Екологія ґрунтів

Размещено на http://www.allbest.ru

План

Вступ

1. Екологічні функції ґрунтів

2. Родючість -- головна властивість ґрунту

3. Фактори ґрунтоутворення

4. Види ґрунтів

5.Основні характеристики

6. Грунт і людина

7. Забруднення та засмічення грунтів

8. Шляхи надходження забруднень у ґрунт

9. Класифікація ґрунтових забруднень

10. Меліорація земель та її екологічні наслідки

11. Сучасний стан ґрунтів України

12. Земельні ресурси України

13. Шляхи покращення екологічного стану грунтів

Висновок



Вступ

Ґрунт (від нім. Grund -- земля, основа) -- самостійне природно-історичне органо-мінеральне тіло, що виникло у поверхневому шарі літосфери Землі в результаті тривалого впливу біотичних, абіотичних і антропогенних факторів, має специфічні генетико-морфологічні ознаки і властивості, що створюють для росту і розвитку рослин відповідні умови. Сучасна наука про ґрунти -- ґрунтознавство -- визначає ґрунт як складову частину педосфери разом з іншими біокосними тілами -- ґрунтоподібними тілами (педолітами), ґрунтовими плівками, підґрунтовим ярусом біосфери. У докучаєвському генетичному ґрунтознавстві загальноприйнятим є субстанційно-функціонально-атрибутивне визначення, за яким ґрунт -- це складна поліфункціональна і полікомпонентна відкрита багатофазна структурна система в поверхневому шарі кори вивітрювання гірських порід, що володіє родючістю, і є комплексною функцією гірської породи, організмів, клімату, рельєфу та часу. Ґрунтова школа США має у цілому тотожне докучаєвській парадигмі визначення ґрунту, за яким ґрунт -- це природне тіло, що складається з твердих (мінеральних і органічних) речовин, рідини і газів, утворюється на поверхні землі, має горизонтальне поширення і характеризується одним або двома послідовними горизонтами або шарами, які відрізняються від вихідного матеріалу в результаті накопичення, виносу, зміни і перетворення енергії та матерії і здатне підтримувати коріння рослин в природному середовищі. Світова реферативна база ґрунтових ресурсів (WRB) використовує ширший підхід, називаючи ґрунтом будь-який об'єкт, що формує частину епідерми Землі; у WRB ґрунт -- це будь-який матеріал у межах 2 м від поверхні Землі, що контактує з атмосферою (за винятком ділянок із суцільним льодом, водних тіл, глибших 2 м, живих організмів).

Ґрунт серед інших фізичних тіл Землі живої (організми) і косної (гірські породи та мінерали) природи займає особливе проміжне положення, будучи так званим «біокосним тілом природи». У його складі беруть участь як мінеральні, так і органічні речовини, у тому числі велика група специфічних сполук -- ґрунтовий гумус. Невід'ємну частину ґрунту -- його живу фазу -- складають живі організми: кореневі системи рослин, тварини різного розміру, що живуть у ґрунті, величезна різноманітність мікроорганізмів. Але більш глибоке розуміння сутності ґрунту передбачає, що його основні ознаки не специфічні: ґрунт є біокосним тілом, але є і інші біокосні тіла; ґрунт є багатофазною системою, але є і інші багатофазні системи, включно із живою фазою; фактори, що називаються ґрунтоутворюючими, формують також і інші природні тіла; не тільки ґрунти володіють біопродуктивностю.



1. Екологічні функції ґрунтів

Виділяють дві групи функцій, що виконують ґрунти у біосфері: глобальні та біогеоценотичні.

Глобальні екологічні функції ґрунтів:

- ґрунт є середовищем для розвитку і еволюції життя на Землі. В одному грамі ґрунту можна нарахувати один мільярд бактеріальних клітин; амеб і жгутиконосців до мільйона особин, інфузорій -- 1000. У верхньому шарі родючого ґрунту біомаса бактерій може становити 400-5000 кг/га;

- ґрунт забезпечує великий геологічний і малий біологічний кругообіг речовин на земній поверхні. В ґрунті акумулюються біогенні елементи, він їх накопичує і перешкоджає швидкому виносу в гідросферу;

- ґрунт регулює хімічний склад атмосфери і гідросфери. Ґрунти постійно обмінюються газами з приземним шаром тропосфери, поглинають кисень і віддають вуглекислий та інші гази. Ґрунтове «дихання» разом з фотосинтезом і диханням живих організмів підтримують постійний склад атмосфери. Ґрунт є фактором формування сольового складу Світового океану;

- ґрунт є фактором біопродуктивності наземних екосистем. Ґрунт регулює біосферні процеси, зокрема, густоту живих організмів на земній поверхні. Ґрунт має певні властивості, які обмежують життєдіяльність деяких груп організмів. Дуже сухий або дуже вологий; кислий або лужний, бідний елементами живлення або родючий ґрунти, взаємодіючи з кліматом, регулюють розселення різних видів, популяцій, їх густоту та інші параметри життєдіяльності організмів;

- ґрунт є акумулятором необіогенної неживої речовини (гумусу) і зв'язаної з ним хімічної енергії, арена трансформації та передачі в глибокі шари літосфери палеобіогенної речовини;

Ґрунт є найважливішим компонентом біогеоценозів і виконує в ньому біогеоценотичні функції. Ґрунт це умова існування і еволюції організмів:

- життєвий простір, житло і притулок, механічна опора, депо насіння;

- джерело елементів живлення; депо вологи, елементів живлення та енергії; стимулятор та інгібітор біохімічних та інших процесів;

- адсорбатор речовин із атмосфери і ґрунтових вод;

- сигнал для сезонних та інших біологічних процесів, пусковий механізм для деяких сукцесій;

- регулятор чисельності, складу і структури біоценозів.

У ґрунті акумулюються і трансформуються речовини і енергія, що знаходиться чи поступає до нього. Ґрунт виконує санітарні функції. Ґрунт є буфером і захисним біогеоценотичним екраном.

2. Родючість -- головна властивість ґрунту

Ґрунт як природно-історичне тіло володіє родючістю, яка визначається комплексом його взаємозв'язаних механічних, фізичних, хімічних, фізико-хімічних і біологічних властивостей, що обумовлюють життєдіяльність рослинних організмів. Родючість ґрунту -- біологічна якісна властивість, яка відрізняє ґрунт від гірської породи і робить це природне утворення основним засобом сільськогосподарського виробництва та об'єктом застосування праці.

