Материал: Іутинська Г.О. Ґрунтова мікробіологія

00 в точках спостережень, по-друге, є проміжних точках наявні "опорні" базові дані про метеорологічні умови, які істотно впливають на динаміку чисельності мікроорганізмів.

Забруднення міддю

Забруднення ртуттю

—Л — 2 ГДК, дані розраховані за моделлю

—■ — 4 ГДК, дані розраховані за моделлю

—О — 2 ГДК, дані спостережень

—X — 4 ГДК, дані спостережень

Рис. 13.2. Відновноюданіподекадних змін чисельності органотрофних мікроорганізмів у ґрунті, забрудненомуміддю і ртуттю

274

Для прикладу на рис, 13.2 наведені графіки відновлених значень чисельності органогетеротрофів на ділянках, забруднених міддю і ртут­ тю в дозі 2 і 4 ГДК. Як видно з цих графіків, на відновлену криву добре укладаються дані, отримані під час проведення моніторингу.

Таким чином, показана можливість моделювання чисельності мік­ роорганізмів у ґрунті, що дає підставу використовувати їх у системі еко­ логічного моніторингу ґрунту для оцінки ситуацій, відновлення даних в проміжних точках та прогнозування розвитку мікроорганізмів за певних екологічних умов.

З етап. Включення мікробіологічних показників та моделей їх кількісних змін у державну комп’ютерну

мережу екологічного моніторингу фунтів

Розроблена система мікробіологічних показників може бути задіяна у функціональній структурі регіонального мікробіологічного моніторингу ґрунтів (рис.13.3).

Згідно з цією схемою складовими регіонального моніторингу ґрунтів є: а) підсистема збору і введення даних, яка здійснює визначення ці­ лого ряду індикаційних показників, в тому числі мікробіологічних, що ха­ рактеризують стан ґрунту, і передає їх каналами зв'язку, а також вво­

дить у загальну систему моніторингу; б) підсистема контролю І первинної обробки інформації, яка прово­

дить контроль за надходженням данних про стан ґрунту та здійснює пе­ рвинну обробку І розподіл даних по базам даних системи;

в) діалогова система спілкування, яка дає можливість аналізувати І порівнювати поточні дані з регіональною базою даних і з роботою всієї системи моніторингу;

г) регіональна база даних, яка акумулює інтегровані показники (в тому числі мікробіологічні), екологічного стану ґрунтів;

ґ) підсистема математичних моделей, до якої входить і модель ди­ наміки чисельності мікроорганізмів в контрольному І забрудненому ґру­ нті і яка дає можливість прогнозувати розвиток екологічної ситуації в даному регіоні;

д) підсистема взаємодії з користувачем, яка забезпечує екологіч­ ною інформацією місцеві органи управління, громадськість, засоби ін­ формації тощо.

Таким чином, моніторинг складається з операцій виміру, аналізу, опису, моделювання, оптимізації та прогнозування, інформацію, що отримують у процесі моніторингових досліджень, використовують з ме­ тою охорони довкілля. Проведення моніторингу дає можливість отриму­ вати детальну інформацію про фактичний стан фунту, оцінювати та прогнозувати його зміни під впливом антропогенного навантаження.

275

Рис. 13.3. Функціональна структурарегіонального моніторингуфунтів

13.2. Антропогенні зміни ґрунтів як основного компоненту біосфери

Ґрунт є центральним ланцюгом біосфери, перехрестям екологічних зв’язків, що об'єднують в одне ціле гідросферу, атмосферу, земну кору. Ґрунт відіграє важливу роль у збереженні біорізноманіття наземних ор­ ганізмів, адже більшість рослин і тварин своїм існуванням пов’язані з ґру­ нтом, який є для них не тільки життєвим простором, але також джере­ лом поживних речовин. Крім того, ґрунт захищає літосферу від ерозії, регулює газовий режим і вологозабезпечення, накопичує органічну ре­ човину і енергію. Збереження ґрунтів є однією з найбільш актуальних і в той же час важких до вирішення задач. Без збереження і відновлення Ґрунтової оболонки Землі майбутнє людства є безперспективним, оскі­ льки воно позбавлене можливості прогресивного розвитку.

276

Серед фахівців природничих наук у галузі ґрунтознавства та еколо­ гії можна виділити песимістичні і оптимістичні погляди на перспективу вирішення проблеми збереження ґрунтів. Потенційну загрозу деградації ґрунтів становить, з одного боку, забруднення природних наземних і водних екосистем, а з іншого - їх антропогенні зміни: вирубування лісів, осушення болот, перевипас тварин, незбалансоване внесення добрив, розвиток ерозійних процесів, опустелювання. На сьогодні на Землі зни­ щено більш як 2/3 лісів, 40% ґрунтового покриву е порушеним ТІЄЮ чи Іншою мірою. За твердженням Л. Брауна, на часі ми не можемо повніс­ тю оцінити масштаби деградації планети і наслідки цього явища для майбутніх поколінь.

