Ekologia_pochv_uchebnoe_posobie

ТЕМА 11. ЭТНОСФЕРНЫЕ ФУНКЦИИ ПОЧВЫ

1.Общество и природа.

2.Функции почв в развитии человеческого общества.

1. Общество и природа

Человеческое общество представляет собой часть природы. Ведь в организме каждого человека протекают природные химические, биологические и другие процессы.

Органическая связь человека и природы заставляет в полной мере учитывать природные факторы в развитии общества. На решающую роль природы в развитии общества указывали античный мыслитель Геродот и мыслители Нового времени Ш. Монтескье, А. Тюрго и др. Последние развивали взгляды, получившие название географического детерминизма. Его суть заключается в утверждении, что природа, которая истолковывается как географическая среда жизни общества, выступает в качестве основной причины происходящих в обществе явлений. Она определяет не только направление хозяйственной жизни людей, но также их психический склад, темперамент, характер, обычаи и нравы, эстетические взгляды и даже формы государственного правления и законодательства, словом, всю их общественную и личную жизнь. Так, Ш. Монтескье утверждал, что климат, почвы и географическое положение страны являются причиной существования различных форм государственной власти и законодательства, влияют на психологию людей и склад их характера. По его мнению, климат и географическая среда определяют «характер ума и страсти сердца», что неизбежно сказывается на психологии людей, характере их искусства, нравов и законов [39].

Но рассмотрим также историю воздействия общества на природу. Сначала люди просто пользовались окружающей их природой. На этой основе развивались охота, рыболовство, приручение животных, простые формы скотоводства и земледелия. Постепенно их влияние на природу углублялось и расширялось. Материал природы подвергался все более основательному воздействию в их производственной деятельности. Применялись более сложные способы обработки почвы, вводились севообороты, промышленные способы обработки шкур животных, более развитые формы рыболовства. Выводились новые виды растений и породы животных. Развивались деревообрабатывающее производство, судостроение, производство одежды и других изделий изо льна, шелка, хлопка и кожи, а также строительство дорог, зданий, всевозможных сооружений. Словом, по мере развития производительных сил – орудий труда, технологии различных производств, знаний и

61

навыков людей – все более возрастало их господство над окружающей природой, за счет которой удовлетворялось все большее количество человеческих потребностей.

Однако, увеличивая свою власть над природой, люди попадали во все большую зависимость от нее. Эта зависимость особенно усилилась с развитием промышленного производства. Перейдя к массовому применению паровых машин и двигателей внутреннего сгорания, люди попали в прямую зависимость от наличия в их странах полезных ископаемых, прежде всего угля и нефти. В дальнейшем все большее потребление электроэнергии в промышленных, бытовых и иных целях многократно увеличило зависимость людей от наличия так называемых энергоносителей – угля, нефти, газа, водных и других источников энергии.

Вэтом и заключается диалектико-противоречивая взаимозависимость общества и природы: постепенно увеличивая власть над природой, общество в то же время попадает во все большую зависимость от нее как источника удовлетворения потребностей людей и самого производства. Речь идет о материальном обеспечении развития общества и его культуры.

Однако деятельность человечества не проходит бесследно. Сущность современной экологической проблемы заключается в глобальном изменении природной среды существования человечества, в быстром уменьшении

еересурсов, в ослаблении восстановительных процессов в природе, что ставит под вопрос будущее человеческого общества.

Врезолюции Конференции ООН, посвященной проблеме взаимоотношений человеческого общества и биосферы (Стокгольм, 1972 г.), провозглашено, что люди являются самой значительной ценностью и каждый человек имеет право на необходимый уровень жизни и здоровую среду обитания. В соответствии с этим каждый человек несет ответственность за охрану и улучшение окружающей среды. Особо подчеркивается, что природные ресурсы Земли должны обеспечить улучшение качества жизни и возможность развития будущих поколений. Все эти положения сохраняют свою актуальность в наши дни.

2. Функции почв в развитии человеческого общества

Почвенный покров Земли, будучи глобальной природной системой, взаимосвязан своими функциями с историей и современной жизнью человечества. Эти связи исключительно разнообразны и начали проявляться еще на заре жизни древнего человека. Достаточно четко они проявились в эпоху зарождения земледелия и формирования древних цивилизаций. Наиболее ранние цивилизации возникли на территориях с плодородными почвами. И в настоящее время экономическое благополучие современных стран не-

62

разрывно связано с наличием плодородных земель. Итак, среди этносферных функций можно назвать:

–роль почвы как одного из важных факторов существования и динамики этносферы;

–участие почвы в формировании полезных ископаемых и энергетических ресурсов, используемых этносами Земли;

–почва как место для поселений, размещения промышленных и дорожных объектов;

–сохранение почвой информации о развитии природной среды и общества.

Рассмотрим более подробно некоторые из этих функций.

Почва – основное средство сельскохозяйственного производства, относящееся к категории невозобновимых природных ресурсов. В среднем на каждого жителя планеты приходится сегодня 1 га земли, однако эта величина снижается в связи с ростом народонаселения и с тем, что часть земли выпадает из сельскохозяйственного оборота, поскольку используется на нужды промышленности, строительства и т. д. Это вызывает тревогу. Международные декларации и соглашения по проблемам природопользования («Всемирная стратегия охраны природы», «Всемирная почвенная хартия», «Основы мировой почвенной политики») утверждают значение почвы как всеобщего достояния человечества, рационально использовать и охранять которое должны все люди Земли. Поэтому вопросы землепользования затрагивают комплекс сложных проблем социаль- но-экономического характера: вопросы земельной собственности, земельного законодательства, земельного права, экономической оценки земель и т. д.

По отношению к окружающей среде и человеку почва выполняет еще одну важную роль – протекторную. Обладая способностью поглощать и удерживать в себе различные загрязняющие вещества, в том числе и радионуклиды, связывая их химическим и физическим путем, почва тем самым служит своеобразным фильтром, предотвращающим поступление этих соединений в природные воды, растения и далее по пищевым цепям в животные организмы и человека. Однако возможности почвы в этом отношении небезграничны, а уровень техногенного прессинга все возрастает, поэтому все чаще наблюдаются случаи опасного загрязнения почв и последующего отравления людей.

Здоровье человека в значительной степени определятся той средой,

вкоторой он вынужден жить, и почве в этом вопросе принадлежит немаловажная роль. Некоторые заболевания, причины которых ранее были неизвестны, связаны с определенными почвенными условиями: избытком или недостатком химических элементов, нарушением их соотношения. Наиболее широко известными примерами из этой области являются

63

заболевания щитовидной железы (зоб и базедова болезнь), поражения зубной эмали (кариес и флюороз), но их список очень велик и продолжает расширяться. Так, имеются сведения о связи с особенностями почвенного покрова и онкологических заболеваний. Изучение онкологами географического распространения рака желудка показало, что в Тунисе, Египте, Афганистане заболеваемость раком желудка значительно ниже, чем в Англии, Франции, США. Клинические исследования позволили предположить повышенный риск этого заболевания с недостаточным содержанием магния в пище (как следствие его нехватки в воде и почвах), а также с нарушением соотношения в почвенном растворе между ионами Са, Mg, Mn. Эта закономерность была подтверждена на примере Ростовской области в совместной работе почвоведов (В.В. Акимцев) и онкологов (З.М. Митлин) [33].

Такие заболевания, по предложению А.П. Виноградова, были названы эндемическими, а территории с аномальным содержанием химических элементов – эндемическими провинциями. В.В. Ковальский составил карту биогеохимических зон и провинций СССР. На ней он выделил районы распространения ряда заболеваний человека и животных, обусловленных биогеохимическими свойствами почв и вод. Разгадка возникновения эндемических болезней позволила выработать меры нейтрализации этих явлений.

Почвы заселены миллиардами микроорганизмов. Некоторые из них выделены из почв и используются для изготовления ценных лечебных препаратов – антибиотиков. В составе почвенной микрофлоры содержатся и патогенные формы, вызывающие тяжелые заболевания, например возбудители столбняка (b. tetani), сибирской язвы (b. antracis), злокачественного отека (b. oedematis maligni) и др. Некоторые болезни человека и животных связаны с животными, живущими только в определенных почвенных условиях. Например, грызуны и насекомые, живущие в песчаных и супесчаных почвах полупустынь и сухих степей, переносят такие болезни, как туляремия, чума.

Таким образом, многие важные вопросы медицины и ветеринарии не могут быть решены без учета особенностей почвенного покрова. Именно поэтому в 1986 г. была организована рабочая группа «Почвы и геомедицина» в рамках Международного общества почвоведов. Это создало предпосылки для выделения особого раздела в почвоведении – медицинского.

