ЛУГАНСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ АГРАРНЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА ЗЕМЛЕДЕЛИЯ И ЭКОЛОГИИ
ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
Тема: «Почва – базовая составная
агроэкосистемы»
Выполнила: студентка 153 группы
Агрономического факультета
Лебедева Л.П.
Проверил: Стотченко В.Е.
Луганск
2012
Содержание
Введение
1. Современное состояние земельного
фонда Донецкого региона на примере Луганской
области
2. Функциональная роль почвы
в экосистемах
3. Почвенно-биотический комплекс
как основа агроэкосистемы
4. Буферность почвы
5. Плодородие почвы – важный
фактор функционирования агросистем
5.1. Роль минерального вещества
почвы в формировании его плодородия
5.2. Органическое вещество почвы
как важная составляющая
6. Эколого-агрохимическая оценка
почвы
7. Расчёты коэффициента биологизации
и баланс восстановления гумуса почвы
севооборота
Список использованной литературы
Замечания преподавателя и
оценка
Введение
Экологическое равновесие -
относительная устойчивость видового
состава живых организмов, их численности,
продуктивности, распределения в пространстве,
а также сезонных изменений, круговорота
веществ, и других биологических процессов
в любых природных сообществах.
В основе экологического равновесия
лежит постоянство биотического круговорота
веществ, который в каждой конкретной
экосистеме имеет свои особенности, связанные
с видовым составом и численностью организмов,
их типом обмена веществ. Решающее значение
при этом имеют соотношение автотрофов
(продуцентов) и гетеротрофов (консументов,редуцентов),
а также приспособленность организмов
друг к другу и к среде обитания. Совокупность
этих факторов, сложившаяся в процессе
эволюции, обеспечивает устойчивость
экосистем, или их гомеостаз. За меру стабильности
экосистем часто принимают их видовое
разнообразие — чем оно выше, тем надежнее
поддерживается экологическое равновесие.
В настоящее время экологическое
равновесие в природе нарушено человеком:
Изменение состава атмосфер
и климата.
Наиболее разрушительно из
воздействий деятельности человека на
сообщества – выделение загрязнителей.
Загрязнителем является любое вещество,
попадающее в атмосферу, почву или природные
воды и нарушающее идущие там биологические,
иногда и физические или химические процессы.
К загрязнителям нередко относят радиоактивные
излучения и тепло. Вследствие деятельности
человека, в атмосферу поступают углекислый
газ СО2 и угарный газ СО, диоксид серы
SО2, метан СН4, оксиды азота NО2, NO, N2O. Основные
источники их поступления – это сжигание
ископаемого топлива, выжигание лесов
и выбросы промышленных предприятий. При
использовании аэрозолей в атмосферу
поступают хлорфторуглероды, в результате
работы транспорта – углеводороды (безопорен
и др.).
За счет газов антропогенного
происхождения образуются кислотные осадки
и смог. Попадая в озера, кислотные осадки
нередко вызывают гибель рыб или всего
животного населения. Они также могут
вызывать повреждения листвы, а часто
гибель растений, ускорять коррозию металлов
и разрушение зданий. Кислотные дожди
большей частью наблюдаются в регионах
с развитой промышленностью.
С антропогенными изменениями
атмосферы связано и разрушение озонового
слоя, который является защитным экраном
от ультрафиолетового излучения. Опасность
истощения озонового слоя заключается
в том, что может снизиться поглощение
губительного для живых организмов ультрафиолетового
излучения. Ученые считаю, что основной
причиной истощения озонового слоя (экрана)
является применение людьми хлорфторуглеродов
(фреонов), которые широко используются
в быту и производстве в виде аэрозолей,
пенообразователей, растворителей т.д.
Хозяйственная деятельность
человека.
За последние сто лет произошли
два важных сдвига. Во-первых, резко увеличилась
численность населения Земли. Во-вторых,
еще более резко выросло промышленное
производство, производство энергии и
продуктов сельского хозяйства. В результате,
человечество стало оказывать заметное
воздействие на функционирование всей
биосферы. Потребление ресурсов Земли
настолько превысило темпы их естественного
воспроизводства, что истощение природных
богатств стало оказывать заметное влияние
на их использование, на национальную
и мировую экономику и привело к необратимому
обеднению литосферы и биосферы. Отходы,
побочные продукты производства и быта
загрязняют биосферу, вызывают деформации
экологических систем, нарушают глобальный
круговорот веществ и создают угрозу для
здоровья человека.
Загрязнение природных вод.
Человечество
практически полностью зависит
от поверхностных вод суши
– рек и озер. Эта ничтожная
часть водных ресурсов (0,016%) подвергается
наиболее интенсивному воздействию.
На все виды водопользования
тратится 2200 км3 воды в год. Потребление
воды постоянно растет, и одна из опасностей
– исчерпание ее запасов. Тревогу вызывает
все возрастающее количество хозяйственных
стоков.
Загрязнение водоемов происходит
не только отходами промышленного производства,
но и попаданием с полей в водоемы органики,
минеральных удобрений, пестицидов, применяемых
в сельском хозяйстве.
Морские воды также подвергаются
загрязнению. С реками и со стоками прибрежных
промышленных и сельскохозяйственных
предприятий ежегодно выносят в моря миллионы
тонн химических отходов, а с коммунальными
стоками и органических соединений. Из-за
аварий танкеров и нефтедобывающих установок
в океан попадает по разным источникам
не менее 5 млн. тонн нефти в год, вызывая
гибель многих водных животных, морских
птиц. Опасения вызывают захоронения ядерных
отходов на дне морей, затонувшие корабли
с ядерными реакторами и ядерным оружием
на борту.
Сведение лесов – одна из важнейших
глобальных экологических проблем
современности.
Лес поглощает атмосферное
загрязнение антропогенного происхождения,
защищает почву от эрозии, регулирует
сток поверхностных вод, препятствует
снижению уровня грунтовых вод и т.д.
Уменьшение площади лесов вызывает
нарушение круговоротов кислорода и углерода
в биосфере. Хотя катастрофические последствия
сведения лесов широко известны, их уничтожение
продолжается. Сведение лесов влечет за
собой гибель их богатейших фауны и флоры.
Истощение и загрязнение почвы.
Почвы являются еще одним ресурсом,
который подвергается чрезмерной эксплуатации
и загрязняется. Несовершенство сельскохозяйственного
производства – основная причина сокращения
площади плодородных почв. Распашка обширных
степных площадей в России и других странах
стала причиной пыльных бурь и гибели
миллионов гектаров плодороднейших земель.
Избыточное орошение, в первую
очередь в условиях жаркого климата, может
вызывать засоление почв. Радиоактивное
загрязнение почвы несет большую опасность.
Радиоактивные вещества из почв попадают
в растения, затем в организмы животных
и человека, накапливаются в них, вызывая
различные заболевания. Особую опасность
представляют химические средства защиты,
особенно органические соединения, применяемые
в сельском хозяйстве в борьбе с вредителями,
болезнями и сорняками. Неумелое и бесконтрольное
использование пестицидов приводит к
их накоплению в почве, воде, донных отложениях
водоемов.
Сокращение природного разнообразия.
Чрезвычайная эксплуатация,
загрязнение, а зачастую и просто варварское
уничтожение природных сообществ приводят
к резкому снижению разнообразия живого.
Вымирание животных может стать крупнейшим
в истории нашей планеты. С лица Земли
за последние 300 лет исчезло больше видов
птиц и млекопитающих, чем за предшествующие
10 000 лет. Следует помнить, что главный
ущерб разнообразию состоит не в их гибели
из-за прямого преследования и уничтожения,
в том, что в связи с освоением новых площадей
для сельскохозяйственного производства,
развитием промышленности и загрязнением
среды площади многих природных экосистем
оказываются нарушенными. Это так называемое
"косвенное воздействие" приводит
к вымиранию десятков и сотен видов животных
и растений, многие из которых не были
известны и никогда не будут описаны наукой.
Значительно ускорился процесс вымирания,
например, животных, в связи с уничтожением
тропических лесов . Во многих районах
находятся под угрозой коралловые рифы
и другие морские сообщества.
- Современное состояние
земельного фонда Донецкого региона на
примере Луганской области
Сельскохозяйственная освоенность
Луганской области значительно выше, чем
в целом по Украине и составляет более
80 %. Это нарушило экологическое равновесие
между отдельными видами угодий – лугами
и пастбищами, пашней, лесами, болотами
и водными экосистемами.
Почвы в области подвержены
водной и ветровой эрозии. Склоны круче
3-х градусов эрозированы более чем на
80%. Масштабность проблемы необратимой
деградации почв ставит под угрозу обеспечение
населения продовольствием. На разрушенных
почвах, а их на Луганщине более половины,
постепенно снижается урожайность сельскохозяйственных
культур от 10 до 50 и более %.
Рельефы, почвенно-климатические
условия на фоне большой сельскохозяйственной
освоенности территории Луганской области
обуславливают интенсивное развитие эрозионных
процессов. Водной эрозии подвержено более
67% пашни. Ветровая эрозия локально проявляется
в зимне-весенний период почти ежегодно,
пыльные бури 1 раз в 5-7 лет, а сильные пыльные
бури – 1раз в 8-15 лет .
По сравнению с 1961 годом эродированность
пашни возросла на 17,7% (с 50% до 67,7%). По эродированности
пашни сельскохозяйственных угодий, а
также по их распаханности ситуация в
Луганской области характеризуется как
катастрофическая, а по коэффициенту распаханности
земель на склонах с крутизной более 2
– как кризисная.
Последствием возрастающей
хозяйственной освоенности земельного
фонда и экстенсивного хозяйствования
на земле без надлежащих мер по её охране
и воспроизводству плодородия, как производственного
ресурса, является прогрессирующая деградация
земель. В результате интенсивного использования
земель содержание гумуса в почве снизилось.
Средне годовые потери его составляют
0,02% в год.
Таблица 1
Динамика уменьшения содержания
гумуса в почвах пашни Луганской области
Содержание гумуса по годам |
1882 |
1961 |
1981 |
2001 |
1882-1961 |
1961-1981 |
1981-2001 |
Всего |
За год |
Всего |
За год |
Всего |
За год |
5,5 |
4,7 |
4,4 |
4,2 |
0,8 |
0,01 |
0,3 |
0,015 |
0,2 |
0,02 |
Проведённые исследования свидетельствуют
о существенных изменениях агрохимических
свойств почв Луганской области – за последние
годы в сторону ухудшения: низкие уровни
режимов макроэлементов, нарастают уровни
дегумификации, ухудшаются химические
параметры плодородия в том числе фундаментальные,
которые определяют направление почвообразования.
Все последние изменения состава поглощающего
комплекса почв в сторону усиления влияния
одновалентных катионов, концентрация
которых достигает 7-8% ёмкости, ухудшается
химизм водной вытяжки и возрастает концентрация
водорастворимых солей, большинство из
которых являются токсичными.
Все эти негативные тенденции
обусловлены целым рядом субъективных
и объективных причин, которые влияют
на современное экологическое состояние
почвенного покрова.
Среди субъективных причин
необходимо отметить:
- Снижение темпов химизации
и объёмов внесения органических удобрений;
- Приостановка региональных
программ по охране почв;
- Разбалансировка структуры
посевных площадей в сторону насыщения
пашни подсолнечником (более 34%);
- Интенсивная обработка склоновых
земель;
- Игнорирование севооборотов
и т.д.
Ведение земледелия в таких
условиях приводит к усилению деградации
почв – за последние годы темпы потерь
гумусовых веществ достигли 660-774 кг с гектара,
а в некоторых районах превысили 1 тонну
с гектара. Ежегодные прямые потери составляют
160-180 млн. гон. При таких темпах потерь
гумуса его содержание в почвах к 2015 году
прогнозируется на уровне 3,73-3,8% , что ниже
порога оптимума.
Земледелие области продолжает
функционировать в экстенсивном режиме,
объёмы внесения органики сократились
до 0,5т/га, значительно снизились площади
под многолетними травами.
Несколько улучшилась ситуация
с минеральными удобрениями, однако такой
уровень их внесения не стабилизирует
баланс всех питательных веществ, особенно
фосфора и калия, что без сомнения снизит
их содержание в почвах. По разработанному
прогнозу до 2015 года содержание азота
в почвах области снизится до 109 мг/кг почвы.
Ухудшение режимов питания
и физико-химических свойств почв может
привести к снижению продуктивности пашни
до 25%.
Экологическое состояние почв
Донецкого региона усложнилась в связи
с реконструкцией угольной отрасли, ликвидация
шахт привела к резкому подъёму уровня
грунтовых вод, повышению уровня их минерализации,
изменению их солевого состава.
Содержание натрия в обменно-поглощающем
комплексе таких почв составляет 5-15% от
суммы поглощённых оснований, что позволяет
диагностировать эти почвы как средне
и сильно солонцеватые.
В настоящее время отсутствие
целевых государственных программ по
охране почв значительно снизило контроль
над использованием земельного фонда
в сельскохозяйственном производстве,
а частная арендная собственность на землю
может повлечь за собой игнорирование
проведения основных видов работ по повышению
плодородия почв и комплекса противоэрозионных
мероприятий.