Результаты антропогенного воздействия на почвы и меры по ее охране

Почвенный слой является буферной зоной между атмосферой и недрами. По сути, он принимает на себя основную долю нагрузки от всех видов хозяйственной деятельности человека.

Загрязнение почв.Большой ущерб почвам наносит их загрязне­ние чужеродными химическими веществами. Для борьбы с вредите­лями сельскохозяйственных растений и сорняками широко применя­ют разнообразные ядохимикаты: пестициды, инсектициды, гербици­ды, дефолианты. Установлено, что устойчивые пестициды, широко применяемые для защиты растений от вредителей, болезней и сорня­ков и сохраняющие до 1/3 урожая, отрицательно влияют на числен­ность и активность почвенной фауны и микроорганизмов. Пестици­ды и продукты их естественных превращений вредны для личинок по­лезных животных: насекомых-опылителей и энтомофагов, насекомо­ядных, хищных, промысловых птиц и млекопитающих.

Остатки пестицидов вместе с собранным урожаем и водой могут попадать в пищу и причинять вред здоровью человека. Решение про­блемы применения пестицидов в сельском хозяйстве заключается встрогой дозировке и умелом их использовании. Важно создавать пре­параты с малым периодом жизни, которые сравнительно быстро разрушаются; продукты их естественной переработки должны быть не­ядовитыми. В последние годы для борьбы с сельскохозяйственными вредителями стали применять новые быстро разлагающиеся препа­раты, однако проблема получения безопасных для полезных живот­ных и человека ядохимикатов требует дальнейших разработок.

Другая проблема - правильное использование химических удо­брений. Неудачный подбор минеральных удобрений может вызы­вать избыточное подщелачивание или подкисление почвы. Для лес­ных кислых почв необходимы подщелачивающие удобрения (на­триевая и аммонийная селитры), известкование почвы. На карбо­натных почвах и в аридных районах нужны подкисляющие удобре­ния: суперфосфат, сульфат аммония и др. Особенно осторожно сле­дует применять минеральные удобрения на почвах, испытывающих засоление.

Отрицательное влияние на почву оказывают отходы промыш­ленных предприятий, в частности металлургических заводов, вы­хлопные газы автотранспорта, шахтные воды, отходы нефтепро­мыслов. Особенно интенсивно происходит загрязнение почвы промышленными отходами в последние десятилетия во многих разви­тых странах. Загрязнения охватывают огромные территории и про­являются даже в отдаленных районах земного шара. В наиболее на­селенных и промышленно развитых районах поступление многих химических элементов в почву превышает их естественное содержа­ние в гумусовом слое в десятки тысяч раз. Попадают они в почву с золой и доменным дымом. Избыточное количество марганца, хро­ма, меди, кобальта, никеля, свинца и других элементов, содержаще­еся в почвах, окружающих заводы, снижает урожайность зерновых на 20-30%, бобовых - на 40, картофеля - на 47, кормовой и сахар­ной свеклы - на 35 %. Загрязнение гумусового слоя пылью тяжелых металлов, их солей при попадании в почву соединений серной кис­лоты действует угнетающе на развитие растений, вызывает гибель их корневой системы, снижает урожай. После Второй мировой вой­ны возникла угроза загрязнения почв радиоактивными веществами (С, Sr, Cs и др.), которые могут попадать в почву и накапливаться в ней в результате выпадения осадков после ядерных взрывов. Местами почва оказывается зараженной радиоактивными отходами атомных электростанций и других предприятий. Мощное загрязне­ние почв радиоактивными веществами произошло в результате ка­тастрофы в 1957 г. на ПО «Маяк» в Челябинской области и аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 г.

Засоление почв. Естественное засоление почв характерно для тер­риторий с аридным климатом. Оно происходит в результате подтя­гивания солей к поверхностным слоям почвы из грунтовых вод и ко­ренных отложений при восходящем движении влаги. Влага по ме­ре вертикально восходящего движения испаряется, а содержащая­ся в ней соль откладывается на стенках порового пространства почв. Высоким природным засолением обладают почвы пустынь и полупустынь. Больше засолены почвы, образующиеся на коренных породах с высоким природным засолением и при неглубоком (ме­нее 3 м от поверхности земли) залегании грунтовых засоленных вод.

В естественных условиях процесс идет медленно, но он сущест­венно усиливается (вторичное засоление) и становится настоящим бедствием при орошаемом земледелии. По оценкам ФАО-ЮНЕСКО, более 50% всех орошаемых земель мира подвержено вторичному засолению и осолонцеванию. Как показал многолетний опыт орошения земель Средней Азии, Заволжья и Нижнего Дона, ороша­емое земледелие вызывает целый комплекс «болезней» почв: выще­лачивание, разрушение структуры, засоление, осолонцевание, за­болачивание и в итоге полнейшую деградацию и уничтожение.

