Влияние хозяйственной деятельности на почву. Влияние человека на природу

Воздействие человека на почву - составная часть общего влияния человеческого общества на земную кору и ее верхний слой, на природу в целом, особенно возросшее в век научно-технической революции. При этом не только усиливается взаимодействие человека с землей, но и меняются основные черты взаимодействия. Проблема “почва - человек” осложняется урбанизацией, все большим использованием земель, их ресурсов для индустриального и жилищного строительства, ростом потребностей в продуктах питания. По воле человека изменяется характер почвы, меняются факторы почвообразования - рельеф, микроклимат, создаются моря (огромного объема водохранилища), появляются новые реки (каналы), перемещаются миллионы тонн грунта и т. д. Под влиянием промышленных и сельскохозяйственных загрязнений (в том числе удобрений) изменяются свойства почвы и почвообразовательные процессы, потенциальное плодородие, снижается технологическая и питательная ценность сельскохозяйственной продукции и т. д.

Большинство ученых считают, что образование пустынь Ближнего Востока связано с вырубкой лесов и неразумным использованием пастбищ. В. А. Ковда, анализируя многочисленные публикации и доклады по данному вопросу, пришел к выводу, “что учащение засух, усиление недородов, гибель растительности и разрушение почв на значительных территориях связаны между собою, связаны с общей тенденцией аридизации суши и усилены отрицательными последствиями ошибочной деятельности человека” 1 .

Нарушение почвенных процессов в результате неправильной эксплуатации почвенного покрова приводит к усиленному разрушению почв. Различают несколько типов разрушения почвы: ветровое (дефляция), эрозионное, техническое и ирригационное (разновидность эрозии). Самая распространенная и наиболее опасная, наносящая наибольший ущерб почвам, - эрозия. Она выражается в размыве почвы, смыве ее талыми, дождевыми и ливневыми водами. Обычно эрозия возникает на наклонных поверхностях. Во время весеннего снеготаяния размыв почвы наблюдается даже при крутизне склона 1-2°. Чем круче склон, тем интенсивнее эрозия.

В первую очередь, смываются наиболее плодородные верхние слои почвы. Смыв достигает огромных размеров. По данным Ludson (1973), благодаря вызванной человеком ускоренной эрозии ежегодно сносится речной водой до 24 10 9 т/год земли. Усилению губительного действия эрозии способствуют уничтожение лесов, особенно в горах и на склонах, разрушение дернины. Особенно способствует развитию эрозии неправильная обработка склонов большой крутизны - продольное направление вспашки.

Размыв почв нередко сопровождается образованием оврагов. В некоторых районах овраги занимают значительные территории.

Ирригационная эрозия развивается при нарушении правил полива на орошаемых землях. Развевание верхних горизонтов почвы сильными ветрами называется дефляцией. При дефляции почва теряет самые мелкие частицы, а вместе с ними важнейшие для плодородия химические вещества. Развитию дефляции способствует уничтожение растительности на территории с недостаточной атмосферной увлажненностью, неумеренный выпас скота, сильные ветры. Дефляции больше всего подвержены супесчаные, а также плодородные карбонатные черноземы. Во время сильных бурь частицы почвы могут с больших площадей уноситься на значительные расстояния. По данным М. L. Jackson (1973), на планете ежегодно до 500 млн. т пыли попадает в атмосферу. Из истории известно, что пыльные бури разрушали незащищенные почвы огромных сельскохозяйственных территорий Азии, Южной Европы, Африки, Южной и Северной Америки, Австралии. В настоящее время они становятся национальным или региональным бедствием многих государств. Потери почв от дефляции в наиболее катастрофические годы достигают 400 т/га. В США в 1934 г. в результате разразившейся бури в районах распаханных прерий Великой равнины около 200 млн. га пашни были превращены в бросовые земли, 50 млн. га резко снизили свое плодородие. В погоне за прибылью от продажи зерна были распаханы пастбища и залуженные склоны. И это моментально сказалось на устойчивости почв от развеивания. Потери урожая на таких почвах сегодня составляют 50-60%. Аналогичные явления встречаются повсеместно. Так, Африка к югу от 30° ю. ш. ежегодно теряет от эрозии и дефляции до 1,7 млн. га. На 60-80% эродированы пастбища Средиземья, Атласа, Альп. Наиболее интенсивна эрозия в горных безлесных густозаселенных странах.

Дефляция представляет опасность для всех районов Казахстана. Особенно черные бури возникают в северных областях Казахстана при скорости ветра 10-12 м/с, но наибольшей силы они достигают при скорости ветра 15-20 м/с.

В южных областях Украины наиболее опустошительная пыльная буря была в апреле 1928 г., когда пострадало около 400 тыс. км 2 земель от Дона до Днепра. Скорость ветра достигала 10 м/с. Он выдул почву в отдельных местах до глубины 12 см. Эта буря унесла с полей 15 млн. т почвы.

В 1960 г. на Северном Кавказе и Южной Украине со значительной площади бурей был снесен слой почвы толщиной 7-10 см, а в Запорожье погибла часть озимых посевов. Частицы почвы были отнесены на огромные расстояния - в районы Белоруссии, Западной Украины, Румынии и Болгарии.

Почвы разрушаются под воздействием транспорта, землеройных машин и техники.

Борьба с разрушением почвы включает комплекс мероприятий, требующих серьезного научного и инженерно-экономического обоснования для каждого конкретного региона.

Основное значение имеет устранение причин, вызывающих разрушение.

Серьезную проблему для современного земледелия представляет засоление почв. В естественных условиях почвы засоляются через грунтовые воды, насыщенные солями. Если грунтовые воды расположены на небольшой глубине, в жарких и засушливых районах они поднимаются по почвенным капиллярам и испаряются. На поверхности почвы остаются все растворенные до этого в воде соли. Если грунтовые воды лежат на достаточно большой глубине, то даже в засушливых зонах почва не всегда подвергается засолению.

Наибольшую опасность в земледелии представляет вторичное засоление орошаемых почв. Современные оросительные системы, за немногим исключением, строятся и функционируют без гидроизоляции. В результате грунтовые воды, поднимаясь вверх (иногда со скоростью 0,5-2 м/год и более), подтопляют поверхность почвы и при отсутствии хорошего естественного дренажа (свободного оттока грунтовых вод) вызывают заболачивание и засоление земель. Заболачивание и вторичное засоление орошаемых земель практически приобрело повсеместный характер. Засоление почв при орошаемом земледелии наблюдается во всех странах Ближнего и Среднего Востока - от Афганистана до Марокко и Сенегала, в орошаемых районах Австралии, США, Мексики. Вторичное засоление распространено в Индии и других странах Азии. Поданным ФАО, не менее 50% площади орошаемых земель значительно засолено. В результате человечество потеряло многие миллионы ранее плодородных земель.

Почва - среда обитания многочисленных низших животных и микроорганизмов, в том числе бактерий, плесневых грибков, вирусов и др. Большинство почвенных микроорганизмов - сапрофаги; они живут и размножаются в почве и не приносят вреда животным организмам. В почве обитают постоянно или временно и так называемые патогенные (греч. pathos - страдание, genos - рождение) - болезнетворные микроорганизмы, возбудители инфекционных болезней. Некоторые из них (главным образом постоянные обитатели почвы) образуют спору - плотную оболочку, обеспечивающую им высокую устойчивость по отношению к различным неблагоприятным факторам внешней среды: высокой температуре, высыханию, давлению, отсутствию питательных веществ. Попав в благоприятные условия, споры приобретают первоначальную форму.

Группу спорообразующих бактерий принято называть клостридиями. Накопилось достаточно данных о том, что клостридии не только обладают способностью продолжительное время сохраняться в почве в виде спор, но и размножаться в ней в вегетативный период своего существования. К патогенным бактериям относятся возбудители таких опасных инфекционных заболеваний, как сибирская язва, газовая гангрена, столбняк, ботулизм и др. Возбудители этих болезней в некоторых почвах остаются жизнеспособными многие десятилетия. Человек заражается ими непосредственно при обработке почвы, уборке урожая, строительных работах и т. п. К числу наиболее опасных болезней человека и животных относится сибирская язва. Возбудитель сибирской язвы - сибиреязвенная палочка, попадая с мочой и испражнениями больных животных в почву, образует спору и в таком состоянии может сохраняться годами, особенно в каштановых и черноземных почвах. Животные, поедая корм, загрязненный этой палочкой, заражаются сибирской язвой. Заражению поверхностных слоев почвы на пастбищах могут способствовать земляные работы в неблагополучной по сибирской язве местности (при мелиоративных работах, строительстве и т. д.). Человек заражается сибирской язвой, как правило, при контакте с больными или павшими животными (при уходе за ними, убое, снятии шкур и др.), через продукты и сырье, полученные от больных животных (мясо, шерсть, шкура), а также при непосредственном соприкосновении с почвой.

Особую опасность для человека представляет столбнячная палочка. Столбнячная палочка обнаруживается в почве в разных географических районах. Заражение человека происходит через поврежденную кожу или слизистую при контакте с загрязненной почвой. В прошлом особенно часто столбняк регистрировали среди солдат во время военных действий. В мирное время заболеваемость столбняком встречается главным образом среди жителей сельской местности.

В почвах встречается также спороносная палочка - возбудитель ботулизма - тяжелого пищевого отравления. При изучении почв некоторых районов Кавказа, Азовского и Каспийского морей, Приморского края, Дальнего Востока и Ленинграда она обнаружена в среднем в 9% проб, у берегов озера Балхаш и в Армянской ССР - в 33% проб. Из почвы она может попасть на овощи, ягоды, фрукты, рыбу, грибы и другие продукты и при благоприятных анаэробных условиях из споры переходит в вегетативную форму, продуцирующую токсин (яд). По силе действия на организм человека и животного он превосходит все другие бактериальные токсины и химические яды. Ботулизм регистрируется во многих странах мира - США, Канаде, Франции, Японии, России, Казахстане и др.

Анализ случаев заражения ботулизмом на территории Казахстана показывает, что в основном они связаны с продуктами домашнего приготовления: рыбой соленой и вяленой, грибами, консервированными в герметически закрытых банках, консервами овощными и фруктовыми.

Почва - источник заражения человека газовой гангреной. Это тяжелое заболевание, характеризующееся быстро распространяющимся отеком тканей и их омертвением. Она возникает при проникновении спор гангренозной палочки в поврежденные ткани вместе с загрязненной почвой, обрывками одежды, обуви и другими предметами. Газовую гангрену могут вызывать несколько видов клостридий. Чаще в почве встречаются клостридии перфрингенс типа А. Эти микробы, по данным различных авторов, встречаются в каждом образце почвы. Попадая в рану, они при благоприятных условиях размножаются в тканях и продуцируют токсин, который и вызывает омертвение и другие тяжелые признаки заболевания.

Из временных микроорганизмов, обитающих в почве, большую группу составляют возбудители кишечных инфекций (брюшного тифа, паратифов, дизентерии, холеры), бруцеллеза, туляремии, чумы, коклюша и др. Они попадают в почву только при определенных условиях (с выделениями больных, с нечистотами и др.). Нельзя сказать, что почва - благоприятная среда для их обитания. В их гибели большую роль наряду с недостатком питательных веществ, не всегда оптимальными влажностью и температурой почвы играет антагонизм между различного рода почвенными микроорганизмами. Не находя подходящих условий для своего развития, патогенные для человека и животных неспороносные бактерии погибают обычно относительно быстро. Однако некоторые из них, особенно в загрязненной почве, сохраняются продолжительное время: возбудители брюшного тифа, паратифов и холеры остаются жизнеспособными от нескольких суток до трех месяцев; бруцеллеза - от нескольких суток до пяти месяцев, туляремии - от нескольких суток до двух месяцев и т. д. Энтеровирусы - возбудители полиомиелита и некоторых кишечных заболеваний вирусного происхождения - выживают в почве от 25 до 170 дней.

Обычно заражение человека кишечными инфекциями происходит через загрязненные овощи. Однако наибольшую опасность имеет вторичное загрязнение подземных и поверхностных вод. Атмосферные осадки, попадающие на загрязненную почву и проходящие через нее, выносят микрофлору, в том числе и возбудителей заразных болезней, из поверхностных слоев в нижележащие грунтовые воды и загрязняют их. С ливневыми водами возбудители могут попасть в водоемы.

Для человека определенную опасность представляют отдельные виды актиномицетов, вызывающих поверхностные и глубокие микозы, а также микобактерии - возбудители туберкулеза, проказы, и дифтерии человека. Сроки выживаемости этих микроорганизмов в почве значительны: для палочек туберкулеза - от нескольких дней до 15 месяцев, для дифтерийной палочки - от нескольких дней до двух-трех недель.

Почва может служить местом развития, а при определенных условиях и инфицирования мух. Весь цикл развития мухи связан с почвой. Самка мухи откладывает яйца обычно в местах гнилостных отбросов и нечистот. Цикл развития до окрыленной мухи происходит в земле и сухих отбросах. В них же в зимний период многие мухи сохраняются как во взрослом состоянии, так и в стадии личинок. Значение мух в распространении кишечных и других инфекций убедительно доказано. Муха переносит заразное начало как на поверхности своего тела, на лапках и хоботе, так и в кишечнике. Многие возбудители кишечных инфекций сохраняются в жизнеспособном состоянии на поверхности тела мухи до двух суток, а в кишечнике еще больше.

Ко второй группе гельминтов относятся свиной и бычий цепни (солитеры). Они имеют очень сложный цикл развития. Из кишечника человека яйца гельминтов попадают в почву, оттуда - в корм крупного рогатого скота и свиней. В кишечнике этих животных они превращаются в личинки, которые с током крови разносятся по всему телу и поселяются главным образом в мускулатуре. Человек, употребляя без достаточной термической обработки говядину или свинину, заражается личиночной стадией гельминтов.

На здоровье человека может оказывать определенное влияние химический состав почвы. Еще академик В. И. Вернадский обратил внимание на значение для живых организмов некоторых микроэлементов почвы. Многочисленными исследованиями в нашей стране и за рубежом твердо установлено, что многие из них оказывают существенное влияние на рост и развитие растений, на состояние и функции организма животных, в том числе и человека.

Биохимические процессы, происходящие в земной коре, и процессы образования и обмена химических элементов в организме взаимосвязаны как отдельные этапы круговорота вещества в природе, как процессы взаимного обмена, обусловливающие жизнь.

В составе организмов обнаружено 47 постоянно присутствующих химических элементов. На них приходится от 0,4 до 0,6% живой массы. К числу достаточно изученных относятся медь, кобальт, цинк, марганец, иод, молибден, селен, фтор, стронций, бор, кадмий, ванадий. Микроэлементы - биогенные химические элементы, играющие роль катализаторов в развитии растений, особенно в процессах усвоения азота и фотосинтеза. Установлено, что при добавлении к кормам животных необходимых микроэлементов у них отмечается усиление роста. Отсутствие того или другого микроэлемента сопровождается специфическими признаками его недостаточности. Так, недостаток меди при некотором избытке молибдена и сульфатов приводит к возникновению эндемической атаксии животных.

Велико значение микроэлементов в организме человека. В состав крови человека входит 24 элемента, женского молока - около 30 (медь, цинк, кобальт, кремний, мышьяк и др.). Однако количество биогенных элементов в различных средах человеческого организма нельзя считать окончательно установленным. Микроэлементы входят в состав некоторых важных желез внутренней секреции - щитовидной, поджелудочной, половых и др. Так, цинк входит в состав щитовидной железы, гипофиза, семенников и яичников; кобальт - поджелудочной и щитовидной желез. Имеется основание полагать, что микроэлементы оказывают существенное влияние на функцию эндокринных желез. Микроэлементы входят в состав многих химических комплексов организма, таких, как соединение металлов с белками, различные ферменты, дыхательные пигменты, гормоны и некоторые витамины. Они участвуют в промежуточных процессах обмена веществ.

Микроэлементы поступают в организм человека с растительной и животной пищей, отчасти с водой, по схеме: почва - растение - организм животного. Уровень обеспеченности растительных и животных организмов микроэлементами зависит от содержания их прежде всего в почве. Недостаток или избыток микроэлементов в почве приводит к недостатку или избытку их не только у травоядных, но и плотоядных животных, а также в организме человека, влечет за собой ослабление или усиление синтеза биологически активных веществ, в состав которых входят микроэлементы, нарушение процесса промежуточного обмена веществ, возникновение заболеваний. Заболевания, связанные с недостатком или избытком микроэлементов, получили название эндемических (от греч. endemos - местный). Районы, в которых обнаруживаются отклонения в развитии растений и животных, регистрируются эндемические заболевания, связанные с местными геохимическими особенностями, А. П. Виноградов назвал биогеохимическими провинциями.

Известны биогеохимические провинции, бедные иодом (западные области Украины), бедные кобальтом и медью (Прибалтийские республики, Ярославская область) и др. Низкий уровень иода в почве ведет к низкому содержанию его в растениях и подземных водах, а следовательно, и в пищевом рационе населения. Недостаток иода служит причиной возникновения зобной болезни и кретинизма. Недостаток кальция при избытке стронция в питьевой воде и продуктах питания является, как полагают, причиной уровской болезни Кашина-Бека. Низкое содержание кобальта в почве - причина возникновения дисфункции обменных процессов у рогатого скота и овец. Недостаток содержания в почве и питьевой воде фтора приводит к кариесу зубов. При содержании фтора в питьевой воде выше 1,3 мг/л у человека и животных зубы поражаются “пятнистой эмалью”. При этом заболевании нередко поражается костная система организма (флюороз). В некоторых зарубежных странах в последние годы получило распространение эндемическое заболевание детей раннего возраста - метгемоглобинемия, вызываемая избытком в воде солей азотной кислоты.

Для борьбы с эндемическими заболеваниями в горных районах с йодной недостаточностью в рацион населения вводится специальная иодированная соль. В местностях с недостатком фтора в плановом порядке проводится фторирование воды и т.д.

Наряду с естественным неравномерным распространением тех или других химических элементов в современных условиях в огромных масштабах происходит и искусственное перераспределение их. Выбросы промышленных предприятий и объектов сельскохозяйственного производства, рассеиваясь на значительные расстояния и попадая в почву, создают новые сочетания химических элементов. Из почвы эти вещества в результате различных миграционных процессов могут попадать в организм человека (почва - растения - человек, почва - атмосферный воздух -человек, почва - вода - человек и др.). С промышленными твердыми отходами в почву поступают всевозможые металлы (железо, сталь, медь, алюминий, свинец, цинк) и другие химические загрязнения, в том числе микроэлементы, органические и неорганические соединения. Примером могут быть так называемые кислые дожди, образующиеся при избытке в воздухе оксидов серы, поступающих в атмосферу при сжигании минерального сырья.

Почва обладает способностью накапливать радиоактивные вещества, поступающие в нее с радиоактивными отходами ядерных, энергетических и других реакторов, регенерационных установок “горячих” лабораторий, медицинских, научно-исследовательских учреждений, использующих радиоизотопы, а также с атмосферными радиоактивными осадками после ядерных испытаний. Из радиоактивных изотопов наибольшую опасность представляют Sr и Cs с длительными периодами полураспада (соответственно 28 и 30 лет). Радиоактивные вещества включаются в пищевые цепи и поражают живые организмы. Поражение организма может быть как индивидуальным (например, развитие злокачественных новообразований), так и генетическим, представляющим потенциальную опасность для здоровья будущих поколений.

К числу химических соединений, загрязняющих почву, относятся и канцерогенные вещества - канцерогены. В настоящее время под канцерогенами подразумевают химические, физические и биологические вещества, которые играют существенную роль в возникновении опухолевых заболеваний у животных организмов. Наиболее широко распространены такие канцерогены, как полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). В эту группу входят до 200 агентов, в том числе бенз(а)пирен (БП), 7-12-диметилбенз(а)антрацен, дибенз(а)антрацен, 3,4-бензфлуорантен и другие, обладающие высокой канцерогенностью. Наиболее известный и активный ее представитель - БП., который принято считать индикатором группы ПАУ.

Основные источники загрязнения почвы канцерогенными веществами - выхлопные газы самолетов, автотранспорта, выбросы промышленных предприятий, тепловых электростанций, котельных и т. д. В почву канцерогены поступают из атмосферы вместе с крупно- и среднедисперсными пылевыми частицами, при утечке нефти или продуктов ее переработки и др. Канцерогенные вещества обнаруживаются в почве повсеместно, однако интенсивность загрязнения ими колеблется в значительных пределах. Это зависит от мощности источника загрязнения, расстояния от него исследуемой территории, направлении ветра и других факторов.

Обнаружение БП и других полициклических ароматических углеводородов в пробах, отбирающихся на территории, где отсутствовали какие-либо источники канцерогенов, дало основание предположить, что их наличие обусловлено не только деятельностью человека. Исследования, проведенные Л. М. Шабада, позволили определить “фоновый” уровень канцерогенных углеводородов в почве и других объектах внешней среды сельскохозяйственных районов, где отсутствуют источники загрязнения этими веществами. Знание фонового уровня имеет большое практическое значение для оценки загрязненности почвы канцерогенными углеводородами.

Определенную роль в возникновении фонового уровня канцерогенных загрязнений играют вулканические извержения. По сделанным подсчетам вулканы выбрасывают за год около 3х10 9 т вулканического пепла, 0,04% которого (около 1 млн. т) составляют органические соединения. Из общего числа органических соединений третья часть падает на углеводороды. Вулканический пепел в зависимости от силы извержения выбрасывается на высоту от 1 ,до 5 км и более и с потоками воздуха переносится на большие расстояния. Так, в 1883 г. при извержении вулкана Кракатау (Индонезия) мельчайшие вулканические пылинки облетели вокруг Земли два раза. В 1956 г. при извержении вулкана Безымянный на Камчатке высота выброса достигла 45 км, а пепел был разнесен на десятки тысяч километров. В застывшей вулканической массе обнаруживали канцерогенные углеводороды.

Удельный вес природных канцерогенных веществ в почве невелик и не представляет реальной угрозы для человека. Основная опасность загрязнения почвы связана с глобальным загрязнением атмосферы.

Таким образом, в связи с развитием научно-технической революции взаимосвязь человека и почвы усложняется, и это следует учитывать при планировании мероприятий по охране почвы.

Я уже несколько лет влияю на качество почвы на своем приусадебном участке. Я стараюсь повысить урожайность, внося в землю перегной, сено, скошенную траву и некоторые натуральные удобрения. Результат не заставляет себя ждать: 4 месяца в году наша семья ежедневно питается свежими помидорами, огурцами и зеленью, а также мы собираем с деревьев вишню и абрикосы. Рассмотрим влияние человека на почву в более крупном масштабе.

Примеры положительного влияния человека на образование почвы

Плодородная почва нужна человечеству для полноценного снабжения его продуктами питания . Поэтому люди предпринимают усилия, чтобы сохранить этот ценный ресурс. Перечислим виды деятельности, положительно влияющие на почву:

сельское хозяйство . При его разумном ведении агрономы ежегодно чередуют культуры на одном и том же поле, вносят удобрения, проводят грамотное вспахивание. Все это ведет к образованию качественной почвы;
природоохранная деятельность . Экологи рекомендуют проводить
искусственную посадку лесополос, чтобы спасти почву рядом расположенных полей от эрозии.

Сейчас уделяется большое внимание состоянию почвы, потому что, в связи с ростом населения, остро встал вопрос нехватки всех природных ресурсов.

Примеры отрицательного влияния человека на образование почвы

К сожалению, здесь можно перечислить больше пунктов, ведь многие виды современной деятельность нарушают баланс многих процессов, в том числе и формирования грунта:

вырубка лесов способствует выветриванию почвы и образованию пустыни. Особенно это ярко проявляется в Южной Америке, где местные жители уже уничтожили большие площади леса с целью распахивания новых земель;
промышленность является источником загрязняющих почву отходов, которые
не только снижают ее плодородие, но и могут попасть в урожай;
стройка . При возведении любого объекта площадь плодородной земли
уменьшается. Большие города являются важным атрибутом современности, но они заковывают в асфальт и бетон огромные площади;
автомобили - отходы бензина также делают почву ядовитой.

В процессе человеческой деятельности оказывается многообразное воздействие на литосферу и почву: асфальтирование, добыча полезных ископаемых, сельскохозяйственная обработка, строительство путей сообщения, размещение производственных объектов и т.п.

Ежегодные объемы горнодобычи составляют примерно 100 млрд. т. горной массы. Это приводит к усилению воздействия на литосферу. Если подобные темпы добычи сохранятся, то в ближайшей перспективе объем горного производства будет удваиваться каждые десять лет.

В связи с исчерпанием многих видов ресурсов, залегающих вблизи земной поверхности, добыча перемещается в более глубокие горизонты. Так, открытые железорудные карьеры имеют глубину в 150 м и более, а отдельные - до 500 м. Карьеры окружены отвалами пустой породы, высота которых иногда достигает 100 м. Ежегодно к имеющимся отвалам добавляется свыше 2 млрд. м 3 . В странах, где подземная добыча осуществляется уже несколько веков, в частности в Чехии, нижние горизонты шахт опустились на глубину до 1300 - 1500 м. В Южной Африке и Индии золотые рудники достигли глубины 4 км.

Интенсивное освоение полезных ископаемых приводит к преобразованию природных условий: уровней подземных вод, режимов их движения, что вызывает проседания и сдвиги земной поверхности, образование трещин и провалов.

Площадь земельных ресурсов мира составляет 129 млн. км 2 или 86,5 % площади суши. Пашня и многолетние насаждения в составе сельскохозяйственных угодий занимают около 15 млн. км 2 (10,4 % суши) или около 3 % всей поверхности земного шара, в расчете на душу населения это составляет около 0,5 га, сенокосы и пастбища занимают 37,4 млн. км 2 (25 % суши). Общая пахотная пригодность земель оценивается различными исследователями по-разному: от 25 до 32 млн. км 2 .

Почва весьма чувствительна к воздействию антропогенных факторов и чаще всего подвергается разрушению. В разрушении почв и снижении их плодородия выделяют следующие процессы.

Аридизация суши - комплекс процессов уменьшения влажности обширных территорий и вызванное этим сокращение биологической продуктивности экологических систем. Под действием примитивного земледелия, нерационального использования пастбищ, беспорядочного применения техники на угодьях почвы превращаются в пустыни.

Неправильные методы землепользования приводят кпочвенной эрозии (от латинского erosio – разъедание или erodere - разъедать), которая представляет собой разрушение, снос или смыв почвенного покрова ветром или водой. При этом разрушается самый плодородный верхний слой почвы. Для создания этого слоя мощностью 18 см природа затратила не менее 1400-1700 лет, так как почвообразование идёт со скоростью примерно 0,5-2 см в 100 лет. Разрушение этого слоя эрозией может произойти за 20-30 лет. Урожай зерновых на эродированных почвах в 3-4 раза ниже обычного.

Почвенная эрозия бывает ветровая, водная, техническая, ирригационная.

Ветровая эрозия происходит чаще всего весной при скоростях ветра 15-20 м/с, когда растения еще не пошли в рост. Влага снижает пагубное действие ветра. В засушливых районах результатом ветровой эрозии бывают пыльные бури. Они повторяются через 3-5, иногда 10 лет и сносят слой почвы мощностью до 25 см, уничтожая при этом посевы. Ветровая эрозия характеризуется выносом ветром наиболее мелких частей. Ветровой эрозии способствует уничтожение растительности на территориях с недостаточной влажностью, сильными ветрами, непрерывным выпасом скота.

Водная эрозия представляет смыв почвы талой или ливневой водой. Она приводит к образованию оврагов в слабохолмистой местности. Большую опасность представляет эрозия почвы в горной местности, где она может вызывать сели. Водные эрозии отмечаются при крутизне уже 1-2°. Водной эрозии способствует уничтожение лесов, вспашка по склону.

Техническая эрозия связана с разрушением почвы под воздействием транспорта, землеройных машин и техники.

Ирригационная эрозия развивается в результате нарушения правил полива при орошаемом земледелии. Засоление почв в основном связано с этими нарушениями. В настоящее время не менее 50% площади орошаемых земель засолено, потеряны миллионы ранее плодородных земель. Особое место среди почв занимают пахотные угодья, т. е. земли, обеспечивающие питание человека. По заключению ученых и специалистов, для питания одного человека следует обрабатывать не менее 0,1 га почвы. Рост численности жителей Земли напрямую связан с площадью пахотных земель, которая неуклонно сокращается.

Почва как объект охраны и контроля имеет ряд специфических особенностей. Прежде всего, почва значительно менее подвижна, чем, например, атмосферный воздух или поверхностные воды, и в связи с этим практически не располагает таким мощным фактором естественного самоочищения, свойственного другим средам, как разбавление. Антропогенные загрязнения, попавшие в почву, накапливаются, а эффекты суммируются.

Интенсивное развитие промышленного производства приводит к росту промышленных отходов, которые в совокупности с бытовыми отходами существенно влияют на химический состав почвы, вызывая ухудшение её качества. Сильное загрязнение почвы тяжёлыми металлами вместе с зонами сернистых загрязнений, образующихся при сжигании каменного угля, приводят к изменению состава микроэлементов и возникновению техногенных пустынь.

Изменение содержания микроэлементов в почве немедленно сказывается на здоровье травоядных животных и человека, приводит к нарушению обмена веществ, вызывая различные эндемические заболевания местного характера. Например, недостаток йода в почве ведет к болезни щитовидной железы, недостаток кальция в питьевой воде и продуктах питания - к поражению суставов, их деформации, задержке роста.

Загрязнение почвы пестицидами, ионами тяжелых металлов приводит к загрязнению сельскохозяйственных культур и соответственно пищевых продуктов на их основе.

Так, если зерновые культуры выращивают с высоким естественным содержанием селена, то сера в аминокислотах (цистеин, метионин) замещается селеном. Образовавшиеся "селеновые" аминокислоты могут привести к отравлению животных и человека. Недостаток молибдена в почве приводит к накоплению в растениях нитратов; в присутствии природных вторичных аминов начинается последовательность реакций, которые могут инициировать у теплокровных животных развитие раковых заболеваний.

В почве всегда присутствуют канцерогенные (химические, физические, биологические) вещества, вызывающие опухолевые заболевания у живых организмов, в т.ч. и раковые. Основными источниками регионального загрязнения почвы канцерогенными веществами являются выхлопы автотранспорта, выбросы промышленных предприятий, продукты нефтепереработки.

Антропогенное вмешательство может влиять на повышение концентрации природных веществ или вносить новые, посторонние для окружающей среды вещества, такие, как пестициды, ионы тяжелых металлов. Поэтому концентрация этих веществ (ксенобиотиков) должна определяться как в объектах окружающей среды (почве, воде, воздухе), так и в пищевых продуктах. Предельно допустимые нормы на присутствие остатков пестицидов в продуктах питания различны в разных странах и зависят от характера экономики (импорта-экспорта продовольствия), а также от привычной структуры питания населения.

При недостаточно продуманном антропогенном воздействии и нарушении сбалансированных природных экологических связей в почвах быстро развиваются нежелательные процессы минерализации гумуса, повышается кислотность или щелочность, усиливается соленакопление, развиваются восстановительные процессы – все это резко ухудшает свойства почвы, а в предельных случаях приводит к локальному разрушению почвенного покрова. Высокая чувствительность, уязвимость почвенного покрова обусловлены ограниченной буферностью и устойчивостью почв к воздействию сил, не свойственных ему в экологическом отношении.

Все в более широких масштабах проявляется загрязнение почвы нефтепродуктами, усиливается влияние азотной и серной кислот техногенного происхождения, ведущие к формированию техногенных пустынь в окрестностях некоторых промышленных предприятий.

Несбалансированное питание растений вызывает появление все новых вредителей, таких, как ржавчинные грибы, улитки, тля, и трудноискореняемые сорняки.

Восстановление нарушенного почвенного покрова требует длительного времени и больших капиталовложений.

Пестициды как загрязняющий фактор. Открытие пестицидов - химических средств защиты растений и животных от различных вредителей и болезней - одно из важнейших достижений современной науки. Сегодня в мире на 1 га. наносится 300 кг. химических средств. Однако в результате длительного применения пестицидов в сельском хозяйствем медицине (борьба с переносчиками болезней) почти повсеместно отличается снижение из эффективности вследствие развития резистентных рас вредителей и распространению "новых" вредных организмов, естественные враги и конкуренты которых были уничтожены пестицидами. В то же время действие пестицидов стало проявляться в глобальных масштабах. Из громадного количества насекомых вредными являются лишь 0,3% или 5 тыс. видов. У 250-ти видов обнаружена резистентность к пестицидам. Это усугубляется явлением перекрёстной резистенции, заключающейся в том, что повышенная устойчивость к действию одного препарата сопровождается устойчивостью к соединениям других классов. С общебиологических позиций резистентность можно рассматривать как смену популяций в результате перехода от чувствительного штамма к устойчивому штамму того же вида вследствие отбора, вызванного пестицидами. Это явление связано с генетическими, физиологическими и биохимическими перестройками организмов. Неумеренное применение пестицидов (гербицидов, инсектицидов, дефолиантов) негативно влияет на качество почвы. В связи с этим усиленно изучается судьба пестицидов в почвах и возможности и возможности их обезвреживать химическими и биологическими способами. Очень важно создавать и применять только препараты с небольшой продолжительностью жизни, измеряемой неделями или месяцами. В этом деле уже достигнуты определенные успехи и внедряются препараты с большой скоростью деструкции, однако проблема в целом ещё не решена.

Кислые атмосферные выпады на сушу. Одна из острейших глобальных проблем современности и обозримого будущего - это проблема возрастающей кислотности атмосферных осадков и почвенного покрова. Районы кислых почв не знают засух, но их естественное плодородие понижено и неустойчиво; они быстро истощаются и урожаи на них низкие. Кислотные дожди вызывают не только подкисление поверхностных вод и верхних горизонтов почв. Кислотность с нисходящими потоками воды распространяется на весь почвенный профиль и вызывает значительное подкисление грунтовых вод. Кислотные дожди возникают в результате хозяйственной деятельности человека, сопровождающейся эмиссией колоссальных количеств окислов серы, азота, углерода. Эти окислы, поступая в атмосферу переносятся на большие расстояния, взаимодействуют с водой и превращаются в растворы смеси сернистой, серной, азотистой, азотной и угольной кислот, которые выпадают в виде "кислых дождей" на сушу, взаимодействуя с растениями, почвами, водами.

Уплотнение почв. Наибольшую опасность представляет уплотнение почв. Оно является причиной эрозии почв, достигающей в настоящее время во многих земледельческих районах уже более 25 т/га в год, что означает, что плодородный пахотный слой будет снесен в течение жизни одного поколения. Уплотнение почв также препятствует проникновению в почву дождевой воды, так что даже отсутствие осадков в течение 10-20 дней заставляет растения испытывать острый дефицит влаги. Уплотнение почв приводит к использованию все более мощных и дорогостоящих тракторов в комплексе с более крупными сельскохозяйственными орудиями и механизмами, которые все вместе еще более ускоряют уплотнение почв.

Вредный антропогенное воздействие, а также разгул стихий, природных и усиленных человеком, наносят почвы огромной, иногда непоправимый вред. Это, прежде всего, водная и ветровая эрозия, ухудшение почвенной структуры, механическое разрушение и уплотнение почвы, постоянное обеднение гумусом и питательные вещества, загрязнение почвы минеральными удобрениями, ядохимикатами, маслами и топливом, переувлажнение и засоленность земель.

Некоторые виды антропогенных воздействий на почвы, которые обусловливают изменение их плодородия, приводятся в табл. 2.11.

Потеря почвами комковатой структуры в верхнем горизонте происходит вследствие постоянного уменьшения содержания органических веществ, механического разрушения структуры разнообразными орудиями обработки, а также под воздействием осадков, ветра, перепада температур и т.

