Охрана грунтов почв и растительного покрова

Геологические условия территории как фактор устойчивого развития городской среды. Рельеф территории как основа проектирования инженерной подготовки и благоустройства города. Важнейшие специфические свойства почв. Причины деградации почв. Роль растительности и почв в инфраструктуре города и городском хозяйстве.

Верхняя часть литосферы, которая непосредственно выступает как мине­ральная основа биосферы, в настоящее время подвергается более возрастаю­щему антропогенному воздействию. Воздействие человека на литосферу приближается к пределам, переход которых может вызвать необратимые процессы почти по всей поверхно­стной части земной коры. Экологическая функция литосферы выражается в том, что она является "базовой» подсистемой биосферы: образно говоря, вся континентальная и почти вся морская биота опирается на земную кору. Например, техногенное разрушение минимального слоя горных пород на суше или шельфе автоматически уничтожает биоценоз.

Применительно к уровню региона, области, города, района и иных типологических географических единиц, где имеется антропогенное воздействие на окружающую среду, состояние почвы может быть охарактеризовано через характеристики ландшафта.

Антропогенный ландшафт – ландшафт, преобразованный хозяйственной деятельностью человека, настолько, что изменена связь природных экологических компонентов в такой степени, что образуется новый комплекс с иными характерами признаками по сравнению с ранее существовавшими. В настоящее время более половины территории суши планеты представлены антропогенными ландшафтами. Если в естественных ландшафтах природные процессы саморегулируются, то в антропогенных они контролируются человеком, во многом определяя в целом состояние окружающей среды. Поэтому целесообразно рассмотреть, каким образом населенные пункты влияют на ландшафты, в том числе и почву, отходами жизнедеятельности.

Почва - один из важнейших компонентов окружающей природной среды. Все основные ее экологические функции замыкаются на одном обобщающем по­казателе - почвенном плодородии. Отчуждая с полей основной (зерно, корнепло­ды, овощи и др.) и побочный урожай (солома, листья, ботва и др.), человек размы­кает частично или полностью биологический круговорот веществ, нарушает спо­собность почвы к саморегуляции и снижает ее плодородие. Даже частичная поте­ря гумуса и. как следствие, снижение плодородия, не дает почве возможность вы­полнять в полной мере свои экологические функции, и она начинает деградиро­вать, т. е. ухудшать свои свойства. К деградации почв (земель) ведут и другие причины, преимущественно антропогенного характера.

В наибольшей степени деградируют почвы агроэкосистем. Причина неустойчивого состояния агроэкосистем обусловлена их упрощенным фитоценозом, который не обеспечивает оптимальную саморегуляцию, постоянство структуры и продуктивности. И если у природных экосистем биологическая продуктивность обеспечивается действием естественных законов природы, то выход первичной продукции (урожая) в агроэкосистемах всецело зависит от уровня агрономических знаний специалистов, технической оснащен­ности, социально-экономических условий и т. д..

Основные виды антропогенного воздействия на почвы следующие:

1). Эрозия (ветровая, техническая и водная);

2). Загрязнение;

3). Вторичное засоление и заболачивание;

4). Опустынивание;

5). Отчуждение земель для промышленного и коммунального строительства.

Эрозия почв (от лат. «eros» - разъедание) - разрушение и снос верхних наиболее плодородных горизонтов и подстилающих пород ветром (ветровая эро­зия) или потоками воды (водная эрозия). Земли, подвергшиеся разрушению в про­цессе эрозии, называют эродированными. К эрозионным процессам относят также техническую эрозию (разрушение сельскохозяйственных земель при строительстве и разработке карьеров), военную эрозию (воронки, траншеи), ирригационную (разрушение почв при прокладке каналов и нарушении норм поливов) и др.

Однако настоящим бичом земледелия у нас в стране и в мире остаются вод­ная эрозия (ей подвержены 31% суши) и ветровая эрозия (дефляция), активно дей­ствующая на 34% поверхности суши. Эрозия оказывает существенное негативное влияние на состояние почвенного покрова, а во многих случаях разрушает его полностью. Падает биологическая продуктивность растений, снижаются урожаи и качество зерновых культур, хлопка, чая и др.

Ветровая эрозия (дефляция) почв. Под ветровой эрозией понимают выду­вание, перенос и отложение мельчайших почвенных частиц ветром. Интенсив­ность ветровой эрозии зависит от скорости ветра, устойчивости почвы, наличия растительного покрова, особенностей рельефа и от других факторов. Влияние на развитие эрозии оказывают антропогенные факторы, например, уничтоже­ние растительности, нерегулируемый выпас скота, неправильное применение агротехнических мер резко активизируют эрозионные процессы. Различают местную (повседневную) ветровую эрозию и пыльные бури. Пер­вая проявляется в виде поземок и столбов пыли при небольших скоростях ветра.

Пыльные бури возникают при очень сильных и продолжительных ветрах. Скорость ветра достигает 20-30 м/с и более. Наиболее часто пыльные бури на­блюдаются в засушливых районах (сухие степи, полупустыни, пустыни). В настоящее время крупнейший источник пыли - Арал. На космических снимках видны шлейфы пыли, которые тянутся в стороны от Арала на многие сотни километров. Общая масса переносимой ветром пыли в районе Арала достигает 90 млн т в год. Другой крупный пылевой очаг в России - Черные земли Калмыкии.

Водная эрозия почв (земель). Под водной эрозией понимают разрушение почв под действием временных водных потоков. Различают следующие формы водной эрозии: плоскостную, струйчатую, овражную, береговую. Как и в случае ветровой эрозии, условия для проявления водной эрозии создают природные фак­торы, а основной причиной ее развития является производственная дея­тельность человека

Среди различных форм проявления водной эрозии значительный вред ок­ружающей среде и в первую очередь почвам приносит овражная эро­зия. Овраги уничтожают ценные сельскохозяйственные земли, способствуют интенсивному смыву почвенного покрова, заиливают малые реки и водохранилища, создают густо расчлененный рельеф. Площадь оврагов только на территории Русской равнины составляет 5 млн. га и продолжает увеличиваться.

В процессе хозяйственной деятельности человек может усиливать природ­ное засоление почв. Различают естественные засоления, когда накапливаются углекислые соли Ca, Mg, Na в почве, поступая из грунтовых вод, и вторичные засоления орошаемых земель. В этом случае из-за отсутствия дренажа на поливных участках и плохой гидроизоляции оросительных систем, переходит подъем грунтовых вод, засоление и заболачивание земель.

Во всем мире процессам вторичного засоления и осолонцевания подвержено около 30% орошаемых земель. Площадь засоленных почв в России состав­ляет 36 млн. га (18% общей площади орошаемых земель). Засоление почв ослаб­ляет их вклад в поддержание биологического круговорота веществ. Исчезают многие виды растительных организмов, появляются новые растения. Уменьшается генофонд наземных популяций в связи с ухудшени­ем условий жизни организмов, усиливаются миграционные процессы.

Заболачивание почв наблюдается в сильно переувлажненных районах, на­пример, в Нечерноземной зоне России, на Западно-Сибирской низменности, в зо­нах вечной мерзлоты. Заболачивание почв сопровождается деградационными процессами в биоценозах, накоплением на по­верхности неразложившихся остатков. Заболачивание ухудшает агрономические свойства почв и снижает производительность лесов.

Одним из глобальных проявлений деградации почв, да и всей окружающей природной среды в целом, является опустынивание. Опустынивание - это про­цесс необратимого изменения почвы и растительности и снижения биологической продуктивности, который в экстремальных случаях может привести к полному разрушению биосферного потенциала и превращению территории в пустыню.

На территории, подверженной опустыниванию, ухудшаются физические свойства почв, гибнет растительность, засоляются грунтовые воды, резко падает биологическая продуктивность, а, следовательно, подрывается и способность эко­систем восстанавливаться. И если эрозию можно назвать недугом ландшафта, то опустынивание - это его смерть.

Загрязнение почв - это привнесение в почву новых (не характерных для нее) физических, химических агентов или превышение их концентраций естественного среднемноголетнего уровня в рассматриваемый период времени.

Поверхностные слои почв легко загрязняются. Большие концентрации в почве различных химических соединений - токсикантов пагубно влияют на жиз­недеятельность почвенных организмов. При этом теряется способность почвы к самоочищению от болезнетворных и других нежелательных микроорганизмов, что чревато тяжелыми последствиями для человека, растительного и животного мира. Например, в сильно загрязненных почвах возбудители тифа и паратифа мо­гут сохраняться до полутора лет, тогда как в незагрязненных - лишь в течение 2-3 суток.

Основные загрязнители почвы:

1) пестициды (ядохимикаты);

2) минеральные удобрения;

3) отходы и отбросы производства;

4) газодымовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу;

5) нефть и нефтепродукты.

В мире ежегодно производится более миллиона тонн пестицидов. Только в России используется более 100 индивидуальных пестицидов при общем годовом объеме их производства - 100 тыс. т. Наиболее загрязненными пестицидами рай­онами являются Краснодарский край и Ростовская область (в среднем около 20 кг. на 1 га).

В России на одного жителя в год приходится около 1 кг пестицидов, в некоторых развитых промышленных странах мира эта величина существенно выше. Мировое производство пестицидов постоянно растет. В настоящее время влияние пестицидов на здоровье населения многие уче­ные приравнивают к воздействию на человека радиоактивных веществ. Достоверно установлено, что при применении пестицидов, наряду с некоторым увеличением урожайности, отмечается рост видового состава вредителей, ухудшаются пищевые качества и сохранность продукции, утрачивается естественное плодородие и т. д.

Пестициды способны проникать в растения из загрязненной почвы через корневую систему, накапливаться в биомассе и впоследствии заражать пищевую цепь. При распылении пестицидов наблюдается интоксикация птиц. С длительным применением пестицидов связывают также развитие резистентных (устойчивых) рас вредителей и появление новых вредных организмов, естественные враги которых были уничтожены.

Почвы загрязняются и минеральными удобрениями, если их используют в неумеренных количествах, теряют при производстве, транспортировке и хране­нии. Экологические последствия этого нарушения в наи­большей степени проявляются в водной среде, в частности при эвтрофизации, которая возникает при смыве с почв избыточного количества азота, фос­фора и других элементов.

В последнее время выявлен еще один неблагоприятный аспект неумеренно­го потребления минеральных удобрений и в первую очередь нитратов. Оказалось, что большое количество нитратов снижает содержание кислорода в почве, а это способствует повышенному выделению в атмосферу ''парниковых'' газов - закиси азота (N₂O) и метана (СН₄). Нитраты опасны и для человека. Так, при поступлении нитратов в человеческий организм в концентрации свыше 50 мг/л отмечается их прямое общетоксическое воздействие.

Зафосфачивание почв (повышение содержания фосфора) происходит в связи с низкой растворимостью почвенных соединений фосфора. Применение калийных удобрений (особенно хлорида кальция - KCl) приводит к накоплению в почве ионов хлора (Cl^-)

К интенсивному загрязнению почв приводят отходы и отбросы производ­ства. Огромные площади земель заня­ты свалками, золоотвалами и др., которые интенсивно загрязняют почвы, а их спо­собность к самоочищению, как известно, ограничена.

Огромный вред для нормального функционирования почв представляют газодымовые выбросы промышленных предприятий. Почва обладает способностью накапливать опасные для здоровья человека загрязняющие вещества, на­пример тяжелые металлы. Например, вблизи ртутного комбината из-за газодымовых выбросов концентрация содержания ртути в почве может увеличиваться в сотни раз, превышая допустимые.

Самыми мощными источниками загрязнения почвенных покровов являются крупные комбинаты цветной металлургии. В прилегающих к ним землях зарегистрированы высокие уровни тяжелых металлов, относящихся к I классу опасности. Объясняется это, прежде всего тем, что на горнодобывающих предприятиях отрасли все еще преобладает открытый способ добычи минерального сырья.

