Реферат - Состояние почв и экология
Подождите немного. Документ загружается.
Почва, ее состав и строение
Почва является важнейшим компонентом земельных ресурсов. Она служит
связующим звеном между всеми сферами Земли и главной из них - биосферой. Почва –
основной источник получения продуктов питания для человека, среда произрастания
растений и обитания животных, база социально-экономического развития любого
государства, его национальное достояние и стратегический природный ресурс. Она
заслуживает бережного использования и тщательной охраны. Почва является гигантской
экологической системой, оказывающей, наряду с Мировым океаном, решающее влияние
на всю биосферу. Она активно участвует в круговороте веществ и энергии в природе,
поддерживает газовый состав атмосферы Земли.
Основателем научного почвоведения является выдающийся русский ученый В. В.
Докучаев (1846-1903), который впервые дал определение понятию «почва» и «почвенный
профиль», выявил главные отличительные свойства и раскрыл сущность
почвообразовательного процесса. В одной из лекций В. В. Докучаев говорил студентам:
«Сегодня я буду беседовать с вами.… Затрудняюсь назвать предмет нашей беседы – так
он хорош! Я буду беседовать с вами о царе почв, о главном основном богатстве России.…
Нет тех цифр, какими можно было бы оценить силу и мощь русского чернозема».
К пяти факторам почвообразования, установленным В. В. Докучаевым, -
материнским (почвообразующим) породам, растительным и животным организмам,
климату, рельефу и времени – позже были добавлены воды (почвенные и грунтовые) и
хозяйственная деятельность человека. Развитие почвы неразрывно связано с материнской
породой (гранит, известняк, песок, лессовидные суглинки), причем этот процесс весьма
длителен. Образования рыхлой минеральной почвенной массы связано как с процессами
химического выветривания, так и с биологическими. Под воздействием растений
происходит образование специфических органических веществ (гумуса или перегноя).
Именно содержание гумуса в почвах и определяет их плодородие. Почвы по
морфологическим (внешним) признакам резко отличаются от горных пород, вследствие
физико-химических процессов, протекающих в почвах. Они включают такие показатели,
как цвет (черноземы, буроземы, серые лесные, каштановые и другие), структура
(зернистая, комковатая, столбчатая и прочее), новообразования (в степях – карбонаты
кальция, в полупустынях – скопление гипса). Толщина почвенного слоя в умеренных
районах на равнинах не превышает 1,5-2,0 метра, в горных – менее метра.
Почва – рыхлый поверхностный слой земной коры, образовавшийся в результате
длительного воздействия на литосферу атмосферы, воды, животных и растений. Почва
состоит из хорошо выраженных слоев, называемых почвенными горизонтами,
различающихся по структуре, составу и цвету. Верхний горизонт А
1
, гумусовый,
населенный многочисленными видами растений, животных, микроорганизмов, содержит
отмершие части растений, трупы животных. За счет процессов гумификации – разложения
органических остатков и образования высокомолекулярных гуминовых соединений – они
превращаются в мелкодисперсный органический материал. Гумификация протекает с
разной интенсивностью, что отражается на структуре почвы гумусового горизонта.
Следующий горизонт В состоит в основном из минеральной части почвы. Органические
вещества переработаны здесь редуцентами и равномерно перемешаны с мелкозернистой
материнской породой. Следующий горизонт С представляет собой слабоизмененную
материнскую породу. На количество горизонтов в почвенном профиле влияют
климатические условия, в частности в подзолистых почвах, характерных для хвойных
лесов, где выпадает достаточное количество осадков, и почва энергично промывается,
выделяются все три указанных горизонта. Черноземы имеют распространение в степной
зоне, где атмосферных осадков недостаточно, почва промывается слабо, и поэтому в них
выделяется всего два горизонта: верхний – гумусовый, черного цвета, и нижний –
карбонатный, обогащенный легкорастворимыми соединениями. Равнинные степные
почвы умеренного климата содержат в среднем 12 тыс. т/га гумуса, лесные – около 100
т/га.
Свойства почвы зависят от состава и особенностей твердой, жидкой,
газообразной и живой ее частей. Так как почва является продуктом жизнедеятельности
многих организмов: растений, животных, микроорганизмов, то их обилие, соотношение
групп определяют свойства почвы. Самым важным из них является ее плодородие –
способность обеспечить урожай растений. Почва сохраняет плодородие до тех пор, пока
населена многочисленными живыми организмами, участвующими в сложных процессах
гумификации. Представление о живых и неживых компонентах почвах дают следующие
диаграммы.
Основу почвенной биоты составляют микроорганизмы. Они представлены сине-
зелеными и зелеными водорослями, бактериями, грибами, простейшими.
Важную роль в почвообразовательных процессах играют организмы, разлагающие
органические вещества. Они относятся к следующим таксономическим группам: 1)
спорообразующие и неспорообразующие гетеротрофные бактерии; 2) актиномицеты; 3)
различные грибы, в том числе плесени; 4) почвенные простейшие, в том числе амебы,
инфузории, жгутиковые. Они встречаются в наземных биоценозах повсюду, но особенно
их много в самых верхних слоях почвы. Численность микроорганизмов в луговых почвах
умеренного климата составляет 10
12
- 10
15
особей, а биомасса – 10- 100г/м
2
. От обилия
органических веществ, их разрушения микроорганизмами с образованием гумусовых
соединений зависят структура и плодородие почвы.
К мезофауне почвы относятся нематоды, энхитреиды, микроартроподы (клещи и
ногохвостки). Энхитреиды и микроартроподы исчисляются тысячами на 1м
2
, нематоды –
миллионами.
К макрофауне принадлежат крупные насекомые и их личинки, дождевые черви.
Плотность населения дождевых червей на известково-глинистых почвах умеренного
климата достигает 300 особей/ м
2
. Наибольшими по биомассе компонентами почвы
являются корни растений. Сухая масса корней в степных почвах достигает 1000 г/ м
2
, в
лесу – 3000 г/ м
2
и более. К макрофауне относятся также роющие позвоночные: кроты,
суслики, слепушонки, мыши, полевки и др.
В почве есть болезнетворные организмы, становящиеся причиной заболеваний и
сельскохозяйственных животных и человека. Многие из них связаны с определенными
типами почв. Так, гистоплазмоз вызывается паразитическим грибком Histoplasma
capsulatum, поражающим соединительные такни человека и некоторых млекопитающих.
При этом заболевании увеличивается печень, селезенка, лимфатические узлы,
происходят кожные кровоизлияния, при легочном гистоплазмозе появляется
кровохарканье. Распространение гистоплазмоза связано с красно-желтыми
оподзоленными почвами субтропиков и тропиков. На других почвах эта болезнь
практически отсутствует. В почве могут находиться возбудители брюшного тифа,
дизентерии, многих глистных заболеваний и т.д. Наибольшая смертность от холеры
связана с заболоченными почвами пойм рек Западной Индии.
На состояние здоровья человека химический состав почвы оказывает влияние через
воду, растения и животных. Недостаток или избыток определенных химических
элементов в почве бывает столь, что приводит к нарушению обмена веществ, вызывает
серьезные заболевания или способствует их развитию. Так, широко распространенное
заболевание эндемический (местный) зоб связано с недостатком йода в почве. Малое
количество кальция при избытке стронция служит причиной уровской болезни. Нехватка
фтора приводит к кариесу зубов. При высоком содержании фтора (свыше 1.2 мг/л)
нередко возникают заболевания костной системы (флюароз).
Типы почв.
Почвы (их типы) – это большая группа почв, формирующихся в однородных
условиях и характеризующихся определенным строением почвенного профиля,
однотипным направлением процессов почвообразования. На территории бывшего СССР
было выделено около ста типов почв.
Арктические и тундровые почвы. Они занимают около 4% суши земного шара.
Они распространены на северных окраинах Евразии и Северной Америки, на островах
Северного Ледовитого океана. Формируются в условиях сурового арктического и
субарктического климата и сильно разреженного растительного покрова. Мощность
почвенного слоя зависит от глубины сезонного протаивания многолетней мерзлоты и не
превышает 40см. Они отличаются переувлажнением и развитием анаэробных
микробиологических процессов. Содержание гумуса 1-3%.
Подзолистые почвы. Формируются в условиях умеренно-влажного климата под
хвойными лесами Евразии и Северной Америки. В формировании почвы преобладающее
значение имеет подзолообразовательный процесс. Хорошо выражены все три горизонта в
почвенном профиле, что является следствием значительного увлажнения и значительного
промывного режима под пологом леса. Также выделяется ряд подтипов: глеево-
подзолистые и дерново-подзолистые. Содержание гумуса 4-6%.
Черноземы. Формируются в условиях засушливого климата и нарастающей
континентальности. В развитии особенно велика роль степной растительности с
преобладанием дерновинных злаков. Ведущим почвообразовательным процессом в
черноземах играет гумусонакопление до 10% и более. Черноземы являются наиболее
плодородными почвами и служат основной базой для производства зерновых культур.
Этот тип почв распространен в пределах лесостепной степной зон Евразии, они занимают
более 8% территории нашей страны (или около 50% всей площади черноземов на
планете).
Каштановые почвы. Формируются в засушливых и экстраконтинентальных
условиях сухих степей. Занимают 7% территории суши. Наибольшие площади
приурочены к Причерноморской и Прикаспийской низменности, большие массивы
находятся в Казахстане и в степях юго-восточного Забайкалья. По мощности гумусового
горизонта выделяют три подтипа: темно-каштановые, каштановые и светло-каштановые.
Содержание гумуса менее 4%.
Серо-бурые почвы и сероземы. Развиваются в условиях сухого континентального
климата и отличаются высокой засоленностью и малым содержанием гумуса (до 1-1,5%).
Они типичны для равнинных внутриконтинентальных пустынь умеренного пояса,
субтропических пустынь Азии (Иранское нагорье) и Северной Америки. На их долю
приходится до 17% площади суши. Они отличаются низким плодородием и пригодны для
сельскохозяйственного использования лишь при условии орошения.
Красноземы и желтоземы. Формируются в условиях субтропического климата
под влажными субтропическими лесами. Распространены в юго-восточной Азии, на
побережье Черного и Каспийского морей. Общая их площадь – 19% суши. Основной
почвообразующей породой элювиальная кора выветривания, поэтому они отличаются
высоким содержанием кремнезема, оксидов железа, алюминия, марганца. Содержание
гумуса в красноземах – до 6%, в желтоземах – до 3%. При сельскохозяйственном
использовании требуют внесения минеральных удобрений и проведения
противоэрозионных мероприятий.
Гидроморфные почвы. Это почвы, в процессе формирования которых участвуют
атмосферная влага, поверхностные грунтовые воды. К этому типу почв относятся
болотные, образующиеся в условиях избыточного застойного увлажнения, связанного с
близким залеганием грунтовых вод. Распространены в тундре, лесотундре и в зоне лесов
Евразии. К числу гидроморфных почв относятся засоленные почвы аридных районов
(солончаки и солонцы). В пустынях Ср. Азии солончаки занимают свыше 10%.
Роль почвы в круговороте веществ в природе.
Хозяйственное значение почв.
Почва представляет собой природную систему, где под влиянием живых
организмов и других факторов происходят образование и разрушение сложных
органических соединений. Минеральные вещества извлекаются растениями из почвы,
входят в состав их собственных органических соединений, затем включаются в
органические вещества тела сначала растительноядных, затем насекомоядных, хищных
животных. После гибели растений и животных их органические соединения поступают в
почву. Под воздействием микроорганизмов в результате сложных многоступенчатых
процессов разложения они переходят в формы, доступные для усвоения растениями,
частично включаются в состав органических веществ, задерживаются в почве или
удаляются с фильтрующимися и сточными водами. В результате происходит
закономерный круговорот химических элементов в системе «почва – растения (животные
– микроорганизмы) – почва». Это круговорот был назван В.Р. Вильямсом малым или
биологическим. Благодаря процессам малого круговорота веществ в почве постоянно
поддерживается плодородие.
Дождевые, паводковые и другие воды, фильтруясь через почву, растворяют и
выносят из нее питательные вещества. Этот процесс способствует обеднению почвы и
снижению ее плодородия. Поэтому для поддержания почвенного плодородия необходимо
создавать такие условия, при которых, вымыв и потеря почвой питательных веществ
будут минимальными.
Самое большое значение почвы в том, что люди получают из нее почти все
необходимое для своей жизни. В настоящее время обрабатываемые земли дают 88%
энергии, получаемой человечеством с пищей, около 10% ее люди получают от
естественных лугов, пастбищ, лесов и 2% - от ресурсов Мирового океана.
Почва и ее плодородие – главное богатство, от которого зависит жизнь людей.
Почва – место для поселения людей, предмет и средство их труда. Поэтому всегда
необходимо заботиться о почве, чтобы выполнить свой долг – сохранить и улучшить ее
для последующих поколений.
Наиболее ценные в сельскохозяйственном отношении земли – пашни, залежи и
многолетние насаждения. Из всех возделываемых земель 590 млн. га приходится на долю
зерновых, дающих в год 1197,5 млн. т зерна.
Сельскохозяйственные земли расположены мозаично. Они занимают обширные
территории в лесостепных и степных районах Северного полушария. На Евразию,
включая Россию, приходится 841 млн. га, или 60% всех возделываемых земель.
Обрабатываемые земли мира составляют в среднем около 0,5га на каждого человека. Этот
показатель различен в разных странах: в бывшем СССР – 0,9га, в США – 0,91га, в Канаде
– 2,05, в Великобритании – 0,13, в Японии – 0,05га.
Обрабатываемые земли – результат сложных естественных процессов и
многовекового труда людей, поэтому качество почв во многом зависит от длительности
возделывания земли и культуры земледелия. Вместе с урожаем человек изымает из почвы
значительное количество минеральных и органических веществ, тем самым, обедняя ее.
Так, при урожае картофеля в 136 ц/га из почвы удаляется 48,4 кг азота, 19 кг фосфора и 86
кг калия, и необходимо систематически пополнять запасы этих элементов в почве
внесением удобрений. Применяя необходимые севообороты, тщательно обрабатывая и
удобряя почву, человек повышает ее плодородие столь значительно, что большинство
современных обрабатываемых почв следует считать искусственными, созданными при
участии человека.
Таким образом, в одних случаях воздействие человека на почвы приводит к
повышению их плодородия, в других – к ухудшению, деградации и гибели. К особым
последствиям этого воздействия следует отнести ускоренную эрозию, загрязнение
чужеродными химическими веществами, засоление, заболачивание, занятие почв под
различные сооружения (транспортные магистрали, водохранилища и др.). Ущерб,
наносимый почвам в результате нерационального использования земель, принял
угрожающий характер. Уменьшение площадей почв происходит значительно быстрее, чем
их образование. Особенно опасна для плодородия почв ускоренная эрозия.
Деградация почв – постепенное ухудшение свойств почв (уменьшение
содержания гумуса, разрушение структуры, снижение плодородия), вызванное
изменением условий почвообразования в результате как естественных причин, так и
хозяйственной деятельности человека, эрозия, загрязнение пестицидами, вторичное
засоление, неправильная агротехника. Пестициды – (ядохимикаты) – химические
препараты для защиты сельскохозяйственной продукции, растений, для уничтожения
паразитов у животных, для борьбы с переносчиками опасных заболеваний и т. п.
Пестициды в зависимости от объекта подразделяются на: гербициды – для уничтожения
сорной растительности, инсектициды (против вредных насекомых), зооциды (для борьбы
с грызунами), фунгициды (с возбудителями грибковых заболеваний), дефолианты (для
удаления листьев), дефлоранты (для удаления лишних цветков) и т.д. Пестициды
распространяются на большие пространства, весьма удаленные от мест их применения.
Многие из них могут сохраняться в почвах достаточно долго. Они в конечном итоге
попадают в различные экосистемы, включая океан, пресноводные водоемы, наземные
биомы и др., в значительных количествах накапливаются в почвах и увеличивают свои
концентрации при движении по трофическим цепям. Пестициды являются единственным
загрязнителем, который сознательно вносится человеком в окружающую среду. Они
поражают различные компоненты природных экосистем: уменьшают биологическую
продуктивность фитоценозов, видовое разнообразие животного мира, снижают
численность полезных насекомых и птиц, а в конечном итоге представляют опасность и
для самого человека. Подсчитано, что 98% инсектицидов и фунгицидов, 60-95%
гербицидов не достигают объектов подавления, а попадают в воздух и воду, а зооциды
создают в почве безжизненную среду. В Краснодарском крае начинают применять
безгербицидные методы выращивания риса и кукурузы. В последние годы в США
разработаны гербициды, не представляющие явной опасности для живых организмов или
быстро разрушающиеся в окружающей среде. Широкое применение биологических
методов защиты растений позволит уменьшить степень загрязнения среды пестицидами.
В связи с увеличивающимся загрязнением атмосферы (оксиды серы и азота) возникла
проблема кислотных дождей и их воздействия на почвенный покров. Установлено, что
низкой устойчивостью к техногенному кислотному воздействию отличаются почвы
таежной и тундровой зон, а достаточно высокой – почвы степных и пустынных районов.
Одной из острых проблем многих регионов земного шара является эрозия почв.
Она обусловлена переходом к крупной тяжелой технике и увеличением размера
сельскохозяйственных полей, что привело к устранению многих естественных
препятствий и для ветровой, и для водной эрозии. Эрозия является одной из главных
причин уменьшения содержания гумуса в почвах; так, за последние 15-20 лет его
содержание в пахотных почвах бывшего СССР снизилось на 8-30%, в том числе в России
– в среднем на 20%, на Украине – на 9%. Гумус (перегной) – темноокрашенное
органическое вещество почвы, образующееся в результате биохимического разложения
растительных и животных остатков и накапливающееся в верхнем почвенном горизонте.
Он является одним из главных источников элементов питания растений. Гумус состоит из
двух групп органических соединений. 1
ая
группа – это соединения, содержащиеся в
растительных и животных остатках (10-15% от всей массы органики почвы): белки,
углеводы, жиры, смолы, фосфаты, лигнин и др. 2
ая
группа – составляет основной фонд
гумуса и представлена собственно гумусовыми веществами, возникшими при
преобразовании органических остатков (85-90%): фульвокислоты, гумин, гуминовые
кислоты и др. Процессы превращения органического вещества в почве теснейшим
образом связаны с жизнедеятельностью микроорганизмов. Так, в 1г подзолистой почвы
развивается до 0,6млрд. бактерий, а в черноземной – до 2,5млрд. Гумус, оказывая
благоприятное влияние на многие физико-химические свойства почвы, тем самым
способствует повышению ее плодородия. Однако в процессе обработки почв происходит
значительное уменьшение содержания гумуса, поэтому для восполнения потерь перегноя
в обрабатываемые земли вносят минеральные и органические удобрения. Минеральные
удобрения, добытые из недр или промышленно полученные химические соединения,
содержат основные элементы питания (азот, фосфор, калий) и важные для
жизнедеятельности микроэлементы (медь, бор, марганец и др.). Органические удобрения
– это перегной, торф, навоз, птичий помет (гуано), компосты, используемые для
повышения плодородия почв, или биологические добавки, способствующие развитию
полезной микрофлоры почв. Компост – удобрение, получаемое в результате микробного
разложения органических веществ растительного и животного происхождения, в то числе
бытовых отходов и др. Он, в зависимости от способа производства, исходного материала
и добавок (культуры бактерий, каменная мука), имеет различное содержание питательных
веществ. Компост представляет собой гумусоподобное почвоулучшающее средство,
причем при компостировании составляются торфо-навозные, торфо-фосфоритные смеси,
включающее также отходы и отбросы сельского хозяйства, городской мусор и пр. В
компостных установках процесс разложения целенаправленно регулируется: создается
температура до 70
о
C, при которой погибают микробы и семена сорных растений.
Компост часто применяется вместо остродефицитных органических удобрений (навоз,
торф), что позволяет улучшить почвы и получить более высокие урожаи
сельскохозяйственной продукции. При использовании удобрений необходимо учитывать
требования закона минимума и строго соблюдать сроки их внесения, это важно для того,
чтобы растение успело «переработать» его, превратить в органическое вещество своего
«тела». В противном случае удобрение превращается или в загрязнитель почвы, или –
если растение его впитало, но не успело до сбора урожая полностью использовать для
своего роста – в опасное для здоровья человека вещество. Этот закон сформулировал
Либих в 1840 г.
Кроме того, избыток питательных веществ, очевидно, может быть вредным. Так,
например, хлористый натрий необходим растениям в небольшом количестве, избыток же
его в почве влечет за собой исчезновение многих видов, за исключением устойчивых
форм, называемых галофитами. Это наблюдение легло в основу другого закона,
названного законом толерантности. Оба эти закона справедливы лишь в первом
приближении, так как многие растения способны адаптироваться к отсутствию или
недостаточному количеству какого-либо питательного вещества, заменяя его другим,
близким по химическим свойствам.
Из Закона физико-химического единства всего живого вещества Земли
следует, что вещество (пестициды, антибиотики и др.), вредное для одних видов существ
(вредителей, микробов), вредно и для всех других, в том числе и для человека, хотя и в
разных дозах. Воздействию пестицидов подвергаются не только вредители, но и живущие
рядом с ними полезные животные и микроорганизмы (черви, бактерии, насекомые-
опылители и др.), которые либо гибнут, что приводит к нарушениям в экосистемах,
ухудшению структуры и плодородия почв, либо накапливают в своих организмах этот яд,
передавая его по пищевым цепям консументам более высокого порядка вплоть до
человека. А так как высшие консументы съедают за свою жизнь не одно животное или
растение, а много, то с каждым уровнем цепи концентрация вредных веществ в организме
повышается примерно в 10 раз, доходя до смертельных доз. Населяющие почву
организмы стремятся переработать попадающие в нее вещества-загрязнители, но если
последних слишком много или они ядовиты для самих редуцентов, то земля может
потерять способность к плодородию.
Естественная и ускоренная эрозия почв.
Виды ускоренной эрозии.
Под эрозией (от лат. erodere – разъедать) почвы понимают многообразные
процессы разрушения и выноса почвенного покрова потоками воды и ветра.
Эрозия существует в природе как естественный процесс, который протекает
очень медленно, и поэтому разрушение и потери почвы то выдувания и смыва
уравновешиваются процессами почвообразования. Естественная, или геологическая,
эрозия является частью эволюции Земли. Одновременно с этим нормальным
геологическим процессом существует ускоренная, или разрушительная, эрозия,
возникающая под влиянием деятельности людей, процессы разрушения и сноса почвы
идут во много раз быстрее, чем при естественной эрозии. Потери почвы не
компенсируются естественными почвообразовательными процессами, и она частично или
даже полностью теряет плодородие.
Образование плодородного гумусового горизонта мощностью 20-25 см происходит
в течение 2-7тыс. лет. Ускоренная эрозия может разрушить его за 10-30 лет. При
катастрофических ураганах, ливнях нарушенные хозяйственной деятельностью почвы
могут быть уничтожены в течение нескольких дней или даже часов.
Различают несколько типов ускоренной эрозии почв. Ветровая, или эоловая, эрозия
(дефляция) происходит за счет перемешивания ветром мелких (d= до 1мм) частиц почвы.
В сухих песчаных почвах начинают преобладать мелкие пылевые частицы. Такие почвы
обедняются гумусом и мелкоземом, резко снижается их плодородие. Ветер выдувает
почву из-под посевов, обнажает корни растений, вызывая их гибель. Почва приносится
ветром на территории поселков, наметается в виде холмов и препятствий. Ветровая эрозия
происходит в разное время года, при любой силе ветра. Интенсивность ее возрастает при
сильных ветрах (15-20м/с) и весной, когда почвы вспаханы, взрыхлены и не закреплены
корнями растений.
Существует местная, или повседневная, ветровая эрозия (поземка) и
пыльные, или черные, бури. Повседневная эрозия носит локальный характер. Она
проявляется на ветроударных склонах и бывает низовой и верховой. При низовой поземке
частицы почвы поднимаются ветром до полутора метров от поверхности земли. Верховая
эрозия происходит при сильных ветрах, когда частицы почвы поднимаются на большую
высоту, образуя столбы пыли и даже смерчи. Поземка опасна для молодых побегов
растений, у которых твердые частицы рассекают листья, нарушая покровные ткани.
Пыльные, или черные, бури возникают при особо сильных ветрах. Ветер взметает
такое количество пыли, что воздух теряет прозрачность. В песчаных пустынях пыльные
бури не являются редкостью, они известны с древних времен. Пыльные бури захватывают
огромные территории. Катастрофические пыльные бури в 1934г. охватили прерии
Великих равнин США. Сильные ветры подняли в воздух частицы почвы с миллионов
гектаров. От удушья погибали люди даже в городах, были отмечены заболевания пыльной
пневмонией у людей и домашних животных. В результате пыльных бурь полностью
уничтожены почвы на 20млн га, 60 млн. га резко снизили свое плодородие и на 43млн га
отмечены начальные стадии эрозии. Исследования показали, что перенесенная на
расстояние 900 км пыль была богаче азотом в 9, а фосфором – в 19 раз, чем обнаженная
почва. После этой катастрофы в США была создана служба охраны почв, которая
проводит работу по охране и восстановлению плодородия почв.
Пыльные бури свирепствуют во многих районах Африки, Азии, Австралии. В
странах СНГ пыльные бури отмечены в южных районах Украины, на Северном Кавказе, в
Казахстане и Средней Азии. Часты пыльные бури в Нижнем Поволжье. В 1969 и1972г.г.
они охватили Ростовскую область, Ставропольский край, южные районы Украины. В
засушливом 1999г. опасность пыльных бурь возникла даже в Воронежской и Орловской
областях.
Ветровая эрозия наиболее опасна для песчаных, супесчаных, карбонатных почв.
Сведение лесов, разрушение растительного покрова при перевыпасе скота, неправильная
обработка почвы, особенно в засушливых районах приводят к возникновению подвижных
песков, наступающих на плодородные почвы оазисов, поселки и города. Они
представляют большую угрозу хозяйству, поэтому закрепление песков, борьба с ветровой
эрозией являются важными задачами при охране почв.
Частое вмешательство человека и естественные природные процессы усиливают
аридизацию территорий. Под этим термином понимают сложные и разнообразные
процессы уменьшения увлажненности обширных территорий вызванного этим
сокращения биологической продуктивности экологических систем. Аридизация
обширных территорий Африки, Юго-Восточной и Южной Азии, Южной Америки
проявляется частыми засухами, наступлением пустынь на окраинные участки саванн,
оазисов, опустыниванием ранее плодородных районов. Аридизации этих районов
способствует примитивное земледелие, нерациональное использование пастбищ,
беспорядочное применение техники. Ряд ученых полагают, что возникновение пустынь
Ближнего Востока и Северной Африки связано с вырубкой лесов и нерациональным
использованием пастбищ. Наступление пустыни на саванны и оазисы в Северной Африке
продолжается.
Водная эрозия может быть плоскостной, струйчатой и овражистой, она
вызывает оползни и сели.
При плоскостной эрозии происходит постепенный смыв поверхностного слоя
почвы талыми водами и дождями. Смытые с возвышенных участков частицы почвы
задерживаются в понижениях. Образующиеся во время таяния снега и дождей промоины
почвы заравниваются при обработке. Поэтому на первых стадиях эрозия мало заметна.
Обнаружить ее можно тогда, когда возвышенные участки оказываются лишенными
верхнего плодородного слоя и на поверхность выступают нижние, более светлые
горизонты, а в понижениях скапливается более темная и плодородная смытая часть
почвы. На лишенных гумусового горизонта участках почвы плохо развиваются растения,
снижается урожайность.
Струйчатая (ручейковая), или бороздчатая, эрозия интенсивно развивается при
дружном таянии снега весной и при сильных ливнях на полях, расположенных на склонах
холмов, лишенных растительности или занятых пропашными культурами. Вода,
стекающая по склонам, увлекает за собой частицы почвы, образуя неглубокие
параллельные струйчатые размывы. Ручейковой эрозии способствует распашка почвы
вдоль склонов.
Овражная эрозия развивается на крутых и пологих склонах, лишенных древесной
растительности, со слабо развитой дерновиной. Ручейки, сбегающие со склона,
соединяются в единый крупный поток. Он смывает поверхностный слой почвы, углубляет
дно до материнской породы, подмывает берега. Скорость формирования оврагов зависит
от особенностей почв, рельефа местности, природно-климатических условий. Средняя
скорость роста оврага 1-3 метра в год, есть районы, где она достигает 8 и даже 25 метров в
год. Овраги врезаются в поля, сокращают пахотные земли, затрудняют применение
машин. Появление овражной сети связано с нерациональным земледелием и
бесхозяйственным обращением с землей.
Селевые потоки и оползни – наиболее опасные формы водной эрозии в горах.
Возникают они вследствие вырубки лесов на горных склонах, при неумеренном выпасе
скота, нарушающего копытами травянистую растительность, почвенный покров,
дерновины на склонах. Сели (от ар.sail – бурный поток) – это мощные горные
грязекаменные потоки, появляющиеся после сильных дождей. Вода сносит с крутых
склонов не только почву, но и крупные камни, вырванные с корнем деревья. Обладая
большой разрушительной силой, селевые потоки часто приносят большие убытки,
сопровождающиеся человеческими жертвами.
Селевые потоки характерны для всех систем мира. Исторические хроники
содержат о многочисленных катастрофических селях в Тирольских Альпах в Австрии: в
600, 1111, 1347, 1659, 1669, 1697гг. В 18 веке их было 7, в 19 веке 9, в 20 веке – 10.
Разрушительные грязекаменные потоки регулярно обрушиваются на Лос-Анджелес. Здесь
чудовищный сель снес с гор грязекаменную массу объемом более 11 млн. м
3
, в результате
чего был причинен колоссальный ущерб и отмечены человеческие жертвы.
Опустошительные селевые потоки известны и горных системах стран СНГ.
Особенно часто они возникают в горах Средней Азии и Кавказа. Так, 8 июля 1921г
мощный селевой поток обрушился на г Верный (Алма-Ата). Общее количество
грязекаменной массы составило 2 млн. м
3
.Летом 1963г селевой поток обрушился на озеро
Иссык и прорвал его естественную плотину. Огромный вал воды устремился вниз,
увлекая за собой валуны, достигающие массы 100 т.
Попытки предотвратить вызываемые селевыми потоками катастрофы восходят к
глубокой древности. В1640г. в Тирольских Альпах была сооружена одна из наиболее
древних противоселевых плотин. Это каменная дамба высотой от3-6 м, длиной 230м и
шириной в верхней части 2-4 м и сегодня продолжает защищать поселки от селевых
потоков.
Деятельность человека, который стремится использовать земли, подверженные
воздействию селевых потоков, часто провоцирует возникновению селей. Поэтому
освоение горных склонов должно сопровождаться специальными
профилактическими мерами. Они подразделяются на три группы: оповещение
населения, активные воздействия на процессы селеобразования, защита от
сформированных селевых потоков.
Оповещение населения о возможности возникновения разрушительных потоков
проводится для того, чтобы исключить человеческие жертвы и снизить материальный
ущерб от селей, предотвратить который нельзя. Для этой цели в настоящее время
используется сейсмическая система радиооповещения о селевой опасности.
Перспективны активные воздействия на процессы селеобразования: задернение
и облесение склонов; создание нагорных канав, валов, запруд для того, чтобы задержать
ливневые воды на склонах, увеличить просачивание воды в почву и уменьшить
поверхностный сток; мелиорация водосборов и ледниково-моренных комплексов и
некоторые другие. Мощная система селезащитных сооружений была создана и
успешно действует в районе Лос-Анджелеса (США).
Уникальная селезащитная плотина была создана на Малой Алмаатинке выше
высокогорного катка Медеу (Казахстан) в 1967г.
Ирригационная эрозия часто происходит в районах орошаемого
земледелия. Возникает она в результате неправильного и неумеренного полива. В тех
случаях, когда вода на поля подается на поля мощным потоком, стекает по склонам,
происходят смыв и разрушение почвы и даже образование оврагов.
Водная эрозия распространена на Земле значительно шире, чем ветровая,
причиняемый ею вред более существен. Он выражается в сносе поверхностным стоком
воды плодородных частиц почвы, ее выщелачивания, что ведет к частичной или полной
потере плодородия. Смыв верхнего слоя почвы снижает урожай сельскохозяйственных
растений на слабосмытых почвах на 10-15%, среднесмытых на 15-40%, сильносмытых -
50-75%. Разные культуры по-разному реагируют на эрозию почвы. На сильно
эродированных землях урожайность ржи снижается на 90%, кукурузы - на 83, гречихи - на
61, ячменя – на 37, овса – на 21%.
Вред от водной эрозии выражается также в нарушении водного режима
территории, что проявляется в прогрессирующем иссушении эродированных земель, в
катастрофических наводнениях, засорении русел и устьев рек наносами, в заилении озер,
прудов и водохранилищ. Наводнения периодически повторяются во многих районах
земного шара: в США, Южной Америке, в Южной и Юго-Восточной Азии.
В странах СНГ наиболее подвержены водной эрозии возвышенности степной и
лесостепной зон европейской части России, предгорья и нижний пояс гор Средней Азии,
Кавказа, Крыма, Карпат.
Паводки и наводнения распространены в большей части подгорных, межгорных и
возвышенных районов. В России наиболее катастрофическими они бывают в подгорных
районах Дальнего Востока, Черноморского побережья и северных склонов Большого
Кавказа.
Своеобразной так называемой термоэрозии подвергаются почвы в пределах
криолитозоны – области распределения многолетнемерзлых пород. На территории России
криолитозона занимает 10,5 млн.. км
2
, или 2/3 общей площади. Изменение теплового
состава мерзлых пород, которое происходит при освоении территории человеком,
сопровождается возникновением деструктивных криогенных процессов. Наибольшую
разрушительную силу имеют: оседание поверхности земли, термоэрозия и
оврагообразование, наледи, термокарст. Уже сейчас Норильский, Воркутинский,
Мирненский и другие районы интенсивной деятельности человека превратились в зоны
экологического бедствия.