Факультет

Студентам

Посетителям

Влияние эрозии почв на экосистему

Эрозия почв — естественный процесс и способствует формированию ландшафтов, которые наряду с биологическими компонентами и абиотической окружающей средой составляют экосистемы.

Эрозия почв происходит в естественных масштабах, когда процессы перемещения материала идут медленно и сохраняется природное равновесие в экосистеме. Ускоренная или анормальная эрозия почв нарушает природный баланс экосистемы. Влияние ускоренной эрозии почв на экосистему проявляется как в потере почвы, так и в поступлении твердой фазы смытой почвы на другой участок водораздела. Кроме этого, мероприятия, которые необходимо проводить для компенсации потери продуктивности земель и охраны почв от эрозии, предусматривают поступление энергии, элементов питания и воды из источников, расположенных за пределами эродированного поля, а также проведение соответствующих агротехнических приемов. Наряду с этим для компенсации потери продуктивности земель приходится включать в сельскохозяйственное производство дополнительные площади. Следовательно, влияние эрозии на экосистему проявляется на уровне поля, уровне водораздела, а также региональном или даже глобальном уровне.

Важное последствие эрозии почвы для экосистемы на уровне поля — это снижение запасов органического вещества в почве. В связи с высокой концентрацией органического вещества в поверхностном слое и его низкой плотностью органическое вещество представляет собой один из первых компонентов, которые выносятся из почв в результате эрозии. Вороней и др. установили, что содержание органического углерода в почвах значительно уменьшилось, когда эрозия почв была включена в модель динамики органического углерода в почвах. Эта модель была разработана для почв прерий провинции Саскачеван. Однако такие же потери органического вещества отмечаются в почвах гумидных районов на востоке США. Почвы прерий провинции Саскачеван, для которых была составлена модель, не достигли состояния равновесия и продолжали деградировать на протяжении длительного периода времени. Органическое вещество во многих почвах служит главным источником, который вносит основной вклад в емкость катионного обмена, а также источником минерализуемого азота и хранилищем значительной части азота, вносимого с минеральными удобрениями. Снижение запасов органического вещества в результате эрозии почв непосредственно влияет на круговорот питательных веществ в агроэкосистеме на уровне поля» по крайней мере, по двум причинам: 1) снижение запасов питательных веществ связано с уменьшением содержания органического вещества; 2) в результате снижения емкости катионного об-мена органического вещества (и илистой фракции) и соответствующего уменьшения способности почв удерживать питательные вещества. Совместное влияние этих двух факторов и увеличение затрат удобрений, которые требуется вносить на более эродированных участках, приводят к возрастанию потенциального переноса элементов питания в результате эрозии поверхностного слоя почвы и внутрипочвенного выщелачивания.

Влияние водной эрозии на биологические компоненты почвы в экосистеме изучено явно недостаточно. Эти последствия водной эрозии довольно сложные и зависят от взаимодействия таких факторов, как потеря органического вещества, илистой фракции и элементов питания, а также от изменения физических свойств почвы. Для синтеза биомассы гетеротрофные микроорганизмы используют в качестве источника энергии простые органические соединения. Если отдельные фракции органического вещества не защищены адсорбцией к илистым частицам, они подвергаются воздействию микроорганизмов. Эта физическая защита органического вещества может снижаться в результате эрозии почв, так как при этом из почв выносятся как илистые частицы, так и органическое вещество.

Эрозия в масштабах поля может оказывать в агросистеме влияние на участки, расположенные от водораздела на значительном расстоянии. Это определяется тем, что в конце концов смытая почва должна где-то скапливаться. В конце XVIII и начале XIX столетий земли Южного Пьедмонта подверглись интенсивной эрозии. В результате некогда продуктивные низинные почвы оказались покрытыми малоплодородными наносами и во многих случаях превратились в обширные болота антропогенного происхождения. Эрозия также оказывает вредное воздействие на озера и особенно построенные человеком водохранилища. Книзель и др. указывали, что проведение мероприятий по защите почв от эрозии на полях, с которых происходит смыв почвы, может привести к непредполагаемым последствиям в нижерасположенных экосистемах. Проведение этих мероприятий в поле может привести в действительности к более высокому скоплению наносов в ручьях в связи с увеличившейся их пропускной способностью и быстрой деградации каналов, построенных для защиты почв от эрозии.

В настоящее время эрозия почв снижает продуктивность этих земель и поэтому в сельскохозяйственное производство необходимо вводить дополнительные площади. Ларсон и др. считают, что если 168 млн. га пашни, которая используется в настоящее время в сельскохозяйственном производстве, будут терять продуктивность со скоростью 0,1 % в год, через 100 лет это будет эквивалентно потере 16,8 млн. га пахотных земель. Эта потеря пашни будет компенсирована использованием 51 млн. га земель, характеризующихся высокой и средней потенциальной способностью по превращению в пашню, но эти земли могут оказаться более восприимчивыми к эрозии. Таким образом, эрозия используемых в настоящее время пахотных земель приведет к переводу в пашню земель, которые могут быть более эрозионно опасными и требовать в расчете на 1 га больших затрат для осуществления мероприятий по охране почв от эрозии.

Снижение потенциальной продуктивности земель в результате эрозии почв также требует увеличения затрат на удобрения, орошение и вклада дополнительной энергии, что оказывает определенное воздействие на региональные и глобальные ресурсы энергии и материалов. Хотя не были предприняты попытки проанализировать косвенное влияние эрозии почв на уменьшение невозобновимых ресурсов, например нефти, фосфатов и подземных вод, их важность для биосферы возрастет с увеличением влияния эрозии почв на продуктивность сельскохозяйственного производства.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: