1.3 Функции почвы
Почва выполняет шесть основных функций:
1) является средой для производства биомассы;
2) осуществляет фильтрование (т. е. не пропускает загрязнения в грунтовую воду);
3) является буферной средой и средой для трансформаций химических соединений;
4) является средой для проживания множества организмов и генным резервуаром;
5) является основой жизнедеятельности человека;
6) является источником сырьевых материалов и исторической средой.
Очевидно, что первые четыре функции являются в первую очередь экологическими, а последние две выдвигают на первый план техникопромышленные, социоэкономические и культурные аспекты.
Почва – среда для производства биомассы. Большая часть производства пищи, кормов или возобновляемых сырьевых материалов связаны с почвой, с питательными веществами, воздухом, водой и средой, в которую проникают корни растений. Серьезная деградация почвы в результате человеческой деятельности может вызвать падение производства пищи и древесины. Эрозия и сжатие почв – это важнейшие угрозы для устойчивого земледелия и, например, в 1989-1990 гг. им подверглись от 15 до 20% земель в Европе. Производственные потери, вызванные только этими процессами деградации, достигают 30 и более процентов урожая. В Северной Европе главным фактором, воздействующим на производство древесины, является закисление почв.
Почва – фильтрующая и буферная среда. Лишь в последние десятилетия было осознано полное значение этих функций почвы. Они позволяют почвам задерживать опасные соединения, попавшие в них, и препятствуют их движению в грунтовые воды и попаданию в пищевые цепочки. Эти соединения могут быть механически отфильтрованы почвой, адсорбированы или осаждены, а органические загрязнители, в частности, могут быть разложены или трансформированы. Эти свойства почв являются важнейшими, так как примерно 65% населения Европы и Северной Америки потребляют в качестве питьевой именно грунтовую воду. Здесь проявляется взаимосвязь проблем загрязнения почвы и грунтовых вод. Почвенное органическое вещество является важнейшим фактором в создании буферной емкости почвы. Почва амортизирует химические воздействия, а также колебания температуры (проявляет свойства буфера). Поступления химических веществ извне, например кислых соединений, амортизируются основными катионами (Na, К, Са и Mg), присутствующими в почве и накопившимися в результате выветривания глинистых минералов. Почва, таким образом, действует как бассейн для стоков, в котором накапливаются загрязнители, до тех пор, пока ее буферная емкость не будет исчерпана. В оптимальных условиях более 99% пестицидов трансформируются в нетоксичные соединения в пределах пахотного слоя на орошаемых почвах. Тем не менее, будучи малой, остающаяся часть (1%), которая не разлагается, все же достаточно велика, чтобы угрожать качеству питьевой воды в регионах с высокими нормами применения пестицидов.
Присутствие других
веществ, таких как
,
например, может косвенно препятствовать
деградации пестицидов из-за снижения
биологической активности почвы. Это
обстоятельство, в частности, является
насущной проблемой в районах виноградарства
из-за применения медного купороса для
обработки виноградников.
Более того, буферная функция почвы изменяется со временем, и, когда она истощена, почва может превратиться в источник химикалий, и тогда загрязнения могут начать вымываться в грунтовые воды.
За разложение органического вещества и трансформации других веществ, таких как сульфаты и нитраты, ответственны почвенные микроорганизмы. Изменения в окружающей среде могут существенно снизить емкость почвы по отношению к загрязнителям; и, следовательно, почва – это центральный фактор в определении критических нагрузок на природные экосистемы.
Почва – среда обитания и хранитель генов. Почва создает среду обитания для многочисленных организмов и микроорганизмов; она является также генным резервуаром. О биологии почв мы знаем относительно мало, и многие почвы, вовлеченные в сельскохозяйственную практику, в наше время подвергаются новым и чуждым формам управления. Ухудшение качества почв вызывает, как правило, уменьшение биоразнообразия. Потери биологической активности и численности видов животных могут быть вызваны удалением или сжиганием растительности, избыточным применением удобрений или биоцидов, а также закислением почв в результате атмосферного загрязнения.
Часто биологическая деградация почв связана с их физической или химической деградацией. Например, сжатие почвы ведет к снижению ее аэрации, что может привести к уменьшению активности земляных червей, а это, в свою очередь, вызовет дальнейшую деградацию почвенной структуры. Закисление может привести к гибели образующих гумус бактерий и корневых грибков.
Почва – основа современной жизни. Почва является физической средой для создания инфраструктуры – домов, промышленных предприятий, дорог, зон отдыха и зон оздоровления, и средой для размещения отходов.
Почва – источник сырьевых материалов. Земля – это источник сырьевых материалов: каолина, глины, гравия, песка, кварца, огромного множества рудных минералов, а также топлива различного вида.
Почва – историческая среда. Почва содержит археологические находки – произведения искусства и предметы палеонтологии, которые являются уникальным источником исторической информации.