Экология почвы

Почва - верхний слой суши, образовавшийся под влиянием растений, животных, микроорганизмов и климата из материнских горных пород, на которых он находится В нормальных,естественных условиях все процессы происходящие в почве, находятся в равновесии. Но нередко в нерушении равновесного состояния почвы повинен человек. В результате развития хозяйственной деятельности человека происходит загрязнение, изменение состава почвы и даже ее уничтожение. В настоящее время на каждого жителя нашей планеты приходится менее одного гектара пахотной земли. И эти незначительные площади продолжают сокращаться из-за неумелой хозяйственной деятельности человека.
Громадные площади плодородных земель погибают при горнопромышленных работах, при строительстве предприятий и городов. Уничтожение лесов и естественного травянистого покрова, многократная распашка земли без соблюдения правил агротехники приводит к возникновению эрозии почвы - разрушению и смыву плодородного слоя водой и ветром. Эрозия в настоящее время стала всемирным злом. Подсчитано, что только за последнее столетие в результате водной и ветровой эрозий на планете потеряно 2 мл Одним из последствий усиления производственной деятельности человека является интенсивное загрязнение почвенного покрова. В роли основных загрязнителей почв выступают металлы и их соединения, радиоактивные элементы, а также удобрения и ядохимикаты, применяемые в сельском хозяйстве.
К наиболее опасным загрязнителям почв относят ртуть и ее соединения. Ртуть поступает в окружающую среду с ядохимикатами, с отходами промышленных предприятий, содержащими металлическую ртуть и различные ее соединения.
Еще более массовый и опасный характер носит загрязнение почв свинцом. Известно, что при выплавке одной тонны свинца в окружающую среду с отходами выбрасывается его до 25 кг. Соединения свинца используются в качестве добавок к бензину, поэтому автотранспорт является серьезным источником свинцового загрязнения. Особенно много свинца в почвах вдоль крупных автострад.
Вблизи крупных центров черной и цветной металлургии почвы загрязнены железом, медью, цинком, марганцем, никелем, алюминием и другими металлами. Во многих местах их концентрация в десятки раз превышает ПДК.
Радиоактивные элементы могут попадать в почву и накапливаться в ней в результате выпадения осадков от атомных взрывов или при удалении жидких и твердых отходов промышленных предприятий, АЭС или научно-исследовательских учреждений, связанных с изучением и использованием атомной энергии. Радиоактивные вещества из почв попадают в растения, затем в организмы животных и человека, накапливаются в них.
Значительное влияние на химический состав почв оказывает современное сельское хозяйство, широко использующее удобрения и различные химические вещества для борьбы с вредителями, сорняками н болезнями растений. В настоящее время количество веществ вовлекаемых в круговорот в процессе сельскохозяйственной деятельности, примерно такое же, что и в процессе промышленного производства. При этом с каждым годом производство и применение удобрений и ядохимикатов в сельском хозяйстве возрастает. Неумелое и бесконтрольное использование их приводит к нарушению круговорота веществ в биосфере. Особую опасность представляют стойкие органические соединения, применяемые в качестве ядохимикатов. Они накапливаются в почве, в воде, донных отложениях водоемов. Но самое главное - они включаются в экологические пищевые цепи, переходят из почвы и воды в растения, затем в животных, а в-конечном итоге попадают с пищей в организм человека. 
Источник: http://relarn.nichost.ru/dckt/projects/terem/prirod/zeml.htm
  
Огромный вред экологии наносят химические пестициды (инсектициды, фунгициды, гербициды) и некачественные минеральные удобрения как  в открытом, так и в закрытом грунте. Тем более, что только 1 – 2% от использованного препарата оказывает полезное действие. Остальная часть его остается на растении, угнетая его развитие, сокращая период вегетации и плодоношения либо попадая на почву, убивает, полезную микрофлору, останавливая естественный процесс гниения и ферментации растительных остатков.
 Другим отрицательным эффектом действия пестицидов является уничтожение насекомых опылителей.  Около 80 % всех цветковых растений опыляются насекомыми: пчелами шмелями и другими полезными насекомыми, которые составляют всего около 20 % всех видов насекомых.
  Особенно большой вред наносят ядохимикаты при их использовании в тепличном хозяйстве, где обработки пестицидами проводят не 1- 2 раза и до появления завязи на растениях (как это требуют инструкции), а до 30 раз за вегетационный период. И что самое печальное – обработки проводят за несколько дней до уборки урожая огурцов, томатов, перец и зеленых культур. При такой борьбе с вредителями сам выращенный продукт становится вредным для здоровья человека, поскольку весь пропитан сильнейшими ядами.
 Многие пестициды изменяют пищевую ценность растений – в моркови отсутствует каротин (данные Ленфам предприятия), в яблоках – ферменты и витамины. Большое содержание нитратов в овощных культурах снижает способность к длительному хранению и вредит здоровью грунта. Известно, что овощи, выращенные в закрытом грунте с  применением пестицидов хранятся,  даже в холодильнике, намного хуже, чем те,  что выращены на грядке без их применения.
 Доказано, что пестициды способны изменить даже техническую структуру растений, вызвать повреждения растений их стерильность, морфозы вегетативных генетических органов. Пестициды могут резко изменить агротехнические качества возделываемых культур.
 В то же время подавленные пестицидами формы вредных насекомых в любом агроценозе составляет не более доли процента от общего числа видов. Поэтому при применении пестицидов поражаются в основном не только объекты, но и множество других видов, которые являются сдерживающим фактором и уничтожение которых приводит и вспышке численности подавляемых форм.
  К этому следует добавить, что практически все виды насекомых вырабатывают резистентность (от латинского – противоздействие, устойчивость) к используемым пестицидам, заставил разрабатывать и применять все более токсичные и дорогие препараты. Характерно, что резистентность возникает по всем группа пестицидов независимо от их химического состава.
http://urozhayna-gryadka.narod.ru/biologizacia.htm

Сельскохозяйственное производство в отличие от других отраслей характеризуется более тесным соединением общественных и природных факторов. По существу, возделывание сельскохозяйственных растений и разведение животных - одна из активных форм взаимодействия человека и природы.
В.А.Ковда подчеркивал, что процветающее высокопродуктивное сельское хозяйство - лучшее средство управления экологическими системами, сохранения и улучшения окружающей человека биосферы.
В сельскохозяйственном производстве в последние несколько десятилетий используются интенсивные технологии возделывания культур, основанные на широком применении средств механизации, минеральных удобрений, химических мелиорантов, химических средств защиты растений. В результате сельское хозяйство оказывает сильное антропогенное воздействие на природные экосистемы.
Согласно имеющимся оценкам, по уровню негативного воздействия на окружающую природную среду сельское хозяйство вышло на третье место после промышленности и транспорта.
Отличительной чертой современных экологических проблем является их глобальный характер. В результате возрастания антропогенной нагрузки на почву, отчуждение питательных веществ с урожаем, загрязнения средствами химизации и отходами животноводства, дегумификации, эрозии почв происходит разрушение природных ландшафтов, замена устойчивых экосистем на агроэкосистемы, изменение функционирования сохранившихся биогеоценозов. Сельскохозяйственное производство стало оказывать глобальное отрицательное воздействие на биосферу. Пестициды, фосфаты, ртуть, содержащиеся в протравителях зерна, по данным ЮНЕСКО, выходят в десятку главных наиболее опасных экотоксикантов природной среды.
Аграрный ландшафт как системное образование состоит из экологических систем низшего ранга: полей, садов, огородов (агробиогеоценозов), лугов и пастбищ (лугопастбищных биогеоценозов), скотных дворов, ферм и животноводческих комплексов (ферменных биогеоценозов). Биогеоценозы аграрные, луговые, пастбищные и ферменные составляют образования взаимосвязанных природно-технических систем по производству продуктов растениеводства и животноводства. Максимум экологически чистой и сравнительно недорогой продукции может быть получен при научно-обоснованном управлении аграрными ландшафтами.
