|
|
ОглавлениеЧасть I. Экосфера. I. Геоэкология: система наук об интеграции геосфер и общества II. Природные факторы экосферы III. Социально-экономические факторы экосферы Часть II. Глобальные изменения. IV. Глобальные изменения и стратегии человечества VI. Гидросфера. Влияние деятельности человека VII. Геоэкологические проблемы использования почвенных и земельных ресурсов VIII. Литосфера. Влияние деятельности человека IX. Биосфера и ландшафты земли: влияние деятельности человека Часть IV. Геоэкологические аспекты природно-техногенных систем. Х.1. Природно-техногенные системы X.2. Геоэкологические аспекты урбанизации X.3. Геоэкологические аспекты энергетики Х.4. Геоэкологические проблемы промышленности Х.5. Геоэкологические аспекты транспорта X.6. Геоэкологические аспекты сельского хозяйства Часть V. Выживание человечества? Послесловие: намерения и реальность Для бесплатного чтения доступна только часть главы! Для чтения полной версии необходимо приобрести книгуVII. Геоэкологические проблемы использования почвенных и земельных ресурсовVII.1. Основные функции сферы почв (педосферы)Совокупность почв мира часто выделяют в особую часть экосферы, называемую педосферой. По определению В. А. Ковды, педосфера — это общемировая биоэнергетическая и биогеохимическая система, способная к саморазвитию и саморегуляции, обеспечивающая существование и воспроизводство живых организмов. Именно эти черты педосферы обусловливают плодородие естественых и антропогенных (сельскохозяйственных, лесохозяйственных) экосистем. Строго говоря, почвы не образуют сплошную геосферу, поскольку встречаются только на суше. На суше их роль велика, потому что многие естественные глобальные механизмы, регулирующие состояние экосферы, так или иначе, прямо или косвенно, действуют в почвенном покрове. Не менее сильна зависимость состояния почвенного покрова от антропогенных событий и процессов. Почва — многокомпонентное, но целостное природное образование. Она образуется на земной поверхности там, где проникают друг в друга и взаимодействуют все четыре геосферы (литосфера, гидросфера, атмосфера и биосфера), составляющие экосферу. Почва — это особое образование, на грани живого и неживого, названное В. И. Вернадским биокосным телом, с переплетающимися, сложнейшими биологическими, химическими и физическими процессами. Эти процессы зависят от природных условий каждого места, то есть они подчиняются определенным географическим законам, что и привело к формированию генетически обусловленных, зональных типов почв, классификация которых была предложена более 100 лет тому назад В.В. Докучаевым. Можно сказать, что почвы несут отпечаток тех условий, как естественных, так и теперь антропогенных, в которых они развиваются. Почва — это сложно функционирующая динамическая система, в которой все три фазы состояния вещества, — твердая, жидкая и газообразная, а также и живое вещество — взаимодействуют друг с другом в результате множества процессов различной природы, скорости и интенсивности. При этом вещества могут преобразовываться из одной фазы в другую. К тому же они отличаются способностью перемещаться вверх и вниз по почвенному профилю. Почва тесно связана с элементами геосфер в каждом ландшафте, а значит, и с Землей в целом, играя активную роль в глобальных биогеохимических циклах вещества. Происходит обмен между воздухом почвы и атмосферы. Движение воды сквозь почву в процессах инфильтрации, испарения, стока и пр. обусловливают активное участие почвы в глобальном круговороте воды. При этом вода также образует и переносит почвенные растворы, активно участвуя в процессах почвообразования. Верхняя часть литосферы, подверженная процессам выветривания, является источником минеральных компонентов в почве. Таким образом, почва может рассматриваться как природное тело, как динамическая система и как компонент ландшафта. Основными функциями почвенного покрова, по В.А. Ковде, являются: — биоэкологическая (размещение и функционирование живого вещества); — биоэнергетическая (преобразование солнечной энергии, аккумулированной в гумусе и других органических веществах, в биомассу); — фиксация азота и образование белков; — активный агент в глобальных биогеохимических циклах основных химических элементов; — преобразование подстилающих кристаллических пород в измельченные фракции (выветривание); — гидрологическая (активный водообмен между геосферами); — метеорологическая (вклад в формирование состава и режима атмосферы). Эти функции определяют очень многие взаимосвязи в глобальном механизме экосферы как системы. Итак, почва — это полифункциональная природная система. Из многочисленных важнейших функций следует выделить наиважнейшие, а именно определяющую роль почвы в производстве первичной биологической продукции как основы ряда возобновимых природных ресурсов и главного источника питания человечества, и роль почвы как тонкой поверхностной оболочки экосферы, через которую осуществляется обмен веществом и энергией во многих звеньях глобальных биогеохимических циклов и регулируется химический состав вод и воздуха. Можно сказать, что роль почвы во многом похожа на роль кожи у животных. Большая часть проблем геоэкологии так или иначе связана с педосферой. Химические изменения атмосферы и вытекающие отсюда последствия зависят от участия почвы в глобальных биогеохимических циклах вещества. Состояние океанов, окраинных и внутренних морей и в особенности прибрежных зон в сильной степени определяется выносом наносов, растворенных и взвешенных химических веществ со стоком с материков. А в формировании стока всех этих веществ, равно как и собственно жидкого стока, почвенный покров и его состояние играют очень большую роль. Изменения состояния и продуктивности природных экосистем и, в частности, обезлесение и опустынивание влияют на состояние почвенного покрова, а оно, в силу существования обратных связей, влияет на дальнейшее снижение продуктивности. Наконец, ряд проблем окружающей среды, возникающих в искусственно созданных или очень сильно преобразованных человеком экосистемах, таких как агроэкосистемы, также тесно взаимосвязаны с состоянием почвенного покрова или его воздействием на другие компоненты экосферы. Что касается потенциального плодородия, то бoльшая часть суши непригодна, малопригодна или неудобна для земледелия из-за следующих ограничений (в %% от общей площади свободной ото льда суши):
Заметим, что почвы могут быть малопригодны сразу по нескольким признакам, и поэтому общая площадь непригодных к использованию почв меньше, чем сумма указанных выше показателей. Согласно одной из оценок, в мире имеется 32,8 км2 пригодных к пахоте почв, или 22% общей площади суши. VII.2. Антропогенная деградация почвСкорости природных процессов, протекающих в почве, и скорости антропогенных процессов, возникающих при использовании почвы, весьма различны. Например, ежегодные темпы водной эрозии пашни в десятки раз превышают естественные темпы восстановления почвы. Строго говоря, с естественно-научной точки зрения почвы — это возобновимый природный ресурс, но практически, вследствие малых скоростей естественных процессов по сравнению с антропогенными, этот ресурс во многих ситуациях может рассматриваться как невозобновимый. Использование почв зачастую приводит к ухудшению их природных свойств, то есть к их деградации. В процессе деградации ухудшаются многие свойства почвы, в том числе уменьшается содержание почвенного гумуса и теряется часть наиболее ценной, тонкодисперсной фракции почвы. Применение удобрений и других агротехнических приемов может временно компенсировать или затушевывать эффект деградации почв. Деградация почв — явление столь же естественное, сколь и социальное. По определению Программы ООН по окружающей среде (ЮНЕП), деградация почв — антропогенный процесс неспособности почв обеспечивать существование людей. Явление деградации почв состоит из множества локальных проблем, складывающихся в общемировую мозаику. В проблеме деградации почвенного покрова многочисленные и разнообразные локальные вопросы складываются в глобальную проблему. Деградация педосферы — одна из самых серьезных, долгосрочных, общемировых проблем, стоящих перед человечеством, потому что она играет столь важную роль в функционировании экосферы и потому также, что она — один из важнейших факторов в проблеме обеспечения населения мира продовольствием. Методические трудности оценки деградации почв заключаются в невозможности установить единую точку отсчета во времени, от которой отсчитывалась бы деградация, а также установить единый показатель степени деградации. Деградацию почв можно охарактеризовать как «ползучую», как процесс, постепенно и потому незаметно ухудшающий их состояние (см. Раздел 1.3.). Глобальная оценка деградации почв (Global Assessment of Soil Degradation — GLASOD), выполненная ЮНЕП (1990 г.), указывает на то, что только малонаселенные районы бореальных лесов и пустынь не затронуты антропогенной деградацией почв. На одной шестой части покрытой растительностью территории Земли отмечается та или иная степень деградации почв, развившаяся за последние 50 лет. По оценке ЮНЕП, 15% деградированных сельскохозяйственных земель относятся к категории «сильно деградированных». Это почвы, у которых исходные биотические функции — превращать биогенные вещества в формы, ассимилируемые растениями, — преимущественно разрушены, и они уже непродуктивны. Эти почвы столь сильно деградировали, что их восстановление или невозможно, или же трудно достижимо в результате технических сложностей и крайне высокой стоимости такой работы. Например, восстановление богарных (неполивных) почв в США обходится в среднем в 4000 американских долларов на гектар. Другая часть деградированных почв (46%) относится к категории умеренно деградировавших, со значительно сократившейся продуктивностью. Эти две категории составляют примерно четвертую часть пахотных земель мира. Деградация почв происходит вследствие различных причин антропогенного характера. Водная и ветровая эрозия почв — важнейшие процессы, распространенные на 84% деградировавших почв. К другим основным процессам деградации можно отнести ухудшение структуры почвы, ее техногенное загрязнение, засоление, заболачивание и подтопление. Площадь и степень деградации почв мира, по данным GLASOD, приведены в табл. 13. Основные причины деградации почв мира: сведение лесов, главным образом для сельского хозяйства; перевыпас скота; несовершенное и технологически неправильное сельское хозяйство; переэксплуатация почв. Категории эти не имеют четких границ и переходят одна в другую. Таблица 13 Площадь и степень деградации почв мира
Как и в целом для мира, почвы на территории России значительно деградированы, при этом географическое распределение степени деградации неравномерное. В России преобладают следующие процессы деградации почв: 1) снижение содержания гумуса (дегумификация); потери гумуса составляют в настоящее время в среднем около 0,6 т/га за год; 2) обесструктуривание, в том числе уплотнение из-за использования тяжелой сельскохозяйственной техники; 3) водная эрозия; 4) ветровая эрозия, или дефляция; 5) техногенное подкисление (выбросами промышленности и от удобрений); 6) загрязнение пестицидами; 7) промышленное загрязнение (вокруг крупных городов и мест горнодобывающей промышленности); 8) деградация вечной мерзлоты; 9)заболачивание и подтопление; 10) вторичное засоление. В особенности следует отметить, что около 2/3 всей пашни России располагается на черноземах различных типов, то есть исходно на богатейших, наиболее плодородных почвах мира. Качество этих почв весьма сильно ухудшилось, как это демонстрируют данные для черноземов Русской равнины, с интервалом в 100 лет (табл. 14). Внимание! Авторские права на книгу "Основы геоэкологии. Учебник" (Голубев Г.Н.) охраняются законодательством! |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
