Деградация и эрозия почв

В непосредственной связи и взаимодействии с приповерхностной частью литосферы находятся почвы.

Экологические функции почвы весьма изменчивы, но в целом почва характеризуется высокой степенью динамичности свойств и состава, что делает эту важнейшую для биосферных процессов субстанцию чрезвычайно чувствительной к влиянию хозяйственной деятельности человека. Изменения могут быть как позитивными, так и негативными — вплоть до полной утраты тех или иных функций при деградации почвы или полного ее уничтожения.

Деградация почв всегда сопровождала сельскохозяйственную деятельность человека. Еще больший вред наносила индустриальная деятельность, которая почти всегда влекла за собой фактическое уничтожение почвы. Общая площадь разрушенных и деградированных за всю историю человечества почв составляет 20 млн км², что значительно превышает всю пахотную площадь современного мира — 15 млн км². Распределение площадей деградированных почв следующее:

Соотношение наиболее распространенных видов деградации почв выглядит следующим образом:

Эрозия почв обычно определяется как их разрушение временными водными потоками и ветром, т. е. речь идет о собственно водной и  ветровой эрозии.

Различают три вида водной эрозии: дождевую, эрозию при снеготаянии и ирригационную (возникающая при поливе). Эрозия почв при снеготаянии отличается небольшой интенсивностью, но значительной продолжительностью: потери почвы при снеготаянии обычно не превышают нескольких тонн с одного гектара. Продолжительность дождевой эрозии невелика (минуты или часы), но интенсивность выше, так как количество смываемой почвы достигает десятков тонн с гектара. Ветровая эрозия (дефляция) бывает
повседневной, а также возможна в виде пыльных бурь. Повседневная эрозия вызвана постоянными не очень сильными ветрами и поэтому пространственно ограничена. Практически все пахотные почвы подвержены такому виду эрозии.

Эрозия почв оказывает серьезное негативное влияние не только на экономические параметры, но и на экологическую составляющую. Снижение плодородия почв влечет за собой уничтожение развития растительности и последующих трофических уровней. Сносимая почва заливает водоемы, создает запыленность воздуха, усиливает поверхностный сток — это не что иное, как потерянная влага, которая не впиталась в почву и, следовательно, не используется растениями. С поверхностным стоком с полей выносятся удобрения и пестициды, активно загрязняющие природные воды.

Физическая деградация почв выражается прежде всего в ее активном переувлажнении и разрушении макроструктуры. Она возникает при пастбищном скотоводстве и использовании при пахоте тяжелой техники, но еще более активна при строительных работах, причем не столько под самими будущими сооружениями, сколько под строительной инфраструктурой —дорогами, бытовками, складами материалов и конструкций и т. д. Процесс дегумификации почв — потери почвами гумуса за счет его некомпенсируе-
мой минерализации, удаления гумусированного слоя или его части эрозионными процессами — известен весьма давно, но значимость его начала оцениваться лишь в последнее время. В целом, дегумификация связана с изменением биогеохимического цикла углерода из-за уничтожения естественной
растительности на пахотных землях, застраиваемых территориях или других отчуждаемых участках земли при их хозяйственном освоении. Обычно в течение первых лет после распашки запас гумуса в почве снижается на 25…50 % от исходного. Однако следует сказать, что при использовании научно обоснованных агротехнических методов можно даже увеличить плодородие почв, хотя количественно таких земель достаточно мало.

Мощным фактором воздействия на природные экосистемы является орошение почв. При очевидных положительных результатах возникает ряд негативных экологических последствий:

• вторичное засоление почв, приводящие к снижению продуктивности земель или к полной ее потере (ежегодно в мире из-за бездренажного орошения, фильтрационных потерь из каналов и повышенной минерализации поливной воды теряются сотни тысяч гектаров);
• осолонцевание (проявление солонцовых свойств) и солитизация почв;
• образование растущих соляных водоемов в местах сброса дренажно-коллекторных вод;
• резкое ухудшение качества речных вод в результате сброса в них дренажно-коллекторных вод;
• засоление и деградация ландшафтов в низовьях рек вследствие большого водозабора в верховьях;
• загрязнение поверхностных и подземных вод избытком солей, минеральных удобрений (в том числе нитратов), пестицидов, ядохимикатов;
• дефицит водоснабжения, особенно питьевого, на больших территориях;
• загрязнение токсикантами местообитаний представителей дикой фауны, особенно перелетных водоплавающих птиц, ведущее к исчезновению видов;
• распространение болезней среди населения, живущего как непосредственно среди орошаемых территорий, так и в местах сброса дренажного стока;
• загрязнение нитратами сельскохозяйственной продукции вследствие усиленного применения азотных удобрений на орошаемых полях;
• необратимые гидрологические и гидрогеологические изменения, в частности исчерпание подземных водных ресурсов, местами сопровождающееся просадочными явлениями в грунтах;
• формирование неблагоприятных социально-экономических последствий.

Даже при орошении почв доброкачественными водами деградирует структура черноземов, появляется слитность почвенной массы, выносится кальций, уменьшается количество гумуса и изменяется его состав, снижается воздухо- и водопроницаемость почв. Промышленная эрозия почв в наибольшей степени проявляется в местах добычи полезных ископаемых и при строительстве.

При добыче нефти и газа почва не только механически разрушается, но и загрязняется сырой нефтью, пластовыми водами, поступающими из скважин. В качестве загрязнителей выступают также применяемые в нефтедобыче буровые растворы и химические реагенты. При разработке газовых месторождений газовые потоки меняют состав почвенного воздуха и стимулируют эмиссию газообразных углеводородов в атмосферу.

Весьма распространенным является нефтехимическое загрязнение почв на автозаправочных станциях,  базах горюче-смазочных материалов, при транспортировке и особенно авариях с разливом нефтепродуктов. Загрязнение почв нефтью и нефтепродуктами ухудшает их физические свойства, ингибирует биологическую активность, обусловливает накопление в почве токсичных, в том числе канцерогенных, соединений.

Одним из самых серьезных загрязнителей почв в последнее время стали отходы производства и потребления. Твердые бытовые отходы, не говоря уже о токсичных и нетоксичных промышленных отходах, подвергаются выдуванию, промачиванию атмосферными осадками на пунктах первичного
сбора, сортировки, при транспортировке и захоронении. Образовавшиеся загрязненные фильтраты попадают на почвенный покров и далее с водой — в растения, а затем распространяются по следующим трофическим уровням. При мусоросжигании в рамках действующих технологий в атмосферу выбрасывается ряд химических соединений, из которых некоторые, например, диоксины, весьма опасны. Эти выбросы выпадают на почвы вместе с атмосферными осадками и загрязняют их.

В значительной степени экологические проблемы, характерные для почв, имеют отношение к агроэкологии.

Сущность экологических противоречий в сельскохозяйственном производстве состоит в следующем:

• массовое вовлечение в активный сельскохозяйственный оборот земель в сухостепной и полупустынной зонах привело к развитию загрязнений, снижению влажности, «обсыханию» почв;
• расширение посевов зерновых в связи с большой долей паров (времени без посевов) привело к усилению нагрузки на пастбища и их последующей деградации на значительных площадях;
• искусственное смещение границы рискованного земледелия в южном направлении резко ухудшило условия для местного животноводства, усилило контрастность почвенных условий;
• экстенсивное орошение и осушение в погоне за освоением площадей способствовало их заболачиванию, осолонцеванию;
• создание крупных животноводческих комплексов усугубило проблему утилизации отходов животноводства; в ряде случае навоз — отличное удобрение — превратился в источник активного загрязнения.

К числу наиболее научно проработанных направлений по экологическому использованию сельскохозяйственных угодий относится мелиорация — проектируемое изменение естественных и изначальных функций ландшафтов для оптимизации условий жизни населения в регионе,  рационального использования его ресурсов.