Экологические последствия антропогенных изменений

Размещено на http://www.allbest.ru/

[Введите текст]

Содержание

Введение

Глава 1. Основные проблемы почвенного покрова степей России

1.1 Экологические проблемы почв степей России

1.2 Почвенная эрозия степей России

1.3 Переувлажнение и загрязнение земель

Глава 2. Особенности почвенного состава степей России

2.1 Общая характеристика степей России

2.2 Характерные особенности Западносибирского сектора

2.3 Состояние почвенного покрова и проблемы его охраны

Заключение

Список использованной литературы



Введение

Период, начиная с 1950 г. до настоящего времени, называют периодом научно-технической революции. К концу ХХ века произошли огромные изменения и в технологии, появились новые средства связи и информационные технологии, что резко изменило возможности обмена информацией и сблизило самые отдаленные точки планеты. Мир буквально на наших глазах стремительно изменяется, и человечество в своих действиях не всегда поспевает за этими изменениями.

Экологические проблемы возникли не сами по себе. Это результат естественного развития цивилизации, в которой сформулированные ранее правила поведения людей в их взаимоотношениях с окружающей природой и внутри человеческого общества, поддерживавшие устойчивое существование, пришли в противоречие с новыми условиями, созданными научно-техническим прогрессом. В новых условиях необходимо формирование и новых правил поведения, и новой морали с учетом всех естественнонаучных знаний. Наибольшая трудность, которая определяет многое в решении экологических проблем - все же недостаточная озабоченность человеческого общества в целом и многих его лидеров проблемами сохранения окружающей среды.

По мере движения к Югу от зоны распространения чернозёмов в почвенном покрове степей уменьшается глубина гумусовых почвенных горизонтов, окраска их становится всё менее тёмной, а горизонты вмывания карбонатов и гипса приближаются к поверхности. В почвах пустынь появляются также поверхностные уплотнённые корочки и горизонты вмывания легкорастворимых солей, многие из которых очень вредны для растений.

Целью данной курсовой работы является изучение проблем почвенного покрова степей России.

Для достижения данной цели был поставлен и решен ряд задач:

-рассмотрены основные проблемы почвенного покрова степей России;

- проанализированы особенности почвенного состава степей России;

-дана общая характеристика степей России

-рассмотрено состояние почвенного покрова и проблемы его охраны.



Глава 1. Основные проблемы почвенного покрова степей России

1.1 Экологические проблемы почв степей России

Важнейшим видом природных ресурсов являются земельные ресурсы. К ним относятся все земли, независимо от целевого назначения, категории и формы собственности. Значение земель как ресурса многообразно и может рассматриваться в качестве территории, недр с набором полезных ископаемых, почвенных ресурсов, пространственного базиса для нужд производства, экосистем, собственности и средств производства [3, 98].

Антропогенное воздействие на степи России сельскохозяйственного назначения со временем возрастает. Уже в древности усиленная сельскохозяйственная деятельность неоднократно приводила в их деградации, повлекшей за собой гибель целых цивилизаций и превращение ранее плодородных земель в пустыню. Воздействие на степи России оказывают все виды хозяйственной деятельности человека - сельское хозяйство, строительство, промышленность и транспорт.

Ухудшение состояния почвенного покрова может быть связано как с естественными, так и с антропогенными факторами. К основным последствиям хозяйственной деятельности человека можно отнести: почвенную эрозию, загрязнение, истощение и подкисление почв, их осолонцевание, переувлажнение и оглеение, деградацию минеральной основы почв, их обеднение минеральными веществами и дегумификацию.

Главный вид деятельности, вызывающий негативные изменения в состоянии почвенного покрова - сельское хозяйство. Интенсивное освоение земель повлекло за собой развитие дефляции, а пахота вдоль склона активизирует водно-эрозионные процессы. Орошение часто вызывает вторичное засоление почв. Недостаточное внесение органических удобрений, не компенсирующее потери органических веществ, приводит к дегумификации, нерациональное использование пестицидов - к загрязнению почв. Избыточное внесение минеральных удобрений может вызвать их подкисление, а бессистемный выпас скота - привести к уничтожению растительного покрова, активизации ветровой и водной эрозии, загрязнению почв навозом.

Загрязнение почвенно-растительного покрова тяжелыми металлами, бенз(а)пиреном, нефтепродуктами и сложными органическими веществами связано с выбросами промышленных предприятий и транспорта. Обычно зоны значительного загрязнения имеют небольшую площадь вдоль автодорог, вблизи промышленных предприятий и аэродромов. Загрязнение и подкисление почв также бывает связано с трансграничным переносом тяжелых металлов, оксидов серы и азота.

Антропогенные воздействия обычно влияют на все компоненты геосистемы. На состоянии земель отрицательно сказывается снижение площади, занятой естественными растительными формациями, замещаемыми агроценозами. Распашка приводит к уничтожению растительности, изменению составляющих водного баланса; за счет увеличения доли поверхностного стока усиливаются эрозионные процессы, изменяется структура почвы, ухудшаются ее водно-физические свойства. Тяжелыми металлами загрязняются не только почвы, но и произрастающая на них растительность, через которую они попадают в организм животных и человека, вызывая заболевания. Состояние земельных ресурсов связано с состоянием всего природного комплекса, так как «почвы - это зеркало ландшафта».

Переуплотнение почв, то есть уменьшение ее межагрегатной и агрегатной порозности и увеличение плотности до 1,4 г/см3. Главной причиной этого является использование на полях тяжелой сельскохозяйственной техники, что приводит к образованию подплужной подошвы с повышенной плотностью. Это препятствует свободной инфильтрации влаги в почве и приводит к ее переувлажнению.

Истощение почв связано со снижением доступности элементов минерального питания растений - биофилов: К, Mg, Ca, P и некоторых микроэлементов [6, 88].

Дегумификация - процесс снижения содержания гумуса, особенно гуминовых кислот, который возникает, в основном, как следствие эрозии.

Подкисление почв возникает при внесении в почву избыточного количества минеральных удобрений или выпадении кислотных осадков.

Оглеение почв активизируется при застое вод и приводит к накапливанию восстановленных форм Fe и Mn.

Осолонцевание происходит при увеличении в почвенном поглощающем комплексе доли натрия. При этом повышается степень пептизируемости коллоидов и илистого вещества. Процесс связан с поступлением солей из почвообразующих пород, грунтовых и поверхностных вод при орошении земель

Деградация минеральной основы почв - процесс разрушения почвенных агрегатов и необратимого изменения минерального состава почв. Он протекает в результате потери естественных элементов питания растений, выноса из почвы тонкодисперсных частиц, агролессиваже.

Значительный ущерб степей России также связан с отчуждением земель на несельскохозяйственные нужды связано со строительством и расширением городов и населенных пунктов, промышленных предприятий, дорог, различного вида путепроводов и т.п. Масштабы такого отчуждения весьма велики. В настоящее время под предприятиями, поселениями, транспортными сооружениями и коммуникациями связи находится около 60 млн.га.

1.2 Почвенная эрозия степей России

Во многих регионах степей России является наиболее серьезной проблемой сельского хозяйства. Она включает в себя водную и ветровую (дефляция) эрозию. Г.И. Швебс выделяет земледельческую, пастбищную и техническую эрозию [7, 66]. Интенсивность эрозионных процессов определяется величиной склонового стока, гранулометрическим составом почв, крутизной поверхности, ее задернованностью, глубиной залегания грунтовых вод и базиса эрозии, условиями инфильтрации воды. Водная эрозия является процессом взаимодействия стекающих потоков и почвы, зависит от характера стока, его транспортирующих возможностей, она тесно связана с водностью, морфологическими условиями поверхности и свойствами подстилающих пород [7; с. 84]. Ее начальной стадией является поверхностно-склоновая эрозия.

Капли воды, падающие на поверхность почвы, вызывают разрушение почвенных агрегатов, то есть эрозию почвенной структуры. За счет силы удара капель происходит перемещение вниз по склону мельчайших почвенных частиц. При отсутствии значительных уклонов поверхности перемещения частиц почвы по склону не происходит.

Плоскостной смыв связан с ламинарным движением воды вниз по склону. При этом осуществляется перенос почвенных частиц и их переотложение в нижней части склона в виде делювиального плаща. Активность смыва возрастает с увеличением уклона поверхности. Переходным от плоскостного к линейному смыву является образование эрозионных борозд, то есть множества параллельных размывов на склонах.

По Г.И. Швебсу, овражно-русловая эрозия делится на эрозию, связанную с деятельностью временных водотоков (овражную) и постоянных водотоков (русловую). Наибольшее воздействие на земельные ресурсы оказывает овражная (линейная) эрозия, активно протекающая в зоне степи и лесостепи. Линейная эрозия происходит по схеме: эрозионная промоина - эрозионная рытвина - овраг - балка.

Интенсивность плоскостного смыва неодинакова на различных поверхностях. Так, по данным А.П. Шапошникова, смыва с взрыхленного пара при уклоне до 30- не происходит, при 60 - он составляет 0,01 т/га, при 90 - 1,28 т/га. [7, 99]. Смыв со старопахотных земель больше, в связи с ухудшением водно-физических свойств почвенного покрова. Наименьший смыв фиксируется на задернованных склонах, так как растительность скрепляет частицы почвы, улучшает впитывающую способность почв, увеличивает шероховатость склона и замедляет скорость движения воды. При густой дернине скорость склонового стока обычно составляет не более 0,0015-0,010 м/сек [7, 87]. При такой скорости плоскостной смыв не происходит. Интенсивность эрозии определяется также эрозионной устойчивостью почв, которая, по С.И. Сельвестрову, убывает от мощных черноземов к обыкновенным и выщелоченным черноземам, серым лесостепным и подзолистым почвам.

По данным М.А. Глазовской, с пахотных земель выносится с поверхностным и внутрипочвенным стоком значительно больше химических элементов, чем с целинных водосборов [2, 77]. Обработка почвы снижает связность частиц и, следовательно, противоэрозионную устойчивость.

Однако традиционный взгляд на проблему почвенной эрозии в последнее время подвергается сомнению. Так, по мнению А.И. Скоморохова и Р.А. Кравченко, развитие оврагов - процесс циклический, то есть постоянно чередуются периоды вреза и заполнения. Активный рост оврагов зачастую прерывается аккумуляцией, которая может продолжаться до их полного исчезновения, или прерываться новой вспышкой эрозионной деятельности [4; с. 18].

Ветровая эрозия, или дефляция, так же как и водная, приводит к разрушению почвенного покрова. Важнейшими условиями для ее развития являются: наличие сильных и постоянных ветров; климатических условий с недостаточным увлажнением в течение года или сезона; уничтожение естественной растительности, приводящее к тому, что на поверхность выходит легко развеваемая почва. Дефляция характерна для пустынь, полупустынь, степи и лесостепи. В Воронежской области она временами проявляется в весеннее время, когда почва вспахана и лишена растительности.

