Деградация почв (Лекция)

 

ПЛАН ЛЕКЦИИ

1. Основные понятия

1.1. Факторы деградации почв

1.2. Механизмы деградации почв

1.3. Устойчивость почв к деградации

2. Типы и виды деградации почв

1. Основные понятия

Понятие «деградация почв» в настоящее время имеет разные определения, общим для которых является включение процессов количественного и качественного ухудшения cостава и свойств почв с позиций получения первичной продукции.

Собственно почвенное определение деградации почв было дано М.И. Герасимовой с сотрудниками (2000): «Деградация почв – изменение в функционировании почвенной системы, и/или в составе и строении твердой фазы, и/или регуляторной функции почв, имеющее результатом отклонение от экологической нормы и ухудшение параметров, важных для функционирования биоты и человека».

 

Рис. Деградация почвы

 

Деградация почв, как правило, способствует увеличению затрат различного рода ресурсов (энергетических, сырьевых, информационных и пр.) для достижения ранее получаемого количества и качества продукции и/или увеличению ограничений на дальнейшую деятельность человека. То же определение может быть применено и к понятию «деградации ПП» и о «деградации земель», но речь будет идти не об элементарном почвенном ареале (ЭПА), а о почвенной комбинации (Хитров Н.Б., 1998).

Для характеристики деградации почв (или ЭПА) необходимо использовать ещё и следующие понятия:

–          «степень деградации почвы» – сравнительный уровень выраженности деградации почвы в целом к фиксированному моменту времени;

–          «скорость деградации почвы» – быстрота изменения степени деградации;

–          «виды деградации почвы» – группа процессов ухудшения свойств и качества почвы, имеющие одинаковые общие механизмы осуществления и спектр результатов воздействия;

–          «число совмещенности» – число видов деградации почвы, диагностируемых одновременно в одной почве (в пределах одного ЭПА).

Эти понятия применяются и в отношении ПП.

Следует отметить, что в современном почвоведении понятие «деградация почв и/или ПП» расценивается с сугубо антропоцентрических позиций, т. е. с позиций благополучия человека и окружающей его природной среды. Это важный методологический аспект, поскольку для почв как сложных биокосных систем их деградация в приведенном выше понимании отнюдь не всегда является деградацией с точки зрения общей теории систем, т. е. потери элементов и упрощении структуры этой системы вплоть до исчезновения самой системы.

В области агроэкологической экспертизы системное понятие деградации отвечает понятию деградации почв в случае эрозии, дефляции, дегумификации, но не вполне соотносится с ним в случае, например, формирования солонцеватости чернозема при орошении. На сегодняшний день абсолютно доминирует энвайроменталистская точка зрения, т. е. с позиции учения об окружающей среде (энвайроменталистика от слова environment – учение об окружающей среде).

Анализ реальных ситуаций показывает, что деградация почв и ПП развивается вслед за потерей ими устойчивости при неадекватном применении способов воздействия, то есть без учета условий формирования почв. Однако если рассматривать негативные почвенные процессы как деструктивные, связанные с естественным развитием ландшафта или с резким изменением параметров среды, то необходимо выявлять границы устойчивости геосистемы, чтобы не допускать их разрушения

Проблема «порога устойчивости», за пределами которого почва теряет способность самовосстанавливаться и ускоренно разрушается, достаточно актуальна в случае агроэкологической экспертизы земель. Для решения этой проблемы следует выявлять не только степень и скорость деградации, но и число её видов, совмещенных в пределах одного почвенного ареала.

 

1.1. Факторы деградации почв

Причины деградации почв разнообразны, но представления о них в науке нельзя считать устоявшимися. Как правило, наибольшее внимание привлекают деградационные явления, вызываемые хозяйственной деятельностью человека. Изменения, происходящие при этом, носят в основном локальный или региональный характер, территориально ограниченный типом хозяйствования. Однако даже близкие по проявлениям негативные почвенные процессы, но связанные с естественными изменениями факторов почвообразования, принято относить к категории эволюционных. Вместе с тем известно, что антропогенные воздействия на природу Земли приводят к изменениям самих факторов почвообразования (например, глобальные изменения климата, трансформация состава поверхностных пород и рельефа), в связи с чем возникает и развивается «антропогенная эволюция».

Основным фактором деградации почв и ПП является применение неадекватных воздействий, выводящих экогеосистему из устойчивого (равновесного) состояния. Поэтому основным правилом защиты (охраны) почв при их использовании должно быть следующее – не применять мероприятий, выводящих почвенную систему из устойчивого состояния.

 

1.2. Механизмы деградации почв

Процессы и явления, снижающие плодородие почв, ухудшающие условия сельскохозяйственного использования земель, увеличивающие опасность разрушения ПП, относятся к деградационным. Они развиваются после нарушения «порога устойчивости» системы.

