Литосфера, литобиосфера. Почва как природный ресурс. Функции почвы. Основные причины снижения плодородных площадей. Эрозия: геологическая, водная, ветровая.

Литосфера - твердая оболочка Земли мощностью 50...250 км. В литосферу входит земная кора толщиной 5...60 км на континентах, а также на дне океанов. Частью биосферы является только верхняя часть земной коры (литобиосфера) мощностью 2...5 км.

В результате мощного воздействия технически вооруженного общества на окружающую среду литобиосфера испытывает наиболее сильное преобразование. Она подвергается загрязнению и засорению различными промышленными и бытовыми отходами, взрывается, перерабатывается на месте или увозится, рассеивается,

 

выдувается, размывается, покрывается водой, асфальтом, бетоном, камнем.

В первую очередь происходит загрязнение почвы как наиболее доступного элемента литосферы.

Почва как природный ресурс

Почва - это обладающая плодородием сложная полифункциональная и поликомпонентная открытая многофазная структурная система, располагающаяся в поверхностном слое коры выветривания горных пород и являющаяся комплексной функцией горной породы, живых организмов, климата, рельефа и времени. Иными словами, почва является продуктом совместной деятельности

а) грунта,

б) растительных и животных организмов,

в) климата,

г) рельефа местности,

д) возраста территории.

По В.И.Вернадскому, почва является биокосным телом природы, занимая промежуточное положение между живыми организмами и косными телами (горными породами, минералами).

Исключение почвы из хозяйственного оборота исключительно опасно, т.к. пахотные земли составляют только 10% территории суши Земли, а сенокосы и пастбища - 20%; 70% территории - это зоны холодного климата, засух, крутые склоны.

Установлено, что климатические зоны со среднегодовой температурой ниже -2 ⁰С и высотой над уровнем моря более 2000 м малопригодны для постоянного проживания людей. Поэтому специалисты говорят об эффективной территории каждой страны, т.е. той ее части, которая лежит вне пространства с экстремальными условиями.

Россия по эффективной площади (5,51 млн. км²) занимает всего лишь 5 место в мире: 1-е место занимает Бразилия (8,05 млн. км²), 2-е - США (7,89 млн. км²), 3-е - Австралия (7,68 млн. км²), 4-е - Китай (5,95 млн. км²). Эффективная площадь России составляет лишь 70% от эффективной площади США, в то время как фактическая площадь России превосходит площадь США в 1,8 раза.

При реализации наиболее неблагоприятных сценариев изменения климата на Земле среднегодовая изотерма -2 ⁰С сместится на север и северо-восток на расстояние до 1200 км. В результате этого эффективная площадь России удвоится и превысит 11 млн. км². Вместе с тем, освоение в XXI в. новых земель представляется далеко не простым делом, т.к. большая часть этих земель будет выходить из режима «вечной мерзлоты». Кроме того, в результате потепления климата площадь подверженной засухе степной и лесостепной зоны России возрастет в 1,8 раза и эта зона распространится к северу вплоть до границ Московской, Владимирской и Нижегородской областей. Сухие же степи Поволжья и Северного Кавказа, по некоторым прогнозам, сменятся настоящей пустыней.

Почва как связующее звено биологического и геологического круговоротов способствует биохимическому преобразованию верхних слоев литосферы, аккумулирует и передает в ее более глубокие слои солнечную энергию, является источником веществ для образования минералов, пород, полезных ископаемых, а также средой обитания, аккумулятором и источником веществ и энергии для организмов суши

Пропуская сквозь себя поверхностные воды, почва трансформирует их в грунтовые. При этом за счет сорбции различных загрязнений поверхностных вод она не допускает попадания вредных веществ в акватории. Почва участвует в формировании речного стока, а также, вследствие попадания в водоемы почвенных соединений, является фактором их биопродуктивности.

Почва поглощает и отражает солнечную радиацию, является важным фактором регулирования влагооборота атмосферы. Она является источником поступления в атмосферу твердых веществ и микроорганизмов, поглощает и удерживает от ухода в космическое пространство некоторые газы (например, радон).

Почва является практически невозобновимым природным ресурсом, т.к. процесс почвообразования протекает исключительно медленно: для создания пахотного слоя толщиной до 18 см требуется несколько тысяч лет. Поэтому, если почва исчезла, то для всех практических целей она пропала навсегда.

Земля - единственная из всех планет Солнечной системы, которая имеет почву.

В результате стихийной распашки земель и низкой культуры землепользования человечество потеряло за свою историю около 2 млрд. га некогда плодородных почв, что превышает всю площадь современного земледелия - 1,5 млрд. га. Данный процесс продолжается и в настоящее время, причем со все возрастающей скоростью: за год теряется около 7 млн. га пахотных земель и, как следствие этого, возрастают площади непродуктивных территорий.

 

Функции почвы

Экологические функции почв в биосфере базируются на следующих основополагающих ее качествах. Во-первых, почва служит средой обитания и физической опорой для огромного числа организмов; во-вторых, почва является необходимым, незаменимым звеном и регулятором биогеохимических циклов, практически круговороты всех биогенов осуществляются через почву.

Главная функция почвы - это обеспечение жизни на Земле. Это определяется тем, что именно в почве концентрируются необходимые организмам биогенные элементы в доступных им формах химических соединений. Кроме того, почва обладает способностью аккумулировать необходимые для жизнедеятельности продуцентов биогеоценозов запасы воды, также в доступной им форме, равномерно обеспечивая их водой в течение всего периода вегетации. Наконец, почва служит оптимальной средой для укоренения наземных растений, обитания многочисленных беспозвоночных и позвоночных животных, разнообразных микроорганизмов. Собственно эта функция и определяет понятие "плодородие почв".

Вторая функция почв заключается в регулировании всех потоков вещества в биосфере. Все биогеохимические циклы элементов, включая циклы таких важнейших биогенов, как углерод, азот, кислород, фосфор, а также циклы воды осуществляются именно через почвы при ее регулирующем участии в качестве аккумулятора биогенных элементов. Почва - это связующее звено и регулирующий механизм в системах биологической и геологической циркуляции элементов.

Третья функция почвы - регулирование состава атмосферы и гидросферы. Атмосферная функция почвы осуществляется вследствие ее высокой пористости (40-60%) и плотной заселенности организмами, благодаря чему идет постоянный газообмен между почвой и атмосферой. Почва постоянно поставляет в атмосферу различные газы, в том числе и "парниковые" - СО₂, СН₄, а также множество так называемых "микрогазов". Одновременно почва поглощает кислород из атмосферы. Таким образом, в системе "почва - атмосфера" именно почва является генератором одних газов и "стоком" для других.

В сухопутной ветви глобального круговорота воды почва избирательно отдает в поверхностный и подземный сток растворимые в воде химические вещества, определяя тем самым гидрохимическую обстановку в водах и прибрежной части океана.

Четвертой важнейшей функцией почвы является накопление в поверхностной части коры выветривания, в почвенных горизонтах описанного выше специфического органического вещества - гумуса и связанной с ним химической энергии.

Пятая функция заключается в ее защитной роли по отношению к литосфере. Почва защищает литосферу от воздействия экзогенных факторов, регулируя процессы денудации суши.

Наконец, еще одна, шестая функция почвы - это генерирование и сохранение биологического разнообразия. Почва, являясь средой обитания для огромного числа организмов, ограничивает жизнедеятельность одних и стимулирует активность других. Чрезвычайно большое разнообразие почвенных свойств по кислотности, щелочности, засоленности или отсутствию солей; окислительная или восстановительная обстановка-все это создает огромные возможности жизнедеятельности различных организмов. По отношению к человеку почва имеет еще одну специфическую функцию, являясь главным средством сельскохозяйственного производства и местом поселения людей.

Влияние некоторых элементов на состояние организмов

Элемент	Изменения в	организмах при:
	недостатке элемента	избытке элемента
Медь   Цинк     Молибден	Заболевания костной системы животных, невызревание злаков и плодовых деревьев   Задержка роста и развития у человека и животных. Мелколистность растений   Заболевания растений	Поражение печени животных, заболевания растений     Морфологическая изменчивость растений   Подагра у человека. Молибденовый токсикоз у животных

 

 

Основные причины снижения площадей и объемов земель, пригодных для сельского хозяйства, следующие:

1. Эрозия:

· естественная;

· ускоренная.

2. Загрязнение:

· промышленное;

· теплоэнергетическое;

· сельскохозяйственное;

· транспортное;

· бытовое.

3. Отвод под строительство:

· промышленное;

· гидротехническое;

· транспортное;

· сельскохозяйственное;

· жилищное.

4. Негативная хозяйственная деятельность:

· истребление лесов;

· выжигание растительности;

· изменение водного режима территорий.

5. Разработка земли для добычи полезных ископаемых.

На землю постоянно воздействуют естественные источники, но при этом не нарушается равновесие и ход привычных геологических процессов. Искусственные источники вызывают целый ряд негативных процессов, приводящих к истощению почв, исключению их из сельскохозяйственного использования.

Наибольший ущерб почве и горным породам наносит эрозия - разрушение под действием воды, ветра, механических средств.

Эрозия

Естественная геологическая эрозия протекает медленно и формирует в течение длительного времени поверхность Земли, не оказывая отрицательного влияния на плодородные почвы.

Ускоренная эрозия обусловлена чаще всего деятельностью человека. Она проявляется в результате неконтролируемого строительства дорог, каналов, траншей, вырубки лесов, сброса промышленных стоков и приводит к смыву и выдуванию почвы, образованию оврагов, уплотнению почвенного покрова и т.д.

По характеру уноса частиц почвы выделяют водную и ветровую эрозию.

Водная эрозия заключается в переносе частичек почвы талыми и дождевыми водами в ручьи, реки и моря, вследствие чего смывается весь культурный слой. Водная эрозия приводит к образованию оврагов, балок, канав. К водной относится и береговая эрозия, проявляющаяся в виде размывания берегов водой.

Ветровая эрозия - перемещение сухих частиц грунта - может быть повседневной или в виде пыльных бурь, переносящих большое количество почвы со скоростью 15...20 м/с.

К опасным эрозионным явлениям с точки зрения строительства относятся селевые потоки и оползни,

проявляющиеся чаще всего в горных районах.

Площади эрозионно-опасных сельскохозяйственных угодий достигают в России 90%, из них более 15% полностью эрозированные.