все это подчеркивает необходимость бережного и рационального использования почвенных ресурсов, охраны почв.

– острейшая глобальная проблема сегодняшнего дня, с которой непосредственно связана проблема обеспечения продовольствием все возрастающего населения планеты. Охрана и использование земель – это система мероприятий, направленная на защиту, качественное улучшение и рациональное использование земельных ресурсов. необходима для сохранения и приумножения почв, для поддержания устойчивости в биосфере.

Основные потери продуктивных земель и их плодородия связаны с , вторичным заселением орошаемых почв, уничтожением растительности и почв в связи с разработкой ископаемых, проведением различных строительных работ, а также в связи с загрязнением различными вредными веществами, потерей гумуса и др.

Эрозия почв наносит наибольший урон почвенному покрову. Предупреждение развития эрозионных процессов, конкретные меры борьбы с эрозией составляют важнейшее звено охраны почв (эти вопросы рассмотрены в соответствующем разделе).

Вторичное засоление наносит значительный ущерб почвенному плодородию, приводит к резкому снижению продуктивности полей или полному их исключению из активного сельскохозяйственного использования. Распространено в засушливых областях с поливным земледелием.

Главными причинами вторичного (антропогенного) засоления почв являются бездренажное орошение и неконтролируемая подача воды, приводящая к подъему уровня грунтовых вод и энергичному соленакоплению за счет испарения воды. Этому способствует также орошение водой с повышенной минерализацией.

Для предупреждения вторичного засоления необходим постоянный контроль за водно-солевым режимом на орошенных землях.

Загрязнение почв – процесс поступления и накопления (до токсичных количеств) разного рода веществ, химических элементов, ухудшающих свойства среды обитания биоты.

Источниками загрязнения почвенного покрова являются промышленные центры, транспорт, сельскохозяйственное производство.

Ежегодно на поверхность почвы поступает огромное количество различных веществ из атмосферы, при внесении различного рода пестицидов и балластных веществ с удобрениями. Благодаря своим свойствам почва является приемником большинства химических веществ, вовлекаемых в биосферу. Она – главный аккумулятор, сорбент и разрушитель токсикантов. Масштабы поступлений токсикантов в биосферу возрастают. Возникает проблема загрязнения почв. Общая площадь сельхозугодий, загрязненных выбросами предприятий городов, промышленных центров и автотранспорта, превышает в Беларуси 0,6 млн. га.

Производственная деятельность человека превратилась в глобальный геохимический , получивший название техногенез.

Минеральные техногенные выбросы возникают в результате сжигания топлива или от газообразных и аэрозольных отходов промышленных предприятий. С техногенными выбросами на поверхность почв поступают загрязнители окружающей среды. Среди них наиболее опасными считают ртуть, свинец, кадмий, мышьяк, селен и фтор. Отрицательные последствия этого загрязнения связаны с ухудшением свойств почв (изменение реакции, микробиологического и в целом биологического режима), а также в связи с поступлением токсичных элементов в растения и затем в организм животных и человека. Поступление с продуктами питания в организм человека токсичных элементов вызывает тяжелые заболевания.

В районах, где наблюдается значительное выпадение из атмосферы веществ, содержащих серу (SO2 и др.), отмечается резкое подкисление почвы.

Серьезным источником загрязнения среды свинцом является автомобильный транспорт, что связано с добавлением его в бензин для подавления детонации. С выхлопными газами свинец в форме дисперсных сульфатов, нитратов и других выбрасывается в воздух. Большая часть выбросов оседает вдоль автомагистралей на поверхности почв и растительности. Так образуются природные геохимические аномалии свинца шириной в зависимости от интенсивности движения автотранспорта от нескольких десятков метров до 300–400 метров.

Загрязнение почв, связанное с сельскохозяйственным производством, в условиях Беларуси проявляется в избыточном накоплении химических веществ в результате применения пестицидов, внесения минеральных удобрений, а также чрезмерного полива сельхозугодий стоками животноводческих комплексов.

Пестициды сохраняют значительную часть урожая, поэтому их применение стало быстро внедряться в сельское хозяйство. Однако вскоре были обнаружены многочисленные отрицательные последствия их применения: возможность интоксикации человека и животных; нарушение состава популяций биоценозов и угнетение полезной фауны; возникновение популяций вредителей, устойчивых к пестицидам; изменение биологической активности почв и др. В Беларуси пестицидами обрабатывается ежегодно около 3,5 млн. га сельхозугодий.

Интенсивное применение минеральных удобрений является фактором позитивного воздействия на агрохимические свойства почв. Вместе с тем оно может вызвать проявление и негативных последствий, связанных с избыточным накоплением химических соединений в почве, растениях, водоемах. Особую опасность представляет загрязнение окружающей среды нитратами, хлором.

Загрязнение почв радиоактивными веществами обусловлено главным образом испытанием в атмосфере атомного и ядерного оружия, авариями на атомных электростанциях. Выпадая с радиоактивными осадками Sr, 137Cs и другие нуклиды, поступают в растения, а затем с продуктами питания в организм человека, вызывает радиоактивное заражение. Путем подбора культур, применения минеральных удобрений, запахивания верхнего слоя почвы на глубину 40–50 см и других агротехнических приемов можно значительно снизить неблагоприятные последствия радиоактивного загрязнения почвы.

Проблема загрязнения почв радионуклидами особенно остра для территории Беларуси – в результате аварии на Чернобыльской АЭС 23% территории оказалось загрязненной радиоактивными веществами.

Стратегия принципов по предотвращению загрязнения почв сложна и многогранна. В промышленности и энергетике должен быть осуществлен переход на мало- и безотходную технологию (экологизация экономики). В сельском хозяйстве необходимо шире внедрять эффективные агротехнические и биологические средства борьбы с вредными организмами, применять малоопасные пестициды, исключающие загрязнение среды, соблюдать научно-обоснованные технологии использования минеральных удобрений.

Важное значение имеет создание системы непрерывного контроля и наблюдения (мониторинга) за состоянием природной среды, в том числе почвенного покрова.

Следует подчеркнуть исключительную роль природоохранного образования и воспитания (экологизация сознания), природоохранного законодательства.