1. Топырақ тіршілік ортасы есебінде

Топырақ ағзаларын экология позициясымен қарағанда топырақ – олардың тіршілік ортасы, мекен ету орыны. Дегенмен микроағзалар үшін топырақ әртүрлі тығыздық құрылымдағы бүтін орта ретінде, мезофауна үшін – ауа немесе сумен толтырылған, саңылаулар мен індердің жүйесі, топырақ микроағзалары үшін көпфазалы, тіпті бір микролокуста қатаң кері жағдайлары бар микроортаның өте гетерогенді жүйесі болып табылады. Қандай да бір, тіпті топырақтың ең ұсақ агрегатының бетінде аэрацияның басқа жағдайлары, ылғалдылығы, рН, алынатын қоректік заттардың болуы, ал ішінде – мүлдем басқа болуы мүмкін. Сондықтанда топырақтың бұл қасиеттерінің орташа көрсеткіштері, гумустың құрамды мөлшері, рН, тотығу-тотықсыздану потенциалы, әртүрлі ірі және орта жануарлар немесе микроағзаларды, өсімдіктердің тамыр жүйесінің топырақтағы тіршілік жағдайларын зерттеуде маңызды орын алады. Топырақ макромекенділерінен ерекшелігі микроскоптық ағзалар арасында топырақта әртүрлі тіршілік формасы бар өкілдерді - қатты фаза мекендеушілерін, гидробионттар мен аэробионттарды табуға болады.

Микроағзалар үшін мекен етуге топырақтың қатты фазасы мозайкалық пен гетерогенді ортамен қамтамасыз етеді. Топырақтың қатты бөлігінің құрамына негізінен минералды қосылыстар және аз мөлшерде - өсімдіктердің органикалық қалдықтары кіреді.

4.2 Топырақ биотасы биогеоценоздағы биотикалық қауымдастықтың құрамдас бөлігі ретінде

Биогеоценоз - тіршілік ету жағдайлары ұқсас, белгілі аумақта өсетін өзара байланысты түрлердің (популяциялардың) тыныс-тіршілік ортасы. Биогеоценоз терминін 1940 ж. орыс ғалымы В.Н. Сукачев ұсынған. Ғылыми әдебиетте биогеоценозды экологиялық жүйе деп те атайды. Дара бастың зат алмасу және энергия қабылдау үдерістері биогеоценоз популяциялары арасындағы байланыстардың негізін құрайды. Сонымен биогеоценоз тірі және өлі бөліктерден, соған сай биоценоз және биотоптан құралады. Қоректену әдісіне қарай барлық тірі ағзалар автотрофты ағзалар және гетеротрофты ағзалар болып бөлінеді.

Биогеоценоздағы зат айналымы тіршіліктің пайда болу үдерістерінде қалыптасып, тірі табиғат эволюциясының дамуы нәтижесінде күрделене түседі. Сондай-ақ, биогеоценозда зат айналымы болу үшін экожүйеде анорганикалық заттардан органикалық заттар түзетін және күн сәулесінің энергиясын басқа түрге өзгертіп, сол органикалық заттарды пайдаланып, оларды қайтадан анорганикалық қосылыстарға айналдыратын ағзалар болады. Биогеоценоздың негізін продуценттер, консументтер, редуценттер құрайды.

Биогеоценоз 2-ге бөлінеді:

1. Табиғи биогеоценоз (тоған, орман, т.б.) - табиғи сұрыпталу нәтижесінде қалыптасатын өздігінен реттелетін күрделі де тұрақты биологиялық жүйе.

2. Жасанды биогеоценоз - түрлі агрономиялық әдістерді қолдану нәтижесінде алынған агроценоздар. Бұған қолдан жасалатын шалғындықтар, егістіктер мен жайылымдар, қолдан отырғызылатын ормандар жатады.

Топырақ - литосфераның жоғарғы қабаттарына су, ауа мен тірі ағзалардың әсерінен қайта құру нәтижесінде қалыптасқан табиғи түзілім. Биоценоздың құраушысы болып табылады. Құнарлылық қасиеті биомассаны қалпына келтіруге, яғни ауылшаруашылық дақылдарынан мол өнім алуға мүмкіндік береді. Ғылыми тілде жұмсақ топырақ қабатын жердің қатты мол қабатынан (литосферадан) ажыратып - педосфера деп атайды. Топырақ өзінің құнарлығы арқасында әлемдегі бүкіл тіршілікте, соның ішінде адамзат қоғамын тұрақты топырақтың физикалық қасиеттері су, ауа өткізгіштігі, су сақтағыштығы, құрамы мен құрылым ерекшелігіне байланысты. Топырақтың негізгі бөлігін бастапқы топырақтың түзуші аналық жынысынан бастау алатын минералды құрамы анықтаса (85-99%), біршама бөлігін топырақ түзілу үдерісінде, негізінен осында өскен өсімдіктер қалдықтары (шіріген тамыр, түскен жапырақ, т.б.) ыдыраған кезде синтезделіп түзілетін органикалық (қарашірінді) заттар құрайды (1-15%). Жануарлар дүниесі (негізінен омыртқасыздар) тіршілігінің әрекетінен органикалық заттадың ыдырауы жылдамдайды. Адамның шаруашылық әрекеті (орманды кесу, шөп егу, жер жырту, мелиорация, органикалық минералды тыңайтқыштар қолдану) топырақ түзуші кейбір факторларға (мысалы, өсімдікке) әсер етіп, топырақ түзілу үдерісінің бағытын тез өзгертеді. Топырақ қатты, сұйық, газ құрамды және тірі ағзалар бөліктерінен тұрады. Олардың ара қатынасы әр түрлі топырақта ғана емес, тіпті бір топырақтың әр қабаттарында әр түрлі болады. Топырақтың жоғарғы қабатынан төменгі қабатына қарай органикалық заттар мен тірі ағзалар азая түседі, ал аналық жыныстарының түзілу қарқындылығы төменгі қабатынан жоғарғы қабатына қарай арта түседі. Топырақ жәндіктері мен микроағзалары - топырақты табиғи тіршілік ортасы ретінде пайдаланатын әр түрлі тірі ағзалар; топырақтың тірі қабаты. Онда топырақ микроағзаларынан - бактерия, саңырауқұлақ, сәулелі саңырауқұлақ, т.б. және көптеген омыртқасыз жануарлардан қарапайым жәндіктер, құрттар, былқылдақденелілер, ересек бунақденелілер мен олардың дернәсілдері, жер қазғыш омыртқалылар т.б. кездеседі. Олардың санының өзгеруі жыл маусымына да байланысты, көктем мен күзде көбірек болса, қыс пен жазда азаяды.

Топырақ қабаттары - топырақ түзілу процесінде аналық жыныстардың бөліну нәтижесінде қалыптасатын, бір-бірімен генетикалық түрде байланысқан топырақ қабаттары. Топырақ қабаттарының жиынтығы топырақ құрылымын құрайды. Топырақ қабаттары топыраққа заттарды (органикалық, минералдық, т.б.) енгізу, бөліп шығару, топырақта қалғанын қайта бөлу және өзгерту нәтижесінде пайда болады. Топырақтың жоғарғы қабатынан төмен қарай топырақ пішіні, түсі әр түрлі генетикалық қабаттарға бөлінеді. Ол қабаттардың тек морфологиялық түрлері ғана емес, сонымен қатар химиялық құрамы, физикалық-химиялық қасиеттері, тіпті механикалық құрамы мен тірі ағзалары әр қабатта әр түрлі болады.

Топырақ эрозиясы (латынша erosio-желіну) деп - топырақтың беткі ұнтақталған құнарлы қабатының жел күшімен немесе су ағынының шаю нәтижесінде құнарының азаюын айтамыз. Топырақ өңдеу деп - ауыл шаруашылық дақылдарының өсіп-өнуіне қолайлы жағдайлар жасау үшін, топырақ өңдеуші машиналар мен құралдардың жұмысшы мүшелері арқылы топыраққа механикалық әсер етуін айтамыз.

Топырақ құрылымы - топырақтың жетілген кезде көлемі мен пішіні, құрамы әр түрлі болатын жеке бөліктерге (құрылымдық бөліктер, агрегаттар) бөліну қабілеті. Топырақ құрылымы түзілген кезде өсімдік тамырлары мен топырақтың коллоидтарының жабысқақтық қасиеті үлкен рөл атқарады. Әр бір бөліктің топырақ ұнтақтары қарашірінді мен өсімдік тамырлары және кейбір топырақты жәндіктер (жауын құрты, т.б.) әрекеттері арқылы бір-біріне жабысып, әр түрлі топырақ агрегаттарын түзеді. Мысалы, жауын құрты топырақты өсімдік қалдықтарымен бірге өз денесінен өткізу арқылы суға оңай берілмейтін капролитті құрылым құрайды. Топырақ құрылымы топырақтың ауа мен су алмасу режимінің негізгі еркешеліктерін анықтайды, сондықтан топырақ құнарлылығын арттырудың негізгі факторының бірі болып табылады. Оның құрылымы бірнеше рет өңдеу жүргізгенде, сонымен қатар химиялық және микробиологиялық процестердің нәтижесінде бұзылады. Жыртылған топырақтың құрылымын сақтап, одан әрі жақсарту үшін көп жылдық шөп себіледі және басқа да агротехникалық шаралар жасалынады. Топырақ құрылымы мен топырақтың су сыйымдылығы, су өткізгіштігі, өңдеуге пісіп жетілуі, топырақ эрозиясына шыдамдылығы, т.б. тығыз байланысты.

Табиғатта құрылымы жөнді түзілмеген құмдақ және құмды борпылдақ, жеңіл топырақтар және құрылымы қатты тығыздалған бағаналы топырақтар, сонымен қатар құрылымдары жақсы түзілген майда түйіртпекті, жаңғақты, майда кесекті топырақтар кездеседі. Құрылымдары борпылдақ топырақтар құмды аймақтарға тән. Тығыздалған бағаналы құрылымдар керісінше механикалық құрамы ауыр, балшықты, тақырлы топырақтар мен сортаң топырақтарға тән.

Қазақстанның барлық жер көлемі 2 724,9 мың км. кв. Жер қорымыздың көлемі өте үлкен болғанымен оның сапасы соңғы жылдары күрт нашарлап отыр. Жерді дұрыс пайдаланбау салдарынан топырақ деградацияға ұшырап, құнарсыздану, шөлге айналу үдерістері күшейе түсуде. Соңғы мәліметтер бойынша Республика жерінің 180 млн.га. немесе 60 пайыз шөлге айналған. Барлық жердің 235 млн.га жазық жерлер,185 млн.га жайылым және 34 млн.га таулы аймақтар алып жатыр. Жоғарыда аталған 235 млн.га құнарлы жердің 185 млн.га жері жарамсыз жерлерге ұшырап, оның 30 млн.га топырақ эрозиясы, 60 млн.га тұздану, 10 млн.га химиялық және радиактивті заттармен ластанған. Республиканың 30 млн.га жерлерін өнеркәсіп, көлік, байланыс, елді мекендер алып жатыр. Солтүстік облыстарда тың игеру науқанына байланысты және бірегей бидай дақылын егу топырақ қарашірігінің 25-30 пайызын жоғалтты. Батыс Қазақстан аймағында мұнай-газ өнеркәсібінің қарқындап дамуы 1000 га. астам жерді қамтыса, топырақтың техногенді бөлінуі 2,5 млн. га, ал тозған жайлым 3 млн.га жерді алып жатыр. Сол сияқты Азғыр мен Тайсойған сынақ полигондарының игілігіне 1,4 млн.га.жер бұйырған. Оның үстіне Каспий теңізінің көтерілуі болашақта осы аймақтың шамамен 2,8 млн.га жерін су басады деп болжам жасалуда. Экологиялық қиын жағдай Орталық Қазақстан жерлерінде қамтып отыр. Мұнда жердін техногенді бөлінуі, өнеркәсіптік қалдықтарымен ластану, ауыр металдардың жинақталуы, радиактивті элементердің және ракета - ғарыштық қоқыстардың шоғырлануы тұрақты жағдайға айналған. Кейбір аймақтарда топырақтың тозуы, бөлінуі және шөлге айналуы Ертіс, Амудария мен Сырдария өзендерінің су бассейнінің азаюы, Арал теңізінің тартылуымен тікелей байланысты болып отыр. Оңтүстік Қазақстанда Арал аймағының экологиясына байланысты 2 млн.га жер шөлейттеніп кеткен және Жаңадария өңіріндегі 3 мың га қара сексеуіл орманы біржола жойылу үстінде. Арал өңірі мен Сырдария өзенінің аңғары бойынша топырақтың химиялық улы заттармен және радионуклеидпен ластануы жылдам жүруде. Балхаш-Алакөл және Шу-Мойымқұм аймақтарындағы өзгерістер, Іле өзеніне Қапшағай су қоймасының салынып, судын жасанды реттелуі табиғатқа көп зардаптар әкелді. Су деңгейінің 1,5-2,0 метрге төмендеуі Іле атырабы бойынша топырақтың құрғап, бүлініп, сорланып,тозып кетуіне жол берді. Әсіресе Іле-Балқаш бассейіні жер жаннаты аталған Жетісу өңіріне Экологиялық апатты да ала келді. Іле бойындағы ит тұмсығы өтпейтін тоғай, тораңғы орманы, Шарын өзенінің қайталанбас сұлу табиғаты мен каньондары тозып, жағалаудағы шұрайлы жайылымдар құлазыған сары далаға, шөлге айналып бара жатыр. Ендігі жерде Іле суының 10-15 пайызын Қытайдың алуы бұл өңірдің табиғатын тұл етері анық. Қазақстандағы егістікке пайдаланатын жерлердің де экологиялық жағдайы нашар. Ол республика бойынша 26610,7 мың га. жерді алып жатыр. Соңғы жылдары байқалып отырған әлемдік климаттың өзгеруі Қазақстанның шөл, шөлейтті белдемдеріне әсерін тигізіп, ондағы егіс алқаптарының сапасын төмендетіп жіберді. Бұл жерлерде топырақтың құнарсыздануы, бүлінуі және шөлге айналуы прогрессивті түрде жүруде. Оның үстіне топырақты қорғаудың агротехникалық шаралары, қар тоқтату, органикалық және минералды тыңайтқыштар беру гербицидтер мен пестицидтерді қолданбаудан арам шөптердің қаулап өсуі, шегіртке тәрізді зиянкестердің шексіз көбеюіне жол беріліп, жердің сапасын төмендетті. Мәселен, 1996 ж. егістіктерде 1 млн.т. минералдық және 33,2 млн.т. органикалық тыңайтқыш берілсе, бұл көрсеткіштер 1998-2001 жылдары 16 мың тоннаға қысқарған. Топырақтану институтының мәліметі бойынша Қазақстанның құнарлы топырағы өзінің қарашірігінің 19-22 пайызын жоғалтқан. Мұның өзі болашақта жер ресурстарының сапасы жақсармайтынын аңғартады. Топырақтың ауыр металдармен және радионуклидтермен ластануы барлық аймақтарды қамтып отыр. Әсіресе Қазақстан бойынша ірі өнеркәсіптер, кен орындары, қазба - байлықтарды өндіру, соғыс-өндірістік қалдықтарды сақтау және оларды көму аймағында ерекше жылдам жүруде. Республика жерінде химиялық қалдықтар 2,3 млрд. тоннаға жетсе, ал 529 нысанында радиактивті қалдықтар сақталған. Өнеркәсіптерден шығарылған химиялық заттар Шығыс Қазақстан бойынша жылына 5 млн.т. жетіп отырғаны тіркелген. Республика бойынша ластану деңгейі Бетпақдала, Балқаш өңірі, Мұғалжар, Ертіс өңірі, Маңғыстау, Каспий маңы ойпаты, Іле Алатауы жазықтарында тым жоғары. Сырдария, Шу, Талас, Жайық өзендеріндегі жерлер қорғасын, фтор, мыс, бор, пестицидтер және нитраттармен ластанған. Өскемен, Риддер, Зырян қалалары маңындағы жерлерде қорғасынның мөлшері 100 РЗШ, кадмий, мырыш 8-14 РЗШ, мыс 10 РЗШ-ға жеткен. Павлодар, Екібастұз, Қаратау, Тараз т.б. өнеркәсіп орындары аймағы геохимиялық ауытқуларға және уытты заттармен ластануға ұшыраған. Семей өңірінің радиактивті заттармен ластануы өте жоғары. Осы жерлерде шоғырланған 154 өнеркәсіп орындарынан жылына 294 мың т. улы зат қоршаған ортаға шығарылады. Мәселен, мыс 100 РЗШ, қорғасын 100 РЗШ, мырыш 300 РЗШ, хром 100 РЗШ, кобальт 50 РЗШ, никель 50 РЗШ т.б. ауыр металдардың шекті мөлшерінің тіркелгені Семей қаласы бойынша жарияланған әдебиеттерде келтіріледі. Соңғы мәліметтер бойынша Қазақстан аумағында ядролық қарулар сыналған жерлердің көлемі Ақтөбе облысында - 4 207,5; Атырау - 1 635,3; Шығыс Қазақстан - 11,1; Жамбыл – 2 576,1; Жезқазған - 4 900; Батыс Қазақстан – 1 558,8; Орталық Қазақстан - 19,6; Маңғыстау - 21,4; Павлодар - 717,0; Оңтүстік Қазақстан - 8,1; Семей - 941,2 мың га. жерлерді қамтыған. Осы жерлерде 50 жыл бойы (1949 - 1996) бұрынғы Кеңес үкіметі соғыс ведомстволары 503 ядролық сынақ жасап, Қазақстанның шырайлы жерінің 20 млн. га жарамсыз етті. Батыс Қазақстан аймағында 1966 - 1979 ж. аралығында 24 ядролық қару сыналған, олар Маңғыстау облысында - 3, Батыс Қазақстанда - 4 және Атырауда - 17 рет жасалған. Соның ішінде ең ірісі Азғыр полигоны ғана 6,1 мың га жерді алып жатыр. Зерттеулер нәтижелері бойынша Нарын, Азғыр құмдарында радиактивті элементтері кадмий - 80-120, стронций -150, қорғасын - 80 және нитрат - 8,8 есе шекті мөлшерде көбейіп кеткен. Үстірт платасында 1968-1970 жылдары жер асты ядролық сынағы жасалған. Осы жерлердің бәрінде де суға, топырақ пен өсімдік және жан-жануарлар дүниесіне бұрын-соңды болмаған залалдар келді. Республика аумағында ірі ракеталық полигондар Атырау облысының «Тайсойған», Балқаш көлі маңында «Ташкент-4» және «Байқоңыр» ғарыш айлағында орналасқан. Бұл жерлерде топырақ беті өте қауіпті улы гептил жанармайы мен және ракета «қоқыстармен» ластанған.

Гептил өте улы зат болғандықтан адамдардың өкпе-тыныс жолдарына, жүйке-жүйесіне әсер етіп, бүйрек, бауыр мүшелерін зақымдайтыны анықталған. Сол сияқты ракета, космос корабльдерінің ұшуы «қышқыл жауындар» жаудырып қоршаған ортаны тірі комплексінің 3 түрі 50 пайызының биомассасын жойып жіберді. Мәселен, 1988-1991 ж. аралығында тек қана Тайсойған полигонында ғана 24 000 ракета барлығы 30000 тонна жанармай жаққан. 1994 жылы 5 шілде мен 27 қазанда апатқа ұшыраған «Протон» ракета тасығышы Қарағанды облысының жеріне гептилен уын шашып, орасан зор қауіп төндірді. Оның зардабы әлі белгісіз болып отыр. Қазіргі кезде Қазақстан жерінің 33,6 млн.га жері соғыс полигондарының кесірінен бүлінгені анықталды. Сол сияқты Республика аймағында барлығы 16 млрд. тонна радиактивті қалдық жинақталған. Ол қалдықтар Ақмола облысының - 800 га, Жамбыл облысының - 190 га, Қарағанды облысының - 25 га, Қызылорда облысының - 3 га, Оңтүстік облысының - 2 га жерін алып жатыр. Нәтижесінде бүгінгі таңда Қазақстанда радиациялық апат аймақтары мен ондағы қазіргі қалыптасқан жағдайларды келтірілген фактілер арқылы көруге болады. Қазақстанның құрғақ климаты жағдайында радионуклидтер топырақта баяу қозғалып, ұзақ сақталып, экожүйелерді бүлдіреді. Осылайша топырақ негізгі ластану көзі ретінде радионуклидтерді өсімдіктерге одан жан-жануарларға, адамға жеткізіп отырады. Ал адам баласы өз кезегінде генетикалық, соматикалық, онкологиялық ауруларға ұшырап, зардап шегеді. Қазірдің өзінде Қазақстанда 2,6 млн. адам мутагенез аурумен есепте тұр. Атырау облысында 32 мың адам анемия, сүйек рагі, туберкулез, жүйке ауруларымен ауырып зардап шегуде. Жоғарыда келтірілген тарихи және шынайы фактілер Қазақстанның қасиетті топырағы, ауасы мен су ресурстарының қаншалықты зардап шегіп келгенін дүние жүзінің адамзат қоғамы соңғы жылдары ғана біліп отыр. Ендігі жерде қазақтың ұлан-ғайыр аумағы өзінің жаралы денесін сауықтыра отырып болашақ ұрпақтарының салауатты өмір сүруін қамтамасыз етуге бел байлап, өркениетті елдер қатарына қосылатын күн алыс емес екеніне кәміл сенеміз.