Экологические функции и плодородие почв

Отношение людей к земле всегда носило двойственный характер. С одной стороны, исторически сложившееся понятие у крестьянина о земле как о «кормилице», требующей бережного отношения, с другой – насущная необходимость получения сельскохозяйственной продукции часто вынуждала эксплуатировать земельные угодья чрезмерно интенсивно, вплоть до частичной или полной потери плодородия.

В истории человечества неоднократно случались экологические катастрофы, связанные с деградацией почвенного покрова в результате неправильного использования земли, – просчетов при мелиорации, химизации, применения агротехники и т.п., что в конечном итоге всегда было связано с недостаточностью знаний о специфике функционирования почвы как сложного биокосного природного тела. Кроме того, земельные отношения – вопросы собственности, купли-продажи, аренды и т.п. всегда являются ключевыми в государственной и социальной политике всех стран.

На настоящем этапе общество стоит перед сложной проблемой глобального характера – резким снижением естественного плодородия, деградацией и опустыниванием почв. С этих позиций разработка научно-обоснованных систем управления землепользованием – весьма актуальная задача. Решение этих проблем должно базироваться на достижениях аграрных наук и фундаментального почвоведения.

Почва является «самостоятельным естественно-историческим органоминеральным природным телом, возникшем на поверхности земли в результате длительного воздействия биотических, абиотических и антропогенных факторов, состоящим из твердых минеральных и органических частиц воды и воздуха и имеющим специфические генетико-морфологические признаки, свойства, создающие для роста и развития растений соответствующие условия» (ГОСТ 27593-88).

Прежде всего необходимо понять и осознать роль почвы в биосфере, ее качественной связи с факторами почвообразования [1, 2]. Главная экологическая функция почв состоит в том, что они являются средой обитания огромного разнообразия живых организмов: растений, микроорганизмов, животных. Именно в почве происходит взаимодействие биологических и геологических круговоротов; здесь преобразуются продукты распада животных и растений, т.е. происходит процесс минерализации, необходимый для питания и роста растений. Почва служт регулятором водного режима. Экологические функции естественных почв определяются тремя группами их свойств:

– физическими (плотность, порозность, удельная поверхность, водопроницаемость);

– химическими (химический состав почв, ила, физико-химические свойства, рН, сумма и состав обменных катионов, количество доступных для растений питательных веществ);

– биологическими (общим количеством и комплексным функционированием).

Почва обладает важнейшим свойством – плодородием, что является основой всей жизни биосферы, в том числе и человека. В современном представлении плодородие трактуется как интегрирующий системный показатель почвенных процессов и свойств в их взаимосвязи со всеми параметрами экосистемы, в результате чего в почве накапливаются ресурсы вещества, энергии и информации, которые используются растениями. Это свойство исключительно важно для жизни всех живущих на суше организмов, в том числе и для человека, поэтому плодородие считается глобальной экологической функцией почв.

Плодородие формируется в результате почвообразовательного процесса, поэтому отличается динамичностью (сезонной, годовой и т.п.), что может проявляться в виде простого, расширенного или неполного воспроизводства.

Воспроизводство плодородия обеспечивается совокупностью природных почвенных процессов или целенаправленным антропогенным воздействием.

Расширенное воспроизводство плодородия обеспечивается интенсивными антропогенными воздействиями для поддержания эффективного плодородия на уровне, превышающем потенциальный.

Неполное воспроизводство плодородия наступает при нерациональном антропогенном воздействии, снижающем почвенное плодородие ниже исходного. В таких случаях начинаются процессы деградации почв.

Оптимизация почвенного плодородия основана на комплексе мер, обеспечивающих оптимальные условия возделывания сельскохозяйст-венных культур, при бездефицитном энергетическом балансе выража-ющиеся через почвенные режимы и свойства [3].

Для познания эволюции почвенного покрова в естественных условиях необходимо ориентироваться на процессы, происходящие в почвенном профиле в условиях естественных ценозов, которые принимаются за эталон. При управлении агроценозами, где основное внимание уделяется плодородию, соответственно устанавливаются эталоны плодородия почв.

Эталон плодородия почв – локальная (региональная) модель почвенного плодородия, состоящая из системы взаимосвязанных блоков, включающих набор почвенных параметров состава, свойств и режима оценки плодородия, агроклимата, а также блока управляющих приемов агромелиоративного комплекса (рис. 7.1).

Природно-идентификационный блок определяет уровень фактического и перспективного плодородия; оценочный блок содержит информацию об уровне плодородия почв и продуктивности культур; блок агроуправляющих воздействий ориентирован на выдачу рекомендаций приемов изменения параметров почвенных свойств.

Цель работы такой системы – на основании установления состояния плодородия почв конкретной территории, выявления направления изменения почвенных свойств указать землепользователю на необходимость применения определенных технологических приемов, способствующих достижению экологической и экономической выгоды при размещении сельскохозяйственных культур [3].

В последние 2 – 3 десятилетия специалисты все больше стали акцентировать внимание на развитии процессов деградации и опустынивания. В Конвенции ООН по борьбе с опустыниванием (1996) под этим процессом понимается деградация земель в аридных, семиаридных и засушливых субгумидных регионах в результате действия различных факторов, включая изменение климата и деятельность человека. Деградация означает снижение ресурсного потенциала в результате воздействия на земли одного или комплекса процессов. Главными антропогенными факторами здесь выступают: нерациональное пастбищное землепользование, сведение древесно-кустарниковой растительности, дорожно-коммуникационное строительство, добыча ископаемых, ирригационные работы, неорганизованная рекреационная деятельность и др., что ведет к появлению ветровой, водной эрозии, засолению, заболачиванию, загрязнению почв, обеднению биоразнообразия [4, 5].

Сочетание нерегламентированного антропогенного воздействия, естественной неустойчивости природных систем, неблагоприятных климатических условий усугубляет и ускоряет процессы деградации и опустынивания земель.

На рис. 7.2 показана схема взаимодействия факторов, агентов, условий и результатов опустынивания.

Общая площадь земель России, подверженных процессам опустынивания или потенциально опасных в этом отношении, составляет по разным оценкам от 50 до 100 млн га. Процессы опустынивания или условия, предопределяющие их опасность, отмечаются в более чем 20 субъектах Российской Федерации. Наиболее интенсивно опустынивание земель проявляется на территории республик Калмыкия и Дагестан, Астраханской, Ростовской областей. В республике Калмыкия процесс опустынивания охватил более 82% площади земель, из них более 47% находится в стадии сильного и очень сильного опустынивания.

Почвы являются универсальным регулятором состояния природной среды, объектом природного разнообразия. Деградация почв, как правило, ведет к нарушению функционирования целых экосистем. Поэтому оценку состояния почвенного покрова и принципы управления его использованием необходимо положить в основу национальной природной политики [6].

РЕЗУЛЬТАТЫ ОПУСТЫНИВАНИЯ
Изменение почвенных свойств и процессов	Изменение местных водных ресурсов	Изменение состоя-ния растительного покрова	Изменение поверхности
- засоление - коркообразование - деградация структуры - потеря гумуса и т.д.; а также почвенных режи-мов (климата почв): - теплового - водного газового и др.	- высыхание озер - снижение уровня грунтовых вод - повышение уровня минерализованных грунтовых вод - засоление грунтовых вод - повышение содержания токсических компонентов в водах и др.	- снижение количества и разнообразия - ксерофитизация - галофитизация и др.	- дюнообразование - такырообразование и др.

 

Агенты + процессы = причины опустынивания

Объект + регуляторы = условия опустынивания.

Рис. 7.2. Схема взаимодействия факторов, агентов, условий и результатов опустынивания [Куст, 1999.