Антропогенные факторы деградации почв и рекультивация нарушенных земель

Антропогенные факторы деградации почв

и рекультивация нарушенных земель

Земельный фонд России в 2002 г. был равен 1709,6 млн га, в том числе, слн

га: земли сельскохозяйственного  назначения – почти 400, т.е. около  ¼ его общей

площади; пашня ~125; пастбища – 61,75; сенокосы – 23,6; многолетние плодовые

насаждения – 2,0 (Карамышев).

Земельные ресурсы России сельскохозяйственного  назначения, в первую

очередь для земледелия, находятся  в весьма различных условиях. В  частности, тер-

ритории вечной мерзлоты занимают более 60% общей площади страны, однако

свыше половины мировых запасов  чернозема также принадлежит  России.

Земельный фонд неравномерно распределен  по регионам. Доля пашни в них

изменяется от 5 до 70-85%. При этом распашка более половины территории счита-

ется превышающей разумные пределы. Особенно данное обстоятельство проявля-

ется в Центральном Черноземье, наСеверномКавказе и в Поволжье.

В целом в настоящее время  антропогенное воздействие на процессы эрозии

почв по масштабам и последствиям сравнимо с геологическим, особенно в ареалах

интенсивного хозяйствования людей  и невысокого уровня противоэрозионных  ме-

роприятий. Факторыэтого деградационного  воздействия многообразны. 2

1. Факторы деградации почв

Основные факторы деградации почв, вызывающие ее эрозию, – сельскохо-

зяйственные и промышленные. К первым относятся уменьшение площади лесов,

вторичное засоление почв, их опустынивание, нерациональное ведение сельскохо-

зяйственных работ, использование  пестицидов. Вторые обусловлены разработкой

полезных ископаемых, загрязнением токсикантами, наличием водохранилищ, под-

топлением почв, размыванием морских  побережий, кислотными дождями и  т.д.

Рассмотрим перечисленные факторы.

Сельское хозяйство развитых стран  достигло весьма высокого уровня произ-

водительности и урожайности. Так, один фермер США или Западной Европы обес-

печивает продовольствием 60-80 человек; на 100 га земельных угодий занят один

работник. Современный уровень  сельскохозяйственной науки и практики способен

обеспечить пищей до 12 млрд людей (вдвое больше, чем население Земли в на-

стоящее время) при использовании  только долин двух великих индийских  рек (Ин-

да и Ганга).

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%. Если в период до неолитической  револю-

ции, т.е. до появления земледелия и  животноводства, объем почвы, смываемой в

реки и океаны, по оценкам, составлял 9 млрд т/год, то в 1968 г. он достиг 24 млрд т.

Эрозия, засоление почв и их подтопление  наносят ежегодный ущерб 6 млн  га сель-

скохозяйственных земель.

На снесенных почвах эффективность  сельскохозяйственного производства

снижается на 30-60%. Нередко возделывание на них пищевых и кормовых культур

без проведениямероприятий по восстановлению плодородия становится убыточным.

Губительное воздействие на качество земель оказывает их вторичное засо-

ление. 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. Эта экологиче-4

ская проблема коснулась прежде всего аридных районов. Из 270 млн  га орошаемых

в мире земель 40% подвержено вторичному засолению, в том числе в Пакистане  – 

75, Ираке и Иране – более  50%. В Нижнем Поволжье под угрозой  вторичного засо-

ления находится практически вся  орошаемая территория. Если до введения ороше-

ния грунтовые воды находились здесь  на глубине 5-7 м и имели минерализацию,

равную 0,4-4,5 г/л, то в результате его  осуществления произошел резкий подъем

уровня грунтовых вод (вплоть до 0,5-1,0 м), а степень их минерализации возросла

до 14 г/л. Общая площадь засоления  составляет в России 16,3 млн га сельскохозяй-

ственных угодий, в том числе  пашни – 4,5 млн га. На площади 22,9 млн  га сельско-

хозяйственные 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, ку-

курузы – на 40-50%.

Значительная доля деградационных процессов в почвах связана с их опус-

тыниванием. Оно приводит к потере экосистемой сплошного растительного  по-

крова 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 использова-

ние водных ресурсов при орошении и др.

Ежегодные потери вследствие опустынивания  только орошаемых земель

достигают 6 млн га, а в целом  от него пострадало 40 млн га сельскохозяйственных

угодий. Территории с наиболее высоким  опустыниванием составляют в Азии около

19%, в Африке – 23, в Австралии  – 45, в Южной Америке – 10% общей площади. 

Особенно значительны последствия  опустынивания для стран Африки. В частно-

сти, пустыня Сахара продвигается на юг со скоростью 6 км/год. Из 200 тыс. га бо-

гарных земель осталось лишь 50 тыс. га, пригодных для сельскохозяйственных ра-

бот. Под угрозой опустынивания  находится свыше 30% площади Мали.

Опустыниванию подвержен ряд территорий РФ, особенно в районах паст-

бищного животноводства. В Калмыкии оно охватывает 4,9 млн га, или свыше 83%

площади республики. Из них 1,8 млн га находится в стадии очень сильной  деграда-

ции. Ежегодный прирост пустынь  Калмыкии оценивается в 40-50 тыс. га. В Астра-

ханской области площадь нарушенных пастбищ составляет 1,3 млн га, из них 400 5

тыс. га приходится на подвижные пески. Половина пастбищ здесь занята сильно- и

среднеразмытыми землями. Опустыниванием охвачены земли Ростовской области

(до 50% территории Сальских степей), Алтайского края (треть Кулундинских сте-

пей). Аналогичное положение наблюдается  на пастбищах Бурятии и тундровой  зо-

ны. В последнем случае весьма резко  сказываются такие факторы опустынивания,

как перевыпас оленей, нарушение  почвы при широкомасштабном освоении место-

рождений полезных ископаемых, неконтролируемый бездорожный проезд авто-

транспорта и др. За 1965-1990 гг. площадь  оленьих пастбищ сократилась  на 20,2

млн га.

В целом опустыниванию подвергаются земли 17 субъектов РФ. Общая тер-

ритория этих земель достигает 50 млн  га, в том числе незакрепленных песков – 6,5,

сбитых пастбищ и сенокосов  – соответственно 12 и 2 млн га.

Большую опасность представляют провалы  и прогибы земной поверхности  в

местах подземной добычи полезных ископаемых. Так, в Люнебурге (Германия) за

вторую половину 20 в. в результате карстовых оседаний и провалов приведено  в

полную негодность 169 жилых зданий. В Алабаме (США) вследствие обрушения

кровли полости под фундаментными  опорами произошло крушение автодорожного

моста. В штате Флорида разрушен комплекс зданий при образовании  гигантской

карстовой воронки. Крупнейшие провалы  с большим числом человеческих жертв

наблюдались в районах Иоганнесбурга  и Стилфонтейна (ЮАР). Разрушение мно-

жества зданий в этом случае было следствием понижения уровня грунтовых вод

при усиленной откачке воды из горных выработок. В России в 1992 г. произошла

крупнейшая в Европе авария, вызванная  карстовым провалом, когда обрушился

промышленный корпус НПО «Джержинскхиммаш». В Донецком и Подмосковном

угольных бассейнах величина прогибов составляет несколько метров при  глубине

разработок 300-1000 м.

Однако максимальную величину и  скорость просадки земной поверхности

наблюдают в районах добычи нефти  и газа, при больших откачках подземных  вод.

Провалы и прогибы земной поверхности  в настоящее время становятся обы-

денными не только для мест подземной  добычи полезных ископаемых, но и для

крупных городов с их разветвленной  сетью подземных коммуникаций промыш-

ленных предприятий, коммунального  хозяйства и транспорта. В частности, в черте

Москвы известны десятки просадочных  воронок диаметром до 40 и глубиной до 8

м. Просадочные участки составляют в городе до 15% территорий, приуроченных к

погребенным долинам р. Москва иЯуза.

Возрастающую угрозу представляет промышленное загрязнение почв. Общая

площадь сельскохозяйственных земель, загрязненных токсикантами, составляет 74

млн га, в том числе 60 млн га –  за счет выбросов предприятий. По данным аэро-8

космических съемок, ареалы распространения  технологических выбросов непо-

средственно вокруг промышленных комплексов России охватывают территорию в

18 млн га, включая 0,7 млн га  с чрезвычайно высоким уровнем  загрязнения (Чер-

нобыль). Наибольший вклад в загрязнения  вносят предприятия черной и цветной

металлургии, химические и нефтехимические. В частности, площадь почвенного

покрова, загрязненного цветными металлами  и фтором, достигает 3,6 млн га, в  том

числе с высокой степенью загрязнения  – 0,25 млн га. Самое значительное загрязне-

ние в пятикилометровой зоне наблюдается вокруг городов Рудная Пристань При-

морского края, Иркутск, Свирск, Черемхово, Нижнеудинск (все – Иркутская  об-

ласть), Верхняя Пышма Свердловской области.

Десятикратное и более превышение ПДК свинца в почвах отмечено в  Иркут-

ске, Свирске, Рудной Пристани, Черемхове, Каменске-Уральском Свердловской

области. Такое же превышение ПДК  по меди обнаружено в г. Ревде Свердловской

области, Ижевске, Санкт-Петербурге, Рязани, Нижнем Новгороде, Кирове, Томске,

Рудной Пристани. Десятикратное  превышение ПДК сразу по трем компонентам

(меди, никелю и кобальту) зафиксировано  в г. Мончегорске Мурманской  области. 

Фтором загрязнены земли вокруг предприятий алюминиевой промышленно-

сти в г. Краснотурьинске Свердловской области, Братске, Новокузнецке, Волгогра-

де, Красноярске. Концентрация фтора  в этих районах больше фонового уровня в 4-

10 раз, а содержание водорастворимого  фтора в 10-30 раз превышает ПДК.  По дан-

ным обследования территории вокруг Кандалакшского алюминиевого завода, со-

держание фтора в органогенном горизонте почвы превышает фоновый  уровень в 3

раза на расстоянии до 20 км. И хотя различий в размерах бактериальной  и грибко-

вой биомассы не выявлено, однако отмечены изменения в таксонометрической

структуре грибов и степени их доминирования по градиенту загрязнения.

Значительным фактором деградации почв являются предприятия нефтехи-

мической и нефтеперерабатывающей  отраслей. Зона их активного загрязнения  со-

ставляет 1-3 км от предприятий при  общем распространении загрязнителей, в том

числе попадающих в сельскохозяйственные культуры, на расстояние не менее

20 км. 9

Значительно антропогенное воздействие  на морское побережье – погранич-

ную полосу между сушей и морем. Общая протяженность береговой  линии Миро-

вого океана достигает 777 тыс. км, и, согласно оценкам ООН, в 2000 г. более 70%

жителей планеты сосредоточится в  прибрежной полосе шириной до 60 км. В на-

стоящее время в ней находится  более 10 портов с ежегодным грузооборотом  свыше

10 млн т каждый. Среди них такие  гиганты, как Роттердам и Иокогама (грузообо-

рот превосходит 150 млн т), Нью-Йорк, Лондон, Марсель, Антверпен (50-100 млн

т). Объем грузов, перевозимых морским  транспортом, в 1995 г. достиг 4,6 млрд т,

что превышает аналогичные показателижелезнодорожного транспорта.

Преобладающими причинами развития эрозии в прибрежной зоне, связан-

ными с антропогенными нагрузками, являются добыча минерального сырья (песок,

галька, коралловый материал для производства цемента и т.д.) и сокращение стока

рек при строительстве плотин и водохранилищ. В частности, только за период

1940-1970 гг. с советского побережья  Черного моря и из русел  впадающих в него

рек вывезено более 30 млн м

3

песка и гальки. Данное обстоятельство преимущест-

венно обусловило размытие берега со скоростью до 4 м/год со стороны г. Сочи. 11

Для стабилизации процессов в береговой  зоне здесь потребовалась периодическая

искусственная отсыпка обломочного  материала.

Все возрастающий ущерб наносят  кислотные дожди – атмосферные  осадки,

имеющие рН менее 5,6. Своим возникновением они обязаны загрязнению атмосфе-

ры промышленными выбросами  оксидов серы и азота, образующих с парами воды

слабые растворы кислот. Воздействие  кислотных дождей многообразно: погибают

леса, сокращается количество видов  гидробионтов, особенно высокоорганизован-

ных, в озерах, наблюдается бурный рост белого мха, свидетельствующий  о том, что

водоем стал биологически мертвым. Весьма серьезна проблема кислотных  дождей

для Китая, где они загрязнили 2,8 млн км

2

территории, в том числе 2 млн  га сель-

скохозяйственных угодий.

В плане развития эрозии отметим, что  кислотные дожди приводят к закисле-

нию почв. В начальной стадии этого  процесса значительно, в среднем  на 20-30%,

падает урожайность некоторых  сельскохозяйственных культур (хлопчатник, тома-

ты, виноград, цитрусовые и т.д.). При  снижении рН до менее 5,0 вырождение пло-

дородия начинает резко прогрессировать, а при рН ~3,0 почвы становятся практи-

чески потерянными для сельского  хозяйства. Особенно восприимчивы к  закисле-

нию подзолистые почвытаежной зоны.

Заметна деградация земель на территории базирования частей армии, авиа-

ции и флота, занимающих в нашей  стране 13 млн га. Из территорий военных  окру-

гов наиболее тревожно положение в  Уральском (гарнизон Шадринск), Забайкаль-

ском (Степь, Безречный, Домна) и Дальневосточном (Анастасиевка). Необходима

рекультивация почв в местах бывшей дислокации 29 шахтных пусковых установок,

взорванных в соответствии с  договором СНВ-1. Загрязнено побережье  Северного

Ледовитого океана – здесь разбросаны сотни тысяч пустых бочек из-под горючего,

металлолом.

Наиболее часто в Вооруженных  силах загрязнение земель нефтепродуктами.

Очистке от них подлежит почти 55 тыс. га. Значительная часть нефтепродуктов

просачивается в грунт из-за ветхости хранилищ и трубопроводов, при заправке

авиационной техники. Под взлетными  полосами некоторых аэродромов скопились

«техногенные месторождения» основного  авиационного топлива – керосина. Так, в

подземной керосиновой линзе у  г. Энгельса Саратовской области, расположенного12

на Волге, скопилось не менее 20 тыс. т топлива. В г. Ейске Краснодарского края на

берегу Таганрогского залива аналогичная  линза тянется к Азовскому  морю.

Все более важной становится проблема хранения и утилизации ракетного

топлива. Основным его компонентом  служит гептил, вещество 1-го класса опасно-

сти, способное к накоплению и  образованию аэрозолей. Площадь  гептилового за-

грязнения только в Алтайском крае составляет более 50 тыс. км

2. Проблема усугубляется тем, что материальная база для транспортирования, хранения и отпуска компонентов ракетного топлива, созданная в основном в 1940-1960 гг., морально и физически устарела и не может обеспечить все ужесточающиеся требования эколо-

гической безопасности (Муравлев).

Для решения экологических проблем, связанных с деятельностью Воору-

женных сил, в их составе созданы  природоохранные войска.

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 сель-

скохозяйственного пользования и  рекультивация.

2. Почвозащитные мероприятия на  сельскохозяйственных землях

Система почвозащитных мероприятий  базируется на совокупности агротех-

нических, агрохимических, агрофизических и специальных действий на основе

проектов внутрихозяйственного землеустройства  с противоэрозионной организа-

цией территории.

Агротехнические приемы являются ведущими в комплексе почвозащитных

мероприятий. К ним относятся  создание почвозащитных севооборотов, поясное

размещение культур, буферных полос, гребневых террас, промежуточных  и со-

вмещенных посевов, кулис, мульчирование, противоэрозионная обработка почв и

т.д.

Агрохимические приемы в первую очередь предусматривают, особенно на

склоновых и эродированных землях, увеличение норм внесения всех видов органи-

ческих, некоторых минеральных (азотных, фосфорных, калийных), а также бакте-

риальных удобрений, мелиорирующих  добавок и микроудобрений. Установлено, 13

что эффективность использования  всех этих веществ на смытых почвах выше, чем

на несмытых.

Действенный агрохимический прием  увеличения плодородия эродированных

почв и защиты их от эрозии, особенно на смытых почвах, – возделывание на них

культур на зеленое удобрение. В  разных зонах России для этого используют одно-

летний и многолетний люпин, люцерну, клевер, кормовые бобы, горчицу  белую,

вику и др. Эффект достигается  при запашке зеленой массы, когда  повышается во-

допроницаемость и влагоемкость почв, усиливаются микробиологические процес-

сы, улучшаются агрофизические свойства земель.

Агрофизические приемы ориентированы  прежде всего на обработку почвы

полимерами – структурообразователями  типа полиакриламида и полимерных пен.

Содержание водопрочных агрегатов  увеличивается таким образом  в 5-6 раз. В со-

став пен могут включаться простые  и сложные удобрения. Используют также хи-

мические препараты, создающие  на поверхности почвы пленки, защищающие ее от

сдувания. В этом качестве применяют  битумные эмульсии, синтетические латексы,

отходынефтяной, целлюлозно-бумажной и других отраслей промышленности.

Специальные приемы практикуют для  задержания снега и регулирования

снеготаяния. К ним в первую очередь  относятся валкование и полосные прикаты-

вание и зачернение снега; задержание его с помощью кулис, щитов и др. Задачи за-

держания и регулирования поверхностного стока талых и ливневых вод, снижения

эрозии почв решают также мелиоративные  мероприятия. Они предусматривают

оптимизацию влажности земель путем  их осушения и увлажнения (гидромелиора-

ция), создание защитных лесных насаждений (гидролесомелиорация) и пр.

Определенную специфику имеют  также мероприятия, препятствующие де-

градации степных пастбищ и  способствующие их восстановлению. К  ним относят-

ся: ограничение и запрещение ранневесеннего выпаса скота за счет создания до-

полнительных запасов кормов; при  предельных нагрузках исключение одновре-

менного использования пастбищ  различными видами скота; запрещение длитель-

ного выпаса на одном и том  же месте; ускоренное восстановление травостоя  за

счет подсева трав, рыхления почв в сочетании с полным прекращением выпаса (на

срок 1-2 года). 14

3. Рекультивация земель

Как уже отмечалось, широкомасштабное развитие добычи полезных иско-

паемых, ряда других областей народного  хозяйства приводит к изъятию из сель-

скохозяйственного пользования и  значительному уменьшению площадей плодо-

родных земель. В связи с этим возникает проблема рекультивации, т.е. восстанов-

ления продуктивности нарушенных территорий. В общем случае она включает

комплекс горных, мелиоративных, гидротехнических и сельскохозяйственных ра-

бот.

Первые попытки восстановления продуктивности и озеленения земель, на-

рушенных и загрязненных в процессе промышленного производства, были пред-

приняты в конце 19 в. Однако широкие  масштабы рекультивация приобрела в свя-

зи с внедрением открытого способа  добычи полезных ископаемых. Во многих

странах она рассматривается как  комплексная междисциплинарная  проблема ре-

конструкции ландшафта и восстановления продуктивности нарушенных земель, их

экологической сбалансированности, хозяйственной и эстетической ценности. Ре-

культивация стала одной из важнейших  в проблеме сохранения природных  ресур-

сов. В экономически развитых странах  доля рекультивируемых земель достигает

70-80% от нарушенных.

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный  университет»

Факультет машиностроения и транспорта

Кафедра «Техносферной безопасности»

 

 

 

 

 

 

 

Реферат на тему:

«Роль антропогенного фактора в диградации почвы»

 

 

 

 

 

 

 

 

   Выполнил: студент группы 09МС1

            ____________ Т.И. Корнева

 

     Проверил:

            __________________Юрова Ю.А.

 

 

 

 

 

 

 

 

Пенза 2013