Охорона грунтів - Екологія - Скачать бесплатно

Грунт — основний компонент наземних екосистем, що утворився протягом геологічних епох в результаті по­стійної взаємодії біотичних і абіотичних факторів. Як складний біоорганомінеральний комплекс грунти є при­родною основою функціонування екологічних систем біосфери.

Важливою властивістю грунтів є їх родючість. За­вдяки їй грунти є основним засобом виробництва в сіль­ському та лісовому господарствах, головним джерелом сільськогосподарських продуктів та інших рослинних ресурсів, основою забезпечення добробуту населення. Тому охорона грунтів, раціональне використання, збе­реження та підвищення їх родючості — неодмінна умова дальшого економічного прогресу суспільства.

Охорона грунтів стає нині особливо актуальною в зв'язку із зростаючим приростом населення Землі та продовольчою проблемою, яка для багатьох країн і, на­самперед для країн Азії, Африки та Південної Америки, що економічно розвиваються, є досить гострою.

Світові продовольчі ресурси складаються з рослин­них продуктів, продуктів тваринництва і біологічних запасів морів. Збільшення продуктів перших двох груп можливе лише при раціональному землекористуванні.

Тим часом людство використовує для сільського госпо­дарства лише 1,43 млрд. га орних земель, що становить близько 10,4% суші, або 2,95% всієї поверхні земної кулі. Нагадаємо, що пустині (гарячі і холодні) займа­ють 45% суші. За агрикультурний період втрати земель­них ресурсів внаслідок ерозії, засолення, будівництва міст і населених пунктів, доріг і промислових комплек­сів досягли в світі величезних розмірів — до 2 млрд. га, тобто вони набагато перевищують сучасну орну площу планети. Зараз щороку з обороту випадає 5—7 млн. га різних земельних угідь. Тому охорона грунтів — основна народногосподарська проблема для всіх країн світу.

Основоположником вчення про грунти є відомий ро­сійський учений В. В. Докучаєв. Він сформулював основ­ні закони ґрунтоутворення, встановив географічні зако­номірності поширення грунтів. Створив науку про раціо­нальне використання грунтів для потреб землеробства. ("Головними факторами ґрунтоутворення є материн­ська порода, кліматичні умови, рослинні і тваринні організми, рельєф і вік країни та господарська діяль­ність людини.

Материнська, або грунтоутворююча порода, входить до складу грунту як його мінеральна частина, впливаючи тим самим на процес ґрунтоутворення, на наявність по­живних речовин, на фізичні й хімічні властивості грун­тів. На багатих на зольні речовини материнських поро­дах — продуктах звітрювання доломітів, діабазів, гли­нистих сланців, вапняків — формуються родючі грунти, на пісковиках, кремнистих породах — грунти, бідні на поживні речовини.

Клімат впливає на процес ґрунтоутворення дією тем­ператури і вологи. Температура діє на фізичні, хімічні, біохімічні і біологічні процеси грунтів. Вона зумовлює також фізичне звітрювання материнських порід, впливає на режим випаровування вологи з грунту.

Опади впливають на грунт як механічно, так і хіміч­но. Вони руйнують структуру грунту, вимивають з грун­ту органічні та інші поживні речовини, зумовлюють процес опідзолення. Підземна волога також впливає на процес ґрунтоутворення. Високий рівень ґрунтових вод спричиняє утворення горизонту, несприятливого за свої­ми фізико-хімічними та біологічними особливостями для росту рослин.

Рослини і тварини внаслідок активного біологічного впливу є найважливішим фактором ґрунтоутворення. В цьому процесі беруть участь як вищі, так і нижчі рослини й тварини — бактерії, водорості, гриби, дощові черви та інші представники ґрунтової флори і фауни. На процес ґрунтоутворення впливають органічні решт­ки рослин, за рахунок яких утворюється гумусовий — найбільш родючий шар ґрунтового профілю, діяльність кореневих систем. Останні спричиняють біологічне ви­вітрювання материнських порід і є важливим фактором, що впливає на структуру грунту. За допомогою рослин­ного покриву можна поліпшувати фізико-хімічні власти­вості грунтів, впливати на їхню родючість.

Рельєф місцевості впливає на процес ґрунтоутворен­ня дією експозиції та висоти над рівнем моря. На схилах звичайно формуються менш потужні грунти, ніж у під­ніжжі гір. Характер рельєфу впливає на поверхневий геохімічний стік. Так, на крутих схилах грунт змиваєть­ся інтенсивніше, ніж на рівнинах.

Важливим фактором ґрунтоутворення є вік країни. Багато тисячоліть минуло відтоді, як утворилися основ­ні типи грунтів, адже процес ґрунтоутворення в природі відбувається надзвичайно повільно.

Ґрунтознавці встановили, що при доброму рослинному покриві й за сприятливих кліматичних умов для утво­рення шару грунту завтовшки 2—3 см у різних кліма­тичних зонах потрібно від 200 до 700 років. На твердих материнських породах процес ґрунтоутворення відбу­вається повільніше, ніж на таких, що швидко вивіт­рюються.

На процес ґрунтоутворення значною мірою впливає господарська діяльність людини. Цей вплив може бути як безпосередній — спосіб обробітку грунту, меліоратив­ні заходи, збирання лісової підстилки тощо, так і побіч­ний, наприклад вирубування лісів на крутосхилах, що веде до ерозії, безсистемне випасання худоби, вогнева система землеробства тощо. Господарська діяльність людини має спрямовуватися на раціональне використан­ня земель, підтримання й збільшення їхньої продук­тивності.

При всіх способах землекористування найбільшої шкоди сільському господарству завдає ерозія грунтів. Неправильне землекористування посилює дію еродуючи факторів. Ерозія грунтів відбувається на всіх континентах світу.

Залежно від характеру й тривалості процесів руйну­вання верхніх шарів грунту та материнської породи розрізняють геологічну ерозію і ерозію прискорену. Остання часто посилюється в зв'язку з господарською діяльністю людини.

Геологічна ерозія — це природний процес, який від­бувається протягом геологічних епох і завдяки якому сформувався сучасний характер земної поверхні. Голов­ні фактори, що зумовлюють геологічну ерозію — опади, вітер, крутизна схилу, температурні коливання, фізичні властивості порід, часткове підняття земної кори і зем­летруси. В наших широтах ця ерозія не є небезпечною для сільського чи лісового господарства, бо швидкість процесу руйнування грунту дорівнює швидкості процесу ґрунтоутворення. Більш небезпечний цей вид ерозії в пустинях, де відсутній рослинний покрив, і ніщо не може перешкодити вітру, який зносить верхні шари грунту.

Шкоди народному господарству завдає водна та віт­рова ерозія.

Водна ерозія буває внаслідок змивання й вимивання частин грунту опадами, талими та проточними водами. Вона залежить від кількості й інтенсивності опадів, ре­льєфу, властивостей грунту, рослинного покриву.

Небезпека водної ерозії полягає не лише в зниженні родючості орного горизонту, а й замулюванні річок, ставків, водойм, заплавних земель. Цей вид ерозії поши­рений на схилах, переважно розораних, і найбільш не­безпечний у гірських ландшафтах, в яких знищений лісовий покрив.

Дуже небезпечна яружна ерозія. Ліквідувати її мож­на лише залісненням та будівництвом спеціальних гідро­технічних споруд. Значних успіхів у боротьбі з яружною ерозією досягла Ржищівська гідролісомеліоративна станція в Київській області, яка застосувала комплекс агротехнічних, гідротехнічних і лісомеліоративних захо­дів: захисні лісонасадження, спорудження водорегулю-ючих і водозатримуючих валів, донних загат. Завдяки застосуванню науково обгрунтованої системи захисних заходів вдалося припинити дальше розмивання багатьох ярів і зберегти таким чином великі площі орних земель.

При річковій ерозії внаслідок швидкої течії води зноситься грунт з дна річок і незакріплених берегів. Щоб запобігти цьому, треба оберігати лісові насадження в прирусловій смузі, закріплювати береги за допомогою спеціальних гідротехнічних прийомів.

Захисна роль лісів, особливо на гірських схилах, винятково важлива, її не можна замінити ніякими гідро­технічними спорудами.

Отже, збереження грунту, рослинного покриву й во­логи тісно зв'язані між собою. Рослинність переводить поверхневий стік вологи у внутрішньогрунтовий і тим самим сприяє кращому збереженню й використанню вологи, нормалізує гідрологічний режим водних артерій, перешкоджає виникненню ерозійних процесів. У районах з малопорушеним рослинним покривом руйнівна дія водної ерозії незначна.

Вітрова ерозія поширена там, де немає перешкод сильним вітрам, і де відсутній природний рослинний покрив, що захищає поверхневі шари грунту, розораного на великих площах. Локальна вітрова ерозія спостері­гається і на безструктурних піщаних грунтах. Особливо небезпечні піски біля озер та на узбережжях морів, де часто дмуть сильні вітри.

Причиною вітрової ерозії, крім несприятливих кліма­тичних умов, є руйнування зернистої структури грунту внаслідок неправильного обробітку та відсутності надій­ного його захисту. Надмірне випасання худоби в посуш­ливих степах, яке призводить до знищення дернини, теж може спричинити вітрову ерозію.

Залежно від швидкості вітер видуває різної величини дрібнозем (іноді діаметром до 1 мм) і переносить його на значну відстань. При інтенсивній вітровій ерозії ви­никають так звані чорні бурі, під час яких у повітря піднімаються мільйони тонн грунту. Чорні бурі катастро­фічне знижують родючість грунту не тільки в тих міс­цях, де вони виникають, а й завдають шкоди сільському господарству в тих районах, де відкладаються пилові маси.

На Україні найбільш небезпечні щодо виникнення вітрової ерозії степові та деякі лісостепові райони.Причини цих ерозійних процесів не лише в несприятли­вих породних умовах, а й у знищенні в минулому грунто-закріплюючої рослинності, руйнуванні структури грун­тів, зменшенні загальної лісистості.

Крім водної та вітрової ерозії, іноді на схилах різної крутості спостерігається спливна ерозія. Ґрунтовий по­крив перенасичений ґрунтовими або талими водами, може поступово або й раптово спливати, внаслідок чого зносяться його родючі шари. Пізніше це може призвести до яружної ерозії.

Останнім часом у деяких районах зрошування спо­стерігається іригаційна ерозія від зрошування грунту напуском води й, зокрема, від його дощування. Непра­вильне зрошування може призвести до засолювання грунтів. Грунтові води піднімаються до поверхні. Після випаровування води розчинні солі, що містяться в ній, залишаються в приповерхневих шарах, що зумовлює їх засолення. Щоб запобігти цим явищам, треба проводити хімічний аналіз вод і відповідно визначати спосіб зро­шування.

Завдання охорони грунтів полягають у втіленні в життя науково обгрунтованої системи організаційно-гос­подарських, агротехнічних лісомеліоративних та гідро­технічних заходів, спрямованих на раціональне вико­ристання земельних ресурсів, збереження й підвищення родючості грунтів, відтворення їхньої продуктивності з метою найкращого використання всіх біологічних мож­ливостей наземних екосистем. Ефективність цих заходів залежить від глибини якісних змін у ґрунтовому покриві, викликаних стихійним або антропічним впливом, а та­кож від фізико-географічних і насамперед грунтово-кліматичних умов.

Організаційно-господарські заходи передбачають ви­рощування на крутосхилах лісів, які їх надійно захи­щають, або садів. Вздовж водних артерій виділяються спеціальні захисні ліси водорегулюючого значення. На схилах з малопотужним грунтом, що легко руйнується, не можна вирощувати просапні культури, не допуска­ється випас худоби на легких, слабко закріплених дер­ниною грунтах.

Агротехнічні заходи визначаються видом ерозії грун­тів і типом ландшафту. Так, на землях, які зазнають водної ерозії, оранку, сівбу, культивацію грунту про­водять поперек схилу. Така оранка зменшує в 3—4 і більше раз поверхневий стік.

. Ефективним способом боротьби з водною ерозією є розміщення борозен і рядів рослин під прямим кутом до поверхневого стоку. З цією метою в умовах слабо-розсіченого рельєфу застосовують контурний обробіток грунту. Добрі протиерозійні результати дають ґрунто­захисні сівозміни, розміщення сільськогосподарських культур смугами, поперек схилу, залуження грунтів на схилах. Дуже еродовані землі треба переводити з орних на луки.

У районах поширення вітрової ерозії застосовують ґрунтозахисні сівозміни, розміщують смугами посіви й пари, висівають буферні смуги з багаторічних трав, проводять снігозатримання, безвідвальний обробіток

рунту із залишенням стерні на поверхні полів, залу­ження еродованих земель. Істотне значення для бороть­би з вітровою ерозією иАє поліпшення структури грунту.

Для боротьби з водною або вітровою ерозіями з успі­хом застосовують мульчування грунтів. Матеріалом для мульчі може бути стерня, післяжнивні та післязбиральні рештки, стружка, тирса, спеціальний папір, пластмасова плівка тощо.

Для охорони грунтів від вітрової ерозії останнім часом застосовують і хімічні методи, які полягають у захисті поверхневого шару спеціальними хімічними речовинами.

У гірських районах протиерозійні заходи полягають у терасуванні схилів, їх залуженні (в посушливих райо­нах), будівництві протисельових споруд, регулюванні випасання худоби. Особливе значення має збереження лісових фітоценозів, вирощування мішаних насаджень, практикування вибіркових і насіннєво-лісосічних рубок лісу.

Агролісомеліоративні заходи мають важливе зна­чення для поліпшення мікрокліматичних умов, снігоза­тримання та боротьби з вітровою ерозією. На роль поле­захисного лісорозведення в боротьбі із засухою та еро­зійними процесами вказував ще В. В. Докучаєв. За радянський період у країні створено систему полезахис­них лісових смуг, яка захищає посіви від суховіїв і чор­них бур, поліпшує водний режим грунтів і запобігає ерозії. Урожайність зернових на захищених смугами полях підвищується на 2—3 ц/га.

Щоб зменшити руйнівну дію зливових і талих вод на полях, що прилягають до балок і ярів, створюють прибалкові і прияружні лісові смуги. Яружні системи заліснюються кущовими породами, які своїм корінням захищають грунт від дальшого розмивання.

Гідротехнічні споруди для боротьби з ерозією грун­тів застосовують у тих випадках, коли інші заходи не дають належного ефекту. Вони створюються в комплек­сі з протиерозійними насадженнями. Для перехоплення

зливових вод споруджуються спеціальні колектори, які відводять поверхневий стік. У руслах річок, де швидка течія води руйнує береги, використовують берегозакріплюючі бетонні плити, блоки тощо.