Регуляция и оптимизация аграрных ландшафтов предполагает использование системно-экологического подхода при осуществлении мониторинга за состоянием сельскохозяйственных экосистем, межбиогеоценозных связей и прогнозировании возможных изменений структуры и функции аграрных ландшафтов и их окружения. Системный подход в сельскохозяйственной экологии заключается в исследовании полевых, пастбищно-луговых и ферменных биогеоценозов как системных образований, тесно связанных между собой и формирующих единую экологическую систему высокого уровня - агроэкосистему.
В биосфере циркулирует огромное число ксенобиотиков техногенного происхождения, многие из которых имеют исключительно высокую токсичность. Это так называемые суперэкотоксиканты, т.е. вещества представляющие наибольшую опасность для человека. К ним относятся I нитрозамины, многие хлор и фосфорсодержащие пестициды, ртуть, свинец, кадмий. Эти вещества, являющиеся потенциальными мутагенами и канцерогенами, опасны тем, что они могут накапливаться по трофическим цепям.
Без оценки загрязнения почв и растительности суперэкотоксикантами невозможно получить общую картину техногенной нагрузки этих веществ на окружающую среду. При этом необходимо учитывать их поведение в агроэкосистеме по схеме почва-растение-животное. Особенно важен комплексный подход при оценке загрязнения аграрных районов, поскольку они являются основными производителями сельскохозяйственных продуктов.
Почвенному контролю в системе мониторинга принадлежит особенно важная роль. Анализ взаимодействия геосфер Земли и выяснение роли каждой оболочки в общем благополучии планеты показали, что почвенное звено в данном взаимодействии оказывается одним из центральных. Доказано, что без полноценного почвенного покрова было бы невозможным возникновение и существование современной биосферы. Химическое загрязнение почв существенно снижает общую экологическую активность почв.
Важнейшим свойством почвы является почвенное плодородие, т.е. способность производить урожай растений. Почва не меняет своей природной сущности от того, что в нее внесли гербицид. Однако при внесении гербицида изменяется наиболее важное с точки зрения человека свойство почвы - ее плодородие. Плодородие становится избирательным, т.е. одни растения могут расти на почве, содержащей гербицид, а другие нет. При очень высоком содержании токсиканта в почве на ней не смогут расти даже устойчивые растения, но при этом изменения в морфологии, физических и химических свойствах почвы могут отсутствовать. Поэтому охрана почвы от загрязнения гербицидами это охрана ее плодородия.
Загрязнение почвы пестицидами, тяжелыми металлами имеет не только локальные последствия, в конечном итоге нарушается функция почвы как самого важного механизма в формировании, стабилизации и продуктивности биосферы.
Г.И.Сидоренко и Е.А.Можаев прямо подчеркивают, что большое влияние на здоровье населения может оказывать загрязнение почвы населенных мест, так как она контактирует и с атмосферным воздухом, в значительной мере определяя их санитарное состояние и особенно влияя на качество поверхностных и подземных вод, сельскохозяйственных растений, выращиваемых на ней.
В приведенном высказывании особого внимания заслуживает возможность миграции токсикантов по объектам агроэкосистемы почва-вода-растения. Растения используются на корм животным, и таким образом при загрязнении почвы происходит отрицательное воздействие на всю цепочку в системе агробиогеоценоза.
Однако преобладающие в настоящее время системы земледелия замкнуты почти целиком на специальных задачах сельского хозяйства и мало уделяют внимания нейтрализации негативных последствий для биосферы от агротехногенной деградации природных комплексов.
