2.2.2 Закисление почв

Закисление почвы – это естественный процесс, но в последние десятилетия он был усилен деятельностью человека путем выброса в атмосферу соединений серы и азота, образуемых при сжигании минеральных топлив и выделяемых в промышленных процессах. Закисление может быть вызвано также удобрениями и дренажем почвы. Закисление почвы является важным спусковым механизмом для высвобождения катионов, таких как , , , , и тяжелых металлов (которые присутствуют в почве в значительных количествах, но обычно имеют низкую подвижность). Это проявляется в эффекте истощения буферной емкости почвы. Почвы сильно различаются в отношении их способности нейтрализовать кислотность; например, песчаные почвы имеют низкую буферную емкость и поэтому даже незначительные изменения pH могут превратить почву из приемника в источник загрязнений. В повышение кислотности почв дают вклад несколько основных механизмов:

1. землепользование – из-за удаления из почвы основных катионов с урожаем;

2. избыточное применение азотных удобрений;

3. лесонасаждение еловых пород;

4. дренаж влажных почв;

5. атмосферные осадки ( , и ) в основном от топливно-энергетического комплекса, промышленных предприятий, транспорта и животноводческих ферм.

Самое важное воздействие закисления на окружающую среду – это вымывание закисляющих соединений из почвы в поверхностные и грунтовые воды. Также закисление почвы является предпосылкой закисления воды, при этом атмосферные осадки образуют лишь один из вкладов в этот процесс.

Дренажные воды, отводимые с кислых почв, содержат повышенные концентрации Al, который может сильно влиять на качество поверхностных вод (особенно на жизнь в воде) и на грунтовые воды и, следовательно, на источники питьевой воды. В самом деле, главный эффект закисления – это мобилизация алюминия из глинистых материалов, входящих в состав почв. Разрушение глинистых минералов при закислении может привести также к истощению почвенной буферной емкости. Самые уязвимые почвы – это те, у которых буферная емкость низкая, т. е. кислые и песчаные почвы. Закисление сильно снижает плодородие почв, в основном воздействуя на их биологическую составляющую путем разрушения органического вещества, что вызывает потери питательных веществ. При низких pH существует также риск высвобождения тяжелых металлов.

На несельскохозяйственных землях, на которых никаких химических контрмер не применяют (например, известкование), закисление может воздействовать на живучесть растений, вызывая опадание и обесцвечивание листьев или иголок, а это может привести, в конце концов, к умиранию леса. Кроме того, может произойти уменьшение разнообразия пород, за которым следуют изменения почвенных или растительных организмов. В конечном счете, кислые условия благоприятствуют более терпимым к ним или кислотолюбящим видам. При этом некоторые из таких видов, населяющих кислые почвы, могут оказаться ценными, и тогда биоразнообразие увеличится.

Помимо снижения кислотных выбросов путем проведения координированных властями мероприятий, закислению почвы и его воздействию на жизнеспособность леса может быть противопоставлено применение удобрений. Однако утерянную буферную емкость почвы восстановить невозможно. Это обстоятельство превращает закисление почвы в одну из самых главных угроз в Европе, поскольку полный эффект закисления невозможно обратить.

Конечно, известкование увеличивает pH почвы, но оно всегда воздействует также на почвенную биоту и наземную флору, что не всегда желательно. И в любом случае известкование следует проводить таким образом, чтобы увеличение pH происходило постепенно. Этого можно достичь, используя медленно растворяющиеся известняки, например, доломит. Быстрое увеличение pH может вызвать усиленную минерализацию гумусового слоя и, следовательно, привести к усиленному вымыванию нитратов и основных катионов в грунтовые воды.