Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Комплекса






Что нужно человеку для его существования? Количество калорий, до­статочное для поддержания жизни одного человека, можно получить с пло­щади 0, 12 га. Для полноценного питания мясом, фруктами и овощами на одного человека необходимо уже около 0, 6 га площади. Суточный рацион на душу населения должен быть в пределах 2 900-3 300 ккал. Однако этот показатель существенно отличается по регионам: в мире он составляет око­ло 2 620 ккал, в развитых странах — 3 330 ккал, в развивающихся — 2 200 ккал, в Южной и Юго-Восточной Азии — 2 100 ккал.

Еще нужно 0, 4 га для производства разного рода волокон (ткани, бума­ги, изделий из дерева и т.д.) и 0, 2 га для создания инфраструктуры (жилье, дороги, аэропорты и т.д.). Кроме того, весьма необходимы рекреационные земли. Минимальная площадь нетронутых участков, обусловливающая нор­мальное функционирование биосферы Земли, должна составлять 1/3 от об­щей ее площади. Таким образом, в настоящее время для создания нормаль­ных условий жизни одному человеку необходимо от 0, 7 до 1, 2 га площади продуктивных земель.

В настоящее время на нашей планете на долю земельных ресурсов при­ходится около 149 млн км2 (29, 2 % от общей поверхности Земли) террито­рии. По другим оценкам, площадь земельных ресурсов мира составляет 129 млн км2, или 86, 5 % площади суши. Под пашней и многолетними на­саждениями в составе сельскохозяйственных угодий занято около 15 млн км2 (10 % суши), под сенокосами и пастбищами— 37, 4 млн км2 (25 %). Общая площадь пахотно-пригодных земель оценивается по разному: от 25 до 32 млн км2. Площадь пахотных земель России составляет 12, 9 млн га.

И эти ресурсы должны обеспечить население Земли продовольствием. К тому же часть земельных ресурсов малопродуктивна и даже непригодна для сельскохозяйственного использования (рис. 5.5 - 5.6).

В целом фонд черноземных почв России занимает около 120 млн га, что составляет лишь около 7 % общей площади. Однако на ней размещается более половины всех пахотных земель, которые производят около 80 % всей земледельческой продукции. Кроме этого, практически все сельскохозяй­ственные угодья России расположены в районах рискованного земледелия и большие территории находятся в зоне многолетней мерзлоты (рис. 5.7).

По данным министерства сельского хозяйства США около 50 млн акров пахотных земель малопригодны для выращивания сельскохозяйственных культур, а около 40 млн акров вообще не годятся для этой цели. Приблизи­тельно 55 млн акров пашни отнесено к малоплодородным землям. Умерен­ной эрозии почв подвергается 40 % территории, all % — более сильной.

За период с 1950 по 1970 г. пахотная площадь во всем мире уменьши­лась на 25%, к 2000 г. она сократилась примерно еще на 15%. Скорость деградации почвы за последние 50 лет возросла в сравнении со среднеисто-рической в 30 раз.

На основе обеспечения продовольствием, а также — материалами и энер­гией (а в последнее время — возможности поглощения биосферой стоков) были определены пределы роста земного населения. В настоящее время средняя плотность населения мира составляет свыше 36 человек на 1 км2. Наивысшая плотность населения в Монако —16 тыс. человек на 1 км2, за­тем следует Сингапур (более 4 тыс.), Мальта (1200), Бахрейн, Бангладеш

шенные многолетней мерзлоты

(свыше 600), Япония, Нидерланды, Бельгия (свыше 300 человек на 1 км2). Население мира в 1998 г. составляло 5, 6 млрд человек (в 2000 г. — 6 млрд человек), а площадь сельскохозяйственных угодий — 4690 млн га. В насто­ящее время наблюдается существенное уменьшение обрабатываемых уго­дий на душу населения. Например, в 1975 г. в мире на 100 человек приходи­лось 36 га обрабатываемых угодий, в 1985 г. — 31 га, в 1991 г. — 27 га (в США — 65, 64 и 63 га соответственно).

Россия находится на 5-м месте среди стран, обладающих эффективной территорией (км2/чел.): Бразилия— 8, 05, США — 8, Австралия— 7, 684, Китай 5, 95, Россия — 5, 51, Канада — 3, 64, Индия — 2, 9, Казахстан — 2, 62, Судан — 2, 49, Аргентина — 2, 45. Следовательно, площадь эффективной тер­ритории России в 1, 5 раза меньше, чем в США, и всего лишь в 2 раза боль­ше, чем в Казахстане.

Сельскохозяйственный комплекс оказывает существенное влияние на современную биосферу. Достаточно сказать, что за время существования земледелия человечество потеряло около 2 млрд га плодородных почв, превра­тив их в пустынные, сильно эродированные, переувлажненные и деградиро-

ванные земли. Это больше площади современной пашни мира, составляю­щей около 1, 5 млрд га (10 % площади суши): в среднем по земному шару на одного жителя приходится пашен 0, 36 га, в России — 0, 88 га, в США — 1, 4 га. В настоящее время ежегодно теряется около 6-7 млн га плодородных почв. При функционировании сельскохозяйственного комплекса почвы под­вергаются постоянному механическому (при обработке), химическому (под действием удобрений, ядохимикатов и тяжелых металлов и т.д.), биологи­ческому (взаимодействие почвы с микроорганизмами, высшими растения­ми и животным миром), атмосферному (поступление газов, выпадение осад­ков и полив, температурный режим и т.д.) воздействию. С ростом интенси­фикации сельского хозяйства происходит существенное увеличение посту­пающей в почву энергии. Так, затраты энергии составляют (ГДж/га в год): в примитивном натуральном хозяйстве — 2, в хозяйствах развивающихся стран — 12-15, в высокоинтенсивном земледелии развитых стран — 15-20. При достижении затрат энергии свыше 15 ГДж/га в год начинаются вред­ные для биосферы последствия.

Неблагоприятные процессы возникают по принципу «спускового крюч­ка» (энергетических изменений, запускающих цепную реакцию и потому на­чинающих действовать иногда с уровня, в 106 раз более низкого, чем при­родный фон). При этом необходимо учитывать, что вложенная, в земледе­лие энергия резко меняет структуру почвенного слоя (т.е. поверхности Зем­ли) и сильно воздействует на обмен (круговорот) веществ. Только при еже­годной вспашке полей (при расходе на 1 га пашни 38, 4 ГДж механической энергии) на поверхности планеты происходит взрыхление б тыс. км3 почвы. В результате усиливается обмен веществ в почвенном покрове, а также воз­действие воздуха, влаги и тепла.

Серьезную угрозу биосфере наносит техногенное опустынивание, под которым понимают истощение наземных экосистем в результате деятель­ности человека. Оно выражается в уменьшении биомассы, ее продуктивно­сти и видового разнообразия. Опустыниванию подвержены в первую оче­редь аридные (с сухим климатом) территории. Площадь таких земель в мире оценивают в 48, 8 млн км2 (около 43 % жизнепригодной суши). Под угрозой опустынивания находится еще около 19 % суши.

Кроме того, из активно функционирующей биосферы в настоящее вре­мя также выведено около 2 млрд га почв (вследствие расположения на них промышленных и жилых зданий, дорог, складов, портов, трубопроводов, свалок и т.д.). Таким, образом, 30-40 % общей площади почв суши полнос­тью разрушено или подвергнуто сильнейшей деградации. Причем процесс разрушения почвенного покрова нашей планеты продолжается, ибо только

в результате изъятия под поселения и другие объекты в мире ежегодно раз­рушается до 8 и более гектаров почв (включая и агрономически ценные).

Выделяются три группы процессов, влияющих на геохимическую струк­туру сельскохозяйственных территорий: агрогенные технологии, техноло­гии, не связанные с агротехникой, и природные процессы.

В первую группу входят процессы обработки почвы, внесение удобре­ний, содержащих Р, К, N, известкование, использование песков и глин, осу­шение или обводнение территорий и, наконец, внесение фунгицидов, герби­цидов и инсектофунгицидов. В результате территория может быть загрязне­на при использовании в качестве удобрений животноводческих или быто­вых отходов, золы, шлаков, фосфогипса, пород вскрыши и загрязненных вод (для орошения). Агрогенные геохимические аномалии возникают глав­ным образом в результате использования в качестве удобрений компоста из бытового мусора и осадка городских сточных вод (табл. 5.10).

Таблица 5.10

Концентрации химических элементов в компосте из бытового мусора и осадке городских сточных вод, в мг/кг

 

 

 

 

Элемент Компост Осадок ПДК (в сухом веществе)
Города Страны
промыш­ленные малые США Австрия Нидерланды Швейцария
РЬ 158-646 192-236          
Не 2-8 1-2 0, 8 _      
Cd 2-7 34-47 _        
Sb 5-70 - _ - - _ -
в 50-61 44-76   - - _ -
Bi 6-10 2.5 - - - _ -
Со 3-11 2-15 4, 8 -   _  
Sr 73-351 145-184 42, 4 - - .- -
Zn 1144-1997 259-1818 117, 3        

Как следует из приведенных данных, нормы содержаний химических элементов, принятых в зарубежных странах, практически не превышаются. Однако приведенные содержания намного выше фона, и их влияние на здо­ровье населения может быть существенным. Сравнение содержаний ток­сичных элементов в почвах, удобренных осадками сточных вод крупных городов, с почвами контрольных участков показывает возрастание в них кон­центраций практически всех элементов: Hg —- в 3-250 раз, РЬ — в 1, 7-2, 5 раза, As — в 2-15 раз, Ag — в 8, 3-30 раз. Содержание остальных элементов возросло не более чем в 4 раза. Использование осадка сточных вод малых городов приводит к возрастанию концентраций лишь Hg (в 13 раз), а кон­центрации РЬ даже уменьшаются, что может быть следствием увеличения подвижности химических элементов при внесении удобрений.

