Опустынивание почв и его экологическая оценка

Значимость проблемы

Потенциальная опасность опустынивания нависла над 110 странами, в которых находятся засушливые земли. По данным ЮНЕП, потери от опустынивания обходятся государствам в 42 млрд. долларов США в год. По данным ФАО, ежегодные потери почвы на планете составляют 25 млрд. тонн, в том числе в США – 5 млрд. т, в России – 3 млрд. т. Каждую секунду в мире образуется 10 га пустынь, и каждую минуту вырубается 30 га лесов. Значительные масштабы опустынивания приобрели в Прикаспии, особенно, в Калмыкии, где 80% территории подвержено этому типу деградации почв. В Астраханской области пострадали от пастбищной дегрессии и подверглись дефляции 1, 3 млн. га, из которых 400 тыс. га перешли в развеваемые пески. Наибольший ущерб наносят засухи, число которых в последние столетия резко возросло. В России в Х1 веке было 8 сильных засух; в XII, XIII, XIV, XV столетиях – по 12; в XVI – 20; XII – 21; XVIII – 34; в ХХ – 57 сильных и средних засух. Опасность опустынивания велика в областях недостаточного увлажнения и слабого развития почвенно-растительного покрова.

Причины опустынивания

Ковда В.А. (1981) выделяет следующие возможные причины аридизации:

А) космические и геологические: 1) возможное охлаждение климата; 2) поднятие суши и рост поверхности континентов; 3) снижение уровня океана и уменьшение испаряемости влаги; 4) смена морских и воздушных течений;

Б) антропогенные: уничтожение лесной и травянистой растительности; уменьшение на обширных территориях гумусированности почв; распашка больших массивов; разрушение и уничтожение почв, запыление и задымление атмосферы.

Наряду с глобальными изменениями климата, обусловливающими развитие аридизации и опустынивания, большое значение для протекания этих процессов имеет характер сельскохозяйственного использования и свойства почв. При увеличении распашки территории выше пределов, допустимых для каждого региона, отмечается ее иссушение, опускание уровня грунтовых вод, засоление и осолонцевание. Это сопровождается и усиливающимися процессами опустынивания. В то же время любые факторы, приводящие к деградации почв, способствуют уменьшению биологической продуктивности угодий, уменьшению проективного покрытия поверхности травостоем и, как следствие, к развитию опустынивания. К таким факторам относится вторичное засоление почв, их осолонцевание, загрязнение тяжелыми металлами и другими токсикантами, переуплотнение почв, вытаптывание травостоя при ненормированном выпасе скота и т.д.

Изменение почв при их деградации

Процессы опустынивания сопровождаются понижением уровня грунтовых вод, их минерализацией, увеличением сухости почв, уменьшением проективного покрытия поверхности травостоем. Это сопровождается усилением эрозии почв, их засолением и осолонцеванием, дегумификацией. Сухие почвы сильнее и быстрее нагреваются, быстрее охлаждаются. В почвах наблюдается усиление минерализации гумуса и потеря поверхностными горизонтами комковато-зернистой структуры. Повышенное содержание в почвах обменного натрия и водорастворимых солей приводит к повышению осмотического давления почвенных растворов и уменьшению доступности воды растениям. При уменьшении содержания в почвах гумуса происходит его минерализация и сужение отношения гуминовых к фульвокислотам. Развивающаяся дефляция почв сопровождается облегчением гранулометрического состава, потерей структуры. Все указанные явления сопровождаются неблагоприятным в экологическом и агрономическом отношении изменением физико-химических и агрохимических свойств почв.

Однако, как указывалось ранее, опустынивание может быть обусловлено несколькими причинами. Эти факторы действуют на почву, рельеф, растительность, грунтовые воды. При действии этих факторов на указанные компоненты возможны явления синергизма, антагонизма и аддитивного взаимодействия. Несколько причин действует и на почву (ее свойства, процессы и режимы). Здесь также возможны явления синергизма, антагонизма и аддитивного взаимодействия. При этом, устойчивость отдельных почв к конкретным факторам опустынивания неодинакова. На разных этапах развития опустынивания она также изменяется.

Опустынивание участков приводит к опусканию уровня грунтовых вод и аридизации территорий, к уменьшению биопродуктивности сопредельных территорий, к аэральному переносу на соседние участки солей, илистых и пылеватых частиц, к засолению грунтовых вод. В гидрологии вне лесных территорий отмечается ряд тревожных тенденций – постепенно уменьшается сток, и исчезают многие малые реки в Поволжье, Сибири, на Украине, в Казахстане. Увеличивается общая загрязненность речных вод нитратами, фосфатами, биоцидами, нефтеотходами, патогенными микроорганизмами; сокращается площадь озер и увеличивается минерализация в них воды; углубляется уровень подземных вод и растет их соленость (Безуглова О.С., Орлов Д.С., 2000).

Пути оптимизации обстановки

Для оптимизации экологической ситуации при развитии опустынивания необходим мониторинг земель, прогноз протекающих процессов и выполнение рекомендаций по уменьшению воздействия на почвы факторов их деградации, по оптимизации свойств почв при возникающей деградации. На рис. 20 приведена карта-схема развития почвенной засухи на Ишим-Тобольском водоразделе по данным Виноградовой Б.В. (1984).

Большие нагрузки на природную среду регионов потенциального опустынивания промышленных комплексов, селитебных агломераций и сельскохозяйственного освоения ведут к образованию техногенных пустынь, территория которых уже составила 9 млн. км² или 7% площади суши. Классическим примером распространения процессов опустынивания в России является Калмыкия, где засолено 37% орошаемых земель, а пахотные почвы в восточной части республики превратились в огромные массивы развеваемых песков (рис. 21) (Сладкопевцев С.А., 1996).

Мониторинг земель, подверженных опустыниванию или потенциально податливых опустыниванию, позволяет найти территории в наибольшей степени нуждающиеся в оптимизации экологической обстановки. В ряде случаев, уничтожение очагов опустынивания позволяет сдержать развитие процесса на большей территории. Большое значение имеет прогноз развития процессов опустынивания. Пример такого прогноза приведен в следующей таблице.

                                                                          Таблица 16

Показатели вероятности засухи в зависимости от погодных условий

(по Кабанову П.Г.), %

                                Показатель                                              : Вероятность засухи, %

суммарная ФАР за сентябрь + октябрь предшествующего года

> 66, 57 кДж/см²                                                                                                 90

суммарная ФАР – « -   < 66, 57                                                                    10

суммарная ФАР за март, более 36                                                                   91  

                                      менее 36                                                                    9

продолжительность солнечного сияния в сентябре, более 180 часов         56

                                                                                    менее 180                  10

                                                               в марте - > 1104 часов                   71

                                                                               < 1104                              8

      Правильный прогноз развития опустынивания под влиянием различных факторов позволяет найти более рациональные пути сельскохозяйственного использования земель. К путям оптимизации обстановки относятся: уменьшение доли распаханности территории, лесопосадки, орошение, посев засухоустойчивых культур, борьба с вторичным засолением и осолонцеванием почв, регулирование выпаса скота и т.д.

Экологическая роль обеднения почв элементами питания

Значимость проблемы

Ковда В.А. подчеркивает, что процветающее высокопродуктивное сельское хозяйство – лучшее средство управления экологическими системами, сохранения и совершенствования окружающей человека среды. Ограниченные ресурсы пригодных для обработки земель и воды для орошения, а также постоянная необходимость обеспечения населения продуктами питания требуют всемерной интенсификации сельскохозяйственного производства. Однако, пределы урожайности определяются следующими факторами: 1) биологическими возможностями растений (видов и сортов) потреблять элементы питания и солнечную энергию; 2) поступлением фотосинтетически активной радиации и возможностью ее использования (что определяется и структурой посевов и экспозицией склонов и длиной вегетационного периода на разных почвах); 3) наличием в почве элементов питания в доступной форме в заданном соотношении, в определенном месте и в определенные сроки. Это определяется емкостью поглощения почв по отношению к элементам питания, способностью их трансформировать, перераспределением по почвенному профилю и в сезонной динамике.

Недостаток элементов питания в почве не позволяет получить высокие урожаи, а следовательно, обеспечить население продуктами питания. В то же время, по данным ЦИНАО (Державин Л.М.), в целом по России суммарный вынос азота, фосфора и калия сорняками составляет около 6 млн. тонн (около половины их выноса урожаем культурных растений), что в 2 с лишним раза превышает поступление их с органическими и минеральными удобрениями (2, 5 млн. тонн). Недостаточная обеспеченность почв элементами питания не позволяет полностью использовать потенциал сортов сельскохозяйственных культур, который реализуется менее, чем на половину.

В результате низкие урожаи сельскохозяйственных культур не оправдывают затраты на их получение и на применение удобрений. В отдельных районах России урожай зерновых составляет до 4 ц/га, при урожаях в высокоразвитых странах до 120 ц/га. По экономическим причинам только 20% производимых в России минеральных удобрений (1, 5 млн. тонн д.в-ва) используется в отечественном земледелии или, в среднем, 12 кг действующего вещества на 1 га, в то время, как в развитых зарубежных странах, 200-350 кг/га. Органических удобрений используется в России, в среднем, 0, 7 т/га, а в развитых странах – 15-25 тонн.

Низкий уровень плодородия почв, обеднение их элементами питания в сочетании с низким уровнем химизации сельскохозяйственного производства, достигнутым за последние годы, привели к засоренности полей, развитию болезней и вредителей, загрязнению среды, нарушению экологической обстановки, к малой эффективности и рентабельности сельскохозяйственного производства.  

⇐ Предыдущая11121314151617181920Следующая ⇒

Поделиться: