Pochvovedenie_Kovda_chast_2

почве оказывает более сильное ингибирующее действие, чем при той же концентрации каждый элемент в отдельности.

В разных типах почв уровень токсичности тяжелых металлов может отличаться на порядок и выше. Установлено, что, например, кадмий на неокультуренных подзолистых почвах оказывает угне­ тающее действие при содержании 5 мг/кг, а на окультуренных — начиная с 50 мг/кг.

Загрязнение почв бензпиреном. С продуктами неполного сгора­ ния угля и нефти в почву поступают полициклические ароматиче­ ские углеводороды, среди которых особенно опасен бензпирен. Он сильный канцероген. Почва — конечный резервуар аккумуля­ ции бензпирена. Больше всего его накапливается в гумусовом го­ ризонте. С почвенной пылью, грунтовыми водами, с продуктами питания бензпирен может попадать в организм животных и чело­ века. Почвенные микроорганизмы обладают способностью расщеп­ лять бензпирен на нетоксичные компоненты, но процесс поступле­ ния превалирует над детоксикацией его. Эта проблема заслужива­ ет глубокого изучения.

Техногенное подкисление почв. Техногенное поступление в ат­ мосферу соединений хлора и соляной кислоты, оксидов азота и азотной кислоты, а также соединений серы приводит к выпадению кислотных дождей, адсорбции почвой газов и изменению реакции почв в кислую сторону.

Антропогенное поступление серы в почву и на поверхность рас­ тительности происходит в форме диоксида серы и других газообраз­ ных соединений и в виде кислотных дождей. Почва сорбирует диоксид серы. Скорость сорбции увеличивается с нарастанием влажности почв, повышением рН, увеличением содержания орга­ нического вещества, емкости поглощения и удельной поверхности

восстановленные соединения серы: сероводород, метилмеркаптан, сероуглерод и др. Диоксид серы в атмосфере окисляется в триоксид серы. Оксиды серы и азота, выделяемые в процессе техногенеза, при растворении в жидкой фазе облаков и тумана превраща­ ются в кислоты и выпадают с осадками. Выбросы серной кислоты часто сочетаются с выбросами тяжелых металлов, оксидов азота и растворов азотной кислоты, соединений хлора, органических ком­ понентов и др. Эти сочетания или усиливают действие кислотных дождей (с азотной и соляной кислотами, с тяжелыми металлами), или ослабляют его (со щелочно-земельными металлами). На фо­ новых территориях с осадками поступает 3—6 кг/га серы, в про­ мышленных регионах — 25—30 кг/га. Соответственно содержание

338

планете ежегодно в атмосферу поступает до 500 млн. т кислотных компонентов. Кислотные дожди усиливают кислотность почв и природных вод, вызывают выщелачивание питательных элементов, разрушают структуру почв, нарушают газовый режим, подавляют биоту почв и вызывают другие негативные последствия. Техноген­ ное подкисление почв следует учитывать при планировании извест­ кования почв, при расчетах доз удобрений и других мероприя­ тий.

Техногенное подщелачивание почв. При поступлении щело­ чных, щелочно-земельных и тяжелых металлов с выбросами ме­ таллургических заводов, а также аммиака с выбросами комбинатов по производству удобрений происходит подщелачивание почв. Масштабы этих процессов значительно меньше, чем процессов подкисления, и негативные последствия также не столь значитель­ ны. Но при этом аномально может возрастать содержание в поч­ вах тех или иных компонентов, что может привести к нарушению необходимых пропорций в элементах питания. Повышенная ще­ лочность почв неблагоприятна для многих сельскохозяйственных растений. К тому же в условиях щелочной реакции среды и про­ мывного режима резко возрастает мобильность органического ве­ щества, что приводит к обеднению почв гумусом.

20.12. Охрана почв от загрязнения тяжелыми металлами и другими продуктами техногенеза

Защита почв от загрязняющих ее продуктов техногенеза бази­ руется прежде всего на совершенствовании технологии и принци­ пов организации производства. Создание замкнутых технологиче­ ских систем, организация производства без отходов приводит к резкому, почти полному сокращению поступления в почву продук­ тов техногенеза.

Помимо предупредительных мер, важное значение имеют меры по ликвидации существующего загрязнения.

При атмосферном загрязнении почв тяжелыми металлами и другими токсичными компонентами, когда они концентрируются в больших количествах в самых верхних сантиметрах почвы, воз­ можно удаление этого слоя и захоронение его.

В настоящее время получен ряд химических веществ, которые способны инактивировать тяжелые металлы в почве или понизить их токсическое действие. Это ионообменные смолы, образующие хелатные соединения с тяжелыми металлами. Ионообменные смо­ лы вносят в почву в дозах, определяемых уровнем загрязнения. Негативной стороной веществ-инактиваторов является их ограни­ ченная емкость.