Переход к преимущественно химико-техногенной системе земледелия с начала 1950 годов^ хотя и позволил значительно повысить урожайность сельскохозяйственных культур во многих странах, однако не решил проблемы обеспечения продуктами питания всего населения Земли. В то же время значительно усилилась зависимость сельского хозяйства от использования антропогенной энергии, существенно возрос его "вклад" в разрушение и загрязнение биосферы. В конечном итоге односторонняя ориентация на химико-техногенную интенсификацию сельскохозяйственного производства оказалась бесперспективной в мировом масштабе не только вследствие продукционных, но также ресурсоэнергетических и экологических ограничений.
Полностью исключить негативное воздействие на агроландшафты практически невозможно. Можно только уменьшить антропогенную нагрузку. Это связано с большими экономическими затратами, которые на сегодня не в состоянии нести даже самые высокоразвитые страны. Поэтому главная задача -экологическая оптимизация антропогенных воздействий с учетом всех аспектов развития сейчас и на перспективу.

Автор: Харина, Светлана Григорьевна
Научная библиотека диссертаций и авторефератов disserCat http://www.dissercat.com/content/otsenka-vozdeistviya-pestitsidov-na-obekty-agroekosistem-srednego-priamurya-i-puti-optimizat#ixzz4YY19vOWW

До недавнего времени понятие экология почв в качестве самостоятельного научного раздела со своим объектом, предметом, методами, понятийным аппаратом, теоретическими положениями, законами, т. е. всеми атрибутами самостоятельной науки, не имело какого-либо распространения. Все проблемы и вопросы, относящиеся к экологии почв, были размыты в рамках разделов почвоведения - генезиса и географии почв. Более того, до сих пор некоторые ученые считают некорректным словосочетание экология почв, поскольку экология в классическом первоначальном смысле - это наука о взаимоотношениях организма со средой их обитания, и почва, по их мнению, выступает именно в роли последней.
Экология почв как самостоятельная теоретическая наука в настоящее время находится в стадии становления, хотя истоки ее можно отнести к концу XIX - началу XX века.
Уже в работах В. В. Докучаева прослеживается постановка тех проблем и вопросов, которые имеют непосредственное отношение к экологии почв.
Прежде всего, введенное В. В. Докучаевым понятие естественно-исторического тела, каковым является почва, стало основным, базисным понятием широкого класса естественно-исторических (биосферных) наук. "Являясь элементарным (далее неразложимым без потери качества), оно стало исходным моментом, всеобщей и универсальной основой изучения биосферы и ее систем, тем зародышем, из которого развились все другие понятия биосферных наук".
В. В. Докучаев также в разное время подчеркивал, что необходимо овладевать почвой и управлять ею с целью чисто практической; что для этого надо прежде всего решить вопрос о закономерных соотношениях между характером и распределением почв и факторами почвообразования, причем следует иметь в виду всю единую, цельную и нераздельную природу, а не отрывочные ее части; что необходимо изучать соотношения, генетическую вековечную и закономерную связь, которая существует между мертвой и живой природой, между растениями, животными и минеральными царствами, а также человеком, причем ядром учения об этих соотношениях - между живой и мертвой природой, между человеком и остальным миром, как органическим, так и минеральным, должно быть почвоведение. Л. И. Прасолов был первым, кто ввел термин экология почв (используя его как синоним термина педоэкология) и предложил выделить экологию почв в самостоятельный раздел почвоведения наряду с генезисом и географией почв. Он рассматривал ее как учение об отношении почв к окружающим их условиям. Основным вопросом этого учения, считал он, должно быть выяснение причинной зависимости свойств почв. Предложенное Л. И. Прасоловым понятие экология почв и обоснование необходимости выделения экологии почв в самостоятельный раздел почвоведения не имели сначала отклика у почвоведов и ученых сопредельных наук, хотя отдельные вопросы, относящиеся к экологии почв, как ее понимал Л. И. Прасолов, рассматривались. В первой половине 60-х годов появилась первая специально посвященная этой проблеме монография В. Р. Волобуева "Экология почв" [1963], за которой затем последовали другие, развивающие разные аспекты экологии почв: "Система почв мира" [1973] и "Введение в энергетику почвообразования" [1974].
В этих работах, как и в первой своей монографии "Почвы и климат" [1953], В. Р. Волобуев обосновывал самостоятельность экологии почв как учения о закономерных соотношениях между почвой и средой ее формирования или "как отрасли почвоведения, специально посвященной выявлению и характеристике закономерных соотношений между почвой и почвообразователями - горной породой, организмами, климатом и рельефом" [1963: 5]. "Несомненно, предметом экологии почв являются и те соотношения между почвой и средой, которые возникают при разного рода воздействиях на почву производственной деятельности человека".
Близки к идеям В. Р. Волобуева взгляды Э. Эвальда [1972], который считал, что экология почв должна рассматриваться как раздел, равноправный с учением о генезисе почв, основной задачей которого должна быть разработка моделей потоков вещества и энергии между современными почвами и их средой.
Однако даже вышедшие фундаментальные работы В. Р. Волобуева и большое количество работ других исследователей, освещавших разные аспекты взаимоотношений почвы с окружающей средой, не привели к признанию экологии почв в качестве самостоятельного раздела почвоведения.
И. А. Соколов [1993] рассматривает экологию почв как раздел почвоведения, занимающийся изучением закономерностей, действующих в системе почва - факторы. Как и В. Р. Волобуев, И. А. Соколов сделал очень много для развития этого направления, рассматривая его как самостоятельный раздел теоретического генетического почвоведения. Он показал, что термин экология почв правомочен, раздел экология почв равноправен с такими разделами почвоведения, как генезис и география почв, а объект и предмет этой области знаний специфичен.
В отличие от учения о генезисе экология почв не занимается познанием механизмов формирования почвенных свойств. В отличие от географии почв она изучает распределение почв не в реальном географическом пространстве, а в абстрактном многомерном координатном пространстве, где в качестве координат может выступать любое сочетание факторов почвообразования или отдельных их характеристик.
И. А. Соколов подчеркивал, что экология почв может рассматриваться как самостоятельный раздел, как связующее звено между учениями о генезисе и географии почв и писал: "Единство этих трех разделов и составляет ядро фундаментального почвоведения, на котором базируются все прикладные его ветви". Им сформулирован ряд законов распределения почв в частном реальном экологическом пространстве (экологическом пространстве, образованном частью существующих в настоящее время факторов или их характеристиками) для зрелых автономных почв, а также закономерностей, относящихся к некоторым более частным вопросам экологии почв, среди них законы: литогенной полирефлекторности климатических условий, климатической конвергенции почвообразования, экологической полисенсорности почв к изменению условий климата, закон сложной иерархии факторов и др. И. А. Соколовым [1993] впервые показано, что законы почвенно-экологических связей (т. е. связей среда - почва) могут быть различны (и даже противоположны) для разных педокосмов: гумидного - мира элювиальных выщелоченных, кислых ненасыщенных, ферри-сиалитных мезоморфных и гидроморфных почв и аридного - мира аккумулятивных, насыщенных, нейтрально-щелочных, карбонатных и (или) засоленных ксероморфных почв. Им также впервые обращено внимание на то, что увлажненность в большей степени обусловливает качественную направленность почвообразования в то время, как термический фактор ответствен за количественную его сторону, интенсивность почвообразовательных процессов.
Таким образом, экология почв - это наиболее широкое понятие.
Как ясно из приведенного обзора, предметом "экологии почв" во всех этапных работах выступают закономерности, действующие в системе почва - факторы, или закономерности соотношений между почвой и средой ее формирования. Это дает основания для изучения почвы только как "черного ящика", а закономерности ее внутренних превращений, ее функционирования оказываются за пределами интересов этого раздела науки.
 
Почва, с одной стороны, является биокосным телом, или биокосной экологической системой, поскольку в ней биотические и абиотические компоненты связаны потоками вещества и энергии. В то же время почва как тело, в котором взаимодействуют организмы и абиотические компоненты, сама собой представляет в целом естественно-историческое тело природы. И как целостность (почвенное тело) она сама взаимодействует с окружающей абиотической (воздух, воды, пыль, горные породы, климат и т. д.) и биотической (той биотой, которая не составляет с почвой ее тело, например, растения) средой, обмениваясь в целом веществом, энергией и информацией с этой средой. То есть одним из главных вопросов экологии почв должно быть изучение не только внешнего обмена веществом и энергией почвы с окружающей средой, в том числе с факторами-почвообразователями, но и внутреннего единства, внутренних причинных связей ее как системы.
Таким образом, экология почв должна изучать законы функционирования почв в биосфере.
Экология почв, как и другие науки об экосистемах, должна заниматься вещественно-энергетическим обменом внутри почвы и с окружающей ее средой, выявлять общие закономерности этого обмена и устанавливать законы функционирования почв. Однако до сих пор в рамках экологии почв занимались только выяснением элементарных проявлений взаимодействия почв со средой, установлением простейших форм воздействия факторов среды на функционирование почв. Ни объект, ни предмет экологии почв как науки о функционировании системы биосферного типа до сих пор не определялись, а те определения, которые имеются, отвечают только одной стороне функционирования почвы как системы - ее внешним связям.
Таким образом, с одной стороны, экологию почв рассматривают как раздел теоретического генетического почвоведения, равноправный с другими его разделами - генезисом почв и географией почв, составляющими теоретическую основу почвоведения, с другой, почва представляет собой природную экологическую систему, подчиняется общим законам функционирования природных систем любого иерархического уровня и, следовательно, экология почв должна быть разделом экологии.
Вопрос о месте экологии почв в системе научных знаний еще не решен. Возникшую на стыке двух естественно-исторических наук - почвоведения и экологии - экологию почв тем не менее нельзя рассматривать просто как интеграцию двух наук, а следует понимать как особую специфическую науку со своими законами, методами, принципами и правилами, которая решает широкий круг проблем, связанных с функционированием биосферы (и ноосферы). Представляется, что экология почв является одним из самостоятельных учений биосферного класса наук.
Примером встречного движения наук о биосфере и формирования не интегрированной, а новой синтетической науки является ряд законов экологии почв, сформулированных И. А. Соколовым [1993] в рамках этого учения как раздела генетического почвоведения. Предложенные законы, отражая реально существующие закономерности поведения почв в природе, являются одновременно законами экологии почв и в том случае, если она выступает как раздел почвоведения, и в том, если экология почв рассматривается как учение о функционировании почв в биосфере. Это позволяет рассматривать ее как самостоятельное учение в ряду биосферного класса наук, возникшее не в недрах одной из областей естественно-исторических наук - почвоведения или экологии, а в недрах учения о биосфере в целом.
Таким образом, практически пока не существуют методы, которые позволили бы анализировать и оценивать одновременно сверхбольшие объемы информации о свойствах почв, факторах почвообразования и наборе их характеристик, необходимых для выведения закономерностей распределения типов почвообразования и почв в полном экологическом пространстве. Совершенствование имеющихся и разработка новых методов остаются до сих пор одними из самых актуальных проблем экологии почв.
Таким образом, наука экология почв находится еще в стадии становления. Она, естественно, должна быть выделена в отдельный раздел биосферного класса наук. Объектом ее должна быть почва как экологическая система, а предметом - законы ее структурно-функциональной организации, закономерности и связи с окружающей ее средой, заключающиеся в обмене веществом и энергией. В целом она должна основываться на естественно-историческом подходе В. В. Докучаева, который предсказал необходимость развития таких аспектов роли почвы в биосфере и предвосхитил ее появление.

Источник:
http://www.zaiko-mich.narod.ru/index.files/page0020.htm

24.11.2017