Конспект лекций по Экологии Лекция 1

Вид материала

Конспект

Содержание Фауна почв К мезофауне К макрофауне К мегафауне Земельный фонд России. Естественная и ускоренная эрозия почв. Различают несколько типов ускоренной эрозии почв Повседневная эрозия Борьба с эрозией почв Загрязнение почвы Мусором, выбросами, отвалами, отстойными породами. 2. Тяжёлыми металлами 4. Радиоактивными веществами 5. Минеральные и органические удобрения 2.4. Засоление, заболачивание почв. 2.5. Разрушение почвенного покрова

Подобный материал:

• Предлагаемый конспект опорных лекций отражает традиционный набор тем и проблем курса, 1047.31kb.
• Конспект лекций 2008 г. Батычко В. Т. Административное право. Конспект лекций. 2008, 1389.57kb.
• Конспект лекций 2010 г. Батычко Вл. Т. Муниципальное право. Конспект лекций. 2010, 2365.6kb.
• Конспект лекций 2011 г. Батычко В. Т. Семейное право. Конспект лекций. 2011, 1718.16kb.
• Конспект лекций 2011 г. Батычко Вл. Т. Конституционное право зарубежных стран. Конспект, 2667.54kb.
• Конспект лекций 2010 г. Батычко В. Т. Уголовное право. Общая часть. Конспект лекций., 3144.81kb.
• Конспект лекций для студентов по специальностям 190302 «Вагоны», 783.17kb.
• Конспект лекций бурлачков в. К., д э. н., проф. Москва, 1213.67kb.
• Конспект лекций по курсу «Основы права» Кафедра экологии, 1252.59kb.
• Конспект лекций для студентов специальности 080504 Государственное и муниципальное, 962.37kb.

ФАУНА ПОЧВ

Микрофауна. Основу почвенной биоты составляют микроорганизмы. Они представлены синезелеными и зелеными водорослями, бактерия­ми, грибами и простейшими.

Важную роль в почвообразовательных процессах играют ор­ганизмы, разлагающие органические вещества. Они относятся к следующим таксономическим группам: 1) спорообразующие и неспорообразующие гетеротрофные бактерии; 2) актиномицеты; 3) различные грибы, в том числе плесени; 4) почвенные простей­шие, в том числе амебы, инфузории, жгутиковые. Они встреча­ются в наземных биоценозах повсюду, но особенно их много в самых верхних слоях почвы.

К мезофауне почвы относятся нематоды, энхитреиды, микро-артроподы (клещи и ногохвостки). Микроартроподы и энхитреи­ды исчисляются тысячами на 1 м², нематоды - миллионами.

К макрофауне принадлежат крупные насекомые и их личин­ки, дождевые черви. Плотность населения дождевых червей на известково-глинистых почвах умеренного климата достигает 300 особей/м².

К мегафауне относятся роющие позвоночные: кроты, суслики, слепушонки, мыши, полевки и др. Наибольшими по биомассе компонентами почвы являются корни растений.

Химический состав почвы оказывает влияние на состояние здоровья человека через воду, растения и животных. Недостаток или избыток определенных химических элементов в почве бывает столь велик, что приводит к нарушению обмена веществ, вызыва­ет или способствует развитию серьезных заболеваний. Так, широ­ко распространенное заболевание эндемический (местный) зоб связано с недостатком йода в почве. Малое количество кальция при избытке стронция служит причиной уровской болезни. Не­достаток фтора приводит к кариесу зубов. 11ри высоком содержа­нии фтора (свыше 1,2 мг/л) нередко возникают заболевания кост­ной системы (флюароз).

Земельный фонд России.

Россия занимает 1 место по обеспеченности терииторией на душу населения (11,7 га/чел). США (3,35).

Земельный фонд составляет 1709 млн га.

С/х земли - 38%,

Земли населенных пунктов – 0,4%

Земли промышленности –1%

Земли заповедного фонда – 1,2%

Земли лесного фонда – 52%

Остальное – земли запаса.


