Основні екологічні функції земель

Основні екологічні функції земель

Наряду із великим та незамінним значенням земельних ресурсів як територіального базису, основного  засобу виробництва у сільському і лісовому господарстві, вони, за невід'ємної  належності до них ґрунтів, виконують  низку біогеоценотичних і глобальних екологічних функцій, які обумовлюють нормальне функціонування як окремих біоценозів, так і життя загалом [1, 2]. 
Однією із головних біогеоценотичних функцій є функція життєвого простору. Ґрунти переповнені живою речовиною, створюючи живу плівку суші. Біомаса наземних екосистем в сотні разів перевищує біомасу світового океану, хоча площа суші в три рази менша. З ґрунтом тісно пов'язана переважна частина рослин, оскільки саме в ньому відбуваються ранні цикли їхнього розвитку, а у подальшому із ґрунтом взаємодіють корені, поглинаючи вологу та поживні елементи та утримують вертикальне положення. Активно використовують грунт як середовище існування мікроорганізми (бактерії, актиноміцети, гриби, водорості), найпростіші, плоскі та кільчасті черви, нематоди, молюски, членистоногі, амфібії, рептилії. Основною особливістю ґрунту, що зумовлює високе біорізноманіття є його чотирьохфазність та полідисперсність. 
Також земля виконує функцію житла та сховища, захищаючи низку живих організмів, що здійснюють значну частину життєвих функцій на поверхні землі, від переохолодження і перегрівання, хижаків. Особливу актуальність ця функція має в екстремальних умовах (тундра, пустелі), а також інших ландшафтах у періоди різких змін погоди. 
Зелені рослині формації у комплексі із ґрунтовим покривом за рахунок проходження процесу фотосинтезу щорічно фіксують та зв'язують близько n·1017 ккал хімічно активної сонячної енергії, виконуючи біоенергетичну функцію. Сонячна енергія фіксується зеленими рослинними формаціями, після відмирання яких, акумулюється та утримується ґрунтами у вигляді органічної речовини (гумусу, детриту). Недаремно гумус називають загальнопланетарним акумулятором сонячної енергії. У подальшому енергія гумусу та органічних решток слугує основою ґрунтової родючості і залучається у трофічні ланцюги. 
Грунтово-рослинні екологічні системи в процесі еволюції та саморозвитку набули здатності фіксувати атмосферний молекулярний азот, перетворюючи його в амінокислоти та білки, виконують азото-білкову функцію. 
Молекулярний азот є недоступний як для живлення рослинних формацій, так і для людини, хоча сполуки азоту є вкрай необхідними у життєвих циклах рослин, тварин і людини. Біологічна фіксація азоту бульбашковими та вільноживучими бактеріями досягає 140 млн. т/рік, в той час як промислове виробництво азотних сполук становить 60-80 млн. т/рік. Акумульовані сполуки азоту, проходячи через кишковий тракт тварин і людей, знову потрапляють у грунт, де зазнають різноманітних процесів амоніфікації, нітрифікації, знову повторно використовуються рослинами, або денітрифікуються. 
Також грунтово-рослинні екосистеми виконують газово-атмосферну екологічну функцію, здійснюючи процеси фотосинтезу, за рахунок яких відбувається зв'язування вуглекислого газу та емісія кисню, здійснюють фіксацію молекулярного азоту та денітрифікацію, повернення частини вуглекислого газу в атмосферу. В цілому, вони виконують низку процесів, які визначають глобальне співвідношення газів в атмосфері, що в значній мірі визначає клімат нашої планети. 
Приведені деякі екологічні функції дають підставу зробити висновок про екологічну багатофункціональність земельних ресурсів, неврахування якої може порушити екологічну рівновагу нашої планети.

Вплив господарської діяльності на ґрунт

Шкідливий антропогенний вплив, а також розгул стихій, природних та посилених людиною, завдають ґрунтам величезної, інколи непоправної шкоди. Це, насамперед, водна і вітрова ерозія, погіршення ґрунтової структури, механічне руйнування та ущільнення ґрунту, постійне збіднення на гумус та поживні речовини, забруднення ґрунту мінеральними добривами, отрутохімікатами, мастилами та пальним, перезволоження та засоленість земель.

