1. Экосистема почвы. В вернем, плодородном слое почвы преобладают такие компоненты как: минеральные частицы; детрит, т. е. мертвое органическое вещество растений и животных, включая отходы их жизнедеятельности, на разных стадиях разложения; множество живых организмов от редуцентов (грибов и бактерий) до более крупных детритофагов (дождевых червей, моллюсков и насекомых), формирующих сложную пищевую сеть, основанную на детрите.
2.Живое вещество почвы
В почве живое вещество концентрируется, достигая в верхних частях гумусовых горизонтов 1—10—40% веса почвы (включая корни, макро-и микрофауну). Таким образом, почвообразование происходит в биосфере, и почвенный покров является важнейшей частью биосферы. В особенности это относится к гумусовой оболочке почвенного покрова, представляющей собой прямой продукт биологического круговорота веществ.
Наиболее важным результатом существования жизненных циклов на нашей планете является регулярная продукция огромных запасов потенциальной энергии, связанной в растительном органическом веществе. Эта энергия в последующем расходуется бесконечной цепью ассоциирующих животных организмов, грибов и бактерий, биохимическими и химическими реакциями, что составляет сущность почвообразования.
3. Роль микроорганизмов в деградации чужеродных соединений.
Деградация почв – это нарушение ее структуры и утрата экологических функций. Различают основные категории (группы видов) деградации почв: Физическая деградация. Физическая деградация почв фиксируется как по уменьшению мощности органогенных и (или) гумусоаккумулятивных горизонтов почв или уничтожению других почвенных горизонтов и всего профиля (механическая деградация почв), так и по изменению конкретных физических свойств механически ненарушенного почвенного профиля (собственно физическая деградация почв).
Химическая деградация - ухудшение химических свойств почв истощение запасов питательных элементов, вторичное засоление и осолонцевание, загрязнение токсикантами.
Биологическая деградация. В первую очередь нарушается биоразнообразие, происходит его обеднение, изменяются доминирующие виды, некоторые виды вообще исчезают. При воздействии деградационных факторов различают четыре зоны со сдвигами в составе биоты: -зона гомеостаза с нормальным составом организмов; -зона стресса с перестройкой в количественных соотношениях видов, но без изменения качественного состава; зона развития резистентных организмов; зона репрессии
4. Классификация почвенных загрязнителей.
1) Мусором, выбросами, отвалами, отстойными породами.
2) Тяжелыми металлами: Со (кадмий), Си (медь), Сг (хром), Ni (никель), Со (кобальт), Нq (ртуть), Аз (мышьяк), Мп (марганец).
3) Пестицидами. Химические вещества, широко использующиеся в качестве средств борьбы с вредителями культурных растений.
4) Микотоксинами. Данные загрязнения не являются антропогенными, потому что выделяются некоторыми грибами.
5) Радиоактивными веществами.
6) Удобрениями
7) Промышленные выбросы. Отходы машиностроительной промышленности снабжают окружающую среду такими элементами, как: цианид; бериллий; мышьяк. Производство пластмассовых изделий, загрязняет почву такими химическими элементами, как: бензол; фенол.
8) Нефтью.
9) Поверхностно активные вещества в почве.
10) ПВХ – пластмассы и.д
5. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ
Одно из самых коварных и опасных. Тяжелыми называют те цветные металлы, плотность у которых больше, чем у железа. Наиболее распространенными являются свинец, медь, цинк, никель, кадмий, кобальт, хром, ртуть. Коварство их заключается в том, что микродозы этих элементов необходимы для обеспечения нормальной жизнедеятельности живых организмов и растений. Эти вещества отвечают за обеспечение многих функций, но при превышении нормы они накапливаются в организме, становятся слишком концентрированными и вызывают различные тяжелые заболевания. Одно из самых токсичных веществ - ртуть. Она содержится во многих измерительных приборах и при повреждении сосуда попадает в окружающую среду. Человек может отравиться ее парами. Симптомы могут быть разными: от тошноты и слабости до летального исхода. Не менее опасен для человека свинец. Его избыток может нанести серьезные повреждения внутренним органам и ЦНС. Цинк и медь – часто используемые в сельском хозяйстве микроэлементы. Они стимулируют рост, подавляют болезнетворные бактерии и т. д. Однако при избытке этих веществ в почве все происходит наоборот: растения затормаживаются в своем развитии, снижается урожайность.
6. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА РАДИОАКТИВНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ
Радиоактивное загрязнение почвы – это превышение в ней концентрации радионуклидов над показателями предельно допустимой нормы вследствие антропогенной деятельности. основными причинами, вызывающими радиоактивное загрязнение почвенного покрова, являются: интенсивное освоение земель сельскохозяйственного назначения; тяжелая промышленность; разработка месторождений природных ископаемых; захоронение радиоактивных отходов; выбросы радиации АЭС; испытание ядерного оружия.
Существует множество отрицательных последствий загрязнения почвы: непосредственное негативное влияние радиоактивных веществна животных, растительность и человека; значительное ограничение возможности использовать почвенные ресурсы в сельскохозяйственных целях. Ведь вся продукция, которую получают с такого земельного участка, имеет превышающие норму уровня концентрации радиоактивных веществ вследствие загрязнения открытых водоемов и грунтовых вод, куда из почвы вымываются вредные соединения. Сильное загрязнение может привести к невозможности использовать пресную воду не только для питья и приготовления пищи, но и на выпаивание скоту или полив сельскохозяйственных угодий. Почвенный поглощающий комплекс сортирует радиоактивные вещества. Кроме того, он их хранит в течение длительного времени. Радионуклиды в почве характеризуются: свойствами химически активных изотопов; свойствами и составом самой почвы; свойствами радионуклидов в выпадениях; климатическими показателями; особенностями ландшафта.
Подвижность радиационного загрязнения зависит от: минералогического состава; наличия в почве геохимических барьеров; гранулометрического состава; свойства гумуса; реакции среды.
7. ПУТИ ПОПАДАНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЙ В ПОЧВУ
Различные почвенные загрязнения, большинство из которых антропогенного характера, можно разделить по источнику поступления этих загрязнений в почву 1) 3 атмосферными осадками Многие химических соединений, попадающих в атмосферу в результате работы предприятий, затем растворяются в капельках атмосферной влаги и с осадками выпадают в почву. Это, в основном, газы - оксиды серы ки, азота и др.. Большинство из них не просто растворяются, а образуют химические соединения с водой, имеющие кислотный характер. Таким образом и образуются кислотные дождьощі. 2) 3 пылью оседает в виде пыли и аэрозолей Твердые и жидкие соединения при сухой погоде обычно оседают непосредственно в виде пыли и аэрозолей. Такие загрязнения можно наблюдать визуально, например, вокруг котельных зимой снег чернеет, улучш риваючись частицами сажи. Автомобили, особенно в городах и около дорог, вносят значительную лепту в пополнение почвенных загрязненийнь. 3). При непосредственном поглощении почвой газообразных соединений В сухую погоду газы могут непосредственно поглощаться почвой, особенно влажной 4). С растительным опадом Различные вредные соединения, в любом агрегатном состоянии, поглощаются листьями через устьица или оседают на поверхности. Затем, когда листья опадают, все эти соединения поступают опять-таки в почву
8. КЛАССИФИКАЦИЯ ЯВЛЕНИЙ ДЕГРАДАЦИИ ПОЧВЫ
· Явления деградации и полного разрушения почвы можно разделить на несколько основных групп. 1. Нарушение биоэнергетического режима почв и экосистем: — девегетация почв (потеря почвами растительного покрова, ведущая к омертвлению почв); — дегумификация почв (потеря почвами гумуса); — почвоутомление и истощение почв ( происходящие в почвах в результате длительного возделывания одного вида сельскохозяйственных культур). 2. Патологическое состояние почвенных горизонтов и профиля почв: — отчуждение и выключение почв из действующих экосистем (промышленная эрозия почв (отчуждение почв городами, поселками, дорогами, линиями электропередач и связи, трубопроводами, карьерами, водохранилищами, свалками и т. д.); водная и воздушная эрозия (дефляция) (разрушение верхних слоев почв под действием воды и ветра); образование бесструктурных кор и переуплотненных горизонтов (потеря почвой структуры или ее переуплотнение при обработке полей тяжелой техникой при влажности превышающей физическую спелость почв; вторичном осолонцевании черноземных почв; при образовании подпахотного уплотненного горизонта на старых пашнях); 3. Нарушение водного и химического режима почв— ( сухость и опустынивание почв; селевые разливы и оползни; вторичное засоление почв; природная и вторичная кислотность почв; переосушение почв (результат неправильно проводимых осушительных мелиораций;
4 Затопление, разрушение и засоление почв водами водохранилищ; 5. Загрязнение и химическое отравление почв: промышленное загрязнение почв; сельскохозяйственное загрязнение почв (результат неправильного применения пестицидов, внесение сверхнормальных доз минеральных и органических удобрений, отходов и стоков животноводческих ферм); радиоактивное загрязнение почв (природное или антропогенное накопление в почве радионуклидов в результате ядерных взрывов, аварийных выбросов на атомных предприятиях, утечки радиоактивных материалов, захоронении отходов атомной промышленности); 6. Деградация ландшафтов районов с распространением многолетней мерзлоты. Эти территории отличаются крайнёй неустойчивостью к воздействию антропогенных факторов. Неупорядоченное движение транспорта, перевыпас и другие процессы приводят к нарушению растительного покрова, что обусловливает протаивание мерзлых грунтов, развитие эрозионных процессов, разрушение почвенного покрова; 7. Разрушение почв военными действиями. - Передвижение военной техники, строительство фортификационных сооружений, взрывы бомб, снарядов и т. д. приводят к деградации и даже полному разрушению почвенного покрова. Испытание и применение ядерного оружия вызывают радиоактивное загрязнение почв/
Физическая деградация почв – это уплотнение корнеобитаемого слоя почвы на полях и пастбищах.