2.2. ЕСТЕСТВЕННАЯ И УСКОРЕННАЯ ЭРОЗИЯ ПОЧВ.

ВИДЫ УСКОРЕННОЙ ЭРОЗИИ

Под эрозией (от лат. erodere - разъедать) почвы понимают мно­гообразные процессы разрушения и выноса почвенного покрова потоками воды и ветра.

Эрозия - естественный процесс, существующий в природе, ко­торый протекает очень медленно, а поэтому разрушение и потери почвы от выдувания и смыва уравновешиваются процессами поч­вообразования. Эта естественная, или геологическая, эрозия явля­ется частью эволюции Земли. Наряду с этим нормальным геоло­гическим процессом существует ускоренная, или разрушительная, эрозия, возникающая под влиянием деятельности людей. При этом процессы разрушения и сноса почвы происходят во много раз бы­стрее, чем при естественной эрозии. Потери почвы не компенси­руются естественными почвообразовательными процессами, и поч­ва частично или даже полностью теряет плодородие.

Образование плодородного гумусового горизонта мощностью 20-25 см происходит в течении 2-7 тысячелетий. При ускоренной эрозии разрушение этого слоя может произойти за 10-30 лет. При катастрофических ураганах, ливнях нарушенные хозяйственной деятельностью почвы могут быть уничтожены в течение несколь­ких дней или даже часов.

Различают несколько типов ускоренной эрозии почв

Ветровая, или эоловая, эрозия (дефляция) связана с перемещением мелких (d = до 1 мм) частиц почвы под действием ветра. Сухие песчаные почвы, содержащие большое количество мелких пыле­видных частиц, бедны гумусом и мелкоземом, их плодородие рез­ко снижено. Ветер выдувает почву из-под посевов, обнажает кор­ни растений, вызывая их гибель. Почва приносится ветром на территории поселков, наметается в виде холмов и препятствий. Ветровая эрозия может происходить в разное время года, при лю­бой силе ветра. Интенсивность ее возрастает при сильных ветрах (15-20 м/с) весной на взрыхленных почвах, не закрепленных кор­нями растений.

1. Существует местная, или повседневная, ветровая эрозия (по­земка) и пыльные, или черные, бури. Повседневная эрозия носит локальный характер, особенно активно она проявляется на ветроударных склонах, бывает низовой и верховой. При низовой поземке частицы почвы поднимаются ветром до полутора метров от по­верхности земли. Поземка опасна для молодых побегов: твердые частицы рассекают листья растений, нарушая покровные ткани. Местная ветровая эрозия может быть верховой, когда при силь­ных ветрах образуются смерчи, столбы пыли, поднимаемые вет­ром на большую высоту.

2. Пыльные, или черные, бури возникают при сильных ветрах. Ветер поднимает такое количество пыли, что воздух теряет прозрачность. В песчаных пустынях они известны с древних времен..

Водная эрозия может быть плоскостной, струйчатой и овражистой она вызывает оползни и сели.

1. При плоскостной эрозии про­исходит постепенный смыв поверхностного слоя почвы талыми водами и дождями. Частицы почвы, смытые с возвышенных уча­стков, задерживаются в понижениях. Образующиеся во время таяния снега и дождей промоины почвы заравниваются при обра­ботке. Поэтому на первых стадиях эрозия малозаметна. Обнару­жить ее можно тогда, когда на возвышенных участках, лишенных верхнего плодородного слоя, выступают нижние, более светлые горизонты, а в понижениях скапливается смытая часть почвы, бо­лее темная и плодородная. На почвах, лишенных гумусового го­ризонта, растения развиваются плохо, урожайность снижается.

Бороздчатая, или струйчатая (ручейковая), эрозия интенсивно


развивается при дружном тая­нии снега весной и во время сильных ливней на полях, воз­деланных на склонах холмов, лишенных растительности и за­нятых пропашными культура­ми. Вода, стекающая по скло­нам, увлекает за собой частицы почвы, образуя неглубокие па­раллельные струйчатые размы­вы (рис. 26). Развитию ручейковой эрозии способствует рас­пашка почвы вдоль склонов.

Овражная эрозия развивает­ся на крутых и пологих скло­нах, лишенных древесной рас­тительности, со слабо развитой дерновиной. Ручейки, сбегаю­щие со склона, соединяются вместе, образуя единый поток. Скорость формирования оврагов зависит от особенностей почв, рельефа местности, природно-климатических условий. Средняя скорость роста оврага 1-3 м в год;.

Селевые потоки и оползни - наиболее опасные формы водной эрозии в горах. Возникают они вследствие вырубки горных лесов, неумеренного выпаса скота, который вытаптывает травянистую растительность, нарушает, разбивает дернину на склонах. Сели (в пер. с арабского - поток) - это мощные горные грязекаменные потоки, вызванные сильными дождями. Вода сносит с крутых склонов не только почву, но и большие камни и вырванные с кор­нем деревья. Обладая большой разрушительной силой, селевые потоки приносят большие убытки хозяйству, сопровождаются человеческими жертвами.

Ирригационная эрозия характерна для районов орошаемого земледелия, возникает в результате неумеренного и неправильно­го полива. Вода, подаваемая на поля, идет мощным потоком, сте­кает по склонам, смывает и разрушает почву, что может привести к образованию оврагов.

БОРЬБА С ЭРОЗИЕЙ ПОЧВ

Межзональные меры борьбы с эрозией вклю­чают следующие мероприятия:

I) противоэрозийную организацию территории, предусматривающую различные противоэрозийные мероприятия в сочетании с правильным размещением севооборотов, защитных лесонасаждений и гидротехнических сооружений:

2) введение почвозащитных полевых и лугопастбищных севообо­ротов, в том числе многолетние травы, занятые пары, сокращение площади пропашных культур, черных паров.

3) прекращение рядового посева и культивации паров вдоль склона;

4) создание на крутых склонах полос - буферов из многолетних трав;

5) укреп­ление, облесение оврагов, песков, сильно эродированных склонов, создание лесозащитных насаждений и лесов хозяйственного на­значения;

6) заложение и закрепление ложбин, крутых склонов, заравнивание промоин;

7) регулирование выпаса в балках, на кру­тых склонах, на песчаных и супесчаных почвах:

8) защиту дорог от размыва.

Среди агротех­нических мероприятий можно назвать:

I) вспашку, культивацию и посев растений поперек склона, эффект получают уже в год применения;

2) углубление пахотного слоя, что обеспечивает луч­шее впитывание влаги и уменьшение поверхностного стока;

3) без­отвальную обработку почвы по стерне по методу академика Т.С.Мальцева;

4) глубокое полосное рыхление почвы;

5) кротование, т.е. прокладку в почве на глубине 40-50 см с помощью специального («кротового») плуга горизонтальных дренажных скважин, или дрен, для стока излишней воды (при выпадении осадков);

6) щелеванне, т.е. устройство в почве узких и глубоких щелей для увеличения просачивания воды при выпадении осадков и уменьшения поверхностного стока;

7)частичную и полосную обработку песчаных и супесчаных почв, при этом возделываемая полоса должна иметь ширину от 1 до 100 м и располагаться пер­пендикулярно направлению господствующего ветра, а межполос­ные, необработанные участки должны иметь ширину, равную ши­рине обработанных полос или больше ее.

Лесомелиоративные меры заключаются в создании применитель­но к конкретным условиям полезащитных лесных полос.

Гидротехнические мероприятия необходимы при борьбе с овра­гами, подмывом и разрушением берегов, катастрофическими па­водками, оползнями, селями. Предусматривается создание кана­лов и валов для стока воды в сочетании с работами по облесению подвергшейся эрозии территории, вокруг гидротехнических со­оружений. При возделывании склонов в горных условиях в селеоопасных районах создают более сложные преграды, каскады, акве­дуки и т.д.

3. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВЫ
   

Классификация почвенных загрязнений.


Охрана почв от загрязнения является важной задачей человека, так как любые вредные соединения, находящиеся в почве, рано или поздно попадают в организм человека.

Во-первых, происходит постоянное вымывание загрязнения в открытые водоёмы и грунтовые воды, которые могут использоваться человеком для питья и других нужд.

Во-вторых, эти загрязнения из почвенной влаги, грунтовых вод и открытых водоемов попадают в организмы животных и растений, употребляющих эту воду, а затем по пищевым цепочкам опять-таки попадают в организм человека.

В-третьих, многие вредные для человеческого организма соединения имеют способность аккумулироваться в тканях и прежде всего в костях.

По оценкам исследователей в биосферу поступает ежегодно около 20-30 млрд. т твердых отходов. Из них 50-60% органических соединений, а в виде кислотных агентов газового или аэрозольного характера - около 1 млрд. т.

Загрязнения почвы трудно классифицируются, в разных источниках их классификация даётся по-разному. Если обобщить и выделить главное, то наблюдается следующая картина по загрязнению почвы:

1. Мусором, выбросами, отвалами, отстойными породами. В эту группу входят различные по характеру загрязнители смешанного характера, включающие как твёрдые, так и жидкие вещества, не слишком вредные для организма человека, но засоряющие поверхность почвы, затрудняющие рост растений на этой площади.

Твердые отходы - твердые вещества, образующиеся в промышленном производстве, сельском и коммунальном хозяйстве и не используемые как сырье для производства. Наибольший вклад в накопление твердых отходов вносит промышленность: в результате производства образуются большие объемы шлаков, золы, пустой породы, шламов очистных сооружений и т. д. Большой объем твердых отходов образуется на предприятиях металлургического и строительного комплексов. В РФ к настоящему времени на санкционированных и несанкционированных свалках накоплено около 100 млрд т твердых отходов.

Особую опасность представляют токсичные твердые отходы (отходы промышленных производств, содержащие мутагенные и канцерогенные вещества, шламы гальванические, шламы коксохимических заводов и др. Правительство РФ в июле 1996 г. приняло «Постановление о государственном регулировании и контроле трансграничных перевозок опасных отходов», в котором приведен список твердых отходов, импорт (транзит) которых на (через) территорию РФ запрещен, а экспорт подлежит государственному регулированию. По производству токсичных отходов РФ не является лидером. Из 338 тыс. т опасных твердых отходов мира мы производим только 20 тыс. т (США — 275 тыс. т). Уменьшение объема промышленных твердых отходов - одна из задач ресурсосбережения.

2. Тяжёлыми металлами. Данный вид загрязнений уже представляет значительную опасность для человека и других живых организмов, так как тяжёлые металлы нередко обладают высокой токсичностью и способностью к аккумуляции в организме. Наиболее распространённое автомобильное топливо - бензин -содержит очень ядовитое соединение - тетраэтилсвинец - содержащее тяжёлый металл, свинец, который попадает в почву. Из других тяжёлых металлов, соединения которых загрязняют почву, можно назвать Сd (кадмий), Сu (медь), Сr (хром), Ni (никель), Со (кобальт), Нg (ртуть), Аs (мышьяк), Мn (марганец).

3. Пестицидами. Эти химические вещества в настоящее время широко используются в качестве средств борьбы с вредителями культурных растений и поэтому могут находиться в почве в значительных количествах. По своей опасности для животных и человека они приближаются к предыдущей группе. Именно по этой причине был запрещён для использования препарат ДДТ (дихлордифенил-фихлорметилметан), который является не только высокотоксичным соединением, но также обладает значительной химической стойкостью, не разлагается в течение десятков лет. Следы ДДТ были обнаружены исследователями даже в Антарктиде! Пестициды губительно действуют на почвенную микрофлору: бактерии, актиномицеты, грибы, водоросли.

4. Радиоактивными веществами. Радиоактивные соединения стоят несколько обособленно по своей опасности, прежде всего потому, что по своим химическим свойствам они практически не отличаются от аналогичных нерадиоактивных элементов и легко проникают во все живые организмы» встраиваясь в пищевые цепочки. Из радиоактивных изотопов можно отметить в качестве примера наиболее опасный - 905г. (стронций-90). Данный радиоактивный изотоп имеет высокий выход при ядерном делении (2-8%), большой период полураспада (28,4 года), химическое сродство с кальцием, а, значит, способность откладываться б костных тканях животных и человека, относительно высокую подвижность в почве..

5. Минеральные и органические удобрения. Обеспечение населения продовольствием является одной из глобальных проблем современности. Сейчас эту проблему можно решить не за счет увеличения сельскохозяйственных угодий, а за счет интенсификации земледелия. Один из путей - использование минеральных и органических удобрений.

Организация охраны почв при широком использовании минеральных и органических удобрений должна быть направлена на сбалансированность вносимых масс удобрений, с учетом конкретных почв и растений. Внесение удобрений должно быть максимально приближено к тем стадиям развития растений, когда они наиболее нуждаются в данных питательных веществах. Основная задача охранных мероприятий должна быть направлена на предотвращение выноса удобрений с поверхностными и подземными водными стоками и на недопущение поступления избыточных количеств вносимых элементов в продукцию сельского хозяйства.

Пути попадания загрязнения в почву. Различные почвенные загрязнители, большинство из которых антропогенного характера, можно разделить по источнику поступления:

1. С атмосферными осадками. Многие химические соединения, попадающие в атмосферу в результате работы предприятий, растворяются в капельках атмосферной влаги и с осадками, выпадают в почву. Это, в основном, газы - оксиды серы, азота и др. Большинство из них не просто растворяются, а образуют химические соединения с водой, имеющие кислотный характер. Так и образуются кислотные дожди.
   
2. Осаждающиеся в виде пыли и аэрозолей. Твёрдые и жидкие соединения при сухой погоде обычно оседают непосредственно в виде пыли и аэрозолей. Такие загрязнения можно наблюдать визуально, например, вокруг котельных зимой снег чернеет, покрываясь частицами сажи. Автомобили, особенно в городах и около дорог, вносят значительную лепту в пополнение почвенных загрязнений.
   
3. При непосредственном поглощении почвой газообразных соединений. В сухую погоду газы могут непосредственно поглощаться почвой, особенно влажной.
   
4. С растительным опадом. Различные вредные соединения, в любом агрегатном состоянии, поглощаются листьями через устьица или оседают на поверхности. Затем, когда листья опадают, все эти соединения поступают опять-таки в почву.
   

2.4. ЗАСОЛЕНИЕ, ЗАБОЛАЧИВАНИЕ ПОЧВ.


Заболачивание почв тесно связано с водным режимом террито­рии и возможно при условии постоянного или длительного их переувлажнения. Наиболее благоприятны для заболачивания ус­ловия лесной зоны где умеренные летние температуры сочетают­ся с большим количеством осадков и слабым испарением. В пер­вую очередь заболачиваются низменности и слабо всхолмленные территории. Часто процесс заболачивания развивается па участ­ках, прилежащих к водохранилищам. Здесь резко повышается уровень грунтовых вод, и заболачивание охватывает значитель­ные площади равнинных и пониженных территорий. Иногда за­болачивание происходит в результате сплошной рубки леса "в районах с избыточным увлажнением. Предупреждение и борьба с увлажнением осуществляются путем мелиорации избыточно ув­лажненных земель с целью регулирования их водного режима.

Засоление почв – накопление в почвенном растворе токсичных для растений солей. Количество солей может достигать 5% от веса почвы солончаки). По преобладающим анионам различают сульфатное, хлоридное и содовое засоление.

Засоление почв может происходить самыми различными способами. Самый распространённый в области - это неумеренный бессистемный полив растений при отсутствии дренажа. При неумеренном поливе происходит накопление солей в орошаемых почвах. Вторичное засоление происходит при неглубоком залегании минерализованной грунтовой воды; поднимаясь по капиллярам почвы и испаряясь, она оставляет соли на поверхности. Почва покрывается белыми пятнами солей, вышедших на поверхность земли. Такая земля становится бесплодной. Для предотвращения вторичного засоления земель большое значение имеет дренаж, который необходим при близком залегании минерализованных грунтовых вод, и нормированный полив растений. Лучший способ полива на землях города Омска и его окрестностей - это мелкодисперсный и капельный методы полива.

Солонцы, солончаки и другие засоленные почвы широко распространены в области. В 60-е годы в области шло активное освоение солонцов в пашню, всего было освоено 515,5 тыс. га. В последнее десятилетие освоение солонцовых земель в пашню прекратилось, площадь солонцов осталась, примерно, на уровне 21% площади пашни.

2.5. Разрушение почвенного покрова

В результате активной производственной деятельности и ин­тенсивного сельского хозяйства почвенный покров суши стреми­тельно деградирует и концентрации веществ в нем изменяются, как и в воздухе и воде планеты.

В настоящее время все территории с более или менее благо­приятными условиями обитания и ведения хозяйства заселены и освоены (на 7 — 8 % территории Земли сосредоточено около 3/4 населения мира). Около 4/5 населения концентрируется на равни­нах и землях не выше 500 м над уровнем моря, т.е. осуществляется «давление населения» (демографическое давление) на террито­рии в первую очередь бассейнов Нила, Тигра, Евфрата, Инда, Ганга, Янцзы, Хуанхэ. Неосвоенные и незаселенные территории занимают 1/7 суши [засушливые (аридные) области, тайга, тунд­ра, зона влажных тропических лесов].

Хозяйственной деятельностью охвачено 60 млн км² (40% суши). Ежегодно застраивается, а следовательно, изымается у природы не менее 3000 км² земли. Десять процентов свободной ото льдов поверхности суши занимают обрабатываемые земли, 24 % — паст­бища, а 31 % — леса и редколесья.

Из пригодных для обработки 3200 млн га обрабатываются при­мерно 1475 млн га, причем лишь 13 % .

При нынешних темпах естественной эрозии плодо­родный верхний слой почвы на Земле истощается со скоростью 7% за десятилетие. Хозяйственная деятельность усиливает про­цесс естественной эрозии в 2 — 2,5 раза, т.е. через 50 — 70 лет поч­венный покров будет полностью разрушен.

За всю историю человечество освоило и забросило в результате деградации 2 млрд га плодородных земель — больше площади ныне обрабатываемых полей, составляющих около 1,5 млрд га.

Ежегодно вследствие эрозии из сельскохозяйственного оборо­та выпадает 7 — 8 млн га земли, из-за заболачивания, засоления, выщелачивания — еще 1,5 млн га,

Пятнадцать процентов всей мировой суши (территория боль­шая, чем Индия и Китай) уже деградировало из-за вмешатель­ства человека. Причинами, вызвавшими такую деградацию, явля­ются постоянный выпас скота (34,5%), сведение лесов (25,5%), распашка (28%) и засоление почв в результате орошения (8%). К наиболее пострадавшим относятся районы недостаточного ув­лажнения, которые занимают 47% всей земной суши. Здесь воз­действие человека вызвало так называемый эффект опустынива­ния, — термин, который означает не расширение площади пус­тынь, а их образование. В засушливых областях опустыниванию подверглись 47% неорошаемых посевных площадей, 73% паст­бищ, 30% орошаемых площадей, т.е. примерно четверть суши. Практически все пахотные земли и большая часть пастбищ под­вержены той или иной степени деградации.