Геоэкология почв

Роль почв в развитии живой природы. После рассмотре­ния экологических проблем атмосферы и гидросферы можно обратиться к геоэкологии земной «тверди» — ли­тосферы. Однако мощность последней достигает не­скольких десятков километров, поэтому ограничимся лишь почвенным покровом планеты (педосферой — важнейшим компонентом экологических систем суши и биосферы в целом).

 

 

 

Известно, что почвы — продукт воздействия живого вещества на горные породы. При этом почвы служат об­ластью тесного сопряжения малого и большого геологи­ческих круговоротов в природе. Отсюда их особо роль в обмене веществом между живой и неживой мате­рией.

Именно через почву совершаются чрезвычайно важ­ные в природе процессы возврата и минерализации ис­пользованного организмами вещества, которое затем вновь идет на построение живого. Таким образом осу­ществляется связь живого прошлого с настоящим и бу­дущим. Гумусовая оболочка Земли наряду с живым веществом суши и органическим веществом океанов яв­ляется аккумулятором, трансформатором и распредели­телем удержанной фотосинтезом космической энергии. Эта энергия используется живыми организмами, после­довательно превращаясь в химическую, механическую и тепловую формы.

В. Вернадский считал, что значение почв несколько недооценивается. В своих работах по геохимическому анализу он показал, что почвы занимают центральное место в обменных процессах между материальными те­лами. Так, составом и динамикой почв в значительной мере определяются состав вод суши и Мирового океана, а следовательно, и характер осадочных пород, которые благодаря тектоническим движениям поднимаются над уровнем моря, образуя субстраты для новых почв. По Вернадскому, именно почвами во многом обусловли­ваются циркуляция и качественный состав газов атмо­сферы Земли, ибо из всех геосфер почвы (благодаря ин­тенсивности биогеохимических процессов) оказывают наибольшее влияние на формирование состава атмосфе­ры. Очень велика роль почв и в поддержании благоприятных для жизни на суше режимов температуры и влаж­ности.

Земельный фонд мира. Совокупная площадь миро­вого земельного фонда составляет 134 млн км2, или 13,4 млрд га. Если общую площадь суши принять за 100%, то на долю обрабатываемых (пахотных) земель приходится примерно 10%, лесов — 28%, лугов и паст­бищ — 20%, ледниковых покровов — 10%, пустынь, бедлендов, застроенных земель — 32%. Таким образом, в сфере сельскохозяйственного производства использует­ся около 30% земельного фонда мира.

Из отдельных крупных регионов наибольшим зе­мельным фондом обладают Азия, Африка, Северная и Южная Америка. Однако из расчета на душу населе­ния очередность регионов иная: на первое место выходит Австралия, тогда как другие регионы (особенно Евро­пейский) значительно отстают. На рубеже 80—90-х гг. в мире в среднем на 1 человека приходилось около 0,3 га пашни, в то время как в США — 0,79 га, в Канаде — 1,84, во Франции — 0,32, в Китае — 0,09, в Япо­нии — 0,04 га Однако приведенные цифры нуждаются в осмысле­нии: какой же должна быть оптимальная обеспеченность человека пахотной землей? Расчеты показывают, что при существующей урожайности сельскохозяйственных культур в среднем на каждого человека требуется 0,4— 0,5 га для производства пищи и около 0,1 га территории для жилища, дороги других нужд.

Если в начале земледельческой истории пахотнопри- годные земли составляли 4,5 млрд га, то сейчас их оста­лось всего 2,5 млрд га, из которых введено в сельскохо­зяйственный оборот и ежегодно распахивается менее 1,5 млрд га. Относительно остальных пахотнопригодных земель не следует питать особых иллюзий: это почвы с низким плодородием, каменистые, маломощные, пес­чаные либо глинистые, засушливые либо заболочен­ные, кремнистые или железистые. Между тем ежегод­но из сельскохозяйственного оборота изымается около 7 млн га пахотных земель, и это происходит в то время, когда население планеты стремительно растет. Если по­добные тенденции сохранятся, то всего лишь через несколько лет на душу населения в мире будет прихо­диться уже не 0,3, а только 0,2 га пашни.

Деградация, загрязнение и потери пахотных зе­мель. Причин названных процессов, носящих глобаль­ный характер, много. Во-первых, это эрозия почв: ветро­вая, водная, механическая. Во-вторых, последст­вия орошаемого земледелия, прежде всего вторичное за­соление, осолонцевание, за­болачивание (в большинст­ве стран мира орошение по­лей ведется, как и сотни лет назад, без закладки дренажных систем, без над­лежащего контроля водопо- дачи). В-третьих, ежегод­ное отчуждение миллионов гектар пахотных земель для несельскохозяйствен­ного использования: стро­ительства водохранилищ, городов, дорог, карьеров, рудников, поселков, трубо­проводов и других коммуни­каций, аэродромов и т. д. (конечно, такие потери неиз­бежны, но во многих случа­ях можно было бы «пожерт­вовать» худшими землями).

В-четвертых, элементар­ное истощение почв, паде­ние плодородия. Эти по­тери следует компенси­ровать внесением со­ответствующих органи­ческих и минеральных удобрений, но проблема в том, что во многих сла­боразвитых странах вы­нос питательных веществ заметно превышает их внесение с удобрениями и почвы не успевают восста­новиться. Наконец, в-пя­тых, это глобальное за­грязнение почвенных ре­сурсов.

Если говорить о конк­ретных отраслях сельского хозяйства (и лесного) хозяйства, то ускоренная деградация земель в богарном земледелии связана в первую очередь с водной эрозией, ветровой дефляцией, подкислением и т. д.; в орошаемом земледелии — с подтоплением, за­солением, осолонцеванием, загрязнением химикатами и т. д.; в пастбищном животноводстве — с водной и вет­ровой эрозией, в конечном счете — с опустыниванием (рис. 75); в промышленном животноводстве — с загряз­нением почв отходами производства; при лесоразработ­ках — с водной эрозией, ветровой дефляцией, механиче­ской эрозией.

Остановимся несколько подробнее на загрязнении почвенного покрова планеты. Оно, как известно, являет­ся одним из результатов усиливающейся техногенной нагрузки. В роли основных загрязнителей выступают удобрения и ядохимикаты, металлы и их соединения, радиоактивные элементы.

Сильнейшее влияние на химический состав почв ока­зывает современное сельское хозяйство, использующее удобрения, гербициды и пестициды. При этом количест­во веществ, вовлекаемых в круговорот в процессе сель­скохозяйственной деятельности, измеряется величина­ми того же порядка, что и в процессе индустриального

Ежегодно на поля поступает около 40 млн т удобрений и 4 млн т ядохимикатов, и производ­ство их постоянно растет. Ежегодно с урожаем выносит­ся огромное количество питательных веществ (наиболее сильно истощают почву зерновые и клубневые культу­ры). Израсходованные запасы пополняются вносимыми удобрениями, содержащими азот, фосфор, калий, медь,

бор и др. Гербициды и пестициды (по крайней мере мно­гие из них) включаются в экологические цепочки, пере­ходят из почвы и воды в растения, затем в животных и птиц, а в конечном счете попадают с пищей в организм человека.

В мире растет движение против применения герби­цидов и пестицидов. Высказывается мнение, что хими­ческие средства борьбы изжили себя, что их следует за­менить на биологические, поскольку их использование отрицательно влияет на экосистемы любого уровня.

Однако загрязнение почв не ограничивается приме­нением гербицидов и пестицидов. Человек разрабатыва­ет и рассеивает по Земле огромную массу металлов, кото­рые, переходя в дисперсное состояние, вступают в интен­сивную миграцию, вторично аккумулируются в верхнем почвенном слое.

Одним из результатов техногенной миграции элемен­тов является постепенное «ожелезнение» земной поверх­ности. Ежегодно выплавляется около 0,8 млрд т железа, причем необратимые потери железа вследствие коррозии и истирания достигают 1/5 всего количества. Установле­но, что техногенное поступление железа на порядок вы­ше биогенного. Излишнее ожелезнение почв приводит к связыванию органических кислот в малоподвижные комплексы, влияя тем самым на процессы почвообразо­вания.

К числу наиболее опасных загрязнителей почв отно­сятся свинец, ртуть и их соединения. До последнего вре­мени соединения свинца широко использовались в мире как антидетонационные добавки к бензину, а автотранс­порт являлся едва ли не главным источником свинцово­го загрязнения природной среды. (В последние годы в ве­дущих странах мира отказались от использования свин­ца в качестве антидетонационных добавок.)

Ртуть поступает в окружающую среду при использо­вании ртутьсодержащих пестицидов, с отходами целлюлозно-бумажной промышленности, при производстве со­ды и хлора, когда в технологии используют ртутные электроды. Массовыми источниками загрязнения почв медью являются предприятия цветной металлургии. За­грязнение почв цинком происходит за счет промышлен­ной пыли из рудников и применения суперфосфатных удобрений, в состав которых входит цинк. Повышение количества меди и цинка в почвах сверх нормы губи­тельно для растений, приводит к замедлению их роста и снижению урожайности. Из других металлов-загрязни­телей можно отметить марганец, никель, алюминий.

Наконец, весьма опасными загрязнителями почв яв­ляются радиоактивные элементы. Они интенсивно на­капливались в прошлом (выпадение осадков после ядер­ных испытаний) и накапливаются сегодня (транспорти­ровка жидких и твердых отходов атомной промышлен­ности). Повышенную опасность таят в себе аварии на АЭС. Радиоактивные изотопы попадают из почв в расте­ния и организмы животных и человека, накапливаясь в определенных тканях и органах (90Sr — в костях и зубах, 137Zs — в мышцах, в щитовидной железе и т. д.).

Деградация почв и снижение их плодородия тесно связаны с процессами опустынивания в современном мире. Различают две формы опустынивания: дезертификацию — расширение ареала пустыни и дезертизацию — углубление процесса опустынивания. Важно помнить, что опустынивание не обязательно ассоциирует­ся с засушливыми регионами: в отдельных случаях оно может происходить и на переувлажненных территориях. Все зависит от того, что следует понимать под опустыни­ванием — уменьшение или потерю биологического по­тенциала территории, потерю сплошного растительного покрова и т. д.

Почти треть всей суши Земли занимают пустынные и полупустынные районы, где проживает свыше 15% на­селения Земли. В начале XXI в. общая площадь антропо­генных пустынь составляла, по разным оценкам, от 11 до 13 млн км2. Кроме того, под угрозой опустынивания находится еще по крайней мере 30 млн км2 земель.

Один из наиболее тревожных экологических феноме­нов современности — прогрессирующее опустынивание в Сахеле (контактной зоне пустыни Сахары и саванны). Никогда прежде темпы продвижения Сахары на юг не были столь стремительными.

Все сказанное выше обусловливает огромную важ­ность вопросов охраны и воспроизводства почв на плане­те. Система различных мер, практикуемых в мире и на­правленных на сохранение почвенного покрова Земли, включает:

защиту почв от эрозии (предупреждение появле­ния любых эрозионных процессов не только на уже пост­радавших почвах, но и на тех, которым они угрожают в будущем);

защиту почв от химического, физического, биоло­гического, механического загрязнений;

предотвращение засоления и заболачивания почв;

защиту почв от оползней, селевых потоков и т. д.;

борьбу с процессами опустынивания;

мелиорацию земель;

рекультивацию земель, т. е. комплекс работ, на­правленных на восстановление продуктивности нару­шенных земель, и др.

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

Каковы основные причины деградации и потерь пахотных земель в мире; в России; в вашем регионе?

Что представляют собой так называемые экологически чис­тые сельскохозяйственные продукты?

Найдите на карте Сахель — подвижную биоклиматическую зону между Сахарой и саванной. Какие существуют взгляды на причины прогрессирующего опустынивания Сахельских стран?

  1. Проверьте, как вы усвоили значение следующих терминов и понятий: гербициды; пестициды; бактерициды; дезертифи- кация; дезертизация.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

Григорьев Ал. А., Кондратьев К. Я. Экодинамика и геопо­литика. Т. 1: Глобальные проблемы. — СПб., 1999.

Добродеев О. П., Зубов В. И. Введение в экологию экосфе­ры. — М., 1999.

Исаченко А. Г. Экологическая география России. — СПб., 2001.

Исаченко А. Г. Введение в экологическую географию. — СПб., 2003.

Кондратьев К. Я. Ключевые проблемы глобальной эколо­гии. // Итоги науки и техники. — 1990. — Т



Оставьте свой комментарий, спасибо!
Ваше имя:
E-mail:
© 2021 , Уроки географии