Золы электростанций, используемые благодаря высокому содержанию в них Са в качестве мелиорантов, обычно не содержат высоких концентраций тяжелых металлов. Шлаки черной металлургии, используемые в том же ка­честве, повышают содержание в почвах Сг, V, Мп в пределах 5-155 раз.

Фосфогипс представляет опасность из-за высоких концентраций Sr и S (кларк концентрации > 100), а также REE (кларк концентрации 10-20). При внесении 60 т/га фосфогипса содержание Sr может превысить ПДК (600 мг/кг).

В целом по России в 1992 г. загрязненная пестицидами почва была обна­ружена на площади 29, 8 тыс. га (5, 8% обследованной) и осенью — на пло­щади 32 тыс.га (9, 3% обследованной). Наиболее загрязненными пестицида­ми (прежде всего ДДТ) оказались почвы садов и лесов (37-52% обследован­ной площади). Почвы под овощными культурами загрязнены остаточным содержанием ДДТ, 2, 4-Д и трефлана на площади 17, 7%; почвы под зерно­выми — ДДТ, ГХЦТ, 2, 4-Д, пропазина, трефлана и ТХАН на площади 11, 3%. К регионам со значительным загрязнением почвы пестицидами следует от­нести Московскую и Иркутскую области, к регионам со средним загрязне­нием почвы — Центрально-Черноземный район, Северный Кавказ, Курган­скую область и Приморский край (табл. 5.11-5.12).

Современная агротехнология далека от совершенства. Известно, что Y, REE, As, Cd вносятся в почву на три порядка больше, чем они поглощаются растениями. Все же для большинства элементов увеличение их содержаний в почвах еще незначительно. Однако для Sr это увеличение составляет 115%,

Таблица 5.11 Загрязнение проб почв пестицидами в отдельных регионах России

 

 

Регион Доля проб почв, загрязненных выше ПДК. % Пестицид
Иркутская область -90 2, 4 Д
Волгоградская область > 90 Трефлан
Новосибирская область Отдельные зоны — до 20-192 ПДК Сумма ДДТ
Московская область -10 Сумма ДДТ
Центрально-Черноземный район -15 Сумма ДДТ
Краснодарский край   Сумма ДДТ
  Трефлан
Ростовская область   Сумма ДДТ
  Трефлан

Таблица 5.12

Ориентировочно допустимые концентрации пестицидов в почве, мг/кг

Пестицид одк Пестицид одк
Амбуш 0, 6 Мезоранил 0, 9
Амибен 0, 05 Ордрам 0, 9
Антио 0, 2 Нексион 0, 2
Арезин 0, 7 Пирамин 0, 7
Бенлат 0, 1 Пликтран 0, 1
БМК 0, 1 Рамрод 0, 2
Бронокот 0, 5 Реглон 0.2
Вензар 1, 0 Синбар 0, 4
Тетрал 0, 1 Солан 0, 6
ДДВФ 0, 03 Сутан 0, 6
Каптан 1, 0 Теноран 0, 4
Карагард 0, 4 Тиллам 0, 6

Примечание: Лимитирующий показатель— транслокационный.

Таблица 5.13

Концентрация химических элементов в фосфорных удобрениях (г/т)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Исходное сырье Удобре­ние Мар­ка F Мп As Sr Y Cd Се Pb
Апатитовый концентрат Аммофос С 5507, 4   14'   91, 1 0, 2   2, 0
S   81, 6 - 9, 81 10, 2 _   0, 84
Кс 8, 3 0, 3 8, 2 1, 6 3, 1 1, 5 4, 3 0, 12
Нитроам-мофос С   101, 8 15, 9 87, 24 74, 17 0, 24   8, 65
S   42, 7 4, 6 33, 70 12, 37 0, 16 75, 2 13, 1
Кс 3, 7 ОД 9, 3 0, 3 2, 6 1, 8 3, 4 0, 5
Концентрат микрозерни­стых фосфо­ритов Аммофос С     34, 0 160, 0 84, 5 0, 9 14, 0  
S 370, 4 575, 4 _ 90, 5 12, 0 0, 5 5, 8 14, 9
Кс 15, 6 1, 4 20, 0 0, 5 2, 9 9, 2 0, 2 1, 2
Кальций фосфат кормовой С   915, 6 15, 0   135, 0 0, 5 88, 4 12, 5
S   196, 9 27, 2 274, 2 65, 8 _ 5.0 23, 0
Кс 5, 1 0, 9 9, 3 3, 2 4, 7 3, 8 1, 5 1, 6
Концентрат ракушечных фосфоритов Двойной суперфос­фат С 8216, 1 768, 1 26, 2   281, 4 0, 5   21, 0
S 1656, 3 24, 68 33, 0   20, 3 -   16, 0
Кс 12, 4 0, 8 15, 4 5, 2 9, 7 3, 8 9, 4 1, 0

