Экология почв

Экология почв

[pic]

С О Д Е Р Ж А Н И Е.

§1 ВВЕДЕНИЕ 3

§2 ФАКТОРЫ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ 5

1 п. Почвообразующие породы 5

2 п. Растительность 5

3 п. Животные организмы 6

4п. Микроорганизмы 6

5 п. Климат 6

6 п. Водный режим 7

7 п. Климатические условия 7

8 п. Рельеф 7

9п. Время 7

§3 ПОЧВА И ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА. 7

§4 ЭРОЗИЯ ПОЧВ И БОРЬБА С НЕЙ. 10

1 п. Виды эрозии почв. 10

2 п. Мероприятия по борьбе с эрозией почв 11

2.1 Почвозащитные севообороты. 11

2.2 Агротехнические противоэрозионные мероприятия. 12

2.3 Лесомелиоративные противоэрозионные мероприятия. 12

2.4 Водорегулирующие лесополосы 12

2.5 Водоохранные лесные насаждения вокруг прудов и водоемов 12

2.6 Лесомелиоративные противоовражные мероприятия. 12

2.7 Приовражные и прибалочные лесные полосы 13

2.8 Гидротехнические сооружения. 13

§5 АРИДИЗАЦИЯ ПОЧВЫ 13

1п. Аридизация почвы 13

2 п. Опустынивание 14

§6 ДЕГРАДАЦИЯ И ЗАГРЯЗНЕНИЕ ЗЕМЕЛЬ 14

1 п. Деградация земель 14

2.п Система показателей, отражающих изменение процессов почвообразования.

15

3п. Принципы гигиенического нормирования ПДК вредных веществ в почве. 16

§7 ОХРАНА И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОЧВ И ЗЕМЕЛЬНЫХ РЕСУРСОВ 17

1п. Подразделение земель 17

2п Земельный кадастр. 18

3 п. Почвозащитная система земледелия. 18

4 п. Мониторинг земель 19

5 п. Контроль за загрязнением почвы. 21

§ 7 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 22

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 23

§1 ВВЕДЕНИЕ

Земля всегда занимала главенствующее место среди национальных богатств

любого государства.

Ниже в таблице приведены данные о почвенных ресурсах планеты, о

распространении различных типов почв. Здесь же приведены данные и об их

хозяйственном освоении. В зависимости от особенностей структуры,

механического и химического состава все типы почв подразделяются на

подтипы, роды, виды и разновидности.

Таблица 1

Распространенность основных типов почв мира и степень их освоения

|Географические пояса и типы почв |Общая площадь |Процент |

| | |освоения|

| |млн. км2 |% | |

|1 |2 |3 |4 |

|Тропический пояс |

|Почвы дождевых лесов – красные и желтые |25,9 |19,5 |7,4 |

|ферралитные почвы | | | |

|Почвы сезонно-влажных ландшафтов – красные |17,6 |13,2 |12,6 |

|саванновые, черные слитые | | | |

|Почвы полупустынь и пустынь |12,8 |9,6 |0,8 |

|Субтропический пояс |

|Почвы постоянно влажных лесов – красноземы, |6,6 |4,9 |19,7 |

|желтоземы | | | |

|Почвы сезонно-влажных ландшафтов – коричневые|8,6 |6,5 |25,6 |

|и др. | | | |

|Почвы полупустынь и пустынь |10,6 |7,9 |7,6 |

|Суббореальный пояс |

|Почвы лиственных лесов и прерий – бурые |6,1 |4,6 |33,4 |

|лесные и др. | | | |

|Почвы степных ландшафтов – черноземы, |7,9 |5,9 |31,6 |

|каштановые | | | |

|Почвы полупустынь и пустынь |7,9 |5,9 | |

| | | |1,3 |

| | | | |

| | | | |

|Бореальный пояс |

|Почвы хвойных и смешанных лесов – |15,5 |11,6 |8,4 |

|подзолистые, дерново-подзолистые | | | |

|Почвы мерзлотно-таежных ландшафтов |8,2 |6,1 |- |

|Полярный пояс |

|Почвы тундровых и арктических ландшафтов |5,7 |4,3 |- |

Сейчас на Земле по распространенности ведущее положение занимают

четыре типологические группы почв:

1) почвы влажных тропиков и субтропиков, преимущественно красноземы и

желтоземы, для которых характерны богатство минерального состава и большая

подвижность органики (более 32 млн. км2);

2) плодородные почвы саванн и степеней – черноземы, каштановые и

коричневые почвы с мощным гумусовым слоем (более 32 млн. км2);

3) скудные и крайне неустойчивые почвы пустынь и полупустынь,

относящиеся к разным климатическим зонам (более 30 млн. км2);

4) относительно бедные почвы лесов умеренного пояса – подзолистые,

бурые и серые лесные почвы (более 20 млн. км2).

Структура же земельного фонда России, составляющего 1709,1 млн. га,

представлена в табл. 2.

Из табл. 2 видно, что сельскохозяйственные угодья занимают только 13%

площади земельного фонда нашей страны. К тому же они имеют тенденцию к

сокращению. За последние 25 лет площадь сельскохозяйственных угодий

сократилась на 33 млн. га, несмотря на ежегодное вовлечение в

сельскохозяйственный оборот новых земель. Основными причинами уменьшения

площади сельхозугодий являются проявления эрозии почв, недостаточно

продуманный отвод земель для несельскохозяйственных нужд, затопление,

заболачивание, зарастание лесом и кустарниками.

Таблица 2

Структура земельного фонда России

| Виды земель | Площадь |

| |млн.га |% обшей площади |

|Сельскохозяйственные угодья | 222,0 |

| |13,0 |

|Леса и кустарники | 787,0 |

| |46,0 |

|Болота | 109,3 |

| |6,4 |

|Под водой | 71,3 |

| |4,2 |

|Оленьи пастбища | 319,0 |

| |18,7 |

|Под строениями и сооружениями | 5,2 |

| |0,3 |

|Дороги, прогоны | 8,2 |

| |0,5 |

|Нарушенные земли и земли, | 2,0 |

|находящиеся |0,1 |

|в стадии восстановления | |

|Развеваемые пески, овраги, оползни,| 185,1 |

|осыпи, |10,8 |

|ледники и прочие неиспользуемые | |

|земли | |

|Итого | 1709,1 |

| |100,0 |

Улучшение положения возможно только при условии ведения сельского

хозяйства на строго научных принципах, с учетом экологических последствий.

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.

§2 ФАКТОРЫ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ

Учение В. В. Докучаева о факторах почвообразования получило всеобщее

признание. К факторам почвообразования относятся: почвообразующие породы,

растительные и животные организмы, климат, рельеф, возраст, вода (почвенная

и грунтовая), хозяйственная деятельность человека.

1 п. Почвообразующие породы

Почвообразующие породы — субстрат, на котором образуются почвы; они

состоят из различных минеральных компонентов, в той или иной степени

участвующих в почвообразовании. Минеральное вещество составляет 60-90%

всего веса почвы. От характера материнских пород зависят физические

свойства почвы — водный и тепловой ее режимы, скорость передвижения веществ

в почве, минералогический и химический состав, первоначальное содержание

элементов питания для растений.

От характера материнских пород в большой мере зависит и тип почв.

Например, в условиях лесной зоны, как правило, формируются почвы

подзолистого типа. Если в пределах этой зоны почвообразующие породы

содержат повышенное количество карбонатов калия, формируются почвы

подзолистого типа. Если в пределах этой зоны почвообразующие породы

содержат повышенное количество карбонатов кальция, формируются почвы,

значительно отличающиеся от подзолистых.

2 п. Растительность

Органические соединения почвы формируются в результате

жизнедеятельности растений, животных и микроорганизмов. Основная роль при

этом принадлежит растительности. Зеленые растения являются практически

единственными создателями первичных органических веществ. Поглощая из

атмосферы углекислый газ, из почвы — воду и минеральные вещества, используя

энергию солнечного света, они создают сложные органические соединения,

богатые энергией. Наибольшее количество органических веществ дают лесные

сообщества, особенно в условиях влажных тропиков. Меньше органического

вещества создается в условиях тундры, пустынь, болотистой местности и т.п.

В процессе отмирания как целых растений, так и отдельных их частей

органические вещества поступают в почву (корневой и наземный спад).

Количество годового спада колеблется в значительных пределах: во влажных

тропических лесах он достигает 250 ц/га, в арктических тундрах — менее 10

ц/га, а в пустынях — 5—6 ц/га. На поверхности почвы органическое вещество

под воздействием животных, бактерий, грибов, а также физических и

химических агентов разлагается с образованием почвенного гумуса. Зольные

вещества пополняют минеральную часть почвы. Неразложившийся растительный

материал образует так называемую лесную подстилку (в лесах) или войлок (в

степях и лугах). Эти образования оказывают влияние на газообмен почвы,

проницаемость осадков, на тепловой режим верхнего слоя почвы, почвенную

фауну и жизнедеятельность микроорганизмов.

Растительность оказывает влияние на структуру и характер органических

веществ почвы, ее влажность. Степень и характер влияния растительности как

почвообразующего фактора зависит от видового состава растений, густоты их

стояния, химизма и многих других факторов.

3 п. Животные организмы

Основная функция животных организмов в почве — преобразование

органических веществ. В почвообразовании принимают участие как почвенные,

так и наземные животные. В почвенной среде животные представлены главным

образом беспозвоночными и простейшими. Некоторое значение имеют также

позвоночные (например, кроты и др.), постоянно живущие в почве. Почвенные

животные делятся на две группы: биофагов, питающихся живыми организмами или

тканями животных организмов, и сапрофагов, использующих в пищу органическое

вещество. Главную массу почвенных животных составляют сапрофаги (нематоды,

дождевые черви и др.). На 1 га почвы приходится более 1 млн. простейших, на

1 м — десятки червей, нематод и других сапрофагов. Огромная масса

сапрофагов, поедая мертвые растительные остатки, выбрасывает в почву

экскременты. Согласно подсчетам Ч. Дарвина, почвенная масса в течение

нескольких лет полностью проходит через пищеварительный тракт червей.

Сапрофаги влияют на формирование почвенного профиля, содержание гумуса,

структуру почвы.

Самыми многочисленными представителями наземного животного мира,

участвующими в почвообразовании, являются мелкие грызуны (мыши-полевки и

др.).

Растительные и животные остатки, попадая в почву, подвергаются сложным

изменениям. Определенная их часть распадается до углекислоты, воды и

простых солей (процесс минерализации), другие переходят в новые сложные

органические вещества самой почвы.

4п. Микроорганизмы

Огромное значение в осуществлении этих процессов в почве имеют

микроорганизмы (бактерии, актиномицеты, низшие грибы, одноклеточные

водоросли, вирусы и др.), весьма разнообразные как по своему составу, так и

по биологической деятельности. Микроорганизмы в почве исчисляются

миллиардами на 1 га. Они принимают участие в биотическом круговороте

веществ, разлагают сложные органические и минеральные вещества на более

простые. Последние утилизируются как самими микроорганизмами, так и высшими

растениями. Органическое вещество почвы, образовавшееся в ней при разной

степени разложения растительных и животных остатков, получило название

гумус или перегной.

5 п. Климат

К числу важнейших факторов почвообразования относится климат. С ним

связаны тепловой и водяной режимы почвы, от которых зависят биологические и

физико-химические почвенные процессы. Под тепловым режимом понимают

совокупность процессов теплообмена в системе «приземный слой воздуха —

почва — почвообразующая порода». Тепловой режим обуславливает процессы

переноса и аккумуляции тепла в почве. Характер теплового режима

определяется главным образом соотношением поглощения радиационной

(лучистой) энергии Солнца и теплового излучения почвы. Он зависит от

окраски почвы, характера поверхности, теплоемкости, влажности и других

факторов. Заметное влияние на тепловой режим почвы оказывает

растительность.

6 п. Водный режим

Водный режим почвы в основном определяется количеством атмосферных

осадков и испаряемостью, распределением осадков в течение года, их формой

(при ливневых дождях вода не успевает проникнуть в почву, стекает в виде

поверхностного стока).

7 п. Климатические условия

Климатические условия оказывают косвенное влияние и на такие факторы

почвообразования, как почвообразующие породы, растительный и животный мир и

др. С климатом связано распространение основных типов почв.

8 п. Рельеф

Рельеф — один из факторов перераспределения по земной поверхности тепла

и воды. С изменением высоты местности меняются водный и тепловой режимы

почвы. Рельефом обусловлена поясность почвенного покрова в горах. С

особенностями рельефа связан характер влияния на почву грунтовых, талых и

дождевых вод, миграция водорастворимых веществ.

9п. Время

К числу факторов почвообразования относится время — необходимое

условие для любого процесса в природе. Абсолютный возраст почв

Восточно-европейской равнины, Западной Сибири, Северной Америки и

Западной Европы, определенный радиоуглеродным методом, — от

нескольких сотен до нескольких тысяч лет. Наконец, существенным

фактором почвообразования, особенно в последнее время, является

хозяйственная деятельность человека.

§3 ПОЧВА И ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА.

Большинство микроорганизмов, обитающих в почве, — сапрофаги, которые не

приносят вреда животным организмам. Вместе с тем постоянно или временно в

почве обитают патогенные, болезнетворные микроорганизмы, возбудители

инфекционных заболеваний. Некоторые из них (главным образом постоянные

обитатели почвы) образуют спору — плотную оболочку, обеспечивающую им

устойчивость к различным неблагоприятным воздействиям внешней среды:

высокой температуре, высыханию, давлению, отсутствию питательных веществ.

Группу спорообразных бактерий принято называть клостридиями. В

последние годы накопилось достаточно данных о том, что клостридии обладают

способностью не только многие десятилетия сохраняться в почве в виде спор,

но и размножаться в ней. К патогенным бактериям относятся возбудители таких

опасных инфекционных заболеваний, как сибирская язва, газовая гангрена,

столбняк, ботулизм.

Заражение человека через загрязненную почву может наступить при самых

различных обстоятельствах: непосредственно при обработке почвы, уборке

урожая, строительных работах и т.п. К числу наиболее опасных болезней

человека и животных относится сибирская язва. Возбудитель сибирской язвы —

сибиреязвенная палочка, которая, попадая с мочой и испражнениями больных

животных в почву, образует вокруг себя спору и в таком состоянии может

сохраняться годами, особенно в каштановых и черноземных почвах. Животные,

поедая корм, загрязненный этой палочкой, заражаются сибирской язвой.

Человек заражается сибирской язвой, как правило, при контакте с больными

или павшими животными, через продукты и сырье, полученные от больных

животных (мясо, шерсть, шкура), а также при непосредственном

соприкосновении с почвой.

Опасность для человека представляет и столбнячная палочка, которая

обнаруживается в почве разных географических районов. Заражение человека

происходит через поврежденную кожу или слизистую при контакте с зараженной

почвой.

Спороносная палочка, возбудитель ботулизма — тяжелого пищевого

отравления, обнаружена в среднем в 9% проб, взятых из почвы в районах

Кавказа, Азовского и Каспийского морей, в Приморском крае, на Дальнем

Востоке и в Санкт-Петербурге. Попадая на овощи, ягоды, фрукты, рыбу, грибы

и другие продукты, при благоприятных анаэробных условиях она из споры

превращается в вегетативную форму, продуцирующую токсин (яд). По силе

своего действия на организм человека и животного этот токсин превосходит

все другие бактериальные токсины и химические яды. Ботулизм

зарегистрирован, во многих странах мира — в США, Канаде, во Франции,

Японии, России.

Известные случаи заражения ботулизмом на территории нашей страны

связаны с продуктами домашнего приготовления: рыбы соленой и вяленой,

консервированных грибов, овощей и фруктов.

Вместе с загрязненной почвой в поврежденные ткани человека могут

проникнуть споры гангренозной палочки. Газовая гангрена протекает в виде

быстро распространяющегося отека тканей и их омертвления. Вызывать ее могут

несколько видов клостридии. Чаще в почве встречаются клостридии Перфрингенс

типа А. Эти микробы, встречающиеся в каждом образце почвы, попадая в рану,

продуцируют токсин, который и вызывает омертвление.

Из числа временных микроорганизмов, обитающих в почве, большую

группу составляют возбудители кишечных инфекций (брюшного тифа, паратифов,

дизентерии, холеры), бруцеллеза, туляремии, чумы, коклюша. Они попадают в

почву только при определенных условиях (с выделениями больных, с

нечистотами и др.). Нельзя сказать, что почва является благоприятной средой

для их обитания. В их гибели большую роль наряду с недостатком питательных

веществ, не всегда оптимальными влажностью и температурой почвы играет

антагонизм между различного рода почвенными микроорганизмами. Не находя

подходящих условий, патогенные для человека и животных неспороносные

бактерии погибают обычно относительно быстро. Однако некоторые из них,

особенно в загрязненной почве, сохраняются продолжительное время:

возбудители брюшного тифа, паратифов и холеры могут оставаться

жизнеспособными до трех месяцев; бруцеллеза — до пяти месяцев, туляремии —

до двух месяцев. Энтеровирусы — возбудители полиомиелита и некоторых

кишечных заболеваний вирусного происхождения — сохраняются в почве до 170

дней.

Актиномиценты, вызывающие поверхностные и глубокие микозы, а также

микобактерии — возбудители туберкулеза, проказы и дифтерии — при попадании

в почву также несут ощутимую угрозу: палочки туберкулеза остаются

жизнеспособными до 15 месяцев, дифтерийные палочки — до двух-трех недель.

Обычно заражение человека кишечными инфекциями происходит через

загрязненные овощи. Однако не меньшую опасность представляет вторичное

загрязнение подземных и поверхностных вод. Атмосферные осадки, проходя

через загрязненную почву, переносят микрофлору (в том числе и возбудителей

заразных болезней) из поверхностных слоев в нижележащие грунтовые воды,

откуда возбудители болезней могут попасть в водоемы.

Почва служит местом развития, а при определенных условиях и

инфицирования мух. Обычно самка мухи откладывает яички в местах гнилостных

отбросов и нечистот. Цикл развития до окрыленной мухи происходит в земле и

сухих отбросах; в них же многие мухи сохраняются в зимний период — и

Страницы: 1, 2, 3