Еще одной причиной потери плодородия является многократный возделывание почв различными орудиями с помощью мощных и тяжелых тракторов. Часто поле в течение года обрабатывается до 10-12 раз. Не учитывается, что удобрения, посевной материал, зерно и солому, корнеплоды и клубнеплоды завозят на поле и вывозят прицепами. Причем часто

Таблица 2.11. Последствия антропогенных воздействий на почвы

Вид воздействия	Основные изменения почв
Ежегодное распашка	Усилено взаимодействие с атмосферой, ветровая и водная эрозия, изменение численности почвенных организмов
Сенокосы, уборка урожая	Удаление некоторых химических элементов, повышение испарения
Выпас скота	Уплотнение почвы, уничтожение растительности, которая скрепляет почву, эрозия, обеднение почв рядом химических элементов, высушивание, удобрения гносм, биологическое загрязнение
Выжигание старой травы	Уничтожение почвенного организмов в поверхностных слоях, усиления испарения
Орошения	При неправильном поливе происходит заболачивание и засолки почв
Осушени Применение ядохимикатов и гербицидов	Снижение влажности, возникновения ветровой эрозии Гибель ряда грунтовых организмов, изменения почвенных процессов, накопления опасных для живых организмов ядов
Создание промышленных и бытовых свалок	Снижение площади земли, пригодной для сельского хозяйства, отравления грунтовых организмов на прилегающих участках
Работа наземного транспорта	Уплотнение почвы при движении вне дорог, отравления почв отработанными газами и сыпучими материалами
Сточные воды	Увлажнения почв, отравления грунтовых организмов, загрязнение органическими и химическими веществами, изменение состава почв
Выбросы в атмосферу	Загрязнение почв химическими веществами, изменение их кислотности и состава
Уничтожение лесов	Усиление ветровой и водной эрозии, усиление испарения
Вывоз органических отходов производства и фекалий на поля	Загрязнение почв опасными организмами, изменение их состава
Шум и вибрация	Замедление роста растений, гибель живых организмов
Энергетические винроминювання	Замедление роста растений, загрязнение почв

случается так, что автотранспорт, избегая раскисших дорог, едет по полю, через посевы, образуя параллельные временные дороги. Такого не бывает ни в одной другой стране, где каждое поле имеет своего настоящего хозяина. Высокая частота обработки объясняется еще и тем, что наше сельское хозяйство не имеет орудий для одновременного обработки земли и ухода за посевами.

Через частый обработку земли распыляется поверхность почвы. Один трактор "Беларусь", работая на сухих полях, поднимает 13-14 тонн пыли на каждом гектаре, и без пылевых бурь приводит к износу миллиардов тонн плодородного слоя почвы ежегодно.

Через уплотнение почвы колесами тяжелых тракторов и комбайнов типа "Дон", резко снижается плодородие. Нормальная объемная масса структурного почвы - 1,1 1,2 г / см3 - на многих полях меняется до 1,6-1,7 г / см3, что значительно превышает критические величины. В таких почвах почти вдвое уменьшается общая пористость, резко снижается водопроницаемая и водоудерживающая способность, уменьшается сопротивляемость почвы к эрозионных процессов. Колеса трактора "Кировец-700" уплотняют в пути почву на глубину до 20 см, и урожай на таких полосах вдвое ниже, чем на участках между ними. Только за счет этого фактора общий урожай на поле уменьшается на 20%.

Глобальной проблемой сегодня является постоянное уменьшение содержания гумуса, который играет ведущую роль в формировании почвы, его ценных агрономических свойств, обеспечении растений питательными веществами. Одной из основных причин этого является потребительский подход к земле, стремление как можно больше с нее взять и меньше ей вернуть. А гумус расходуется не только на минерализацию с высвобождением доступных для растений питательных веществ, но и выносится из почвы в процессе эрозии, с корнеплодов и клубнеплодов, на колесах транспортных средств, разрушается под воздействием различных химических веществ.

Сейчас в Украине количество гумуса в почве уменьшилось в среднем в шесть раз и составляет примерно 3%. Ежегодно почвы Украины теряют за счет минерализации 14 млн т гумуса, за счет эрозии - 19 млн т.

Сегодня все более ощутимыми становятся негативные последствия химизации сельского хозяйства - ухудшаются свойства почвы, ее состояние из-за накопления в нем большого количества вредных химических веществ, которые вносились без надлежащих расчетов и учета экологических законов. К таким химических веществ, в первую очередь, относятся минудобрения и различные ядохимикаты - пестициды.

В результате внесения высоких доз минеральных удобрений почву загрязняется балластными веществами - хлоридами, сульфатами.

Пестициды подавляют биологическую активность почв, уничтожают полезные микроорганизмы, червей, уменьшают естественное плодородие. Кроме этого, погибают насекомые - опылители, от чего тоже резко снижается урожайность, например, гречки, бахчевых культур и др.

Уже сегодня в результате спровоцированной человеком пестицид ной эволюции около 500 видов насекомых устойчивы против применяемых инсектицидов. Такая устойчивость возникает у растений, моллюсков, грызунов, грибов.

Все без исключения пестициды относятся к ядам широкого действия, и поэтому, попадая в продукты питания, они наносят большой вред здоровью людей. Исследования в нашей стране показали, там, где интенсивно используются сельскохозяйственные ядохимикаты, у местного населения повреждаются структуры наследственности, расстраивается деятельность центральной нервной системы, жизненно важных органов, у женщин учащаются случаи осложнения беременности, рождение неполноценных или мертвых детей, возникает аллергия. Американские исследователи обнаружили, что ЗО% инсектицидов, 60% гербицидов, 90% фунгицидов, применяемых в СЕЛА, способные вызвать рак. Также установлено, что пестициды стимулируют развитие в окружающей среде вирусов, в частности тех, которые возбуждают опасные заболевания людей, разрушают иммунную систему. Площадь земель, загрязненных остатками ядохимикатов, достигает 13 млн га.

Почвы также загрязняются отработанными газами тракторов, комбайнов, автомобилей, маслами и топливом, из них выливаются во время работы на полях. В почвы попадают и техногенные загрязнения от промышленных предприятий - сульфаты, окислы азота, тяжелые металлы и другие соединения.

Исключительно острой проблемой является изъятие пахотных земель под застройку различных промышленных объектов, а также складирования промышленных и бытовых отходов. За последние шестьдесят лет в Украине под различные виды несельскохозяйственного использования изъято плодородные земли, площадь которых превышает территорию Одесской области (333 тыс. Кв. Км, или 3300000 га). Более 700 тыс. Га плодородных земель затоплены водохранилищами на Днепре. Отвалы промышленных отходов поглотили 200 тыс. Га плодородных земель.

Отрицательную сторону имеют и такие важные для сельского хозяйства работы как орошения и осушения земель. Орошаемые земли дают около 30% продукции растениеводства, но создание водоемов и орошения больших территорий приводит к поднятию уровня грунтовых вод и изменения их химического состава. Происходит засоление почв, заболачивание, повышается сейсмичность территории. 50% орошаемых земель в нашей стране подтопления, теряется или перерасходуется на каждом гектаре 700 куб. м в год. Перерасход воды, заложенная в самой норме полива, превышена на ЗО%. Вообще длина оросительных мелиоративных водоводов Украины превышает длину экватора Земли, а площадь затопленных угодий втрое превышает площадь такого государства, как Люксембург (2,6 тыс. Кв. М).

За двадцать лет площадь переувлажненных земель на Украине увеличилось на 1 млн га. Вместе с введением новых осушенных площадей более ЗО% староорних почв выводится из сельскохозяйственного использования, то есть, если ежегодно вводится 135 тыс. Га, то 46 тыс. Га выводится из числа мелиоративных земель в результате их деградации.

Вследствие осушения исчезают болота, мелеют реки. Мелиорация меняет состав растительности, места обитания животных, приводит к большим потерям лекарственных и пищевых растений. Так, в начале шестидесятых годов польские кооператоры заготавливали 220 центнеров валерианы в год, а сейчас - всего 5 центнеров. Из 47 видов лекарственных трав, растущих на Полесье, теперь собирают 6-7 видов. 20 лет назад на Полесье было 80 тыс. Га клюквы, которая имеет чрезвычайно целебные свойства, а сейчас эта площадь сократилась до 23 тыс. Га. Катастрофически снизилась и урожайность этой целебной ягоды. В начале шестидесятых заготовители собирали 900-950 кг клюквы с гектара, а сегодня - 100.

Такое использование и ухудшение качества наших земель требует принятия срочных научно обоснованных мер, способствующих значительному повышению плодородия почв и получению экологически чистых продуктов питания.

Ежегодные объемы горной добычи составляют примерно 100 млрд. т. породной массы. Это приводит к усилению воздействия на литосферу. Если подобные темпы добычи сохранятся, то в ближайшей перспективе объем горного производства будет удваиваться каждые десять лет.

Аридизация суши – комплекс процессов уменьшения влажности обширных территорий и вызванное этим сокращение биологической продуктивности экологических систем. Под действием примитивного земледелия, нерационального использования пастбищ, беспорядочного применения техники на угодьях почвы превращаются в пустыни.

Неправильные методы землепользования приводят кпочвенной эрозии (от латинского erosio – разъедание или erodere – разъедать), которая представляет собой разрушение, снос или смыв почвенного покрова ветром или водой. При этом разрушается самый плодородный верхний слой почвы. Для создания этого слоя мощностью 18 см природа затратила не менее 1400-1700 лет, так как почвообразование идёт со скоростью примерно 0,5-2 см в 100 лет. Разрушение этого слоя эрозией может произойти за 20-30 лет. Урожай зерновых на эродированных почвах в 3-4 раза ниже обычного.

Почвенная эрозия бывает ветровая, водная, техническая, ирригационная.

Ветровая эрозия происходит чаще всего весной при скоростях ветра
15-20 м/с, когда растения еще не пошли в рост. Влага снижает пагубное действие ветра. В засушливых районах результатом ветровой эрозии бывают пыльные бури. Они повторяются через 3-5, иногда 10 лет и сносят слой почвы мощностью до 25 см, уничтожая при этом посевы. Ветровая эрозия характеризуется выносом ветром наиболее мелких частей. Ветровой эрозии способствует уничтожение растительности на территориях с недостаточной влажностью, сильными ветрами, непрерывным выпасом скота.

Техническая эрозия связана с разрушением почвы под воздействием транспорта, землеройных машин и техники.

Восстановление нарушенного почвенного покрова требует длительного времени и больших капиталовложений.

Пестициды как загрязняющий фактор. Открытие пестицидов - химических средств защиты растений и животных от различных вредителей и болезней - одно из важнейших достижений современной науки. Сегодня в мире на 1 га. наносится 300 кг. химических средств. Однако в результате длительного применения пестицидов в сельском хозяйстве, медицине (борьба с переносчиками болезней) почти повсеместно отличается снижение из эффективности вследствие развития резистентных рас вредителей и распространению "новых" вредных организмов, естественные враги и конкуренты которых были уничтожены пестицидами. В то же время действие пестицидов стало проявляться в глобальных масштабах. Из громадного количества насекомых вредными являются лишь 0,3% или 5 тыс. видов. У 250-ти видов обнаружена резистентность к пестицидам. Это усугубляется явлением перекрёстной резистенции, заключающейся в том, что повышенная устойчивость к действию одного препарата сопровождается устойчивостью к соединениям других классов. С общебиологических позиций резистентность можно рассматривать как смену популяций в результате перехода от чувствительного штамма к устойчивому штамму того же вида вследствие отбора, вызванного пестицидами. Это явление связано с генетическими, физиологическими и биохимическими перестройками организмов. Неумеренное применение пестицидов (гербицидов, инсектицидов, дефолиантов) негативно влияет на качество почвы. В связи с этим усиленно изучается судьба пестицидов в почвах и возможности и возможности их обезвреживать химическими и биологическими способами. Очень важно создавать и применять только препараты с небольшой продолжительностью жизни, измеряемой неделями или месяцами. В этом деле уже достигнуты определенные успехи и внедряются препараты с большой скоростью деструкции, однако проблема в целом ещё не решена.

Кислые атмосферные выпады на сушу. Одна из острейших глобальных проблем современности и обозримого будущего – это проблема возрастающей кислотности атмосферных осадков и почвенного покрова. Районы кислых почв не знают засух, но их естественное плодородие понижено и неустойчиво; они быстро истощаются и урожаи на них низкие. Кислотные дожди вызывают не только подкисление поверхностных вод и верхних горизонтов почв. Кислотность с нисходящими потоками воды распространяется на весь почвенный профиль и вызывает значительное подкисление грунтовых вод. Кислотные дожди возникают в результате хозяйственной деятельности человека, сопровождающейся эмиссией колоссальных количеств окислов серы, азота, углерода. Эти окислы, поступая в атмосферу переносятся на большие расстояния, взаимодействуют с водой и превращаются в растворы смеси сернистой, серной, азотистой, азотной и угольной кислот, которые выпадают в виде "кислых дождей" на сушу, взаимодействуя с растениями, почвами, водами.

Примеры положительного влияния человека на образование почвы

Примеры отрицательного влияния человека на образование почвы

Популярное