К физ.деградации относятся механические нарушения (физ. разрушение почвенного профиля или его части. Вызвано различными формами антропогенных воздействий (промышленная или сельскохозяйственная деятельность)).
К промышленным формам нарушений относятся:
1. Индустриально-мусорно-отвальные;
2. Торфяно-карьерные, просадочно-карьерно-отвальные и другие, связанные с добычей полезных ископаемых;
3. Разрушения почв при строительстве дорог, газо- и нефтепроводов.
Cельскохозяйственные нарушения обусловлены распашкой и выпасом скота.
Физическая деградация почв является непреднамеренным последствием земледелия и выражается в неблагоприятном изменении физических свойств почв, по сравнению с их оптимальным состоянием, необходимым для обеспечения населения продукцией растениеводства.
Для диагностики физического состояния и уровня физической деградации нужно определить следующие параметры:
-пористость агрегатов размером 3-5 мм в сухом состоянии,
-коэффициент текстурной усадки,
-межагрегатную пористость.
Слитизация почв, как выражение физической деградации. Слитыми считают почвы, обладающие неблагоприятными физическими свойствами: резко выраженной набухаемостью,слитостью сложения во влажном состоянии и блочностью структуры и крупной трещиноватостью в сухом состоянии. Эталоном слитых почв являются слитозёмы (вертисоли)
Степень деформации почвы зависит от исходного ее состояния: плотности и влажности во время прохода техники, величины контактного давления на почву, кратности воздействия. Влажность почвы в момент воздействия на нее техники является важнейшим фактором, определяющим степень уплотнения при одной и той же нагрузке. Глубина деформации варьирует от 20—30 до 50—60 см.
Меры по снижению уплотняющего воздействия на почву и по их разуплотнению включают систему агротехнических (поддержание положительного баланса гумуса), организационно-технологических (использование технологий с минимально возможным проходом по полям) и технических решений (замена шин колесной техники на более широкие с низким давлением).
Разрушающее воздействие воды, ветра и антропогенных факторов на почву и подстилающие породы, снос наиболее плодородного верхнего слоя или размыв называется эрозией.
Водная эрозия возникает преимущественно на склонах, с которых верхний плодородный слой грунта смывается талыми водами или водой из оросительных каналов. В результате начинают образовываться промоины, овраги и местность начинает терять свои плодородные качества. Водную эрозию принято классифицировать еще по нескольким основаниям:
* По распространению водного потока выделяют поверхностную и линейную. В первом случае поток воды смывает только верхний гумусированный слой, во втором – сильный поток воды приводит к разрушению подстилающих пород.
* По степени различают естественную и антропогенную эрозию. Первая происходит под воздействием только природных сил. Вторая возникает из-за нерационального ведения сельского хозяйства.
Ветровая эрозия возникает преимущественно в степных районах с большими открытыми пространствами, она представляет собой выветривание частиц плодородного грунта на участках, не защищенных растительностью. Ветровая эрозия способна захватывать большие пространства, она особенно опасна для иссушенных земельных массивов, чаще всего территории страдают именно из-за слишком активной хозяйственной деятельности человека.
факторы:
* Особенности климата. водная эрозия – затяжные ливневыми дождями, резкое потепление. Ветровая эрозия – сухой климат.