Более доступен, но не всегда более эффективен способ закрепления тяжелых металлов в почве путем внесения

Внесение органических удобрений в высоких дозах, использо­ вание зеленых удобрений, муки из рисовой соломы и т. п. снижает поступление кадмия и фтора в растения, а также токсичность тя­ желых металлов. Регулирование состава и доз минеральных удобре­ ний может уменьшить токсическое действие ряда элементов. Вне­ сение повышенных доз фосфора понижало токсическое действие свинца, меди, цинка и кадмия.

Сочетание предохранительных мер и мер по ликвидации за­ грязнения почв тяжелыми металлами позволит защитить почвы от загрязнения, а растения от токсического их действия.

20.13. Проблемы почвенного мониторинга

Работа по охране почв предполагает наличие информации о состоянии почв, об их изменениях под влиянием антропогенных нагрузок.

В отличие от атмосферного воздуха и природных вод наблюде­ ние за состоянием и загрязнением почв минеральными и органиче­ скими токсикантами крайне ограничено и в должной мере не орга­ низовано. Экологическая роль почвы как узла связей биосферы, где наиболее интенсивно идут все процессы обмена веществ между земной корой, гидросферой, атмосферой и обитающими на суше организмами, определяет необходимость специальной организации почвенного мониторинга как неотъемлемой части общего монито­ ринга окружающей среды.

Необходимость организации службы почвенного мониторинга становится все более острой с каждым годом, поскольку размеры антропогенных нагрузок на почвы постоянно возрастают, причем увеличиваются и темпы роста этих нагрузок. Общий объем гло­ бальных антропогенных нагрузок на почвенный покров стал уже соизмерим с действием природных факторов (табл. 45).

340

Общий перечень задач, стоящих перед почвенным мониторин­ гом, достаточно велик. В перспективе возможно появление новых задач, которые возникнут в связи с новыми технологическими про­ цессами и расширением ассортимента синтезируемых химической промышленностью органических и минеральных веществ. Конечно, часть из сегодняшних задач будет снята с повестки дня в обозри­ мом будущем; например, при переходе промышленных предприя­ тий на безотходную технологию отпадет необходимость контроля за загрязнением почв химическими веществами. Но в настоящее время такой контроль еще необходим. Не будут сняты с повестки дня наблюдения и контроль за теми процессами, которые вызы­ ваются некоторыми видами использования почв и почвенного по­ крова.

На современном этапе важнейшими задачами почвенного мони­ торинга являются следующие:

—оценка среднегодовых потерь почвы вследствие водной, ир­ ригационной и ветровой эрозии;

—обнаружение регионов с дефицитным балансом главнейших элементов питания растений, обнаружение и оценка скорости по­ терь гумуса, азота, и фосфора; контроль за содержанием элемен­ тов питания растений;

—контроль за изменением кислотности и щелочности почв, особенно в районах с внесением высоких доз минеральных удобре­ ний, а также при ирригации, использовании при мелиорации про­ мышленных отходов и в крупных промышленных центрах, харак­ теризующихся высокой кислотностью атмосферных осадков;

—контроль за изменением солевого режима орошаемых и удобряемых почв;

—контроль за загрязнением почв тяжелыми металлами вслед­ ствие глобальных выпадений;

—контроль за локальным загрязнением почв тяжелыми ме­ таллами в зоне влияния промышленных предприятий и транспорт­ ных магистралей, а также пестицидами в регионах их постоянного использования, детергентами и бытовыми отходами на территори­ ях с высокой плотностью населения;

—долгосрочный и сезонный (по фазам развития растений) контроль за влажностью, температурой, структурным состоянием, водно-физическими свойствами почв;

—оценка вероятного изменения свойств почв при проектиро­ вании гидростроительства, мелиорации, внедрения новых систем земледелия и удобрений и т. п.;

—инспекторский контроль за размерами и правильностью от­ чуждения пахотно-пригодных почв для промышленных и комму­ нальных целей.

Это наиболее общий и, вероятно, неполный перечень задач, который должен быть дифференцирован применительно к почвен- но-географическому, климатическому и экономическому райониро-

341

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Почвенный покров планеты непрерывно изменяется, эволюцио­ нирует вместе с развитием земной поверхности в геологической истории Земли. Это природные, естественные изменения почв и почвенного покрова, протекающие с геологической скоростью. Но есть изменения почвенного покрова, протекающие значительно быстрее природных процессов и иногда ведущие к катастрофиче­ ским последствиям. Это изменения, вызванные человеческой дея­ тельностью.

Глобальные изменения почвенного покрова затрагивают разно­ масштабные в пространстве и времени явления, требующие весьма детального научного анализа исходя из роли почвы в геосфере и биосфере Земли, а также в хозяйственной деятельности и жизни человека. Необходимо различать, во-первых, природные и антропо­ генные изменения почвы в разных пространственно-временных масштабах; во-вторых, прошлые, накопленные в исторических цик­ лах, и современные, текущие; в-третьих, глобальные и локальные изменения; в-четвертых, обратимые и необратимые изменения, то­ же в разных масштабах. Анализ глобальных изменений почвенного покрова вынесен сейчас на повестку дня почвоведами в связи с ростом все большей тревоги по поводу состояния почв мира.

Обобщение многочисленных фактических материалов по стра­ нам и континентам показало, что глобальные функции почвенного покрова (биосферная, биогеохимическая, гидросферная, атмосфер­ ная, гумусферная, антропосферная или техносферная) в весьма сильной степени, причем ускоряющимися темпами, изменяются под влиянием человеческой деятельности как в результате непо­ средственного целенаправленного воздействия на почву, так и в ре­ зультате многообразных побочных, часто непредвиленных негатив­ ных экологических эффектов. О масштабах этого воздействия можно судить по следующим данным (Б.Г.Розанов, 1984): из общей площади суши Земли в настоящее время находится под постоянной распашкой в мировом земледелии около 1,5 млрд, га (около 10 % суши); за 10 тыс. лет истории земледельческой цивили­ зации было безвозвратно потеряно, превращено в пустыни и бедленды, застроено, затоплено около 2 млрд. га бывших продуктив­ ных земель; осталось потенциально пригодными для земледелия около 1 млрд. га; в настоящее время ежегодные безвозвратные потери продуктивных земель составляют 6—7 млн. га, т. е. вырос­ ли в 30—35 раз по сравнению со среднеисторическими. Это уже

343

становится экологически опасным явлением, что привлекло серьез­ ное внимание не только мировой научной общественности, но и официальных международных органов, включая Организацию Объ­ единенных Наций. Проблема борьбы с деградацией и потерями почв выходит на одно из первых мест среди всех экологических проб­ лем мира после проблемы войн и ядерной катастрофы. Отсюда включение раздела о почвах во Всемирную конвенцию охраны природы (1981), принятие Всемирной почвенной хартии (ФАО, 1982), Мировой почвенной политики (ЮНЕП, 1983), обращение XIII Международного конгресса почвоведов (1986) в ООН с прось­ бой об организации в ближайшее время Всемирной межправитель­ ственной конференции по почвам, их правовому статусу и охране.

Охрана почв, их рациональное использование, всемерная забота о комплексных мелиорациях и расширенном воспроизводстве поч­ венного плодородия — важнейшие проблемы почвоведения сегод­ ня. Естественно, эти серьезные проблемы нельзя решить без глубо­ кого знания почвоведения.

Почва — весьма своеобразное тело природы. Если ее правиль­ но, рационально использовать, учитывая все особенности протека­ ющих в ней процессов, то она бесконечно долго может успешно выполнять свои глобальные функции, в том числе служить глав­ ным природным ресурсом сельскохозяйственного производства. Мало того, человек своей направленной мелиоративной и почвоох­ ранной деятельностью может существенно улучшить природные свойства почвы, значительно повысить ее потенциальное природное плодородие. Одно из самых замечательных свойств почвы: чем больше она дает урожай, тем плодороднее она становится для будущих урожаев, если, конечно, человек не истощает ее нерацио­ нальным хозяйствованием, а помогает ей восстановить свои природ­ ные силы. В мире много примеров весьма длительного благополуч­ ного состояния почвенного покрова, прогрессивного улучшения почв и повышения их плодородия: огромные площади цветущих оазисов в пустынях на основе разумной ирригации, богатых пашен и лугов на месте бывших болот, плодородные культурные почвы на месте бывших бесплодных подзолов, отвоеванные у моря польдерные земли на месте бывших мелководий, приморских со­ лончаков, маршей, мангров, плавней. Эти примеры можно привести для самых разных регионов планеты, причем некоторые из них насчитывают тысячелетия земледельческой культуры. Примеров много, но... это примеры, а не правило. Правило же состоит, к со­ жалению, в том, что из 3,5 млрд. га освоенных земель человечество за свою историю уже безвозвратно потеряло 2 млрд. га в результа­ те нерационального землепользования и продолжает терять почву со скоростью 6—7 млн. га в год. Это очень много и очень опасно.

Отсюда и главная задача почвоведения на современном этапе: на основе глубокого и всестороннего изучения почв и почвенного покрова провести полную инвентаризацию почв планеты, дать оценку их состояния и потенциальных возможностей как динамиче­ ских подсистем в геосферных системах и как природных ресурсов

344

ПРИЛОЖЕНИЕ

ОБНОВЛЕННАЯ ЛЕГЕНДА ПОЧВЕННОЙ КАРТЫ МИРА ФАО/ЮНЕСКО МАСШТАБА 1 : 5 000 000

ИЗДАНИЯ 1987 ГОДА

с примерными эквивалентами основных почвенных групировок и почвенных единиц

в существующей советской систематике почв (точные эквиваленты не во всех случаях возможны из-за разных принципов диагностики)

346

347