Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Науки о Земле. Учебное пособие
.pdf
Огромную роль играет моделирование почвенного плодородия, т. е. прогнозируемый уровень плодородия почвы. При моделировании необходимо: знать состояние потенциального плодородия: агрохимический, агрофизический, агробиологический
показатели и их элементы; оптимальные параметры потенциального плодородия; иметь научно обоснованный комплекс мероприятий, обеспечивающий повышение плодородия почв.
Каждый тип почвы характеризуется комплексом показателей плодородия почв:
– биологические показатели: 1) содержание гумуса, растительных остатков, комплекса микроорганизмов, 2) дыхание почвы, 3) ферментативная активность, 4) азото- и нитрофиксирующая способность;
– агрофизические показатели: 1) механический состав,
структура, плотность сложения, общая пористость, водные, воздушные и тепловые свойства почвы и режим; 2) строение пахотного слоя почвы;
– агрохимические показатели: 1) валовый запас элементов
питания; 2) реакция почвенного раствора или pH; 3) почвенный
поглощающий комплекс; 4) содержание подвижных или доступных элементов питания.
Способы повышения плодородия почв:
1. Правильное чередование культур в севообороте, внесе-
ние компоста.
2. Возделывание многолетних трав и особенно бобовых,
посев промежуточных культур.
3. Сидирация, т. е. возделывание культур на зеленое удоб-
рение.
4. Использование нетоварной части урожая, т. е. соломы.
5. Повышение урожая возделываемых культур.
6. Система мер по защите растений от сорняков, болезней.
7. Система семеноводства.
8. Защита почв от эрозии.
9. Строго дозированное и экологически безопасное приме-
нение минеральных удобрений.
10. Правильная система обработки почв.
11.
Система семеноводства.
12. Экономические и экологические мероприятия.
81
2.4. Качество почв. Явления деградации
Расширение культивируемых земель, интенсификация сельскохозяйственного производства, особенно применение малообоснованных с научной точки зрения мероприятий, интенсивное использование пастбищ, нерациональное использование лесов, индустриализация, урбанизация и т.д. приводят к тому, что почва не в
состоянии выполнять частично или полностью свои основные
функции жизненной среды для высших наземных растений – главного средства производства растительной сельскохозяйственной и
лесной продукции.
Почвы, особенно в развитых странах, подвержены различным воздействиям, вызывающим или усиливающим вредные для
их качества явления и процессы. К ним относятся: эрозия, оползни,
засоление, защелачивание и подкисление почв, уплотнение горизонта, доступного для корней растений, нарушение равновесия
питания в почве, химическое и биологическое загрязнение и т.д.
Все это представляет собой загрязнение почвы, которое по
современной экологической концепции означает любое действие,
вызывающее нарушение нормального функционирования почвы
посредством физического, химического или биологического ее
разрушения или снижение плодородия, приводящее к качественному и количественному уменьшению биомассы.
Следовательно, загрязнение почвы включает в себя всю
сумму явлений и процессов деградации почв.
Деградация почв - один из опаснейших видов экологических
нарушений, а деградированные почвы являются опасными природными объектами. Такие почвы перестают выполнять экологически
значимые функции, они способны спровоцировать процессы общей
деградации земной поверхности и даже - изменение климатических условий.
Существует ряд определений деградации почв:
- «Деградация почв - это совокупность процессов, вызванных деятельностью человека и уменьшающих способность почв к
поддержанию жизни людей».
- «Деградация почв - изменение функционирования почвенной системы, имеющее результатом отклонение от экологиче-
82
ской нормы и ухудшение параметров, важных для функционирования биоты и человека».
Все виды деградации почв делятся на 3 группы: физиче-
скую, химическую и биологическую.
Физическая деградация выражается в ухудшении почвен-
ной структуры и всего комплекса физических свойств, в разрушении физической основы почвы. Она развивается всюду, где применяются избыточные нагрузки механического, химического, физико-химического, водного или биологического характера.
Химическая дегратация выражается в изменении характера
химических процессов, протекающих в почве в результате реакций
окисления, гидролиза, восстановления, ионного обмена. Результатом является изменение химического состава почвенных коллоидов, минеральной части почвы, ухудшение процессов восстановления почвенного плодородия.
Биологическая деградация ведет к изменению микробиологических процессов в почве, к уничтожению микрофлоры почвы
или избыточному развитию в почве патогенных микроорганизмов.
Явления деградации почв можно разделить на следующие
семь основных групп:
1. Нарушение биоэнергетического режима почв и экоси-
стем:
- девегетация почв;
- дегумификация почв;
- почвоутомление и истощение почв.
2. Патологическое состояние почвенных горизонтов и про-
филя почв:
- отчуждение и выключение почв из действующих экоси-
стем;
- эрозия и дефляция почв;
- образование бесструктурных кор и переуплотнение гори-
зонтов.
3. Нарушение водного и химического режима почв:
-
сухость и опустынивание почв;
- селевые разливы и оползни;
83
- вторичное засоление почв;
- природная и вторичная кислотность почв;
- переосушение почв.
4. Затопление, разрушение и засоление почв водами водо-
хранилищ:
- затопление пойменных и первых надпойменных террас;
- подъем уровня грунтовых вод и подтопление почв;
- абразия берегов и засоление дельт;
- размыв и уничтожение почв приморских дельт;
- загрязнение и щелочное засоление вод и почв.
5. Загрязнение и химическое отравление почв.
6. Переохлаждение и вторичная мерзлотность почв:
-деградация ландшафтов и почв районов с распространени-
ем многолетней мерзлоты;
- разрушение и исчезновение «ледяных земель».
7. Разрушение почв военными действиями, атомной радиа-
цией:
- обычные войны;
- ядерные войны и атомная радиация;
- аварии на АЭС и утечки радиоактивных материалов.
Девегетация почв – потери почвами лесного, кустарникового, травянистого растительного покрова, ведущие к постепенному омертвлению почв, снижению биопродуктивности и к утрате экологических функций. Ухудшение и отсутствие растительного покрова почв приводит к негативным изменениям в климатическом, газовом и водном режимах биосферы.
Дегумификация почв – потеря почвами гумуса. По опубликованным данным, почвы суши теряли в среднем за 10 тысяч лет
по 30·106 тонн углерода гумуса в год, но в последние 50 лет – уже
700·106 тонн углерода ежегодно. На обширных пространствах
эродированных, опустыненных почв потеря углерода гумуса составляют от 7-0-90 до 100 %. Уменьшение мощности гумусового
слоя на 1 см вызывает снижение потенциального урожая зерновых культур на черноземах на 100 кг с 1 га.
Почвоутомление и истощение почв – процессы, происходящие в почвах в результате длительного бессменного возделывания одного и того же вида сельскохозяйственных культур.
84
Дефляция почв – выдувание почв и верхних гумусовых горизонтов, характерна для засушливых областей, особенно усиливается она в результате неправильной распашки.
2.5. Классификация почвенных загрязнений
Загрязнения почвы трудно классифицируются, во многих
источниках их деление даётся по-разному. Одна из классификаций предполагает следующие виды загрязнения почвы:
- загрязнение мусором, выбросами, отвалами, отстойными
породами. В эту группу входят различные по характеру загрязнения смешанного типа, включающие как твёрдые, так и жидкие
вещества, не слишком вредные для организма человека, но засоряющие поверхность почвы, затрудняющие рост растений на
этой площади;
- загрязнение тяжёлыми металлами. Данный вид загрязнений уже представляет значительную опасность для человека и
других живых организмов, так как тяжёлые металлы нередко обладают высокой токсичностью и способностью к кумуляции в
организме. При эксплуатации автомобилей используется очень
ядовитое соединение - тетраэтилсвинец, содержащее тяжёлый
металл - свинец, который попадает в почву. Из других тяжёлых
металлов, соединения которых загрязняют почву, можно назвать
Cd (кадмий), Сu (медь), Сг (хром), Ni (никель), Со (кобальт), Hg
(ртуть), As (мышьяк), Мn (марганец);
- загрязнение пестицидами. Эти химические вещества в настоящее время широко используются в качестве средств борьбы с
вредителями культурных растений и поэтому могут находиться в
почве в значительных количествах. По своей опасности для животных и человека они приближаются к предыдущей группе.
Пестициды губительно действуют на почвенную микрофлору:
бактерии, актиномицеты, грибы, водоросли.
Именно по этой причине был запрещён для использования
препарат ДДТ (дихлор-дифенил-трихлорметилметан), который
является не только высокотоксичным соединением, но также, он
обладает значительной химической стойкостью, не разлагаясь в
течение десятков (!) лет. Следы ДДТ были обнаружены исследователями даже в Антарктиде:
85
- загрязнение органическими удобрениями. Почвы при поступлении в них чрезмерно большого количества навоза загрязняются. Образование дурно пахнущих газов связано с разложением навозной жижи, остатков корма. К числу таких газов относятся аммиак, сероводород, меркаптан, вредно влияющие на здоровье животных и их продуктивность и здоровье обслуживающего
персонала. Помимо этого, в навозе могут содержаться патогенные микроорганизмы, которые через почву заражают животных и
человека.
- загрязнение микротоксинами. Данные загрязнения не являются антропогенными, потому что они выделяются некоторыми грибами, однако по своей вредности для организма они стоят
в одном ряду с перечисленными выше загрязнениями почвы;
- загрязнение радиоактивными веществами. Радиоактивные
соединения стоят несколько обособленно по своей опасности,
прежде всего потому, что по своим химическим свойствам они
практически не отличаются от аналогичных не радиоактивных
элементов и легко проникают во все живые организмы, встраиваясь в пищевые цепочки. Из радиоактивных изотопов можно отметить в качестве примера один наиболее опасный - 90Sr (стронций-90). Данный радиоактивный изотоп имеет высокий выход
при ядерном делении (2-8 %), большой период полураспада
(28,4 года), химическое сродство с кальцием, а, значит, способность откладываться в костных тканях животных и человека, относительно высокую подвижность в почве. Хотя существуют
природные источники загрязнений радиоактивными соединениями, но основная масса наиболее активных изотопов с небольшим
периодом полураспада попадает в окружающую среду антропогенным путём. В процессе производства и испытаний ядерного
оружия, из атомных электростанций, особенно в виде отходов и
при авариях, при производстве и использовании приборов, содержащих радиоактивные изотопы и т. д.
86
Контрольные вопросы
1. Что такое почва?
2. Каковы функции почвы как компонента биосферы Земли?
3. Какова схема почвообразовательного процесса?
4. Каковы факторы почвообразовательного процесса?
5. Каков фазовый состав почвы?
6. Как классифицируются почвы по механическому составу?
7. Какими физическими свойствами характеризуют почвы?
8. Какие химические свойства имеет почва?
9. Из чего состоит гумус и какова его роль в почвообразовании?
10. Что такое почвенные коллоиды?
11. Какие формы и состояния почвенной воды вы знаете?
12. Как классифицируются основные тепловые свойства
почвы?
13. Каковы основные пути повышения плодородия почв?
14. Какие виды деградации почв вы знаете?
15. Как классифицируются почвенные загрязнения?
87
ГЛАВА 3. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ПОЧВ
В. В. Докучаев разработал первую научную классификацию
почв (1886 г.), в основу ее построения положены генезис (происхождение) почвы и ее тесная взаимосвязь с окружающей средой.
За основную классификационную единицу им принят генетический тип почвы. Его классификация была дополнена и получила
название эколого-генетической классификации почв. Она учитывает природные закономерности между факторами почвообразования и свойствами почв. Все последующие классификации разрабатывались на основе принципов В. В. Докучаева и Н. М. Сибирцева.
Основная таксономическая единица – генетический тип
почвы. Каждый почвенный тип объединяет группу почв, которая
развивается в однотипных условиях и в которой ярко проявляется
основной процесс почвообразования в сочетании с другими процессами. Последующие мелкие таксономические единицы (ниже
типа) называются систематикой почв. Ниже почвенного типа выделяются подтипы, роды, виды, разновидности и разряды почв.
Основная единица почвенно-географического районирования – почвенная зона. Она характеризуется преобладанием одного или нескольких почвенных типов. Совокупность почвенных
зон, последовательно сменяющих одна другую в широтном направлении, составляет горизонтальную зональность почв. На территории России при движении с севера на юг выделяются следующие почвенно-географические зоны: арктическая и субарктическая (тундра), таежно-лесная, лесостепная, черноземностепная, сухие степи, пустынно-степная (полупустыня), пустынная, предгорно-пустынная, влажные и сухие субтропики.
В почвенном покрове нашей страны встречаются типы
почв, которые не образуют самостоятельной почвенной зоны, а
распространены среди зональных почв. Они получили название
интразональных. К ним относятся засоленные почвы – солончаки, солонцы, солоди; болотные почвы; почвы пойм – аллювиальные, дерновые, луговые и др.
88
3.1. Почвы арктической и субарктической зон (тундра)
Обширная территория северной части России общей площадью 180 млн га подразделяется на две зоны: арктическую (пустынно–тундровую) и субарктическую зону тундровых почв.
Факторы почвообразования в арктической и субарктиче-
ской зонах.
Климат. Тундра отличается холодным и суровым клима-
том. Средняя годовая температура колеблется от 0,2 оС на западе
(Кольский полуостров) до –8 оС…–16 оС в азиатской части (Восточная Сибирь). Сумма температур выше 10 оС составляет 400–
600 оС. Продолжительность периода с температурой выше 5 оС
колеблется от 37 до 90 дней. Среднегодовое количество осадков
(с летним максимумом) составляет 300 мм, на западе (Кольский
полуостров) – 400 мм, в Восточной Сибири – 140–160 мм. Для
тундры характерны слабая испаряемость и высокая относительная влажность воздуха летом. Это область распространения многолетней мерзлоты, которая проникает вглубь от 100–130 м (Канинско-Печорская тундра) до 400–600 м (Северо-Сибирская тундра). За короткое лето оттаивает небольшой поверхностный слой
земли – от 0,5 по 1,5 м.
Рельеф. Тундра имеет преимущественно равнинный рельеф, но встречаются типичные горные формы (Хибины, Полярный Урал, Чукотка и др.) и замкнутые понижения, занятые болотами и озерами.
Почвообразующие породы. На равнинах они представлены
моренными, водно-ледниковыми и аллювиальными наносами. На
морских террасах отложены засоленные породы. В горных районах залегают элювиально-делювиальные отложения коренных
горных пород.
Растительность. Субарктическая зона тундры подразделяется на северную – мохово-лишайниковую и южную – кустарниковую и лесотундру.
Почвообразовательный процесс. Протекает в условиях переувлажнения и недостатка теплоты. Медленный темп биологического круговорота веществ, замкнутый водный и солевой режимы являются особенностью почвообразования в тундре. Ана-
89
эробное разложение органического вещества в условиях переувлажнения приводит к созданию торфа и развитию восстановительных процессов в минеральной части почвы с образованием
глея.
Для почвенного профиля тундровых почв характерна маломощность (от 30–60 см до 1 м).
Классификация и свойства тундровых почв. Основные
почвы тундры - тундровые глеевые. В их профиле выделяются
горизонты: (О) – 0–5 см оторфованная подстилка; (А) – 5–10 см
маломощный грубогумусовый слой (часто несплошной); (Bg) –
10–60 см глеевый горизонт – серый или голубовато-серый с ржавыми пятнами; (С) – ниже 60 см почвообразующая порода.
В тундре, особенно в ее южной части, широко распростра-
нены болотные почвы, в основном низинные торфяники.
Большинство почв тундры в верхних оторфованных горизонтах имеют кислую и сильнокислую реакцию, величина гидролитической кислотности достигает 3–4 мг-экв на 100 г почвы.
Степень насыщенности почв основаниями составляет 20–70 %.
Массовая доля грубого гумуса колеблется от 2 до 7,5 %. Тундровые почвы бедны элементами питания.
При освоении и использовании почв тундры следует применять комплекс мероприятий, направленный на усиление активности биохимических процессов, улучшение аэрации, теплового
и питательного режимов. Необходимо систематически вносить
высокие дозы органических удобрений в сочетании с минеральными.
3.2. Почвы таежно-лесной зоны
Таежно-лесная зона - самая обширная по площади, она занимает 1150 млн га, что составляет около половины территории
нашей страны.
На севере таежно-лесная зона соприкасается с тундрой, на
юге – с лесостепной зоной. Простирается в широтном направлении от западных границ России до восточных побережий Охотского и Японского морей. Примерно 65 % площади зоны приходится на равнины, 35 % располагается в горных областях. По
90
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]