Деякі види антропогенних впливів  на ґрунти, котрі зумовлюють зміну  їхньої родючості, наводяться в табл. 2.11.

Втрата ґрунтами грудкуватої структури  у верхньому горизонті відбувається внаслідок постійного зменшення  вмісту органічних речовин, механічного  руйнування структури різноманітними знаряддями обробітку, а також під  впливом опадів, вітру, перепаду температур тощо.

Ще однією причиною втрати родючості  є багаторазовий обробіток ґрунтів  різними знаряддями за допомогою  потужних і важких тракторів. Часто  поле протягом року обробляється до 10—12 разів. Не враховується, що добрива, посівний матеріал, зерно і солому, коренеплоди і бульбоплоди завозять на поле та вивозять причепами. Причому часто

Таблиця 2.11. Наслідки антропогенних  впливів на грунти

трапляється так, що автотранспорт, уникаючи розкислих доріг, їде полем, через посіви, утворюючи паралельні тимчасові дороги. Такого не буває в жодній іншій країні, де кожне поле має свого справжнього господаря. Висока частота обробітку пояснюється ще і тим, що наше сільське господарство не має знарядь для одночасного обробітку землі і догляду за посівами.

Через частий обробіток землі розпилюється поверхня ґрунту. Один трактор "Беларусь", працюючи на сухих полях, здіймає 13—14 тонн пилу на кожному гектарі, що і  без пилових бур призводить до зносу мільярдів тонн родючого шару ґрунту щорічно.

Через ущільнення ґрунту колесами важких тракторів і комбайнів типу "Дон", різко знижується родючість. Нормальна  об'ємна маса структурного ґрунту — 1,1 1,2 г/см3 — на багатьох полях змінюється аж до 1,6—1,7 г/см3, що значно перевищує  критичні величини. У таких ґрунтах майже вдвоє зменшується загальна пористість, різко знижується водопроникна і водоутримуюча здатність, зменшується опірність ґрунту до ерозійних процесів. Колеса трактора "Кировец-700" ущільнюють у колії ґрунт на глибину до 20 см, і врожай на таких смугах удвічі нижчий, ніж на ділянках між ними. Лише за рахунок цього фактора загальний врожай на полі зменшується на 20 %.

Глобальною проблемою сьогодні є постійне зменшення вмісту гумусу, який відіграє провідну роль у формуванні ґрунту, його цінних агрономічних властивостей, забезпеченні рослин поживними речовинами. Однією із основних причин цього є споживацький підхід до землі, намагання якнайбільше з неї взяти і якнайменше їй повернути. А гумус витрачається не тільки на мінералізацію з вивільненням доступних для рослин поживних речовин, а й виноситься з ґрунту в процесі ерозії, з коренеплодами та бульбоплодами, на колесах транспортних засобів, руйнується під впливом різноманітних хімічних речовин.

Нині в Україні кількість  гумусу в ґрунті зменшилася в середньому в шість разів і становить приблизно 3 %. Щорічно ґрунти України втрачають за рахунок мінералізації 14 млн т гумусу, за рахунок ерозії — 19 млн т.

Сьогодні дедалі більш відчутними стають негативні наслідки хімізації  сільського господарства — погіршуються властивості ґрунту, його стан через нагромадження в ньому великої кількості шкідливих хімічних речовин, що вносились без належних розрахунків і врахування екологічних законів. До таких хімічних речовин, в першу чергу, належать міндобрива та різні отрутохімікати — пестициди.

Внаслідок внесення високих доз  мінеральних добрив ґрунт забруднюється  баластними речовинами — хлоридами, сульфатами.

Пестициди пригнічують біологічну активність ґрунтів, знищують корисні мікроорганізми, черв'яків, зменшують природну родючість. Крім цього, гинуть комахи — запилювачі, від чого теж різко знижується врожайність, наприклад, гречки, баштанних культур та ін.

Вже сьогодні внаслідок спровокованої  людиною пестицид-ної еволюції близько 500 видів комах є стійкими проти застосовуваних інсектицидів. Така стійкість виникає у рослин, молюсків, гризунів, грибів.

Всі без винятку пестициди належать до отрут широкої дії, і тому, потрапляючи  в продукти харчування, вони завдають великої шкоди здоров'ю людей. Дослідження в нашій країні засвідчили: там, де інтенсивно застосовуються сільськогосподарські отрутохімікати, у місцевого населення ушкоджуються структури спадковості, розладнується діяльність центральної нервової системи, життєво важливих органів, у жінок частішають випадки ускладнення вагітності, народження неповноцінних або мертвих дітей, виникає алергія. Американські дослідники виявили, що ЗО % інсектицидів, 60 % гербіцидів, 90 % фунгіцидів, що застосовуються в СІЛА, здатні викликати рак. Також встановлено, що пестициди стимулюють розвиток у навколишньому середовищі вірусів, зокрема тих, які збуджують небезпечні захворювання людей, руйнують імунну систему. Площа земель, забруднених залишками отрутохімікатів, сягає 13 млн га.

Ґрунти  також забруднюються відпрацьованими газами тракторів, комбайнів, автомобілів, мастилами та пальним, які з них виливаються під час роботи на полях. У ґрунти потрапляють і техногенні забруднення від промислових підприємств — сульфати, окиси азоту, важкі метали та інші сполуки.

Винятково гострою проблемою є вилучення орних земель під забудову різних промислових об'єктів, а також складування промислових та побутових відходів. За останні шістдесят років в Україні під різні види несільськогосподарського використання вилучено родючі землі, площа яких перевищує територію Одеської області (333 тис. кв. км, або 3,3 млн га). Понад 700 тис. га родючих земель затоплено водоймищами на Дніпрі. Відвали промислових відходів поглинули 200 тис. га родючих земель.

Негативний  бік мають і такі важливі для  сільського господарства роботи як зрошення й осушення земель. Зрошувані землі дають близько 30 % продукції рослинництва, але створення водойм і зрошення великих територій призводить до підняття рівня ґрунтових вод і зміни їхнього хімічного складу. Відбувається засолення ґрунтів, заболочування, підвищується сейсмічність території. 50 % зрошуваних земель у нашій країні підтоплено, втрачається чи перевитрачається на кожному гектарі 700 куб. м на рік. Перевитрата води, закладена в самій нормі поливу, перевищена на ЗО %. Взагалі довжина зрошувальних меліоративних водоводів України перевищує довжину екватора Землі, а площа затоплених угідь втричі перевищує площу такої держави, як Люксембург (2,6 тис. кв. м).

За  двадцять років площа перезволожених земель на Україні збільшилась на 1 млн га. Разом із введенням нових осушених площ понад ЗО % староорних ґрунтів виводиться із сільськогосподарського використання, тобто, якщо щороку вводиться 135 тис. га, то 46 тис. га виводиться із числа меліоративних земель внаслідок їхньої деградації.

Внаслідок осушення зникають болота, міліють  річки. Меліорація змінює склад рослинності, місця мешкання тварин, призводить до великих втрат лікарських та харчових рослин. Так, на початку шістдесятих  років польські кооператори заготовляли 220 центнерів валеріани на рік, а нині — лише 5 центнерів. Із 47 видів лікарських трав, що росли на Поліссі, тепер збирають 6—7 видів. 20 років тому на Поліссі було 80 тис. га журавлини, яка має надзвичайно цілющі властивості, а нині ця площа скоротилась до 23 тис. га. Катастрофічно знизилась і врожайність цієї цілющої ягоди. На початку шістдесятих заготівельники збирали 900—950 кг журавлини з гектара, а сьогодні — 100.

Таке  використання та погіршення якості наших  земель вимагає вжиття термінових науково  обґрунтованих заходів, що сприятимуть значному підвищенню родючості ґрунтів та отриманню екологічно чистих продуктів харчування.