Выделяют три группы процессов:

I – природные процессы, проявление которых не может быть предотвращено человеком (землетрясение, извержение вулканов, различные склоновые процессы и т. д.);

II – природно-антропогенные процессы, интенсивность которых в той или иной степени определяется антропогенными факторами (пахотная эрозия, пересушка торфяников, вторичное засоление и т. д.);

III – собственно антропогенные процессы (загрязнение почв токсичными веществами, дегумификация пахотных почв, разрушение ПП при геологоразведочных работах и эксплуатации месторождений полезных ископаемых и многое другое).

Деградация почв и ПП преимущественно идет при совместном воздействии природных и антропогенных факторов. Антропогенное влияние как правило способствует активизации природных негативных процессов. Разграничить влияние природных и антропогенных факторов деградации часто бывает сложно.

 

1.3. Устойчивость почв к деградации

Различают устойчивость потенциальную и фактическую. Потенциальная устойчивость к деградации определяется составом и свойствами почв, а также наличием или отсутствием факторов, защищающих их от развития негативных процессов. Фактическая устойчивость зависит от чередующихся циклов состояния почвенной системы разной продолжительности: чередованием культур в севообороте, изменение режима влажности по сезонам и т. д. «Обратимость деградации почв» – это реальная возможность восстановления свойств почв, измененных или утраченных в процессе деградации. По мнению авторов, обратимость в первую очередь зависит от вида и степени деградации почв. Так, устранить подкисление почвенной среды, обеднение доступными для растений элементами питания можно относительно быстро и без больших затрат; а эрозия, дефляция, дегумификация, слитизация требуют дорогостоящих мероприятий в течение длительного времени. При высокой степени деградации почв восстановить их нормальное функционирование и свойственное им плодородие в обозримые сроки становится невозможным.

В международной практике принято характеризовать деградацию почв и земель следующими пятью степенями:

0 – недеградированные (ненарушенные);

1 – слабодеградированные;

2 – среднедеградированные;

3 – сильнодеградированные;

4 – очень сильнодеградированные (разрушенные).

Определение степени деградации производится в соответствии с таблицей индикаторных показателей, включающих около 30 параметров физического и химического состояния почв. Вычисленные в баллах и последующих коэффициентах показатели степени деградации позволяют оценить величину ущерба и произвести экономические расчеты.

 

2. Типы и виды деградации почв

 

Большинство исследователей деградационных процессов все их виды объединяют в три группы (Снакин и др., 1993): физическая, химическая и биологическая деградация почв (Д. п.).

Физическая ДП – ухудшение физических и водно-физических свойств почвы, нарушение почвенного профиля.

Химическая ДП – ухудшение химических свойств почвы: истощение запасов питательных элементов, вторичное засоление и осолонцевание, загрязнение токсикантами.

Биологическая ДП – сокращение численности видового разнообразия и оптимального соотношения различных видов микроорганизмов, загрязнение почвы патогенными микроорганизмами, ухудшение санитарно-эпидемиологических показателей.

К группе физической Д. относятся прежде всего механические нарушения, приводящие к физическому разрушению всего почвенного профиля или его части, что может быть вызвано различными формами антропогенных воздействий, относящихся к сфере или промышленной (I) или сельскохозяйственной (II) деятельности.

К промышленным формам нарушений относятся следующие: индустриально-мусорно-отвальные, торфяно-карьерные, просадочно-карьерно-отвальные и другие, связанные с добычей полезных ископаемых, а также разрушения почв при строительстве дорог, газо- и нефтепроводов.

Наиболее существенные сельскохозяйственные нарушения обусловлены распашкой и выпасом скота. При распашке происходят изменения микрорельефа поверхности, плотности сложения горизонтов почвы, резкое увеличение эрозионной опасности и т. д. Выпас вызывает формирование пространственной неоднородности ПП, изменение биопродуктивности фитоценозов, ухудшение физических и химических свойств почв, снижение их противоэрозионной устойчивости.

В итоге физическая ДП выражается в ухудшении почвенной структуры и всего комплекса физических свойств (уменьшение пористости, водопроницаемости, воздухоёмкости и пр.).

Крайней степенью физической деградации является полное уничтожение почвы как природного тела вплоть до состояния горной породы. В этом случае ландшафт превращается в абиотическую пустыню.

Химическая Д может быть вызвана как с.-х. влиянием, так и промышленными производствами, транспортом, поселениями человека. Последствия могут быть различные.

Потери гумуса характерны для пахотных почв. При хорошо организованном земледелии возможно и накопление в почве гумуса, но это наблюдается редко.

Накопление нежелательных балластных веществ происходит при химических мелиорациях и внесении удобрений.

Усиление выноса некоторых полезных химических элементов возможно при орошении.

Химические негативные процессы, обусловленные сельскохозяйственными воздействиями, легче преодолеть, нежели техногенные – нефте- и газодобыча, металлургическая промышленность.

В таблице далее приведены площади почв мира, подверженные различным типам и степени деградации.

 

Таблица. Площадь и степень деградации почв

 

Из данных таблицы видно, что на суше Земли из деградационных процессов наиболее широко представлены эрозия и дефляция. Преобладает умеренная деградация, не много ей уступает слабая.