Экология почвы

Экология почвы

Комитет по образованию и науке администрации г.Перми

Лицей №1 при Пермском государственном техническом университете

Отделение Промышленной экологии

ОТЧЕТ ОБ УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РЕФЕРАТИВНОЙ РАБОТЕ

на тему Экология почвы

Научные руководители:

А.Г. Миков

Старший науч. сотрудник

Т. В. Сентебова

Исполнитель,

учащийся 108А класса

В. В. Яковина

Пермь 2000

РЕФЕРАТ

Отчет 32 с., 5 табл., 7 источников.

ПОЧВЕННЫЙ ПОКРОВ, ПЛОДОРОДИЕ, МЕЛИОРАЦИЯ, ВТОРИЧНОЕ ЗАСОЛЕНИЕ,

ПЕСТИЦИДЫ, ЭРОЗИЯ, КИСЛОТНЫЕ ДОЖДИ, pH, ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ, НЕФТЕПРОДУКТЫ,

ГИГИЕНА ПОЧВЫ, ОТХОДЫ, ДЕГРАДАЦИЯ.

Объектом исследования является почва, а, именно, та часть ее, которая

связана с деятельностью человека.

Цель работы – классифицировать виды загрязнения и воздействия на

почву, ведущие к ее деградации, и представить некоторые продуктивные методы

по повышению плодородия почвы, а также способы утилизации основных видов

загрязнителей – твердых, жидких и радиоактивных отходов.

Работа может использоваться как в учебных целях, так и на практике для

использования приведенных методов повышения почвенного плодородия. (Так,

например, приведенные цифры по внесению определенного соотношения

почвенных удобрений могут активно использоваться при выращивании каких-либо

пищевых культур).

CОДЕРЖАНИЕ

Введение….……………………………………………………………………………………4

1. Почвенный покров и его использование…………………………………………………5

2. Интенсификация земледелия. Мелиорация и ее последствия…………………………..8

2.1. Орошение. Борьба с вторичным засолением почвы…………………………………...8

2.2. Осушение почвы………………………………………………………………………..10

2.3. Применение удобрений. Пестициды………………………………………………….11

3. Эрозия почв (водная и ветреная) и методы борьбы с

нею……………………………..13

4. Промышленное загрязнение почвы……………………………………………………..15

4.1. Кислотные дожди………………………………………………………………………15

4.2. Тяжелые металлы……………………………………………………………………….17

Свинцовая интоксикация……………………………………………………………...……17

4.3. Земельные отношения: зарубежный опыт регулирования…………………………..19

5. Загрязнение нефтепродуктами…………………………………………………………..21

6. Гигиена почвы. Обезвреживание отходов………………………………………………23

6.1. Роль почвы в обмене веществ…………………………………………………...……..23

6.2. Экологическая взаимосвязь между почвой и водой и жидкими отходами

(сточными водами)…………………………………………………………………………..…24

6.3. Пределы нагрузки почвы твердыми отходами (бытовой и уличный

мусор,

пром. отходы, сухой ил после осаждения сточных вод, радиоакт.

вещества)….………..…24

6.4. Роль почвы в распространении различных заболеваний………………………….…26

6.5. Вредное действие основных типов загрязнителей (твердых и жидких

отходов), приводящих к деградации почвы…………………………………………………………...…26

6.5.1. Обезвреживание жидких отходов в почве…………………………………….……26

6.5.2. Обезвреживание в почве твердых отходов…………………………………..……..27

6.5.2.1. Сбор и вывоз мусора…………………………………………………………….…28

6.5.2.2. Окончательное удаление и обезвреживание……………………………………...28

6.6. Удаление радиоактивных отходов…………………………………………………….29

Заключение……………………………………………………………………………..……31

Список использованных источников……………………………………………………....32

ВВЕДЕНИЕ

Определенная часть почв как в России, так и во всем мире с каждым

годом выходит из сельскохозяйственного обращения в силу разных причин,

подробно рассмотренных в УИР. Тысячи и более гектаров земли страдают от

эрозии, кислотных дождей, неправильной обработки и токсичных отходов. Чтобы

избежать этого, нужно ознакомиться с наиболее продуктивными и недорогими

мелиоративными мероприятиями (Определение мелиорации см. в основной части

работы), повышающими плодородие почвенного покрова, а прежде всего с самим

негативным воздействием на почву, и как его избежать.

Эти исследования дают представление о вредном воздействии на почву и

проводились по ряду книг, статей и научных журналов, посвященных проблемам

почвы и защите окружающей среды.

Сама проблема загрязнения и деградации почв была актуальна всегда.

Сейчас к сказанному можно еще добавить, что в наше время антропогенное

влияние сильно сказывается на природе и только растет, а почва является

для нас одним из главных источником пищи и одежды, не говоря уже о том что

мы по ней ходим и всегда будем находиться в тесном контакте с ней.

ПОЧВЕННЫЙ ПОКРОВ И ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕ [1, c. 9]

Почвенный покров является важнейшим природным образованием. Его значение

для жизни общества определяется тем, что почва является основным источником

продовольствия, обеспечивающим 97—98% продовольственных ресурсов населения

планеты. Вместе с тем, почвенный покров является местом деятельности

человека, на котором размещается промышленное и сельскохозяйственное

производство.

Выделяя особую роль продовольствия в жизни общества, еще В. И. Ленин

указывал [2]: “Настоящие основы хозяйства — это продовольственный фонд”.

Важнейшее свойство почвенного покрова — его плодородие, под которым

понимается совокупность свойств почвы, обеспечивающих урожай

сельскохозяйственных культур. Естественное плодородие почвы регулируется

запасом питательных веществ в почве и ее водным, воздушным и тепловым

режимами. Велика роль почвенного покрова в продуктивности наземных

экологических систем, так как почва питает сухопутные растения водой и

многими соединениями и является важнейшим компонентом фотосинтетической

деятельности растений. Плодородие почвы зависит и от аккумулированной в ней

величины солнечной энергии. Живые организмы, растения и животные,

населяющие Землю, фиксируют солнечную энергию в форме фито- или зоомассы.

Продуктивность наземных экологических систем зависит от теплового и водного

баланса земной поверхности, которым определяется многообразие форм обмена

материей и веществом в пределах географической оболочки планеты.

Анализируя значение земли для общественного производства, К. Маркс

выделял два понятия: земля-материя и земля-капитал. Под первым из них

следует понимать землю, возникшую в процессе ее эволюционного развития

помимо воли и сознания людей и являющуюся местом поселения человека и

источником его пиши. С того момента, когда земля в процессе развития

человеческого общества становится средством производства, она выступает в

новом качестве—капитала, без которого немыслим процесс труда, “...потому

что она дает рабочему... место, на котором он стоит..., а его

процессу—сферу действия...” [3]. Именно по этой причине земля является

универсальным фактором любой человеческой деятельности.

Роль и место земли неодинаковы в различных сферах материального

производства, прежде всего в промышленности и сельском хозяйстве. В

обрабатывающей промышленности, в строительстве, на транспорте земля

является местом, где совершаются процессы труда независимо от естественного

плодородия почвы. В ином качестве выступает земля в сельском хозяйстве. Под

воздействием человеческого труда естественное плодородие из потенциального

превращается в экономическое. Специфика использования земельных ресурсов в

сельском хозяйстве приводит к тому, что они выступают в двух различных

качествах, как предмет труда и как средство производства. К. Маркс отмечал:

“Одним только новым вложением капиталов в участки земли... люди увеличивали

землю-капитал без всякого увеличения материи земли, т. е. пространства

земли” [3, т. 4, с. 176].

Земля в сельском хозяйстве выступает в качестве производительной силы

благодаря своему естественному плодородию, которое не остается постоянным.

При рациональном использовании земли такое плодородие может быть повышено

за счет улучшения ее водного, воздушного и теплового режима посредством

проведения мелиоративных мероприятии н увеличения содержания в почве

питательных веществ. Напротив, при нерациональном использовании земельных

ресурсов их плодородие падает, вследствие чего происходит снижение

урожайности сельскохозяйственных культур. В некоторых местах возделывание

культур становится вовсе невозможным, особенно на засоленных и

эродированных почвах.

При низком уровне развития производительных сил общества расширение

производства продуктов питания происходит за счет вовлечения в сельское

хозяйство новых земель, что соответствует экстенсивному развитию сельского

хозяйства. Этому способствуют два условия: наличие свободных земель и

возможность ведения хозяйства на доступном среднем уровне затрат капитала

на единицу площади. Такое использование земельных ресурсов и ведение

сельского хозяйства типичны для многих развивающихся стран современного

мира.

В эпоху НТР произошло резкое разграничение системы ведения земледелия в

промышленно развитых и развивающихся странах. Для первых характерна

интенсификация земледелия с использованием достижений НТР, при которой

сельское хозяйство развивается не за счет увеличения площади обрабатываемой

земли, а благодаря увеличению размеров капитала, вкладываемого в землю.

Известная ограниченность земельных ресурсов для большинства промышленно

развитых капиталистических стран, увеличение спроса на продукты земледелия

во всем мире в связи с высокими темпами роста населения, более высокая

культура земледелия способствовали переводу сельского хозяйства этих стран

еще в 50-е годы на путь интенсивного развития. Ускорение процесса

интенсификации сельского хозяйства в промышленно развитых капиталистических

странах связано не только с достижениями НТР, но главным образом с

выгодностью вложения капитала в сельское хозяйство, что сконцентрировало

сельскохозяйственное производство в руках крупных землевладельцев и

разорило мелких фермеров.

Иными путями развивалось сельское хозяйство в развивающихся странах.

Среди острых естественно-ресурсных проблем этих стран можно выделить

следующие: низкую культуру земледелия, вызвавшую деградацию почв

(повышенную эрозию, засоление, снижение плодородия) и естественной

растительности (например, тропических лесов), истощение водных ресурсов,

опустынивание земель, особенно отчетливо проявившееся на африканском

континенте. Все эти факторы, связанные с социально-экономическими

проблемами развивающихся стран, привели к хронической нехватке в этих

странах продовольствия. Так, на начало 80-х годов по обеспеченности на

одного человека зерном (222 кг) и мясом (14 кг) развивающиеся страны

уступали промышленно развитым капиталистическим странам соответственно в

несколько раз. Решение продовольственной проблемы в развивающихся странах

немыслимо без крупных социально-экономических преобразований.

В нашей стране основу земельных отношений составляет общегосударственная

(общенародная) собственность на землю, возникшая в результате

национализации всей земли. Аграрные отношения строятся на основе планов, по

которым должно развиваться сельское хозяйство в будущем, при финансово-

кредитной помощи государства и поставок необходимого количества машин и

удобрений. Оплата работников сельского хозяйства по количеству и качеству

труда стимулирует постоянное повышение их жизненного уровня.

Использование земельного фонда как единого целого осуществляется на

основах долговременных государственных планов. Примером таких планов

явилось освоение целинных и залежных земель на востоке страны (середина 50-

х годов), благодаря которому стало возможным за короткий срок ввести в

состав пахотных земель более 41 млн. га новых площадей. Еще пример —

комплекс мероприятий, связанных с выполнением Продовольственной программы,

предусматривающей ускорение развития сельскохозяйственного производства на

основе повышения культуры земледелия, широкого проведения мелиоративных

мероприятий, а также осуществления широкой программы социально-

экономического переустройства сельскохозяйственных районов.

Земельные ресурсы мира в целом позволяют обеспечить продуктами питания

большее количество людей, чем имеется в настоящее время и чем оно будет в

ближайшем будущем. Вместе с тем, в связи с ростом населения, особенно в

развивающихся странах, количество пашни на душу населения сокращается.

В земледельческих районах в направлении с севера на юг наблюдается

закономерное уменьшение площади слабоокультуренных угодий и возрастание

площади пашни, которая достигает максимума в лесостепной и степной зонах.

Если в северных областях Нечерноземной зоны РСФСР площадь пашни составляет

5—6% общей площади, то в лесостепной и степной зонах площадь пашни

увеличивается более чем в 10 раз, достигая 60—70%. Севернее и южнее этих

зон земледельческая территория резко сокращается. На севере граница

устойчивого земледелия определяется суммой положительных температур 1000°

за вегетационный период, на юге — годовой суммой осадков в 200—300 мм.

