Вопросы для самопроверки

1. Источники пресных вод на Земле и их общее количество.

2. Значение океанов и морей для природной среды и общества.

3. Зачем нужна вода обществу?

4. Источники загрязнений речных вод.

5. Принцип самоочищения речных вод.

6. Экологические проблемы р. Иртыш.

7. Как очищают питьевые и сточные воды?

Лекция 5 почвы

План

• Значение почв для общества.

• Причины «потери» почв.

• Деградация почв.

• Меры по сохранению почв.

• Земельный фонд России.

Почва – один из важнейших объектов окружающей природной среды, дающий человеку более 90 % продуктов питания и сырья для одежды, обуви, лекарств и др. Как не мыслима жизнь без воздуха, так не возможна она и без почвы.

Известно, что поверхность земного шара огромна и состоит на 71 % из водной поверхности мирового океана и 29 % поверхности суши. Площадь суши составляет почти 150 млн. км². Но в эту площадь входят высокие горы, бесплодные пустыни, территории внутренних морей, вулканов, непроходимой тайги, болот и прочие неудобья. Если эти площади отнять, то земли, удобной для человека, будет менее 30 %, т.е. около 44 млн. км². Но и эта земля не вся удобна для земледелия, т.к. включает в себя территории городских и сельских поселений, промышленных комплексов, складов, аэродромов, стартовых площадок, линий электропередач (ЛЭП), территории железных и других дорог и пр. Все эти территории называются землями отчуждений. Таким образом, из всей суши 70 % её площади не пригодны для получения урожая.

Почва – это деятельный слой, т.е. продуктивный, который на Земле образовался под действием солнечного света, тепла, воздуха, влаги, растений и микроорганизмов за миллионы лет.

Почва – это бесценное богатство, доставшееся человеку от природы даром. Схематично почва в разрезе включает несколько слоев (рис. 7):

– плодородный слой – гумус – в него входят живые и мертвые организмы;

– песок, суглинок, обломки горных пород;

– субстрат – материнская порода.

Гумус (лат. слово – земля, почва) – это самый плодо­родный слой. Именно он способен давать урожай. В него входят минеральные частицы, перегнившие остатки растений, огромное количество микроорга­ни­з­­мов (грибки, водоросли, споры, вирусы, бактерии и пр.), а также элементы, питающие растения. Мощность этого слоя 20–30 см, в Омской области до 50–80 см, в Казахстанской степи до 10–15 см.

Ниже слоя гумуса лежит слой светлой или желтой окраски – рыхлый материал, проме­жуточный между скальным грунтом в разрезе и почвой.

Субстрат – основу его составляют те горные породы, которые являются источником рыхлых накоплений. От него зависит, какие по составу возникают почвы.

Состояние почв во многом зависит от человека. Немало примеров, когда люди после себя оставляли бесплодные, безжизненные простран­ства и, наоборот, когда облагораживали почвы, создавали цветущий край.

Рис. 7. Схема почвы в разрезе

Так же как и в воде, в почве существует круговорот веществ. Многие элементы усваиваются из почв растениями. Растения поедаются животными. Растения и животные отмирают, и элементы вновь возвращаются в почву. Часть элементов, таких как Na, Ca, P растворяются, выносятся, смываются поверхностными во­дами. При поливе они вновь возвращаются в почву. Есть элементы, которые поступают с атмосферными осадками, другие подтягиваются из нижних горизонтов.

Василий Васильевич Докучаев, великий русский ученый, еще в начале XX в. говорил: " ЧЕРНОЗЕМ для России дороже угля, нефти, золота и железа. В нем вековое неистощимое русское богатство". В 1912 г. в Париже была Всемирная выставка. На неё в то время везли лучшие ткани, станки, меха, мед и другие богатства со всего света. Русс­кие привезли, кроме всего прочего куб земли – воронежский черно­зем. Мощность этого чернозема доходила тогда до 8 м. Это являлось чудом, которого нигде в мире, в т.ч. и в Европе, не было. Страна с такой почвой казалась сказочной. Не зря во время Вели­кой Отечественной войны с советской территории почва увозилась в Германию. Теперь такого чернозема и у нас нет. Его испортили неправильной вспашкой, загрязнили токсичными веществами, соединениями ме­таллов, патогенными организмами и др. В Омской области, по данным Комитета природных ресурсов, земель­ные ресурсы находятся в состоянии высокого экологического напря­жения, они сильно загрязнены и истощены, а во многих районах приближаются к так называемому катастрофическому состоянию и практически не могут быть восстановлены.

