Почва как среда жизни. Экологические режимы почвы

Мероприятия по борьбе с эрозией  почв 
 
2.1 Почвозащитные севообороты. Чтобы защитить почвы от разрушения, необходимо правильно определить состав возделываемых культур, их чередование и агротехнические приемы. При почвозащитных севооборотах исключают пропашные культуры (так как они слабо защищают почву от смыва, особенно весной и в начале лета) и увеличивают посевы многолетних трав, промежуточных подсевных культур, которые хорошо защищают почву от разрушения в эрозионно опасные периоды и служат одним из лучших способов окультурирования эродированных почв. На склонах крутизной до 3—5° со слабо- и среднесмытыми почвами, где появляется опасность проявления эрозии, предпочтение в севооборотах отдают травам и однолетним культурам сплошного сева. На более крутых склонах (крутизна 5—10°), в основном со средне- и сильносмытыми почвами, в севооборотах увеличивают посевы многолетних трав и промежуточных культур, которые хорошо защищают почву от эрозии.

2.2 агротехнические противоэрозионные мероприятия.  Почвы на склонах резко отличаются от почв на равнинных участках, поэтому и приемы земледелия в первом случае должны иметь специфический характер. Наиболее простыми мероприятиями по регулированию поверхностного стока талых вод являются вспашка, культивация и рядовой посев сельскохозяйственных культур поперек склона, по возможности параллельно основному направлению горизонталей. Один из наиболее эффективных почвозащитных приемов на склоновых землях — замена отвальной вспашки обработкой почвы без оборота пласта.

2.3 лесомелиоративные противоэрозионные мероприятия. В комплексе мер, направленных на борьбу с водной и ветровой эрозией почв, важное место принадлежит агролесомелиорации из-за ее дешевизны и экологической безвредности. Созданием защитных лесонасаждений занимаются в россии более 500 предприятий. Ими заложено 2,8 млн. Га на землях сельхозпользования, в основном в районах с интенсивным ведением сельского хозяйства. Основными лесомелиоративными противоэрозионными мероприятиями являются: создание водорегулирующих лесополос в малолесных районах, создание водоохранных лесных насаждений вокруг прудов и водоемов, сплошные противоэрозионные лесопосадки на сильноэродированных крутосклонных и бросовых землях, непригодных для использования в сельском хозяйстве.

2.4 водорегулирующие лесополосы.   Закладываются на эродированных склонах, используемых под сельскохозяйственные культуры, и предназначены для перевода поверхностного стока во внутрипочвенный. Число лесополос и расстояние между ними зависят главным образом от крутизны и длины склона: с увеличением крутизны расстояние между лесополосами уменьшается. Располагаются водорегулирующие лесополосы вдоль горизонталей. Ширина полос должна быть не менее 12,5 м. Сокращение или прекращение смыва почвы и улучшения водного режима водорегулирующими полосами повышают продуктивность сельскохозяйственных угодий в полтора-два раза.

2.5 водоохранные лесные насаждения вокруг прудов и водоемов.  Создаются для защиты берегов от разрушения, водоемов — от заиления продуктами эрозии. Ширина водоохранных лесных насаждений (полос) вокруг прудов и водоемов в зависимости от крутизны склона и механического состава почвы колеблется от 10 до 20 м.

2.6 лесомелиоративные противоовражные мероприятия. Лесомелиоративные противоовражные мероприятия проводятся для приостановления роста и закрепления действующих оврагов с целью перевода поверхностного стока во внутрипочвенный, увеличения противоэрозионной устойчивости почвы, распыления поверхностного стока и скрепления почвенного грунта. Лесомелиоративные почвозащитные насаждения способствуют повышению эффективности всех мероприятий единого противоэрозионного комплекса. Применяются два вида насаждений:

а) приовражные, прибалочные и надвершинные лесонасаждения;  
б) облесение сетевого фонда — дна и откосов оврагов, балок.

2.7 приовражные и прибалочные лесные полосы  
Создаются на расстоянии 2—5 м от бровок и над их вершинами для перехвата стоковых вод и скрепления почвенного грунта корневыми системами с целью замедления или полного прекращения роста оврагов. Ширина приовражных и прибалочных лесных полос должна быть не менее 15 м. Надвершинные насаждения создаются в основном над головными вершинами действующих оврагов, ширина их соответствует ширине водоподводящих ложбин; протяженность зависит от площади водосброса. Сплошное облесение проводится на откосах оврагов крутизной 8° и более, а также на берегах балок (лощин), которые мало пригодны для луговых и пастбищных угодий. Облесение откосов оврагов допускается только в том случае, если откосы сформировали устойчивый профиль, т.е. Угол их естественного откоса составляет не более 32° на суглинках и 26° — на супесях. Лесные насаждения на дне оврага позволяют избежать дальнейшего его углубления. На ранней стадии развития дно оврага узкое и облесение произвести трудно, поэтому первоначально устраняют запруды, а затем дно закрепляют влаголюбивыми быстрорастущими породами деревьев.

2.8 гидротехнические сооружения.  С помощью гидротехнических сооружений производится задержание, отвод и безопасный сброс той части атмосферных осадков, которую не удается задержать на прилегающих к оврагам полях агротехническими и лесомелиоративными приемами. 
По назначению гидротехнические сооружения подразделяются на три группы: задерживающие стекающие в овраг стоковые воды на приовражной полосе; осуществляющие безопасный сброс поверхностных вод в овраги; укрепляющие дно и откосы оврага от дальнейшего размыва и разрушения.

Воды на приовражной  полосе задерживают, устраивая систему  водозадерживающих валов, которые  перехватывают у самого оврага ту часть поверхностных вод, что  не была задержана на водосборе. Водозадерживающие  валы сооружают параллельно горизонталям поверхности на расстоянии не менее 15 м от вершины растущего оврага или эродируемого склона, чтобы предотвратить  сброс всей воды при одиночном  прорыве. Через 50—150 м под прямым углом к оси вала строят перемычки, а для сброса незадержанного стока  — водосливы. Для сооружения водозадерживающих  валов и перемычек более пригодны суглинистые грунты. Чтобы сбрасываемые в овраг воды не размывали его  дно, в русле оврага устанавливают  систему поперечных стенок, разбивающих  продольный профиль дна на ряд  террас. Деревянные и плетневые запруды  применяются только в небольших  оврагах, так как срок их действия не превышает двух-трех лет. Закрепленные овраги, превращенные в задерненную  балку, используют в сельском хозяйстве. Богатое илистыми отложениями дно  отводят под искусственные луга, а откосы — под древесные насаждения или под ягодники.

Аридизация  почвы

Аридизация  почвы — это сложный и разнообразный комплекс процессов уменьшения увлажненности обширных территорий и вызванного этим сокращения биологической продуктивности экологических систем «почва — растения». Проявления аридизации (от частых засух до полного опустынивания) на обширных территориях африки, юго-восточной и южной азии, ряда стран южной америки крайне обостряют проблемы продовольствия, кормов, воды, топлива, вызывают глубокие изменения экосистемы. Угодья, окаймлявшие пустыни, не выдерживают нагрузки и сами превращаются в пустыни, что приводит к ежегодной потере тысяч гектаров пригодных для сельского хозяйства земель. Процесс усугубляют и примитивное земледелие, нерациональное использование пастбищ и других сельскохозяйственных угодий, хищническая эксплуатация огромных территорий, которые возделываются без всякого севооборота или ухода за почвой.

Опустынивание

Уменьшение или  уничтожение биологического потенциала земли может привести к возникновению условий, аналогичных условиям пустыни. Особенно остро эта проблема стоит в калмыцком заповеднике черные земли. Основными причинами опустынивания стали увеличение площади подвижных песков, снижение продуктивности пастбищ, истощение местных источников водоснабжения. В период максимального опустынивания (в 1985 г.) Территория экологического бедствия в черных землях занимала площадь 3760 км2, окружающая ее территория — 8130 км2. В настоящее время площади эти уменьшились — соответственно до 2780 км2 и 6900 км2, что свидетельствует о стабилизации за последние десятилетия процессов экологической деградации. Эти положительные тенденции можно объяснить развитием фитомелиорации, сокращением нелегальной эксплуатации пастбищ, приостановкой неоправданного гидростроительства. Однако и сегодня большая часть территории черных земель остается разрушенной. Большинство ученых считают, что образование пустынь связано с вырубкой лесов и неразумным использованием пастбищ. Учащение засух и, следовательно, недородов, гибель растительности, разрушение почв на значительных территориях связаны между собой, зависят от общей тенденции аридизации суши и усугубляются отрицательными последствиями неразумной деятельности человека.

Деградация  и загрязнение  земель

Деградация  земель

Острейшей экологической  проблемой в россии является деградация земель. Ярким примером этого служит некогда славившиеся богатством кормового разнотравья черные земли  прикаспия, раскинувшиеся на миллионы гектаров. Сейчас значительная их часть  стала полупустыней, русло канала волга—чаграй, строительство которого было прекращено несколько лет назад, являет картину удручающего экологического бедствия. В связи со строительством водохранилищ на реках площадь затопленных  земель превысила 30 млн. Га. Все больше становятся площади подтопленных земель. (в ставропольском крае, например, за последние десять лет они увеличились  с 0,3 до 1,2 млн. Га.) 
В результате подъема вод каспийского моря затоплено и подтоплено 560 тыс. Га сельскохозяйственных угодий.

Кислые  почвы на сельхозугодьях выявлены на 48,7 млн. Га, из них 37,1 млн. Га пашни. В лесостепной и центрально-черноземной зонах участились кислотные дожди, что вызывает деградацию почв и появление новых ареалов кислых почв. На 50% площади черноземов, ранее не требовавших известкования, этот прием становится необходим. Продолжаются процессы деградации, разрушения и уничтожения почв в засушливых районах на юго-востоке европейской части россии, где на месте некогда продуктивных пастбищ и земель теперь все большую площадь занимают барханные пески. Деградация пастбищных земель в тундре происходит в результате нарушения растительного покрова при освоении месторождений полезных ископаемых, неконтролируемого бездорожного проезда автотранспорта, перегрузок оленьих пастбищ скотом, проведения геологоразведочных работ. Все более опасный характер приобретает захламление и загрязнение земель несанкционированными свалками промышленных, бытовых, сельскохозяйственных и других отходов производств и потребления. Вокруг многих промышленных предприятий земли загрязнены токсичными веществами. В россии выявлено 730 тыс. Га земель с чрезвычайно опасным уровнем загрязнения почв.

Самыми  мощными источниками загрязнения почвенных покровов являются крупные комбинаты цветной металлургии. В прилегающих к ним землях зарегистрированы высокие уровни тяжелых металлов, относящихся к i классу опасности. Объясняется это прежде всего тем, что на горнодобывающих предприятиях отрасли все еще преобладает открытый способ добычи минерального сырья. В десятках городов вблизи металлургических предприятий в почвенном покрове обнаружены тяжелые металлы в количестве, равном или превышающем пдк. По суммарному индексу загрязнения почвенного покрова первое место занимает рудная пристань (приморский край), где расположен завод по выплавке свинца. Содержание здесь в почве свинца составляет 300 пдк. В белово (кемеровская область) содержание свинца в почвенном покрове достигает 50 пдк, в ревде (свердловская область) — 5 пдк. Возросло содержание тяжелых металлов в почвах московской области. Так, в горках ленинских концентрация в почве кадмия в 70—100 раз выше фонового, в районе серпухова — в 70 раз больше фонового. Превышение пдк подвижных форм свинца в 40 и более раз зафиксированы в почвах новосибирска, томска, марганца — новосибирска, томска, линево. Превышение пдк подвижных форм меди в 10 и более раз выявлено в почвах владивостока, касли, сухого лога, никеля — в ретте и сухом логе, цинка — в линево и сухом логе. Вокруг иркутского и братского алюминиевых заводов среднее содержание валовой формы фтора в почвах пятикилометровой зоны выше фонового уровня в 13 и 19 раз, максимальное — в 58 и 156 раз. Содержание водорастворимого фтора в почвах вокруг промышленных предприятий братска, шелехова, кировограда, новосибирска превышает пдк в 5—95 раз.

В десятки раз  превышает пдк загрязнение почв нефтью и нефтепродуктами в местах, связанных с ее добычей, переработкой, транспортировкой и распределением. В иванове и томске максимальное содержание нефти превышает фоновый уровень в 9—56 раз, среднее — в 4—7 раз. Высокий уровень загрязнения почв отмечен на территории волгоградского нефтеперерабатывающего завода (нпз) и в радиусе 250 м вокруг него. Загрязнение нефтепродуктами вокруг новокуйбышевского нпз выявлено в радиусе 1 км. Нефтепродуктами пропитан слой почвы на глубине 0,5 м, так как загрязняющие вещества поступают с территории нпз вместе с естественным поверхностным стоком. Аэрокосмическая съемка, снежного покрова показала, что зона негативного воздействия комбината черной металлургии наблюдается на расстоянии до 60 км от источника загрязнения. Кроме того, увеличилось время содержания тяжелых металлов в почве. Так, в магнитогорске этот показатель составляет: по свинцу — 46 лет, по меди — 0,1 года, цинку — 0,5-1,7 года, никелю — 0,6 года, марганцу — 81 год, кобальту — 9,5 лет. Инфильтрация нефти и нефтепродуктов привела к образованию крупных подземных их залежей в ангарске, моздоке, туапсе, ейске, орле, новокуйбышевске, уфе, комсомольске-на-амуре и других городах.

Система показателей, отражающих изменение процессов  почвообразования.

Промышленные  и сельскохозяйственные загрязнения  изменяют свойства почвы и почвообразовательных процессов, снижают потенциальное  плодородие, технологическую и питательную  ценность сельскохозяйственной продукции  и т.д. Для контроля, определения  комплекса природоохранных мероприятий  и прогноза потенциальной продуктивности почвы разработана единая система  показателей, отражающих изменение  процессов почвообразования и как  следствие — свойств почвы. Система  показателей позволяет анализировать  состояние почвы (водно-физические, химические и биологические свойства) в условиях антропогенных загрязнений. Классификация почв учитывает влияние  загрязняющих веществ на такие почвенные  изменения, как:

А) продукции  биомассы; 
б) хозяйственных частей урожаев;  
в) технологической ценности этих урожаев; 
Г) питательной ценности урожаев; д) ухудшение санитарно-гигиенической ценности.

По  степени устойчивости к загрязняющим веществам  почвы разделяют  на:

— очень устойчивые, 
— устойчивые, 
— среднеустойчивые, 
— малоустойчивые, 
— очень малоустойчивые. 
По степени чувствительности к загрязняющим веществам почвы разделяют на: 
— очень чувствительные, 
— чувствительные, 
— среднечувствительные, 
— малочувствительные, 
— устойчивые.