для Се — 135, для F — 145 %. Наибольший вред приносит излишнее внесе­ние минеральных удобрений: с ними в почвах накапливаются токсичные и канцерогенные соединения азота, а также образуются избыточные концент­рации фосфора и содержащихся в этих удобрениях Sr, REE, F, U, иногда Pb, As, Cd, VnZn(Ta6n. 5.13).

При внесении удобрений в пойменные угодья существенно растет по­движность практически всех элементов. В результате применения ядохими­катов (например, в США до 400 т/га) резко возрастает содержание ртути, концентрация которой увеличивается на 200-550% по сравнению с природ­ным фоном. Под влиянием минеральных удобрений в кислых почвах ухуд­шаются физико-химические показатели (кислотность, сумма поглощенных оснований, степень насыщенности ими, содержание подвижного алюминия). Для их поддержания на благоприятном уровне необходимо известкование почв из расчета 6-9 т/га СаСОз и систематическое внесение органических удобрений (10-12 т/га).

В 60-х гг. XX в. появились так называемые структурообразующие удоб­рения — вещества, вызывающие агрегирование почвенных частиц тяжелых глинистых, суглинистых, песчаных, супесчаных и других видов почв. В ка­честве структурообразующих удобрений используются гуминовые соедине­ния и различные производные целлюлозы. Производные целлюлозы (име­ется в виду обычные промышленные АЦ, АБЦ, Na-КМЦ и т.п., не содержа­щие тяжелых металлов) являются структурообразователями почвы и не вы­деляют при их разложении в почву токсических веществ.

В России в результате длительного кризиса возрастает площадь сельс­кохозяйственных угодий с низким и очень низким содержанием фосфора, калия или с повышенной кислотностью (табл. 5.14). Так, если в 1986-1990 гг. за год в среднем было внесено 3, 8 т/га органических удобрений, то в 1998 г. — уже 0, 7 т/га. За этот же период в нашей стране поставка минеральных удоб­рений уменьшилась со 100 до 12 кг на 1 га пашни.

Рассматривая проблему качества почв в мире, следует отметить, что продуктивность почв на больших площадях снижается из-за уменьшения содержания гумуса. Только за последние 20 лет запасы гумуса сократились на 25-30%, а ежегодные его потери только по России составляют 81, 4 млн т. По данным агрохимического обследования, в Российской Федерации 16, 5 млн га пахотных земель характеризуется очень низким содержанием гумуса, а 21 млн га — низким. Содержание гумуса в черноземах централь­ных областей России за последние 100 лет снизилось почти вдвое — с 14 до 7 %, а ежегодные потери гумуса из черноземов составляют в среднем 0, 5-1 т/га. Около 43 % пахотных земель характеризуются низким содержанием

Площади сельскохозяйственных угодий Российской Федерации с неудовлетворительными агрохимическими показателями плодородия в 1994 г.

 

 

Экономический район Повышенная кислотность поч- Низкое и очень низкое содержание
вы (рН < 0, 5) фоос юра калия
тыс. га % тыс. га % тыс. га %
Северный 602, 5 33, 2 284, 2 15, 7 462, 6 25, 5
Северо-Западный 558, 5 47, 1 643, 1 20, 2 815, 4 25, 6
Центральный 4276, 9 46, 6 3358, 2 20, 3 5122, 0 31, 0
Волго-Вятский 3118, 8 33, 6 1472, 2 17, 5 1366, 2 16, 3
Центрально-Черноземный 1864, 8 15, 9 1976, 3 16, 9 209, 2 1, 8
Поволжский 278, 0 8, 5 7150, 3 26, 6 1632, 8 6, 1
Северо-Кавказский 278, 0 1, 6 4869, 0 278, 0 762, 0 4, 2
Уральский 2781, 2 11, 2 10678, 1 42, 7 2199, 7 8, 8
Западно-Сибирский 2232, 2 8, 9 3286, 4 13, 1 1428, 4 5, 7
Восточно-Сибирский 661, 9 5, 4 4455, 1 36, 7 1245, 6 10, 3
Дальневосточный 1729, 8 49, 6 1977, 2 56, 7 411, 7 11, 8

гумуса, причем на преобладающей части территории России баланс гумуса отрицательный.

При антропогенных воздействиях уменьшение содержания гумуса по­степенное происходит во всех типах почв. Например, среднегодовые его по­тери только в почвах горной и предгорной зон Северного Кавказа составля-

Рнс. 5.8. Динамика содержания гумуса в почвах Северной Осетии: А'— в среднем на трех основных типах почв; Б — на каштановых почвах; В — на выщелоченных черноземах, подстилаемых галечником; Г — на карбонатных

почвах

ют 0, 8-1, 2 т/га. Уменьшение гумуса в почвах определяется и его расходом на урожай: так, на серых лесных и дерново-глеевых оподзоленных почвах Северной Осетии ежегодный расход гумуса при возделывании сельскохо­зяйственных культур составляет 1-1, 2 т/га, на выщелоченных черноземах 1, 5-1, 6 т/га, а на орошаемых черноземах — 1, 8-2 т/га (рис. 5.8).

В течение трех ротаций полевого севооборота ежегодные потери гумуса из неудобряемой почвы (пахотного горизонта) составляют: в каштановой почве — 980 кг/га (или 1, 23 % от общего содержания), обыкновенном черно­земе — 1804 (0, 82 %), выщелоченном черноземе — 1086 (0, 65 %) и дерново-глеевой почве — 743 кг/га (0, 27 %). В результате в почвах имеется, как пра­вило, отрицательный баланс — выносится больше, чем возвращается. Не­достаток питательных веществ в почве восполняется за счет накопленных ранее запасов гумуса.

На фоне ускоренной дегуминификации обостряется проблема переуп­лотнения почв под воздействием сельскохозяйственной техники и транспор­тных средств. Результаты исследований показали высокую плотность по­чвы в верхних горизонтах в пределах 1, 46-1, 56 г/см3. Следовательно, здесь сильно затруднено проникновение корневых волосков растений, поэтому в этих горизонтах корней мало и они проникают вглубь только по трещинам между призматическими структурными агрегатами, отсюда и низкое содер­жание гумуса. В почвах с глубины 20-25 см часто наблюдается сильное уп­лотнение, это так называемая «плужная подошва», которая также затрудня­ет проникновение корней растений вглубь. По прогнозным оценкам, только в результате переуплотнения к 2000 г. может быть утрачено до 10-15 % используемых пашен.

Кроме технологических процессов, на физические свойства почвы оказы­вает влияние и содержание гумусовых веществ. Например, более гумусиро-ванная дерново-подзолистая пахотная почва имеет и более прочную структу­ру не только в слое 0-20 см, но и в слое 20-40 см, а коэффициент корреляции между концентрацией гумуса и наличием водопрочных агрегатов составляет +0, 65. В среднесуглинистых дерново-подзолистых почвах при повышении содержания гумуса от 1, 6 до 3, 1 % растет общая удельная поверхность на 15-18 м2 и одновременно снижается плотность почвы на 0, 07-0, 1 г/см3.

Ко второй группе процессов относятся региональные, или локальные, выпадения из атмосферы загрязняющих веществ (связанных с промышлен­ной деятельностью) и загрязнение территорий в районах транспортных ма­гистралей. Природные процессы разлива загрязненных рек также могут на­нести существенный урон сельскохозяйственным территориям. При вспаш­ке территорий и уборке урожая происходит загрязнение микрокомпонентами (Mn, Ni, Cr, Co, V), содержащимися в выхлопах тракторов и комбайнов. В результате концентрация, например, Ni в почвах может увеличиться на 40%, aV- на 10%.

В Северной Осетии вертикальная дифференциация почв по большин­ству тяжелых металлов характеризуется увеличением их количества в верх­них слоях почвы от каштановых почв к дерново-глеевым, поэтому террито­рия лесолуговой зоны (предгорная полоса) более загрязнена ими, чем лесо­степная или степная. Причем содержание одних металлов (стронция и руби­дия) в пахотном слое не увеличивается (кроме дерново-глеевой, где идет увеличение их концентраций), других (железо, марганец, медь, никель, ти­тан, цирконий и т.д.), что является следствием как воздействия природных факторов, так и техногенного загрязнения почв выбросами.

В свою очередь сельскохозяйственные территории в результате смыва удоб­рений и ядохимикатов загрязняют водные системы. Так, в 1988 г. был зафик­сирован интенсивный смыв фосфорных удобрений с сельскохозяйственных территорий Южной Скандинавии, вызвавший бурное развитие сине-зеленых водорослей в Балтийском море и массовую гибель промысловых рыб.

Все это приводит к тому, что в водотоках сельскохозяйственных терри­торий формируются потоки рассеяния широкой группы элементов, включая токсичные. При этом наибольшую опасность представляют отходы свино­водческого комплекса (где зачастую для удаления навоза предусмотрен гид­росмыв), а также птицефабрики. Из 295 специализированных свиноводчес­ких хозяйств России промышленные очистные сооружения с применением аэротенков имеют только 52, а 119 используют животноводческие стоки в растениеводстве с помощью ирригационных систем и методов, на специа­лизированных гидромелиоративных полях. В результате вокруг этих пред­приятий происходит фильтрация жидкой фракции навоза в почву и грунто­вые воды.