Родючість -- це здатність ґрунту задовольняти потреби рослин у елементах живлення, волозі, повітрі, а також забезпечувати умови їхньої нормальної життєдіяльності для створення ними відповідної біомаси (врожаю). Але рівень родючості ґрунту в одних і тих самих умовах буде неоднаковий для різних як природних, так і культурних рослин. Родючість ґрунту -- явище відносне, вона залежить не тільки від властивостей ґрунту, а й від рослин, які культивуються на ньому. Поняття «родючість ґрунту» не ідентичне «продуктивності», і його слід застосовувати тільки в агрономічному значенні. Біопродуктивністю володіють всі біокосні тіла, наприклад води океану. Часто високопродуктивні рослинні формації (хвойні ліси в субарктичній зоні, очеретяні зарості) формуються на бідних ґрунтах, родючість яких при розорюванні буде дуже низькою.

3. Фактори ґрунтотворення

Фактори ґрунтотворення -- це елементи природного середовища, під впливом яких утворюються ґрунти. Системне сприйняття ґрунту як функції агентів-ґрунтоутворювачів започатковане В. В. Докучаєвим. Ним виділено п'ять факторів ґрунтотворення: клімат, материнські гірські пори, рослинні і тваринні організми, особливо нижчі, рельєф і висота місцевості, геологічний вік країни. Функціональне визначення ґрунту виражають у вигляді моделі:

S=f(d, o,r, p,t…)

де S -- ґрунт, d -- клімат, o -- організми, r -- рельєф, p -- порода, t -- час (Jenny, 1941).

Докучаєвська формула «ґрунти -- фактори», доповнена І.П.Герасимовим (1973) так званими «передавальними механізмами» і тепер сприймається у вигляді послідовності: фактори ґрунтотворення > процеси ґрунтотворення > ґрунти (профіль, властивості).

Клімат, материнські породи і організми для ґрунтів є матеріальними донорами речовини і енергії. Рельєф є чинником-ретранслятором, що перерозподіляє речовину і енергію по поверхні Землі. Час є мірою розвитку і зміни усіх явищ і процесів. ґрунт забруднення меліорація екологія

Клімат (за О. А. Роде -- Сонце і атмосфера) визначають тепловий, водний та інші режими ґрунтів, їх будову, склад і властивості. Найважливішими є три чинники: сонячна радіація як джерело для фотосинтезу і чинник, що формує тепловий режим фітогеосфери; кількість опадів, які визначають водний режим ґрунтів та умови існування організмів; газовий склад атмосфери.

Материнські породи визначають гранулометричний, хімічний і мінералогічний склад ґрунтів, їх фізичні та фізико-механічні властивості, водно-повітряний, тепловий і поживний режими, впливають на швидкість ґрунтоутворювального процесу і його спрямованість. Виділяють генетичні типи порід гравітаційного походження (елювій, колювій), пов'язаних з текучою водою (алювій, пролювій, делювій), водно-льодовикові (морена), еолові та іншого походження породи (леси і лесоподібні суглинки, покривні суглинки і глини, піски).

Організми є джерелом органічної частини ґрунту, вони і продукти їхньої життєдіяльності визначають спрямованість ґрунтотворного процесу, перетворюючи косну речовину в біокосне природне тіло -- ґрунт. Педосфера формується за участі 4 царств живих організмів: царств рослин, тварин, грибів і мікроорганізмів.

Рельєф обумовлює просторову організацію педосфери, виконуючи такі функції:

1) розподіляє продукти вивітрювання і ґрунтотворення;

2) розподіляє тепло і атмосферні опади.

Час є умовою і мірою існування та взаємодії інших факторів ґрунтотворення, обумовлюючи еволюцію ґрунтів.

Новітнім чинником ґрунтотворення є господарська діяльність людини (антропогенний фактор), що впливає як безпосередньо, так і побічно через інші фактори ґрунтотворення, обумовлюючи реградацію чи деградацію ґрунтів.

4. Види ґрунтів

Усі види грунтів по походженню можна розділити на природні й насипні. У першому випадку - це природні нашарування, а в другому - результат діяльності людину.

Природні види грунтів по якісному стану діляться на:

- великоуламкові;

- піщані;

- пилевато-Глинисті;

- скельні.

Великоуламкові грунти у свою чергу по різних наповненнях діляться на:

- галечникові;

- гравійні.

Піщані грунти по фракціях, що різняться, діляться на:

- великі;

- середні;

- дрібні;

- пилуваті.

Глинисті грунти по різній пористості діляться на:

- супесь;

- суглинок;

- глину.

Здебільшого види грунтів уважаються пластично пружними матеріалами. Грунти, під дією певного навантаження, здатні стискуватися й розправлятися. При навантаженні, що перевищує показники, будь-який вид грунту може стиснутися незворотно.

Великоуламкові грунти - це грунти незцементованого характеру, де пісок і частки перевищують 50% по масі й крупніше 2мм. У цю групу входить щебенистий грунт галечниковий, маса часток у ньому більше 10мм становить більш 50% сухого грунту, і гравійний грунт із розміром часток більш 2мм і складові більш 50% від загальної маси. Такі види грунтів практично не стискуються.

Піщані грунти - це грунти сипучі в сухому стані, що не володіють пластичністю, при розмірі часток більш 2 мм.

Піщані види грунтів по щільності діляться на:

- щільні;

- середньої щільності;

- пухкі.

Піщані види грунтів по вологості діляться на маловлажні -50%, високовлажі більш 50% і насичені більш 80%. Такі показники видів грунтів необхідні для розрахунків несучої здатності грунту. Піщані види грунтів дрібного типу вільно фільтрують воду й промерзають без ознак обдимання.

Глинисті види грунтів -- розповсюджений вид середньої смуги Росії. Вони мають пластичність у вологому стані, здатністю стиску - ростиску й спучування при замерзанні.

Супесь і суглинок - це проміжні види глинистих грунтів, що перебувають між піщаними й глинистими грунтами. При змісті 10-30% глини в грунті - це суглинні грунти, а при меншому - супесні грунти. Супеси мають підвиди грунтів - піщано-глинисті пливуни, розріджені водою особливі дрібнозернисті грунти, небезпечні своєї плинністю.

Ліссовидный грунт - це підвид глинистого грунту, пориста структура жовтуватого кольору, з перевагою пилових часток. Цей вид грунту стійкий у сухому стані за рахунок структурних зв'язків. При зволоженні зв'язку руйнуються, і грунт просідає під навантаженням. Особливістю ліссовидного грунту є наявність пор, здатних до водопроникненню.

Скельні грунти -- найбільш міцний вид, що витримує високе навантаження за рахунок структурних кристалічних зв'язків вид грунту. Цей вид грунту не просідає й не розмивається, залягаючи глибоким масивом. Вони бувають цільними масивами вивержених порід, або осадовими шаруватими породами з пісковиковими, вапняними й сланцевими з'єднаннями. Для проведення будівельних робіт скельні грунти досить важкі.

Насипні грунти - це штучно створені при засипанні ярів, водойм грунти, небезпечні своєї неоднорідною структурою, нерівномірністю стиску.

У будь-якому місці земної поверхні перебуває водонесущий шар. Рівні залягання грунтових вод різні. Грунтові води майже ніколи не замерзають. При близькому заляганні грунтових вод до поверхні для осушення ділянок і захисту фундаментів будов необхідна дренажна система.

5. Основні характеристики

Серед найважливіших властивостей ґрунтів виділяють фізичні (густина, щільність, теплопровідність, електропровідність, магнітні властивості, діелектрична проникність тощо), фізико-хімічні (розчинність, адсорбційні і корозійні властивості, здатність набухати (набрякливість), клейкість, пластичність та механічні властивості (пружність, загальна деформівність, стисливість, міцність на одноосьове стиснення, на розрив, опір зсуву, реологічні властивості).

6. Грунт і людина

Грунт - основний компонент будь-яких наземних екосистем, у ній протікають різноманітні фізичні, хімічні та біологічні процеси, її населяє безліч живих організмів. На вміст у ній мінеральних і органічних речовин, а також мікроорганізмів впливають кліматичні умови того чи іншого району, наявність промислових і сільськогосподарських об'єктів, пора року і кількість опадів, що випадають.

Фізико-хімічний склад і санітарний стан грунту можуть вплинути на умови проживання та здоров'я населення.

Забруднення грунту, так само як і атмосферного повітря, пов'язане з виробничою діяльністю людини.

Джерелами забруднення грунту служать сільськогосподарські і промислові підприємства, а також житлові будівлі. При цьому від промислових і сільськогосподарських об'єктів у грунт надходять хімічні (у тому числі й досить шкідливі для здоров'я: свинець, ртуть, миш'як та їх сполуки), а також органічні сполуки.

Хімічні речовини, що потрапляють в грунт від промислових і сільськогосподарських об'єктів, на відміну від органічних, не піддаються розкладанню. Вона накопичуються в ній і можуть впливати на процес самоочищення. З грунту шкідливі речовини (неорганічного й органічного походження) і хвороботворні бактерії можуть надходити з дощовими водами в поверхневі водойми і водоносні горизонти, забруднюючи воду, що використовується для пиття.

Деякі з хімічних сполук, у тому числі і канцерогенні вуглеводи, можуть поглинатися із грунту рослинами, а потім через молоко і м'ясо потрапляти в організм людини, викликаючи зміни в стані здоров'я.

З побутовими відходами і нечистотами в грунт потрапляють хвороботворні бактерії, які тривалий час зберігають свою життєздатність. Так, збудник дизентерії зберігає активність більше місяця, черевного тифу - до 1 року, а вірус поліомієліту в стічній воді та грунті не гине 2-3 місяці.

У грунті тривалий час зберігають життєздатність також яйця гельмінтів (бичачого ціп'яка - 8 місяців, волосоголовця - до 1 року, аскарид - до 10-13 років). Через грунт передаються такі захворювання, як сибірська виразка, сап, бруцельоз, правець і навіть газова гангрена.

Зараження людей кишковими інфекціями (дизентерія, черевний тиф) і яйцями гельмінтів можуть відбуватися як при прямому контакті з покидьками та відходами, так і при вживанні немитих овочів.

7. Забруднення та засмічення грунтів

Великої шкоди ґрунтам завдає забруднення різноманітними хімічними речовинами. Воно може бути викликане застосуванням великих доз мінеральних добрив та хімічних засобів захисту рослин, відходами металообробної промисловості, промисловими викидами хімічних, металургійних та інших заводів, продуктами спалювання вугілля, нафти, торфу; відпрацьованими газами тракторів, комбайнів, автомобілів та мастилами і паливом, які з них витікають під час роботи па полях, тощо. Особливо небезпечним є забруднення ґрунтів важкими металами (ртуттю, свинцем, кадмієм, миш'яком, фтором) і радіоактивними речовинами, які переходять з ґрунту у рослини, передаються по ланцюгах живлення до тварин та людини і можуть викликати важкі захворювання.

Внаслідок аварії на Чорнобильській атомній електростанції у природне середовище викинуто величезну кількість радіоактивних речовин. Найбільше їх осіло у 30-ти кілометровій зоні, багато рознесено вітром на значні віддалі від неї по території України, Білорусі і прилеглих областей Росії.

Основними радіонуклідами, що формують радіоекологічну ситуацію, є стронцій 90 (період піврозпаду 29 років) і цезій 137 (період розпаду 30 років). Ці два радіонукліди є особливо небезпечними. У перші дні після аварії був ще радіоактивний йод.

Він швидко розпався. Основну роль у забрудненні грунтів тепер відіграють ізотопи цезію (цезій 137 і цезій 134). Карти радіаційного забруднення ґрунтів будуються в основному по цезію 137 або стронцію 90. Критичною забрудненістю цезієм 137 є 1 кюрі на м2, а стронцію 90 - 0,2 кюрі на м2.

Охорона ґрунту від забруднення є важливим завданням людини, тому що будь- які шкідливі з'єднання, що знаходяться в ґрунті, рано чи пізно попадають в організм людини.

По-перше, відбувається постійне вимивання забруднень у відкриті водойми і ґрунтові води, що можуть використовуватися людиною для пиття й інших нестатків.

По-друге, ці забруднення з ґрунтової вологи, ґрунтових вод і відкритих водойм попадають в організми тварин і рослин, що вживають цю воду, а потім по харчових ланцюжках знов-таки попадають в організм людини.

По-третє, багато шкідливих для людського організму з'єднань мають здатність залишатися в тканинах, і, насамперед, у кістах. По оцінках дослідників, у біосферу надходить щорічно близько 20-30 млрд т твердих відходів, з них 50-60 % органічних сполук, а у виді кислотних агентів газового чи аерозольного характеру - близько 1 млрдт.

8. Шляхи надходження забруднень у ґрунт

Різні ґрунтові забруднення, більшість з який антропогенного характеру, можна розділити за джерелами надходження цих забруднень у ґрунт:

- з атмосферними опадами. Багато хімічних сполук, що попадають в атмосферу в результаті роботи підприємств, потім розчиняються в крапельках атмосферної вологи і з опадами випадають у ґрунт. Це, в основному, гази - оксиди сірки, азоту й ін. Більшість з них не просто розчиняються, а утворюють хімічні сполуки з водою, що мають кислотний характер. У такий спосіб і утворюються кислотні дощі.

- забрудники, що осаджується у вигляді пилу і аерозолів. Тверді і рідкі з'єднання при сухій погоді звичайно осідають безпосередньо у виді пилу й аерозолів. Такі забруднення можна спостерігати візуально, наприклад, навколо котелень узимку сніг чорніє, покриваючись частками сажі. Автомобілі, особливо в містах і біля доріг, вносять значну лепту в поповнення ґрунтових забруднень.

- при безпосереднім поглинанні ґрунтом газоподібних з'єднань. У суху погоду гази можуть безпосередньо поглинатися ґрунтом, особливо вологим.

- з рослинним опадом. Різні шкідливі з'єднання, у будь-якому агрегатному стані, поглинаються листками рослин. Потім, коли листки обпадають, усі ці з'єднання надходять знов таки в ґрунт.

9. Класифікація ґрунтових забруднень

Забруднення ґрунту важко класифікуються, у різних джерелах їхній розподіл дається по-різному. Якщо узагальнити і виділити головне, то спостерігається наступна картина по забрудненню ґрунту:

1. Сміттям, викидами, відвалами, відстійними породами. У цю групу входять різні забруднення змішаного характеру, що включають як тверді, так і рідкі речовини, не занадто шкідливі для організму людини, але ґрунту, що засмічують поверхню, утрудняють ріст рослин на цій площі.

2. Важкими металами. Даний вид забруднень уже становить значну небезпеку для людини й інших живих організмів, тому що важкі метали нерідко мають високу токсичність і здатністю до кумуляції в організмі. Найбільш розповсюджене автомобільне паливо - бензин - містить дуже отрутне з'єднання - тетраетилсвинец, що містить важкий метал свинець, що попадає в ґрунт. З інших важких металів, з'єднання яких забруднюють ґрунт, можна назвати СсІ (кадмій), Си (мідь), Сг (хром), Со (кобальт), Н§ (ртуть), Аз (миш'як), Мп (марганець).

3. Пестицидами. Ці хімічні речовини в даний час широко використовуються як засоби боротьби зі шкідниками культурних рослин і тому можуть знаходитися в ґрунті в значних кількостях. По своїй небезпеці для тварин і людини вони наближаються до попередньої групи. Саме з цієї причини був заборонений для використання препарат ДДТ (дихлор-дифенил-трихлорметилметан), що є не тільки високотоксичним з'єднанням, але, також, він володіє значною хімічною стійкістю, не розкладатися протягом десятків років. Сліди ДДТ були виявлені дослідниками навіть в Антарктиді! Пестициди знищувально діють на ґрунтову мікрофлору: бактерії, актиноміцети, гриби, водорості.

4. Мікотоксинами. Дані забруднення не є антропогенними, тому що вони виділяються деякими грибами, однак, по своїй шкідливості для організму вони стоять в одному ряді з перерахованими забрудненнями ґрунту.

5. Радіоактивними речовинами. Радіоактивні з'єднання є особливими по своїй небезпеці, насамперед тому, що по своїх хімічних властивостях вони практично не відрізняються від аналогічних нерадіоактивних елементів і легко проникають в усі живі організми, попадаючи в харчові ланцюги. З радіоактивних ізотопів можна відзначити, як приклад, один найбільш небезпечний - 5г (стронцій-90). Даний радіоактивний ізотоп має високий вихід при ядерному розподілі (2-8 %), великий період напіврозпаду (28,4 роки), хімічна спорідненість з кальцієм, має велику здатність відкладатися в кісткових тканинах тварин і людини, відносно високу рухливість у ґрунті. Сукупність вищезгаданих якостей роблять його дуже небезпечним радіонуклідом. Сз (цезій--137), Се (церій--144) і СІ (хлор-36) також є небезпечними радіоактивними ізотопами. Хоча існують природні джерела забруднень радіоактивними з'єднаннями, але основна маса найбільш активних ізотопів з невеликим періодом напіврозпаду попадає в навколишнє середовище антропогенним шляхом: у процесі виробництва й випробовування ядерної зброї, з атомних електростанцій, особливо у виді відходів і при аваріях, при виробництві і використанні приладів, що містять радіоактивні ізотопи і. т. д.

10. Меліорація земель та її екологічні наслідки

Низка проблем виникла і в процесі такого напряму інтенсифікації сільського господарства, як меліорація. Меліорація - це система заходів, пов'язаних із корінним поліпшенням властивостей ґрунтів і спрямованих на підвищення їхньої родючості. Існує понад ЗО видів меліорації. Найпоширенішим серед них є гідромеліорація -- зрошення та осушення.

У зрошенні земель роль найактивнішого агента відіграє штучне зволоження ґрунтів із водного джерела з метою забезпечення рослин вологою. Під час осушення земель надлишок вологи відводиться за межі шару, де розміщуються корені рослин, і в такий спосіб створюються сприятливі умови для їх росту.

Необхідність меліорації земель визначається кліматичними умовами території. Понад 60 % населення Землі проживає в посушливих регіонах, тоді як 20 % - там, де спостерігається надлишок вологи. Зі зрошенням земель у перші роки урожайність сільськогосподарських культур підвищується у 2-3 рази, а вирощування рису чи бавовнику без зрошення взагалі неможливе. За оцінками ФАО (Всесвітньої сільськогосподарської організації) площа зрошувальних земель нині становить 270 млн га.

А втім, тривале зрошення спричинює низку екологічних проблем. Головна з них - це вторинне засолення ґрунтів, що виникає за надмірного зрошення і високого рівня ґрунтових вод. Під засолення потрапила майже половина зрошуваних земель світу.

Проводячи широкі меліоративні роботи в степу, необхідно враховувати, що новоутворення ґрунтових вод тут відбувається значно швидше, ніж, скажімо, в напівпустелях і пустелях. Приблизно за 10 років рівень ґрунтових вод може досягти критичного стану (1,5-2,5 м від поверхні), спричиняючи засолення. Цей процес посилюється в Україні ще й тому, що південні чорноземи і каштанові ґрунти мають підвищену солонцюватість і лужність на глибині 0,5-1 м.

Зрошення чорноземів вимагає особливої обережності. Деякі вчені наполягають на тому, щоби їх зрошувати лише в надто посушливі роки, оскільки зрошення призводить до сильного ущільнення ґрунтів на глибині 20-60 см, погіршуються їхні водно-фізичні властивості, зменшується насиченість киснем до 10 %, а вміст вуглекислоти зростає до 1,5-2,7 %.

Крім того, дренажні води, що скидаються з полів, містять велику кількість мінеральних добрив і пестицидів, які забруднюють водойми.

Із зрошенням пов'язана також проблема раціонального використання води. Головним напрямком є підвищення якості зрошувальних систем; для старих систем коефіцієнт корисної дії - 0,25-0,35, для нових, збудованих після війни, - 0,8-0,9. Тому в старих меліоративних системах на шляху від джерела забору води до поливного поля безцільно втрачаються 60-75 % води.

Осушення за принциповою основою протилежне зрошенню. Його проводять на перезволожених землях, лісах, болотах із метою включення нових територій у сільськогосподарське виробництво. В Україні осушення проводять в областях Полісся. Але болота - це важливі екосистеми, які є джерелом ягід, лікарських рослин, медоносів, грибів тощо. Якщо взяти до уваги високу розораність території України, то стане очевидним, наскільки важливі болотні луки для збереження рослинного і тваринного світу України. Через 25 років після початку проведення осушувальних меліорацій земель в Україні виникли небезпечні екологічні зміни водного балансу території та порушення режиму підземних вод, небажані і зміни в гідроекологічному режимі з частими катастрофічними повенями, посилилися процеси деградації ґрунтів і зменшення продуктивності сільськогосподарських угідь.

Уздовж меліоративних систем знижується рівень ґрунтових вод.

Зони впливу меліоративних систем не стабілізуються в часі, а постійно збільшуються, перекриваючи одна одну. Між річками Полісся України не залишилося великих болотних масивів, які підтримували б і рівні ґрунтових вод на сусідніх водоймах, не даючи їм опускатися далеко за межі оптимального залягання.

Зниження ґрунтових вод призвело до збільшення кількості посушливих днів, зменшення вологості повітря, а це, у свою чергу, обумовило зменшення продуктивної вологи і зниження урожайності в середньому від 20 до 70 %. На рівнинних міжріч- них терасах і заплавах у верхів'ях річок з'явилися пересушені угіддя, що корінним чином змінило склад рослинного світу, призвело до появи суходолів. У літній період рівні ґрунтових вод опускаються нижче закладених дренажних каналів.

У перші 5-10 років від початку експлуатації осушувальних систем навколо них формується зона гідрогеологічного впливу від 900 м до 3-5 км. За площею вона у 2-3 рази переважає розміри осушувальних систем. Це негативно позначається на витоках річок і струмків. Нині у деяких річок виток починається на 15-22 км нижче від попереднього.

Особливо небажаним наслідком великомасштабного осушення є посилення після 10 років інфільтрації живлення підземних вод, що порушує їхні баланс і режим. Збільшуються вихідні токи підземних вод, які виходять на поверхню в ослаблених ділянках земної кори - поблизу озерних улоговин, річкових заплав тощо. Особливо сильне підтоплення сталося в зоні Шацьких озер, де на території, що прилягає до Шацького природного національного парку, понад 10 тис. га угідь через підтоплення були переведені в інші категорії земель.

У багатьох районах Рівненської та Волинської областей внаслідок висхідних токів підземних вод утворилися численні струмки і річки. Осушувальні системи вже не в змозі відвести надлишок води, розвиваються вторинне перезволоження й заболочення.

У зоні Полісся зникли річки, що живилися ґрунтовими водами, тоді як річки, що живляться підземними водами, збільшили свою водність.

Випрямлення малих річок на Поліссі супроводжується частими катастрофічними повенями, які призводять до змиву й розмиву ґрунтів, підтоплення й заболочення ряду меліоративних систем, руйнування берегів.

Зниження рівня ґрунтових вод та зміна у зв'язку з цим відміток місцевих базисів посилило ерозію земель (змивання ґрунтів, вітрова ерозія тощо).

На рівнинних торфосховищах через зниження вологи виділяється велика кількість тепла, спричиняючи самозапалювання. Ось чому в областях Українського Полісся недобір урожаю на прилеглих до осушувальних систем суходолах становить не менш як 25 %, а вплив осушувальних систем сягає на 2-2,5 км, тобто перевищує площу осушеного болота; відтак отримана на осушеній площі продукція практично дорівнює недоборові на прилеглих землях. Тому вчені ставлять питання про використати досвід інших країн, зокрема Нідерландів, де осушення боліт визнано нерентабельним, і багато з них повертаються в попереднє становище. У ряді країн осушення боліт як цінних екосистем заборонено законодавством.

11. Сучасний стан ґрунтів України

Найбільше природне багатство України - чорноземи. Вони складають майже 50 % світового запасу чорноземів. Розорані землі в Україні становлять близько 85 % від площі степів і лісостепів. Посівні площі займають 33,5 млн га. Вже зіпсовано 60 % чорноземів, щорічно втрачається 100 тисяч гектарів родючих ґрунтів.

Майже 50 % урожаю сільськогосподарських культур вирощується на ґрунтах оброблених хімічними добривами та отрутохімікатами. В Україні накопичено 12 тисяч тонн непридатних і заборонених для використання пестицидів.

Великої шкоди ґрунтам України завдала необґрунтована меліорація. Майже 50 тис. га орних земель підтоплені, 3,7 млн га землі знаходиться в Чорнобильській зоні.

Якщо узагальнити всі зміни, то 22 % території України можна характеризувати як сильно і дуже сильно уражені та непридатні для повного використання.

Внаслідок екстенсивного розвитку сільського і лісового господарств, неефективного ведення заповідної та інших природоохоронних справ порушилося співвідношення площ ріллі, природних кормових угідь, лісових та водних ресурсів, і як наслідок- інтенсивний розвиток ерозійних процесів, ущільнення орного шару ґрунту, зниження його родючості, послаблення стійкості природних ландшафтів України.

Ситуація, яка склалася, зумовлена головним чином тим, що протягом багатьох десятиріч екстенсивне використання земельних угідь, і особливо ріллі, не компенсувалося рівнозначними заходами щодо відтворення ґрунтів. У цьому полягає головна причина низької ефективності засобів, які застосовуються з метою інтенсифікації землеробства, а комплекс деградаційних процесів виснажує ґрунтові виробничі ресурси, знижує врожаї сільськогосподарських культур. На значній частині площі сільськогосподарських угідь досягнуто межі екологічної збалансованості ґрунтових екосистем і агрофітоценозів. Найбільших збитків ґрунтам завдають водна і вітрова ерозії, безповоротні втрати гумусу і поживних речовин, засолення і закислення ґрунтів, висушування і перезволоження, в тому числі і заболочування, забруднення промисловими відходами і викидами, отрутохімікатами.

Проблема охорони та раціонального використання земель є однією із найважливіших завдань людства, бо 98 % продуктів харчування, які споживає людина, отримуються за рахунок обробітку землі. Агрокультурою людина займається майже 10 тисячоліть. За цей період у багатьох частинах планети розквітали і гинули цивілізації, колись квітучі краї перетворювались на пустелі. Низька культура землеробства та хижацька експлуатація земель призводили до руйнування ґрунтів. Французькі вчені підрахували, що за весь історичний період людство втратило близько 2 млрд га родючих земель.

Заходи щодо підвищення продуктивності земель та їхньої охорони дуже різноманітні й повинні здійснюватись комплексно. Сьогодні особливого значення набуває рекультивація земель -- повне або часткове відновлення ландшафту та родючості грунту, порушених попередньою господарською діяльністю, добуванням корисних копалин, будівництвом і т. ін. Вона передбачає вирівнювання земель, лісопосадок, створення парків і озер на місці гірських розробок та інші заходи.

Однак розрив між відпрацьованими і поновленими площами ще великий, незважаючи на зростання обсягів рекультивації порушених земель. Раціональне землекористування в сільському господарстві включає правильну організацію користування територією, формування культурного агроландшафту. Екстенсивне землеробство призвело до розорювання лучних земель, аж до зрізів русел рік, спадистих і крутих схилів, на яких повинні рости ліси, чагарники і трави. У кожному конкретному районі повинно бути своє, науково обґрунтоване співвідношення між полем, лісом, луками, болотами, водоймищами, що дасть найвищий господарський ефект і збереже навколишнє середовище.

Важливим напрямком є також організація і дотримання польових, кормових, протиерозійних та інших сівозмін. Необхідно оптимізувати розмір полів у сівозмінах, оскільки вони у нас часто завеликі. Поля сівозмін потрібно нарізати за контурами ґрунтових відмін, а не розбивати різноґрунтові ділянки на правильні прямокутники з метою полегшення механізованого обробітку. Адже кожна ґрунтова відміна дозріває для обробітку в певний час і потребує різних форм обробітку, різних норм та сортів гною, добрив, вапна та гіпсу.

Для того, щоб зберегти фізичні властивості ґрунтів - структуру, пористість, оптимальний водно-повітряний режим - потрібно різко скоротити повторність обробітку ґрунтів, перейти на прогресивні та ефективні його форми, легкі машини і механізми.

Контроль і управління якістю ґрунтів. Контроль стану ґрунтів здійснюється за спеціальними методиками санітарними лікарями, санепідеміологічними станціями, а контроль хімічних забруднень - агрохімічними лабораторіями, санітарно- епідеміологічними станціями та органами охорони природи.

12. Земельні ресурси України

Загальний земельний фонд України становить 60 млн га і представлений переважно різновидами чорноземів, котрі займають 57 % всіх сільськогосподарських угідь і становлять 68 % орних земель. У середньому на одного мешканця України припадає 0,8 га сільськогосподарських угідь.

Протягом 50-60-х років було необгрунтовано розорано 2 млн га малопродуктивних природних угідь та схилових земель, а також значно розширено площу просапних культур. Розораність земель досягла 81 %, тобто 57 % всієї території. Лише 8 % земель території України перебуває нині у природному стані (болота, озера, гірські масиви, покриті та непокриті лісом). Змінилося екологічно допустиме співвідношення між площами ріллі, природних угідь, лісових і водних ресурсів. Це негативно вплинуло на стійкість агроландшафту, посилилися ерозійні процеси. Так, площа еродованої ріллі за останні 25 років збільшилася на 33 % і досягла 123,1 млн га, а дефля- ційно небезпечної - 19,8 млн га (55,2 %), вміст гумусу зменшився з 3,5 до 3,2 %. Що-річно площа еродованих земель зростає на 70-80 тис. га. Значної екологічної шкоди земельні та інші ресурси зазнають внаслідок забруднення викидами промисловості, відходами, транскордонного переносу, а також недосконалого використання засобів хімізації в аграрному секторі.

Найбільш інтенсивними забруднювачами сільськогосподарських угідь були хлорорганічні пестициди, а найвищий рівень забруднення ґрунтів спостерігався в Кос- тянтинівці, Маріуполі та в Алчевську. У житловому фонді міст та селищ міського типу України щорічно нагромаджується близько 40 млн м3 сміття, яке знешкоджується на 656 міських сміттєзвалищах та на 4 сміттєспалювальних заводах, стан яких, на жаль, не відповідає сучасним вимогам.