Одной из серьезных экологических проблем России становится загрязнение земель нефтью и нефтепродуктами в таких нефтедобывающих районах, как Западная Сибирь, Среднее и Нижнее Поволжье и др. Причины загрязнения - аварии на магистральных и внутрипромысловых нефтепроводах, несовершенство техноло­гии нефтедобычи, аварийные и технологические выбросы. В результате, на­пример, в отдельных районах Тюменской и Томской областей концентрации неф­тяных углеводородов в почвах превышают фоновые значения.

Значительную угрозу для здоровья людей представляет загрязнение почв различными патогенами, которые могут проникать в организм человека следую­щим образом:

1. Через цепь «человек — почва — человек». Патогенные организмы выде­ляются зараженным человеком и через почву передаются другому, либо через вы­ращенные на зараженной почве овощи и фрукты. Таким способом человек может заболеть холерой, бациллярной дизентерией, брюшным тифом, паратифом и др. Аналогичным путем в организм человека могут попадать и черви-паразиты;

2. Через цепь: «животные — почва — человек». Существуют заболе­вания животных, которые передаются человеку путем прямого контакта с почвой, загрязненной выделениями инфицированных животных;

3. Через цепь: «почва — человек», когда патогенные организмы попадают из нее в организм человека при прямом контакте (столбняк, ботулизм, микозы и др.).

Городские почвы (урбоземы). Отличие городских почв от естественных по химическому составу, водно-физическим свойствам. Классификация почв: по характеру формирования (насыпные, перемешанные), по гумусированности и оглеенности, по степени нарушенности профиля, по количеству и составу включений (бетон, стекло, токсичные отходы и т.д.) и др. Экраноземы (запечатанные почвы застроенных территорий); индустриземы (химически загрязненные почвы в промышленных зонах). Воздействие на почвы снегосгонов (примене­ние зимой солей). Загрязнение городских почв тяжелыми металлами и радионуклидами. Эрозийные процессы в городских почвах.

Мероприятия по охране почв включают:

- снятие почвенного слоя;

- противоэрационные мероприятия;

- мелиорацию загрязненных почв.

Снятие и сохранение почвенного слоя. Почвенный слой снимают при проведении всех работ нарушающих его или снижающих его свойства (строительные работы, прокладка коммуникационных линий, добыча полезных ископаемых и пр.). Снятый почвенный слой используется для рекультивации нарушенных земель. Он может складываться во временные отвалы (кавальеры). Снятие и охрану плодородного слоя почвы осуществляют в соответствии с требованиями ГОСТа 17.4.3.03-85. Оценку качества почвенного слоя с целью его дальнейшего использования проводят в соответствии с ГОСТом 17.4.2.02-83. Требования к мощности снимаемого слоя почв при проведении строительных и других работ изложены в ГОСТе 17.5.3.06-85. Если площадь застройки или землеотвода небольшая, снятый почвенный слой используется после завершения строительства для благоустройства территории.

Противоэрозионные мероприятия включают:

· организацию стока поверхностных вод;

· создание устойчивого дернового покрова многолетних трав (или кустарников);

· применение противоэразионных метериалов и конструкций (геосинтетических материалов, биоматов, геоматов);

· насаждение полос леса и т.д.

Мелиорация (улучшение) загрязненных почв включает проведение мероприятий по очистке от загрязнителей (или снижению степени загрязнения). Для восстановления почв, загрязненных металлами, применяют растворы извести и фосфатов с добавками органических веществ. Метод основан на переводе растворенных форм металлов в труднорастворимые. Мероприятиями по мелиорации являются: перемешивание загрязненного верхнего слоя с незагрязненной почвой, а также снятие верхнего слоя и засыпка чистой незагрязненной почвой. Для восстановления почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, осуществляется микробиологическая очистка, обработка почв негашеной известью с активными веществами.

Поиск по сайту: