Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Агроэкология. Учебное пособие
.pdf
Возрастание реальной угрозы глобальной деградации земель, ведущей к нарушению устойчивости биосферы, также
обусловлено наблюдаемыми изменениями климата, что проявляется в расширении территорий, подверженных опустыниванию и затронутых засухами и засушливыми явлениями. Обычно процессы опустынивания, сопровождающиеся уменьшением биологической продуктивности экосистем, уменьшением
плодородия почв, связывают с аридными и полуаридными ре
гионами земного шара. Однако в последние несколько десятилетий процессы опустынивания все чаще дают знать о себе в
гумидной зоне, проявляясь в ухудшении экологического состояния земель. В первую очередь это связано с увеличением
общего количества, частоты и продолжительности засух и засушливых явлений, а также осуществлением на их фоне
тенсивного использования земель, коренным преобразованием
водного режима при гидромелиоративном строительстве, чрезмерной фрагментацией естественного растительного покрова,
созданием крупномасштабных территориальных структур
сельскохозяйственного землепользования и др.
Все это послужило толчком разработки согласованных и
скоординированных действий отдельных государств, заинтересованной общественности, ученых и практиков в борьбе с
опустыниванием и деградацией земель. Данной цели
принятая и ставшая открытой для подписания в 1994 г. странами мирового сообщества соответствующая Конвенция OOH.
Это одно из приоритетных международных соглашений в области охраны окружающей среды, безопасного и устойчивого
использования земельных ресурсов.
ин-
служит
-
12.2. Факторы и формы проявления деградации почв
Деградация почв является одной из наиболее актуальных
экологических проблем Беларуси, сдерживающим фактором
ее устойчивого развития. Проявление деградации почв в различных формах связано и обусловлено особенностями функционального использования территории Беларуси, несоблюдением норм и правил рационального использования и охраны
земельных ресурсов.
Увеличение вероятности проявления процессов деградации
почв во многом
экологически неустойчивых почв, значительная часть которых
связано с наличием на территории республики
171
используется для сельскохозяйственных целей, а также занята
населенными пунктами, промышленными и другими хозяйственными объектами.
Для земельного фонда Беларуси характерна высокая степень его хозяйственной освоенности. Данная ситуация сложилась в результате долголетней государственной земельной политики, целью которой являлось расширение площади сельскохозяйственных земель. Этот приоритет был обоснованием
для широкомасштабного
освоения и вовлечения в сельскохозяйственный оборот все новых и новых земель, от огромных
болотных массивов до мелкоконтурных западин на пахотных
землях и т.д. В ряде случаев освоение таких земель не было
достаточно обосновано ни с экономической, ни с экологической точек зрения, а, самое главное, приводило к расширению
масштабов деградации земель.
Несмотря на реализацию целого ряда отраслевых программ, стратегий и планов действий, затрагивающих отдельные вопросы, связанные с охраной и рациональным использованием земельных ресурсов, решение этих проблем в республике пока недостаточно эффективно. Основным сдерживающим фактором является отсутствие в Беларуси стратегии и
скоординированной программы действий по
борьбе с деградацией почв, разобщенность усилий государственных органов,
недостаточное участие неправительственных организаций,
низкая информированность и вовлеченность землепользователей и землевладельцев в данный процесс.
В последнее десятилетие процессы деградации почв имели
тенденцию усиливаться в результате изменения климата и,
прежде всего, увеличения частоты проявления засух, заморозков и других экстремальных климатических
явлений.
Применительно к природно-территориальным условиям и
особенностям хозяйственного использования земель Беларуси
деградация почв проявляется в следующих основных формах:
водных, ветровых эрозиях;
химическом, в том числе радионуклидном, загрязнении;
деградации и ухудшении свойств почв, особенно тор-
фяных, при сельскохозяйственном их использовании;
деградации почв в результате добычи торфа, строитель-
ных материалов, дорожного и других видов строительства,
а также их затопления и подтопления;
172
деградации торфяных почв на осушенных болотных мас-
сивах в результате торфяных пожаров;
деградации почв лесного фонда в результате нерацио-
нального лесопользования и лесных пожаров;
деградации почв при чрезмерных рекреационных, техни-
ческих и других антропогенных нагрузках.
По данным Белорусского НИИ почвоведения и агрохимии
НАН Беларуси, общая площадь эродированных и
эрозионно
опасных почв на сельскохозяйственных землях составляет более
4,0 млн га, в том числе на пахотных землях – около 2,6 млн га.
Из них водной и ветровой эрозиям подвергнуто 556,5 тыс. га
земель, из котрых 479,5 тыс. га на пашне. Доля водной эрозии
на этих землях составляет 84 %, а ветровой – 16 %. Наиболее
интенсивно процессы водной эрозии почв
о
и более, которые занимают 34,6 % пашни.
нах 3
протекают на скло-
В Беларуси преобладают почвы с потенциальным смывом
1–10 и 10–20 т/га в год. Почвы с потенциальным смывом более
40 т/га в год занимают невысокий удельный вес и расположе-
ны в центральной и восточной частях республики.
Дефляционно-опасные почвы, к которым отнесены песча-
ные и рыхлопесчаные,
а также осушенные торфяные почвы,
составляют около 30 % пашни.
В результате разнообразной хозяйственной деятельности, жилищного, дорожного, гидромелиоративного строительства, а также добычи полезных ископаемых, в некоторых регионах Беларуси земли подвергнуты коренной техногенной трансформации.
Ярким примером полного техногенного преобразования
земной поверхности является район добычи калийных солей,
где шахтным способом извлекается порядка
30 млн т породы в
год. Более 20 млн т солей и засоленных горных пород поступает в солеотвалы. За время функционирования ПО «Беларуськалий» с начала 60-х гг. XX в. на ранее плодородных землях
скопилось свыше 730 млн т твердых глинисто-солевых шламов на площади около 2 тыс. га. В результате ведения подземных работ происходят процессы деформации и сдвиги горных
пород, что привело к просадкам поверхности земли на территории 120–130 км. В пределах просадок, достигающих нередко 3,5–4 м, происходит деградация почв, развиваются процессы заболачивания и подтопления.
К другим факторам, вызывающим значительную трансформацию почв, относятся жилищное, дорожное, мелиоративное
и гидротехническое строительство. Они
привели к преобразо-
ванию земной поверхности на территории свыше 10 тыс. км.
173
Техногенное преобразование почв не только непосредственно воздействует на земную поверхность, но и активизирует многие процессы, которые приводят к деградации земель (развитие
отвалов, осыпей, размывов, оползней, оврагов, разрушение берегов водных объектов, проявление дефляции почв и др.).
Значительная трансформация почв связана с военными сооружениями и полигонами, площадь которых в
ставляет около 2 %. Интенсивное воздействие на природные
экосистемы, и особенно почвы, связанное с применением тяжелой военной техники, проведением военных учений, приводит к деградации земель и формированию пустошей. Этому
способствуют также строительство различных наземных и подземных объектов, проведение боевых стрельб, взрывных работ,
пиротехнических, противохимических и других мероприятий.
Процессы деградации почв характерны и для территории
Беларуси, занятой естественной, в том числе лесной, растительностью.
В лесном фонде расположена значительная доля эродированных и эрозионно опасных земель. Их площадь заметно увеличилась в последние годы за счет передачи на баланс лесного хозяйства низкопродуктивных, не покрытых лесом земель, нередко
подвергнутых
почвах – ветровой эрозии способствуют сплошные рубки леса,
которые остаются доминирующими в современном лесопользовании республики. Нередки случаи переосушения лесных земель под влиянием прилегающих к ним гидромелиоративных
объектов, используемых в сельскохозяйственных целях.
Большую угрозу почвенному покрову республики представляют пожары в лесах и на
как природными (длительные засухи и засушливые явления),
так и антропогенными факторами. В результате таких пожаров
происходит невосполнимая потеря запасов торфа, резко изменяются экологические условия, восстановление которых происходит в течение сотен лет.
разрушению. Активизации водной, а на песчаных
торфяниках, что обусловлено
республике со-
12.3. Химическое загрязнение почв
как фактор их деградации
Химическое загрязнение почв приводит к их частичной или
полной деградации вследствие нарушения почвенных процессов, разрушения органической и коллоидной ее частей, замедления микробиологических циклов, угнетения роста и развития растительности.
174
Химическое загрязнение почв связано с крупными промышленными центрами и большими городами, где накапливаются огромные количества отходов, с интенсивным сельскохозяйственным использованием земель, при котором происходит
внесение в почву химических веществ, в том числе отходов,
содержащих различные поллютанты.
К числу химически загрязненных относятся земли, прилегающие к крупным автомобильным и
железнодорожным ма-
гистралям.
Специальных широкомасштабных исследований почв республики по определению степени загрязнения их тяжелыми
металлами не проводилось. В большинстве они связаны с мониторинговыми наблюдениями на специальных реперных
участках или же носят эпизодический научный характер. Однако агрохимическое картографирование почв, когда почвы исследуются на содержание как макро-, так
и микроэлементов, в
перечень которых входят такие элементы, как цинк и медь, составляющие группу тяжелых металлов, показало, что около
23 % сельскохозяйственных угодий имеют повышенное содержание или частично загрязнены этими элементами. Особую
опасность представляют загрязненные почвы с низким уровнем плодородия (кислые почвы с низким содержанием гумуса).
На таких почвах
резко увеличивается токсичность тяжелых металлов и их миграционная способность. По результатам агрохимического картирования низкоплодородных почв с избыточным содержанием цинка и меди в республике около 10 тыс. га.
Линейное распространение загрязнения тяжелыми металлами характерно для почв, расположенных вблизи автомагистралей. Вдоль дорог формируется экологически опасная полоса шириной до
50 м, основным загрязнителем которой является свинец. Концентрация этого металла в почвах придорожных полос в большинстве случаев превышает фоновые
значения в 3–4 раза. Особенно в почвах легкого гранулометрического состава. В данной полосе почв отмечается локальное
накопление цинка и меди. Наиболее интенсивное загрязнение
почв придорожных полос наблюдается в зоне до 15–30
м от
дорог. Линейные зоны опасных концентраций тяжелых металлов прослеживаются вдоль автострад более чем на 42 тыс. км
и вдоль железных дорог – на 5,5 тыс. км
2
.
Опасными источниками загрязнения почв являются предприятия химической промышленности, различные энергетические установки, твердые производственные и коммунальные отходы.
2
175
Наиболее экологически нестабильная ситуация сложилась
на территориях, прилегающих к солеотвалам Солигорского
месторождения калийных солей. Ежегодно с них смываются и
уносятся ветром десятки тонн загрязняющих веществ, ведущих к повышенной их концентрации в почвах. Это способствует засолению всего почвенного профиля, вызывает угнетение и гибель растительности, загрязнение почвогрунтовых
вод. Аналогичная картина
наблюдается в районе Гомельского
химического завода. Вокруг отвалов фосфогипсов в радиусе
нескольких километров сформировалась огромная по площади зона химического загрязнения с деградирующим почвенным покровом, характеризующимся сверхнормативным содержанием вредных веществ.
Опасные выбросы с широким набором химических соединений с высокими концентрациями (ртуть, кадмий, свинец)
наблюдаются в пыли металлообрабатывающих
и машиностроительных предприятий, лакокрасочных производств. Около
90 % кадмия, цинка, олова, титана, 50 % никеля, загрязняющих атмосферу, затем осаждающихся на почву, выделяются
при сжигании каменного угля, мазута, бытового мусора.
В Беларуси практически не наблюдается деградация почв
из-за применения минеральных удобрений и пестицидов. Однако в последние два десятилетия получила распространение
деградация
почв от внесения избыточного количества жидкого
навоза в виде стоков крупных животноводческих комплексов.
Такие стоки имеют высокую удобрительную ценность, но вместе с тем содержат тяжелые металлы.
Наиболее опасным видом химического загрязнения почв в
Беларуси является их радионуклидное загрязнение, вызванное
аварией на Чернобыльской АЭС. Масштабы распространения
радионуклидного загрязнения почв на территории
республики
не имеют аналогов в мире. В настоящее время его зона охватывает 23 % территории страны, в том числе 1,3 млн га сельскохозяйственных и 1,6 млн га лесных земель. Из-за высокой
плотности загрязнения почв цезием, стронцием, плутонием и
невозможности получить чистую продукцию, 265 тыс. га земель исключены из сельскохозяйственного оборота.