Засоление почв происходит на той стадии орошения, когда со­леные грунтовые воды поднимаются на глубину 1-3 м от поверх­ности земли и транспирация растительностью и испарение прибли­жается к величине испарения с открытой поверхности воды (в арид­ных районах оно достигает 1000-1500 мм в год). При минерализа­ции таких вод 2-3 г/дм³ в верхний слой почвы за лето привносит­ся около 20 т/га солей.

Подъем уровня грунтовых вод (подтопление) на орошаемых зем­лях неизбежен при любых щадящих режимах полива. Подтопленные территории становятся непригодными для орошения еще и по при­чине непроходимости таких земель для обрабатывающей техники.

Важнейшие профилактические меры предупреждения вторично­го засоления - применение дождевальных установок с дозирован­ной подачей воды (в зависимости от вида почв, состояния призем­ного воздуха, вида культуры и др.) и подпочвенного орошения. Хороший эффект дают планировка поверхности, ликвидация ороси­тельных каналов, подача воды по лоткам, строго дозированный расход воды. Если применение дренажных систем необходимо, то целесообразно использовать вертикальный дренаж.

Заболачивание почв. В естественных природных условиях до­вольно много заболоченных земель. Основными причинами забо­лачивания являются климатические условия, понижения в рельефе поверхности земли, разгрузка подъемных вод. Водный баланс тер­ритории. Наиболее распространены заболоченные территории в гумидных зонах.

Существует большое количество естественных, низинных и вер­ховых, болот, общая площадь которых вместе с заболоченными землями в странах СНГ составляет около 180 млн. га. Заболоченные земли широко распространены в Белоруссии, Прибалтийских республиках, на севере Украины, в Нечерноземной зоне РФ и в Запад­ной Сибири.

Заболачиваются обычно пониженные участки суши, долины и поймы рек. Заболачивание происходит в местах выхода и разгруз­ки подземных вод при превышении инфильтрационного питания над испарением. Благоприятные условия для заболачивании склады­ваются в лесной зоне умеренного климата, где невысокие летние тем­пературы сочетаются с большим количеством осадков и слабым ис­парением. В условиях низинной тундры, с близким залеганием веч­ной мерзлоты, огромные территории заболочены. В первую очередь заболачиваются низменности и слабо всхолмленные территории. Огромные болотистые территории, например Васюганские болота в Западной Сибири, трудно проходимы и хозяйственно не освоены.

В условиях хозяйственной деятельности человека заболачивание происходит весьма активно, особенно на орошаемых землях. В значительной степени ему подвержены участки, прилежащие к водо­хранилищам. Здесь резко повышается уровень грунтовых вод, и за­болачивание охватывает значительные площади равнинных и по­ниженных территорий. Оно может развиваться также в результате сплошной рубки леса (особенно деревьев с высокой транспирационной способностью) в районах с избыточным увлажнением. Забо­лачивание земель при техногенном подтоплении происходит на урбанизированных территориях.

Важнейшей профилактической мерой предупреждения антропо­генного заболачивания является мелиорация избыточно увлажнен­ных земель с целью регулирования их водного режима. Когда про­цесс заболачивания приносит ущерб или становится опасным для проживания людей, прибегают к строительству дренажных систем.

Осушение болот. После осушения болота используют для выра­щивания льна, зерновых, овощных культур, дающих на осушенных землях высокие урожаи. Поэтому их интенсивно осушают. Однако часто осушение проводится нерационально, и грунтовые воды по­сле мелиорации оказываются на значительной глубине, ниже 1,5 м, при этом плодородие осушенных болот падает: торф быстро окис­ляется, нарушается структура почвы, дренажная сеть выносит пло­дородные частицы. Снижается продуктивность не только на непра­вильно мелиорированном болоте, но и на соседних территориях.

Болота имеют большое гидрологическое и климатообразующее значение. Они служат естественными резервуарами воды, поддер­живают более высокий уровень грунтовых вод. Особенно большое значение для поддержания уровня грунтовых вод имеют болота на водоразделах, у истоков рек, в районах с песчаными почвами. По­этому сплошное осушение болот без достаточного обоснования мо­жет принести больше вреда, чем пользы. Известны случаи, когда оно вызывало обмеление, высыхание небольших рек, резкое понижение уровня грунтовых вод. В засушливые годы понижение уров­ня грунтовых вод привело к высыханию лесов и снижению урожая на полях.

Прямое уничтожение почв. Использование почв не по прямому назначению в последние годы приобретает угрожающие размеры. Почвы занимают под промышленное и жилищное строительство, транспортные магистрали, заливают водой при строительстве во­дохранилищ. Огромные площади земель нарушают при добыче по­лезных ископаемых, при лесоразработках, покрывают отходами промышленности, используют под городские свалки.

Например, в ФРГ только под населенными пунктами занято 10% поверхности земли и ежегодно уходит под постройку более 28 тыс. га. В СССР в конце 1980-х годов из сельскохозяйственного использо­вания ежегодно в среднем изымалось по 50 тыс. га пашни, в 1990-х годах эта цифра снизилась до 35 тыс. га. Предполагается дальней­шее уменьшение отведения пахотных земель под строительство.