Антропогенное воздействие на окружающую среду. 7

Введение 

Земля – это важнейшая часть окружающей нас природной среды, которая характеризуется пространством, рельефом, почвенным покровом, растительностью, водами и является главным средством производства сельского и лесного хозяйства, а также выступает пространственным базисом для размещения всех отраслей народного хозяйства.

Под земельными ресурсами понимаются земли, систематически используемые или пригодные к  использованию для конкретных хозяйственных  целей и отличающиеся по природным  историческим признакам. Земельные  ресурсы могут рассматриваться  как: ресурсы пахотных земель, ресурсы  всех сельскохозяйственных угодий. Земельные  ресурсы – территориальные ресурсы.

Рассматривая  землю, как природный ресурс, обычно подразумевают ее верхний слой, т. е. почву. Почва – одна из составных частей окружающей человека среды. Она является важнейшим условием существования и воспроизводства сменяющих друг друга человеческих поколений, главное средство производства в сельском хозяйстве. В современных условиях она испытывает все возрастающее воздействие человека. Следствием неразумного использования почвы являются усиление эрозионных процессов и высокий уровень загрязнения. В результате эрозии ежегодно теряется 200 т/га почвенного материала. Только за счет атмосферных выбросов в почву поступает 350 кг/га вредных веществ в год. Загрязнение почвы оказывает влияние на растительность, поверхностные и грунтовые воды. В современных условиях возрастает актуальность оптимального землепользования в целях сохранения почвенного плодородия, предотвращения загрязнения почвы.

Анализ состояния  земельных ресурсов позволил выявить  целый ряд негативных процессов  и явлений, происходящих на земле. Это  водная и ветровая эрозия, опустынивание  и подтопление земель, загрязнение  почв остаточными количествами пестицидов, тяжелыми металлами, уменьшение в почве  запасов гумуса и так далее. Прогрессирующее  развитие этих процессов приводит к  нарушению нормальных, биологических  циклов, разрушению почв, снижению их плодородия, загрязнению сельскохозяйственной продукции токсическими веществами, вредными для здоровья людей. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Значение и современное  состояние земельных  ресурсов 

1.1 Роль земельных  ресурсов

Земля – необходимое условие существования человеческого общества. Однако роль земельных ресурсов в сферах производственной деятельности человека может значительно отличаться.

Земельные ресурсы  планеты позволяют обеспечить продуктами питания больше населения, чем имеется  в настоящее время и уйдет  в ближайшем будущем. Вместе с  тем в связи с ростом населения, особенно в развивающихся странах, количество пашни на душу населения  сокращается. 10–15 лет назад душевая  обеспеченность пашней населения Земли  составляла 0,45–0,5 га, в настоящее  время она составляет уже 0,35–0,37 га.

Земля представляет не только вещественный фактор производства, но и является объектом социальных отношений, среди которых важнейшие  – отношения собственности на землю, определяющие характер владения и использования. В соответствии с новой редакцией закона «О плате  на землю» землевладение и землепользование в России являются платными. Плата  взимается в форме земельного налога, арендной платы. Внедрение платности  землепользования в переходный период к рыночной экономике – важный момент в рациональном использовании  земельных ресурсов. В соответствии с принятым в 2001 г. Земельным кодексом РФ изменен Государственный земельный кадастр, данные которого используются при планировании использования земель, землеустройстве, предоставлении в пользование или изъятии земель, определении платежей за землю.

Почвенный покров является важнейшим природным образованием. Его роль в жизни общества определяется тем, что почва представляет собой  основной источник продовольствия, обеспечивающий 95–97% продовольственных ресурсов для  населения планеты.

Почва состоит  из твердой (минеральной и органической), жидкой и газообразных фаз.

Твердая часть  почвы состоит из минеральных  и органических веществ. По дисперсности минеральные вещества делятся на две группы: с диаметром более 0,001 мм (обломки породи минералов, минеральные новообразования) и менее 0,001 мм (частицы выветривания глинистых минералов, органических соединений). Полидисперсность частиц твердой частицы почвы обусловливает её рыхлость. Часть объема почвы, заполненного воздухом или водой, называют пористостью почвы, которая составляет 40–60%, иногда до 90% (торф), бывает до 27% (суглинки).

В состав минеральной  части почвы входят Si, Al, Fe, К, Na, Mg, Ca, P, S и другие химические элементы, которые, в основном, находятся в  окисленном состоянии (SiO₂, A₁₂O₃, Fe₂O₃, K₂O, Na₂O, MgO, CaO), а также в виде солей: угольной, серной, фосфорной, хлористо-водородной.

В состав твердой  части почвы входят и органические вещества (преимущественно в гумусе), где содержатся углерод, водород, кислород, азот, фосфор, сера и др. элементы. Многие элементы растворены в почвенной  влаге, заполняющей часть пор, а  в остальной части пор находится  воздух, который в верхних слоях (15–30 м) состоит из N2 (78–60%), О₂ (11–21%), СО₂ (0,3–8,0%).

Образование почв зависит от многих факторов:

Субстрат, на котором образуются почвы. От характера материнских пород зависят физические свойства почвы (пористость, водоудерживающая способность, рыхлость и т.д.). Они определяют водный и тепловой режим, интенсивность перемешивания веществ, минералогический и химический составы, первоначальное содержание элементов питания для растений и микроорганизмов, тип почвы.

Растительность – зеленые растения (основные создатели первичных органических веществ). Поглощая из атмосферы углекислоту, из почвы воду и минеральные вещества, используя энергию света, они создают органические соединения, пригодные для питания животных.

С помощью животных, бактерий, физических и химических воздействий органическое вещество разлагается, превращаясь в почвенный  гумус. Зольные вещества наполняют минеральную часть почвы. Неразложившийся растительный материал создает благоприятные условия для действия почвенной фауны и микроорганизмов (устойчивый газообмен, тепловой режим, влажность).

Животные  организмы, выполняющие функцию преобразования органического вещества в почву. Сапрофаги (земляные черви и др.), питающиеся мертвыми органическими веществами, влияют на содержание гумуса, мощность этого горизонта и структуру почвы. Из наземного животного мира на почвообразование наиболее интенсивно влияют все виды грызунов и травоядные животные.

Микроорганизмы (бактерии, одноклеточные водоросли, вирусы) разлагающие сложные органические и минеральные вещества на более простые, которые в дальнейшем могут использоваться самими микроорганизмами и высшими растениями.

Бактерии, поглощающие  молекулярный азот воздуха, называют азотофиксирующими. Благодаря их деятельности, атмосферный азот могут использовать (в виде нитратов) другие живые организмы. Почвенные микроорганизмы принимают участие в разрушении токсических продуктов обмена высших растений, животных и самих микроорганизмов в синтезе витаминов, необходимых для растений и почвенных животных.

Климат, влияющий на тепловой и водный режимы почвы, а значит на биологический и физико-химические почвенные процессы.

Рельеф, перераспределяющий на земной поверхности тепло и влагу.

Продолжительность процесса почвообразования для различных  материков и широт составляет от нескольких сотен до нескольких тысяч лет. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Земельные ресурсы  и проблемы, связанные  с ними 

2.1 Процессы, оказывающие  влияние на качественные  характеристики земельных  ресурсов

Состояние земли  характеризуется температурой, влажностью, физической структурой и химическим составом. Деятельность человека и  функционирование растительного и  животного мира могут улучшать и  ухудшать показатели состояния земли.

Процессы, оказывающие  снижающее влияние на качественные характеристики земель, делят:

- на природные или стихийные (землетрясения, наводнения, подтопления, бури, ураганы, смерчи, обвалы, оползни, сели, карст и суффозия);

- техногенные или антропогенные, связанные с человеческой деятельностью (захламление, загрязнение, уничтожение плодородного слоя).

Природные и  антропогенные процессы между собой тесно связаны: человек, вмешиваясь в естественные процессы природы и изменяя ее, вызывает природные изменения и катаклизмы. По этой причине выделяют еще одну группу – природно-антропогенные.

Природные процессы. Одно из опаснейших явлений природного характера – землетрясения. С интенсивностью более семи баллов им подвержено около 20% территории России. К чрезвычайно опасным – восьми-девяти бальным зонам – отнесены свыше 5% территории: Северный Кавказ, Прибайкалье, Якутия, Сахалин, Камчатка и Курильские острова. (рис 1)

Наводнения занимают первое место среди стихийных  бедствий по повторяемости, затапливаемой  площади и величине причиняемого ущерба. (рис 2)

Подтоплениям  в России подвержено около девяти миллионов гектаров земель, в том  числе пять миллионов – сельскохозяйственных угодий. По причинам, вызывающим подтопления, выделяют два их типа:

– естественное, формирующееся паводками, разливами рек, сезонными и многолетними естественными колебаниями уровня грунтовых вод;

– техногенное, возникающее в результате деятельности человека и проявляющееся обычно в зонах оросительных каналов, искусственных водоемов.

Антропогенное воздействие, т.е. характер воздействия человеческой деятельности на природную среду, может быть прямым и косвенным, как положительным, так и отрицательным.

Что касается прямых воздействий, то по мнениям ряда ученых, отраженным в их работах, – это: применение тяжелой сельскохозяйственной техники, внесение удобрений, применение пестицидов; а косвенных – водные мелиорации, освоение новых земель, животноводческие комплексы. Все эти виды деятельности оказывают отрицательное влияние  на качество земельных ресурсов как  главного средства сельскохозяйственного  производства.

Важно отметить, что на первый план должны выступать  косвенные воздействия, не только по той причине, что многие из них  значительны и важны, а также  и потому, что они хуже контролируются и чреваты непредвиденными эффектами.

Вся совокупность антропогенного воздействия на землю  может быть подразделена на две группы:

– воздействие на факторы, функцией которых является земля, без разрушения почвенной субстанции (пространственно);

– воздействие на собственно почвенную субстанцию, почву как базис земли.

Поэтому непрерывный  контроль за использованием земли и почвенного покрова является обязательным условием для получения прогнозируемой продукции сельского хозяйства.

Современное сельское хозяйство немыслимо без механизации. В настоящее время человек использует технику для обработки больших площадей земли и это очень удобно для него. Однако при использовании современной техники на полях происходит уплотнение почвы на всю глубину почвенного профиля, что в итоге приводит к снижению урожайности и качества продукции.

Проводимая нарастающими темпами химизация сельского  хозяйства также занимает далеко не последнее место в ряду антропогенных  факторов, воздействующих на почвы  и на природную среду в целом. В результате интенсивного использования  удобрений, в природной среде  рассеивается ряд химически активных элементов, что приводит к нежелательным  химическим реакциям, увеличению масштабов  образования вредных веществ, их смыву и попаданию в водоемы (Таблица 1).

Дополнительные  внесения удобрений и пестицидов нередко способствуют загрязнению  почв и водных акваторий тяжелыми металлами и токсичными веществами, которые аккумулируются и в качестве растительной и животной пищи попадают в организм человека, вызывая тяжелое отравление.

Рост урожайности  при одновременном резком снижении необходимых затрат ручного труда  обусловлен применением пестицидов. Подсчитано, что один рабочий, занятый  в производстве гербицидов, заменяет 100 чел. на ручной прополке сельскохозяйственных культур. К несчастью, несмотря на все выгоды, получаемые при использовании пестицидов, постепенно стали проявляться сопутствующие неблагоприятные факторы, некоторые из них сейчас представляют большую опасность, что можно было предположить. Это обусловлено необычайной токсичностью таких веществ, и наиболее значимые отрицательные факторы связаны с опасными экологическими последствиями применения пестицидов. Многие из этих веществ могут сохраняться в земле месяцами и в течение многих лет. Часть пестицидов, не достигших растений, подхватываются ветром и осаждается в других районах суши или океана, в местах, иногда очень удаленных от зон применения вещества. После применения пестицидов в сельском хозяйстве значительная их часть вымывается из почвы и попадает в водоемы, накапливается в отдельных органах животных, вызывая их гибель. Также, кроме этого, пестициды подавляют биологическую активность почвы, ухудшается качество растениеводческой и животноводческой продукции, что ведет к резкому увеличению заболеваемости. Следует отметить, что химические средства защиты растений (пестициды), играющие важную роль в борьбе с вредителями, болезнями и сорняками сельскохозяйственных культур, применяются уже более столетия.

Несмотря на появление сопутствующих неблагоприятных  факторов, в настоящее время происходит бездумное увеличение мирового производства пестицидов (Таблица 2).

Одним из самых  радикальных способов преобразования водного баланса отдельных ландшафтов следует считать водные мелиорации (рис 3).

Учет последствий  водных мелиораций (орошение, осушение) является обязательным элементом рационального  землепользования. Непредвиденные последствия  могут возникнуть вследствие нарушения  научно обоснованных методов и норм орошения, через такие воздействия, как засоление, заболачивание, разрушение структуры почв, эрозия. Не менее  значительное влияние на ландшафты  оказывает другой вид мелиорации – осушение. Строительство осушительных систем на болотах и заболоченных землях вносит коренные изменения в  сложившийся природный гидрологический  режим и экологические условия  не только самих болот, но и прилегающих  к ним территорий. Побочные последствия  осушения – опасность возникновения  ветровой эрозии, перемещение песков и т.п. (рис 4).

Следует особо  отметить, что в зонах с неустойчивым и недостаточным увлажнением  водный баланс может изменяться без  проведения водных мелиорации в результате непреднамеренного преобразования стока в процессе сельскохозяйственного  освоения территории. Существует практика стремления к распашке всех имеющихся  участков, прилегающих к пашне. Чрезмерное укрупнение контуров пашни приводит к отрицательным экологическим последствиям: ухудшению лесозащищенности территории, уничтожению мест обитания диких животных, понижению уровня грунтовых вод, изменению микроклимата на всей территории, увеличению опасности загрязнения вод и воздуха, возникновению и усилению процессов водной и ветровой эрозии.

В зависимости  от интенсивности проявления эрозия наносит различный ущерб. В целом  его можно свести к двум видам: ущерб от смыва и размыва почвы  и ущерб от аккумуляции продуктов  эрозии. Первый выражается в снижении плодородия почв и урожайности сельскохозяйственных культур. Второй вид ущерба связан с  загрязнением водных ресурсов при поступлении  питательных веществ в пруды, озера и речную сеть.

Развитие сельскохозяйственного  производства сопровождается созданием  все большего числа крупных животноводческих комплексов. Такие комплексы требуют  решения ряда сложных задач по предотвращению загрязнения природной  среды. Так вследствие недостатков  применяемых технологий утилизации навоза, значительное количество сточных  вод крупных ферм содержат азот, фосфор, которые, накапливаясь, могут  оказывать воздействие на экологическое  состояние окружающей среды (эвтрофикация водоемов, загрязнение почвы, воздуха и пр.).

Еще одна проблема животноводческих комплексов заключается  в перевыпасе скота, который приводит к переуплотнению почв и служит причиной эрозии.

Следует особо  отметить что, основная тенденция развития современной цивилизации представляет собой урбанизацию. Помимо того, что  города являются главными потребителями  природных ресурсов, они становятся и основными очагами загрязнения  природной среды. Источники антропогенных  воздействий урбанизации делятся  на: промышленные (выбросы в атмосферу, в водоемы и почву); транспортные (выхлопные газы, потери горюче-смазочных  материалов, пыль); бытовые (сточные  воды, твердые остатки в населенных пунктах и местах массового отдыха). Все эти источники оказывают  непосредственное влияние на загрязненность почв тяжелыми металлами и токсичными веществами, радиоактивными элементами. В дальнейшем это ведет к загрязнению  сельскохозяйственной продукции, резкому  ухудшению состояния экологических  систем, сокращению и исчезновению популяций отдельных видов растений и животных.

Антропогенное воздействие на земельные ресурсы  интенсивно возрастает, усиливается  опасность дальнейшего развития эрозионных процессов, подтопления, опустынивания  земель, переуплотнения почв. На Юге европейской части России уже характерно опустынивание для Прикаспийского региона, включающего Астраханскую область, Республику Калмыкию, равнинный Дагестан, юг Волгоградской области, приграничные с Калмыкией районы Ростовской области и Ставропольского края.  

2.2 Факторы деградации  почв

Уменьшение площади лесов, вторичное засоление почв, их опустынивание, нерациональное ведение сельскохозяйственных работ, использование пестицидов, разработка полезных ископаемых, загрязнение токсикантами, наличие водохранилищ, подтопление почв, все это является основными факторами деградации почв.

Вместе с тем  интенсивный, а в некоторых случаях  и хищнический характер ведения  сельского хозяйства привел к  обострению экологических проблем, прежде всего под влиянием водной и ветровой эрозии. На долю первой приходится до 80% всех эродированных почв, второй – 20%. Одна из основных причин увеличения водной и ветровой эрозии – вырубка  лесов. В стремлении ввести в оборот дополнительные земли уничтожено свыше  половины всех лесов в мире. Их общая  ежегодная вырубка достигает  11,6 млн. га. Это, в свою очередь, приводит к резкому повышению скорости смывания почвенного слоя.

Особенно разрушительна  эрозия почв на склоновых землях. Смывание ее увеличивается пропорционально  уклону и его длине.

В России примерно 2/3 пашни подвергается ветровой и  водной эрозии на уровне потери плодородия (рис 4).

В целом водно-ветровая эрозия привела к полной или частичной  потере плодородия на более чем половине всей пашни мира. Ежегодно по этой причине  из сельскохозяйственного использования  выбывает 50–70 тыкнем», что составляет более 3% ее площади. На снесенных почвах эффективность сельскохозяйственного производства снижается на 30–60%. Нередко возделывание на них пищевых и кормовых культур без проведения мероприятий по восстановлению плодородия становится убыточным.

Губительное воздействие  на качество земель оказывает их вторичное  засоление. Оно заключается в  накоплении в верхних слоях почвы  легкорастворимых солей (соды, хлоридов, сульфатов и т.п.). Основная причина  вторичного засоления – неумеренный, бессистемный полив земель при отсутствии дренажа, нарушение водного баланса  фильтрационными водами оросительных систем. Общая площадь засоления  составляет в России 16,3 млн. га сельскохозяйственных угодий, в том числе пашни – 4,5 млн. га. На площади 22,9 млн. га сельскохозяйственные угодья представлены солонцовыми комплексами, включая 9,9 млн. га пашни. Вместе с тем  даже слабое засоление почв резко  снижает урожайность сельскохозяйственных структур, например хлопчатника и  пшеницы – на 50–60, кукурузы –  на 40–50%.

Значительная  доля деградационных процессов в почвах связана с их опустыниванием. Оно приводит в потере экосистемой сплошного растительного покрова и невозможности его восстановления без участия человека. Этот процесс протекает главным образом в аридных районах под влиянием таких факторов, как сведение лесов, неумеренная эксплуатация пастбищ, нерациональное использование водных ресурсов при орошении и др. В целом опустыниванию подвергаются земли 17 субъектов РФ.

Сокращение площадей продуктивных кормовых угодий наблюдается  также вследствие зарастания их кустарником  и мелколесьем. Соответствующие  площади достигают 10 млн. га, три  четверти из них – пастбища. Более 2 млн. га приходится на долю закочкаренных сенокосов и пастбищ.

Значительный  вклад в деградацию почв вносит нерациональное ведение сельскохозяйственных работ. Оно обусловливается применением  крупной тяжелой техники, ее использованием на повышенных скоростях, увеличением  размера обрабатываемых полей, количества пестицидов – химических средств  защиты растений. (Таблица 3). В целом  по России загрязненная пестицидами  почва при их весеннем обследовании обнаружена на 5,8% площадей. Загрязнение  особенно заметно проявляется в  Московской и Иркутской областях.

Из промышленных факторов деградации почв весьма существенным является разработка полезных ископаемых.

Наибольший ущерб  наносит их открытая добыча. Она  связана с отчуждением значительных земельных площадей, которые в  результате проведения горных работ  становятся непригодными для использования  в народном хозяйстве. Карьеры, котлованы, отвалы пустой породы (терриконы) в  районах открытой добычи угля и руд  представляют собой ландшафт, практически  лишенный жизни. Естественное возрождение  в таких местах идет замедленными темпами, надолго задерживаясь на стадии рудеральной растительности (крапива, лопух, белена и др.). Газовые выбросы  из угольных и рудных пород часто  ядовиты для растений и препятствуют формированию сколько-нибудь сложных  растительных ассоциаций. В районах  добычи полезных ископаемых открытым способом у населения фиксируется  увеличение заболеваний раком легких, гипертонией, ишемией сердца, дыхательных  путей и др.

В общей площади  земель, нарушенных при открытой разработке, строительстве и геологоразведке, более 50% занимают сельскохозяйственные угодья.

Эрозия и, в  более широком смысле, разрушение поверхности наблюдаются также  при подземных горных работах. Большую  опасность представляют провалы  и прогибы земной поверхности  в местах подземной добычи полезных ископаемых.

Возрастающую  угрозу представляет промышленное загрязнение  почв. Наибольший вклад в загрязнения  вносят предприятия черной и цветной  металлургии, химические и нефтехимические. Значительным фактором деградации почв являются предприятия нефтехимической  и нефтеперерабатывающей отраслей. Особенно опасно загрязнение почв радионуклидами, достигающее на Европейской территории России 6 млн. га, на Южном и Среднем  Урале – 2 млн. га. Определенный вклад  в эрозию земель вносят гидротехнические сооружения, особенно крупные водохранилища (например, Братское, Красноярское водохранилища).

Преобладающими  причинами развития эрозии в прибрежной зоне, связанными с антропогенными нагрузками, являются добыча минерального сырья (песок, галька, коралловый металл для производства цемента и т.д.) и сокращение стока рек при  строительстве плотин и водохранилищ.

Все возрастающий ущерб наносят кислотные дожди–атмосферные осадки, имеющие рН менее 5,6. В плане развития эрозии кислотные дожди приводят к закислению почв. В начальной стадии этого процесса значительно, в среднем на 20–30%, падает урожайность некоторых сельскохозяйственных культур (хлопчатник, томаты, виноград, цитрусовые и т.д.).

Заметна деградация земель на территории базирования частей армии, авиации и флота, занимающих в нашей стране 13 млн. га.

Борьба с эрозией  почв, вызванной антропогенным воздействием, – одна из основных задач природопользования. Осуществляется она с помощью  ряда мер, среди которых главными являются почвозащитные мероприятия  на землях сельскохозяйственного пользования и рекультивация. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. Разработка мероприятий  по охране и  защите земельных  ресурсов 

3.1 Мероприятия по улучшению использования земельных ресурсов

В самом общем  виде система землеохранных мероприятий состоит из трех направлений: сохранение земли, т.е. недопущение ухудшения ее качественных показателей; восстановление качества земель (посредством рекультивации); улучшение состояния земель (посредством мелиорации).

В земельном  законодательстве регламентируются требования по предотвращению загрязнения и  разрушения земель. Собственники земель, землевладельцы, землепользователи  и арендаторы обязаны за счет собственных  средств осуществлять защиту земель. В качестве критериев оценки установлены  нормативы предельно-допустимых концентраций вредных веществ в почве. В  тех случаях, когда предприятия  проводят работы, связанные с нарушением земель, они обязаны обеспечить снятие, использование и сохранение плодородного слоя, а затем провести рекультивацию  нарушенных земель с восстановлением  плодородия почв. Деятельность предприятий, нарушивших установленный режим  землепользования, может быть приостановлена до устранения допущенных нарушений. Предприятия  обязаны возместить ущерб, причиненный  нерациональным использованием земель.

Основные мероприятия по улучшению использования и охраны земель:

♦ сохранение и  улучшение земель в самом сельскохозяйственном производстве (мелиорация земель, внесение удобрений, борьба с эрозией, создание полезащитных лесополос и т.д.);

♦ ограничение  изъятия земель из сельскохозяйственного  оборота под горнодобывающие  предприятия, строительство водохранилищ, расширение городов, строительство  дорог и т.д.;

♦ поиск и  использование свободных земель, пригодных для сельскохозяйственного  производства. 

3.2 Почвозащитные мероприятия на сельскохозяйственных землях.