С ирригацией связаны также и процессы засоления, заболачивания и обводнения почв, а с осушением— обезвоживания, иссушения торфяных почв и дефляция. В России сельским хозяйством в 1994 г. было забрано из водоемов и подземных источников 31, 2 км3 (32, 4 % от общего водозабора) пресной воды, из которой при транспортировке потеряно до 19 %. На оро­шение использовали примерно 1, 4 км3 воды. Общее водоотведение состави­ло 10, 7 км3: из них сброшено в водоемы 9, 5 км3, остальное — на рельеф местности. Объем загрязненных сточных вод, поступивших в водоемы, со­ставил 3, 2 км3. В результате сельскохозяйственной и промышленной дея­тельности в последнее время угрожающий характер приняло затопление ж подтопление (под которым понимается повышение уровня грунтовых вод) территорий.

В мире потери от затопления земель составляют ~ 100 тыс. км2. В Рос­сии подтоплено около 9 млн га земель, в том числе 5 млн га сельскохозяй­ственных. Всего же в условиях избыточного увлажнения находятся 16, 1 млн га сельскохозяйственных угодий (из них 10, 3 млн га — кормовые угодья, 5, 7 млн га— пашни). Общая площадь земель различного назначе­ния, подтопленных водохранилищами, составляет 866, 1 тыс. га (522, 1 тыс. га сельскохозяйственных угодий).

В зонах орошаемого земледелия в результате фильтрационных потерь из ирригационной сети, плохого состояния или отсутствия гидрографичес­кой сети, дренажей и водоотводных коллекторов нарушается водный баланс значительных площадей, что сказывается не только на мелиоративном со­стоянии орошаемых земель, но и на гидрологическом режиме прилегаю­щих территорий. По данным мелиоративного кадастра, площадь ирригаци-онно подтопленных земель только на уровне грунтовых вод выше 1, 5 м составляет 296 тыс. га. Площади мелиорированных земель, находящихся в неудовлетворительном состоянии, в целом по России сократились на 105 тыс. га. В неудовлетворительном состоянии находится 771 тыс. га орошаемых земель, в том числе из-за недопустимой глубины уровня грунтовых вод — 325 тыс. га, засоления — 292 тыс. га, одновременного наличия недопусти­мой глубины уровня грунтовых вод и засоления почв — 154 тыс. га. Общая площадь засоленных земель составляет 38, 4 млн га (19, 9 % площади сельс­кохозяйственных угодий), в том числе 25, 6 млн га почв солонцовых комп­лексов.

Крупный ущерб территориям наносится эрозионными процессами (рис. 5.9), которые могут быть вызваны водными и воздушными потоками (различают нормальную или геологическую и ускоренную — антропоген­ную эрозии). В результате этих процессов на нашей планете теряется при­мерно 26 млрд т почвы в год.

За последние 50 лет скорость эрозионных процессов возросла в 30 раз, при­чем особенно интенсивно этот процесс идет с начала 90-х гг. XX в. По оценкам экспертов ООН, наша страна находится в десятке мировых лидеров по темпам эрозии, й к 2020 г. ею может быть охвачено до 75 % сельхозугодий.

Об интенсивности антропогенного воздействия на водные ресурсы сви­детельствует, например, уменьшение стока малых рек Оренбуржья за по­следние 40 лет в 2 раза, в р. Урал — на 30 %, а также характер изменений весеннего стока. Так, в центральной зоне Оренбуржья за 5 предвоенных лет коэффициент весеннего стока был в среднем равен 0, 52 (52 % снегозапасов перед таянием). В военные 1942-1945 годы при практически полном перехо­де на весеннюю пахоту и сокращении площади пашни коэффициент стока увеличился до 0, 84, вызывая катастрофические наводнения. В послевоен-

ные годы восстановления народного (в том чис­ле и сельского) хозяйства коэффициент стока вновь уменьшился до 0, 73. В период освоения целинных земель и постепенного перехода на пахотных землях (они занимают половину тер­ритории Оренбургской области) на осеннюю вспашку, величина весеннего стока уменьшилась почти в 2 раза (К = 0, 38). В последующие 25 лет (1966-1999 гг.) коэффициент весеннего стока в среднем составил 0, 26 (что в 2 раза ниже дово­енного и в 3 раза меньше, чем в послевоенные годы). В 1991-1997 гг., когда площадь осенней пашни уменьшилась более чем вдвое, коэффи­циент весеннего стока возрос до 0, 59-0, 65.

Водная эрозия уносит с полей несвязанные частицы почвы, азот, фосфор, кальций, калий и другие биологически важные химические элемен­ты. Ежегодно с пахотных земель России удаля­ется 0, 56 млрд т наиболее плодородной части почв. Например, в Северной Осетии смыв по­чвы с зяби (в зависимости от условий рельефа и погоды) составляет 2-50 т/га. Отмечены фак­ты катастрофического смыва почвы до 350­500 т/га. При смыве 1 мм типичного предкав-казского чернозема теряется около 700 кг/га гу­муса, 35 кг/га азота и 25 кг/га фосфора. Смыву в большей степени подвержены склоновые зем­ли, занятые черными парами и пропашными культурами. Так, при Крутизне склона -10°

годовой смыв с чистого пара составляет 500 м3/га, с посева кукурузы на зеленую массу (до фазы появления 10 листьев) — 150 м3/га, ас посева кле­вера (по 2-му году) смыто почвы 0, 04 и 0, 19 м3/га.

Водная эрозия может быть не только плоскостной, но и овражной. Смыв почв под влиянием талых, дождевых и ливневых вод при уклонах более 3° быстро приводит к их струйчатым размывам с последующим образованием оврагов. Современный средний суммарный прирост длины овражной сети составляет 20 тыс. км, а сокращение пашни за счет разви­тия оврагов — 100-150 тыс. га, В России по масштабу овражности выде­ляется Дагестан (1, 45 га/км2).

Ветровая эрозия (дефляция) вызвана выдуванием и развеиванием почв, навеванием на них мелкодисперсных пород или песков. Она распространена преимущественно на почвах легкого механического состава (песчаных и су­песчаных), а также на сильно иссушенных пылеватых почвах с разрушен­ной (в результате неправильного сельскохозяйственного использования) структурой. Ветровая эрозия незакрепленных почв может происходить в любое время года и при разной силе ветров, но наиболее опасна она весной (когда почва взрыхлена и на ней еще не развились сельскохозяйственные структуры) при силе ветра свыше 15 м/с. Особое влияние ветровая эрозия оказывает на почвы засушливых областей (в России это, например, регионы Дагестана или Ростовской области).

Площадь эрозионно опасных и подверженных эрозии сельскохозяйствен­ных угодий составляет 124 млн га (56 %), из них на долю пахотных земель, приходится 87, 3 млн га. По данным государственного учета, общая пло­щадь оврагов составляет 2, 6 млн га, кроме того, 26, 2 млн га (20, 4 %) пашни расположено на смытых почвах, 2, 1 млн га (1, 7 %) земель подвержено со­вместному воздействию водной и ветровой эрозии, 7, 9 млн га (6, 1 %) — деф­ляции, всего же дефляционно опасными землями считаются 44 млн га (32, 2 %)-...Площади эродированных черноземов постоянно возрастают. За последние 10-15 лет они увеличивались в среднем на 250-300 тыс. га в год. На многих расчлененных территориях с черноземными почвами 50 % и бо­лее распаханных земель эродированы. Ежегодно около 25-30 тыс. га черно­земов теряется в результате образования оврагов.

Крайне нерационально используются также и кормовые угодья (бессис­темный выпас или перевыпас, несоблюдение мер ухода за пастбищами, уве­личение частоты скашивания). В 1994 г. в сельскохозяйственном обороте было задействовано 10, 1 млн га сбитых пастбищ, что составило 16, 7 % от их общей площади. Весьма высок вес пастбищ в земельном фонде республики Дагестан — 2 740, 7 тыс. га (79, 6 %). Постоянно расширяются площади опу­стынивания. Так, в Калмыкии опустыниванию подвержено 4, 9 млн га, из которых 1, 8 млн га находится в стадии очень сильного опустынивания. В Астраханской области площадь деградированных пастбищ составляет 1, 3 млн га, из них 250 млн га подвижных песков. Сильно- и среднеразмытые земли занимают 48 % пастбищ.

Процессы опустынивания, ранее рассматривавшиеся как мелкорегиональ­ные в связи с проблемами деградации пастбищных земель только Калмы­кии (82, 7 % ее территории подвержены этим процессам, а площадь откры­тых развеваемых песков составляет более 150 тыс. га) и равнинной части Дагестана, в настоящее время в разных степенях проявления уже отмеченына территории 17 субъектов Российской Федерации. Чрезвычайная ситуация сложилась на пастбищных землях Астраханской области, где чрезмерная нагрузка от домашних животных привела к дигрессии степных фитоценозов и развитию дефляционных процессов на площади 1, 3 млн га, из которых 382, 8 тыс. га перешли в развеваемые пески. Опустыниванием охвачены земли Ростовской области (до 50 % территории сальских степей), Алтайского края (~37 % территории кулундинских степей), до 15 % равнинных территорий Республики Тува. Эта проблема обострилась в Краснодарском и Ставрополь­ском краях, Волгоградской, Воронежской, Омской, Оренбургской, Саратов­ской областях, республиках Хакасия и Бурятия.