* Особенности рельефа. на выпуклых склонах процессы развиваются быстрее, чем на вогнутых поверхностях. На равнинах эрозия развивается быстрее там, где растительный покров минимален.
* Свойства грунта. Устойчивыми считаются черноземы. глинистый и песчаный грунт быстро разрушается при определенных условиях.
* Наличие растительного слоя. Корни растений гарантируют грунту надежную защиту от воды и ветра. Высокие стебли растений также препятствуют выветриванию грунта.
* Хозяйственная деятельность человека. Бесконтрольный выпас скота на одних и тех же территориях, распашка земель с нарушением правил севооборота, разработка месторождений – все это приводит к повреждению почвенного слоя, и восстановить его крайне трудно.
Комплекс работ по защите почв включает в себя следующие основные направления:
* Организационно-хозяйственные работы - периодическое обследование полей с составлением планов и карт, комплексная оценка процессов эрозии, разработка плана мероприятий и контроль их выполнения)
* Агромелиоративные мероприятия –посадка многолетних культур, размещение культурных растений полосами на склонах, разработку и установку системы снегозадержания, несение минеральных и органических удобрений.
* Лесо- и гидромелиоративная защита грунта. Она предполагает высадку лесных полос на склонах, обустройство каналов для отведения талых вод, террасирование склонов, создание плотин и искусственных водоемов.
*
Химическая деградация представляет собой потерю почвенного плодородия в результате обеднения почв элементами минерального питания, неблагоприятных изменений почвенного поглощающего комплекса, реакции среды, обеднения минералогического состава, уменьшения содержания и ухудшения качества органического вещества, развития неблагоприятного комплекса почвенной биоты. Она обусловлена, нарушением системы земледелия при возделывании культур в сельскохозяйственном производстве и сопровождается физической деградацией почв.
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 веществпроисходит 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.
Химическая деградация почв неизбежно происходит даже при их обычном сельскохозяйственном использовании. При развитии и расширении различных видов производства, городских поселений, транспорта, нарушения почвенного покрова могут приобретать огромные размеры.
Изучение процессов биологической деградации связано с ролью биоты в функционировании почв. Почвенные организмы обеспечивают осуществление многих экологических функций почв. При любых видах деградации почв первыми на них реагируют именно организмы. В первую очередь нарушается биоразнообразие, происходит его обеднение, изменяются доминирующие виды, некоторые виды вообще исчезают.
При воздействии деградационных факторов различают четыре зоны со сдвигами в составе биоты:
- зона гомеостаза с нормальным составом организмов;
- зона стресса с перестройкой в количественных соотношениях видов, но без изменения качественного состава;
- зона развития резистентных организмов;
- зона репрессии.
Почвенные организмы страдают от всех видов деградации. При ветровой или водной эрозии почв организмы частично или почти полностью уносятся, причем для восстановления биоты требуется восстановление самой почвы.
Почвенные организмы резко реагируют на деградацию химического состояния почв. Любые изменения ведут к изменению биоты. Однако организмы являются фактором борьбы с химической деградацией почв, так как они могут очищать почву от нефти и пестицидов, способствовать образованию минеральных соединений, разрушать вредные природные органические соединения.
Таким образом, деградация биологических свойств почв наносит опасный и многосторонний вред как для почв, так и для биосферы в целом/
13. Деградация почв в результате перевыпаса.
Нерегулируемый выпас приводит к смене растительного покрова и, как следствие, к деградации почв. Явление это именуют пастбищной дигрессией. Развитие дигрессии зависит от видовых особенностей выпасаемых животных, интенсивности и длительности использования пастбищ, выносливости пастбищной растительности к вытаптыванию.
Под влиянием выпаса существенно изменяются свойства почв, прежде всего их физические свойства. Непременное следствие перевыпаса — уплотнение почвы, происходящее под влиянием копыт животных. Иногда уплотнение сопровождается сдвигом почвенной массы, особенно весной в период переувлажнения почвы. Значительная величина давления копыт передается на глубину до 8—12 см, глубже она ослабевает и на глубине 20 см составляет уже только 10 —20 % от исходной. Уплотнение почвы связано с уменьшением пористости, прежде всего межагрегатной, и ухудшением водно-воздушного режима. Существенно деградирует структура почвы, при этом не только увеличивается глыбистость почвы, но резко уменьшается водопрочность агрегатов. В меньшей степени проявляются отмеченные явления в высокогумусных почвах.