Уровни и виды охраны почв

Первый уровень – защита почв от прямого уничтожения и полной гибели (Таблица файл – таблицы альбомные). Особо слабо контролируются изменения природной среды, в том числе и почвенного покрова при добыче, переработке и транспортировке полезных ископаемых (загрязнение атмосферы, поверхностных вод и почв, отчуждение земель с нарушением почвенного покрова и биоты, истощение запасов подземных вод в результате искусственного дренажа, развитие ветровой и водной эрозии на отвалах и др). Эта проблема имеет место во многих странах мира, в том числе и для России, где добывается нефти около 17%, газа – 25%, каменного угля ‑15%, железной руды – 14% объема мировой добычи этих ископаемых (Протасов, МолчановЮ 1995).

Деградация почвенного покрова может происходить и в результате воздушного загрязнения различными полютантами (тяжелые металлы, радионуклиды, оксиды серы, азота, органические хлордсодержащие соединения и др.). Ведь выбросы в атмосферу ежегодно составляют около 375 млн.т. Вокруг крупных горно-металлургических комбинатов («Североникель», «Печенганикель», «Норильский ГОК» и др.) благодаря большим количествам газопылевых выбросов образуются зоны загрязнения почвенного покрова (очень высокого, высокого, повышенного, умеренного, низкого). В зоне очень высокого загрязнения возникают техногенные пустоши, достигающие сотен квадратных километров. На этих территориях практически отсутствует органогенный горизонт почв, на обнаженных минеральных горизонтах активно развивается плоскостная и овражная эрозия.

Восстановление почв на этом уровне возможно только при условии полного исключения источника загрязнения и проведения интенсивных мероприятий по рекультивации территории, включающих химическую и биологическую мелиорацию.

Второй уровень охраны почвенного покрова – защита освоенных и используемых почв от качественной деградации. Главным фактором деградации почв является эрозия. Наибольшие масштабы эрозии почв проявляются при сельскохозяйственном использовании земель, при массовых вырубках лесов, особенно в горных ландшафтах и на территориях, подвергшихся техногенному загрязнению. Все эти почвы нуждаются в противоэрозионных мероприятиях.

Для того чтобы добиться ощутимых результатов в борьбе с водной и ветровой эрозией, необходимо знать основные ее закономерности, механизмы и факторы стимулирующие развитие эрозии и на их основе разработать принципиальные, наиболее действенные схемы противоэрозионных мероприятий, учитывающие особенности конкретных территорий.

Противоэрозионные мероприятия на осваиваемых почвах должны носить комплексный характер и при их реализации обеспечивать: 1) уменьшение силы воздействия факторов эрозии, вплоть до их исключения (запрет на распашку крутых склонов, на склонах допускающих распашку, но на которых может развиваться водная эрозия – вспашка только поперек склона, исключение из структуры севооборотов пропашных культур, внедрение минимальной системы обработки почв); 2) оптимальные условия для развития растительности или внесение мульчирующих противоэрозионных материалов, защищающих поверхность почвы от эродирующих агентов; 3) повышение противоэрозионной устойчивости почв (увеличение запасов гумуса, повышение степени насыщенности основаниями, создание водопрочной структуры и др.); 4) своевременное и полное восстановление эродированных почв.

Другим фактором качественной деградации почв – внедрение в практику водной мелиорации (например, осушение торфяных болотных почв, орошение черноземов). Так орошение черноземов приводит к неблагоприятным последствиям независимо от качества используемой для орошения воды. Развитию негативных последствий способствуют несколько обстоятельств: увеличение степени минерализации почвенного раствора; изменение состава почвенно-поглощающего комплекса; повышение уровня грунтовых вод. На практике орошаемое земледелие страдает от шаблонных подходов. Как правило, орошение ведется исходя из теоретических расчетов по заданному графику, а не по фактическому дефициту влажности. Это приводит к переполивам и появлению названных выше неблагоприятных побочных эффектов орошения.

При проведении другого вида водной мелиорации – осушения заболоченных земель, без учета географического положения территории, особенностей формирования бассейна водосбора рек, специфики почвообразующих пород также имеются негативные проявления деградации почв, проявляющиеся чаще всего в переосушении почв, особенно легкого гранулометрического состава.

При осушительной мелиорации необходимо соблюдение набора требований по охране ландшафтов и почв: 1. при строительстве осушительных систем и регулировании речного стока часто целесообразен отказ от спрямления русел рек; 2. недопустимо сплошное осушение заболоченных земель, особенно это касается осушения верховых болот, питающих истоки рек гумидной зоны и добычу на них торфа; 3. при строительстве мелиоративных систем необходимо в полной мере учитывать деформации просадочных карбонатных и лёссовых пород, приводящие к прорывам каналов, провалов, образованию полостей и др. (цитировано по Добровольскому, Никитину, 2006).

Для предотвращения качественной деградации необходима защита почв от химического, биологического и радиоактивного загрязнения, которые попадают в виде твердых, жидких и газообразных отходов производства, технологических выбросов промышленности и транспорта (тяжелые металлы, соединения серы, азота, оксиды углерода, радиоактивные изотопы, бензпирен, нефтепродукты). Их накопление связано с сорбционными свойствами почв, наличием геохимических барьеров (кислотно-основного, окислительно-восстановительного, карбонатного, криогенного и др.), подстилки и гумусового горизонта всех почв.

К третьему уровню охраны относится предотвращение негативных структурно-функциональных изменений освоенных почв. До настоящего времени имеет место недооценка важности профилактики возможных негативных изменений. Профилактика представляет собой систему опережающей защиты почв от деградации. К важным составляющим этой системы относятся: регулирование пищевого, водного, теплового и газового режимов почв; поддержание на должном уровне их биохимической активности и сохранение качественного (видового) и количественного (численного) состава почвенной биоты; оптимизация физических свойств почв. Проявлением действия комплекса профилактических мероприятий является величина урожая сельскохозяйственных культур, и особенно их качество. Качество культурных растений зависит как от оптимизации уровня минерального питания, так и от соотношения макро- и микроэлементов в различные периоды роста и развития растений. Избыток азота в почвенном растворе ухудшает качество овощной продукции за счет изменения структуры урожая, накопления небелкового, нитритного и нитратного азота, способствует сильному развитию болезней в период зимнего хранения. В тоже время оптимизация калийного и фосфорного питания овощных культур существенно улучшает их товарные и биохимические качества, способствует повышению устойчивости к болезням как в период вегетации, так и при хранении продукции.

Применений агрохимикатов (минеральные удобрения, средства защиты растений от болезней и вредителей, гербициды) имеет и другую негативную сторону – отравление почвообитающих организмов. Поэтому защита почв от загрязнения агрохимикатами – важное условие сохранения здоровья почв и окружающей среды. Многие аспекты такой защиты получили научное обоснование (Минеев, 1984, 1990). Стало очевидно, что одно из основных условий охраны почв и ландшафтов от загрязнения биоцидами, т.е. разработка и применение менее токсичных и менее персистентных соединений, производство более экологичных форм, уменьшение порошковидных препаратов, совершенствование технологий внесения в почву и способов обработки растений. На практике часто нарушаются требования по применению биоцидов, это касается: нарушения дозировок (превышение или занижение), игнорирование того, что в отличие от удобрений биоциды эффективны лишь в сравнительно узких рамках оптимальных доз; нарушение установленных сроков и времени обработки посевов, несоблюдение требований защиты людей и животных при применении биоцидов.

Для предотвращения негативных структурно-функциональных изменений сельхозземель необходимо знать масштабы их загрязнения экотоксикантами. Установлено, что от 40 до 99% применяемых биоцидов попадают в почву, водотоки и водоемы. Ощутим вклад в загрязнение почв тяжелыми металлами в результате внесения их с минеральными и органическими удобрениями. Повышенной загрязненностью отличаются фосфорные удобрения, с которыми в почвы попадают: медь 127 г/т действующего вещества, цинк 164 г/т, кадмий 3 г/т, свинец 34 г/т, никель 92 г/т, хром 121 г/т (Добровольский, Никитин, 1990, 2000, 2006)

Важным звеном действенной охраны земель является восстановление деградированных освоенных почв. Она предполагает несколько этапов: 1. диагностика патологии почв; 2. исключение действия факторов, вызвавших деградацию почв; 3. выведение деградированных почв из активного хозяйственного использования; 4. очищение почв от загрязнителей (промывки, известкование, активизация микробиологических процессов, внесение сорбирующих материалов, фиторемидиация);

5. восстановление численности и видового состава почвенной биоты, плодородия с последующим включением в сельскохозяйственное использование; 6. контроль за экологическим состоянием восстановленных земель.

Восстановление деградированных почв идет по двум главным направлениям: комплексное агротехническое и естественно-природное. В первом случае восстановление деградированных почв происходит с участием человека, при этом участие проявляется не только в использование современных технологических и технических средств, с помощью которых достигается восстановление плодородия до уровня зональных почв, но и его повышение, создаются условия для экономического стимулирования развития высокопродуктивного земледелия, производящего экологически чистую продукцию высокого качества, для проведения почвозащитных и охранных мероприятий.

Во втором случае восстановление деградированных почв идет с участием естественных почвообразовательных процессов. Наиболее наглядно это можно видеть на примере степных агроценозов: многолетняя залежь ….→ залежь без дернины (бурьянистая – 1-2 года, пырейная – 5-7 лет) …→ твердая залежь с дерниной (тонконоговая – 3-5, типчаковая – 10-15 лет ……→ целина (ковыльная степь).

В качестве самостоятельного направления охраны почв выступает сохранение и восстановление естественных почв, включающее: резервирование (выделение) целинных почв; полное соблюдение требований охраны почв особо охраняемых территорий; исключение части освоенных редких и эталонных почв из хозяйственного оборота и восстановление их естественного состояния; соблюдение особого режима использования и охраны «высокобонитетных» и «опытных» почв; организация новых комплексных и почвенных заказников, заповедников и памятников природы.

Особая охрана земель в ее высшей форме – заповедование ландшафтов и почв, что обеспечит рациональное использование и сохранение педосферы в целом.

Актуальность и в тоже время слабая разработанность проблемы особой охраны почв вызывают необходимость рассмотреть ряд ее основных аспектов: становление и место особой охраны почв в общей природоохранной системе; основные положения Красной Книги почв и кадастра ценных почвенных объектов (Добровольский, Никитин, 2006).

Известно, что еще задолго до промышленного бума ХIХ-ХХ вв. ученые различных стран вполне определенно, на основе существующего опыта, формулировали природоохранную проблему и немало делали для ее решения (о. Тобаго в 1764 г. – организация лесных заповедников, Южная Африка 1858 г. закон об охране лесов и трав, в 1864 г. организована Индийская лесная служба, Россия – указы Петра Великого о запрещении рубки приречных лесов и бесконтрольной охоты в государственных заказниках).

Несмотря на достаточно давние проявления природоохранного движения, в нем в течение длительного периода просматривалась определенная ограниченность, преобладали антропоцентрические, биоцентрические подходы к охране природы, в которых почва выпадала из сферы интересов экологов. Ситуация изменилась в 60-70 годы ХХ века. В этот период деградация почв из локальных проявлений достигла глобальных масштабов, но и это обстоятельство не изменило направленность природоохранных мероприятий. В них рассматривали лишь защиту почв от эрозии и химического загрязнения, а не как составную часть природных комплексов, без которой невозможно достигнуть прогресса в вопросах охраны растений, животных в силу того, что почва выполняет ряд важных экологических функций и является связующим звеном компонентов биосферы.

Такой подход к роли почв в биосфере позволяет сформулировать концепцию особой охраны почв, основой которой является сохранение эколого-генетического разнообразия почв и биосферы в целом.

Для реализации этой концепции необходимо создать положение о Красной Книге почв. Данный документ не только создаст юридическую основу для практических работ по сбережению почвенного разнообразия, но и приведет в целостную систему сам процесс борьбы за сохранение почвенного царства природы. Без такого правового документа попытки сберечь почву как естественно-историческое тело не дадут нужного эффекта и окажутся тщетными (Добровольский, Никитин, 2006).

До недавнего времени имелась лишь Красная книга растений и животных. Красные же книги исчезающих экосистем, почв, геологических образований находятся в основном в стадии разработки, что тормозит их полноценную охрану из-за отсутствия охранной грамоты на этот вид деятельности.

Для сохранения биосферы и разнообразия почвенных разностей, в Красную книгу прежде всего следует включить те из них, которые находятся под угрозой исчезновения. Это необходимо не только в природоохранных целях, но и для успешного решения многих практических задач. Так, для проведения мониторинга и сравнительного анализа процессов, происходящих в целинных и освоенных землях, следует иметь эталонные почвы. Окультуренные почвы в процессе функционирования испытывают действие факторов почвообразования. Знать, какие изменения в освоенных землях обязаны антропогенным воздействиям, а какие – природе, необходимо для выработки оптимальных систем земледелия и максимального использования почвенного плодородия, как естественного, так и искусственного.

У сторонников создания Красной книги почв могут появиться и противники, которые в качестве доводов против приведут Красную книгу растений и животных, содержащих сведения и о почвах. Однако заповедные территории выделялись для защиты растений и животных, а почвы попадали лишь как места обитания. В результате многие исчезающие почвенные разности не попали в ныне существующую сеть заповедников, заказников, памятников природы, биосферных резерватов и не могут в нее попасть, так как не внесены в Красную книгу. От того, как будет заповедоваться почва, во многом зависит успешное решение всей природоохранной проблемы. Поэтому весьма актуально своевременное включение программы почвенного заповедования в общую систему долгосрочных мероприятий по развитию сети особо охраняемых территорий.

При разработке Красной книги почв целесообразно использовать опыт создания Красной книги растений и животных, которая распространяется на редкие и находящиеся под угрозой исчезновения виды. Есть основания считать, что и Красная книга почв также должна преследовать подобную цель применительно к почвенным телам и иметь ряд отличительных особенностей, отражающих разнообразие почв, специфику почвенных образований, .особенности воздействий на них человека и т.д.

В связи с этим возникает необходимость в определении почвенных объектов, подлежащим высшим формам охраны. Для этого следует выделить три основные категории почвенных образований: целинные (естественные), освоенные человеком и окультуренные, при этом цели и формы их охраны могут заметно различаться.

Из категории целинных земель в Красную книгу целесообразно включить: эталлоные представители тех почв, для которых существует угроза значительного изменения, деградации или исчезновения под влиянием антропогенных факторов; эталоны широко распространенных почвенных разностей для всестороннего их изучения, устранения опасности их бесконтрольного освоения и сохранения наибольшего разнообразия естественных почвенных разностей, структур почвенного покрова и их биоценозов.

Из освоенных почв в первую очередь следует включать наименее измененные разности, близкие к целинным почвам и нуждающиеся в охране. Наиболее распространенной формой охраны таких почв должна стать организация почвенных заказников общего режима. На их территории исключается широкомасштабная хозяйственная деятельность, проводятся в полном объеме мероприятия по защите среды от загрязнения, при возделывании сельскохозяйственных культур допускается только при условии действительного соблюдения всех мероприятий, предотвращающих эрозию и деградацию почв.

На отдельных участках наименее измененных освоенных почв целесообразна организация заказников специального режима и в дальнейшем заповедников для сохранения эталлоных освоенных и редких почв.

Для освоенных высокоплодородных и высокоокультуренных почв, прежде всего, черноземов, дерново-подзолистых и пойменных желательно введение для таких территорий статуса заповедника. Однако это довольно сложный вопрос вследствие того, что эти почвы сплошь распаханы и интенсивно используются.

Почвенные заповедники могут быть трех видов – раритетные, агрономические и в виде моделей высокого плодородия. Раритетные, как правило, имеют небольшие площади, на них распространены почвы с уникальными процессами почвообразования, обусловленные редкими почвообразующими породами с особым минеральным составом. Агрономические заповедники характеризуют главные в хозяйственном отношении эталонные освоенные почвы. Заповедники моделей высокого плодородия предполагают особую охрану почв, доведенных до высокого уровня плодородия (Табл. 33).

К числу почв, подлежащих первоочередному заповедованию следует отнести почвенные профили, формирующиеся на редких для зоны почвообразующих породах и в необычных экологических условиях: почвы на шунгитовых сланцах, карбонатных и других породах. Эти почвы обладают высоким естественным плодородием, поэтому сохранение уцелевших целинных или слабо измененных аналогов имеет большое природоохранное значение.

Таблица 33

Виды почвенных объектов особой охраны (Добровольский, Никитин, 2006)

К группе почв первоочередной особой охраны относятся также эталонные профили, всестороннее изучение которых является базой для разработки теоретических и прикладных вопросов учения о генезисе, географии и экологии почв лесной зоны.

В эту же группу должны быть включены почвы, на базе которых были проведены фундаментальные исследования свойств и режимов почв различного генезиса. Многочисленные экспериментальные результаты позволят создать электронный банк данных и послужат основанием для придания этим объектам статуса заказников и заповедников специального режима. Их создание будет способствовать преемственности научных исследований прежних лет, сделает мониторинговые наблюдения более значимыми и научно обоснованными, особенно в части прогноза под влиянием антропогенных воздействий.

Важным объектом особой охраны должны стать почвы с ярко выраженным полигенетическим профилем, в котором «записаны» различные этапы его эволюции и отчетливо проявляются функции памяти биогеоценоза. В лесной зоне равнинных районов к таким почвам относятся подзолистые и дерново-подзолистые со вторым гумусовым горизонтом, почвы с карбонатными конкрециями, автоморфные песчаные подзолы с мощными ортзандровыми горизонтами (Добровольский, Никитин, 2006).

Практическое воплощение идей по созданию Красной книги почв, создание банка данных почв, требующих особой охраны происходит недопустимо медленными темпами. Причин, способствующих такому положению дел много как объективных, так и чаще субъективных. Отрадно отметить тот факт, что в последние годы активизировалась работа по реализации предлагаемого проекта. Появились предложения об особой охране конкретных ценных почвенных объектов из Московской, Ленинградской, Оренбургской, Ростовской, Тульской областей, Калмыкии.