Великої гостроти набула проблема радіоактивних відходів. На атомних електростанціях накопичено тисячі тонн відпрацьованого ядерного палива, десятки тисяч кубометрів твердих і десятки мільйонів літрів рідких радіоактивних відходів. У промисловості, сільському господарстві, медицині та в наукових закладах накопичено більше ста тисяч відкритих та закритих радіоактивних джерел. Понад 70 млн м3 радіоактивних відходів зосереджено у відвалах та хвостосховищах уранової, гірничодобувної та переробної промисловості.

Із Чорнобильською аварією пов'язана величезна кількість радіоактивних відходів, точний обсяг котрих ще не визначений.

Незадовільно здійснюється відновлення відпрацьованих промисловістю земель. При цьому якість рекультивації низька, мало земель повертається у сільськогосподарське виробництво, а їхня родючість майже на половину нижча від природної.



13. Шляхи покращення екологічного стану грунтів

Проблема охорони та раціонального використання земель є однією із найважливіших завдань людства, бо 98 % продуктів харчування, які споживає людина, отримуються за рахунок обробітку землі. Агрокультурою людина займається майже 10 тисячоліть. За цей період у багатьох частинах планети розквітали і гинули цивілізації, колись квітучі краї перетворювались на пустелі. Низька культура землеробства та хижацька експлуатація земель призводили до руйнування ґрунтів. Французькі вчені підрахували, що за весь історичний період людство втратило близько 2 млрд га родючих земель.

Заходи щодо підвищення продуктивності земель та їхньої охорони дуже різноманітні й повинні здійснюватись комплексно, як єдина система, взаємно доповнюючи один одного і посилюючи дію всіх інших. Тому передусім потрібно, щоб кожний клаптик землі, кожне поле мало дбайливого господаря, освіченого, розсудливого, щоб від стану поля залежала не тільки його доля, а й доля його дітей та онуків.

Сьогодні особливого значення набуває рекультивація земель -- повне або часткове відновлення ландшафту та родючості ґрунту, порушених попередньою господарською діяльністю, добуванням корисних копалин, будівництвом і т. ін. Вона передбачає вирівнювання земель, лісопосадок, створення парків і озер на місці гірських розробок та інші заходи.

Однак розрив між відпрацьованими і поновленими площами ще великий, незважаючи на зростання обсягів рекультивації порушених земель. Раціональне землекористування в сільському господарстві включає правильну організацію користування територією, формування культурного агро-ландшафту. Екстенсивне землеробство призвело до розорювання лучних земель, аж до зрізів русел рік, спадистих і крутих схилів, на яких повинні рости ліси, чагарники і трави. У кожному конкретному районі повинно бути своє, науково обґрунтоване співвідношення між полем, лісом, луками, болотами, водоймищами, що дасть найвищий господарський ефект і збереже навколишнє середовище.

Важливим напрямком є також організація і дотримання польових, кормових, протиерозійних та інших сівозмін. Необхідно оптимізувати розмір полів у сівозмінах, оскільки вони у нас часто завеликі. Поля сівозмін потрібно нарізати за контурами ґрунтових відмін, а не розбивати різноґрунтові ділянки на правильні прямокутники з метою полегшення механізованого обробітку. Адже кожна ґрунтова відміна дозріває для обробітку в певний час і потребує різних форм обробітку, різних норм та сортів гною, добрив, вапна та гіпсу.

Для того, щоб зберегти фізичні властивості ґрунтів -- структуру, пористість, оптимальний водно-повітряний режим -- потрібно різко скоротити повторність обробітку ґрунтів, перейти на прогресивні та ефективні його форми, легкі машини і механізми.

Раціональне землекористування в сільському господарстві потребує перегляду основного обробітку ґрунту. Досвід Полтавщини, народного академіка Т.С. Мальцева, а також Канади показує, що можна відмовитися від традиційного плуга. Нову безплужну систему обробітку ґрунту було розроблено українським агрономом I.E. Овсинським ще в кінці XIX ст. Суть системи полягає у глибокому розпушуванні ґрунту спеціальними плоскорізами без перегортання пласта. Стерня і поживні рештки залишаються на поверхні. На такий спосіб обробітку витрачається менше пального, в 3--4 рази зменшується інтенсивність площинної ерозії на схилах, поліпшується капілярність ґрунту, збільшується вміст гумусу і не пересихає орний шар. Але побоювання новацій гальмує перехід на прогресивний шлях. У Канаді витрачено 20 років для переходу на безплужну систему обробітку. Це відбулося тоді, коли на зміну консервативним батькам-хліборобам прийшли діти, виховані у сільськогосподарських коледжах. Безплужний обробіток ґрунту є одним з елементів мінімального обробітку, який зберігає ґрунт, цінні властивості землі. На порядку денному постає ще один перспективний спосіб -- нульовий обробіток, коли механічне втручання здійснюється раз на кілька років. Він можливий лише при високій культурі поля, коли можна сіяти або садити спеціальними навісними агрегатами у лунки, які робляться свердлами. Такі агрегати крокують по полю, опускаючи свердла для утворення лунок, закладання добрив і насіння у лунки, їхнього закриття. Технологія нульового обробітку ґрунту вдосконалюється і знайде у майбутньому широке застосування. Таке органічне землеробство, при якому повністю виключається застосування отрутохімікатів і неякісних мінеральних добрив і навіть повністю забороняється їхнє використання, є альтернативою ультрахімізованого методу господарювання.

При органічному (біологічному) землеробстві спершу врожаї дещо нижчі (на 10--20 %), але його продукція цінується на світовому ринку значно дорожче, ніж та, що вирощена із застосуванням міндобрив та отрутохімікатів, іноді навіть в 2--3 рази.

Органічне землеробство базується на використанні органічних добрив, насамперед гною, торфу, сапропелів, що постійно збільшує у ґрунті вміст гумусу -- основи основ його родючості.

Щоб врятувати український чорнозем, треба щороку вносити на гектар по ЗО--40 тонн органіки. Раніше налічувалось більше десяти видів гною. Нині ж гнойове господарство занедбане. На поля вивозяться переважно гноївка, сечовина, котрі отруюють ґрунт. Доведено, що свинокомплекс на 100 тис. голів свиней дає стільки забруднень, скільки місто з 400-тисячним населенням.

Але вихід знайдено, й існує технологічно відпрацьований процес. Гній, гноївка, інші органічні рештки переробляються у спеціальних установках на біогаз (метан) і цінне концентроване органічне добриво. У спеціальні металеві ємності закладають гній, гноївку, органічні рештки, герметично закупорюють і дещо підігрівають. У процесі бродіння виділяється метан, що використовується для опалення як екологічно чисте паливо, а органічні речовини, багаті на азот, фосфор, калій та мікроелементи, осідають на дно. Після припинення бродіння воду зливають, осад висушують і гранулюють. У такому органічному добриві концентрація поживних елементів у 10 разів вища, ніж у гної. І транспортувати на поля таке добриво набагато зручніше, ніж гній* Такий досвід є в ряді країн. В 1986 році в Китаї було отримано 100 млрд куб. м біогазу і велику кількість якісних знезаражених, без насіння бур'янів, органічних добрив.

Підвищенню вмісту гумусу в ґрунтах сприяє безплужний обробіток ґрунтів, а також ґрунтова фауна, яка здійснює гуміфікацію органічних решток. Особливо велика роль у цьому дощових черв'яків. У ряді країн Європи вирощують дощових черв'яків на спеціальних біофабриках. Фермери їх купують і завозять на поля для поліпшення властивостей ґрунту (за умови переходу на органічне землеробство).

Збільшення вмісту гумусу значно підвищує ефективність мінеральних добрив, знижує їхню побічну негативну дію, сприяє закріпленню їхніх надлишків і нейтралізує шкідливі домішки.

Для постійного невпинного підвищення врожайності ґрунтів необхідно здійснити ряд меліоративних заходів.

Меліорація -- докорінне поліпшення природних умов ґрунтів з метою підвищення їхньої родючості.

За дією на ґрунт і рослини меліорація поділяється на декілька видів. Агротехнічні меліорації передбачають суттєве поліпшення агрономічних властивостей ґрунту шляхом оптимального обробітку із застосуванням спеціальних прийомів -- переривчастого боронування, щілинування, лункування та інших прийомів для затримання снігу та стічних вод.

Лісотехнічні меліорації здійснюються з метою поліпшення водного режиму та мікроклімату, захисту ґрунтів від ерозії шляхом заліснення схилів, балок і ярів, вододілів і рухомих пісків, розведення лісів загального агрономічного призначення.

Хімічні меліорації поліпшують агрохімічні і агрофізичні властивості ґрунтів шляхом використання вапна, гіпсу, дефекату, торфу, сапропелів, компостів, гною та інших матеріалів, що збагачують ґрунт на органіку.

Гідротехнічні меліорації спрямовані на поліпшення водного режиму шляхом обводнення або осушення, правильним регулюванням водного режиму ґрунту.

Всі ці види меліорації потрібно застосовувати лише на основі науково обґрунтованих потреб, щоб не погіршити стан земель.



Висновок

Проблема екології - одна з найактуальніших у наш час, і хочеться вірити, що наші нащадки не будуть так схильні до негативних факторів навколишнього середовища, як в даний час. Проте людство до сих пір не усвідомлює важливості й глобальності тієї проблеми, яка стоїть перед ним щодо захисту екології. У всьому світі люди прагнуть до максимального зменшення забруднення навколишнього середовища, також і в Російській Федерації прийнятий, наприклад, кримінальний кодекс, один із розділів якого присвячена встановленню покарання за екологічні злочини. Але, звичайно, не всі шляхи до подолання даної проблеми вирішені і нам варто самостійно дбати про навколишнє середовище і підтримувати той природний баланс, у якому людина здатна нормально існувати.

Всі процеси в біосфері взаємозалежні. Людство - лише незначна частина біосфери, а людина є лише одним із видів органічного життя - Homo sapiens (людина розумна). Розум виділив людину з тваринного світу і дав йому величезна могутність. Людина протягом століть прагнула не пристосуватися до природного середовища, а зробити його зручним для свого існування. Тепер всім зрозуміло, що будь-яка діяльність людини впливає на навколишнє середовище, а погіршення стану біосфери небезпечно для всіх живих істот, у тому числі і для людини. Всебічне вивчення взаємин людини з навколишнім світом призвели до розуміння, що здоров'я - це не тільки відсутність хвороб, а й фізичне, психічне і соціальне благополуччя.



Використані джерела

1. http://childflora.org.ua/?page_id=161

2. http://eco.com.ua/content/grunti-ikhne-znachennya-zabrudnennya-i-zberezhennya

3. http://healthy-society.com.ua/index.php?option=com_content&view=article&id=409:2011-08-03-04-43-23&catid=35:2011-04-19-08-30-36&Itemid=57

4. https://uk.wikipedia.org/wiki/%D2%90%D1%80%D1%83%D0%BD%D1%82

5. Балюк С.А. Концепція екологічного ризику деградації ґрунтового покриву України / С.А. Балюк, Г.А. Верніченко // Вісн. аграр. науки. - 2011. - № 6. - С. 5-11.

6. Дутов О.І. Радіаційно-екологічні аспекти використання ґрунтів, забруднення радіонуклідами / О.І. Дутов, М.М. Єрмолаєв // Вісн. аграр. науки. - 2013. - № 2. - С. 51-54.

7. Коцарь Е. Пути сохранения и восстановления плодородия почв в Украине: [экологизация производства] / Е. Коцарь // Аграр. тиждень. - 2011. - № 43. - С. 16.

8. Горін М.О. Еколого-агрогеохімічна оцінка рослин, ґрунтів та інших компонентів ландшафтних екосистем / М.О. Горін, О.Е. Васюков, Г.Ф. Ольховський // Вісн. ХНАУ. Сер.: Ґрунтознавство, агрохімія, землеробство, лісове госп-во, екологія ґрунтів. - Х. : ХНАУ, 2010. - № 4. - С. 176-182. - Бібліогр.: 9 назв.

9. Юркевич Є.О. Шляхи покращання екологічного стану ґрунту / Є.О. Юркевич, Р.П. Коваленко // Вісн. Житомир. нац. агроеколог. ун-ту : наук.-теорет. зб. / ЖНАЕУ. - Житомир, 2011. - Вип. 2, т. 1 (29). - С. 299-306. - Бібліогр.: 5 назв.

Размещено на Allbest.ru

...