Антропогенные воздействия на почву

Негативное антропогенное воздействие на почву проявля­ется в ее деградации (ухудшении качества почвы в результате снижения плодородия) и полном разрушении. Эти процессы могут происходить как в результате природных явлений (при­родное изменение условий почвообразования, извержение вул­канов, ураганы и др.), так и в результате нерациональной хо­зяйственной деятельности человека. Явления деградации и полного разрушения почв многообразны.

Водная и ветровая эрозия почв. Водная эрозия – процесс разрушения почвенного покрова под действием талых и дож­девых вод. В результате водной эрозии сокращается или унич­тожается гумусовый горизонт почвы, что приводит к умень­шению содержания гумуса, азота, фосфора, калия и других питательных элементов, а также ухудшению структуры и уп­лотнению почвы. Помимо разрушения наиболее плодородной части почвы водная эрозия сопровождается рядом других неблагоприятных явлений: потеря талых и дождевых вод, умень­шением запасов воды в почве, расчленением полей, заилением рек, оросительных и дренажных систем, других водоемов.

Развитие водной эрозии зависит от ряда факторов: мощ­ность снегового покрова и интенсивность его таяния; количе­ство, интенсивность и величина капель дождевых осадков; характер рельефа; гранулометрический состав и структура почв; наличие и характер растительного покрова.

Ветровая эрозия (дефляция) – процесс разрушения почвен­ного покрова под действием ветра. Водная эрозия распростра­нена преимущественно в районах недостаточного увлажнения и низкой относительной влажности воздуха.

Развитие ветровой эрозии зависит от следующих факторов: характер рельефа; гранулометрический состав и структура почв; наличие и характер растительного покрова.

Виды ветровой эрозии: пыльные бури и повседневная дефля­ция. Пыльные бури повторяются раз в 3-20 лет, уносят до 15– 20 см поверхностного слоя почвы. Повседневная дефляция более медленно, но регулярно разрушает почву.

Промышленная эрозия почв – разрушение почвенного по­крова промышленной деятельностью человека, а именно отчуждение почв городами, поселками, дорогами, линиями электропередачи и связи, трубопроводами, карьерами, водо­хранилищами, свалками и т.д.

Дегумификация почв – уменьшение содержания и запасов органического вещества. Дегумификация наблюдается при рас­пашке целинных почв. Этот процесс наиболее интенсивен в первые 5–10 лет, а через 30–50 лет стабилизируется. Развитие дегумификации определяется соотношением в севооборотах пропашных культур и культур сплошного сева, удельным ве­сом многолетних трав, применением органических и мине­ральных удобрений.

Почвоутомление и истощение почв – процессы, происходя­щие в почвах в результате длительного возделывания одного вида сельскохозяйственных культур. Например, длительное возделывание подсолнечника приводит к обеднению почвы калием.

Вторичное засоление, осолонцевание и слитизация почв. Про­цессы вторичного засоления, осолонцевания и слитизации почв возникают на орошаемых почвах при несовершенных проектах и нарушении правил эксплуатации ирригационных систем.

Вторичное засоление – засоление почв при орошении по­чвы минерализованными водами или пресными водами в ре­зультате подъема уровня минерализованных грунтовых вод.

Вторичное осолонцевание – комплекс процессов, вызван­ных содовым засолением: изменение реакции почвенного ра­створа (рН 9–11), увеличение содержания натрия в составе поглощенных катионов, пептизация коллоидов, повышение мобильности органического вещества, ухудшение водно-фи­зических свойств почвы, прежде всего структуры.

Вторичная слитизация – ухудшение структуры почв вслед­ствие содового засоления.

Причинами деградации орошаемых почв служат бездренаж­ное орошение, большие потери воды на фильтрацию, превы­шение оросительных норм, неконтролируемая подача воды, полив минерализованной водой.

Вторичная кислотность почв – кислотность почв ниже оп­тимальной реакции почв, которая для многих сельскохозяйственных растений находится в интервале рН 5,5–8; вторичная кислотность возникает в результате выбросов в атмосферу соединений кислот промышленного, транспортного и другого происхождения.

Затопление, разрушение и засоление почв водами водохранилищ. Создание водохранилищ сопровождается развитием ком­плекса негативных процессов, приводящих к деградации по­чвенного покрова: затопление пойменных и надпойменных террас, подъем уровня грунтовых вод и подтопление почв, аб­разия берегов и засоление дельт, размыв и уничтожение почв приморских дельт, загрязнение и содовое (щелочное) засоле­ние вод и почв и др.

Промышленное загрязнение почв – результат осаждения паров, аэрозолей, пыли или растворенных соединений поллютантов на поверхность почвы с атмосферными осадками.

Сельскохозяйственное загрязнение почв – результат непра­вильного применения пестицидов, внесение сверхнормальных доз минеральных и органических удобрений, отходов и стоков животноводческих ферм.

Радиоактивное загрязнение почв – накопление в почве радионуклидов в результате ядерных взрывов, аварийных выб­росов на атомных предприятиях, утечки радиоактивных мате­риалов, захоронении отходов атомной промышленности.

Деградация ландшафтов районов с распространением много­летней мерзлоты. Эти территории отличаются крайней неус­тойчивостью к воздействию антропогенных факторов. Неупоря­доченное движение транспорта, перевыпас и другие процессы приводят к нарушению растительного покрова, что обуслав­ливает протаивание мерзлых грунтов, развитие эрозионных процессов, разрушение почвенного покрова.

Разрушение почв военными действиями происходит в резуль­тате передвижения военной техники, строительства фортифи­кационных сооружений, взрывов бомб, снарядов и т.д. Испы­тание и применение ядерного оружия вызывает радиоактив­ное загрязнение почв.

12.2. Защита почв

В целях защиты почв от деградации применяют следующие экозащитные мероприятия:

– защита почв от водной и ветровой эрозии;

– рекультивация нарушенного почвенного покрова;

– защита почв от дегумификации, почвоутомления и ис­тощения;

– защита почв от засоления, осолонцевания и слитизации;

– защита почв от загрязнения продуктами техногенеза (тя­желыми металлами, нефтью, нефтепродуктами, пести­цидами, радионуклидами и т.д.).

Защита почв от водной и ветровой эрозии включает органи­зационно-хозяйственные, агротехнические, лесомелиоратив­ные и гидротехнические мероприятия.

Организационно-хозяйственные мероприятия – обоснование и составление плана противоэрозионных мероприятий и обес­печение его выполнения (рациональное распределение земель­ных угодий, почвозащитные севообороты, земледелие полоса­ми, регулирование выпаса скота и др.)

Агротехнические мероприятия включают приемы фитомелиорации (севообороты с многолетними травами, замена чистых паров на занятые, сидеральные и кулисные), противоэрозионную обработку почвы (обработка почв по горизонтали, «кон­турное» земледелие, щелевание и кротование почв, обвалова­ние, безотвальная вспашка с сохранением стерни и пожнив­ных остатков), снегозадержание и регулирование снеготаяния (лесные полосы и кулисы, пахота снега, прикатывание).

Лесомелиоративные мероприятия основаны на создании лес­ных защитных насаждений (ветрозащитные и приовражные лесные полосы, полезащитные лесные и кустарниковые поло­сы поперек склонов и т.д.).

Гидротехнические мероприятия применяют в тех случаях, когда другие приемы не в состоянии предотвратить эрозию и основаны на создании гидротехнических сооружений, обеспечивающих задержание или регулирование склонового стока (террасирование склонов, выполаживание оврагов бульдозе­рами, закрепление склонов оврагов).

Рекультивация земель – мероприятия по восстановлению и оптимизации нарушенных ландшафтов. Она включает комп­лекс горно-технических, мелиоративных, сельскохозяйствен­ных, лесохозяйственных и инженерно-строительных работ, направленных на восстановление нарушенного плодородия земель. На восстановленной территории создаются сельско­хозяйственные угодья, лесонасаждения, водоемы, зоны отды­ха, жилые и промышленные застройки и т. д.

Рекультивация включает три этапа: подготовительный, горно-техническая рекультивация и биологическая рекультивация.

1 этап (подготовительный) предполагает обследование нарушенных территорий: определяют направление рекульти­вации, составляют технико-экономическое обоснование и про­ект рекультивации.

2 этап (горно-техническая рекультивация) включает хими­ческую мелиорацию, если она необходима. Горно-техническую рекультивацию выполняют предприятия, которые ведут разработку полезных ископаемых.

3 этап (биологическая рекультивация) направлен на вос­становление плодородия подготовленных в процессе горно­технической рекультивации земель и превращение их в пол­ноценные лесные или сельскохозяйственные угодья. Наибо­лее дешевым видом освоения рекультивируемых территорий является облесение. Для улучшения свойств верхнего слоя от­валов, для накопления в нем органического вещества и азота перед посадкой деревьев высевают люпин, донник или лю­церну с последующей их запашкой. Деревья сажают саженца­ми в заполненные нетоксичной породой или почвой ямки или борозды. При рекультивации земель в сельскохозяйственные угодья проводят известкование, рыхление до глубины 60 см, внесение удобрений, посев злаково-бобовой смеси. После этого вводят специальный севооборот, где 40-50% составляют мно­голетние травы. После такого севооборота рекультивируемые земли могут быть заняты зональным полевым или кормовым севооборотом.

Защита почв от дегумификации, почвоутомления и истощениявключает следующие мероприятия: применение органических удобрений, известкование кислых почв, использование в се­вообороте многолетних трав, регулирование соотношения в севооборотах пропашных культур и культур сплошного сева, использование щадящей обработки почвы (облегчение машин, минимизация обработки).

Защита почв от засоления, осолонцевания и слитизации. За­щита почв от потерь поливной воды и вторичного засоления включает следующие мероприятия; создание закрытой сети каналов, исключающих фильтрацию; создание дренажных со­оружений, обеспечивающих удержание соленых грунтовых вод на глубине не менее 1,5–3 м; капитальные промывки почв, если они засолены, для удаления солей из корнеобитаемого горизонта; регулярные вегетационные поливы с дренажными водоотводами.

Защита почвот содового засоления и слитости включает следующие мероприятия: химическая мелиорация (внесение гипса), применение физиологически кислых и кальцийсодержащих удобрений, включение в севооборот многолетних трав.

Защита почв от загрязнения продуктами техногенеза (тяже­лыми металлами, нефтью, нефтепродуктами, пестицидами, ра­дионуклидами и т. д.) осуществляется двумя путями. Первый путь состоит в предотвращении попадания загрязняющих ве­ществ в почву. Второй заключается в очищении, тем или иным образом, почвы от загрязнения, которое уже произошло. Очи­щение может производиться путем удаления верхнего загряз­ненного слоя почвы, путем промывок или извлечения загряз­няющих веществ из почвы с помощью растений (для тяжелых металлов и радионуклидов), интенсификации микробного раз­ложения органических загрязнителей (для нефтепродуктов и пестицидов) и т. д. Еще один подход основан на закреплении атомов токсичных элементов в почве, с целью недопущения попадания их в сопредельные среды и живые организмы. Для этого используют внесение в почву органического вещества, фосфорных минеральных удобрений, ионообменных смол и природных цеолитов, бурого угля, известкование почвы и т.д.

Защита почв от избытка удобрений включает следующие ме­роприятия: разработка новых длительно действующих грану­лированных форм удобрений, применение комплексных форм, использование правильных технологий внесения удобрений, соблюдение правил хранения и транспортировки.