Литосфера – антропогенное воздействие

Литосфера - как верхняя оболочка земли имеет толщину от 50-200км. За 400 млн лет жизни поверхность литосферы претерпела существенные изменения: образовалось рыхлое наслоение сложного состава (почвенный покров), развился мир растений и животных. Всего 86 млн.км² – продуктивные земли, из них 45% с/х. К 2000 году обрабатываемы земли 27-30 млн км².

В почве сложным образом взаимодействуют основные компоненты: минеральные частицы (песок и глина), вода и воздух, дедрид – отмершие растения и остатки жизнедеятельности растений и животных, множество живых организмов от дедритов до продуцентов, которые разлагают почву до гумуса (10%).

Таким образом почва – биокосная система основанная на динамическом взаимодействии между минеральными компонентами, дедритом, дедритофагами и почвенными организмами.

В почве как правило выделяют 3 основных горизонта

1) верхний слой – аккумулятивный горизонт - в котором накапливается и преобразуется органические вещества и из которого промывными водами часть соединений выносится вниз.

2) горизонт вымывания - иллювиальный, где оседают и преобразуются вымытые сверху вниз вещества

3) материнская порода - материалы, которые в дальнейшем преобразуются в почву

В пределах каждого горизонта выделяют более дробные слои

Основные типы почв

Зрелые почвы значительно отличаются друг от друга по цвету, составу, пористости, кислотности, мощности это позволяет классифицировать почвы на 10 основных типов (лесные, подзолистые, серые, пойменные и т. д.)

Физические и химические свойства почвы

1) механический состав и пористость

Механический состав почв определяется различием в относительном количестве глины и песка. Механический состав почв помогает определить пористость почвы (объем пор и среднее расстояние между ними). Почвы с высокой степенью пористости удерживают больше влаги и воздуха чем менее пористые.

2) плотность

3) тепловые свойства (теплоемкость и теплопроводность)

4) водные свойства (влагоемкость и влагопроницаемость)

Идеальна почва - та, которая имеет хорошую иденфентрацию и водоудерживающую способность. Для этого ее покрывают слоем торфа, что снижает потери воды.

5) аэрация - почвенный воздух отличается от атмосферного поскольку в результате дыхания микроорганизмов и корней почвенный воздух богаче углекислым газом и беднее кислородом. Поэтому важен газообмен почвенного воздуха с атмосферным для благоприятного создания в почве условий для жизни растений, те важно обеспечить диффузию кислорода из атмосферы и удаления углекислого газа из почвы, это называется аэрацией. Поскольку аэрация при уплотнении ухудшается вот почему необходимо рыхлить землю после дождя.

6) минеральный состав и ионообменная ёмкость почвы

Наиболее важным компонентом или биогеннами для жизни растений являются нитраты, фосфаты, калий и кальций. Все они за исключением азота, который поступает из атмосферы изначально входит в состав материнской породы. В процессе выветривания материнской породы она разрушается ионы биогенов освобождаются и становятся доступными растениям. Также они вымываются водой этот процесс называется выщелачиванием. Способность почвы связывать и удерживать ионы биогенов называется. ионообменной емкостью почвы. Если ионообменная емкость почвы мала, биогены выщелачиваются и плодородие падает. Удаление биогенов происходит и со сбором урожая. Вот почему

необходимо удобрять почву внося удобрения. В естественных условиях основным источником биогенов является дедрит и отходы животных. Вот почему не надо собирать и сжигать листья.

7) кислотность, большинству растений требуется нейтральная среда. Например в кислых почвах ухудшается усвоение растениями фосфора.

Антропогенное воздействие на почву

1) Одним из факторов антропогенного воздействия является нарушение баланса воды в почве в результате вырубки лесов, поливного земледелия.

2) Э розия почвы - это процесс разрушения, износа почв и рыхлых пород потоками воды и ветра. Бывает:

а) естественная

1) плоскостная эрозия - когда поверхностные воды стекают по склону сплошным потоком т.к. смыв происходит равномерно, то последствия обнаруживаются, когда уже причинен ущерб

2) струйная эрозия - когда образуются ручейки, которые текут с огромной скоростью по миниатюрным долинам

3) овражная эрозия - ручейки сливаются воедино, формируя достаточно мощный водоток

б) антропогенная - темпы эрозии усиливаются при вырубке лесов, разработка полезных ископаемых, при строительных работах и выпасе скота. Наряду с эрозией негативным явлением которой способствует снижению плодородия почв является уплотнение почвенного покрова в результате обработки тяжелыми машинами и избыточного поступления в почву веществ, обладающих связывающими действиями (бытовые отходы, твердые и жидкие отходы промышленных предприятий, удобрения, ядохимикаты).

Охрана почв

-осуществляется несколькими способами

I)Обработки.

1) Безотвальная обработка земли – поверхность почвы разбивается и рыхлится с помощью специальных культиваторов без переворачивания верхнего пласта.

2) Контурная вспашка – пахота осуществляется поперек, а не вдоль склона. Каждый ряд растений высаживается под прямым углом к склону и служит плотиной и замедляет сток воды.

3) Полосная вспашка – полосами чередуется засев различных сельскохозяйственных культур, при этом снижается сток и сдерживается распространение вредителей, присущих 1-ну виду растений

4) Террасирование – склон преобразуется в ряд широких террас с незначительным расстоянием между ними по вертикали.

II) Восстановление оврагов

III) Создание ветрозащиты

IV) Классификация землепользования и контроль за ее использованием

ПДК загрязняющих веществ в почве (мг\кг ) – вопрос об установлении ПДК всегда очень сложен. С одной стороны, почва - среда менее подвижная, чем атмосфера и гидросфера и аккумулирование идет медленнее. С другой стороны активная микробиологическая жизнь в почве способствует удалению (миграции) посторонних веществ. В ряде случаев скорость разрушения и миграции мала. В другом случае скорость поступления и разрушения сопоставимы. Таким образом ПДК определяется не только химической природой и токсичностью загрязняющих веществ, но и от природы самых почв. Поэтому для почв не могут быть установлены унифицированные ПДК и они изменяются в зависимости от свойств почвы, от биоклиматических особенностей природной зоны, от того, какие культуры возделываются, какие удобрения применяются.

Почвенный мониторинг

Мониторин г – слежение за каким-то явлением или объектом, не включается задача управления качеством, в то время как контроль подразумевает не только получение информации, но и элементы воздействия, управления.

Особенности почвенного мониторинга:

1) поскольку почва система менее динамичная, чем воздух и вода, поэтому она накапливает информацию не только о мгновенном состоянии, но и прошлые процессы.

2) почвенный покров практически не заменим, восстановление в естественной среде идет сотни лет, а искусственное стоит дорого.

3) почвенный покров выполняет важные экологические функции, влияя на качество воздуха, наземных и подземных вод.

Задачи почвенногомониторинга

1) Кислотно-основные свойства (рН) – опасно возрастание кислотности почв (рН<7), вызванное неправильным применением минеральных удобрений без предварительного известкования, а также из-за выпадения кислотных дождей. Опасно повышение щелочности (рН>7), которое бывает при избыточном орошении и повышении уровня грунтовых вод. Оптимальное: 5<=pH<=7,5

2) Динамика содержания гумуса - изучается по количеству углерода, напрямую связано с плодородием

3) Вторичное засоление – антропогенное засоление проявляется при неправильном орошении, строительстве каналов и водохранилищ. Химически оно проявляется в увеличении концентрации солей Na₂SO₄, MgCl₂, NaCl. Этот показатель легко контролируется по измерению электропроводимости (увеличению).

4) Осолонцевание почв – химическимм признаком является увеличение доли натрия.

5) Угнетение почвенной биоты – оценивается активность почвенных микроорганизмов, которые разлагают органическое вещество при этом выделяя диоксид углерода – «Дыхание почвы», определяется кол-м углекислого газа.

6) Загрязнение нефтепродуктами.

7) Загрязнение тяжелыми металлами, фторидами, нитратами и тд.

При почвенном мониторинге важна ранняя диагностика, тк почвы сопротивляются изменению среды и при возникновении негативных процессов изменения свойств почвы выявляется не сразу, а лишь тогда когда ухудшение показателей зашло слишком далеко. Например: с увеличением уровня засоленности грунтовых вод возникает степень засоления почвы, но на урожае сказывается только лишь тогда когда степень засоленности превысит критический уровень и восстановление благоприятных свойств почвы потребует больших затрат. В то время когда возможна ранняя диагностика засоления почв по электропроводимости, осолонцевание по количеству ионов натрия, тяжелых металлов.