Экологические проблемы эрозии почв и её пути решения

Тема 27.

Экологические проблемы эрозии почв и её пути решения.

Содержание

Введение

1. Незримая угроза будущему.
2. Двойственная природа эрозии
3. Масштабы эрозии почв
4. Падение почвенного плодородия в России

Заключение

Список литературы

Введение.

Эрозия почвы (от лат. erodere —разъедать) — процесс разрушения почвенного покрова и сноса его  частиц потоками воды (водная эрозия) или  ветром (ветровая эрозия, дефляция). В  естественных условиях эрозия почв происходит постоянно, но, как правило, медленно и не принимает угрожающих размеров. В результате же хозяйственного воздействия  на почвенный покров она может  резко усилиться и нанести  большой ущерб не только сельскому, но и всему народному хозяйству.     При эрозии почв значительно снижается плодородие земель и продуктивность пастбищ. Смыв и размыв почвы приводит к образованию на сельскохозяйственных угодьях промоин и оврагов, при наличии которых не только затрудняются обработка земель и использование техники, но и изымаются из сельскохозяйственного оборота значительные площади пашни. Следствие эрозии почв—заиление рек и водоемов, ухудшение состояния пойменных земель.          К настоящему времени на нашей планете в результате эрозии потеряно примерно 430 млн. га земель, из них 50 млн. га плодородных. Наибольшего развития эрозия почв достигла в США: в середине XX в. из 160 млн. га пашни около 120 млн. га оказались сильно эродированными.   Появлению и развитию эрозионных процессов способствуют бессистемная вырубка леса, неумеренный выпас скота на пастбищах, особенно в горной местности, неправильная пахота на склонах, распашка легких почв в засушливых зонах. В период развития капитализма хищническое использование природных ресурсов, в том числе и почв, привело во многих районах мира к катастрофическим масштабам развития эрозионных процессов, к иссушению и распылению почв, а в засушливых районах — к опустыниванию степей. В XX в. проблема охраны почв как важнейшего природного ресурса стала для человечества острейшей.

1. Незримая угроза будущему.

В начале 1930-х годов на Соединенные Штаты Америки обрушились жестокие пыльные бури. Временами  мгла окутывала до половины национальной территории. Пыльные бури стали результатом  ряда засушливых лет на Великих равнинах США, но главный "вклад" внесли люди, распахав большую часть равнин, без  учета необходимых агротехнических  норм, уничтожив защищавший почву  травяной покров. Разразившаяся антропогенная катастрофа заставила президента Рузвельта и Конгресс США принять ряд экстренных мер. В 1935 г. было организовано Управление по сохранению почв, которое материально стимулировало фермеров восстанавливать и в дальнейшем сохранять плодородие почв. Были созданы федеральные органы для наблюдения за состоянием почв в стране, результаты их деятельности регулярно публиковались в печати. В дальнейшем федеральные программы консервации пахотных земель учитывали и проблему сохранения плодородия.           События 30-х годов в США стали первым в XX в. крупным экологическим кризисом, причиной которого, по мнению специалистов, стала ветровая эрозия почв. Хотя это явление, как и другие формы эрозии, было известно с незапамятных времен, этот кризис и реакция на него американского общества сыграли важную роль в пробуждении природоохранного общественного сознания во всем мире, в мобилизации и объединении сил ученых и общественных деятелей для предотвращения катастрофы, грозящей производству продовольствия.

2. Двойственная природа эрозии.

Поддержание и регулярное воспроизводство необходимых для  земледелия природных условий, прежде всего почвы, представляет непременное  условие самого существования человечества. Даже чисто количественный рост населения  все еще сильно зависит от наличия  земель, пригодных для обработки  или другого сельскохозяйственного  использования. Поэтому эрозия почв представляет одну из самых больших  угроз нормальному, стабильному  существованию и отдельно взятых государств и всего мирового сообщества. Как известно, эрозия почв и засухи в 70-х и 80-е годы унесли в странах  Сахеля свыше миллиона жизней, несмотря на все усилия развитых стран оказать  им продовольственную помощь.      Эрозия - это процесс истощения (потери плодородия) и разрушения верхнего слоя почв. Она представляет лишь часть общих физико-химических процессов, развертывающихся на нашей планете.    Плодородие почвы постоянно изменяется под влиянием различных и разнонаправленных факторов, одни из которых способствуют его возрастанию, а другие снижению. Эрозия отражает отрицательный баланс этих тенденций, то есть когда разрушение плодородия превышает его увеличение. Специалисты считают, что эрозия легко обратима и не опасна, если она находится на так называемом уровне толерантности, когда ежегодная потеря почвы составляет не более 5-10 т с га. В противном случае происходит трудновосстановимая или даже невосстановимая потеря плодородия.           В принципе природа обладает способностью к самовосстановлению, самовоспроизводству почв. До возникновения земледелия эрозия не превышала уровня толерантности. Обработка земли и другая производственная деятельность человека (например, заготовка древесины) породили труднообратимую эрозию. В этом смысле степень интенсивности эрозийных процессов, при прочих равных условиях (исходное естественное плодородие почв, уровень развития агротехники и механизации земледелия и др.), отражает степень интенсивности использования земель или степень давления населения на земельные ресурсы. Это подтверждает и приведенный выше пример экологического кризиса в США. До освоения под земледелие Великих равнин США во второй половине XIX в. здесь происходило самовосстановление почв.        Следовательно, эрозия почв может быть в значительной мере понята лишь с учетом ее двойственного характера. С одной стороны, в ней проявляется действие природных физико-химических факторов, с другой, она предстает как побочный результат производственной, главным образом сельскохозяйственной деятельности человека.      Эрозия почв как физический процесс служит вещным выражением чрезмерного давления на землю, на сельскохозяйственные и другие (например, лесные) угодья.         Ныне субстанциональная трансформация почв (с положительным или отрицательным знаком) отражает в основном антропогенные факторы. Главная причина эрозии - деятельность человека, направленная на производство продовольствия и удовлетворение других его потребностей (например, в стройматериалах и топливе). Использование людьми природных ресурсов - почв, лесов, вод, само по себе не вызывает эрозии, хотя всегда в той или иной степени означает вмешательство в природные процессы. Более того, подобная деятельность может даже увеличивать плодородие почв и продуктивность лесов, если люди ставят перед собой такую цель и обладают достаточными знаниями и средствами для ее достижения. Эрозия вызывается лишь такой деятельностью человека, сила воздействия которой на почву превышает ее природную регенерационную способность.

Конкретные причины чрезмерного  давления на земельные ресурсы могут  быть различными. Если, например, в США  и Канаде эрозия возникает из-за того, что фермеры зачастую используют благоприятную конъюнктуру в  период высоких цен на ту или иную сельскохозяйственную культуру, то в  развивающихся странах, где проживает  более половины мирового населения, перенапряжение земли в основном становится следствием стремительного сокращения земельной площади на душу населения.     При нынешней численности населения Земли и стереотипах питания люди уже не могут полагаться на автоматизм природных процессов при восстановлении плодородия почв. Природное почвообразование - процесс очень длительный. В разных природно-климатических условиях для возникновения 2,5 см почвенного покрова требуется от 25 до 500 лет. Следовательно, допускать эрозию и потерю плодородия почв - значит растранжиривать общественное богатство, что неизбежно ограничивает будущее потребление.         Отметим, что эрозия - это единый термин для обозначения различных форм нарушения природной восстановимости почв. Различают две основные формы почвенной эрозии -водную и ветровую. Третья форма - образование оврагов - тесно связана с первой и в значительной степени представляет собой ее результат. Загрязнение, отравление и засоление почв обычно включаются в общее понятие потери плодородия почв, не будучи в строгом смысле эрозией. Уничтожение лесов ускоряет эрозию почв. Оно уменьшает влагоемкость почвы.         Интенсивная эрозия почв нередко приводила к обезлюдению больших территорий. Месопотамия Бактрия (равнина к северу от Копет-Дага), страны Сахеля и другие места на земле когда-то кормили неизмеримо более многочисленное, чем сегодня население.

Наиболее распространена водная эрозия, на которую приходится до 80% всей потери почв. Она заключается  в том, что частицы воды, падающие на землю в виде дождя, не сразу  инфильтруются в землю, а перемещаются по ее поверхности, проделывая определенный "земной путь" в зависимости  от наклона земельных участков и  интенсивности осадков и увлекая  за собой частицы верхнего слоя почвы. Чем интенсивнее дождь, чем круче  наклон участка, тем больше теряется плодородных частиц почвы. Они уносятся водой в ручьи и реки и далее - в моря в океаны. Так уплывает плодородие полей. Правда, в некоторых  случаях почва, унесенная реками из одних мест, делает более плодородной  почву других. Например, благодатный  Нил приносит в Египет плодородный  лесс, смытый водами с полей других африканских стран, главным образом  Эфиопии. Множество плодородных  частиц почвы транспортируется двумя  главными реками Китая - Янцзы и Хуанхэ.           Важнейшая черта двух главных форм эрозии (водной и ветровой) - скрытность процесса. До поры до времени эрозия происходит незаметно, неуловимо для глаза. После большого дождя или штормового ветра ничто как будто не изменилось. Ведь потеря даже 15 т почвы с 1 га земельной площади сокращает толщину почвенного покрова лишь на 1 миллиметр. В странах интенсивного земледелия распознавание процесса эрозии особенно затруднено из-за того, что она усиливается в периоды, когда фермер, используя удобрения и ядохимикаты, достигает роста урожайности. Парадоксальность ситуации в том, что повышение урожайности происходит одновременно с потерей плодородия почвы. При этом эффект от применения удобрений и пестицидов снижается из-за процесса эрозии. Только когда верхний слой почвы существенно уменьшается, эрозия дает о себе знать все более заметным падением урожайности. Так, согласно подсчетам американских специалистов, потеря 25 см верхнего слоя почвы снижает урожай кукурузы на 40%.

Для своевременного обнаружения  эрозии и защиты почв необходимо объединить и скоординировать действия сельскохозяйственных производителей, ученых и государства. Лишь постоянное наблюдение за почвой, включая регулярные выборочные обследования на местах, в различных регионах и почвенно-климатических зонах, позволит вовремя оценить масштабы надвигающейся угрозы и принять  необходимые меры для ее устранения. В современных условиях интенсивного земледелия успех в борьбе с эрозией  достижим лишь на основе целой системы  научно-исследовательских и других организаций, специально созданных  для контроля и борьбы с эрозией (подобно системе, существующей в  США или Канаде).           Защита плодородия почв может стать благодатным полем действий для неправительственных организаций и общественных движений во всем мире. В последние годы деятельность защитников окружающей среды приобрела поистине всемирные масштабы. Отстаивая право людей на здоровые условия существования, они борются за чистоту воздуха в городах, против парникового эффекта, против ядерных испытаний, кислотных дождей и озоновых дыр. И только падение плодородия почв почему-то остается вне сферы их деятельности. А между тем масштабы этого явления стали поистине планетарными.

3. Масштабы эрозии почв.

Еще в конце прошлого века великий русский ученый В.И. Вернадский отмечал, что масштабы деятельности человечества стали сопоставимы  с самыми грозными геологическими процессами. К сожалению, возрастание производственной мощи человека сопровождается загрязнением окружающей среды, а зачастую ее деградацией. Именно так обстоит дело в сфере производства продовольствия. Во многих случаях перемещение колоссальных масс природного вещества происходит не под действием стихийных сил, как кажется на первый взгляд, а вызывается производственной деятельностью человека. В частности, наличие в водах большинства рек множества почвенных частиц, которые перемещаются на большие расстояния, - прямой результат процесса эрозии.    Известный американский геолог Ш. Джудсон одним из первых дал количественную, хотя и косвенную оценку масштаба эрозии почв. Он подсчитал (1968 г.), что общий объем частиц почвы, смытых в реки и вынесенных ими в океаны, составил 24 млрд. т в год. До неолитической революции, то есть до появления земледелия и животноводства, объем выноса таких частиц ежегодно не превышал 9 млрд. т.    Смыв почв и удобрений с полей отрицательно сказывается на качестве водных ресурсов, на экологии морей и океанов. Однако реальные масштабы водной и ветровой эрозии на нашей планете значительно превосходят оценку Ш. Джудсона, поскольку большая часть потерянных в результате этого процесса почвенных частиц не достигает мирового океана. По подсчетам гидрологов, в среднем лишь четверть смытых с полей почв проделывает весь путь до морей и океанов, три четверти выпадают в осадок в низинах, оврагах, осаждаются на дне рек и водоемов.       Выпадение ила в водохранилищах преждевременно выводит из строя дамбы и другие гидросооружения, в том числе гидроэлектростанции. Так, обобщенные данные по 70 дамбам в Индии свидетельствуют, что из-за выпадения ила мощность гидросооружений уменьшается более чем на 20%. Оказалось также, что и ветровая эрозия влияет на экологию мирового океана. Множество частиц верхнего слоя почвы, сдуваемых ветром с ее поверхности, по утверждениям океанологов, также, в конечном счете, переносится в океаны и оседает на их дне. Известно, в частности, что большое количество почвенных частиц "выдувается" ветром из стран Северной Африки в Атлантический океан. Подсчитано, что общий объем почв, переносимых отсюда в океан, ежегодно составляет от 100 до 400 млн. т. Огромные массы почвенных частиц "выбиваются" ветром из стран Азии. Многолетние наблюдения американских ученых на Гавайях зарегистрировали движение потоков этих частиц, достигающее своего пика в марте, апреле и мае, когда период сильных ветров и редких дождей совпадает со временем пахоты в умеренно засушливых районах Азии. Американские ученые теперь могут точно определить, когда в Северном Китае начинается весенняя пахота .           Согласно самым общим оценкам, процессом падения плодородия почвы охвачено 30-50% всей поверхности земли. В 1984 г. появились подсчеты, что при существующих темпах потерь верхнего слоя почва будет полностью истощена через 150 лет. Между тем около 97% всего продовольствия, потребляемого населением земли, производится в сельском хозяйстве.             Во всем мире деградация сельскохозяйственных земель в результате эрозии, засоления почв и подтопления водой наносит людям невосполнимый ущерб, ежегодно составляющий 6 млн. га сельскохозяйственных земель. В ряде мест продуктивность почв, подвергшихся эрозии, либо вообще невосстановима, либо для ее возрождения потребуется внести на каждый гектар 2 тыс. т. плодородной почвы или 500 т навоза.   Стремление ввести в обработку дополнительные сельскохозяйственные земли служит причиной уничтожения свыше половины всех лесов в мире. Общая площадь вырубаемых лесов ежегодно составляет 11,6 млн. га. Особенно велики потери почвы в развивающихся странах с их быстро растущим населением. В среднем там теряется 53 т верхнего слоя почвы с 1 га каждый год, что в 5-10 раз превышает уровень толерантности. В Азии потери верхнего слоя почвы ежегодно составляют в среднем 138 т с га, в Латинской Америке -12 т, в Африке - 6 т.

В США, по данным министерства сельского хозяйства, около 44% обрабатываемых площадей постоянно утрачивает свое плодородие. Все площади под пашней, составляющие 421 млн. акров (1 акр - 0,4 га), теряют ежегодно 1,7 млрд. почвенного вещества, причем более 90% этого количества приходится на одну четвертую часть площади". Масштабы эрозии в мире не могут  не вызывать тревоги. По подсчетам американских ученых, ежегодно пахотные земли за счет эрозии теряют около 25,4 млрд. т  почвенного вещества. От одной трети  до половины пахотных земель в мире используются таким образом, что  их плодородие по существу превратилось из возобновляемого в невозобновляемое.        Как отмечалось, главным фактором потери плодородия почв является чрезмерная интенсивность производственной деятельности людей в сельском хозяйстве и сопредельных отраслях экономики. Но непосредственные результаты этого воздействия отражают влияние природных и социальных факторов. Климатические и топографические особенности (влажность, уровень и частота выпадения осадков, температурные колебания, уровень солнечной радиации, рельеф сельскохозяйственных и особенно пахотных земель), морфологические и геологические характеристики почв (структура, текстура, плотность), ботанические параметры местности (характер растительности, наличие болот и т.д.) и ряд других характеристик определяют степень подверженности почв эрозии, то есть их объективную сопротивляемость или предрасположенность к потере плодородия, формы этого процесса (водная или ветровая) и его интенсивность.   Чрезмерное "давление" населения на землю выражается в использовании методов производства, наносящих ущерб почве - частичный или полный отказ от паров, севооборотов, продольная вспашка вместо контурной или поперечной, чрезмерный выпас скота, быстрая вырубка лесов. В развивающихся странах такое использование земли обусловлено бедностью населения, отсутствием средств для вложения в землю, а также нехваткой знаний о современных методах ведения сельского хозяйства. Во многих из этих стран социальные структуры сельского хозяйства препятствуют накоплению. Существующие здесь формы землевладения и землепользования (в  том числе аренда, полулегальные формы использования земли) отнюдь не способствуют вложениям в землю, особенно в сохранение ее плодородия.        Общеэкономические, прежде всего рыночные факторы, оказывают большое воздействие на сохранение или истощение плодородия почв, особенно в развитых странах. Прежде всего, это соотношение спроса и предложения и цен на разные виды сельскохозяйственных товаров. Высокие цены способствуют быстрому росту производства даже за счет падения плодородия почв. Вложения в почвозащиту, дающие эффект только в будущем, зачастую довольно отдаленном, при этом предстают лишь как фактор, удорожающий производство и снижающий прибыль. Общий экономический климат (ставка процента, налоги, субсидии, стоимость маркетинга), экономическая политика государства во многом определяют объемы сельскохозяйственного производства, в том числе и масштабы почвозащитных мероприятий.        Государственные меры по регулированию сельскохозяйственного производства и сбыта могут оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на антиэрозионные мероприятия в земледелии. Ученые и практики, занятые в этой сфере производства, хорошо знают агротехнические методы борьбы с эрозией. Давно разработаны почвозащитные технологии, включающие в себя севообороты, мелкополье, контурную пахоту, рыхление земли без оборота пласта, террасовое земледелие в районах с высокой крутизной склонов, использование лесопосадок и защитных лесных полос, травозащиты (например, широко известная в теплых странах трава "ветивер"), древесные и' кустовые изгороди в разных сочетаниях и пропорциях. Вопрос чаще всего в том, позволяют ли социально-экономические условия той или иной страны претворить в жизнь эти рекомендации специалистов. В этом смысле показателен пример России, где в течение многих лет обоснованные предложения ученых и передовых практиков в области защиты почв фактически не находили применения.