Л. К. Грек Основи екології Курс лекцій



Сторінка7/14
Дата конвертації27.01.2017
Розмір2.43 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   ...   14

*Бедленд – “погані землі” (англ.) – розчленований рельєф, що робить землю непридатною для землеробства


За даними ФАО, орні ґрунти становлять лише 10% території суші, сіножаті і пасовища – близько 20%, решта земель не використовується в сільському господарстві, оскільки

20% - суші розташовано в зонах з холодним кліматом;

20% - у зоні з посушливим кліматом;

20% - розміщено на крутих схилах;

10% - представлено малопотужними ґрунтами.

Загальна сільськогосподарська освоєність суші наближається до 28-30%, а включаючи продуктивні й експлуатовані ліси – досягає 60%. Оброблювані ґрунти світу в розрахунку на душу населення становлять близько 0,5 га.

Найбільша забезпеченість за площею ріллі на душу населення в Канаді (1,8 га), найменша – в Японії (0,05 га).

Найповніше використані під обробку ґрунти країн помірного клімату – Європи і Північної Америки. У цих країнах резерви ґрунтів, придатних для землеробства, повністю або майже повністю використані. У деяких країнах інших континентів – Південній Америці, Африці, Австралії, частково Азії – резерви ґрунтів ще значні.

Сучасний стан ґрунтового покриву визначається передусім діяльністю людського суспільства. Ця діяльність виступає на перше місце серед факторів ґрунтоутворення з часу залучення цілинних земель у культуру. Хоч природні фактори при цьому не перестають діяти на грунт, але характер цієї дії різко змінюється. Шляхи і способи впливу людини на грунт дуже різноманітні і залежать від рівня розвитку продуктивних сил людського суспільства.

З початком землеробства у лісовій зоні застосовувалась вогнева (лісопальна або підсічна) система, за якої ліс спалювався, а площа, яка звільнилась, засівалась. Після виснаження оброблювану ділянку залишали і випалювали нову. Найдавнішою системою землеробства у степних районах була заліжна і перелогова. При заліжній системі ділянки землі, які використовувалися, після виснаження залишались на тривалий час, при перелоговій – на більш короткий. Поступово кількість вільних земель зменшувалась, строк перелогу (перерви між посівами) дедалі скорочувався і врешті-решт досяг одного року. Так виникла парова система землеробства з дво- або трипільним сівооборотом. Така посилена експлуатація ґрунту без внесення добрив і з невисокою культурою агротехніки призвела до зниження врожайності і якості продукції.

Оброблювані ґрунти є не лише наслідок складних природних процесів, а й у певному розумінні продукт багатовікової праці людини. Використовуючи рослинність, людина тим самим чинить вплив на грунт. Разом з урожаєм вона вилучає з ґрунту значну кількість органічних і мінеральних речовин, тим самим збіднюючи його. Так з картоплі при врожаї 136 ц/га вилучається з ґрунту 48,2 кг азоту, 19 кг фосфору і 86 кг калію. Цукровий буряк (без гички) при врожайності 224 ц/га вилучає 41,4 кг азоту, 16,8 кг фосфору і 39,2 кг калію. Майже стільки ж азоту та фосфору, а калію в 2 рази більше, виноситься з ґрунту з гичкою цукрових буряків.

Водночас, обробляючи грунт, вносячи в нього добрива, застосовуючи цілеспрямовану сівозміну, людина підвищує його родючість, досягає великих урожаїв. Вплив людини на ґрунт настільки істотний, що більшість сучасних оброблюваних ґрунтів правомірно вважати штучними, які не мають собі подібних у минулій історії планети.

Дія людини на грунт здійснюється не лише в процесі його обробітку. Істотні зміни ґрунту відбуваються під впливом вирубування лісів, випасання худоби, зміни розподілу води, забруднення природного середовища і багатьох інших сторін її діяльності.

Деякі дії людини ведуть до підвищення родючості та поліпшення інших якостей ґрунту. До такого роду дій слід віднести правильний обробіток ґрунту, удобрювання, осушування і зрошення, захист від руйнування (ерозії), регулювання випасання худоби, полезахисне лісорозведення та ін.

Інші дії спричинюють погіршення якості ґрунту та його родючості, що призводить до зменшення його площ. До особливо небезпечних наслідків негативної дії людини на ґрунт слід віднести ерозію ґрунту, забруднення хімічними речовинами, засолення, заболочення, а також пряме знищення і зайняття ґрунтів під споруди, будови, водосховища та ін. Шкода, яка задається усім цим світовому фонду ґрунтів, набула тепер загрозливих розмірів. Зменшення площі ґрунтів відбувається у тисячі разів швидше, ніж їхнє утворення.
7.3. Причини втрат і забруднення ґрунтів
Розорювання. На Великих рівнинах США колись жили індіанці, займалися полюванням. Наприкінці XVIII ст. “білі” почали розорювати степи, що давали багаті врожаї впродовж 100 років. Посуха наприкінці XIX ст. знищила всі посіви, 90% фермерів залишили ці землі і повторне їх освоєння почалося після Першої світової війни. Однак сильні вітри, що дмули два роки поспіль (1934-1935 рр.), знесли родючий шар ґрунту, перетворивши Великі рівнини на пустелю. Те саме сталося й після освоєння цілини в 50-х роках XX ст. у Казахстані.

Перевипасання спричинює знищення трав’яного покриву, подальшу ерозію, неможливість відновлення родючості внаслідок втрати детриту. В Ісландії вівці перетворили місцевість на кам’янисту пустелю.

Зниження лісистості сприяє вимиванню поживних речовин з ґрунту (зокрема, сполук нітрогену, приблизно в 45 разів), втраті вологості, затопленню низинних місцевостей, посиленню водної та вітрової ерозії ґрунтів, спустелюванню.

Важко повірити, що в пустелі Гобі чотири тисячоліття тому вирощували хліб, а Лівійська пустеля була житницею могутнього Риму. Вирубування лісів і зумовлені нею ерозія та спустелювання призвели до загибелі стародавніх центрів землеробства у Сирії та Пакистані. Як говорить народне прислів’я: “Хто рубає ліси, той сушить місця, гонить від полів хмари і готує собі горя купи”.

Найнебезпечніше знищення лісів на рівнинних територіях у вологих тропіках, де понад 90% біогенних елементів рослини отримують з опалого листя, та в районах вічної мерзлоти (порушення температурного режиму, заболочення місцевості).

Зрошення в посушливих місцевостях часто зумовлює вимивання солей з глибин у верхні шари ґрунту й засолення внаслідок швидкого випаровування води. Засолення перетворює землі на пустелю (за вмісту в ґрунті 1% солей урожайність більшості сільськогосподарських культур знижується на третину, 2-3% - повністю гине). Зрошення забрудненими водами Південно-Кримського каналу земель на півдні України спричинило їх забруднення важкими металами, пестицидами, нафтопродуктами, радіонуклідами. Нераціональний полив у Криму призвів до заболочення значних територій. Нині у світі засолено близько 30% зрошуваних земель.

Ерозія ґрунтів – це процес руйнування ґрунтового покриву і знесення його часточок потоками води (водна ерозія) або вітром (вітрова ерозія), яка посилюється внаслідок господарської діяльності людини. Пилові бурі переносять повітряними потоками мільйони тонн родючого ґрунту на сотні і навіть тисячі кілометрів.

Ерозія ґрунтів завжди існувала в природі як природний процес, швидкість якого приблизно така ж, як і швидкість процесу ґрунтоутворення. Це так звана природна геологічна ерозія, яку відвернути неможливо і яка особливої шкоди не завдає (перебіг її повільний і майже не помітний).

Поряд з цим нормальним геологічним процесом, який є частиною самої еволюції Землі, відбувається прискорена, або руйнівна, ерозія, спричинена діяльністю людини. При прискореній ерозії втрати компонентів ґрунту можуть відбуватись в сотні і тисячі разів швидше, ніж при природній ерозії.

Товщина верхнього родючого шару ґрунту, який містить гумус, у багатьох видах ґрунтів рідко перевищує 20 см. На його утворення природа затратила не менше ніж 2-7 тис. років.

При прискореній ерозії повне руйнування цього шару може відбутися за 10-30 років, а нерідко він змивається всього лише за одну зливу або здувається за одну пилову бурю.

Прискорена ерозія – основне лихо землеробства на всій земній кулі, що руйнує величезні площі родючих земель.

Прискорена ерозія яскраво проявляється у тропічних районах. Зокрема, на Мадагаскарі внаслідок випалювання лісів 8/10 всієї території зазнають дії активної ерозії. В Чілі (Південна Америка), де за останні роки площа лісів скоротилась з 60 до 25%, 75% земель охоплено ерозією, з них 17% вже практично втрачені для сільського господарства.

Величезні масштаби ерозії ґрунтів у розвинутих країнах стали одним з чинників виникнення “теорії спадної родючості ґрунту”, яка нині має прихильників за кордоном.

Навпаки, за час історичного існування людини родючість ґрунтів і продуктивність сільського господарства колосально зросли. Так, якщо в  ст. урожайність зернових культур становила 6-7 ц/га, то в промислово розвинених країнах в  ст. вона зросла до 16, в середині  ст. досягла 30-40, а на кінець  ст. досягла рівня 60-70 ц/га.

Площа еродованих земель внаслідок неправильного ведення землеробства і будівельних робіт у світі досягла 700 млрд. га.

Основними причинами ерозії є руйнування гумусового шару внаслідок:


  • розорювання цілинних земель;

  • вирубування лісів;

  • перевипасання і витоптування трав’янистого покриву; особливо небезпечне знищення рослинного покриву і посилення ерозійних процесів у гірських місцевостях, на територіях, де є схили, яри дощі й талі води зносять великі маси ґрунту;

  • кар’єрний спосіб видобування корисних копалин;

  • будівництво споруд, транспортних магістралей, комунікацій тощо.


Підкислення ґрунтів – це зниження їх рН, спричинене забрудненням хімічними сполуками, що мають кислотний характер. Кислі ґрунти більш характерні для низинних місцевостей з холодним кліматом і частим затопленням. Основними причинами підкислення ґрунтів, несприятливим для більшості видів сільськогосподарських культур, є:

  • винесення з глибоких шарів сульфідів під час видобутку корисних копалин відкритим способом та окиснення їх на поверхні до сульфатів і сульфатної кислоти;

  • випадання кислот (H2SO3, H2SO4, HNO3 та ін.) з атмосферними опадами;

  • вимивання речовин, що мають кислотний характер, із звалищ відходів, шламонакопичувачів.

Заболочування і втрата земель для потреб землеробства також зумовлені господарською діяльністю людини:

  • нераціональний полив угідь;

  • інфільтрація вод з великих водосховищ у прилеглі землі;

  • затоплення великих територій при будівництві ГЕС;

  • заповнення водою відпрацьованих кар’єрів і перетворення їх на каскад озер чи боліт.

Осушування боліт. Болота – це унікальні екосистеми з неповторним розмаїттям видів рослин і тварин. Вони мають неоціненне екологічне значення.

Спустелювання – зниження біологічної продуктивності природних екосистем, яке поділяють на два типи:

  • аридне спустелювання – деградація пустельних та напівпустельних територій, куди входять знеліснення, ерозія, засолення тощо;

  • арктичне спустелювання характерне для тундрових і лісотундрових екосистем навколо Північного Льодовитого океану, які надзвичайно довго відновлюються в разі їх порушення чи забруднення, що відбувається, зокрема, під час видобутку нафти (гусеничний всюдихід, проходячи в тундрі чи лісотундрі 10 км, знищує рослинність на площі 1 га), геологічної розвідки, перевантаження пасовищ оленями.

Значна кількість земель виходить із сільськогосподарського вжитку внаслідок розростання міст (урбанізації), яке відбувається у всьому світі. Розподіл земель під міськими поселеннями в Україні наведений в табл. 7.3

Таблиця 7.3



Розподіл земель, зайнятих міськими поселеннями в Україні


Угіддя

Питома частка, %

Загальна площа

100,0

Включно з сільськогосподарськими угіддями

7,5

З них: рілля,

2,6

багаторічні насадження,

0,4

сінокоси,

0,6

пасовища

3,5

Присадибні землі

13,5

З них: сільськогосподарські угіддя

11,5

городи

2,7

Ліси

8,8

Чагарники

2,0

Болота

0,4

Під водою

3,5

Під дорогами

4,3

Під дорогами, вулицями, площами

38,3

Під суспільними будівлями

10,8

Порушені землі

0,6

Інші землі

8,0

З них: яри

1,5

оповзні

2,0

Забруднення ґрунтів
Найпоширенішими забрудниками ґрунтів, що впливають на фізичні й хімічні процеси в ґрунті, ріст і розвиток рослин, функціонування наземних і водних екосистем (зокрема, в разі змивання з поверхні в природні водойми сполук нітрогену чи фосфору відбувається евтрофікація), є мінеральні добрива, нафтопродукти, важкі метали, радіонукліди, пестициди. Деякі з них цілеспрямовано вносить людина для забезпечення родючості ґрунту чи з метою захисту рослин, але без урахування доз, кліматичних умов, типу ґрунту це може спричинити їх накопичування, пригнічення життєдіяльності рослин і ґрунтової фауни, передавання по ланцюгах живлення і несприятливий вплив на здоров’я людини.

У ґрунті відбуваються фізичні, хімічні та біологічні процеси, від інтенсивності й співвідношення яких залежить форма, в якій перебувають хімічні елементи, їх доступність для рослин, швидкість міграції, стійкість ґрунтів.



Розподіл хімічних елементів відбувається в результаті:

  • вимивання (вилуження) з ґрунту;

  • осадження у вигляді малорозчинних карбонатів, сульфатів, фосфатів, силікатів, гідроксидів тощо;

  • включення до складу мінералів;

  • адсорбції компонентами ґрунту (грунт має високу вбирну здатність завдяки наявності ґрунтового вбирного комплексу, який діє як іонообмінник і завдяки якому грунт називають геохімічним фільтром, що міцно утримує катіони важких металів, перешкоджаючи їх надходженню в підземні води).

Отже, стійкість ґрунту залежить від:

  • рН ґрунту;

  • вмісту гумусу;

  • водоємкості та водопроникності;

  • гідрологічного режиму;

  • типу ґрунту;

  • хімічної природи забрудника;

  • угруповань рослин, тварин і мікроорганізмів, які засвоюють, знешкоджують, концентрують чи розсіюють хімічні забрудники, що потрапили в грунт.

Техногенні речовини поділяють залежно від об’єкта, на який спрямована їхня дія, на активні речовини, здатні впливати на кислотно-основні чи окисно-відновні умови в ґрунтах (кислоти, луги, карбонати; катіони важких металів, що у ґрунтових розчинах гідролізують, змінюючи рН середовища, гідрогеносульфур, метан); біохімічно активні речовини, які безпосередньо діють на живі організми (пестициди, поверхнево-активні речовини, важкі метали, діоксини).

Розглянемо основні забрудники, шляхи їх надходження в грунт та дію.


Основні забрудники ґрунтів
Мінеральні добрива. Для компенсації втрат мінеральних речовин ґрунтом із зібраним урожаєм і підтримання родючості земель вносять добрива – азотні, фосфорні та калійні. При їх внесенні не завжди враховують хімічний склад гранту, агротехнічні засоби вирощування культури, терміни й норми внесення, що призводять до накопичення їх у ґрунті та рослинах, надходження в поверхневі води зі стоком. Азотні й фосфорні добрива сприяють азотофікації, активують діяльність ґрунтових бактерій, актиноміцетів, грибів, які руйнують рештки рослин і тварин, формуючи гумус.

Накопиченню нітратів у рослинах сприяють:

  • високі дози азотних і органічних добрив;

  • затінення в разі загущення посівів;

  • надмірна вологість і низька температура, посуха;

  • пригнічення рослин засобами захисту;

  • ослаблення рослин внаслідок ураження шкідниками та захворювань.


Пестициди. Це збірна назва засобів для боротьби з бур’янами, шкідниками, грибковими захворюваннями сільськогосподарських культур тощо. Деякі речовини використовують для одночасного дозрівання врожаю (ретарданти, ауксини), скидання листя перед збиранням (дефоліанти), боротьби з масовим розмноженням водоростей (альгіциди). Найбільше їх потребується під час вирощування рису, винограду, а також зернових і овочевих культур на поливних землях. Окремі пестициди стійкі в довкіллі, здатні до біоакумуляції, токсичні для людей і тварин (спричинюють отруєння, каліцтва, утворення злоякісних пухлин).

Пестициди, які використовують в Україні, поділяють на три групи:



  • препарати рослинного, грибного та бактеріального походження;

  • неорганічні препарати, до складу яких входять ферум, купрум та ін.;

  • синтетичні органічні препарати, що містять хлор, сульфур, фосфор.

Пестициди останньої групи найнебезпечніші.

У 1983 році в Росії у сільському господарстві використовувалося 25 кг хімічних добрив на людину; кількість новонароджених з генетичними відхиленнями становила 16,5% від загального числа (при 30% генетичних порушень популяції загрожує загибель).

Незважаючи на пропаганду відмови від пестицидів, їх виробництво зростає. Експерти ВООЗ вважають, що використання пестицидів не призвело до збільшення хворих на рак і вплив пестицидів менший, ніж стресів, вихлопів автотранспорту, спалювання сміття. З іншого боку, факти протилежні. О. Яблоков наводить факти, коли пестициди стимулюють поширення небезпечних вірусів. На Кубані, де вносять багато пестицидів, діти до 14 років хворіють на туберкульоз у півтора раза частіше, ніж раніше.
Важкі метали – умовна назва металів, які мають щільність понад 6 г на см3, відносну атомну масу понад 50 а.о.м., більшість з яких токсична (цинк, кадмій, меркурій, хром, плюмбум, манган).

Джерела надходження важких металів у грунт:



  • відкритий видобуток корисних копалин;

  • викиди металургійних заводів, сміттєспалювальних фабрик, ТЕС;

  • звалища відходів;

  • атмосферні опади, пожежі.

Метали порівняно легко накопичуються в ґрунтах, але повільно і важко видаляються з них. Період напіввидалення металів:

  • цинку – до 500 років;

  • кадмію – до 1100 років;

  • купруму – до 1500 років;

  • плюмбуму – до кількох тисяч років.

Рослини мають різну стійкість до важких металів. Окремі види здатні накопичувати значні їх кількості, виступаючи в ролі геоіндикаторів. Цю здатність використовують і для очищення ґрунтів від катіонів важких металів. Важкі метали впливають і на ґрунтові організми, порушуючи існуючу рівновагу між видами внаслідок їх різної чутливості до забруднення ґрунту. Найстійкіші до важких металів деякі бактерії та мікроскопічні гриби.
Нафтопродукти та нафта потрапляють у грунт:

  • під час видобутку нафти і природного газу;

  • у разі аварій нафтопроводів;

  • разом зі стічними водами та атмосферними опадами;

  • під час роботи техніки на полях, змивання з поверхні автомагістралей, автомийок і транспортних підприємств.

Нафта при високих концентраціях ізолює поживні речовини від коренів рослин; робить ґрунтову масу гідрофобною; при загустінні утворює асфальтоподібну масу на поверхні ґрунту, яка ускладнює обмін газами і водою між атмосферою та ґрунтом. Нафта та нафтопродукти токсичні для мешканців ґрунту. Однак у ґрунті є бактерії, гриби та інші організми, здатні вибірково руйнувати ті чи інші компоненти нафти, використовуючи їх як джерело карбону для створення біомаси. Нафта з часом руйнується; швидкість цього процесу різна для різних компонентів .
Радіонукліди. Джерела радіоактивних ізотопів у ґрунті:

  • розробка родовищ уранових руд;

  • випробування ядерної зброї;

  • паливно-енергетичний комплекс;

  • відходи радіоактивних речовин;

  • аварії на АЕС;

  • втрати під час переробки уранових руд.

Найбільше радіонуклідів накопичують багаторічні бобові та зернобобові культури, коренеплоди, щавель, смородина; з дикорослих – чорниця, м’ята, звіробій, фіалка триколірна.


Шляхи зменшення поглинання радіонуклідів рослинами:


  • внесення добрив;

  • насичення ґрунту калієм зменшує поглинання цезію; вапнування ґрунтів і збільшення концентрації кальцію в ґрунтовому розчині знижує надходження ізотопів стронцію;

  • внесення перегною та мінеральних добрив з одночасним вапнуванням ґрунтів знижує вміст радіонуклідів у рослинній продукції у 4-5 разів.

Крім того, для очищення ґрунтів від радіонуклідів використовують рослини, які їх поглинають у значних кількостях. Зокрема, соняшники за 10 днів вегетації вбирають з ґрунту 95% радіоактивних ізотопів цезію і стронцію. Рослини спалюють, а золу захороняють, як радіоактивні відходи.
7.4. Охорона і раціональне використання ґрунтів
Для забезпечення раціонального використання земельних ресурсів велике значення має Державний земельний кадастр. Він вміщує сукупність даних про природний, географічний та екологічний стан земель. Ведення Державного земельного кадастру здійснюється землевпорядкувальною службою, яка підпорядкована Міністерству сільського господарства України. Ця організація здійснює економічну оцінку земель, забезпечує вивчення та збереження даних про наявність земель, а також видання відповідних матеріалів.

Правові основи охорони земель закладені в Земельному кодексі України (1992 р.) Особи, винні в псуванні земель, забрудненні їх хімічними, радіоактивними речовинами, виробничими відходами, невжитті заходів щодо боротьби з бур’янами та шкідниками, невиконанні вимог природоохоронного режиму у використанні земель – несуть цивільну, адміністративну або кримінальну відповідальність згідно з законодавством України.

Для збереження ґрунтів від подальшого забруднення і деградації необхідно проводити різноманітні заходи, серед яких виділяють такі:


  • боротьба з вітровою ерозією (обробка ґрунту із збереженням стерні на поверхні поля, закріплення пісків, створення куліс із високостеблових рослин і трав’яних смуг);

  • боротьба з водною ерозією (поглиблення ріллєвого шару, обробіток ґрунту впоперек на схилах, залісення, регулювання випасання худоби);

  • проведення меліорації (зрошення і осушення земель, лісонасадження, внесення органічних добрив);

  • застосування біологічних методів боротьби із шкідниками;

  • впровадження альтернативних систем землеробства;

  • рекультивація земель.



Поділіться з Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   ...   14


База даних захищена авторським правом ©divovo.in.ua 2017
звернутися до адміністрації

войти | регистрация
    Головна сторінка


загрузить материал