Качество почв зависит от климата – тепло или холодно, влажно или сухо в данной местности. При сухом климате гумуса образуется мало, так как нет растительных остатков. Если осадков много, как, например, в джунглях тропиков гумус вымывается дождевыми потоками и не накап­ливается. Население в таких местах вынуждено менять места для посева практически через 2–3 года.

Качество почв зависит от рельефа. В горной местности почва смывается, не накапливается. Состав почв и их плодородие зависят от состава субстрата – что внизу – пески, солончаки, глина, заболоченные участки или вечная мерзлота.

На территории РФ насчитываются более 100 разновидностей почв (тундровые, подзолис­тые, бурые, серые, красноземы, каштановые, степные, лесные, солон­чаковые и др.). В Омской области – 22 разновидности почв. В Европе выделяют до 10 000 различных видов почв. Почвы впитывают влагу до 4 тыс. тонн воды на гектар. В почве задерживаются до 10 % углекислого газа.

Содержание гумуса определяет качество почв. Самые плодородные почвы, если в них гумуса 12–14 %. Такого состава почвы были в Омской области, но в настоящее время они сильно деградировали (содержание гумуса в них осталось 8–6–4 и даже 2 %). Мало продуктивные почвы есть и в других районах страны –Нечерноземье (СЗ РФ), в Центральной России, в Калужской, Смоленской, Астраханской областях и в Калмыкии.

Существует понятие «опустынивание почв». В Ростовской области таких земель уже почти 50 %. Теряют качество земли кулундинских степей, в Удмуртии и еще можно приводить примеры. Площади плодородных земель в РФ повсеместно сокращаются.

Почвы вообще "теряются", выходят из обращения. Причин этому мно­го. Например, вокруг пустыни Сахара теряются земли, а пустыня каждый год расширяется на 5–10 м по периметру. Причина – увеличи­вающийся выпас скота приводит к вытаптыванию скудной растительности, и, как следствие, пески становятся подвижными, а земли теряют способ­ность плодоносить.

Почвы теряются там, где развиты овраги, в районах ливневых дож­дей – это действие водной эрозии. Почвы теряются от сильных ветров – ветровая эрозия (например, на Украине бывают сильные «черные» бури, которые уносят огромные массы гумуса и откладывают его кучами в других местах). Даже корни крупных деревьев остаются порою обнаженными на глубину 50–60 см. Немало почв теряется от деятельности челове­ка. Это расширяющиеся территории городов и других поселений, строи­тельство военных объектов (полигоны, танкодромы, аэродромы, старто­вые площадки и пр.). Большие территории отводятся под горные отвалы пустых пород, свалки, могильники. Человек создает плотины, водохранилища, строит насыпи дорог, строит ЛЭП, нефте- и газопроводы боль­шой протяженности (в РФ их уже сотни тысяч км). Строятся крупнейшие производственные комплексы, полигоны для захоронения РАО и токсичных веществ. В Челябинской области, например, миллионы гектаров земли выведены из хозяйственного назначения. Военные ведомства в РФ занимают 14,3 млн. га земель. В США изготовлено и хранится 150 тыс. тонн химического оружия, в бывшем СССР его было изготовлено 75 тыс. тонн на семи базах. Химическое оружие на складах приходит в негодность. Агрессивные жидкости разъедают стенки снарядов, бомб, емкостей. Эти токсичные материалы попадают в окружающую среду, прежде всего в почву и в водные объекты.

В г. Омске золоотвалы пяти ТЭЦ занимают уже более 1 тыс. га, в них складировано более 52 миллионов тонн золы. Много земель теряется и в других странах, на других континентах. Подсчитано, что на Земле каждую минуту теряется площадь земель размером с футбольное поле.

Кроме «потерь», земли теряют и свое качество. Говорят, почва дег­радирует – портится, истощается, теряет способность давать урожай. Причины этому разные:

- деятельность кислотных дождей, в почве гибнут микроорганизмы, которые так нужны для плодородия;

- передозировка удобрений (пестицидов, гербицидов и пр.);

- выпадение ЗВ (сажа, пепел, соединения металлов Ni, Co, Cu, Pb, Cr), выбросы нефтехимического производства (фенол, формальдегид и пр.), разливы нефти и токсичных веществ, взрывы и испытания атомного оружия, работа АЭС, протеки топлива ракет и самолетов и др.

Загрязняющие вещества проникают в почву на глубину 20–50 см и даже до 1,5 м. С навозом в почвы могут поступать патогенные организмы, а также As, Cu, Hg, семена сорняков. Поэтому на поля рекомендуется вывозить толь­ко перегоревшие отходы животноводства.

Можно ли восстановить качество почв? Специалисты говорят - можно, но на это необходимо время. Почвы и сами могут восстано­виться. За 100 лет формируется слой почвы от 0,5 до 2 см, в других местах только за 300 лет восстанавливается 1 см. Погибают почвы со скоростью 1 см в 3 года. Земли Казахстана, под­нятые во время целинной эпопеи, практически потеряли продуктивность. Их испортила глубокая отвальная вспашка земель и суховеи.

Меры по сохранению почв

Почвы надо беречь. Например, строители, перед возведением объекта должны обязательно снять верхний черный слой и отвезти его на газоны, в сады. Горняки после завершения добычных работ должны про­вести мероприятия, называемые РЕКУЛЬТИВАЦИЕЙ. Для этого они должны техникой выровнять поверхность отвалов, завезти на эту поверхность почву и высадить растительность (траву, кустарники, саженцы деревьев). Для защиты от ветров во многих районах создаются лесозащитные полосы, которых много и в Омской области. Они сдерживают ветры, способст­вуют сохранению влаги. На их территории даже восстанавливается природная растительность – грибы, ягоды.

Вводится новый способ вспашки пашни – не так как было ранее плугами, а отвальным способом, так как пришли к выводу, что гумусовый слой лучше сохраняется, если землю не пахать, а только рыхлить специальным рыхлителем, который перемещается на глубину 10–15 см от поверхности почвы.

Ученые установили, что если на одном и том же месте постоянно сажать одни и те же сельскохозяйственные культуры (рис, хлопок и др.), то на таких полях начинают развиваться специфические сорняки и вредители. Был сделан вывод, что необходимо перейти от посадки монокультур к севообороту, т.е. менять виды посевов, например, после пшеницы сажать горох, после картофеля – другую культуру и т.д.

От действия кислотных дождей применяют РАСКИСЛЕНИЕ почв. Для этого почву известкуют (нейтрализуют следы кислотности). Существуют и другие мероприятия: ДЕМЕРКУРИЗАЦИЯ – удаление ртутных загрязнений, ДЕЗАКТИВАЦИЯ – удаление радиоактивных веществ путем вывоза их с зараженной территории в соответствующее место.

Степень загрязнения почв зависит от климата, влажности (много или мало атмосферных осадков); от продолжительности загряз­нения (один день или месяц, многие годы или постоянно); от интенсивности загрязнения – сколько выпало ЗВ (несколько килограмм или сотни тонн и более); от качества самого ЗВ – насколько оно токсично.

Как человек распоряжается землей? И что он от неё получает? Интересные данные были приведены в статье «Сколько кормит людей один земледелец в разных странах?» (газета «Аргу­менты и факты» за 1991 г.). В США с 1 га земледельцы получали тогда доход 580 долларов, т.е. каждый фермер кормил в то время 80 человек. В Канаде с 1 га получали 325 долларов, и каждый земледелец кормил 55 человек своей страны. Приведены данные по Германии (один земледелец кормит 50 человек), Англии (95 человек), Японии (20 человек). В Советском Союзе с гектара в то время получали доход 300 долларов, т.е. один крестьянин кормил 13 человек. В чем причины таких резких различий? Первое – это климат в нашей стране, который не всегда благоприятствует выращиванию хорошего урожая (то поздняя весна, то ранние заморозки и др.), так как большая часть территории России находится в зоне рискованного земледелия. Есть места на планете, где получают в год и по два урожая. В наших же краях холодное время года продолжается почти 8 месяцев, и это отражается на продуктивности полей и на показателях в животно­водстве. Нельзя забывать и то, что на территории России большие площади занимают вечно мерзлые грунты. Продуктивность таких земель не высока. Второе – это культура производства, обес­печенность механизмами, горючим и т.п.

Урожаи по Омской области когда-то были на уровне 40–50 ц/га, а сейчас снизились до 20 ц/га.

Земельный фонд России

56 % – земли лесного фонда;

38 % – земли сельскохозяйственного назначения, собственно пашни;

3 % – занято под населенные пункты (города и села);

1,2 % – земли природоохранного назначения (заповедники, рекреационные зоны);

1,0% – территории водного фонда;

0,8 % – территории промышленных объектов, транспорта, военных ведомств.

Земельный фонд Омской области

сельскохозяйственного назначения – 65 %;

лесного фонда – 27 %;

водного фонда – 1 %;

поселений – 1,6 %;

промышленного транспорта, связи и др. – 0,4 %;

земли запаса – 4,2 %.