1.3 Переувлажнение и загрязнение земель

Переувлажнение земель также местами является важной проблемой. Его диагностическими признаками по А.Б. Ахтырцеву и Б.П. Ахтырцеву являются: 1) наличие плоского недренированного полого-вогнутого рельефа; 2) отсутствие поверхностного стока; 3) наличие на небольшой глубине водоупора; 4) длительный застой вод; 5) развитие поверхностного или внутрипочвенного оглеения; 6) пестрота почвенного покрова; 7) влаголюбивая растительность; 8) наличие болот [1, 11].

Причины переувлажнения имеют комплексный характер. Во-первых, наличие плоских слабодренированных территорий с затрудненным поверхностным стоком. Климатические и гидрогеологические условия способствуют сохранению на такой территории талых снеговых и дождевых вод, активизируя подъем грунтовых вод. Обычно переувлажнение развивается в случае близости к поверхности слабоводопроницаемых пород, например, глин или тяжелых суглинков, предопределяющих высокий уровень верховодки. К этому может привести также высокая распашка территории и изменение водопроницаемости почв, строительство водохранилищ, развитие орошения на плоских водораздельных пространствах, создание сети лесополос [1, 87]. Значительную роль при этом играет формирование подплужной подошвы, формируемой тяжелой сельскохозяйственной техникой. В результате на глубине около 40 см появляется слой с пониженной водопроницаемостью и фильтрация поверхностных вод в нижележащие горизонты замедляется.

Загрязнение земель происходит в результате проникновения в почвы нехарактерных для нее веществ. Источниками загрязнения являются: промышленность (органические и неорганические отходы, тяжелые металлы); транспорт (нефтепродукты, бенз(а)пирен, тяжелые металлы); коммунально-бытовое хозяйство (твердые и жидкие отходы); сельское хозяйство (пестициды, минеральные удобрения в избыточных количествах, животноводческие стоки).

Наиболее опасным загрязнителем земель являются тяжелые металлы. Их поступление в почву происходит через атмосферу вместе с атмосферными осадками, из почвообразующих пород, в результате техногенного переноса. Накопление тяжелых металлов в черноземах происходит, в основном, в верхней части их профиля в связи с наличием здесь геохимического барьера. На нем за счет биогенной аккумуляции накапливаются: Mg, Na, Sr, Mn, Cu, Zn, Mo, Co, As, Нg, Ba, Pb и другие микроэлементы [5, 23]. Основное поступление тяжелых металлов происходит с выбросами автотранспорта и промышленности, а также с удобрениями и ядохимикатами. В последнее десятилетие ведущее место в этом принадлежит автотранспорту, так как промышленное производство в нашей стране находится в кризисном состоянии, а применение удобрений и ядохимикатов в сельском хозяйстве значительно снизилось.

Значительное негативное воздействие на почвы оказывает их загрязнение органическими и металлоорганическими соединениями связанное, с техногенными выбросами, а также с широким применением пестицидов. Многие из них длительно сохраняются в почвах (от нескольких месяцев до десятков лет), оставаясь токсичными и даже образуя более токсичные метаболиты.

Чрезвычайно опасны и некоторые органические компоненты техногенных выбросов (3,4-бенз(а)перен и др.), относящиеся к канцерогенным соединениям.

Необходимо иметь в виду, что почва, загрязненная токсикантами и их метаболитами, становится источником загрязнения растительных и животных продуктов, атмосферы и природных вод.

Загрязнение почв радиоактивными веществами обусловлено главным образом испытанием в атмосфере атомного и ядерного оружия, которое не прекращено отдельными государствами и на сегодня. Выпадая с радиоактивными осадками, 90Sr, 137 Cs и другие нуклиды, поступая в растения, а затем в продукты питания и организм человека, вызывают радиоактивное заражение, обусловленное внутренним облучением.

Локальное радиоактивное загрязнение почв может возникнуть при аварийных ситуациях на атомных станциях. Путем подбора культур, применения минеральных удобрений, запахивания верхнего слоя почвы на глубину 40-50 см и других агротехнических приемов возможно устранение неблагоприятных последствий поступления в почву радиоактивных продуктов.



Глава 2. Особенности почвенного состава степей России

2.1 Общая характеристика степей России

Степи в России расположены южнее 55033' с.ш. и образуют широтную зону, постепенно спускающуюся к югу, где она полно представлена в Казахстане и Монголии. В Европейской части России, где протяженность этой зоны с севера на юг превышает 1,5 тыс. км, распространен весь спектр степей, сменяемых на крайнем юго-востоке полупустынями и пустынями северного типа. За Уралом, в Западной Сибири зона степей России значительно сужена и, кроме ее западной и восточной части, прослеживается только полоса лесостепи. На территории юга Средней и Восточной Сибири степи расположены в межгорных котловинах и нижних высотных поясах гор.

Степные экосистемы на территории России представлены огромным разнообразием формаций, ассоциаций, экологических вариантов, что обусловлено большой территориальной протяженностью степной области и существенными различиями в природных условиях. Так, подзона луговых степей и лесостепи протягивается широтно, здесь четко выделяются три региональных отрезка: европейский - с умеренно-континентальным климатом, где среди степей располагаются участки широколиственных лесов, преимущественно дубравы; западно-сибирский, с континентальным типом климата, где степи сочетаются с осиново-березовыми колками, реже сосновыми борами; и средне-восточно-сибирский с резко континентальным климатом, где лесной компонент лесостепи формируется за счет лиственничников и сосновых боров. Такие различия сказываются и в других подзонах степей, в составе растительных сообществ и животного населения.

Европейский сектор степного биома занимает обширную площадь, протягиваясь почти на 5 тыс. км с запада на восток и более чем на 1,2 тыс. км с севера на юг. Здесь сформировалось несколько подзон: луговых степей и лесостепи; умеренно-влажных степей; сухих и опустыненных степей; полупустынь и пустынь (северного типа).

Эти подзоны различаются не только по биоразнообразию, но и по виду хозяйственного использования, величины антропогенного пресса, по степени угрозы природным системам.

Лесостепь с луговыми степями представлены разнотравно-ковыльными сообществами в сочетании с дубравами. Южнее они сменяются разнотравно- типчаково-ковыльными умеренно-влажными степями, которые к юго-востоку замещаются сухими полынно-дерновиннозлаковыми.

Особое место в степях занимают гидроморфные экосистемы долин рек. По рекам далеко на юг заходят древесные сообщества. Пойменные дубравы распространены в долине Хопра, на Волге-Ахтубе. К югу они сменяются ивняками в сочетании с доминирующими злаково-разнотравными лугами и травяными болотами.

Особые реликтовые экосистемы с редкими видами растений встречаются на выходах мела и известняков. В фауне позвоночных наибольшее разнообразие отмечается у птиц, число видов которых в лесостепи местами превышает 200. Среди млекопитающих доминирующее положение занимают мышевидные грызуны, довольно обычны зайцы; в полупустыне - сайгаки.

2.2 Характерные особенности Западносибирского сектора

Западносибирские степи отличаются от степей Русской равнины прежде всего своим более континентальным климатом. Здесь выпадает значительно меньше осадков, зима более холодная и малоснежная, а лето намного теплее. В связи с этим среди почв преобладают южные черноземы и темно-каштановые почвы, а флора беднее, чем в степях Русской равнины.

Рельеф степей Западной Сибири несколько разнообразнее, чем в северных зонах страны. Большая часть ее территории представляет собой внеледниковые озерно-аллювиальные и эрозионно-аккумулятивные равнины, сложенные палеогеновыми и неогеновыми породами. На западе они прикрыты сравнительно маломощным покровом лёссовидных суглинков, а на востоке - в Кулунде и Прииртышье - более мощным чехлом озерно-аллювиальных четвертичных отложений.

Для степной зоны характерны сравнительно высокие летние температуры и заметное увеличение продолжительности вегетационного периода (до 170-175 дней) и сумм его температур (2000-2400°). Однако осадков здесь выпадает мало; их годовое количество обычно не превышает 300 мм. Лето сухое и жаркое. Средние температуры июля 19-22°, но в отдельные дни жара может достигать 38-42°. Наибольшее количество осадков выпадает летом, в среднем 35-40 мм за месяц. Однако летние осадки недостаточно эффективны: высокие температуры воздуха и сильные ветры, которые наблюдаются в эти месяцы, обусловливают большое испарение (до 85-95% годовой суммы осадков). Поэтому влаги в почву поступает мало. В среднем раз в три года посевы зерновых страдают от засухи, особенно в первую половину лета. Случаются и кратковременные суховеи, опаляющие растения и вызывающие быстрое иссушение почвы; иногда они сопровождаются пыльными бурями.

Зима достаточно продолжительная и холодная. Средняя температура января - 16-22°, а морозы в отдельные дни достигают - 40-50°. Снежный покров устанавливается поздно и в первую половину зимы имеет небольшую мощность, в связи, с чем наблюдается глубокое (до 1-1,3 м) промерзание почвы. Лишь в феврале - начале марта мощность снежного покрова достигает 16-30 см, но на повышениях она много меньше. Продолжительность периода с устойчивым снежным покровом - 130-160 дней. Весна наступает поздно, она здесь короткая и засушливая. Осень непродолжительная и сухая в первой своей половине.

Степная зона отличается небольшим поверхностным стоком (модули стока 0,3-1 л/сек/км2) и малой густотой речной сети. Большинство степных рек получает питание преимущественно за счет таяния снега весной (до 80-90%). Половодье продолжается всего 10-12 дней. Уже в начале лета реки нередко имеют солоноватую воду, а в июле и августе пересыхают.

Значительные участки территории вообще лишены рек; Иртыш, например, не принимает в пределах зоны ни одного притока. Зато здесь много пресных и соленых (содовых, сульфатных и хлоридных) озер. Накопление солей в них обусловлено большим испарением с поверхности озер в условиях сухого континентального климата.

В степях Западной Сибири преобладают обыкновенные и южные черноземы (более 50% площади зоны), а на юге - темно-каштановые почвы. Зональные почвы западносибирских степей, формирующиеся в условиях засушливого лета и продолжительной суровой зимы, имеют меньшую мощность, чем в европейских степях, но содержат больше гумуса (обыкновенные черноземы - 7-8% , южные - 4-6%). Оттаивание их весной идет медленно и местами затягивается до начала июля. Солонцы, солончаки и лугово-черноземные почвы занимают меньшую площадь, чем в лесостепной зоне. Засоленные почвы приурочены главным образом к тем местам, на которых поверхностные отложения и грунтовые воды отличаются повышенным содержанием легкорастворимых солей.

Почвенный покров характеризуется большой пестротой. Нередко на расстоянии всего нескольких сот метров встречаются не только разности одного и того же типа, но даже и разные типы почв: смена их происходит в соответствии с элементами микрорельефа. Для некоторых районов типичны сильная ветровая эрозия песчаных почв и пыльные бури.

