Понятие биоценоза. Цепи и сети питания. Правило экологической пирамиды

-  частичное или полное разрушение почвы как неизбежный этап промышленных технологий природопользования, осуществляемы в течение короткого промежутка времени и приводящего к моментальному разрушению природных объектов и почв в том числе. Такое проявление деградации носит локальный характер и опасно быстротой и полнотой проявления. Как правило, причины и степень разрушения почв являются в данном случае очевидным.

        Под эрозией почвы понимается разрушение и снос верхних наиболее плодородных горизонтов почвы в результате действия воды и ветра. Причины распространения эрозии почв можно разделить по пяти группам факторов эрозии: климатические, топографические, почвенные, биогенные и антропогенные. Непосредственное влияние на интенсивность эрозиозных процессов оказывают следующие факторы:

• климатические факторы – интенсивность и продолжительность дождя или снеготаяния, температура воздуха, скорость, направление и время проявления ветра;
• топографические факторы – длина, крутизна, форма склонов, характер рельефа;
• свойства почвы – водопроницаемость, противоэрозийная стойкость;
• биогенные факторы – создание беспозвоночными в почве сети каналов, защитная роль растительности, проявляющаяся в снижении скорости ветра и влиянии на температурный и водный режим почвы.

        В процессе хозяйственной деятельности человек изменят соотношение факторов эрозии почв, что сопровождается ускорением развития эрозии почв.

        Как итог, можно сказать, что крайней степенью физической деградации почв является полное уничтожение почвы как природного объекта, вплоть до состояния горной породы.

         Химическая деградация почв включает изменение многих почвенных свойств вследствие различных причин природного и антропогенного происхождения. Факторы и причины химической деградации можно разделить на две группы:

-       изменения, вызванные сельскохозяйственными процессами, связанные с потерей элементов минерального питания, гумуса, подкисления за счет высоких доз кислых удобрений и за счет окисления сульфидов в почвах, где они имеются;

-       изменения, вызванные загрязнением почв промышленными и коммунальными отходами, избыточными дозами навоза и пестицидов, кислотными дождями и разливами нефти.

          В большинстве случаев для пахотных почв характерна потеря гумуса, что, как правило, можно считать негативным явлением. При хорошо спланированном земледелии и высоких урожаях в почве иногда наблюдается и накопление органического вещества. Качественный состав гумуса может изменяться в любую сторону. Изменения предсказать трудно, поскольку они зависят как от набора возделываемых культур, так и от химизации земледелия и применяемых мелиоративных приемов.

         Гипсование и известкование почв, направленное на регулирование степени почвенной реакции не всегда оказывают только хорошее воздействие на почву. В почву могут попадать нежелательные компоненты, усиливаться вертикальная миграция почвенных компонентов, повышаться растворимость веществ.

                   Щелочные и кислотные дожди – антропогенное явление, обусловленное накоплением в атмосфере оксидов азота, серы, ионов хлора или фтора, и пылевидных выбросов заводов. При взаимодействии таких выбросов с парами воды накапливаются кислоты, которые вместе с осадками поступают на поверхность почвы и затем просачиваются вниз по почвенному профилю. Кислые осадки, как правило, усиливают почвенную кислотность, вызывая деградационные процессы.

          Добыча и переработка различных полезных ископаемых характеризуется различными химическими процессами, которые сопровождаются выбросами в атмосферу различных газов. Они воздействуют на почвы или непосредственно в газовой форме (поглощаясь почвенным покровом) или предварительно взаимодействуют с парами воды и выпадают на поверхность Земли в виде дождя и снега.

         При загрязнении почв нефтью в них возрастает доля углеводородов, снижаются подвижность и доступность многих элементов питания растений, изменяется химический состав почвенного воздуха.

         В заключение можно отметить, что химическая деградация почв неизбежно происходит даже при их обычном сельскохозяйственном использовании. При развитии и расширении различных видов производства, городских поселений, транспорта, нарушения почвенного покрова могут приобретать огромные размеры.

        Изучение процессов биологической деградации связано с ролью биоты в функционировании почв. Почвенные организмы обеспечивают осуществление многих экологических функций почв. При любых видах деградации почв первыми на них реагируют именно организмы. В первую очередь нарушается биоразнообразие, происходит его обеднение, изменяются доминирующие виды, некоторые виды вообще исчезают. При воздействии деградационных факторов различают четыре зоны со сдвигами в составе биоты:

• зона гомеостаза с нормальным составом организмов;
• зона стресса с перестройкой в количественных соотношениях видов, но без изменения качественного состава;
• зона развития резистентных организмов;
• зона репрессии.

          Почвенные организмы страдают от всех видов деградации. При ветровой или водной эрозии почв организмы частично или почти полностью уносятся, причем для восстановления биоты требуется восстановление самой почвы.

          Почвенные организмы резко реагируют на деградацию химического состояния почв. Любые изменения ведут к изменению биоты. Однако организмы являются фактором борьбы с химической деградацией почв, так как они могут очищать почву от нефти и пестицидов, способствовать образованию минеральных соединений, разрушать вредные природные органические соединения.

          Таким образом, деградация биологических свойств почв наносит опасный и многосторонний вред как для почв, так и для биосферы в целом.

         В последние годы в мире в результате нерационального использования земель произошли и продолжают нарастать неблагоприятные изменения окружающей человека среды обитания. Поэтому система земледелия в крае должна носить природоохранный характер. Природные условия в каждой зоне имеют свои особенности. Выделяются пять уровней охраны почв и борьбы с деградацией:

1    уровень - защита почв от их прямого уничтожения. Необходимо максимально ограничить и запретить открытые разработки полезных ископаемых, внедрить технологии застройки, которые бы наиболее экономно использовали почвенное пространство. Для восстановления пострадавших почв нужно проводить рекультивацию земель;

2    уровень - защита освоенных и используемых почв от их качественной деградации;

3    уровень - мероприятия по предотвращению негативных структурно-функциональных изменений освоенных почв. Эта профилактика должна осуществлять систему опережающей защиты почв от деградации. Важными компонентами являются оптимизация пищевого, водного, теплового и газового режимов почвы; поддержание на должном уровне ее биохимической активности и сохранение полноценной почвенной биоты.

4    уровень - своевременное восстановление деградированных освоенных почв;

5    уровень - восстановление и сохранение естественных почв; резервирование целинных почв; полное соблюдение охраны почв особо охраняемых территорий; исключение особо охраняемых почв из хозяйственного использования и восстановление естественного состояния; соблюдение особого режима использования и охраны почв; организация новых комплексных почвенных и агропочвенных заказников.

          Деградация земель является одной из наиболее актуальных экологических проблем современной Беларуси и в то же время сдерживающим фактором ее устойчивого развития. Среди основных провоцирующих негативный процесс факторов называют водную и ветровую эрозию, химическое и радиоактивное загрязнение, разрушение поверхностного слоя вследствие интенсивного сельскохозяйственного освоения, снижение плодородия сельхозугодий, а также нерациональное использование мелиорированных торфяно-болотных почв. К тому же, в Беларуси большая площадь экологически неустойчивых земель, из которых около 44% отведено для сельскохозяйственных целей, занято населенными пунктами, промышленными и другими объектами.  

          Для земельного фонда страны характерна высокая степень хозяйственной освоенности, что связано непродуманной политикой вовлечения в сельхозоборот все новых и новых земель, претворявшейся на протяжении многих лет и не всегда обоснованной с экономической и экологической точек зрения. 

         Происходящие в последние десятилетия климатические изменения в виде участившихся и ставших более продолжительными засух, заморозков, ураганов, выпадения чрезмерных осадков и т.д. могут усилить процесс деградации земель. Неслучайно сегодня на территории Беларуси он проявляется более чем в 20 видах и формах. Важнейшими из них являются: водная ветровая, агротехническая эрозия почв; химическое и радионуклидное загрязнение территорий; деградация и ухудшение свойств почв, особенно торфяных, при их сельскохозяйственном использовании; разрушение плодородного слоя в результате добычи торфа, строительного сырья, дорожного и другого строительства, а также из-за затопления и подтопления; деградация почв на осушенных болотных массивах в результате торфяных пожаров; эрозия почв лесного фонда вследствие нерационального лесопользования и лесных пожаров; деградация земель из-за чрезмерных рекреационных, технических и других антропогенных нагрузок.

         По данным Института почвоведения и агрохимии Национальной академии наук Беларуси, общая площадь эродированных почв на сельскохозяйственных угодьях составляет 556,5 тыс. га, из них 479,5 тыс. га – на пашне. Наиболее интенсивно процессы водной эрозии протекают на склонах с наклоном в 3 и более градусов. Такие участки присутствуют на 34,6% пахотных земель страны.

         К тому же, в Беларуси преобладают почвы с потенциальным смывом от 1 до 20 т/га в год. Их насчитывается около 1,44 млн га.  Проявление эрозионных процессов в республике имеет региональные особенности. Например, в северной и центральной почвенно-географических провинциях, для которых характерен холмистый рельеф и где преобладают почвы связного гранулометрического состава, наиболее активно протекает водная эрозия.  

         В южной (Полесской) провинции, где представлены в основном осушенные торфяные и почвы легкого гранулометрического состава, заметное развитие получила ветровая эрозия. В Белорусском Полесье площадь эродированных земель достигает 1 млн га. Здесь в 60–80-е годы прошлого века проходила масштабная гидротехническая мелиорация территорий. Было осушено 1,6 млн га сельскохозяйственных земель, или 26,2% площади страны, тогда как на остальную часть республики приходится лишь 8,9% мелиорированных земель.  

         И водная, и ветровая эрозии почв наносят существенный экономический и экологический ущерб. Потери урожая на «поврежденных» территориях составляют для зерновых культур 12 40%, льна 15 40%, многолетних трав – 5 30%, пропашных 20 60%. Кроме того, продукты эрозии почв приводят к загрязнению водных объектов, ухудшению качества поверхностных и грунтовых вод, негативно влияют на биологическое разнообразие водных и околоводных экосистем, увеличивают внутриполевую пестроту почвенного покрова. 

         В том же Полесском регионе сконцентрирована большая часть осушенных болот, где торфяной слой подстилается мощными песками. Их деградация грозит появлением обширных опустыненных пространств. Неслучайно поэтому в данном районе за последние 40 лет зафиксировано 219 пыльных бурь. Массовая мелиорация привела к резкому изменению соотношения «живых», естественных болот и осушенных: около 1,4 млн га составляет площадь первых и 1,5 млн га – вторых. Из них 1,1 млн га (72,1%) используются в сельском хозяйстве. А так как в Беларуси на сельскохозяйственные цели отведены 1068,2 тыс. га торфяных и 1201,2 тыс. га супесчаных и песчаных почв, все они являются наиболее уязвимыми к процессу деградации и экстремальным природным явлениям, прежде всего засухам и торфяным пожарам, отличаются крайней неустойчивостью культивируемых на них систем земледелия и растениеводства.  

         К тому же, 190,2 тыс. га (17,8% от всех осушенных) торфяных почв сегодня утратили природные генетические признаки и трансформировались в новые почвенные образования с содержанием органического вещества менее 50%. Слой торфа в них полностью разрушен. Больше всего таких территорий находится в Брестской (62,9 тыс. га), Витебской (101 тыс. га) и Гомельской (57,5 тыс. га) областях. При этом прогнозируется, что к 2020 г. площадь деградированных торфяных почв увеличится более чем на 10%. Поэтому сохранение естественных и восстановление нарушенных торфяных болот является сегодня одним из приоритетных задач в борьбе с деградацией земель в стране. Их достижение позволит обеспечить устойчивое землепользование, смягчить последствия изменения климата и сохранить биоразнообразие экосистем. В результате длительных засушливых периодов, наблюдающихся в последнее время, обострилась проблема лесных пожаров, что приводит к деградации земель лесного фонда. В отдельные годы таким образом «страдает» около 20 тыс. га лесных угодий, а количество пожаров вырастает до 4,5 тысяч. 

         Частичная или даже полная деградация земель может быть вызвана химическим загрязнением территории. Как правило, такая ситуация наблюдается вблизи крупных промышленных центров, мегаполисов, химических предприятий, различных энергетических установок, полигонов твердых производственных и коммунальных отходов, у крупных автомобильных и железнодорожных магистралей и др. 

         Примерно 11,3 тыс. км2 поверхности республики, или 5,4% ее площади подвергнуто техногенной трансформации. Около 200 км2 земель коренным образом преобразовались при добыче нерудных полезных ископаемых, складировании отвалов, строительстве транспортных коммуникаций и т.д. Техногенная трансформация почв не только негативно воздействует на плодородный гумусовый слой, но и активизирует многие процессы, способные привести к деградации земель (оврагов, разрушение берегов водных объектов, проявление дефляции почв и др.).Что касается экологического состояние пахотных земель в мире, то их общая площадь достигает 1,34 млрд га, причем 830 млн га из них расположено в неблагоприятных почвенно-климатических условиях: в слишком холодных – 13,2%, засушливых и сухих – 26,5%, во влажных – 2%, на склонах – 4,6% и еще 19,7% отличаются низким естественным плодородием почв.