Деградацию оленьих пастбищ необходимо рассматривать как северный вариант опустынивания. Деградация земель в тундровой зоне происходит в результате перегрузок оленьих пастбищ, нарушения почвенного и раститель­ного покровов при проведении геологоразведочных работ. Деградация паст­бищных земель происходит и в тундровой зоне в результате их выгорания, нарушения почвенного и растительного покровов при широкомасштабном освоении месторождений полезных ископаемых, неконтролируемом проез­де автотранспорта, перегрузках оленьих пастбищ скотом и его ненормиро­ванном выпасе. Общая площадь деградированных оленьих пастбищ превы­шает 230, 1 млн га (табл. 5.15), что составляет более 68 % их площади. В результате всех этих процессов прогрессируют, засоление земель, образова­ние подвижных песков и оврагов, истощение и загрязнение водных источ­ников.

Таблица 5.15

Площадь деградированных оленьих пастбищ (млн га)

 

 

Зона оленеводства Распределение площадей по степени деградации Итого деградированных пастбищ
слабая средняя сильная
Европейская 5, 2 10, 0 8, 7. 23, 9
3 ап адно-Сибирская 13, 2 10, 0 12, 0 35, 2
Средне-Сибирская 4, 0 20, 8 16, 0 40, 8
Восточно-Сибирская 6, 5 15, 7 5, 0 27, 2
Северо-В осточная 20, 3 50, 7 32, 0 103, 0
Итого 49, 2 107, 2 73, 7 230, 1

Засоление почв — процесс повышения содержания в почве легкораство­римых солей (карбоната натрия, хлоридов и сульфатов), обусловленное как исходной засоленностью почвообразующих пород, так и привносом солей грунтовыми или поверхностными водами. Почвы считаются засоленными при содержании токсичных для растений солей более 0, 1 % по весу или бо­лее 0, 25 % солей в плотном остатке (для безгипсовых почв). Засоление почв бывает первичное (остаточное), а также вторичное, вызванное, как правило, нерациональным орошением сельскохозяйственных территорий.

Районы древнего орошаемого земледелия имеют очень высокий про­цент засоленных почв. Так, в долине р. Инд засолено 10 млн га из 15 млн га всей площади (— 67 %), в долине р. Нил — 1, 2 млн га из 1, 7 млн га (более 80 %), в Ираке засолено около 50 % орошаемой площади, а в США— свы­ше 27%. В почвах сельскохозяйственных угодий снижается содержание гу­муса и основных элементов минерального питания растений (около 90 % всего азота почвы, 80 серы и 60 % фосфора сосредоточено в гумусе), повы­шается кислотность, а также ухудшается общее культурно-техническое и агрофизическое состояние сельскохозяйственных земель. Установлено, что за период интенсивной эксплуатации в течение XX в. черноземные почвы потеряли более половины имевшихся в них запасов гумуса, утратили водо­проницаемое рыхлое строение и зернистую структуру, ослабили многие свои экологические функции.

Количество выносимых водно-растворимых веществ зависит от меха­нического и химического состава почв, их сельскохозяйственного использо­вания, объема выпадающих осадков, способов и норм орошения, видов и норм вносимых минеральных удобрений, а также применяемых ядохимика­тов. Так, из легких по механическому составу почв выносится примерно в 2 раза больше водно-растворимых солей, чем из суглинистых, а вынос с уго­дий, занятых пропашными культурами, в 2-2, 5 раза превышает вынос с угодий, занятых кормовыми травами. Строительство дренажных систем спо­собствует улучшению промывного режима подзолистых почв и переносу различных химических веществ в нижележащие горизонты, что приводит к загрязнению грунтовых и даже более глубоко залегающих подземных вод.

В нашей стране к 1996 г. более 40 % площади пашни имели низкое со­держание гумуса (менее 4 %), 22 % фосфора и 9 % обменного калия. По су­ществу большинство черноземов России вышли за пределы порога своей устойчивости и оказались в критическом состоянии деградации и переходе на более низкий уровень состояния и плодородия. Кроме того, за последние 30 лет площадь сельскохозяйственных угодий России сократилась на 12, 2 млн га, пашни — на 2, 4 млн га, сенокосов — на 10, 5 млн га. Причинами такого сокращения являются нарушение и деградация почвенного покрова, отвод земель под застройку городов, поселков и промышленных предприя­тий. Одна из главных причин столь удручающего положения — длительное господство одностороннего утилитарного взгляда на почву только как на объект сельскохозяйственной продукции и место для размещения различ­ных производств. К сожалению, взгляд на почву как на систему имеющую глобальные экологические функции, в силу ряда причин сильно запоздал во времени, в результате человечество оказалось не подготовленным к возник­шему кризису.


Поделиться с друзьями:

mylektsii.su - Мои Лекции - 2015-2024 год. (0.027 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал