1. Что такое почва?
Почва – это поверхностный слой земной коры. Это продукт длительных процессов, происходящих на поверхности Земли. Для создания 2-3-сантиметрового слоя почвы требуется около 200-1000 лет. Почвообразование происходит в результате выветривания горных пород под влиянием климатических факторов и деятельности живых организмов. Материал щебня обладает способностью удерживать воду и воздух. Это благоприятствует появлению растений, закрепляющих почву. Растительные остатки, а также остатки животных и экскременты разлагаются почвенными микроорганизмами, что приводит к увеличению количества гумуса и обогащает почву минеральными соединениями. Средний состав почвы следующий:
Органика-5%
Вода-25%
Воздух-25%
Минералы-45%
Почвы существуют и сохраняют свои характеристики благодаря почвенным организмам. Поэтому их следует рассматривать как живой слой земной коры. По этим причинам почвы подвержены постоянным изменениям, которые могут быть вызваны природными факторами или влиянием деятельности человека.
2. Причины разрушения и деградации почв. Что такое эрозия
Наиболее широкое разрушение почв вызывает эрозия.
Эрозия – это механическое разрушение земной поверхности различными внешними факторами, сочетающееся с переносом продуктов разрушения. Различают водную и ветровую эрозию. Одним из примеров водной эрозии является вымывание частиц почвы дождевой водой. Это явление происходит каждый раз, когда идет дождь, и его интенсивность зависит от степени растительного покрова земли. Леса и луга являются лучшей защитой почв от эрозии. Вырубая леса и уничтожая естественные растительные сообщества, человек оголяет почву и значительно способствует ускорению эрозии. Особенно интенсивно это явление проявляется в горных районах, где уклон склонов способствует вымыванию и перемещению элементов почвы. Еще одним видом водной эрозии является речная эрозия. Впадающие реки постоянно переносят в реки большое количество раздробленного субстрата и части смытых почв с дождевой водой. Берега морей разрушаются волнами морской воды.
Ветровая эрозия – это перемещение песчинок и почвенного гумуса ветром. При высокой ветровой эрозии могут наблюдаться пыльные бури. В настоящее время такие явления становятся все более частыми в Польше, особенно в обезлесенных районах, характеризующихся дефицитом воды. Изменения состояния воды. Второй причиной разрушения почв после эрозии являются изменения водного режима на данной территории. Эти изменения в основном вызваны деятельностью человека и могут заключаться как в чрезмерном высыхании почв, так и в чрезмерном орошении. Причиной пересыхания почвы являются глубокие и карьерные разработки. Если добыча бурого угля начнется к югу от Познани, где бурый уголь был обнаружен в залежи длиной 60 км и шириной от 3 до 5 км, нарушения круговорота воды охватят площадь 16 500 км 2. а на площади 3200 км2 произойдет полное исчезновение поверхностных вод. Понижение уровня грунтовых вод и, следовательно, значительные проблемы с получением воды вызывают регулирование рек и вырубку лесов, а также — и в значительной степени — сбор воды для коммунальных нужд в крупных городах.
2.3 Мелиорация земель Неправильная мелиорация земель является еще одной причиной разрушения почвы.
Мелиорация заключается в проведении технических спусков с целью отвода излишков воды или орошения участков с дефицитом воды. Мелиорация распространяется на строго определенные территории. Однако они часто оказывают негативное влияние на соседние районы. Даже управляемые полевые мелиорации снижают уровень грунтовых вод, что особенно негативно сказывается на ведении лесного хозяйства, вызывая усыхание и разрушение лесных почв. Нередко в результате неправильно проведенной мелиорации наблюдается чрезмерная дренированность одного участка и избыток воды на другом участке. Еще чаще в результате мелиорации ценные водные ресурсы ускоренными темпами сбрасываются в реки, а затем в моря.
2.4 Вытаптывание почв.
К факторам, влияющим на разрушение почв, относится также вытаптывание почв людьми или животными. Выпас овец на горных пастбищах представляет серьезную проблему. Чрезмерный выпас грозит разрушить залы, а острые и твердые овечьи лапы могут полностью разрушить структуру земли. Такая ситуация опасна для всех территорий, где выпас животных происходит на склонах холмов.
2.5 Деградация почвы. Под деградацией почв понимают ухудшение их свойств и снижение их ценности, что проявляется прежде всего в снижении плодородия. Для определения степени деградации почв введены определения здоровых, больных и мертвых почв.
— Под здоровыми почвами понимаются почвы, в которых правильно функционирует система биологических (почвенные организмы), физических (почвенная структура) и химических (почвенные макро- и микроэлементы).
— К больным почвам относятся почвы, поврежденные эрозией, загрязненные, с пониженными биологическими свойствами. В эту группу также входят бесплодные почвы, лишенные многих компонентов и требующие правильного удобрения.
— Мертвые почвы – это почвы, лишенные жизни и продуктивной способности. Они встречаются в небольших количествах в природных условиях вблизи действующих вулканов или в пустынях. Однако чаще они являются результатом деятельности человека и тогда встречаются на промышленных отвалах, шахтных отвалах или в виде рыхлых, неуправляемых зыбучих песков.
Основными причинами деградации почв являются промышленное и транспортное загрязнение, химизация сельского хозяйства, химические методы борьбы с вредителями полей и осей, неправильные приемы возделывания. Промышленные и транспортные загрязнения попадают в почву через воздух, воду или их комбинацию. Примером могут служить кислотные дожди, содержащие соединения серы и приводящие к изменению кислотности почвы и снижению ее плодородия. Парадоксально, что само сельское хозяйство имеет огромную долю в деградации почв, основу которой составляют хорошие и здоровые почвы. Вредное воздействие механизации и химизации сельского хозяйства на почвы часто отрицается и недооценивается.
2.6 Другие причины разрушения почвы. Почти во всем мире происходит постоянная и часто быстрая потеря земель, основным ресурсом которых являются более или менее плодородные почвы. Такие потери в основном вызваны занятием новых площадей под промышленное и жилое строительство, а также рекреацию. Также под строительство дорог и других путей сообщения уходит все больше пахотных и лесных угодий.
Разрушение почв означает их опустошение и деградацию. В случае опустошения мы имеем дело с полным разрушением почв, которое обычно сопровождается сильным преобразованием или даже опустошением поверхности земли. Такая ситуация возникает, когда землю отобрали под строительство или покрыли слоем асфальта. Аналогичные изменения происходят и в промышленных районах, где большие площади земель занесены грудами различных горнодобывающих, металлургических и других отходов. Это приводит к созданию постоянных пустошей, освоение которых крайне затруднено. Ярчайший пример опустошения — добыча полезных ископаемых открытым способом. Открытая разработка не только разрушает почву и поверхность земли, но и полностью опустошает систему геологических слоев в недрах земли, вплоть до значительных глубин. В результате полностью разрушаются все механизмы почвообразовательных процессов, процессы естественного водорегулирования, растительный и животный мир. Открытая добыча оставляет за собой сплошную пустыню, где водная и ветровая эрозия еще более интенсивны и которая на долгие годы становится источником пылевого загрязнения соседних и даже отдаленных районов.
3. Защита почвы. Основное действие, направленное на защиту почв, сводится к противодействию эрозии почв, поддержанию в них надлежащего водного режима и сдерживанию проникновения загрязняющих веществ в почвы. Основным условием достижения цели является замена трудоемких, энергозатратных методов лечения естественной биологической саморегуляцией. Среднеполевые посадки повышают влажность воздуха и тем самым уменьшают испарение с почвы. Они оказывают регулирующее влияние на температуру и регулируют водные отношения в почве. На наклонных почвах они уменьшают поверхностный сток и предотвращают водную эрозию. Выступая в качестве барьера для ветров, они уменьшают их силу и, следовательно, ветровую эрозию. Лесонасаждения являются особой защитой горных почв. Их роль в предотвращении наводнений и, следовательно, быстрой водной эрозии почв широко известна. Там, где склоны гор и холмов покрыты полями, необходимо применять соответствующую вспашку, по контурам, предотвращающую оползни и уменьшающую сток воды. На более крутых склонах применяют плотины в виде специальных фундаментов или лежачих бревен. Если склоны используются как пастбища, необходимо ограничить выпас животных до размеров, не угрожающих вытаптыванию почвы. Одним из положительных результатов этих мероприятий является значительное увеличение средних посадок и естественных удерживающих водоемов. Если склоны используются как пастбища, необходимо ограничить выпас животных до размеров, не угрожающих вытаптыванию почвы. Одним из положительных результатов этих мероприятий является значительное увеличение средних посадок и естественных удерживающих водоемов. Если склоны используются как пастбища, необходимо ограничить выпас животных до размеров, не угрожающих вытаптыванию почвы. Одним из положительных результатов этих мероприятий является значительное увеличение средних посадок и естественных удерживающих водоемов.
3.1 Борьба с загрязнением. Борьба с техногенным и транспортным загрязнением почв зависит от общего снижения этих загрязняющих веществ в атмосфере и поверхностных водах. Некоторые выхлопные газы вдоль путей сообщения могут эффективно останавливать деревья и живые изгороди. Точно так же лесные участки в средней части поля обеспечивают некоторую защиту от промышленного загрязнения полей. Охрана почв зависит от общего плана развития страны и масштабов промышленного освоения. Отдельной проблемой является загрязнение почвы, вызванное самим сельским хозяйством, т.е. крупными животноводческими хозяйствами, средствами защиты растений и искусственными удобрениями. Эти проблемы решаемы и во многом зависят от рассмотренных ранее саморегулирующих способностей почв и всей окружающей среды. Удобрения, произведенные искусственным путем, сегодня уже известны, но их называют биологическими удобрениями, так как кроме необходимых минералов и микроэлементов они содержат еще и почвенные микроорганизмы. Ситуацию также можно улучшить, изменив структуру удобрения. Производство гранулированных, быстрорастворимых удобрений позволяет уменьшить дозы подкормок и позволяет использовать удобрение в наиболее подходящий период развития растений. Что касается механизации способов обработки почвы, то представляется целесообразным заменить тяжелые машины более малогабаритными, более маневренными, приспособленными к площади полей лесонасаждений, ограниченных полосами. Испытываются также совершенно новые технологии обработки почвы и посева. Делались попытки сеять без вспашки. Созданы даже специальные машины для этого типа посева. В результате сократилась потребность в топливе, используемом для энергоемких вспашки, боронования, посева и других необходимых традиционных операций. Рассмотренные выше методы защиты почвы применимы к здоровым и больным почвам. Полностью разрушенные мертвые почвы требуют гораздо большего количества обработок. Вся совокупность таких обработок и различных работ, направленных на восстановление пригодности земель, особенно почв, для сельскохозяйственного или лесного хозяйства, называется мелиорацией.
4. Рекультивация Рекультивация включает техническую обработку поверхности поврежденного участка, затем механическую обработку почвы, внесение обильных удобрений и выращивание гумусообразующих растений.
Не все деградированные земли непосредственно пригодны для сельскохозяйственной или лесной мелиорации. В случае сильного загрязнения и высокой токсичности почвы необходимо применять специальную рекультивацию. Только по прошествии многих лет эти земли могут быть возвращены в сельскохозяйственное или лесное хозяйство. Все рекультивационные процедуры очень энергозатратны и длительны.
Весь процесс рекультивации и освоения можно разделить на три этапа:
I этап — проводится инвентаризация деградированного участка,
должны быть установлены причины, степень и степень деградации.
II этап — разработка технико-экономического проекта на рекультивацию
и освоение. Документация должна состоять из технической части и сметы расходов. Проектировщик должен выбрать наиболее эффективный путь рекультивации и развития, при минимальных затратах.
III этап — реализация проекта мелиорации и освоения земель.
По этим причинам при принятии решений о выделении конкретных площадей под горнодобывающие, промышленные, строительные и т.п. следует учитывать все возможные конечные эффекты, прибыли и убытки.
4.1 Виды рекультивации Работы по рекультивации заброшенных территорий состоят из трех этапов:
4.1.1 Подготовительная рекультивация — касается разработки технической и сметной документации, детального ознакомления с пустырем, определения направления рекультивации и освоения.
4.1.2 Техническая рекультивация — (базовая) чаще всего касается территорий после открытой разработки месторождений, складирования промышленных и коммунальных отходов. Включает в себя следующие работы:
а) реконструкция сети необходимых подъездных путей,
б) собственно топография — заключается в выравнивании поверхности вершин отвалов, смягчении крутых откосов, откосов, приведении в порядок рельефа дна выемки. Он направлен на улучшение состояния воды и уменьшение водной эрозии.
в) надлежащее регулирование водных отношений — это осуществляется путем регулирования водотоков, строительства каналов, дренажных канав и строительства водохранилищ. В некоторых случаях используется гидратация.
г) восстановление почв техническими приемами.
д) выравнивание земель — требует перемещения огромных масс земли; для которых необходимы большие транспортные средства и тяжелое механическое оборудование.
е) формирование крутых крутых откосов и эскарпов – направлено на обеспечение их надлежащей устойчивости. При высоких кучах, превышающих 8—10 м, избегают равномерного уклона.
ж) полное или частичное раскисление почв, а при необходимости — изоляция токсичных или бесплодных почв.
Утепление заключается в покрытии земли слоем удобрительного материала, толщина которого зависит от предполагаемого направления разрабатываемого участка. Растения вносят в подготовленный таким образом субстрат посевом или посадкой
4.1.3 Биологическая рекультивация, включающая:
а) биологическое укрепление откосов отвалов и откосов выработок
с целью обеспечения их устойчивости и предотвращения эрозии,
б) регулирование местных водных отношений путем строительства необходимых дренажных сооружений i Охрана вод от загрязнения,
в) восстановление почв агроприемами. К биологической мелиорации относятся и такие агротехнические обработки, как: механическая обработка почвы, внесение минеральных удобрений, внесение перегнойных смесей, преимущественно бобовых и злаковых. Продолжительность биологической рекультивации сильно варьирует в зависимости от типа пустоши, физико-химических свойств субстрата и типа освоения. В случае покрытия сырой почвы слоем удобрительного материала цикл не должен длиться более 2 вегетационных периодов и предназначен для покрытия поверхности вороха бобовыми культурами. После вспахивания растений поверхность пригодна для лесных или сельскохозяйственных работ. Если поверхность кучи не покрыта слоем плодородной почвы, используют несколько посевов гумусообразующих растений Цикл агротехнических обработок более продолжительный и может длиться от 3 до 6 лет. Основным условием получения высокой биологической активности почвы является обилие v; питательные вещества. Очень важно обогатить рекультивированную почву соответствующим количеством органических веществ. Этой цели можно достичь, используя навоз, компост, торф, солому, сидераты, навозную жижу. Размер дозы должен быть сравним с высокой дозой навоза 50 т/га. Биологическую рекультивацию можно ускорить путем искусственной колонизации субстрата штаммами бактерий, например Bradyrhizobium, Azobacter, Rhizobium. Размер дозы должен быть сравним с высокой дозой навоза 50 т/га. Биологическую рекультивацию можно ускорить путем искусственной колонизации субстрата штаммами бактерий, например Bradyrhizobium, Azobacter, Rhizobium. Размер дозы должен быть сравним с высокой дозой навоза 50 т/га. Биологическую рекультивацию можно ускорить путем искусственной колонизации субстрата штаммами бактерий, например Bradyrhizobium, Azobacter, Rhizobium.
5. Резюме Почва является одним из самых ценных ресурсов Земли, поскольку от нее зависит развитие растений, являющихся пищевой базой для всех животных и человека. Согласно всем прогнозам, цены на незагрязненные и здоровые продукты питания на мировых рынках будут продолжать расти по мере роста населения и загрязнения окружающей среды. Человек, лишенный пахотной земли, становится рабом техники и полностью зависит от тех, у кого есть еда.