Тема 8. Характеристики литосферы, ее проблемы и пути их решения.

Земельный фонд планеты. Почвенные, территориальные и минеральные ресурсы Республики Беларусь и их использование. Уровень и эффективность использования земель. Виды деградации земель. Последствия деградации земель и недр. Охрана земель и недр.

Литосфера – это верхняя твердая оболочка Земли, включающая земную кору и верхнюю мантию. Она состоит из осадочных пород, под которыми располагается гранитный слой, а еще ниже – базальтовый.

Жизнедеятельность человека тесно связана с литосферой, которая является источником минеральных ресурсов, ее верхняя часть используется для строительства зданий, сооружений, искусственных водоемов. От литосферы зависят стихийные бедствия – землетрясения, извержение вулканов, сели, оползни.

Верхний слой литосферы представлен почвой, которая является основным компонентом наземной экосистемы (эдафотоп). Почва характеризуется плодородием, т. е. способностью обеспечивать живые организмы необходимым количеством питательных элементов, воды и воздуха. Это свойство резко отличает почву от любой горной породы. Плодородие почвы определяется наличием в ее верхней части темноокрашенного гумусового горизонта, богатого органическими веществами. Формируется почва в результате преобразования горных пород растениями и животными, разложение останков которых приводит к образованию гумуса.

Почва ‑ природное богатство, обеспечивающее человека продуктами питания, животных – кормами, промышленность – сырьем. Почвы выполняют комплекс важнейших для человека функций.

1. Обязательный компонент биосферы (среда обитания множества организмов).

2. Субстрат (вещество, к которому крепятся растения) и источник питания для растений.

3. Возобновимый природный ресурс.

4. Средство производства.

5. Предмет труда.

Земельный фонд планеты представляет собой сочетание различных категорий земель. Общая площадь суши составляет 14,9 млрд га. Из них 20 % земель расположено в слишком холодном климате (полярные и приполярные зоны), 20 % – в слишком засушливом (пустыни), 20 % представлено горными склонами, 20 % заняты лесами, лугами и пастбищами, 10 % имеют маломощный почвенный слой и 10 % земель – это пахотные земли площадью в 1,5 млрд га. Обеспеченность пахотными землями на душу населения в 1950 г. равнялась 0,24 га, в 1985 – 0,15 га. Причиной этого является не только рост населения, но и деградация земель в результате деятельности человека. Учеными подсчитано, что ежегодно в мире площадь пашен сокращается на 5–8 млн га. При этом половина из них теряется в результате эрозии, четверть подвергается опустыниванию и четверть исключается из севооборота из-за антропогенного загрязнения.

К факторам, способствующим разрушению почв, относятся:

• открытые и подземные разработки полезных ископаемых. Особенно ощутимый урон наносит добыча угля, железной руды и строительных материалов, годовой объем извлечения которых оценивается в сотни миллиардов тонн;

• отведение пахотных земель под жилые застройки, строительство автомобильных и железных дорог, водохранилищ;

• загрязнение промышленными отходами и сточными водами (тяжелые металлы, радионуклиды), строительным мусором и городскими свалками;

• накопление в почве пестицидов и солей;

• разрушение почв при неумеренном выпасе скота и вырубке леса;

• усиление аридизации (снижение увлажненности) земель, угрожающей увеличением площадей пустынь;

• образование индустриальных пустырей вследствие завалов терриконами пустой породы при шахтах и рудниках, металлургическими шлаками, золой;

• выработанные карьеры, забрасываемые всевозможными отходами;

• перераспределение геостатических нагрузок в результате интенсивной добычи газа, воды, нефти, проведения подземных ядерных испытаний, сооружения крупных инженерных сооружений, что приводит к учащению землетрясений и опусканию поверхности Земли.

К особо опасным последствиям влияния человека на почвы является ускоренная эрозия. Под эрозией почвы понимается процесс ее разрушения под воздействием природных факторов – воды, ветра и льда. Эрозия – это естественный процесс, протекающий в природе очень медленно. Разрушение и потери почвы от смыва водой и выдувания ветром уравновешиваются процессами почвообразования. Но естественная эрозия ускоряется под влиянием антропогенной деятельности. Уничтожая растительный покров, вырубая леса и пересушивая почву, человек способствует процессам разрушения и сноса почвы. Потери почвы не успевают компенсироваться естественными почвообразовательными процессами, и она теряет плодородие. По вине человека на Земле потеряно 5 млн км² культурных земель.

Помимо эрозии серьезной проблемой сельскохозяйственного земледелия является засоление почв: в мире насчитывается 50–60 млн га засоленных почв. Засоление почв – это процесс накопления в верхних слоях почвы вредных для растений солей Na₂CO₃, MgCO₃, CaCO₃, Na₂SO₄, NaCl в результате ненормированного полива полей. В итоге изменяется кислотность почвы, снижается урожайность, а меры по нейтрализации вредных солей крайне дороги.

Земельные ресурсы Беларуси

Земельный фонд РБ составляет 20759,6 тыс. га. Из них:

44 % – земли сельскохозяйственного использования;

6,7 % – болота и водоемы;

41,77 % – леса;

4 % под застройкой и коммуникациями;

3 % – другие земли.

Основным богатством нашей страны является почва. Почва – это верхний слой земли, обладающий плодородием. В Беларуси выделяют пять основных типов почв:

• дерново-подзолистые;

• торфяно-болотные;

• пойменные;

• дерновые заболоченные;

• дерново-карбонатные.

В настоящее время наблюдается перераспределение земельных площадей страны. Малоплодородные почвы, возделывание которых экономически невыгодно, выводятся из сельскохозяйственного оборота и, главным образом, засаживаются лесами. Кроме того, земли вокруг городов отводятся под застройки. Часть земель в результате хозяйственной деятельности человека деградируют и становятся малопригодными для хозяйственного использования.

Виды деградации почв

К факторам, способствующим разрушению почв в Беларуси, относятся следующие.

Эрозия почвы

Эрозия почвы – разрушение верхнего плодородного слоя земли текучими водами, ветрами и другими экологическими факторами.

Выделяют следующие типы эрозии почвы:

Водная эрозия – разрушение почвы текущими водами.

а) линейная эрозия – стекание вод по линии узкими потоками. В результате образуются овраги. Характерна для территорий с крутыми склонами и неоднородным почвенным покровом. Распространена в Минской, Гродненской, Могилевской областях.

б) плоскостная – стекание воды по всему склону сопровождается смывом почвы по всей плоскости. Характерна для пологих склонов, покрытых глинистыми почвами. Распространена линейная эрозия для севера Минской и Витебской областей.

Ветровая эрозия – характеризуется выдуванием частиц почвы ветровыми потоками. Распространена на Полесье на песчаных и торфяных почвах.

Биологическая (минерализация торфа) – характеризуется разложение органического вещества торфа до минеральных веществ под воздействием кислорода воздуха, превращение торфяников в пески. Широко распространена в Беларуси на активно распахиваемых торфяниках.

Характерна для Туровского, Лунинецкого и других районов.

Вредоносность эрозии:

1) разрушение почвы;

2) загрязнение атмосферы;

3) загрязнение водоемов;

4) занос нижележащих земель.

Загрязнение и засоление почв

Загрязнение почв – попадание в почву различных химических веществ, отходов и отбросов хозяйственной деятельности человека в объемах, превышающих ПДК (предельно допустимые концентрации).

Основные источники загрязнения:

1) промышленные предприятия;

2) автотранспорт;

3) коммунально-бытовой сектор;

4) сельскохозяйственное производство.

Засоление – процесс накопления солей Na, Ca, Mg в верхних слоях почвы в концентрациях, недопустимых для нормального роста и развития растений. В условиях жаркого климата Африки, Ближнего Востока и Центральной Азии это является естественным процессом. Процесс засоления в этих условиях проходит за счет того, что горячее солнце, нагревая почву, вызывает испарение воды с ее глубин. Образуется так называемый солнечный насос, когда вода, нагреваясь, устремляется к поверхности. Вместе с водой к поверхности устремляются соли, растворенные в почвенном растворе. Вода испаряется с поверхности почвы, а принесенные соли накапливаются в поверхностном горизонте почвы, вызывая засоление. Усиленное орошение ускоряет этот процесс.

Но для Беларуси такое явление является редким из-за не столь высокой активности солнца. Однако засоление почв в нашей стране принимает довольно серьезные проблемы. Наиболее остра эта проблема в Солигорском районе, где в результате многолетней работы ПО «Беларуськалий» на поверхности накопилось более 800 млн т отходов добычи соли. Эти отходы содержат до 10 % различных солей, которые под воздействием осадков разносятся по близлежащим территориям, вызывая засоление и почв и грунтовых вод. Распространению засоления по всей стране способствует ежегодное использование песчано-соляной смеси для борьбы с гололедом. В результате этого талые воды с высоким уровнем содержания солей растекаются в придорожные полосы, вызывая значительное засоление этих территорий. Засоление почвы придорожных полос вызывает гибель от засоления большого количества деревьев.

Понятие недр, их функции, богатства и экологические проблемы их эксплуатации

Недрами называют верхнюю часть земной коры, в пределах которой возможна добыча полезных ископаемых. Экологические и некоторые другие функции недр как природного объекта достаточно многообразны (рис. 7).

Рис 7. Экологические и другие функции недр

Являясь естественным фундаментом земной поверхности, недра активно влияют на расположенные на поверхности Земли биологические сообщества. При активной эксплуатации недр могут возникнуть следующие проблемы, обозначенные на рис. 8.

Рис. 8. Экологические последствия разработки недр

Полезные ископаемые

Ресурсы, которые человек извлекает из недр земли для удовлетворения своих потребностей, называются полезными ископаемыми.

В Беларуси разведано около 30 видов минерального сырья (более 4000 месторождений и залежей полезных ископаемых). Особое место среди них занимают калийные соли, по промышленным запасам которых страна занимает одно из первых мест в Европе. Запасы каменной соли в Беларуси практически неисчерпаемы. Разведанные промышленные запасы Мозырского, Давыдовского и Старобинского месторождений превышают 22 млрд т. В настоящее время разрабатывается только одно Старобинское месторождение, на базе которого был построен г. Солигорск.

Наша страна богата нерудными полезными ископаемыми: гранитами, доломитами и доломитизированными известняками, мергелем и мелом, легкоплавкими и тугоплавкими глинами, суглинками, песчано-гравийными материалами. Имеется сырье для получения природных красок (болотные железные руды, охра, глауконит и др.).

На территории Беларуси широко распространены минеральные воды, которые являются базой для создания санитарно-курортных комплексов, а также предприятий по продаже и экспорту минеральных лечебных и столовых вод. Разведаны 63 источника с общими запасами 155 572 м³/сутки.

Республика располагает достаточно мощной сырьевой базой для производства строительных материалов. Вместе с тем ощущается дефицит в качественных стекольных песках и глинах. Широко распространены в Беларуси залежи торфа, однако вследствие интенсивного использования торфяные месторождения как ресурсные источники добычи в основном исчерпаны. Общие геологические запасы оценены в 4,4 млрд т. Извлекаемые запасы в настоящее время составляют 600 млн т, остальные находятся в пределах природоохранных зон или входят в состав земельного фонда республики.

Важным природным ресурсом являются сапропели, запасы которых оцениваются в 3 млрд м³. Актуальное значение имеет комплексное использование торфяных и сапропелевых ресурсов. Запасы нефти невелики, и поэтому добыча ее ведется в небольших объемах. В Беларуси открыты месторождения бурых углей и сланцев. Однако низкая калорийность и высокая зольность не позволяют использовать их в ближайшей перспективе в большой энергетике. Возможно лишь использование бурых углей в брикетах (в том числе с торфом) в качестве коммунально-бытового топлива, а также сырья для получения воска, стимуляторов роста растений. В целом собственные топливно-энергетические ресурсы, включая попутный газ и дрова, могут обеспечить только около 12 % общей потребности хозяйства республики.

Территория Беларуси перспективна на руды черных и цветных металлов. Ведутся поиски месторождений янтаря, титана, редкоземельных металлов и др. Имеющиеся запасы минерально-сырьевых ресурсов позволяют полностью обеспечить перспективные потребности в калийной и поваренной солях, известковом и цементном сырье, тугоплавких и керамических глинах, в строительном песке, песчано-гравийном материале, облицовочном камне. Необходимо отметить, что недра Беларуси до сих пор недостаточно изучены. Изменившаяся экономическая ситуация и появление более современных технологий требуют переоценки месторождений и запасов минерально-сырьевых ресурсов республики, более полного использования всех компонентов добываемых руд.

Классификация полезных ископаемых Беларуси

Полезные ископаемые нашей страны можно разделить на следующие группы:

Горючие полезные ископаемые

Нефть и газ – восточная часть Полесской низменности. Ежегодная добыча нефти – 1,8 млн т в год, для нужд республики необходимо 10–12 млн т нефти в год.

Горючие сланцы – Любанское и Туровское месторождения, высокозольные, прогнозные ресурсы – 11 млрд т, добыча не ведется.

Бурые угли – Житковичское, Бриневское, Тонежское месторождения, запасы – 53 млн т, низкокалорийные, высокозольные, месторождения не разрабатываются.

Торф – 6,5 тыс. месторождений, запасы – 2,5 млрд т, распространены по всей территории Беларуси.

Металлические полезные ископаемые

Железные руды – Аколовское и Новоселковское месторождения, малое содержание железа в руде, запасы около 500 млн т, месторождения не разрабатываются.

Болотные железные руды.

Химическое сырье

Каменная соль – Давыдовское, Мозырьское, Сторобинское месторождения, суммарные запасы – около 22 млрд т.

Калийные соли – Сторобинское, Петриковское месторождения, суммарные запасы – 42 млрд т.

Гипс и ангидрит – Бреневское месторождение, запасы – около 1 млрд т.

Фосфориты – Мстиславское, Кричевское месторождения, низкое содержание Р₂О₅ – 2–18 % в руде, сложные условия залегания, суммарные запасы – 350 млн т.

Доломиты – месторождение Руба, содержание карбонатов в руде – 80–100 %, запасы – 450 млн т.

Строительное сырье

Мел и мергель – восточная Беларусь, встречаются на западе и юго-западе Беларуси, суммарные запасы – около 270 млн т.

Легкоплавкие глины – Витебская область, суммарные запасы – 230 млн т.

Тугоплавкие глины – на юге Беларуси (Лунинецкий, Лоевский, Столинский районы), около 20 месторождений, суммарные запасы – 55 млн т.

Каолин – Житковичско-Микашевичский выступ, суммарные запасы – 27 млн т, невысокое качество.

Глинистая охра – Лоевский район.

Стекольные пески – юг Беларуси (Столинский и Добрушский районы), запасы – 40 млн т.

Формовочные пески – Жлобинский район, суммарные запасы – 100 млн т.

Строительные пески – 73 месторождения, суммарные запасы – 312 млн т.

Песчано-гравийные отложения – север и центр Беларуси, 118 месторождений, суммарные запасы – 660 млн т.

Гранит – Микашевичи, запасы – 320 млн т.

Мрамор – Гродненская область.

Янтарь – Брестская область.

Минеральные воды – 70 месторождений.

Металлоносные рассолы – Припятский прогиб, содержат многие микроэлементы.

Рекультивация и охрана земель

Рекультивация – это процесс восстановления нарушенных земель. К нарушенным относятся земли, на которых в результате хозяйственной деятельности человека изменен рельеф и гидрологический режим, снижено плодородие, нарушен экологический баланс. Рекультивация земель может проводиться по следующим направлениям:

• для жилищного и капитального строительства;

• для лесного хозяйства;

• для с/х использования и садоводства;

• под водоемы.

Нарушенными могут быть земли, образовавшиеся как в результате выемки грунта, так и насыпные земли (отвалы при добыче полезных ископаемых, полигоны отходов и т. д.).

Рекультивация, как правило, проводится в 3 этапа.

1. Подготовительный этап – заключается в выборе направления рекультивации, подготовке технической и сметной документации.

2. Горно-технический этап – заключается в выравнивании откосов, нанесении плодородного слоя земли, организации подъездных путей и т. д.

3. Биологический этап – заключается в повышении плодородия земель за счет посадки древесных и с/х культур. При этом в первую очередь высаживаются культуры, не требовательные к плодородию почвы, но имеющие значительную вегетативную массу.

Направление рекультивации зависит от конкретных почвенно-климатических, хозяйственных и других условий. В связи с этим конкретных схем рекультивации не существует, но есть определенные требования, которые изложены в кодексе РБ о земле. Так, при всех работах, связанных с нарушением почвенного покрова, обязательным условием является предварительное снятие плодородного слоя земли, его хранение и возвращение на прежнее место. При этом работы по рекультивации выполняются будущим хозяином земли, но за счет субъекта пользования, нарушившего землю.

Таким образом, недра, или верхняя часть земной коры, где возможна добыча полезных ископаемых, являются не только фундаментом для всех экосистем, но и выполняют целый ряд других функций. Одна из основных – это источник полезных ископаемых. В Беларуси разведано около 30 видов полезных ископаемых. Их можно разделить на следующие группы: строительное сырье, химическое сырье, горючие полезные ископаемые, металлические полезные ископаемые. Однако нарушение недр при их активной эксплуатации негативно сказывается на состоянии водных ресурсов, атмосферы, литосферы, растительного и животного мира.

Контрольные вопросы

1. Литосфера: ее функции и воздействие на нее деятельности человека.

2. Земельные ресурсы Беларуси.

3. Виды деградации почв.

4. Понятие недр, их функции, богатства и экологические проблемы их эксплуатации.

5. Рекультивация и охрана земель.