Виды эрозии почв и как с ней бороться

Введение

Земля всегда занимала главенствующее место среди национальных богатств любого государства.

В зависимости от особенностей структуры, механического и химического состава все типы почв подразделяются на подтипы, роды, виды и разновидности.

 На каждом этапе земледельческого процесса должны учитываться законы взаимодействия растений с окружающей средой и почвой, законы кругооборота вещества и энергии. Закон экологического земледелия формулируется так: антропогенное воздействие на почву, растение, на окружающую среду не должно превышать пределы, за которыми снижается производительность агроэкосистемы, нарушается устойчивость и стабильность ее функционирования. Повышение производительности агроэкосистемы может быть обеспечено только параллельным совершенствованием всех ее элементов. Следовательно, повышение производительности агроэкосистемы экономически и экологически целесообразно также при одновременном улучшении ее элементов. Всякая сельскохозяйственная культура должна возделываться в условиях, к которым она наиболее экологически приспособлена. Минимальная производительность усовершенствования агросистем всегда должна быть выше максимальной производительности до начала совершенствования: за эталон сравнения необходимо принимать оптимальный для данных условий и времени вариант агроэкосистемы.

1 Виды эрозии почв и как с ней бороться

Эрозия почв (от лат. erosio- разъедание) - разрушение и снос верхних наиболее плодородных горизонтов и подстилающих пород ветром (ветровая эрозия) или потоками воды (водная эрозия). Земли, подвергшиеся разрушению в процессе эрозии, называют эродированными. 
К эрозионным процессам относят также промышленную эрозию (разрушение сельскохозяйственных земель при строительстве разработке карьеров), военную эрозию (воронки, траншеи) пастбищную эрозию (при интенсивной пастьбе скота). Однако настоящим бичом земледелия у нас в стране в мире остаются водная эрозия (ей подвержены 31% суши) и ветровая эрозия (дефляция), активно действующая на 34% поверхности суши. 
Эрозия оказывает существенное негативное влияние на состояние почвенного покрова, а во многих случаях разрушает его полностью. Падает биологическая продуктивность растений, снижаются урожаи и качество зерновых культур, хлопка, чая и др.

Ветровая эрозия (дефляция) почв – выдувание, перенос и отложение мельчайших почвенных частиц ветром. Интенсивность ветровой эрозии зависит от скорости ветра, устойчивости почвы, наличия растительного покрова, особенностей рельефа и от других факторов. Огромное влияние на ее развитие оказывают антропогенные факторы. Например, уничтожение растительности, нерегулируемой выпас скота и т.д. Различают местную

(повседневную) ветровую эрозию и пыльные бури. Первая проявляется при небольших скоростях ветра [1].

Пыльные бури возникают при очень сильных и продолжительных ветрах. Скорость ветра достигает 20-30м/с и более. Наиболее часто пыльные бури наблюдаются в засушливых районах (сухие степи, пустыни). Пыльные бури безвозвратно уносят самый плодородный верхний слой почв; они способны развеять за несколько часов до 500т почвы с 1га пашни, загрязняют атмосферный воздух, водоемы, отрицательно влияют на здоровье человека.

Водная эрозия почв (земель). Под водной эрозией понимают разрушение почв под действием временных водных потоков. Различают следующие формы водной эрозии: плоскостную, струйчатую, овражную, береговую. Среди различных форм проявления водной эрозии значительный вред окружающей природной среде и в первую очередь почвам приносит овражная эрозия.

При ветровой эрозии источником разрушения почвы является ветер.

Экологический ущерб от оврагов огромен. Овраги уничтожают ценные сельскохозяйственные земли. Площадь оврагов только на территории Русской равнины составляет 5 млн. га и продолжает увеличиваться. Подсчитано, что ежедневные потери почв из-за развития оврагов достигают 100-200га. 
           При плоскостной эрозии смыв почвы происходит пластами, а при линейной в почве остаются глубокие рытвины и канвы, которые являются следами стекающих потоков воды.

Линейная эрозия – это основная причина образования оврагов, которые наносят непоправимый вред ведению сельского хозяйства. К особым видам водной эрозии относят береговую, речную и ирригационную. Береговая и речная эрозия образуется в результате размыва русла рек и морских прибрежных пахотных земель. Ирригационная эрозия возникает вследствие неправильного использования человеком средств и способов орошения [3].

Методы борьбы с эрозией

Почвозащитные севообороты.

 Чтобы защитить почвы от разрушения, необходимо правильно определить состав возделываемых культур, их чередование и агротехнические приемы. При почвозащитных севооборотах исключают пропашные культуры (так как они слабо защищают почву от смыва, особенно весной и в начале лета) и увеличивают посевы многолетних трав, промежуточных подсевных культур, которые хорошо защищают почву от разрушения в эрозионно опасные периоды и служат одним из лучших способов окультурирования эродированных почв.

На склонах крутизной до 3—5° со слабо- и среднесмытыми почвами, где появляется опасность проявления эрозии, предпочтение в севооборотах отдают травам и однолетним культурам сплошного сева. На более крутых склонах (крутизна 5—10°), в основном со средне- и сильносмытыми почвами, в севооборотах увеличивают посевы многолетних трав и промежуточных культур, которые хорошо защищают почву от эрозии.

Агротехнические противоэрозионные мероприятия. 

Почвы на склонах резко отличаются от почв на равнинных участках, поэтому и приемы земледелия в первом случае должны иметь специфический характер.

Наиболее простыми мероприятиями по регулированию поверхностного стока талых вод являются вспашка, культивация и рядовой посев сельскохозяйственных культур поперек склона, по возможности параллельно основному направлению горизонталей.

Один из наиболее эффективных почвозащитных приемов на склоновых землях — замена отвальной вспашки обработкой почвы без оборота пласта.

          Лесомелиоративные противоэрозионные мероприятия.

 В комплексе мер, направленных на борьбу с водной и ветровой эрозией почв, важное место принадлежит агролесомелиорации из-за ее дешевизны и экологической безвредности. Созданием защитных лесонасаждений занимаются в России более 500 предприятий. Ими заложено 2,8 млн. га на землях сельхозпользования, в основном в районах с интенсивным ведением сельского хозяйства. Основными лесомелиоративными противоэрозионными мероприятиями являются: создание водорегулирующих лесополос в малолесных районах, создание водоохранных лесных насаждений вокруг прудов и водоемов, сплошные противоэрозионные лесопосадки на сильноэродированных крутосклонных и бросовых землях, непригодных для использования в сельском хозяйстве.

Водорегулирующие лесополосы

Закладываются на эродированных склонах, используемых под сельскохозяйственные культуры, и предназначены для перевода поверхностного стока во внутрипочвенный. Число лесополос и расстояние между ними зависят главным образом от крутизны и длины склона: с увеличением крутизны расстояние между лесополосами уменьшается. Располагаются водорегулирующие лесополосы вдоль горизонталей. Ширина полос должна быть не менее 12,5 м. Сокращение или прекращение смыва почвы и улучшения водного режима водорегулирующими полосами повышают продуктивность сельскохозяйственных угодий в полтора-два раза.

Водоохранные лесные насаждения вокруг прудов и водоемов

Создаются для защиты берегов от разрушения, водоемов — от заиления продуктами эрозии. Ширина водоохранных лесных насаждений (полос) вокруг прудов и водоемов в зависимости от крутизны склона и механического состава почвы колеблется от 10 до 20 м [2].

Лесомелиоративные противоовражные мероприятия.

Лесомелиоративные противоовражные мероприятия проводятся для приостановления роста и закрепления действующих оврагов с целью перевода поверхностного стока во внутрипочвенный, увеличения противоэрозионной устойчивости почвы, распыления поверхностного стока и скрепления почвенного грунта. Лесомелиоративные почвозащитные насаждения способствуют повышению эффективности всех мероприятий единого противоэрозионного комплекса. Применяются два вида насаждений:  
а) приовражные, прибалочные и надвершинные лесонасаждения;  
б) облесение сетевого фонда — дна и откосов оврагов, балок.

Приовражные и прибалочные лесные полосы

Создаются на расстоянии 2—5 м от бровок и над их вершинами для перехвата стоковых вод и скрепления почвенного грунта корневыми системами с целью замедления или полного прекращения роста оврагов. Ширина приовражных и прибалочных лесных полос должна быть не менее 15м. Надвершинные насаждения создаются в основном над головными вершинами действующих оврагов, ширина их соответствует ширине водоподводящих ложбин; протяженность зависит от площади водосброса.

Сплошное облесение проводится на откосах оврагов крутизной 8° и более, а также на берегах балок (лощин), которые мало пригодны для луговых и пастбищных угодий. Облесение откосов оврагов допускается только в том случае, если откосы сформировали устойчивый профиль, т.е. угол их естественного откоса составляет не более 32° на суглинках и 26° — на супесях.

Лесные насаждения на дне оврага позволяют избежать дальнейшего его углубления. На ранней стадии развития дно оврага узкое и облесение произвести трудно, поэтому первоначально устраняют запруды, а затем дно закрепляют влаголюбивыми быстрорастущими породами деревьев [2].

Гидротехнические сооружения.

С помощью гидротехнических сооружений производится задержание, отвод и безопасный сброс той части атмосферных осадков, которую не удается задержать на прилегающих к оврагам полях агротехническими и лесомелиоративными приемами.

По назначению гидротехнические сооружения подразделяются на три группы: задерживающие стекающие в овраг стоковые воды на приовражной полосе; осуществляющие безопасный сброс поверхностных вод в овраги; укрепляющие дно и откосы оврага от дальнейшего размыва и разрушения.

Воды на приовражной полосе задерживают, устраивая систему водозадерживающих валов, которые перехватывают у самого оврага ту часть поверхностных вод, что не была задержана на водосборе. Водозадерживающие валы сооружают параллельно горизонталям поверхности на расстоянии не менее 15 м от вершины растущего оврага или эродируемого склона, чтобы предотвратить сброс всей воды при одиночном прорыве. Через 50—150 м под прямым углом к оси вала строят перемычки, а для сброса незадержанного стока — водосливы. Для сооружения водозадерживающих валов и перемычек более пригодны суглинистые грунты.

Чтобы сбрасываемые в овраг воды не размывали его дно, в русле оврага устанавливают систему поперечных стенок, разбивающих продольный профиль дна на ряд террас. Деревянные и плетневые запруды применяются только в небольших оврагах, так как срок их действия не превышает двух-трех лет. Закрепленные овраги, превращенные в задерненную балку, используют в сельском хозяйстве. Богатое илистыми отложениями дно отводят под искусственные луга, а откосы — под древесные насаждения или под ягоды [3].

2 Роль озонового слоя

Современный мир отличается необычайной сложностью и противоречивостью событий, он пронизан противоборствующими тенденциями, полон сложнейших альтернатив, тревог и надежд. Конец ХХ века характеризуется мощным рывком научно технического прогресса, ростом социальных противоречий, резким демографическим взрывом,  ухудшением состояния окружающей человека природной среды.

Поистине, наша планета никогда раньше не подвергалась таким физическим и политическим перегрузкам, какие она испытывает на рубеже ХХ –ХХI веков.Человек никогда ранее не взимал с природы столько дани и не оказывался столь уязвимым перед мощью, которую сам же  и создал.

Сегодня, в России, труд по охране окружающей среды не очень ценится. Да и в любом другом государстве или стране людей, действительно занимающихся проблемами экологии не очень много. А все остальные жители планеты вообще недооценивают свое влияние на природу. По сути, человечество занимается самоубийством.

XX век принес человечеству немало благ, связанных с бурным развитием научно-технического прогресса, и в то же время поставил жизнь на Земле на грань экологической катастрофы. Рост населения, интенсификация добычи и выбросов, загрязняющих Землю, приводят к коренным изменениям в природе и отражаются на самом существовании человека. Часть из таких изменений чрезвычайно сильна и настолько широко распространена, что возникают глобальные экологические проблемы. Имеются серьезные проблемы загрязнения (атмосферы, вод, почв),кислотных дождей, радиационного поражения территории, а также утраты отдельных видов растений и живых организмов, оскудения биоресурсов, обезлесения и опустынивания территорий. Проблемы возникают в результате такого взаимодействия природы и человека, при котором антропогенная нагрузка на территорию (ее определяют через техногенную нагрузку и плотность населения) превышает экологические возможности этой территории, обусловленные главным образом ее природно-ресурсным потенциалом и общей устойчивостью природных ландшафтов (комплексов, геосистем) кантропогенным воздействиям [2].

В воздухе всегда присутствует озон, концентрация которого у земной поверхности составляет в среднем 10-6%. Озон образуется в верхних слояхатмосферы из атомарного кислорода в результате химической реакции под влияниемсолнечной радиации, вызывающей диссоциацию молекул кислорода.Озоновый «экран» расположен в стратосфере, на высотах от7-8 км. на полюсах,17-18 километров на экваторе и примерно до 50 километров над земной поверхностью. Гуще всего озон в слое 22 – 24 километров над Землей.

Слой озона удивительно тонок. Если бы этот газ сосредоточить у поверхности Земли, то он образовал бы пленку лишь в 2-4 мм толщиной (минимум – в районеэкватора, максимум – у полюсов). Однако и эта пленка надежно защищает нас, почти полностью поглощая опасные ультрафиолетовые лучи. Без нее жизнь сохранилась бы лишь в глубинах вод  (глубже 10 м) и в тех слоях почвы, кудане проникает солнечная радиация.

 Озон поглощает некоторую часть инфракрасного излучения Земли. Благодаря этому он задерживает около 20% излучения Земли, повышая отепляющее действие атмосферы.

Озон – активный газ и может неблагоприятно действовать на человека. Обычно его концентрация в нижней атмосфере незначительна и он не оказывает вредного влияния на человека. Большие количества озона образуются в крупных городах с интенсивным движением автотранспорта в результате фотохимических превращений выхлопных газов автомашин.

Озон, также,  регулирует жесткость космического излучения. Если этот газ хотя бы частично уничтожается, то, естественно жесткость излучения резко

возрастает, а, следовательно, происходят реальные изменения растительного и животного мира[4].

Уже доказано, что отсутствие или малая концентрация озона может или приводитк раковым заболеваниям, что самым наихудшим образом отражается на человечестве и его способностью к  воспроизводству.

3. Причины ослабления озонового  щита.

Озоновый слой защищает жизнь на Земле от вредного ультрафиолетового излучения Солнца. Обнаружено, что в течение многих лет озоновый слой претерпевает небольшое, но постоянное ослабление над некоторыми районами Земного шара, включая густо населенные районы в средних широтах Северного полушария. Над Антарктикой обнаружена обширная "озоновая дыра".

Разрушение озона происходит из-за воздействия ультрафиолетовой радиации,космических лучей, некоторых газов: соединений азота, хлора и брома, фторхлоруглеродов (фреонов). Деятельность человека, приводящая к разрушению озонового слоя, вызывает наибольшую тревогу. Поэтому многие страны подписалимеждународное соглашение, предусматривающее сокращение производства озоно-разрушающих веществ. Однако озоновый слой разрушает также реактивная авиация и некоторые пуски космических ракет.Предполагается множество причин ослабления озонового щита.

      Во-первых, – это запуски космических ракет. Сгорающее топливо «выжигает» возоновом слое большие дыры. Когда-то предполагалось, что эти «дыры»

затягиваются. Оказалось, нет. Они существуют довольно долго.

           Во-вторых, самолеты. Особенно, летящие на высотах в 12-15 км. Выбрасываемый ими пар и другие вещества разрушают озон. Но, в то же время самолеты, летающие ниже 12 км.  Дают прибавку озона. В городах он – один из составляющих фотохимического смога

           В- третьих – окислы азота. Их выбрасывают те же самолеты, но больше всего ихвыделяется с поверхности почвы, особенно при разложении азотных удобрений.

           В – четвертых, это хлор и его соединения с кислородом. Огромное количество (до 700 тысяч тонн) этого газа поступает в атмосферу, прежде всего от разложения фреонов. Фреоны – это не вступающие у поверхности Земли ни в какие химические реакции газы, кипящие при комнатной температуре, а потому  резко увеличивающие свой объем, что делает их хорошими распылителями.

Поскольку при их расширении снижается их температура, фреоны широко используют в холодильной промышленности. Каждый год количество фреонов в земной атмосфере увеличивается на 8-9%.  Онипостепенно поднимаются наверх, в стратосферу и под воздействием солнечныхлучей становятся активными – вступают в фотохимические реакции выделяяатомарный хлор. Каждая частица хлора способна разрушить сотни и тысяч молекул озона [5].    

                     4. Авиация НАТО разрушает озоновый слой Земли.

Югославская война, авиация НАТО делала по 400-500 самолето-вылетов ежедневно.

Это гигантская концентрация авиации на сравнительно малой площади. Авиация выбрасывает в атмосферу соединения азота и серы, непрерывно бомбит и обстреливает. Суммарная мощность использованных боеприпасов в несколько разпревысила мощность атомной бомбы, взорванной над Хиросимой. Действия авиации вызвало многочисленные пожары, в том числе пожары нефтеперерабатывающих и химических заводов. Выбросы авиации, азотосодержащие взрывчатые вещества, пожары создают химические соединения, способные разрушать озоновый слой. Эти соединения

способны накапливаться в атмосфере и воздействовать на озоновый слой в

течение длительного времени. Становится вероятной экологическая катастрофа в Европе.

         Качественный анализ данных со спутника Earth Probe/TOMS показывает, что с начала апреля 1999 г. над районом Косово появилось образование, которое условно можно квалифицировать как озоновая "мини-дыра". Сравнение со спутниковым и данными за тот же период 1998 г. показало, что в 1998 г. в этом районе не было признаков озоновой мини-дыры [6].

3 Понятие об экологическом мониторинге. Виды мониторинга

Экологический мониторинг - это совокупность организационных структур, методов, способов и приемов наблюдения за состоянием окружающей среды, происходящими в ней изменениями, их последствиями, а также за потенциально опасными для окружающей среды, здоровья людей и контролируемой территории видами деятельности, производственными и иными объектами [1].

Правовую основу осуществления экологического мониторинга составляет Постановление Правительства РФ от 31 марта 2003 г. № 177, которым утверждено Положение «Об организации и осуществлении государственного мониторинга окружающей среды (государственного экологического мониторинга)».

Экологический мониторинг осуществляется в целях:

• наблюдения за состоянием окружающей среды, в том числе за состоянием окружающей среды в районах расположения источников антропогенного воздействия и воздействием этих источников на окружающую среду;

• оценки и прогноза изменений состояния окружающей среды под воздействием природных и антропогенных факторов;

• потребностей государства, юридических и физических лиц в достоверной информации о состоянии окружающей среды и ее изменениях, необходимой для предотвращения и (или) уменьшения неблагоприятных последствий таких изменений;

• формирования государственных информационных ресурсов о состоянии окружающей среды;

• обеспечения участия РФ в международных системах экологического мониторинга.

Обязанности осуществления экологического мониторинга распределяются между компетентными государственными органами следующим образом.

Минприроды РФ при осуществлении в пределах своей компетенции экологического мониторинга:

• формирует государственную Систему наблюдения за состоянием окружающей среды и обеспечивает функционирование этой системы;

• координирует деятельность федеральных органов исполнительной власти по организации и осуществлению экологического мониторинга;

• принимает нормативно-методические документы по вопросам ведения государственного экологического мониторинга;

• обеспечивает с участием заинтересованных федеральных органов исполнительной власти и органов исполнительной власти субъектов Российской Федерации совместимость информационных систем и баз данных о состоянии окружающей среды, а также создает условия для формирования и защиты государственных информационных ресурсов в этой сфере [2].

Осуществление экологического мониторинга возложено на федеральные агентства и службы, наделенные специальной компетенцией в соответствующих сферах природопользования.

Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды осуществляет:

• ведение Единого государственного фонда данных о состоянии окружающей природной среды, ее загрязнении;

• формирование и обеспечение функционирования государственной наблюдательной сети, в том числе организацию и прекращение деятельности стационарных и подвижных пунктов наблюдений, определение их местоположения;

• информирование пользорателей (потребителей) о составе предоставляемых сведений о состоянии окружающей природной среды, ее загрязнении, о формах доведения данной информации и об организациях, осуществляющих информационное обес

печение пользователей (потребителей);

• обеспечение выпуска экстренной информации об опасных природных явлениях, о фактических и прогнозируемых резких изменениях погоды и загрязнении окружающей природной среды, которые могут угрожать жизни и здоровью населения и наносить ущерб окружающей среде (Положение о Федеральной службе по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, утвержденное Постановлением Правительства РФ 23 июля 2004 г. №372).

Существуют различные виды мониторинга, выделяемые в зависимости от масштабов системы мониторинга,

- глобальный, национальный, региональный, локальный, от уровня измененности человеком окружающей среды

- фоновый и импактный, от объекта  мониторинга 

- собственно экологический, воздуха, вод, земли (почв), животного мира, опасных  отходов, радиационный, социально-гигиенический.

Глобальный мониторинг осуществляется в соответствии с международными соглашениями системой станций наблюдения, расположенных в различных точках Земли, путем обмена полученных различными государствами данных в целях наблюдения за состоянием окружающей среды, происходящими в ней изменениями, в том числе изменениями климата, создания системы данных, их распространения, прогноза развития свойств окружающей среды и их влияния на человека.

Национальный экологический мониторинг осуществляется отдельными государствами в пределах своей территории. В России Единая государственная система экологического мониторинга создана в 1993 г. Ее задачами являются: наблюдение за состоянием окружающей среды, ее загрязнением, в том числе атмосферы, поверхностных вод, морской среды, почв, околоземного космического пространства, радиационной обстановки на поверхности Земли и в околоземном космическом пространстве, оценка и прогноз изменений климата, водных ресурсов, трансграничного переноса загрязняющих веществ и т. д.

В системе национального экологического мониторинга выделяются радиационный, комплексный фоновый, космический, а также государственный мониторинг континентального шельфа и исключительной экономической зоны. Региональный экологический мониторинг -система наблюдений за состоянием окружающей среды в пределах административно-территориальной обособленной единицы (субъекта РФ) или части такой единицы либо частей нескольких субъектов РФ, характеризующихся общностью  природных процессов либо подвергающихся антропогенному воздействию из одних и тех же источников.

Локальный экологический мониторинг осуществляется на обособленном производственном объекте (или его части), объекте правомерного природопользования, отдельном участке территории, постоянно или временно обладающем особым правовым статусом (например, в государственном заповеднике, в зоне экологического бедствия).

Фоновый мониторинг означает наблюдение за явлениями и процессами, происходящими в окружающей среде, минимально затронутой вмешательством человека, и осуществляется станциями, расположенными в биосферных заповедниках. Из 99 существующих в РФ государственных природных заповедников 22 имеют международный статус биосферных (по соответствующим сертификатам ЮНЕСКО).

Импактный мониторинг (от англ, impakt - воздействие, влияние) -разновидность системы наблюдений за источниками антропогенного воздействия на окружающую среду в специально выделенных зонах, где осуществляется деятельность, связанная с повышенными экологическими рисками.

Социально-гигиенический мониторинг - государственная система наблюдения, анализа, оценки и прогноза состояния здоровья населения и среды обитания человека (естественной и искусственной), а также определения причинно-следственных связей между состоянием здоровья населения и воздействием факторов среды обитания. Он проводится на уровнях: федеральном, субъектов РФ, муниципальных образований для формирования федерального информационного фонда данных на основе многолетних наблюдений за состоянием здоровья населения, физическими, химическими, биологическими и социальными факторами среды обитания, природно-климатическими факторами, за структурой и качеством питания, безопасностью пищевых продуктов учреждениями санитарно-эпидемиологической службы РФ [1].

Мониторинг животного мира - государственная система регулярных наблюдений за распространенностью, численностью, видовым составом объектов животного мира, состоянием среды их обитания, в том числе за миграционными путями, иными факторами в целях сохранения биоразнообразия, научно обоснованного использования и охраны животного мира, предотвращения распространения эпизоотии и иных негативных последствий. Его разновидностью является отраслевой мониторинг водных биологических ресурсов, проводимый во внутренних морских водах, территориальном море, на континентальном шельфе и в исключительной экономической зоне РФ, в Каспийском и Азовском морях и т. п. Мониторинг атмосферного воздуха -система наблюдения за качеством атмосферного воздуха, количеством и составом содержащихся в нем вредных веществ и оказываемым на него антропогенным воздействием путем выбросов со стационарных и передвижных источников. Осуществляется путем забора проб воздуха и дождевой воды постоянными и мобильными станциями Росгидромета, санэпиднадзора, других субъектов.