Наиболее характерные для северной подзоны степей южные черноземы формируются на участках с относительно глубоким залеганием грунтовых вод. Они отличаются небольшой мощностью гумусовых горизонтов, комковатой или зернистой структурой и чаще всего относятся к малогумусным разностям: содержание гумуса колеблется в них от 3,5 до 6,5%. Вскипание начинается с глубины 20-25 см, а карбонаты обнаруживаются на глубине 60-65 (у суглинистых разностей) и 80-120 см (в почвах легкого механического состава).

Южные черноземы обладают высокими потенциальными запасами питательных веществ, хотя в большинстве их разностей ощущается некоторый недостаток подвижного фосфора. В результате многолетней излишне глубокой вспашки структура этих почв становится пылеватой, содержание гумуса уменьшается, а интенсивность разложения органического вещества возрастает.

В связи с засушливым летом и малой мощностью снежного покрова зимой для почв этого типа характерен значительный дефицит влажности. По этой причине для получения более устойчивых урожаев необходимо проведение мероприятий по накоплению и сохранению влаги (снегозадержание при помощи кулис, создание полезащитных лесных полос). Значительный эффект дает также внесение минеральных удобрений, особенно содержащих фосфор.

В южной подзоне западносибирских степей на положительных формах рельефа преобладают темно-каштановые почвы, а в понижениях формируются солонцеватые почвы, солонцы и солончаки. Мощность гумусовых горизонтов темно-каштановых почв - 40-50 см, но на склонах, с которых происходит плоскостной смыв, сокращается до 25-30 см. Запасы гумуса в общем невелики - от 2 до 4-4,5%, но, несмотря на бедность органическим веществом, почвы хорошо обеспечены подвижным фосфором. Признаки солонцеватости типичны для суглинистых темно-каштановых почв, но в разностях легкого механического состава проявляются слабо.

В связи с характерным для южной подзоны недостатком влаги для повышения урожайности зерновых и технических культур требуется осуществление комплекса агротехнических мероприятий по ее сохранению, а в некоторых местах - и искусственное орошение, которое, как показал опыт кулундинских районов, оказывается весьма эффективным.

Растительный покров степной зоны Западной Сибири отличается однообразием, бедностью флористического состава, преобладанием сибирских видов, среди которых доминируют ксерофильные злаки, малой задернованностью поверхности почвы и несомкнутым травостоем. В связи с большой распаханностью территории, доходящей в отдельных районах до 80-90%, естественная растительность сохранилась лишь на небольших целинных участках.

В таких местах подзоны ковыльно-разнотравных степей преобладают степные виды (60-80%), задернованность почвы колеблется от 60 до 80%, а облесенность территории не превышает 1-2%. Основной фон степей северной подзоны образуют узколистные дерновинные злаки: ковыль-волосатик (тырса), типчак и перистые ковыли (Stipa zalesskii и S. stenophylla). Разнотравье представлено главным образом тимьяном (Thymus marschallianus), зопником (Phlomis tuberosa), вероникой (Veronica incana), степной люцерной. В понижениях, где почвы засолены, появляются солелюбивые растения: солодка, кермек (Statice gmelini), прутняк или изень (Kochia prostrata) и некоторые другие.

В подзоне ковыльно-типчаковых степей доля степных видов увеличивается до 80-90% и возрастает роль различных полыней. Задернованность почвы уменьшается до 40-60%. Для южной степи особенно типичны ковыли (Stipa capillata, S. sareptana, S. lessingiana), к которым присоединяются типчак и тонконог. Разнотравье представлено главным образом ксерофильными видами (различными полынями, степным луком - Allium lineare, горицветом - Adonis sibirica, тимьяном, ирисом - Iris scariosa, эфедрой - Ephedra distachya, песчанкой - Arenaria koriniana, прутняком). Весной здесь цветут тюльпаны (Tulipa patens). После пышного весеннего развития степная растительность начинает постепенно выгорать, и к июлю целинные участки степей приобретают бурый или желтоватый оттенок.

В местах с более пересеченным рельефом понижения нередко заняты «тарначами» - зарослями невысоких степных кустарников: спиреи (Spiraea hypericifolia), татарской жимолости (Lonicera tatarica), караганы (Caragana frutex), вишни (Prunus fruticosa), бобовника (Amygdalus nana). Там же, где близко к поверхности подходят засоленные грунтовые воды, место кустарников занимают полыни (Artemisia incana, A. frigida) и солелюбивые растения (терескен - Eurotia ceratoides, кермек).

Животный мир зоны достаточно разнообразен, что объясняется, в частности, относительной древностью степной фауны, которая начала формироваться еще в олигоцене и подверглась менее значительным воздействиям четвертичных оледенений, чем фауна других зон. Своеобразие степной фауны объясняется и современными природными условиями. Большинство «степняков» прекрасно приспособлено к жизни в открытой степи, неплохо переносит и жаркое сухое лето, и зимнюю стужу, и степное маловодье.

В западносибирских степях встречается около 60 различных видов млекопитающих.

Особенно многочисленны грызуны: земляной заяц, мохноногий тушканчик (Dipus sagitta), краснощекий суслик, серая и стадная полевки (Microtus arvalis, M. socialis), малый суслик (Citellus pygmaeus), хомяк, хомячок Эверсмана (Cricetulus eversmanni), степная пищуха (Ochotona pusilla), слепушонка (Ellobius talpinus) и степная пеструшка.

Все они являются вредителями посевов сельскохозяйственных культур.

В борьбе с ними человеку помогают степные хищники: светлый степной хорь, корсак, обыкновенная лисица (Vulpes vulpes), волк, ласка, горностай, барсук (Meles meles). Много грызунов становится также добычей хищных птиц: степного орла (Aquila rapax), канюка, пустельги (Falco naumanni). Для степной зоны характерны также белокрылый жаворонок (Melanocorypha leucoptera), стрепет (Otis tetrax), полевой конек (Anthus campestris), овсянка (Emberiza hortulana) и другие птицы.

Особенно богато и разнообразно пернатое население крупных озер, где летом в прибрежных зарослях гнездятся тысячи гусей и уток, лысухи (Fulica atra), чайки (Larus canus), кулики и др.

Степная зона Западной Сибири - важнейший сельскохозяйственный район на востоке Советского Союза. В результате освоения целинных массивов сейчас почти все пахотнопригодные земли - более 50% площади зоны (а в отдельных районах до 80-90%) - вовлечены в хозяйственный оборот. В настоящее время зона ежегодно дает государству до 14-20 млн. т зерна, главным образом пшеницы.

Кроме того, большие площади заняты здесь подсолнечником, а на востоке - сахарной свеклой и кормовыми бобами.

В связи с неустойчивым, недостаточным в отдельные годы увлажнением почти повсеместно необходимы мероприятия по накоплению и сбережению влаги (снегозадержание, создание кулис и т. д.).

Небольшая продолжительность весны и частые дожди осенью требуют проведения посевных и уборочных работ в весьма короткие сроки.

2.3 Состояние почвенного покрова и проблемы его охраны

В бассейне р. Суры в пределах Пензенской области преобладают различные разновидности серых лесных почв. Выщелоченные черноземы занимают около 30% на остальной территории представлены менее распространенные типы почв: черноземы типичные солонцеватые, черноземы типичные карбонатные, черноземы оподзоленные, солонцы и аллювиальные почвы речных пойм.

Состояние почвенного покрова изучаемой территории сильно нарушено. В связи с тем, что на большей ее части материнские породы, на которых формируется почва, представлены легко размываемыми песками и покровными суглинками, площадь земель, в той или иной степени подверженных эрозии составляет более 70% (рис. 12.1). При этом непосредственно на овражно-балочную сеть приходится около 0,45% территории. При этом данный показатель, оказывается значительно выше среднего в Лунинском - 0,75% и Неверкинском - 0,74% площади. Несмотря на то, что вдоль оврагов высаживались противоэрозионные лесополосы их эффективность оказалась не высокой. Овраги продолжают расти (рис.12.2), при этом эрозия разрушает земли занятые лесополосами. Это ведет к тому, что сотни тысяч тонн почвы ежегодно с талыми водами и после сильных дождей сносится в реки. Этот процесс дополняется и выносом в них продуктов размыва коренных пород ожелезненных песчанников и глаукопитовых песков, которые содержат значительное количество различных химических элементов и в первую очередь железа и марганца. Существенные превышения ПДК по этим элементам в притоках р. Суры коррилирует с залеганием этих пород и районами активной эрозии. Таким образом, хотя высокое содержание железа и марганца в указанных породах является естественным, превышение ПДК по этим инградиентам 4-10 и более раз в поверхностных водах нельзя считать фоновым, т.к. в незагрязненных подземных водах содержание этих элементов оказывается значительно меньшим. В связи с тем, что активная водная эрозия является результатом хозяйственной деятельности человека существенные превышения ПДК по железу и марганцу, а также по содержанию взвешенных веществ нельзя считать фоновыми. Это значит, что борьба с водной эрозией на водозборной площади р. Суры - необходима не только с точки зрения охраны почв, но и с точки зрения улучшения качества воды. Как показывают наблюдения, лучшим закрепителями почв являются степные растения: корнеотпрысковые кустарники - вишня степная, терн, миндаль низкий и плотнокустовые злаки, в первую очередь ковыли. Следует подчеркнуть, что в районах с наиболее развитой сетью растущих оврагов, в частности по долинам р.Ломовки и Пелетьмы в Лунинском р-не степной покров сменился луговым из-за очень сильной пастбищной нагрузки и неумеренной распашки склоновых земель в прошлом. Луговые же растения, в отличии от степных, обладают менее мощными корневыми системами и неспособны противостоять размыву почв.

В связи с этим реинтродукция степных растений на сильно эродированных землях является одной из важнейших задач практической экологии в регионе. Проведение этих работ имеет большое значение не только с точки зрения охраны почв и вод, но и с позиций восстановления биоразнообразия, численности промысловых животных и т.п. Не меньшую опасность с точки зрения смыва почв и загрязнения водоемов создают заброшенные неиспользуемые карьеры по добыче песка, щебня и т.п. Необходима полная инвентаризация подобных объектов и рекультивация нарушенных ими земель.

Важнейшей задачей с точки зрения предотвращения эрозионных процессов является внедрение адаптивно ландшафтных систем земледелия в хозяйствах расположенных на водосборной площади р. Суры. Базовым с этой точки зрения предприятием может служить учхоз «Рамзай» Пензенской сельхозакадемии. Для него уже разработан подобный проект, однако отсутствие средств тормозит его внедрение.

Большую опасность представляет четко наметившаяся тенденция закисления почв. Причиной этого в первую очередь являются низкие буферные свойства подстилающих пород - песков, опок и песчанников, не содержащих карбонатов. В связи с этим внесение некоторых минеральных удобрений - калийной соли, сульфата аммония, а также выпадение кислотных дождей привело к изменениям рН в кислую сторону. Следует подчеркнуть, что этот процесс опасен не только с точки зрения снижения почвенного плодородия. Он способствует мобилизации поверхностным стоком из почв и минеральных пород различных химических элементов и загрязнении ими водоемов.

В бассейне р. Суры имеет место и загрязнение почв. След чернобыльской катастрофы не обошел и Пензенскую область. При этом наиболее загрязненными оказались районы лесного Засурья - Бессоновский, Лунинский, Никольский и Городищенский, где загрязнение цезием -137 составляло местами от 1,4 до 5 Кюри. Однако к настоящему времени, по прошествии 15 лет положение изменилось к лучшему в связи с вымыванием радиоактивных веществ и их разложением. Период полураспада цезия - 137 составляет 30 лет. Поэтому возникший после Чернобыльской катастрофы радиоактивный фон постепенно снижается. В тоже время существует определенная опасность локального ухудшения радиационной обстановки. Возникновение лесных пожаров при сгорании значительных масс органического вещества, содержащего радионуклиды может привести к резкому повышению их концентрации в золе. Тоже самое происходит при сжигании дров, заготовленных в загрязненных лесных кварталах.

Загрязнение почв токсическими элементами в результате работ по уничтожению химического оружия в прошлом имеет место в окрестностях станции Леонидовка. Кроме того, сильным техногенным загрязнением характеризуется обширная территории на восточной окраине г. Пензы известная под названием Камыши-Хвощи.

За время работы очистных сооружений г. Пензы в отстойниках накопились огромные объемы осадков сточных вод. Они характеризуются следующими показателями: величина рНсол - 5,9; гидролитическая кислотность (Нr) - 2,6 мг-экв. На 100 г осадка, сумма обменных оснований (Ca + Mg) - 30,9 мг-экв. На 100 г осадка. Содержание элементов питания: азота - 280, фосфора - 110 и калия - 110 мг на 100 г осадка; органического вещества 20%. Содержание тяжелых металлов в сухом веществе осадка (мг/кг): кадмий - 1305; никель - 239,90; свинец - 77,70; цинк - 1115,30; медь - 484,20; марганец - 337,70. Таким образом в охарактеризованных осадках содержание кадмия составляет 32,5 ПДК, никеля 2,8 ПДК, цинка - 48,4 ПДК, меди - 161,3 ПДК, Свинца - 2 ПДК. Расположение отстойников непосредственно в пойме предполагает фильтрацию соединений перечисленных токсических элементов в верховодку и с ней непосредственно в р. Суру. Кроме того во время половодья возникает опасность непосредственного смыва осадков в реку и трансформация их в донные отложения. Удаление осадков сточных вод из поймы важнейшая природоохранная задача региона. Единственным эффективным методом их утилизации является использование в качестве органического удобрения. Учеными ПГСХА [2, 62] разработаны нормы и способы безопасного внесения их в почвы. Использование мелиоративных доз осадков сточных вод и навоза в чистом виде, а также навоза и соломы в сочетании с осадками привело к улучшению мелиоративного состояния мелиоративных почв и создавало благоприятные условия для образования и закрепления гумуса. Его содержание в пахотном горизонте на вариантах с мелиоративными дозами осадков увеличилось на 0,04 - 0,13%, на вариантах с эквивалентными по углероду дозами навоза - на 0,05 - 015%, а при использовании осадков в сочетаниях с соломой и навозом - на 0,12 - 0,16%. Аналогичные изменения наблюдались и в содержании лабильных органических веществ.

Максимальное количество водопрочных агрегатов было отмечено при использовании повышенных доз осадков и навоза (52,8 - 53,4%) и при применении осадков сточных вод в сочетании с навозом (51,8%). Биомелиоранты увеличивали коэффициент структурности в 1,3 - 19 раза и снижали степень выпаханности на 13 - 53%.

При использовании биомелиоратов снижалась равновесная плотность пахотного горизонта почвы на 0,04 - 0,20 г/см3, повышалась общая пористость на 2,5 - 5,2% и пористость аэрации на 3,9 - 9,8%.

Улучшение гумусового состояния и водно-физических свойств чернозема выщелоченного под влиянием биомелиорантов повышало влажность почвы, ее водоудерживающую способность и увеличивало запасы продуктивной влаги. Изменение этих показателей происходило уже в первые годы ротации севооборотов.

Биологические мелиоранты способствовали более рациональному использованию растениями воды из почвы. Минимальные значения коэффициента водопотребления наблюдались при использовании 100 т/га ОСВ (897 - 1486 м3/т); навоза, эквивалентного 100 т/га ОСВ (964 - 1456 м3/т) и при внесении осадков сточных вод в сочетании с новозом (907 - 1603 м3/т).

Применение мелиоративных доз органических удобрений приводило к улучшению физико-химических показателей почвы. В зависимости от доз величина рНсол повышалась на 0,03 - 0,24, гидролитическая кислотность снижалась на 0,17 - 0,91 мг-экв., возрастала емкость катионного обмена.

Биомелиораты увеличивали содержание легкогидролизуемого азота в почве, особенно в первые годы действия. Его количество также зависело от складывающихся погодных условий. Под влиянием биомелиорантов содержание подвижного фосфора возрастало на 3,0 - 33,8 %, обменного калия - на 4,3 - 20,8 %. Эффективность воздействия на фосфатный режим ОСВ и навоза была равной. По влиянию на калийный режим навоз имел преимущество перед осадками сточных вод.

Использование мелиоративных доз осадков привело к повышению концентрации тяжелых металлов в почве. Содержание подвижных форм свинца возрастало в 2 раза, кадмия и цинка - в 4,3, а меди - 8,6 раза. Однако их количество не превышало ПДК. Анализ зерна показал что максимальные дозы осадков (80 и 100 т/га) могут приводить к загрязнению сельскохозяйственной продукции цинком.

Мелиоративные дозы органических мелиорантов, улучшая свойства почвы, существенно повышают урожайность сельскохозяйственных культур. Внесение максимальной дозы осадков обеспечивало наивысшую продуктивность севооборота, которая на 0,16 - 1,38 т з. ед. превосходила эффективность традиционных удобрений и мелиорантов.

Биомелиоранты обеспечивали эколого-экономический эффект, величина которого в зависимости от дозы составила 220 - 1318 руб./га. Максимальная доза осадков обеспечивала наивысшую продуктивность севооборота, которая на 0,61 - 1,38 т з. ед. превосходила эффективность традиционных удобрений и мелиорантов.

Биомелиоранты обеспечивали эколого-экономический эффект, величина которого в зависимости от их доз колебалась от 220 до 131 руб./га. Еще более эффективным и безопасным может быть внесение осадков сточных вод под технические культуры - лен и коноплю.

Серьезную проблему загрязнения почвы представляют твердые бытовые отходы (ТБО).

Практически близ всех населенных пунктов существуют санкционированные и несанкционированные свалки, которые с каждым годом неуклонно растут.

Особую тревогу вызывает полигон ТБО г. Пензы. Место под его организацию было выбрано стихийно и экологически безграмотно - в бассейне р. Вядь и зеленой зоне г. Пензы.

В связи с этим чтобы предотвратить дальнейшее загрязнение окружающей среды необходимо внедрять прогрессивные технологии переработки ТБО, нацеленные на рециклизацию, суть которой состоит не просто в утилизации мусора, а в использовании его в качестве сырья для получения полезных продуктов и изделий.



Заключение

почвенный покров степь эрозия

Степями называются выровненные участки поверхности суши, расположенные внутри континентов, покрытые засухоустойчивой травянистой растительностью развивающейся на черноземных или каштановых почвах. Травостои степей наиболее полно приспособились к засушливому климату и в процессе эволюции обрели устойчивость к вытаптыванию, что позволяло формировать высокопродуктивные экосистемы. Миллионы лет в степи животные и растения приспосабливались к природным условиям и друг к другу. Степные растения образуют многоярусный покров, во все сезоны дающий питание многочисленным животным (копытным, грызунам, птицам, насекомым), прежде всего растительноядным, численность которых может быть очень высокой. По оценкам ученых степь может прокормить в 3-5 раз больше животных, чем самое ухоженное искусственное пастбище.

В доагрокультурную эпоху степные экосистемы мира в силу специфических природных условий представляли собой бескрайние пастбища, на которых единовременно могло концентрироваться огромное количество диких степных копытных животных. В степях Северной Евразии, которые занимали около 4 млн км2, в изобилии встречались тарпаны, лошади Пржевальского, куланы, сайгаки, туры, зубры, степная и водно-болотная дичь.

Растущая цивилизация с особой жестокостью и цинизмом освоила степи Северной Евразии не думая о будущем. Современная степная зона России включает в себя Европейскую степь, степи Заволжья и Южного Урала, степи Западной Сибири и Алтая, островные участки степей Центральной Сибири.



Список литературы

1. Ахтырцев А.Б. Локальное переувлажнение как фактор деградации земель в Черноземном центре / А.Б. Ахтырцев, Б.П. Ахтырцев // Природные ресурсы Воронежской области, их воспроизводство, мониторинг и охрана. - Воронеж: Петровский сквер, 2009. - С. 39-42.

2. Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР / М.А. Глазовская. - М.: Высшая школа, 2008. - 327 с.

3. Игнатов В.Г. Экология и экономика природопользования / В.Г. Игнатов, А.В. Кокин. - Ростов н/Д: Феникс, 2011. - 512 с.

4. Кравченко Р.А. Стадия аккумуляции в развитии овражных систем и защита земель от эрозии / Р.А. Кравченко / Курск. гос. ун-т. - Курск, 2011. - 119 с.

5. Перельман А.И. Геохимия ландшафта: учеб. пособие для студентов геогр. и геолог. спец. ун-тов / А.И. Перельман. - 2-е изд. - М.: Высшая школа, 2011. - 342 с.

6. Хабаров А.В. Социально-экологические проблемы организации природопользования, землепользования / А.В. Хабаров, В.Д. Склабан // Рациональное природопользование в условиях техногенеза: сб. научн. тр. / под ред. А.В. Хабарова и В.Д. Скалабана. - М.: Папирус ПРО, 2011. - С. 6-23.

7. Швебс Г.И. Формирование водной эрозии стока наносов и их оценка (на примере Украины и Молдавии) / Г.И. Швебс. - Л.: Гидрометеоиздат, 2011. - 184 с.

8. «Безопасность жизнедеятельности» учебник под ред. Э.А. Арустамов Изд-во «Дашков и К» 2011 г.

9. Федеральный экологический фонд Российской Федерации, Лосев К.С., Горшков В.Г., Кондратьев К.Я., и др. Проблемы экологии России, 2009г.

Размещено на Allbest.ru

...