Эрозия почв. 2
Содержание
Введение……………………………………………………….
Глава 1. Общая характеристика изменений ландшафтов в результате
сельскохозяйственной деятельности………………………………………...
1.1 Воздействие человека на природную среду в процессе развития
общества…………………………………………………………
1.2 Засоление и эрозия почв……………………………………………….…8
1.3 Загрязнение и опустынивание почвы…………………………………..11
Глава 2. Предотвращение негативного сельскохозяйственного воздействия на
Ландшафты………………………………………………………
2.1 Восстановление здоровья почв………………………………………....14
2.2 Зеленые удобрения и энергообеспечение почвы...………………….....15
2.3 Биогенная ликвидация уплотнения почв………………….…………...16
Глава 3. Анализ воздействия сельскохозяйственной деятельности на ландшафты Алтайского края............... . ..............................
3.1 Общая характеристика Алтайского края…………....…....………….....17
3.2 Характеристика сельского хозяйства Алтайского края……..…...……23
3.3 Выводы о влиянии сельскохозяйственной деятельности на ландшафты
районов Алтайского края………………………………………………….…….31
Заключение……………………………………………………
Список литературы……………………………………………………
Введение
В процессе сельскохозяйственного природопользования (землепользования - одного из видов природопользования) в первую очередь воздействию со стороны хозяйственной деятельности человека подвергаются почвы.
Это влияние приводит к деградации почв, постоянному ухудшению свойств почвы, вызванное изменением условий почвообразования, сопровождающееся дегумификацией, изменением водного баланса, почвенно-физических характеристик и других свойств. Крайним проявлением деградации почв являются дефляция, эрозия, уничтожающие почву совсем.
Деградация почв приводит к деградации ландшафта — антропогенному упрощению, снижению хозяйственного и эстетического потенциала территории, деградации среды обитания природных биологических объектов, в том числе и человека. При этом снижаются ёмкость ландшафта, хозяйственная ёмкость территории, снижается устойчивость всех экосистем.
Чтобы организовать рациональное сельскохозяйственное природопользование, необходимо найти «золотую середину» между хозяйственными интересами человека и сохранением природных систем, сохранением их природно-ресурсного потенциала.
Решение этой двуединой задачи делает актуальными исследования, направленные на обоснование сельскохозяйственного землепользования и разработку моделей аграрного природопользования, позволяющих сохранить равновесие природно-сельскохозяйственных систем (агроландшафтов), природно-ресурсный потенциал сельскохозяйственных территорий.
На основе таких разработок возможно решение проблемы устойчивости сельскохозяйственного производства в условиях рыночной экономики. Таким образом, очевидна актуальность выбранной темы.
Целью данной работы является исследование влияния сельскохозяйственной деятельности на ландшафты районов Алтайского края.
Данная цель требует решения ряда взаимосвязанных задач:
- изучить характеристики изменений ландшафтов в результате сельскохозяйственной деятельности;
- рассмотреть предотвращение негативного сельскохозяйственного воздействия на ландшафты;
- исследовать влияние сельскохозяйственной деятельности на ландшафты районов Алтайского края.
Объектом исследования является ландшафты районов Алтайского края.
Предмет исследования - изменения ландшафтов районов Алтайского края в результате сельскохозяйственной деятельности.
В качестве методов исследования обозначенных выше вопросов, в связи с их спецификой, целесообразно использовать сбор, теоретический анализ и синтез информации по выбранным направлениям. Для выполнения работы целесообразно использовать такие литературные источники, как нормативно-правовые акты, учебная литература и публикации в специализированных периодических изданиях.
Данная работа состоит из введения, трех глав, заключения и списка использованной литературы.
Глава1. Общая характеристика изменений ландшафтов в результате сельскохозяйственной деятельности
1.1 Воздействие человека на природную среду в процессе развития общества
Увеличение интенсивности воздействия человека на природную среду, многообразие форм преобразования природной среды делают проблему сохранения естественного мира наиболее актуальной.
Формирование среды обитания человека без учета всей ее сложности, приводит к коренным, отрицательно сказывающимся на ценности и на эстетических значениях изменениям природы. Эстетический облик планеты существенно меняется в процессе преобразования геобиосферы и изменений, затрагивающих несколько видов живого, отдельные пейзажи.
Наносимые человеком разрушения природной среды определяются развитием новых производственных возможностей и активным применением техники, которое зачастую не определяется и не соответствует элементарным экологическим требованиям.
Вопросы сохранения природных ресурсов и их восстановления, как правило, связываются с культурным землепользованием, т.е. рациональным преобразованием естественной среды обитания человека, в котором, в свою очередь, особое место занимает оптимизация отношений человека и природного мира.
Целенаправленная деятельность человека, направленная на создание культурного, эстетически значимого ландшафта имеет весьма характерные черты в условиях механизации производственных процессов, в том числе сельскохозяйственных, интенсификации труда.
Повышение общей культуры трудящихся, рост сознания и самосознания масс связаны с индустриализацией и урбанизацией. Возникают новые формы природы, подверженной творческим преобразованиям и искусственному оформлению. Подтверждением этому является развитие садовопаркового искусства, дендродекорационного жанра.
Появление ландшафтного мышления опосредует качественный скачок в искусстве природотворчества.
Промышленное освоение геобиосферы определяет поиск самых разнообразных вариантов преобразований окружающей среды и включение их в процессы производства.
Серьезным ограничителем дальнейшего совершенствования природотворческой деятельности общества в целом служат бесплановость, стихийность ведения хозяйства и влияния людей на природную среду.
Сохранить природу позволят планирование природопреобразующей деятельности и разумный контроль со стороны общества. При этом необходимо помнить, что в целом вся геобиосфера и каждый из ее элементов развиваются по собственным закономерностям, поэтому они могут быть модифицированы в крайне узких пределах.
Особое значение в настоящее приобретает принцип организации, в основе которого лежит три основных положения, решение которых составляет основу создания нового типа хозяйствования в природе:
- логическая схема;
- цель и научная концепция;
- единый характер управления [2, c. 37].
Реализация этих положений в практике природопреобразования обеспечивает улучшение условий сохранения окружающей среды и высокую эффективность производства. Организация сельскохозяйственных ландшафтов в русле архитектурных требований, архитектурная организация промышленного ландшафта благоприятствует осуществлению управления и препятствует дезорганизации природной среды.
Не тронутая цивилизацией природа должна оставаться резервом, который в будущем может служить промышленным, эстетическим и научным целям.
Сельскохозяйственные районы различаются по характерным для них типам землепользования, природным условиям и степени освоения. Однако, несмотря на существенные различия, экологические проблемы в различных сельскохозяйственных районах имеют много общего, что определяется следующими факторами:
- малая лесистость и небольшие площади лугово-степных участков;
- значительная степень обнаженности и эродированность почвы;
- антропогенные нагрузки охватывают большие площади;
- преобладание определенных, связанных с удобрениями, видов загрязнения в почве, воде и грунтах.
Данные факторы определяют специфику экологического состояния сельскохозяйственных районов, однако основным аспектом агроэкологической оценки является анализ условий развития сельскохозяйственных растений, а точнее таких показателей как их урожайность, фенология, рост, отношение к удобрениям, сезонным изменениям условий влаги и тепла, болезням, изменениям температуры и влажности.
Определение степени устойчивости экосистем к антропогенным нагрузкам имеет в региональной оценке районов сельского хозяйства особое, но не решающее значение, т.к. отдельным районам могут быть характерны большие дозы вносимых удобрений вследствие более интенсивных типов землепользования. Поэтому объективная оценка экологического состояния возможна только при равном учете природных и экономических факторов.
Изменения природной среды сельскохозяйственных районов обусловлены следующими факторами:
1) на площадях сельскохозяйственных угодий нарушается твердый, жидкий и растворенный сток, вследствие изменения потоков веществ;
2) увеличивается смыв почвы, твердый сток рек вследствие сведения лесов;
3) происходит заиление русел, водохранилищ, пойменных массивов.
4) сильное загрязнение (в том числе токсическое) поверхностных вод в результате активной миграции элементов по склонам и их быстрого поступления в водоемы с одновременным сокращением стока.
Сельскохозяйственные районы, прилегающие к крупным населенным пунктам, подвержены промышленному загрязнению, в том числе загрязнению серой, которая легко разносится воздушными потоками в виде сернистых соединений.
Основные изменения почв в сельскохозяйственных районах опосредованы внесением удобрений и механическим воздействием на почву. Так, механическое воздействие через вспашку вызывает следующие процессы:
- изменение профиля почвы;
- разрушение структуры почвы;
- обеднение верхних горизонтов;
- усиление водной дефляции и эрозии;
- уплотнение почвы, которое идет наряду с ее рыхлением [4, c. 219].
Внесение органических и минеральных удобрений компенсируют вынос из почвы азота, фосфора и калия, но при нерациональном использовании может оказаться избыточными, в результате чего происходит заражение подземных и поверхностных вод.
Рассмотрим подробнее те виды изменений и нарушений, которые происходят при нерациональном ведении сельскохозяйственных работ.
1.2 Засоление почв
Засоленные почвы – это почвы, которые содержат в своем составе легкорастворимые соли, во вредном для растений количестве. При сильном засолении почв выживают отдельные растения.
Засоление почв, в зависимости от источников его образования (причин его формирования) может быть следующих видов:
1)Природное засоление – засоление, вызванное естественными факторами. Природное засоление происходит:
- в процессе формирования почв на засоленных бывших морских породах (прикаспийские почвы);
- при подтоплении почв (накопление солей при испарении воды);
- при неглубоком залегании минерализованных грунтовых вод.
2) Антропогенное засоление – засоление, вызванное действием людей, нерациональной хозяйственной деятельностью.
Выделяют также вторичное засоление, которое происходит при подъеме уровня грунтовых вод, заболачивании и, как следствии, вторичном засолении в следующих случаях:
- в засушливых районах при неумелом орошении почв;
- при перерасходе воды на полив;
- при создании водохранилищ.
Прямым следствием вторичного засоления почв является их загрязнение пестицидами, тяжелыми металлами, нитратами, попадающими в почву из оросительных систем и грунтовых вод [7, c. 132].
Эрозия почв представляет собой процесс разрушения и снос верхнего наиболее плодородного слоя почвы потоками воды или ветром. Таким образом, в зависимости от причин эрозии почвы различают:
- водную эрозию - возникает и развивается на склонах под действием временных потоков воды (осадков, талых вод), неуспевающих впитываться почвой;
- ветровую эрозию.
Различают следующие подвиды водной эрозии почвы:
1) Нормальная геологическая эрозия – эрозия почв, происходящая при медленном, небольшом смыве осадками частичек покрытой естественной растительностью почвы при условии впитывания почвой значительной части осадков и восстановлении небольшой потери почвы в процессе биологического круговорота веществ.
2) Антропогенная ускоренная эрозия - эрозия почв, связанная с удалением естественной растительности, чрезмерным выпасом скота, распашкой степей особенно тяжелой почвообрабатывающей техникой, которая разрушает структуру почвы [8].
В зависимости от участков почв, подверженных эрозией почвы различают:
1) Поверхностная эрозия – эрозия почвы, при которой смывается верхний слой почвы осадками, гумусовый слой сокращается, в результате чего истощается почва.
2) Овражная эрозия - эрозия почвы, которая развивается при условии, что рельеф местности способствует скоплению поверхностно стекающей воды, и происходит посредством размыва почв по глубине и образовании размывов, промоин, оврагов и, как следствия, полного уничтожения почв.
В весеннее время года эрозия развивается наиболее интенсивно - талые воды смывают верхний оттаявший слой почвы, а в нижний слой, мерзлый и не оттаявший, - не просачиваются.
Вероятность возникновения эрозии также высока при ливневых дождях, когда растительность еще слабо развита и почва не закреплена корневой системой.
Водная эрозия наносит огромный экологический ущерб, т.к. ценные сельскохозяйственные почвы истощаются и уничтожаются, снижается урожайность их, кроме того, заиливаются реки и водохранилища.
Смыв гумусового слоя существенно снижает урожайность почв. Так, при смыве почвенного слоя толщиной до 5 см, ожидается снижение урожайности примерно на 20%; при смыве до 5-10 см – приблизительно на 50%; при смыве более10 см – до 80%.
Различают следующие подвиды ветровой эрозии:
1) Пыльные бури - возникают при очень сильных ветрах (скорость ветра может достигать 20-40 м/с) и способны за несколько часов выдувать с 1 га пашни до 500 т почвы или снести весь плодородный слой почвы, чем наносят огромный ущерб почвам.
2) Повседневная местная ветровая эрозия – ветровая эрозия, проявляющаяся в виде поземок и столбов пыли без бурь, т.е. при небольших скоростях ветра, и медленно и последовательно разрушающая почву [9, c. 104].
Ветровая эрозия приводит к увеличению содержания в составе почвы песчаных фракций и уменьшению содержания пылеватых, при этом урожайность почв при ветровой эрозии, как и при водной, снижается.
1.3 Загрязнение и опустынивание почвы
В почвах аккумулируются все загрязнители, которые поступают от различных источников. В зависимости от видов источников различают следующие виды загрязнений:
1) Промышленное загрязнение – загрязнение почвы продуктами выбросов в атмосферу промышленными предприятиями, которые впоследствии или вымываются осадками, или осаждаются на почву.
Основными источниками загрязнителей являются: ТЭС, автотранспорт, металлургическая, коксохимическая, строительная, пищевая, машиностроительная и другие виды промышленности.
Интенсивное загрязнение почв происходит за счет отходов производств. При добыче, транспортировке и использовании нефтепродуктов происходит загрязнение нефтепродуктами, в результате чего значительные территории становятся непригодными для сельскохозяйственного использования.
2) Сельскохозяйственное загрязнение – загрязнение почвы, которое может происходить за счет следующих факторов:
- при удобрении почв;
- за счет отходов животноводческого комплекса;
- при использовании пестицидов [13, c. 112].
Удобрения, внесенные в сверхнормативных дозах, могут достичь опасных концентраций в почвах и продуктах питания и попасть в подземные или поверхностные воды. Во избежании этого требуется точный расчет доз удобрений. Отходы животноводческих комплексов, содержащие большое количество нитратов, являются опасными.
Пестициды (ядохимикаты) в сельском хозяйстве используются для борьбы с вредителями. Применение пестицидов снижает потери урожая, сокращает затраты труда, помогает сохранить сельскохозяйственную продукцию. Существует много типов пестицидов, наиболее распространенными являются следующие типы пестицидов:
- инсектициды – пестицидов, используемые для борьбы с насекомыми;
- гербициды – пестицидов, используемые для борьбы с сорняками;
- бактерициды – пестицидов, используемые для борьбы с бактериальными болезнями;
- фунгициды – пестицидов, используемые для борьбы с грибными болезнями.
Вместе с тем использование пестицидов вызвало массу экологических проблем. Можно выделить ряд следующих проблем, возникающих в результате применения пестицидов:
- пестициды имеют широкий спектр действия, подавляющая же часть их попадает в воду, воздух и вызывает глубокие изменения в экосистемах, действуя на все живые организмы;
- пестициды биоаккумулируются в пищевой цепи, легко переносятся ветром, водой, живыми организмами;
- пестициды подавляют иммунную систему, оказывают канцерогенное и мутагенное действие;
- длительные применение пестицидов привело к появлению новых устойчивых видов вредителей.
3) Радиоактивное загрязние.
Опустынивание является одним из глобальных проявлений деградации почв. Процесс опустынивания заключается в необратимом изменении почвы, растительности и снижении биологической продуктивности в результате длительного процесса, при котором неблагоприятные явления природы и деятельность человека, усиливая друг друга, приводят к изменению природной среды. Опустыниванию способствуют следующие факторы:
- эрозия почв;
- снижение уровня грунтовых вод;
- интенсивная распашка степей;
- вырубка лесов;
- чрезмерный выпас скота;
- загрязнение почв.
Почвенный покров необратимо нарушается также при отчуждении земель для несельскохозяйственного использования (строительства, прокладки трубопроводов, ЛЭП, дорог, добыче полезных ископаемых, складировании отходов). Рассмотренный материал позволяет сделать вывод о том, что нерациональное ведение сельскохозяйственной деятельности является не только губительным для окружающей среды, но и весьма невыгодным для самого человека. В результате негативных процессов изменения природной среды не только снижается эффективность деятельности самого человека, но и происходит угнетение всех живых организмов, существующих в этой среде, в том числе и человека. Основной причиной пагубного воздействия сельскохозяйственной деятельности и освоения ландшафтов человеком является отсутствие в ней научного подхода и планового характера действий.
Глава 2. Предотвращение негативного сельскохозяйственного воздействия на ландшафты
2.1 Восстановление здоровья почв
Кризис современного интенсивного сельского хозяйства становится все более угрожающим. Более 1/3 водопроводных станций не в состоянии очистить воду от остатков пестицидов. Можно было бы извлечь нитраты, но тогда в атмосферу попадут соединения азота и возвратятся в круговорот вредных веществ, в котором играют опасную роль возникающие из соединений азота новые ядовитые вещества.
Несбалансированное питание растений вызывает появление все новых вредителей, таких, как ржавчинные грибы, улитки, тля, и трудноискореняемых сорняков. Но 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. И, наконец, 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.
Перспективную возможность восстановления почв предоставляет экологическое земледелие. Оно объединяет старые, испытанные принципы с новейшими научными знаниями для включения сельскохозяйственного предприятия в качестве составной части экосистемы, чтобы природа смогла помогать фермеру, а не защищалась бы от его ошибок [15, c. 36].
Первое необходимое условие - восстановление и дальнейшее повышение естественного плодородия почвы. Плодородие почвы формируется в результате взаимодействия в почвенной толще корней растений и микроорганизмов. Это взаимодействие и совместный обмен веществ приводит к образованию в почвенной толще бесчисленного количества мелких пор и мельчайших комков. Все пустоты заполняются иловатыми частицами, за счет которых микроорганизмы и корни покрывают свою потребность в воде, а комочки защищены от растворяющего действия воды. Экологическое земледелие позволяет надолго обеспечить такие же и даже более высокие урожаи, чем у хозяйств, применяющих химико-синтетические вещества.
Предпосылкой для этого служит предотвращение уплотнения почв - следствие любого, особенно современного земледелия - а также восстановление зернисто-мелкокомковатой структуры почв. Это предполагает сохранение верхнего пахотного слоя путем стимулирования преобразований органических остатков и навоза и обогащение его каменной мукой, способствующей развитию микроорганизмов.
Так как речь идет о перестройке биологических процессов, то для развития нового направления сельскохозяйственного производства требуется определенное время. Это время может быть сокращено путем хорошо спланированной и правильно проведенной перестройки хозяйства.
2.2 Зеленые удобрения и энергообеспечение почвы
Одним из «дефектов» сельскохозяйственного цикла является почвоутомление, и оно должно быть непременно устранено. Причиной такого разрушения почвенной структуры, которое вследствие уменьшения естественного многообразия растений и корней в почве и сокращения корневой массы в конечном итоге приводит к угасанию биологической активности почвы, следует искать в недостатке энергии в почве.
Зеленые удобрения могут быть включены в сезонную последовательность культурных растений таким образом, что почва всегда будет в той или иной форме покрыта зеленой массой. У промежуточных культур необходимо возделывать виды с очень слабой чувствительностью к заморозкам, чтобы во время холодного сезона и с началом весеннего тепла использовать по возможности каждый час еще относительно слабого светового облучения для образования веществ, богатых энергией. В зависимости от колебаний микроклимата высокая устойчивость к засухе или способность зеленых листьев к выживанию в период, когда общие факторы роста неблагоприятны, могут усилить перенос энергии в почву.
В биологическом земледелии не бывает непокрытой почвы; всегда имеется защита в виде густо заросшего междурядья или разлагающегося покрова отмерших частей растений. Зеленое удобрение должно и может способствовать тому, чтобы здоровые растения нормально развивались и оставались здоровыми и в дальнейшем. Помимо названных свойств, запахивание зеленых удобрений является одной из наиболее элегантных форм борьбы с сорняками, которые подчиняются системе регулирования биотопа "сидерация". Необходимое для запахивания зеленого удобрения рыхление почвы и следующее вслед за ним прорастание корней ослабляет силу роста густорастущих травянистых растений, таких, как щавель, бодяк и порей. Сидерация влияет и на самосев, подавляя его. Наконец, зеленые удобрения своим корнеобразованием способствуют еще и тому, что почвенные организмы вновь получают возможность проявить свои деминерализующие свойства. Таким образом, почва возвращает нам полностью свое плодородие [17, c. 94].
2.3 Биогенная ликвидация уплотнения почв
Слой почвы считается уплотненным, если он характеризуется уменьшенным объемом пор по сравнению с ниже- или вышележащими пластами. В почвах, используемых для земледелия, подобные уплотнения обычно возникают в результате обработки. Если эти уплотнения лежат на границе регулярно обрабатываемого глубокого горизонта, то они характеризуются "плужной подошвой", потому что возникновение уплотнения приписывают статическому и динамическому давлению, особенно в том случае, когда работа производилась затупившимися культиваторными лапами. Однако в значительно большей степени образованию "плужной подошвы" способствует давление в борозде, усиленное буксованием и вибрация ведущих колес. При этом частицы почвы тем легче собираются в более плотные агрегаты, чем дальше консистенция почвы отступает от комковатой в сторону мягкопластичной. Почвы со значительной долей мелкопесчаных или пылеватых частиц могут уплотняться сильней, чем почвы с высоким содержанием глины или крупнозернистого песка. Высокое содержание гумуса и известняка стабилизирует структуру почв и тем самым противодействует уплотнению. Уменьшение объема пор уплотненных слоев почвы воздействует на все без исключения транспортные процессы в почве: нарушается газовый обмен, движение воды и питательных веществ [20, c. 45].
Таким образом, значительное механическое сопротивление уплотненных слоев почвы и плохое снабжение кислородом непосредственно отражается на росте корней. Возможно также значительное поражение микроорганизмами, повреждающими корни. В целом при таких условиях плодородие почв, а также гарантия их урожайности более или менее ограничиваются. Модификация транспортных процессов в почве вследствие образования плужной подошвы оказывает отрицательное воздействие и на выполнение полевых работ (медленное высыхание зяби или слишком высокая влажность почвы при уборке).
Цель улучшения подобного состояния почвы всегда заключается в увеличении объема пор, прежде всего, части крупных пор (ходов дождевых червей) в области плужной подошвы.
Глава 3. Анализ воздействия сельскохозяйственной деятельности на ландшафты Алтайского края
3.1 Общая характеристика Алтайского края
Алтайский край находится в азиатской части России, на юго-востоке Западно-Сибирского экономического района. Основные особенности географического положения Алтайского края следующие:
удаленность на тысячи километров от морей и океанов,