III.3. Градации степени деградации почв

Группировка земель по степени антропогенной нагрузки позволяет оценить антропогенную преобразованность территории в сопоставимых показателях. Выделяют следующие классы экологической обстановки: 1 класс – удовлетворительное состояние – ниже ПДК; 2 класс – риск – экологический критерий до 5 раз превышает ПДК и фон; 3 класс – экологический кризис – в 5-10 раз превышает ПДК и фон; 4 класс – экологическая катастрофа – превышение в 10 раз ПДК.

Для оценки изменения степени природных объектов, в том числе почв, проводят оценку устойчивости и группируют их по степени антропогенной нагрузки. Существуют разные формы устойчивости почв и экосистем к нагрузкам: 1) инерция – способность системы при внешнем воздействии сохранять свое состояние; 2) восстанавливаемость – после влияния неблагоприятных факторов возвращение в свое состояние; 3) пластичность – наличие у системы нескольких состояний; 4) отказ – выход из заданной области состояния.

Согласно взглядам авторов работы «Природно-техногенные воздействия на земельный фонд России», следует выделять степень деградации и интенсивность деградации, степень опасности факторов деградации.

Степень деградации характеризуется величиной отклонения параметров данной деградированной почвы от тех же параметров аналогичной почвы, принимаемой, в качестве не деградированной (Природно-техногенные воздействия, 2000). Степень деградации может выражаться с помощью количественных параметров, с помощью качественных градаций, с помощью косвенных показателей.

С практической целью, с нашей точки зрения, при оценке степени деградации почв можно учитывать различные показатели: 1) свойства, процессы и режимы почв; 2) загрязнение водной и воздушной среды; 3) ухудшение качества сельскохозяйственной продукции; 4) снижение биопродуктивности угодий; 5) снижение экономической эффективности систем земледелия; 6) снижение КПД использования солнечного света; 6) снижение КПД использования удобрений, антропогенно затраченной энергии; 8) ухудшение качества почв сопредельных территорий. К сожалению, предлагаемые в методических рекомендациях градации, не учитывают при деградации самих почв деградацию других компонентов экосистемы, кроме выращиваемых растений. Это не способствует сохранению плодородия почв, позволяет идентифицировать деградацию почв только на поздних стадиях, не дает возможность оценить отложенные опасности.

Интенсивность процессов деградации определяется темпами изменений свойств почв, величиной негативных изменений параметров деградированных почв за определенный отрезок времени (Природно-техногенные воздействия, 2000).

«Степень опасности факторов деградации зависит от трех причин: 1) от вида деградации, т.е. от характера и особенностей ущерба, наносимого этим видом; 2) от степени проявления данного вида деградации и обратимости процессов деградации и его последствий; 3) от площади, занимаемой на территории тем или иным видом деградированных почв с той или иной степенью проявления деградации» (Природно-техногенные воздействия, 2000).

Габбасовой И.М. предлагается выделение следующих параметров, характеризующих развитие деградации почв: 1) совмещенность типов деградации (число типов и видов деградации, протекающих одновременно); 2) интенсивность нагрузки – давление, которое оказывает конкретный фактор деградации в единицу времени на единицу площади; 3) скорость деградации – величина изменений в единицу времени (на разных уровнях деградации); 4) обратимость деградации – возможность восстановления утраченных в процессе деградации свойств почв, характерных для данного генетического типа или восстановления плодородия; 5) устойчивость почв к деградации – способность почв противостоять внешним воздействиям (неравные исходные, функциональные возможности и конкретные свойства генетически разных почв определяют их неодинаковую устойчивость к одному и тому же типу или виду деградации); 6) степень деградации – степень отклонения параметров от аналогичной не деградированной почвы или удаленность от оптимальных показателей, характерных для ненарушенных почв.

Мощность деградационных воздействий определяется интенсивностью воздействия, его продолжительностью, импульсностью или равномерностью воздействия во времени, закономерной сменой воздействия во времени и в пространстве (Гродзинский А.М., 1981; Лархер В., 1978). Под степенью деградации понимается степень отклонения параметров от аналогичной не деградированной почвы или удаленность от оптимальных показателей, характерных для ненарушенных почв. Общую или итоговую оценку степени деградации проводят в соответствии с одним показателем, «ведущим» для конкретного вида деградации и подразделяют ее на 5 степеней: не деградированные почвы, слабо, средне, сильно, катастрофически деградированные.

Для оценки уровня деградации определяют фактор устойчивости к внешним воздействиям, фактор структурных связей, фактор надежности (степень адекватности ответных реакций на внешние воздействия, стабильности корреляционных взаимосвязей), фактор долговечности (кинетики изменения свойств почв при внешних воздействиях), фактор энергетической выгодности функционирования системы (оценки КПД использования вводимых в систему вещества и энергии).

Деградация почв сопровождается уменьшением их биопродуктивности. Это приводит к уменьшению содержания в почвах гумуса. В связи с тем, что микроорганизмы менее энергично разлагают ароматические группировки гумуса в почве увеличивается их доля, а также доля инертного гумуса; увеличивается его термоустойчивость, отношение С:Н. Протекание этих процессов приводит к уменьшению комплексообразующей способности органического вещества, его биологической активности, структурообразующей способности, емкости поглощения, протекторной функции (Савич В.И., 1986, 90, 97, 2001). Для окультуренных почв степень их деградации коррелирует с развитием почвообразовательных процессов: подзолообразования, оглеения, засоления, осолонцевания, осолодения. В то же время деградация почв пропорциональна развитию таких почвенных процессов, как эрозия, уплотнение, подкисление, загрязнение и т.д. При оценке степени деградации почв необходимо оценивать степень деградации горизонтов, профиля почв, катены, ландшафта, агрофитоценоза, степень изменения свойств почв, процессов, режимов.

Как правило, на почву действует одновременно несколько факторов внешней среды. Они действуют на различные экологические функции почв. Развитие деградации одного компонента экосистемы тесно связано с деградацией других компонентов. В связи с этим, приходится оценивать устойчивость к деградации рельефа, растительности, почв, пород. При слабой устойчивости к деградации одного из компонентов системы, вся совокупность является также неустойчивой. Этот принцип правилен и при оценке деградации отдельных свойств почв. Во всех рассмотренных случаях отмечается аддитивное взаимодействие, синергизм и антагонизм взаимного влияния компонентов экосистемы, внешних факторов, свойств, процессов и режимов почв (Мозолевская Е.Г., 1990).

Устойчивость почв к деградации под влиянием даже одного фактора зависит от сочетания и взаимовлияния протекающих процессов. Так, деградация почв под влиянием подкисления зависит не только от рКа функциональных групп мигрирующих соединений, но и от количества этих соединений, от их комплексообразующей способности и, в том числе, от констант устойчивости образующихся комплексов. Этим объясняется значительно более сильное разрушающее влияние на почву фульвокислот, по сравнению с минеральными кислотами, при тех же значениях рН и концентрациях.

Деградация системы проходит последовательно несколько этапов: 1) уменьшение адекватности ответной реакции системы на внешние воздействия; 2) уменьшение энергетической эффективности использования ФАР и антропогенно затраченной энергии; 3) изменение структурных взаимосвязей в системе; 4) изменение вещественного состава; 4) изменение процессов саморазвития и саморегулирования. Для почв и биоты в процессе деградации характерно упрощение системы и потеря ей энергии и информации. При интенсивной деградации все более упрощается и сокращается матричная функция почв и ее компонентов. Произведенное резкое изменение свойств, процессов и режимов почв уменьшает устойчивость почв к последующим воздействиям. При развитии процессов деградации всегда сначала возникают локальные очаги деградации. Если их вовремя установить, то проще устранить нежелательные процессы. На разных этапах деградации система в неодинаковой степени способна противостоять внешним воздействиям. Сначала устойчивость велика, а затем снижается, и при почти полной деградации дополнительные внешние воздействия снова менее эффективны.

В работе Каштанова А.Н. с соавторами (2001) предлагается выделение следующих групп деградации почв и земель:

«0 - не деградированные почвы и земли – характеризуются отсутствием ограничений на виды землепользования, рекомендуемые для данного типа земель, и отсутствием достоверного снижения урожайности (менее 10%) и качества сельскохозяйственной продукции, по сравнению с местными эталонами почв и земель данного класса;

1 - слабо деградированные почвы и земли – результатом их деградации является достоверное снижение продуктивности, качества продукции или повышение себестоимости производства основных сельскохозяйственных культур, выращиваемых в данных условиях на 10-25%, по сравнению с соответствующими не деградированными (эталонными) землями, имеющими аналогичное расположением по рельефу и в инфраструктуре хозяйства;

2 – средне деградированные почвы и земли – результатом их деградации является сильное снижение продуктивности (или качества) основных сельскохозяйственных культур, выращиваемых в данных условиях на 25-50%; повышение себестоимости их производства в 1,3-2 раза, или снижение санитарно-экологического качества получаемой продукции в 2-3 раза. При этом могут существенно ухудшаться условия обработки земель и происходить их дальнейшая ускоренная деградация;

3 – сильно деградированные почвы – результатом их деградации является очень сильное снижение продуктивности (или качества) основных сельскохозяйственных культур, выращиваемых в данных условиях на 50-75%, повышение себестоимости их производства в 2-3 раза или снижение санитарно-экологического качества получаемой продукции в 3-10 раз. При этом, как правило, ограничивается набор возможных путей сельскохозяйственного использования почв;

4 – очень сильно деградированные почвы – продуктивность традиционных для них сельскохозяйственных культур падает более, чем в 4 раза, или отмечается сильное превышение ПДК в получаемой продукции, резко ограничивается возможность дальнейшего сельскохозяйственного использования».