Сучасний стан біосфери характеризується деградацією окремих її компонентів, а також руйнацією історично сформованих кругообігів ре­ човини й енергії, що призводить до змін напрямків розвитку біосфери уцілому. Так, згідно з В.І. Вернадським еволюція біосфери характеризу­ ється поступальним розвитком життя. На часі ми спостерігаємо великі урбанізовані теріторії, де активне функціонування живих організмів майже припинено. Вивчення стану ґрунтових ресурсів показує скоро­ чення орних земель на душу населення (табп. 13.2).

Таблиця 13.2

Площа орних земель у світі (за Г.В. Добровольським, ЄД. Нікітіним, 2000 р.)

Підраховано, що для забезпечення нормального рівня життя кіль­ кість орних земель на душу населення повинна становити не менше 0,5 гектара. Станом на 1990 рік в Україні загальна площа орних земель ста­ новила 32 млн. га, з яких 4 млн. га забруднені радіонуклідами внаслідок Чорнобильської катастрофи, 3 млн га потребують рекультивації, на ду­ шу населення припадає близько 0,56 га. В Роси площа орних земель на душу населення складає 0,89 га (станом на 1990 рік).

Слід зазначити, що загальна площа орних ґрунтів залишається не­ змінною протягом багатьох десятиліть, проте щорічно близько 6 млн. га виводяться із сільськогосподарського використання під будівництво жи­ тла, виробничих приміщень, доріг, видобутку корисних копалин, а також

277

піддаються ерозії та опустелюванню. Для компенсації втрат під земле­ користування відводяться цілинні землі, пасовиська. Внаслідок цього земельні ресурси планети постійно скорочуються, крім того, відбуваєть­ ся Тх прискорена дегуміфікація.

Інтенсифікація землеробства шляхом внесення високих доз міне­ ральних добрив, застосування пестицидів, насичення сівозмін зернови­ ми і технічними культурами - все це призвело до невтішних наслідків. Зокрема, було підраховано, що зростання врожаю не відповідає витра­ там на його виробництво. Крім того, погіршилась якість отриманої про­ дукції, яка містить підвищену кількість нітратів, залишки пестицидів.

Відмічені негативні зміни у функціонуванні ґрунтової мікробіоти ви­ кликані антропогенними змінами біосферних функцій ґрунтів. Так, функ­ цією ґрунтів є забезпечення взаємодії великого геологічного і малого біологічного кругообігів речовин; за сучасних умов усе більш помітним стає зменшення підтримки біологічного кругообігу. Це зумовлене ерозі­ єю ґрунтового покриву, його забрудненням, що знижує біологічну актив­ ність ґрунтів. Крім того, спостерігається деградація структури природних ценозів живих організмів, збіднюється їх генофонд.

Змінюється така функція ґрунтів, як регуляція складу атмосфери і гідросфери. Порушення нормального газообміну у системі ґрунтатмосфера відбувається в результаті проведення масштабних меліора­ тивних заходів, зміни структури ґрунту внаслідок його постійного обробі­ тку. Відомо, що важливим показником стану газової фази фунтів є кое­ фіцієнт аерації (КА), як відношення концентацій Ог та С 02, Для атмос­ ферного повітря КА дорівнює 700, для черноземів 20-50, а за умов зрошення КА зменшується до 10. В результаті незбалансованого вне­ сення добрив та активізації процесу дегуміфікації зростає надходження С 02 в атмосферу. Як наслідок анаеробних процесів у ґрунтовому повітрі зростають концентрації сірководню, метану, окису І закису азоту, що призводить до “парникового ефекту”. Одночасно зменшується фіксація атмосферного азоту ґрунтовими мікроорганізмами.

Вплив антропогенно змінених ґрунтів на гідросферу проявляється у зменшенні біопродукгивносгі водойм унаслідок зміни складу поживних елементів у поверхневому і підземному стоках води. Перш за все це евтрофікація водойм за рахунок збільшення вмісту азотних (нітрати), фосфорних І гумусових сполук при удобренні сільськогосподарських угідь. Крім того, зростає забруднення водойм залишками пестицидів, детергентів, важких металів, радіонуклідів, які потрапляють у водойми внаслідок зменшення сорбційного бар'єру фунтів.

278