Есть еще одна область деятельности человека, где учет свойств почв и почвенного покрова в целом совершенно необходим. Почвы обладают различными инженерно-геологическими свойствами. Долговечность деревянных, металлических и бетонных конструкций, фундаментов зданий и их стен зависит от химического состава почвенно-

64

грунтовых вод и взаимодействия между материалами сооружений и почвой. Строительство дорог, аэродромов также опирается на научные положения почвоведения, т. к. свойства почв определяют долговечность покрытий этих сооружений.

Этносферные функции почв нуждаются в обстоятельном изучении. Все более возрастающая антропогенная деградация биосферы и поч-

венного покрова чревата неизбежными этническими напряжениями и катаклизмами.

Вопросы и задания для самостоятельной работы

1.Расскажите о связи природы и общества, об истории их взаимодействия.

2.Какова роль почвы в жизни общества?

3.Что такое протекторная функция почв?

4.Какие международные организации и программы занимаются охраной почвенного покрова?

5.Назовите национальные экологические программы по сохранению и рациональному использованию почв.

65

ТЕМА 12. ГЛОБАЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ ИЗМЕНЕНИЯ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА МИРА

1.Процессы изменения факторов почвообразования.

2.Процессы изменения почвенного покрова.

1.Процессы изменения факторов почвообразования

Глобальные процессы изменения почв – совокупность процессов, воз-

никающих под влиянием глобального изменения факторов почвообразования (например, потепление климата с развитием парникового эффекта вследствие накопления в атмосфере СО2; изменение состава растительного покрова в результате вырубки лесов, распашки степей, выбивания растений при выпасе скота, загрязнения почв, которое в совокупности может привести к деградации почв и изменению их качества в масштабе планеты; изменение состава животного мира и микронаселения почвы, приводящее к качественному перерождению почвы как живого организма, увеличению роли косной ее части и угасанию или коренной метаморфизации ее биологической компоненты, стерилизации почв или развитию новых организмов и т. д. – все это находится в процессе выявления и изучения).

Рассмотрим более подробно некоторые глобальные процессы, приводящие к изменению почвенного покрова.

Некомпенсируемый характер носит все ускоряющаяся вырубка лесов, в том числе в России, Канаде, Бразилии и других странах. Леса этих стран справедливо называют «легкими планеты», поскольку они в огромных количествах снабжают ее кислородом. К тому же эти и все другие леса имеют большое значение для нормального функционирования почв. К сожалению, люди не всегда предвидят сколько-нибудь отдаленные последствия своих действий по отношению к природе. Многие ученые считают, что на месте современной пустыни Сахары некогда была обильная растительность. Со временем она погибла в результате уничтожения лесов и разрушения почв. В последние триста лет в Европе на огромных площадях шло уничтожение лесов. В результате существенно нарушился водный баланс, исчезли многие реки и озера, ухудшилась структура почв.

Примером необоснованного выпаса скота может служить появление в 60–80 гг. прошлого столетия пустыни площадью в 600 тыс. га в Калмыкии.

Парниковый эффект – это эффект разогревания нижних слоев атмосферы у земной поверхности, вызванный поглощением длинноволнового (инфракрасного) излучения земной поверхности. Главная причина этого естественного природного процесса – содержание в атмосфере паров воды, углекислого газа и некоторых других газов, молекулы которых поглощают тепловое излучение Земли. При отсутствии атмосферы и нулевом альбедо (отражении) температура Земли, или ее орбитальная температура, опреде-

66

лялась бы только солнечной постоянной и составляла бы 5 ˚С. Наличие альбедо у Земли понижает эту температуру до –18 ˚С, а парниковый эффект повышает эту температуру на 33 ˚С, т. е. до 15 ˚С. В настоящее время происходит увеличение концентрации газов, обусловливающих парниковый эффект в атмосфере за счет хозяйственной деятельности человека. Так же появились новые газы, которые ранее не наблюдались в атмосфере. Это хлорфторуглероды (фреоны), которые стали фиксироваться с 1950-х гг.

Баланс углекислого газа между атмосферой, океаном, почвой и живыми организмами поддерживается миллионами видов живых организмов. Накопление парниковых газов в атмосфере свидетельствует о том, что нарушен естественный механизм регуляции окружающей среды. Так, например, разрушаемые человеком биота и почвенный покров (минерализация, дегумификация) выбрасывают в окружающую среду все время растущую массу углекислого газа. Поэтому необходимыми являются меры по восстановлению естественных лесов, поддержка тех стран, которые сохраняют ненарушенными естественные леса (они служат стоком (наряду с океаном) для углекислого газа), а также мероприятияпосохранениюивосстановлениюпочвенногоплодородия.

Увеличение парникового эффекта будет выражаться в изменении перераспределения влаги на поверхности планеты, увеличении аномалий сезонного, годового и межгодового масштабов и т. д.

2. Процессы изменения почвенного покрова

Загрязнение почв – антропогенное накопление в почве токсичных и вредных веществ и организмов, вызывающих деградацию или деструкцию почвенного покрова, изменение морфологии, состава микрофлоры почв, ухудшение физико-химических и химических свойств почв, снижение плодородия почв, биопродуктивности, технологической, питательной, гигиени- ческо-санитарной ценности выращиваемых культур и качества других контактирующих с почвами природных сред. Почва может быть аккумулятором, сорбентом и разрушителем токсикантов.

Различают следующие виды загрязнения почв.

1.Химическое – поступление минеральных веществ в составе промышленных выбросов, неорганических, органических и металлорганических соединений, в составе ядохимикатов, удобрений и мелиорантов, нефти

инефтепродуктов.

2.Радиоактивное – поступление радиоактивных веществ в результате выбросов и аварий на атомных станциях и объектах промышленности.

3.Биологическое – поступление с бытовыми, сельскохозяйственными отходами биоты, чуждой почвенной флоре и фауне.

В экологии почв особое внимание уделяется изучению условий проявления различных форм и процессов деградации почв при разном использовании земель и обработках сельскохозяйственными орудиями, применении

67

химических удобрений, ядохимикатов, мелиоративном вмешательстве и других видах деятельности.

Деградация почв – процесс ухудшения и разрушения почв в результате негативного воздействия человека на почвы или условия почвообразования при неправильном их использовании и необеспеченности мер по охране почвенного покрова и плодородия. Деградация почв отрицательно воздействует на окружающую среду, природные ресурсы, жизнь, здоровье и благополучие населения. Формы деградации почв многообразны, и число их с развитием НТП растет, что связано с нарушением естественного хода почвообразовательного процесса в результате сведения лесов и другой природной растительности, распашкой земель, усилением интенсивности их обработок и различного рода воздействий: химического и физико-химического (внесение минеральных удобрений, пестицидов, загрязнения токсическими веществами от промышленных объектов, от транспорта и т. д.); физического (переуплотнение почв при машинной обработке тяжелыми орудиями, планировке поверхности; разрушение структуры, снижение водо- и воздухопроницаемости, эрозия, дефляция, опустынивание и т. д.); биологического воздействия (нарушение сложившихся биоценозов и условий их самовоспроизводства, стерилизация почв при пожарах, пропитке нефтепродуктами и другими ядовитыми для биоты веществами, стимулирование развития вредных организмов, выделяющих токсические для растений вещества, потеря гумуса и др.); ухудшения водного и солевого режима почв в связи с изменением гидрологических и гидрогеологических условий при водохозяйственном и других видах строительства, нарушающих структуру водных потоков, водный и солевой баланс почв разных элементов ландшафта и частей бассейна рек. Деградация почв достигла больших размеров. Под угрозой оказывается экологическая и экономическая безопасность не только отдельных регионов, но и всей планеты. По данным Международного справочно-информационного центра (1993), в мире деградации почв подвержено 56 % земель (в Европе – 52 %), в том числе химическому загрязнению – 12 % (в Европе – 26), физическому – 4 % (в Европе – 36). Проблема деградации почв для России также весьма актуальна, но имеется определяемая географическим положением специфика. К числу деградированных, особенно на с.-х. угодьях, причисляют почвы естественного засоления и солонцеватые, переувлажненные и заболоченные, кислые и засоренные камнями. Собственно деградированные почвы, ухудшенные под воздействием хозяйственной деятельности человека, составляют только часть от их общей площади. Они представлены в основном эродированными и загрязненными радионуклидами, соответственно около 2,5 % от площади сельхозугодий. К этому надо прибавить и площади химически загрязненных почв в зоне действия промышленных объектов, вторично засоленные и заболоченные почвы на мелиорированных землях. Все оценки площадей деградированных почв в мировом масштабе и по России очень приблизительны и касаются в основном пахотных земель, которые в мире составляют 10–11 %, а по России – 8 % от

68

общей территории страны. Для точного их определения требуются специальные инструментальные почвенные съемки не только на пахотных землях, но и, по крайней мере, на всей площади продуктивно используемой части суши, которая занимает 61 % от общей площади. В наибольшей степени деградация почв проявляется на интенсивно используемых землях в сельском хозяйстве, на лесных разработках, в зонах влияния городов, промышленных объектов, химических и нефтеперерабатывающих комбинатов, трубопроводов, транспортирующих их продукты, средств коммуникаций (трубопроводы, автодороги и др.), на территориях геологической разведки и открытой добычи полезных ископаемых и др. Особый вид деградации почв возникает и связан со строительством, нарушающим водный баланс и структуру водных потоков на территориях. Это, прежде всего, водохозяйственное строительство плотин, водохранилищ для зарегулирования речных стоков, водоотводящих каналов для переброски речных вод и бассейнов других рек и орошение новых массивов земель и т. д. За последние 50 лет особенно пострадали от деградации пойменные земли. В пределах границ СНГ водами водохранилищ затоплено около 10 млн га. Почвы пойм ниже плотин, лишившиеся регулярного затопления паводковыми водами, обсыхают, остепняются, засоляются и опустыниваются. Вдоль водохранилищ создаются зоны вторичного подтопления и засоления почв. С ростом протяженности автодорог и железных дорог растут площади деградации почв в зоне их влияния в связи с нарушением структуры водных потоков, переувлажнением почв в одних местах и осушением в других и связанное с ними усиление процессов эрозии и засоления. Деградация почв приобрела глобальное значение, и борьба с ней является главным звеном в системе мер по охране окружающей среды.

Вопросы и задания для самостоятельной работы

1.Как влияет техногенная интенсификация производства на почву?

2.Какие выделяют виды загрязнения почвы?

3.Как проявляется загрязнение почв агрохимикатами?

4.Расскажите о загрязнении почв тяжелыми металлами и бенз(а)пи-

реном.

5.Что такое радиоактивное загрязнение почв?

6.Что такое дегумификация почв? Каковы ее причины и последствия?

7.В результате чего происходит уплотнение пахотного слоя? Каковы способы борьбы с ним?

8.Расскажите о водной эрозии почвы, ее видах, условиях возникновения.

9.Что такое ветровая эрозия почв? Назовите ее виды, условия возникновения.

10.Что такое промышленная эрозия почв?

11.Назовите причины и тенденции глобального изменения климата. Какова роль почвенного покрова в данном процессе?

69

ТЕМА 13. СОХРАНЕНИЕ ПОЧВ КАК НЕЗАМЕНИМОГО КОМПОНЕНТА БИОСФЕРЫ

1.Научные основы сохранения почв как незаменимого компонента биосферы.

2.Охрана почв.

1. Научные основы сохранения почв как незаменимого компонента биосферы

Плодородная почва – это невозобновляемый природный ресурс для жизни человека, не менее значимый, чем чистый воздух и пресная вода. Экологическое значение почвенного покрова в биосфере, как об этом было сказано выше, не ограничивается его ролью поставщика сельскохозяйственного продовольствия, а распространяется на все условия жизни человека на Земле.

Современное состояние почвенного покрова планеты и нашей страны неудовлетворительное и продолжает ухудшаться. Это следует из официальных данных. В нашей стране 40 млн га представлены низкоплодородными засоленными и солонцовыми почвами, 26 млн га переувлажнены и заболочены, 5 млн га загрязнены радионуклидами, из 186 млн га сельскохозяйственных угодий около 60 млн га эродированы, в некоторых южных районах России (например, в Калмыкии) идет опустынивание. В Институте фундаментальной биологии прогнозируют, что население планеты через полвека может удвоиться, посевная площадь, напротив, сократится на 60 %, т. к. потери почвенных ресурсов достигли 20 млн га в год. «Почвенные ресурсы тают гораздо быстрее ледников, но человечество больше озабочено потеплением климата, чем нарастающей лавиной потерь почв из-за отчуждения пашни, загрязнения и деградации», – сказали ученые-биологи. Они считают, что «почва беззащитна перед человеком, который до сих пор относит ее к полезным ископаемым, лежащим на поверхности земли, и даровым инструментам производства продукции сельского хозяйства» [38].

Для преодоления дальнейшего развития деградации почв, в том числе знаменитого русского чернозема – национального достояния страны, необходимы меры по их защите, и прежде всего, совершенствование земельного законодательства.

Поэтому в экологии почв обязательно есть раздел «Научные основы сохранения почв как незаменимого компонента биосферы». Данная природоохранная часть экологии почв возникла как прямое продолжение учения о почвенных экологических функциях и имеет существенное отличие от охраны почв в традиционном ее понимании. Это отличие заключается, прежде всего, в более широком функционально-экологическом подходе к про-

70