На
нераспаханных землях радионуклиды сконцентрированы преимущественно в верхнем (5–10 см) слое почв, а на
обработанных и пойменных землях проникли на глубину
20 см и больше. Наблюдается латеральная (горизонтальная)
176
Таблица 12.1. Изменение плотности загрязнения пахотного горизонта
дерново-подзолистых легкосуглинистых почв цезием-137 под влиянием
Величина смыва почв,
т/га в год
Менее 5,0 466
5,1 – 10,0 481
10,1 – 20,0 351
* В числителе – средние значения, в знаменателе – интервал изменения.
водной эрозии
Плотность загрязнения, кБк/км
Зона смыва Зона аккумуляции
196–736
192–596
144–555
529
22–870
618
263–707
614
207–1236
2
Увеличение
плотности
загрязнения, %
13
0–18
28
17–35
75
25–127
миграция радионуклидов, что вызывает вторичное загрязнение почв и формирование выраженных аномалий. Подобное
перераспределение радионуклидов происходит чаще под
влиянием водной и ветровой эрозий почв (табл. 12.1).
В настоящее время доля подвижных форм цезия в дерновоподзолистых почвах – около 10 %, стронция – 70 %, в торфяных почвах –15 и 50 % соответственно. Основное количество
стронция для дерново-подзолистой почвы
находится в наиболее мобильных формах – водорастворимой и обменной, для
торфяных почв – в низкорастворимой. Установлено, что рост
альфа-ак тивности почв за счет америция будет продолжаться до
2060 г. Результаты расчетов показывают, что при учете вклада
этого трансуранового элемента загрязнение почвы будет воз-
2
растать. Это охватит около 4,0 тыс. км
земельного фонда, или
почти 2 % площади республики. Полученные данные свидетельствуют об обострении в будущем проблемы радионуклидного загрязнения почв в связи с ростом активности америция.
12.4. Эрозия почв и ее агроэкологические последствия
Исследованиями установлено, что процессы водной эрозии
на пылеватых породах суглинистого гранулометрического состава начинают проявляться уже на склонах с крутизной 1°,
причем интенсивно в условиях Беларуси они протекают на
склонах более 3°. Такие земли на пашне занимают 34,6 %.
177
Критическая скорость ветра, при которой происходит отрыв
почвенных частиц и перенос их на открытых мелиорированных территориях, составляет для торфяно-болотных почв
8–9 м/с, для песчаных почв – 5–6 м/с. Количество дней
с эрозионно-опасными ветрами в Полесском регионе составляет в среднем 19–22 % за год.
Эрозионные процессы наносят существенный экономиче-
ский
ущерб. Из обрабатываемых земель, подверженных эрозионным процессам, выносится в среднем 10–15 т/га в год мелкозема почвы, теряется 150–180 кг/га гумуса, около 10 – азота,
4–5 – фосфора и калия, 5–6 кг/га – кальция и магния. Потери
гумуса и элементов питания, ухудшение агрофизических, биологических и агрохимических свойств отрицательно сказываются на производительной способности
почв. Недоборы урожая сельскохозяйственных культур на них в зависимости от
степени эродированности составляют: для зерновых культур –
12–40 %; пропашных – 20–60; льна – 15–40; многолетних
трав – 5–30 %.
Проявление эрозионных процессов в республике имеет ре-
гиональные особенности.
В северной и центральной почвенно-географических провинциях, в которых более выражен холмистый рельеф и преобладают почвы связного гранулометрического
состава, наи-
более активно протекают водно-эрозионные процессы.
В южной (Полесской) провинции, где выполнен большой
объем осушительной мелиорации и преобладают почвы легкого
гранулометрического состава, а также осушенные торфяные почвы, заметное развитие получили процессы ветровой эрозии.
В зависимости от степени эрозионной деградации и величины смыва почвы на пахотных землях, подверженных
водноэрозионным процессам, выделяют пять агротехнологических
групп (табл. 12.2). Такое деление позволяет дифференцировать использование земель и установить нормированную нагрузку на почвенный покров в зависимости от степени его
эрозионной опасности.
К первой группе относятся земли с неэродированными и
очень слабоэродированными полнопрофильными почвами на
°
склонах с крутизной до 1
. Пахотный горизонт этих почв не
нарушен, смыв почвенного мелкозема не превышает 2 т/га, что
соответствует уровню предельно допустимого смыва для
дерново-подзолистых почв Беларуси. Запасы гумуса в пахотных горизонтах данных почв составляют 50 т/га и более.
178
б
использования
Интенсивность
Пороз-
ность, %
3
Объемная
масса, г/см
ничениями
ничениями
ми ограниче ния-
ми
состава обраба-
тываемых
лица 12.2. Агротехнологические группы земель по степени водно-эрозионной деградации почв Беларуси
Та
и интенсивности сельскохозяйственного использования
20–30 1,43±0,08 44,1 С сильными огра-
и верхняя часть
2
шен, распахивается
золистый горизонт
А
А
5,1–10,0 Полностью разру-
о
Среднеэродированные на
склонах с крутизной 3–5
Третья,
285
вень ПДС)
слабоэродированные на
493
35–45 1,32±0,09 49,8 Со слабыми огра-
припахивается под-
2,1–5,0 Частично разрушен,
о
о
Слабоэродированные на
склонах с крутизной 1–3
склонах с крутизной до 1
Вторая,
570
Запасы
гумуса, т/га
Характеристика пахотного горизонта почв
Степень разрушения
Ненарушенный 50 и выше 1,15±0,14 56,1 Без ограничений
в год
Смыв
почвы, т/га
Степень эродированности
земель,
Группы
< 2,0 (уро-
почв
Неэродированные и очень
тыс. га
площадь
Первая,
10–15 1,51±0,11 39,6 С очень сильны-
Меньше 10 1,57±0,09 38,2 Исключаются из
,
2
2
иллювиального го-
ризонта
10,1–20,0 Разрушены Ап и А
Сильноэродированные на
Четвер-
распахивается гори-
о
склонах с крутизной 5–7
тая, 273
,
2
лающая порода С
зонт В
ризонт В и подсти-
распахиваются го-
> 20,0 Разрушены Ап и А
о
Очень сильноэродирован-
ные на склонах с крутиз-
ной более 7
Пятая,
65
179
Они характеризуются благоприятными агрофизическими
свойствами и могут использоваться в качестве обрабатываемых угодий без ограничений.
Ко второй агротехнологической группе относятся земли,
расположенные на склонах с крутизной 1–3°, где распространены в основном слабоэродированные почвы с величиной потенциального смыва 2,1–5,0 т/га. Пахотный горизонт (Ап) частично
разрушен, к нему припахивается нижележащий подзолистый
горизонт
(А2). Запасы гумуса, по сравнению с неэродированными почвами, ниже на 20–30 %, заметно возрастает плотность
сложения верхнего горизонта и уменьшается порозность. Земли
этой группы нуждаются в небольших ограничениях в использовании. Пропашные культуры могут занимать здесь до 25 %, зерновые – до 65 % и многолетние травы – до 30 %.
Третью группу составляют земли, расположенные на склонах
крутизной 3–5°. Чаще всего они представлены среднеэродиро-
с
ванными почвами. Годовой смыв мелкозема составляет здесь
5,1–10 т/га, что ведет к полному разрушению пахотного горизонта и распашке подзолистого и даже верхней части иллювиального горизонта (В). Запасы гумуса уменьшаются в 2–2,5 раза по
сравнению с полнопрофильными почвами. При этом резко ухудшаются агрофизические
свойства. В качестве обрабатываемых
данные земли могут использоваться лишь с сильными ограничениями. Возделывание пропашных культур исключается, а многолетние травы должны занимать от 30 до 50 %.
Четвертая группа представлена землями, расположенными
на крутых склонах (5–7°). Почвы этой группы земель обычно
сильно деградированы, пахотный горизонт их образован из нижележащего иллювиального. Среднегодовой смыв составляет
10,1–20 т/га мелкозема. Запасы гумуса в верхнем слое почвы –
15 т/га, что в 5 раз ниже, чем в почвах первой группы.
Плотность сложения составляет 1,5 г/см и более, а общая
порозность снижается до 40 % и менее. Земли данной группы
в качестве обрабатываемых угодий могут быть использованы
ограниченно, в исключительных случаях. Доля
многолетних
трав здесь должна составлять от 50 до 80 %.
Пятая агротехнологическая группа земель расположена
на очень крутых склонах. Среднегодовой смыв почвы составляет более 20 т/га, что ведет к формированию в почвах крайне
неблагоприятных агрохимических свойств. Земли этой группы наиболее целесообразно выводить из состава обрабатываемых угодий.
180
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]