Исключение составляют лучше увлажненные предгорные и горные районы юга

Европейской части страны и Средней Азии, где земледельческая освоенность

территории составляет 20%. На севере Русской равнины в лесотундровой и

тундровой зонах площадь пашни составляет лишь 75 тыс. га (менее 0,1%

территории).

Для ускорения развития сельского хозяйства страны требуется осуществление

ряда крупномасштабных мероприятий:

внедрение научно обоснованной системы земледелия для каждой природной

зоны и ее отдельных регионов;

осуществление широкой программы мелиорации земель в различных природных

зонах;

ликвидация процессов вторичного засоления и заболачивания мелиоративных

массивов;

применение комплексов мероприятий по борьбе с водной и ветровой эрозией

на площадях, измеряемых миллионами гектаров;

создание сети культурных пастбищ в различных природных зонах с

применением их орошения, обводнения и внесения удобрений;

проведение широкого комплекса мероприятий по окультуриванию освоенных

почв с созданием глубокого оструктуренного горизонта;

модернизация машинно-тракторного парка и почвообрабатывающих орудий;

применение полноценной дозы удобрений под все вилы сельскохозяйственных

культур, в том числе малорастворимых в защитной оболочке;

осуществление комплекса мероприятий по социальному переустройству

земледельческих территорий (строительство дорог, жилищ, складов, школ,

больниц и т. д.);

всемерное сохранение существующего земельного фонда. Эта программа может

быть рассчитана на продолжительное время.

Нечерноземная зона РСФСР простирается от Прибалтийских равнин на западе

до Уральского хребта на востоке, от побережья Северного Ледовитого океана

на севере до границы лесостепи на юге. Ее площадь составляет около 2,8 км2.

Нечерноземье отличается высокой концентрацией населения. Здесь проживает

более 60 млн. человек (около 44% населения РСФСР), в том числе около 73% в

городах. Эта зона насчитывает 47 млн. га сельскохозяйственных угодий, из

них 32 млн. га — пашни. Нечерноземная зона отличается развитым сельским

хозяйством, на долю которого приходится до 30% сельскохозяйственной

продукции РСФСР, в том числе почти все льноволокно, до 20% зерна, более 50

— картофеля, около 40 — молока и яиц, 43 — овощей, 30% — мяса.

Важнейшей особенностью Нечерноземной зоны является наличие большой

площади естественных кормовых угодий. На каждый гектар пашни здесь

приходится от 1 до 3 га кормовых сенокосов и пастбищ. Природно-

климатические условия почти повсеместно благоприятствуют развитию сельского

хозяйства мясо-молочной специализации. Для интенсификации сельского

хозяйства предполагается на болотах и заболоченных землях провести

мелиоративные мероприятия и химизацию сельскохозяйственных угодий.

2. ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ. МЕЛИОРАЦИЯ И ЕЕ ПОСЛЕДСТВИЯ [1, с.

14]

С переводом земледелия страны на интенсивный путь развития предполагается

прежде всего лучшее использование существующего земельного фонда, повышение

плодородия почв и резкое повышение урожайности основных зерновых, кормовых

и технических культур, разработка и внедрение научно обоснованной системы

земледелия, которые должны сочетаться с продуманными мерами по

предупреждению нежелательных экологических последствий.

Интенсификация земледелия невозможна без улучшения плодородия почвы с

помощью мелиоративных мероприятий. Однако эти мероприятия не дадут

полноценной отдачи без внесения полной дозы минеральных удобрений,

сбалансированной по отдельным компонентам. Химические методы широко

используются и для сохранения выращенной сельскохозяйственной продукции.

Ограничение вредного воздействия водной и ветровой эрозии является также

одним из наиболее эффективных и доступных способов повышения плодородия

почвы.

Под мелиорацией почв понимают систему мероприятий, связанных с коренным

улучшением свойств почвы и условий почвообразования с целью повышения

плодородия почвы. Мелиорация осуществляется путем искусственного

регулирования водно-теплового, воздушного, солевого, биохимического и

других режимов с помощью орошения, осушения, промывок, обработки почвы и

внесения в нее химических и органических удобрений. Мелиорация почвы—важный

агротехнический метод, особенно для территорий с неблагоприятным водно-

тепловым и воздушным режимом почвы и ее засолением.

Различают два вида мелиорации: орошение земель, при котором наибольшее

значение имеет искусственное увлажнение почвы благодаря подаче воды для

повышения влагообеспеченности растений и их урожая; осушение земель, при

котором преследуется цель отвести избыточную влагу из пределов корневого

слоя для достижения необходимых водно-тепловых условий произрастания

растений и улучшения аэрации почв.

Оба вида мелиорации практикуются с момента возникновения земледелия, хотя

их научные основы были разработаны лишь в XX в.

Потребность в мелиорации земель мира определяется прежде всего

климатическими особенностями. Большая часть населения Земли проживает в

тропическом и субтропическом поясах, где особенно требуется орошение

земель. Почти 20% населения проживает на территориях, где требуется борьба

с избыточным увлажнением почв. Поэтому оросительные и осушительные

мелиорации земель применялись с древнейших времен. Практика показывает, что

при орошении земель урожайность сельскохозяйственных культур повышается в

2—3 раза, а возделывание некоторых из них (рис, хлопок) вообще невозможно

без орошения.

2.1. Орошение. Борьба с вторичным засолением почвы

В настоящее время площадь орошаемых земель во всем мире, по экспертным

оценкам Всемирной организации по проблеме продовольствия (ФАО), составляет

236 млн. га, из них около половины приходится на территорию Южной Азии.

Около 60% всех орошаемых площадей мира приходится на долю четырех стран:

Китая—85,2 млн. га (45% обрабатываемой площади), Индии — 36.4 (21%), США—

16,5 (9%), бывшего СССР — 16,0 (7% обрабатываемой площади). Эксперты ФАО

полагают, что к концу XX в. площадь орошаемых земель в развивающихся

странах возрастет на 50%, главным образом, за счет расширения орошаемого

земледелия в Южной Азии, Африке и Латинской Америке. В развитых

капиталистических странах прогнозируется умеренный рост орошаемых площадей

(порядка 17—19%), причем особое внимание уделяется экономии воды при

Орошении, поскольку потери ее в открытых каналах на фильтрацию и испарение

в настоящее время оцениваются в 40—60%.

Орошаемое земледелие в развивающихся странах со скудной дозой минеральных

удобрений и современных средств защиты растений не может привести к резкому

росту урожайности. Разрыв в масштабах применения минеральных удобрений от

промышленно развитых стран здесь еще весьма велик. Так, в Индии 1 га

обрабатываемой земли получает минеральных удобрений в 7 раз меньше, чем в

США. Послеуборочные потери урожая в развивающихся странах оцениваются в

25—40%, вследствие чего амбарный урожай на такой же процент меньше

биологического.

В целом мире многими исследователями фиксируется возрастание; степени

засушливости климата, особенно на Африканском континенте. Катастрофические

засухи 70-х годов охватили огромные территории Африки (Эфиопия, Судан,

Вольта, Чад, Нигерия, Мавритания, Сенегал, Кения, Танзания и др.).

Засушливые явления наблюдались в Латинской Америке (Бразилия, Аргентина,

Парагвай, Боливия). Засухи отмечались в пределах Северной Америки. Только в

XX в. их насчитывается более 26. В Северной Америке наиболее часты засухи в

центральных районах США и Канады.

Причиной засух являются квазиритмические колебания увлажненности, а также

антропогенные факторы. К последним относят уничтожение лесов на обширных

территориях, неумеренный выпас скота, приводящий к деградации растительного

покрова, и другие факторы подстилающей поверхности суши, нарушающие

естественный влагооборот. Необходимость осуществления крупных мелиоративных

мероприятии в России диктуется неблагоприятными климатическими условиями

обширных территорий, вследствие которых большая масса сельскохозяйственных

земель находится в районах избыточного либо недостаточного увлажнения.

Мелиорация земель является важнейшей мерой, необходимой для неуклонного

наращивания производства зерна и создания устойчивой кормовой базы

животноводства, повышения общей эффективности сельскохозяйственного

производства.

Неблагоприятные климатические условия в засушливые годы приводят к

большим колебаниям валового сбора зерновых в урожайные и неурожайные годы,

достигающим около 60—70 млн. т. Развитие мелиорации включает в себя ввод

Страницы: 1, 2, 3, 4