Факультет

Студентам

Посетителям

Почвенный покров и биосфера планеты

Большую тревогу в мире вызывают явления аридизации и опустынивания суши. Явления, которые разрушают не только почвенный покров, но и саму биосферу.

Сочетание неблагоприятных природных процессов и экологических ошибок в хозяйственной деятельности, по общему мнению специалистов — участников Конференции ООН по проблеме борьбы с опустыниванием (Найроби, 1977 г.), усилило процессы опустынивания, которые охватили большие пространства земель в засушливых и полузасушливых областях, примыкающих к природным пустыням. Площади, охваченные опустыниванием, ежегодно расширяются на 2-3 · 104 км2. Особенно страдают равнины Центральной Азии, районы Средиземноморья, Индийского субконтинента, Малой Азии, Аравии, Центральной и Южной Америки, большей части Африки и Австралии. Проявляются процессы опустынивания, хотя и в меньшей степени, на равнинах Северной Америки.

Аридизация и опустынивание сказываются не только на плодородии почв (засухи, пыльные бури, засоленность, щелочность). Уменьшаются ресурсы речных, озерных и подземных вод. Воды становятся минерализованными. Это уменьшает эффективность орошения и усиливает процессы засоления почв. Процессы аридизации и опустынивания суши усилены безудержной вырубкой лесов северного и южного полушарий (более всего лесов влажных тропиков). В минуту на Земле вырубается до 20 га лесов, а за один год площадь вырубленных лесов приближается к площади Великобритании. Обезлесенные территории на склонах и в горах быстро теряют верхний полодородный слой почвы, восстановить который порой невозможно.

Есть немало других проблем, которые возникли перед почвоведами и экологами конца XX — начала XXI в. Запасы горючих ископаемых (нефти, угля, газа, сланцев) ограничены и постепенно исчерпываются. Традиционным топливом, которое использовал человек со времен каменного века, было дерево, кустарник, сухой бурьян, солома, брикетированный навоз (кизяк). И поныне до 1—1,5 млрд. населения планеты все еще использует эти виды топлива, которые заготавливаются тяжелым трудом стихийно. При этом оголяется почва, уменьшается содержание органического вещества, отчуждаются биофильные элементы, нужные для поддержания плодородия почв (C, N, P, K, Ca, S и др.). Особенно разрушительно стихийное уничтожение растительности в горах, на склонах, на песчаных массивах, в засушливых областях.

Сжигание каменного угля, нефти, газа сопровождается поступлением в атмосферу, а затем в почвы, воды, пищу и в легкие человека токсических соединений (Hg, Pb, Cd, Zn, Cu, окислы серы, азота, полициклические ароматические соединения и др.). Выпадение кислых атмосферных осадков уже отрицательно сказывается на продуктивности почв и озер Скандинавии, северо-восточной Америки и других регионов. Все это обусловило необходимость научной разработки и практического использования (в ограниченном, локальном, а возможно, и в региональном планах) методов агрономического производства энергии, бытового топлива, горючего для машин.

Выращивание бытового топлива для нужд населения должно производиться на почвах, непригодных для земледелия, с целью защиты их от деградации, при этом должны быть выработаны правила лесокультуры, последовательность и время рубок и посадок. Такая рекомендация принята Конференцией ООН по борьбе с опустыниванием (Найроби, 1977 г.). Ученые ГДР, КНР и Индии разработали и при поддержке ООН широко вводят в практику производство биогаза (метан) в крупных или малых установках, ферментирующих различные органические остатки, отходы, городские и сельские нечистоты. Остающаяся после ферментации органика используется как удобрение на полях (иногда с добавками минеральных удобрений).

В некоторых странах используется сахар или крахмал для производства спирта, применяемого в качестве горючего для двигателей внутреннего сгорания (например, в Бразилии). Есть успешные эксперименты прямого использования растительных масел и латексов в качестве дизельного горючего.

Формируется новая отрасль экономики — производство топлива на почвенно-биологической основе. Это не простой процесс, тем более что он конкурирует с производством продовольствия. Но почвоведы должны быть готовы к научной разработке этого вопроса (определение угодий и растений, вопросы экономики и условий рентабельности, учет интересов человека и природной среды и др.). Создание и расширение лесного покрова на ныне бесплодных, эродированных, дефлированных поверхностях суши явятся значительным вкладом в стабилизацию биосферы.

Замена ископаемого топлива, загрязняющего окружающую среду, на биогенное топливо растительного происхождения снизит уровень антропогенного давления на биосферу.

В современном почвоведении успешно развивается биогеохимическое направление. Полезные ископаемые (нефть, газ, руды цветных и редких металлов), лежащие под покровом осадочных пород на глубине сотен метров, как бы просвечивают через этот покров, образуя биогеохимические аномалии на общем однородном фоне. Таковы аномалии, «ореолы» или «кольца» повышенного содержания определенного элемента вокруг месторождения полезного ископаемого или над ним. Такая связь, например, установлена между залежью нефти и химизмом почвенной органики и легкорастворимых солей в почвах (битумы, йод, бром, хлориды). Установлено, что повышение содержания в почвах и растениях меди, цинка или стронция соответствует местонахождению их залежи. Биогеохимия почв открывает новые пути в поисковой геологии. Эндемичные болезни связаны также с наличием в почвах, водах или пище (рис, овощи, рыба) повышенных концентраций подвижного кремнезема, соединений ртути, кадмия, нитритов и нитратов (естественного или антропогенного просхождения). Дефицит соединений йода, бора, цинка и других микроэлементов в почвах в свою очередь может вызывать болезни у человека, животных, растений.

В нашу эпоху интенсивного загрязнения почв избытком удобрений, многочисленными химическими препаратами, отходами промышленности, горного хозяйства, транспорта (редкие элементы, тяжелые металлы) одной из актуальных проблем является проблема динамики и картирования этих соединений, изучения законов их сорбции, миграции и аккумуляции в почвах. Здоровье человека, болезни, скрытые мутации в значительной мере зависят от присутствия, концентрации, соотношения и взаимодействия таких отсутствующих в природе соединений с почвами, почвенными организмами и растениями.

Обзорные и детальные почвенные карты и картограммы химических, физических, агрономических, биологических свойств почв являются базовым научным документом в сельскохозяйственном производстве от колхоза до страны в целом. На основе этих документов должно строиться перспективное планирование использования территории, размещение населенных пунктов, предприятий, дорог, зон отдыха. По этим же документам должны определяться соотношения угодий, севообороты, противоэрозионные мероприятия, мелиорации, агроприемы, состав и нормы удобрений, перспективы роста урожаев и валовых сборов продукции.

Почва — земля — одно из важнейших богатств советского общества — является главным средством производства в сельском хозяйстве и пространственным базисом размещения и развития всех отраслей народного хозяйства (Основы земельного законодательства Союза ССР и союзных республик). Почвенный покров представляет собой особую форму природных ресурсов многостороннего использования в сельском хозяйстве и во многих других областях экономической и культурной жизни страны. Почвенный покров вместе с растительным покровом играет громадную роль в сохранении нормального режима биосферы, качества воздуха, воды, пищи, здоровья населения.

Почвенный покров и растения производят ценнейшую и необходимую для человека биологическую продукцию, аккумулируют и распределяют космическую энергию, обеспечивают оптимальный баланс кислорода в атмосфере и являются экраном, удерживающим в биосфере важнейшие биофильные химические элементы от геохимического стока в Мировой океан. Почвенный покров играет роль универсального биологического поглотителя и нейтрализатора многих загрязнений, является важнейшим компонентом биосферы.

Всемерное сохранение и улучшение земель необходимо рассматривать как обязательную часть всех систем использования природных ресурсов и планов развития экономики. При этом следует учитывать, что только треть территории СССР находится в благоприятных для земледелия природных условиях. Большая часть страны расположена в сложных и не всегда оптимальных экологических условиях с почвами пониженного плодородия, требующими специального комплекса мелиораций и агротехнических приемов.

Земледелие является своеобразной и сложной разновидностью биологической индустрии, в которой главные средства производства — растительные организмы, животные и почвы — на основе вложенного труда, научных знаний и техники производят необходимую человеку органическую продукцию и одновременно регулируют природные циклы углерода, кислорода, азота, воды и др. Поэтому необходима научная обоснованность, точность и тщательность агротехнического и мелиоративного обращения с этими средствами производства, т. е. с землей и живыми организмами Технические операции в сельскохозяйственном производстве нельзя выполнять без научного обоснования, «на глаз», игнорируя экологическую среду, свойства почв, требования живых организмов, особенности погоды и др. Недоучет и недостаточное знание природных условий и особенно почвенного покрова являются одной из причин пониженных урожаев. При научно обоснованном эффективном управлении почвенным плодородием решаются обе проблемы: создание достаточной биологической продукции, сохранение и улучшение биосферы.

Более 100 лет прошло с тех пор, как В. В. Докучаев заложил основы новой науки — почвоведения. Открытие Докучаевым, его учениками и последователями (К. Д. Глинка, С. С. Неустроев, К. К. Гедройц, С. А. Захаров, Л. И. Прасолов, Б. Б. Полынов) различных типов почвообразования, строения и главных свойств, генезиса и географического распространения почв было научной основой территориального развития и расширения земледелия мира конца XIX — начала XX в. Новые задачи, возникшие перед сельским хозяйством нашей страны в середине XX в., вызвали к жизни исследования проблем устранения отрицательных свойств почв, разработку методов экспериментального, агрономического, геохимического, мелиоративного, лесного почвоведения (исследования К. К. Гедройца, Д. Н. Прянишникова, Б. Б. Полынова, Л. П. Розова, А. Н. Соколовского, И. Н. Антипова-Каратаева, А. А. Роде и многие другие).

Ныне развивается новый этап почвоведения как фундаментальной естественноисторической и прикладной науки. Работы В. И. Вернадского, А. А. Григорьева, А. Е. Ферсмана, В. Н. Сукачева, труды западных натуралистов Ф. В. Кларка, В. М. Гольдшмидта, Е. Д. Расселя позволили увидеть, что почвенный покров совместно с живым веществом планеты является важнейшим и незаменимым компонентом ее биосферы, энергетическим звеном экологических систем, создающих биологическую продукцию, и элементом пищевых цепей, регулирующих планетарные и локальные энергетические процессы и биогеохимические циклы. Знание законов эволюции и динамики почв в экосистемах и в биосфере позволяет ставить и дифференцированно решать в интегральном комплексе как задачи интенсивного увеличения биопродукции, так и задачи оптимизации биосферы, управления геохимией углерода, кислорода, азота, фосфора и др., составом гидросферы, атмосферы, живого вещества в интересах человечества.

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



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: