ІІ. Поняття агроекосистеми
Поняття «екосистема» запропонував англієць Артур Тенслі в 1935 р. Знання законів організації екосистем дозволяє використовувати їх або навіть змінювати, не руйнуючи до кінця систему природних зв'язків, що виникли.
Поняття «агроекосистема» як сільськогосподарський варіант екосистеми з'явилося у 60-ті роки. Ним позначають ділянку території, сільськогосподарський ландшафт, що відповідає господарству. Усі його елементи пов'язані вже як біологічно і геохімічно, а й економічно. Професор Л. О. Карпачевський у передмові до російського перекладу американської книги «Сільськогосподарські екосистеми» наголосив на подвійній соціально-біологічній природі агро-екосистеми, структуру якої багато в чому визначає людина. З цієї причини агроекосистеми належать до так званих антропогенних (тобто створених людиною) екосистем. Однак вона все ж таки ближче до природної екосистеми, ніж, скажімо, до іншого варіанту антропогенних екосистем - міських.
Агроекосистеми це антропогенні (тобто створені людиною) екосистеми. Людина визначає їхню структуру та продуктивність: вона розорює частину земель і висіває сільськогосподарські культури, створює сіножаті та пасовища на місці лісів, розводить сільськогосподарських тварин.
Агроекосистеми автотрофні: їхнє основне джерело енергії - сонце. Додаткова (антропогенна) енергія, яку використовує людина при обробітку ґрунту і яка витрачена на виробництво тракторів, добрив, пестицидів тощо, не перевищує 1 % сонячної енергії, яка засвоюється агроекосистемою.
Як і природна екосистема, агроекосистема складається з організмів трьох основних трофічних груп: продуцентів, консументів та редуцентів.
Сільськогосподарські екосистеми або агроекосистеми (АгрЕС) належать до антропогенних екосистем, які найбільш близькі до природних. Ці ансамблі видів штучні, оскільки склад рослин, що вирощуються і тварин, що розводяться, визначає людина, яка стоїть на вершині екологічної піраміди і зацікавлена в отриманні максимальної кількості сільськогосподарської продукції: зерна, овочів, молока, м'яса, бавовни, вовни і т.д. Водночас АгрЕС, як і природні екосистеми, є автотрофними. Основним джерелом енергії для них є Сонце. Вся антропогенна енергія, що вводиться в АгрЕС, що витрачається на оранку землі, добриво, обігрів тваринницьких приміщень, називається антропогенною енергетичною субсидією (АС). АС становить трохи більше 1% загального енергетичного бюджету АгрЕС. Саме АС є причиною руйнування агроресурсів та забруднення. довкіллящо ускладнює вирішення проблеми забезпечення FS. Зниження величини АС – основа забезпечення FS.
Величина АС в АгрЕС може змінюватися в найширших межах, і якщо співвіднести її з кількістю енергії, що міститься в готовому продукті, це відношення буде змінюватися від 1/15 до 30/1. У первісних (але ще збережених) городах папуасів однією калорію м'язової енергії виходить щонайменше 15 калорій їжі, але лише одна калорія їжі виходить при вкладанні 20-30 калорій енергії в інтенсивному сільському господарстві. Зрозуміло, таке інтенсивне господарство дозволяє отримувати по 100 ц зерна з 1 га, по 6000 л молока від однієї корови та більше 1 кг щодобового приросту ваги у тварин, що відгодовуються на м'ясо. Однак ціна цих успіхів надто дорога. Руйнування агроресурсів, яке в останні 20-30 років набуло загрозливих масштабів, робить свій внесок у наближення майбутньої екологічної кризи.
"Зелена революція", що відбулася в 60-70-х роках нашого століття, коли завдяки її батькові - лауреату Нобелівської премії М. Берлоугу на полях з'явилися карликові сорти з урожайністю, що перевищує таку в традиційних культурах у 2-4 рази, і нові породи худоби - "біотехнологічні монстри", завдала найбільш відчутного удару по біосфері. При цьому до початку 80-х років виробництво зерна стабілізувалося і навіть намітилася тенденція його зменшення через втрату ґрунтами природної родючості та зниження ефективності добрив. Населення планети у своїй продовжує бурхливо зростати, й у результаті кількість зерна, виробленого у світі у перерахунку одну людину, почало знижуватися.
ІІІ. Міські екосистеми
Міські екосистеми гетеротрофні, частка сонячної енергії, фіксована міськими рослинами чи сонячними батареями, розташованими на дахах будинків, незначна. Основні джерела енергії для підприємств міста, опалення та освітлення квартир городян розташовані за його межами. Це – родовища нафти, газу, вугілля, гідро- та атомні електростанції.
Місто споживає дуже багато води, лише незначну частину якої людина використовує безпосереднього вживання. Основну частину води витрачають на виробничі процеси та на побутові потреби. Особисте споживання води в містах становить від 150 до 500 л на добу, а з урахуванням промисловості на одного громадянина припадає до 1000 л на добу.
Використана містами вода повертається у природу у забрудненому стані - вона насичена важкими металами, залишками нафтопродуктів, складними органічними речовинами, подібними до фенолу, тощо. У ній можуть бути хвороботворні мікроорганізми. Місто викидає в атмосферу отруйні гази, пилюку, концентрує на звалищах токсичні відходи, які з потоками весняної води потрапляють у водні екосистеми.
Рослини, у складі міських екосистем зростають у парках, садах, на газонах, їхнє головне призначення - регулювання газового складу атмосфери. Вони виділяють кисень, поглинають діоксид вуглецю і очищають атмосферу від шкідливих газів і пилу, які у неї під час роботи промислових підприємств і транспорту. Рослини мають також велике естетичне та декоративне значення.
Тварини у місті представлені не тільки звичайними природних екосистемахвидами (у парках живуть птахи: горіхвістка, соловей, трясогузка; ссавці: полівки, білки та представники інших груп тварин), а й особливою групою міських тварин – супутників людини. У її складі - птахи (горобці, шпаки, голуби), гризуни (щури та миші), та комахи (таргани, клопи, моль). Багато тварин, пов'язані з людиною, харчуються покидьками на смітниках (галки, горобці). Це санітари міста. Розкладання органічних відходів прискорюють личинки мух та інші тварини та мікроорганізми.
Головна особливість екосистем сучасних міст у тому, що у них порушено екологічну рівновагу. Усі процеси регулювання потоків речовини та енергії людині доводиться брати він. Людина повинна регулювати як споживання містом енергії та ресурсів - сировини для промисловості та їжі для людей, так і кількість отруйних відходів, що надходять в атмосферу, воду та ґрунт у результаті діяльності промисловості та транспорту. Нарешті, він визначає і розміри цих екосистем, які в розвинених країнах, а останні роки і в Росії, швидко розповзаються за рахунок заміського котеджного будівництва. Райони низькоповерхової забудови зменшують площу лісів та сільськогосподарських угідь, їх "розповзання" вимагає будівництва нових шосейних доріг, що зменшує частку екосистем, здатних виробляти продукти харчування та здійснювати кругообіг кисню.
IV. Промислове забруднення середовища
У міських екосистемах найнебезпечніше для природи промислове забруднення.
Хімічний забруднення атмосфери. Цей чинник належить до найнебезпечніших життя людини. Найбільш поширені забруднювачі - сірчистий газ, оксиди азоту, оксид вуглецю, хлор, та ін У деяких випадках з двох або відносно декількох відносно безпечних речовин, викинутих в атмосферу, під впливом сонячного світла можуть утворитися отруйні сполуки. Екологи налічують близько 2000 забруднювачів атмосфери.
Головні джерела забруднення – ТЕС. Сильно забруднюють атмосферу також котельні, нафтопереробні підприємства та автотранспорт.
Хімічне забруднення водойм. Підприємства скидають у водоймища нафтопродукти, сполуки азоту, фенол та багато інших відходів промисловості. При видобутку нафти водойми забруднюються засоленими видами, нафту і нафтопродукти також розливаються під час транспортування. У Росії її від нафтового забруднення найбільше страждають озера Півночі Західного Сибіру. Останніми роками зросла небезпека водних екосистем побутових стоків міської каналізації. У цих стоках підвищилася концентрація миючих засобів, які мікроорганізми важко розкладають.
Поки кількість забруднювачів, що викидаються в атмосферу або скидаються в річки, невелика, екосистеми самі можуть справитися з ними. При помірному забрудненні вода у річці стає практично чистою через 3-10 км від джерела забруднення. Якщо забруднювачів забагато, екосистеми не можуть з ними впоратися і починаються незворотні наслідки. Вода стає непридатною для пиття та небезпечною для людини. Чи не годиться забруднена вода і для багатьох галузей промисловості.
Забруднення поверхні ґрунту твердими відходами. Міські звалища промислового та побутового сміття займають великі площі. У складі сміття можуть бути отруйні речовини, такі, як ртуть або інші важкі метали, хімічні сполуки, які розчиняються в дощових і снігових водах і потім потрапляють у водойми і грунтові води. Можуть потрапити у сміття та прилади, що містять радіоактивні речовини.
Поверхня ґрунту може бути забруднена золою, що осідає з диму ТЕЦ, що працюють на вугіллі, підприємств з виробництва цементу, вогнетривкої цегли і т.д. Для запобігання цьому забруднення на трубах встановлюють спеціальні пиловловлювачі.
Хімічне забруднення ґрунтових вод. Струми ґрунтових вод переміщують промислові забруднення великі відстані, і не завжди можна встановити їх джерело. Причиною забруднення може бути вимивання токсичних речовин дощовими та сніговими водами з промислових звалищ. Забруднення підземних вод відбувається і при видобутку нафти сучасними методами, коли для підвищення віддачі нафтових пластів у свердловини повторно закачують солону воду, що піднялася на поверхню разом з нафтою під час її відкачування. Засолені води потрапляють у водоносні горизонти, вода в колодязях набуває гіркого смаку і виявляється непридатною для пиття.
Шумове забруднення. Джерелом шумового забруднення може бути промислове підприємство чи транспорт. Особливо сильний шум роблять важкі самоскиди та трамваї. Шум впливає на нервову систему людини, і тому в містах та на підприємствах проводяться заходи щодо шумозахисту. Залізничні та трамвайні лінії та дороги, якими проходить вантажний транспорт, потрібно виносити з центральних частин міст у малонаселені райони та створювати навколо них зелені насадження, що добре поглинають шум. Літаки не повинні літати над містами.
Шум вимірюють децибелами. Тикання годинника - 10 дБ, шепіт - 25, шум від жвавої магістралі - 80, шум літака при зльоті - 130 дБ. Больовий поріг шуму - 140 дБ. На території житлової забудови вдень шум не повинен перевищувати 50-66 дБ.
Також до забруднювачів відносять: забруднення поверхні ґрунту відвалами розкривних порід та золи, біологічне забруднення, теплове забруднення, радіаційне забруднення, електромагнітне забруднення.
V. Забруднення ґрунту
Ґрунт – верхній шар суші, що утворюється під впливом рослин, тварин, мікроорганізмів та клімату з материнських гірських порід, на яких він знаходиться. Це важливий і складний компонент біосфери, що тісно пов'язаний з іншими її частинами.
У нормальних природних умовах всі процеси, що відбуваються у ґрунті, перебувають у рівновазі. Але нерідко у порушенні рівноважного стану ґрунту винен людина. В результаті розвитку господарської діяльності людини відбувається забруднення, зміна складу ґрунту і навіть його знищення.
Родючий шар ґрунту формується дуже довго. Водночас щороку разом із урожаєм із ґрунту вилучаються десятки мільйонів тонн азоту, калію, фосфору – головних компонентів живлення рослин. Основний фактор родючості ґрунтів – перегній (гумус) міститься в чорноземах у кількості менше 5% від маси орного шару. На бідних ґрунтах перегною ще менше. За відсутності поповнення ґрунтів сполуками азоту його запас може бути витрачений за 50-100 років. Цього не відбувається, оскільки культура землеробства передбачає внесення до ґрунту органічних та неорганічних (мінеральних) добрив.
Внесені у ґрунт азотні добрива використовуються рослинами на 40-50%. Решта (близько 20%) відновлюється мікроорганізмами до газоподібних речовин - N 2 , N 2 O - і випаровується в атмосфері або вимивається з ґрунту. Таким чином, мінеральні азотні добрива не мають тривалої дії і тому їх доводиться вносити щорічно. Несприятливі зміни у грунті настають і результаті неправильних сівозмін, тобто. щорічного посіву тих самих культур, наприклад картоплі. Включення ж у сівозміну бобових культур збагачує ґрунт азотом. Посіви конюшини та люцерни за рахунок зв'язування N 2 симбіотичними бульбочковими бактеріями дозволяють затримати в ґрунті до 300 кг азоту на 1 га. Сівообіги необхідні і для боротьби з рослиноїдними хробаками нематодами, які значно знижують врожайність. Наприклад, цибулинно-часникові нематоди можуть знизити врожай цибулі на 50%.
Забруднення ґрунтового покриву ртуттю (з отрутохімікатами та відходами промислових підприємств), свинцем (при виплавці свинцю та від автотранспорту), залізом, міддю, цинком, марганцем, нікелем, алюмінієм та іншими металами (поблизу великих центрів чорної та кольорової металургії), радіо внаслідок випадання опадів від атомних вибухів або при видаленні рідких та твердих відходів промислових підприємств, атомних станцій або науково-дослідних інститутів, пов'язаних з вивченням та використанням атомної енергії), стійкими органічними сполуками, що застосовуються як отрутохімікати. Вони накопичуються в грунті та воді і, головне, включаються в екологічні харчові ланцюги: переходять із грунту та води в рослини, у тварин, і в результаті переходять в організм людини з їжею. Невміле та безконтрольне використання будь-яких добрив та отрутохімікатів призводить до порушення круговороту речовин у біосфері.
До антропогенних змін грунтів належить ерозія(Від латинського erosio - роз'їдати). Знищення лісів та природного трав'янистого покриву, багаторазове оранка землі без дотримання правил агротехніки призводять до ерозії ґрунту – руйнування та змиву родючого шару водою та вітром. Широко поширена найбільш руйнівна водна ерозія. Вона виникає на схилах та розвивається при неправильній обробці землі. Разом з талими та дощовими водами з полів щороку несуть у річки та моря мільйони тонн ґрунту.
Вітрова ерозія найбільше проявляється в південних степових районах нашої країни. Вона виникає в районах із сухим оголеним ґрунтом, з зрідженим рослинним покривом. Надмірний випас худоби в степах і напівпустелях сприяє вітровій ерозії та швидкому руйнуванню трав'яного покриву. Для відновлення шару ґрунту завтовшки 1 см у природних умовах потрібно 250-300 років.
Значні території зі сформованими ґрунтами вилучаються із сільськогосподарського обороту внаслідок відкритого способу розробки корисних копалин, що залягають на невеликій глибині.
VI. Антропогенний вплив на ліси, лісокористування
У розвитку антропогенного на ліси Європейського Півночі Росії можна назвати два основних періоду: на початок інтенсивного промислового освоєння лісових ресурсів Півночі, орієнтованого потреби інших регіонів та експорту, і після. Зрозуміло, тимчасова межа між цими періодами досить розпливчаста, і змінюється з південного заходу на північний схід (від більш населених та близьких до великих господарським центрамрегіонів до менш населених та більш віддалених). В окремих частинах розглянутої території інтенсивне промислове освоєння лісових ресурсів почалося вже в XVII ст. XVIII століттях(Наприклад, у районі Стародавньої Руси у зв'язку з активним розвитком солеваріння або на середньому і південному Уралі у зв'язку з розвитком деревно-вугільної металургії). Однак, на більшій частині території, що розглядається, скільки-небудь інтенсивне промислове освоєння лісових ресурсів починається в середині XIX століття і пов'язане з початком бурхливого зростання експорту лісових матеріалів з північних портів в країни Європи.
Кожен із цих періодів характеризувався своїми особливостями впливу господарської діяльності на тайгову природу. Не можна однозначно сказати, що рівень впливу людини на природні екосистеми Півночі у перший період, до початку інтенсивної лісоексплуатації, був дуже малий. Вже в початковий період заселення людиною сучасної тайгової території він був принаймні суттєвим додатковим джерелом лісових пожеж - і в такий спосіб вже зробив свій чималий внесок у формування тайгових екосистем. Згодом чималу роль у формуванні тайгових ландшафтів відіграли підсічно-вогневе землеробство та розчищення сіножатей у заплавах тайгових річок, рубки лісу для місцевих господарських потреб, мисливство та рибальство та багато інших видів господарської діяльності, пов'язані з натуральним господарством північних сіл та міст. Багато форми та елементи господарства, що сформувалися у цей період господарського освоєння людиною території Півночі, зберігалися і протягом більшої частини наступного - промислового - періоду. Так, підсічно-вогневе землеробство проіснувало Півночі до 30-х р.р. ХХ століття і остаточно припинилося здебільшого у зв'язку з колективізацією та винищенням селян-одноосібників. Використання дрібних сіножатей у заплавах малих тайгових річок і струмків місцями продовжується і в даний час, хоча переважна більшість таких сінокосів також поступово закидалася, починаючи з 20-х р.р. Система мисливських хат-зимів існує і місцями частково оновлюється до теперішнього часу, хоча вже не має колишньої густоти і колишнього значення і не так часто використовується місцевим населенням. Явні сліди "доіндустріальної" господарської діяльності людини - занедбані та зарослі лісом ділянки підсіки або дрібні лісові сіножаті, залишки старих мисливських хат, а іноді навіть дрібних поселень - можна місцями зустріти зараз у самому центрі нині диких і абсолютно не населених тайгових територій.
Незважаючи на те, що господарська діяльність людини в перший період - до початку інтенсивної лісоексплуатації - була дуже важливим фактором, що впливав на структуру та динаміку тайгових територій, у цій роботі вся ця діяльність розглядається як історичний фактор формування тайги, а не як антропогенне порушення (див. главу "Фонові антропогенні дії"). Вочевидь, що створена у період і проіснувала до нашого часу антропогенна інфраструктура (населені пункти, шляхи транспорту, промислові центри) було виключено з потенційних малопорушених лісових територій.
Значно більший вплив на природні екосистеми Півночі було з наступним періодом розвитку господарську діяльність - з інтенсивним промисловим освоєнням лісових ресурсів тайги.
Використовувана література
1. www.omsk.edu.ru/schools/sch004/ecolog/lit.htm.
2. Гарін В.М., Кльонова І.А., Колесников В.І. Екологія для технічних вишів. Ростов-на-Дону, Видавництво «Фенікс» 2001р.
3. Степановських А.С. Загальна екологія: Підручник для вузів – М: ЮНІТІ-ДАНА, 2001.
План
Вступ
2. Вплив людини на ґрунт
3. Ерозія ґрунту
3.1 Причини та види ерозії
3.2 Боротьба з ерозією ґрунту
4. Шляхи потрапляння забруднень у ґрунт та класифікація ґрунтових забруднень
5. Забруднення ґрунту пестицидами
6. Аридизація ґрунту
7. Деградація земель
8. Охорона земельних ресурсів
Висновок
Список літератури
Вступ
В даний час проблема взаємодії людського суспільства з природою набула особливої гостроти. Стає безперечним, що вирішення проблеми збереження якості життя людини немислиме без певного осмислення сучасних екологічних проблем: збереження еволюції живого, спадкових субстанцій (генофонду флори та фауни), збереження чистоти та продуктивності природних середовищ (атмосфери, гідросфери, ґрунтів, лісів і т. д.), екологічне нормування антропогенного пресу на природні екосистеми в межах їх буферної ємності, збереження шару, трофічних ланцюгів у природі, круговороту речовин та інші.
Ґрунтовий покрив Землі є найважливішим компонентом біосфери Землі. Саме ґрунтова оболонка визначає багато процесів, що відбуваються в біосфері.
Основними причинами зменшення площі сільгоспугідь є прояви ерозії ґрунтів, недостатньо продумане відведення земель для несільськогосподарських потреб, затоплення, підтоплення та заболочування, заростання лісом та чагарником, опустелювання та відчуження під промислове та міське будівництво.
Найважливіше значення грунтів полягає у акумулюванні органічної речовини, різних хімічних елементів, і навіть енергії. Ґрунтовий покрив виконує функції біологічного поглинача, руйнівника та нейтралізатора різних забруднень. Якщо ця ланка біосфери буде зруйновано, то функціонування біосфери, що склалося, незворотно порушиться. Саме тому надзвичайно важливим є вивчення глобального біохімічного значення ґрунтового покриву, його сучасного стану та зміни під впливом антропогенної діяльності.
1. Грунт: значення та структура
Важливим етапому розвитку біосфери стало виникнення такої її частини, як ґрунтовий покрив. З утворенням досить розвиненого ґрунтового покриву біосфера стає цілісною завершеною системою, всі частини якої тісно взаємопов'язані і залежать один від одного.
Ґрунтовий покрив є найважливішою природною освітою. Його роль життя суспільства визначається тим, що грунт є основним джерелом продовольства, що забезпечує 95-97% продовольчих ресурсів для населення планети. Площа земельних ресурсів світу становить 129 млн. км2 чи 86,5% площі суші. Рілля та багаторічні насадження у складі сільськогосподарських угідь займають близько 15 млн. км 2 (10% суші), сіножаті та пасовища – 37,4 млн. км 2 (25% суші). Загальна орнопридатність земель оцінюється різними дослідниками по-різному: від 25 до 32 млн. км2.
Уявлення про ґрунт, як про самостійне природне тіло з особливими властивостями з'явилися лише наприкінці XIX ст., завдяки В. В. Докучаєву – основоположнику сучасного ґрунтознавства. Він створив вчення про зони природи, грунтові зони, фактори грунтоутворення.
Ґрунт – це особлива природна освіта, що має низку властивостей, властивих живій та неживій природі. Грунт – це середовище, де взаємодіє більшість елементів біосфери: вода, повітря, живі організми. Ґрунт можна визначити як продукт вивітрювання, реорганізації та формування верхніх шарів земної кори під впливом живих організмів, атмосфери та обмінних процесів. Грунт складається з кількох горизонтів (шарів з однаковими ознаками), що виникають внаслідок складної взаємодії материнських гірських порід, клімату, рослинних та тваринних організмів (особливо бактерій), рельєфу місцевості. Для всіх ґрунтів характерно зменшення вмісту органічних речовин та живих організмів від верхніх горизонтів ґрунтів до нижніх.
Горизонт A l – темнозабарвлений гумус, що містить, збагачений мінеральними речовинами і має для біогенних процесів найбільше значення.
Горизонт А 2 - елювіальний шар, має зазвичай попелястий, світло-сірий або жовтувато-сірий колір.
Горизонт - елювіальний шар, зазвичай щільний, бурий або коричневого забарвлення, збагачений колоїдно-дисперсними мінералами.
Горизонт С – змінена ґрунтоутворюючими процесами материнська порода.
Горизонт D – вихідна порода.
Поверхневий горизонт складається з залишків рослинності, що становлять основу гумусу, надлишок чи нестача якого визначає родючість ґрунту. Гумус - органічна речовина, найбільш стійка до розкладання і тому зберігається після того, як основний процес розкладання вже завершено. Поступово гумус мінералізується до неорганічної речовини. Перемішування гумусу з ґрунтом надає йому структури. Збагачений гумусом шар називається орним, а шар нижче – підорним. Основні функції гумусу зводяться до серії складних обмінних процесів, у яких беруть участь як азот, кисень, вуглець і вода, а й різні мінеральні солі, присутні у грунті. Під гумусовим горизонтом розташовується підґрунтовий шар, що відповідає вилуженій частині ґрунту, і горизонт, що відповідає материнській породі.
Структура грунту - це форма і розмір грудочок, на які вона розпадається. Найкраща структура – дрібнокомкувата. Усередині грудочок складаються умови для діяльності мікроорганізмів-гуміфікаторів, що утворюють гумус, а між грудочками – для мікроорганізмів, які розкладають гумус до доступних рослин мінеральних сполук.
Грунт складається з трьох фаз: твердої, рідкої та газоподібної. У твердій фазі переважають мінеральні утворення та різні органічні речовини, у тому числі гумус або перегній, а також ґрунтові колоїди, що мають органічне, мінеральне або органомінеральне походження. Рідку фазу ґрунту, або ґрунтовий розчин, становить вода з розчиненими в ній органічними та мінеральними сполуками, а також газами. Газову фазу грунту становить "грунтове повітря", що включає гази, що заповнюють вільні від води пори.
Важливим компонентом ґрунту, що сприяє зміні його фізико-хімічних властивостей, є його біомаса, що включає крім мікроорганізмів (бактерії, водорості, гриби, одноклітинні) ще й черв'яків та членистоногих.
Зі сказаного випливає, що грунт включає мінеральні частинки, детрит, безліч живих організмів, тобто грунт - це складна екосистема, що забезпечує зростання рослин. Ґрунти – це повільно відновлюваний ресурс. Процеси ґрунтоутворення протікають дуже повільно, зі швидкістю від 0,5 до 2 см за 100 років. Потужність ґрунту невелика: від 30 см у тундрі до 160 см – у західних чорноземах. Одна з особливостей ґрунту – природна родючість – формується дуже тривалий час, а знищення родючості відбувається лише за 5-10 років. Зі сказаного випливає, що ґрунт менш рухливий порівняно з іншими абіотичними складовими біосфери.
ґрунт ерозія забруднення пестицид
Вплив людини на ґрунт
Господарська діяльністьлюдини в даний час стає домінуючим фактором у руйнуванні ґрунтів, зниженні та підвищенні їх родючості. Під впливом людини змінюються параметри та фактори ґрунтоутворення – рельєфи, мікроклімат, створюються водосховища, проводиться меліорація.
Основна властивість ґрунту – родючість. Воно пов'язане з якістю ґрунтів. У руйнуванні ґрунтів та зниженні їх родючості виділяють кілька процесів.
Особливе місце серед грунтів займають орні угіддя, т. е. землі, які забезпечують харчування людини. За висновками вчених та фахівців, для харчування однієї людини слід обробляти не менше 0,1 га ґрунту. Зростання чисельності жителів Землі безпосередньо пов'язане з площею орних земель, яка неухильно скорочується. Так, у РФ протягом останніх 27 років площа сільськогосподарських угідь скоротилася на 12,9 млн. га, їх ріллі - на 2,3 млн. га, сіножатей - на 10,6 млн. га. Причинами цього є порушення та деградація ґрунтового покриву, відведення земель під забудову міст, селищ та промислових підприємств.
На великих площах відбувається зниження продуктивності ґрунтів через зменшення вмісту гумусу, запаси якого за останні 20 років скоротилися до на 25-30%, а щорічні втрати становлять 81,4 млн. т. Земля сьогодні може прогодувати 15 млрд. осіб. Бережне та грамотне поводження із землею сьогодні стало найактуальнішою проблемою.
Антропогенний вплив на ґрунт поділяється на декілька видів:
1) ерозія (вітрова та водна);
2) забруднення;
3) опустелювання;
4) відчуження земель для промислового та комунального будівництва, а також вторинне засолення та заболочування.
Сільськогосподарська освоєність Росії становить 13%, 2/3 цієї території – рілля (131,7 млн. га), проте ця площа рік у рік скорочується. Щороку із сільськогосподарського використання понад 1 млн. га втрачається внаслідок ерозії та 100 тис. га «з'їдають» яри. Щорічно ґрунти Росії втрачають понад 0,5 тонн гумусу на 1 га. З 5,9 млн. га зрошуваних земель більше половини цих ґрунтів вдруге засолені та дають вкрай низькі врожаї. Кожен четвертий гектар ріллі має кислі ґрунти через випадання кислотних дощів та застосування добрив, що також знижує врожай. Зменшується площа ріллі внаслідок «розповзання» міст, будівництва дорого та промислових об'єктів.
Ґрунт є основним джерелом продовольства, що забезпечує 95–97 % продовольчих ресурсів для населення планети.
Освіта грунтів відбувається Землі з виникнення життя і від багатьох чинників. Тривалість процесу ґрунтоутворення для різних материків і широт становить від кількох сотень до кількох тисяч років.
Основна властивість ґрунту – родючість. Господарська діяльність людини в даний час стає домінуючим фактором у руйнуванні ґрунтів, зниженні та підвищенні їх родючості. Цьому сприяють такі процеси.
Аридизація суші- Комплекс процесів зменшення вологості великих територій і викликане цим скорочення біологічної продуктивності екологічних систем. Під дією примітивного землеробства, нераціонального використання пасовищ, безладного застосування техніки на угіддях ґрунту перетворюються на пустелі.
Ерозія ґрунтів- руйнування грунтів під дією вітру, води, техніки та іригації. Найбільш небезпечна воднаерозія – змив ґрунту талими, дощовими та зливовими водами. Водні ерозії відзначаються при крутості вже 1–2. Водної ерозії сприяють знищення лісів, оранка по схилу.
Вітроваерозія характеризується виносом вітром найдрібніших частин. Вітровій ерозії сприяють знищення рослинності на територіях із недостатньою вологістю, сильні вітри, безперервний випас худоби.
Технічнаерозія пов'язана з руйнуванням ґрунту під впливом транспорту, землерийних машин та техніки.
Іригаційнаерозія розвивається внаслідок порушення правил поливу при зрошуваному землеробстві. Засолення грунтів переважно пов'язані з цими порушеннями. Нині щонайменше 50 % площі зрошуваних земель засолено, втрачено мільйони гектарів раніше родючих земель.
Основні забруднювачі ґрунту
На відміну від забруднення атмосфери та води, забруднення ґрунту носить лише техногенний характер. Техногенна інтенсифікація виробництва сприяє забруднення та дегуміфікації (знищення родючого шару ґрунту – гумусу), вторинного засолення, ерозії ґрунту.
Забруднювачами ґрунту є пестициди, що застосовуються для боротьби з бур'янами
Ґрунти навколо великих міст і великих підприємств кольорової та чорної металургії, хімічної та нафтохімічної промисловості, машинобудування, ТЕС на відстані кілька десятків кілометрів забруднені важкими металами, нафтопродуктами, сполуками свинцю, сіркита іншими токсичними речовинами.
Забруднення ґрунтів нафтоюу місцях її видобутку, переробки, транспортування та розподілу перевищує фонове у десятки разів.
Таким чином, інтенсивний розвиток промислового виробництва призводить до зростання промислових відходів, які в сукупності з побутовими відходами суттєво впливають на хімічний складґрунту, викликаючи погіршення її якості. Сильне забруднення ґрунту важкими металами разом із зонами сірчистих забруднень, що утворюються при спалюванні кам'яного вугілля, призводить до зміни складу мікроелементів та виникнення техногенних пустель.
Зміна вмісту мікроелементів у ґрунті позначається на здоров'я травоїдних тварин та людини, призводить до порушення обміну речовин, викликає різні ендемічні захворювання місцевого характеру. Наприклад, нестача йоду в ґрунті веде до хвороби щитовидної залози, нестача кальцію в питній воді та продуктах харчування – до ураження суглобів, їх деформації, затримки росту.
Вивезення промислових та побутових відходів на звалища призводить до забруднення та нераціонального використання земельних угідь, створює реальні загрози значних забруднень атмосфери, поверхневих та ґрунтових вод, зростання транспортних витрат та безповоротної втрати цінних матеріалів та речовин.
Очищення ґрунту від шкідливих речовин неможливе – самоочищення природним шляхом відбувається протягом кількох тисяч років. Неможливо запобігти й опосередкованому впливу ґрунту на здоров'я людей, через м'ясо тварин та рослини. Вони акумулюють у собі шкідливі речовини, які накопичуються у них протягом багато часу. Механізмів ефективного захисту від непрямого впливу отруєних грунтів не знайдено, оскільки термічна обробка не виводить солі важких металів з м'яса, овочів і злаків.
Шкідливий антропогенний вплив, а також розгул природних і посилених людиною стихій грунтів завдає величезної, іноді непоправної шкоди. Це насамперед водна та вітрова ерозія, погіршення ґрунтової структури, механічне руйнування та ущільнення ґрунту, збіднення гумусом та поживні речовини, забруднення мінеральними добривами, отрутохімікатами, оліями та паливом, перезволоження та засолення земель (табл. 3.4).
Нині у світі орні землі та багаторічні насадження займають близько 1440 млн.га (понад 11% суші) (World Resources, 1994-95). Природно, безплідні землі (кліматичні пустелі, виходи скельних порід тощо) займають 2500 га, а площа непродуктивних земель антропогенного походження досягла 2000 млн.га.
Найвагомішим фактором деградації ґрунтів є водна та вітрова ерозія, тобто змив чи здування родючих шарів ґрунту. Еродовані землі становлять понад 80% всіх антропогенно виснажених ґрунтів планети (Програма дій.., 1993). Основні причини ерозії – надмірна експлуатація сільськогосподарських земель (суцільне руйнування, надмірне пасовищне тваринництво), зведення лісових масивів та іншої природної рослинності. У посушливих та напівзасушливих (аридних, семіаридних та субаридних) кліматичних регіонах планети ерозія ґрунтів викликає процеси антропогенного опустелювання, тобто. втрата екосистемами здатності забезпечувати живі організми водою. Наслідки опустелювання зазнають близько 12% жителів Землі, найбільш загрозливих масштабів вони досягли у країнах Африки, Південної Азії та Латинської Америки.
Таблиця 3.4. Наслідки антропогенних впливів на ґрунти
|
Вид впливу |
Основні зміни у ґрунті |
|
Щорічне оранка |
Вітрова та водна ерозія, пригнічення ґрунтових організмів |
|
Сінокосіння, збирання врожаю |
Вилучення біогенних хімічних елементів, підвищення випаровування |
|
Випасу худоби |
Ущільнення ґрунту, знищення рослинності, задерніння, ерозія, збіднення на окремі хімічні елементи, біологічне забруднення, добрива гноєм |
|
Випалювання трави |
Знищення ґрунтових організмів у поверхневих шарах, підвищення випаровування |
|
Зрошення |
Заболочування та засолення ґрунтів (при надмірному зрошенні) |
|
Осушення |
Зниження вологості, вітрова ерозія |
|
Застосування пестицидів |
Загибель ґрунтових організмів, зміни ґрунтових процесів, накопичення токсичних речовин |
|
Створення промислових та побутових звалищ |
Зменшення площі, придатної для землеробства, отруєння ґрунтових організмів на прилеглих ділянках |
|
Робота наземного транспорту |
Ущільнення ґрунту під час руху поза дорогами, отруєння відпрацьованими газами та паливом |
|
Стічні води |
Перезволоження фунтів, отруєння ґрунтових організмів, хімічне забруднення, зміна складу фунтів |
|
Викиди в атмосферу |
Хімічне забруднення, зміна кислотності та мінерального складу ґрунтів |
|
Вирубка лісів |
Вітрова та водна ерозія, посилення випаровування |
|
Добриво органічними відходами та фекаліями |
Біологічне забруднення та зміни складу ґрунтів |
Втрата грунтами комковатой структури у верхньому горизонті відбувається внаслідок зменшення вмісту органічних речовин, механічного руйнування різноманітними знаряддями обробки, і навіть під впливом опадів, вітру, перепадів температур тощо.
Важливою причиною втрати родючості є багаторазовий обробіток ґрунту різними знаряддями за допомогою потужних та важких колісних тракторів. Часто поле протягом року обробляється до 10 - 12 разів, крім того, що добрива, посівний матеріал, зерно та солому, коренеплоди та бульбоплоди завозять на поле та вивозять причепами. Часто трапляється так, що автотранспорт, уникаючи розкислих доріг, їде полем, посівами, утворюючи паралельні тимчасові дороги. Такого немає в жодній країні, де кожне поле має свого справжнього хазяїна. Висока частота обробки пояснюється ще й тим, що наше сільське господарство не має конкретних знарядь для одночасного проведення кількох видів обробітку землі та догляду за посівами.
Через частий обробіток землі розпорошується поверхня ґрунту. Один трактор "Білорусь", працюючи на сухому полі, утворює по 13-14 тонн пилу на кожному гектарі, що призводить до вітрової ерозії (дефляції) та зносу мільярдів тонн родючого шару ґрунту щорічно.
Через ущільнення ґрунту колесами важких тракторів та комбайнів типу "Дон" (15-20 т) різко знижується родючість. Нормальна об'ємна маса структурного ґрунту 1,1 – 1,2 г/куб.см на багатьох полях змінюється аж до 1,6 – 1,7 г/куб.см, що значно перевищує критичні величини. У таких ґрунтах майже вдвічі зменшується загальна пористість, різко знижується водопроникність. і водоутримуюча здатність, зменшується опірність до ерозійних процесів. Колеса трактора "Кіровець-700" ущільнюють у дорозі ґрунт на глибину до 20 см, і врожай на таких смугах двічі нижчий, ніж на ділянках між ними. Лише за рахунок цього фактора загальний урожай на полі зменшується на 20%.
Глобальною проблемою на сьогоднішній день є зменшення вмісту гумусу у ґрунтах (дегуміфікація), який відіграє провідну роль у формуванні ґрунту, його цінних агрономічних властивостей, забезпеченні рослин поживними речовинами. Однією з основних причин нього є споживчий підхід до землі, прагнення якнайбільше з неї взяти і менше їй повернути. А гумус витрачається не тільки на мінералізацію з вивільненням доступних для рослин поживних речовин, але й виноситься з ґрунту в процесі ерозії, з коренеплодами та бульбоплодами, на колесах транспортних засобів, руйнується під впливом різноманітних хімічних речовин.
Все більш відчутними стають негативні наслідки хімізації сільського господарства- погіршення властивостей ґрунту, його стану через накопичення великої кількостішкідливих хімічних речовин, які вносилися без належних розрахунків та врахування екологічних законів. До таких хімічних речовин, насамперед, належать мінеральні добрива та пестициди. Внаслідок внесення високих доз мінеральних добрив ґрунт забруднюється баластовими речовинами - хлоридами, сульфатами, нітратами.
Надмірне застосування пестицидів негативно впливає на якість ґрунту. Стійкі пестициди, граючи важливу роль у захисті рослин та тварин від хвороб та шкідників, водночас дають різкий негативний ефект щодо кількості та активності ґрунтової фауни та мікроорганізмів. Залишки пестицидів або продукти їхнього перетворення потрапляють у вигляді домішок у природні води, включаються в трофічні ланцюги, потрапляють у продукти харчування і часто виявляються дуже шкідливими для людини. Там, де інтенсивно застосовуються сільськогосподарські отрутохімікати, у місцевого населення ушкоджуються структури спадковості, розладжується діяльність центральної нервової системита життєво важливих органів, у жінок частішають ускладнення вагітності, випадки народження неповноцінних чи мертвих дітей, виникає алергія. Американські дослідники виявили, що 30% інсектицидів, 60% гербіцидів, 90% фунгіцидів, що застосовуються у США, є канцерогенними.
У зв'язку з цим посилено вивчається доля біоцидів у ґрунтах та можливості їх знешкодження хімічними та біологічними способами. Дуже важливо створювати та застосовувати виключно препарати з невеликою тривалістю життя, що вимірюється тижнями чи місяцями. У цій справі вже досягнуто певних успіхів, але проблеми в цілому залишаються не вирішеними.
Ґрунти також забруднюється відпрацьованими газами тракторів, комбайнів, автомобілів, оліями та паливом, що виливаються з них під час роботи на полях. У ґрунт потрапляють і техногенні забруднення від промислових підприємств - сульфати, оксиди азоту, важкі метали та інші сполуки.
Винятково гострою проблемою є вилучення орних земель під забудову промислових об'єктів, прокладання доріг, а також складування промислових та побутових відходів.
негативну сторону можуть мати такі важливі для сільського господарства роботи, як меліоративні. За дією на фунт та рослини меліорація поділяється на кілька видів. Агротехнічна меліорація передбачає значне покращення агрономічних властивостей ґрунту шляхом оптимального обробітку із застосуванням спеціальних прийомів – переривчастого боронування, щілінування, лункування та прийомів для затримання снігу та вологи. Лісотехнічна меліорація здійснюється з метою покращення водного режиму та мікроклімату, захисту ґрунтів від ерозії шляхом заліснення схилів, балок та ярів, вододілів та рухомих пісків, насадження лісів загального агрономічного призначення. Хімічна меліорація покращує агрохімічні та агрофізичні властивості ґрунту шляхом використання вапна, гіпсу, дефекату, торфу, сапропелів, торфу, гною та інших матеріалів, які збагачують ґрунт органікою. Гідротехнічна меліорація спрямована на покращення водного режиму шляхом обводнення та осушення.
Зрошувані землі дають близько 30% продукції рослинництва, але виробництво водойм та зрошення великих площ призводять до підвищення рівня ґрунтових вод та зміни хімічного складу ґрунту. Виникає засолення та заболочування ґрунтів, підвищується сейсмічність території. Внаслідок осушення пересихають болота, меліють річки, що у свою чергу призводить до руйнування місць проживання тварин та рослин.
Тому всі види меліорації потрібно застосовувати лише з урахуванням екологічно обгрунтованих потреб, ніж погіршити стан земель.
Вплив людини на грунт - складова частина загального впливу людського суспільства на земну кору та її верхній шар, на природу загалом, що особливо зросло у вік науково-технічної революції. У цьому як посилюється взаємодія людини із землею, а й змінюються основні риси взаємодії. Проблема "грунт - людина" ускладнюється урбанізацією, все більшим використанням земель, їх ресурсів для індустріального та житлового будівництва, зростанням потреб у продуктах харчування. За волею людини змінюється характер грунту, змінюються фактори ґрунтоутворення - рельєф, мікроклімат, створюються моря (величезного обсягу водосховища), з'являються нові річки (канали), переміщуються мільйони тонн ґрунту тощо. Під впливом промислових та сільськогосподарських забруднень (у тому числі добрив ) змінюються властивості ґрунту та ґрунтоутворювальні процеси, потенційна родючість, знижується технологічна та поживна цінність сільськогосподарської продукції тощо.
Більшість учених вважають, що утворення пустель Близького Сходу пов'язане з вирубуванням лісів та нерозумним використанням пасовищ. В. А. Ковда, аналізуючи численні публікації та доповіді з цього питання, дійшов висновку, “що почастішання посух, посилення недородів, загибель рослинності та руйнування грунтів на значних територіях пов'язані між собою, пов'язані із загальною тенденцією аридизації суші та посилені негативними наслідками помилкової діяльності людини” 1 .
Порушення ґрунтових процесів внаслідок неправильної експлуатації ґрунтового покриву призводить до посиленого руйнування ґрунтів. Розрізняють кілька типів руйнування ґрунту: вітрове (дефляція), ерозійне, технічне та іригаційне (різновид ерозії). Найпоширеніша і найбільш небезпечна, що завдає найбільшої шкоди ґрунтам, - ерозія.Вона виявляється у розмиві грунту, змив її талими, дощовими та зливовими водами. Зазвичай ерозія виникає на похилих поверхнях. Під час весняного сніготанення розмив ґрунту спостерігається навіть за крутизни схилу 1-2°. Чим крутіше схил, тим інтенсивніша ерозія.
Насамперед, змиваються найбільш родючі верхні шари ґрунту. Змив досягає великих розмірів. За даними Ludson (1973), завдяки викликаній людиною прискореної ерозії щорічно зноситься річковою водою до 24 10 9 т/рік землі. Посилення згубної дії ерозії сприяють знищення лісів, особливо у горах і схилах, руйнування дернины. Особливо сприяє розвитку ерозії неправильна обробка схилів великої крутості - поздовжній напрямок оранки.
Розмив ґрунтів нерідко супроводжується утворенням ярів. У деяких районах яри займають значні території.
Іригаційна ерозіярозвивається за порушення правил поливу на зрошуваних землях. Розвівання верхніх горизонтів ґрунту сильними вітрами. називається дефляцією.При дефляції ґрунт втрачає найдрібніші частинки, а разом із ними найважливіші для родючості хімічні речовини. Розвитку дефляції сприяє знищення рослинності на території з недостатньою атмосферною зволоженістю, непомірний випас худоби, сильні вітри. Дефляції найбільше схильні до супіщаних, а також родючих карбонатні чорноземи. Під час сильних бур частинки ґрунту можуть з великих площ нестись на значні відстані. За даними М. L. Jackson (1973), на планеті щорічно до 500 млн. т пилу потрапляє в атмосферу. З історії відомо, що курні бурі руйнували незахищені ґрунти величезних сільськогосподарських територій Азії, Південної Європи, Африки, Південної та Північної Америки, Австралії. Нині вони стають національним чи регіональним лихом багатьох держав. Втрати ґрунтів від дефляції у найбільш катастрофічні роки досягають 400 т/га. У США в 1934 р. в результаті бурі, що вибухнула, в районах розораних прерій Великої рівнини близько 200 млн. га ріллі були перетворені на непрямі землі, 50 млн. га різко знизили свою родючість. У гонитві за прибутком від продажу зерна були розорані пасовища та залужені схили. І це миттєво позначилося на стійкості ґрунтів від розвіювання. Втрати врожаю на таких ґрунтах сьогодні становлять 50-60%. Аналогічні явища трапляються повсюдно. Так, Африка на південь від 30° пд. ш. щорічно втрачає від ерозії та дефляції до 1,7 млн. га. На 60-80% еродовано пасовища Середзем'я, Атласу, Альп. Найбільш інтенсивна ерозія у гірських безлісих густозаселених країнах.
Дефляція становить небезпеку всім районів Казахстану. Особливо чорні бурі виникають у північних областях Казахстану за швидкості вітру 10-12 м/с, але найбільшої сили вони досягають за швидкості вітру 15-20 м/с.
У південних областях України найбільш спустошлива курна буря була у квітні 1928 р., коли постраждало близько 400 тис. км 2 земель від Дону до Дніпра. Швидкість вітру сягала 10 м/с. Він видув ґрунт в окремих місцях до глибини 12 см. Ця буря забрала з полів 15 млн. т ґрунту.
У 1960 р. на Північному Кавказі та Південній Україні зі значної площі бурею було знесено шар ґрунту завтовшки 7-10 см, а у Запоріжжі загинула частина озимих посівів. Частинки ґрунту були віднесені на величезні відстані – у райони Білорусії, Західної України, Румунії та Болгарії.
Ґрунти руйнуються під впливом транспорту, землерийних машин та техніки.
Боротьба з руйнуванням ґрунту включає комплекс заходів, які потребують серйозного наукового та інженерно-економічного обґрунтування для кожного конкретного регіону.
Основне значення має усунення причин, що спричиняють руйнування.
Серйозну проблему для сучасного землеробства представляє засолення ґрунтів.У природних умовах ґрунти засолюються через ґрунтові води, насичені солями. Якщо ґрунтові води розташовані на невеликій глибині, у спекотних і посушливих районах вони піднімаються по ґрунтових капілярах і випаровуються. На поверхні ґрунту залишаються всі розчинені раніше у воді солі. Якщо ґрунтові води лежать на досить великій глибині, то навіть у посушливих зонах ґрунт не завжди піддається засоленню.
Найбільшу небезпеку у землеробстві становить вторинне засолення зрошуваних ґрунтів.Сучасні зрошувальні системи, за небагатьом винятком, будуються та функціонують без гідроізоляції. В результаті ґрунтові води, піднімаючись вгору (іноді зі швидкістю 0,5-2 м/рік і більше), підтоплюють поверхню ґрунту та за відсутності гарного природного дренажу (вільного відтоку ґрунтових вод) викликають заболочування та засолення земель. Заболочування та вторинне засолення зрошуваних земель практично набуло повсюдного характеру. Засолення ґрунтів при зрошуваному землеробстві спостерігається у всіх країнах Близького та Середнього Сходу – від Афганістану до Марокко та Сенегалу, у зрошуваних районах Австралії, США, Мексики. Вторинне засолення поширене в Індії та інших країнах Азії. За даними ФАО, щонайменше 50% площі зрошуваних земель значно засолено. В результаті людство втратило багато мільйонів раніше родючих земель.
Грунт - середовище проживання численних нижчих тварин і мікроорганізмів, у тому числі бактерій, цвілевих грибків, вірусів та ін. сапрофаги;вони живуть і розмножуються у ґрунті і не завдають шкоди тваринним організмам. У ґрунті мешкають постійно або тимчасово і так звані патогенні(грец. pathos - страждання, genos - народження) - хвороботворні мікроорганізми,збудники інфекційних хвороб Деякі з них (переважно постійні жителі грунту) утворюють суперечку - щільну оболонку, що забезпечує їм високу стійкість по відношенню до різних несприятливих факторів зовнішнього середовища: високої температури, висихання, тиску, відсутності поживних речовин. Потрапивши у сприятливі умови, суперечки набувають початкової форми.
Групу спороутворюючих бактерій прийнято називати клостридіями.Накопичилося достатньо даних про те, що клостридії не тільки мають здатність тривалий час зберігатися в ґрунті у вигляді суперечки, а й розмножуватися в ній у вегетативний період свого існування. До патогенних бактерій відносяться збудники таких небезпечних інфекційних захворювань, як сибірка, газова гангрена, правець, ботулізм та ін. Збудники цих хвороб у деяких ґрунтах залишаються життєздатними багато десятиліть. Людина заражається ними безпосередньо при обробці ґрунту, збиранні врожаю, будівельних роботахі т. п. До найбільш небезпечних хвороб людини і тварин відноситься сибірська виразка.Збудник сибірки - сибірська виразна паличка, потрапляючи з сечею і випорожненнями хворих тварин у ґрунт, утворює суперечку і в такому стані може зберігатися роками, особливо в каштанових та чорноземних ґрунтах. Тварини, поїдаючи корм, забруднений цією паличкою, заражаються сибіркою. Зараженню поверхневих шарів ґрунту на пасовищах можуть сприяти земляні роботи в неблагополучній по сибірці місцевості (при меліоративних роботах, будівництві і т. д.). Людина заражається сибіркою, як правило, при контакті з хворими або полеглими тваринами (при догляді за ними, забої, знятті шкір та ін.), через продукти та сировину, отримані від хворих тварин (м'ясо, шерсть, шкіра), а також при безпосередньому зіткненні з ґрунтом.
Особливу небезпеку для людини становить паличка правця.Повноцінна паличка виявляється у грунті у різних географічних районах. Зараження людини відбувається через пошкоджену шкіру або слизову оболонку при контакті із забрудненим ґрунтом. У минулому особливо часто правець реєстрували серед солдатів під час воєнних дій. У мирний час захворюваність на правця зустрічається головним чином серед жителів сільської місцевості.
У ґрунтах зустрічається також спороносна паличка-збудник ботулізму -тяжкого харчового отруєння. При вивченні ґрунтів деяких районів Кавказу, Азовського та Каспійського морів, Приморського краю, Далекого Сходута Ленінграда вона виявлена в середньому в 9% проб, біля берегів озера Балхаш та в Вірменській РСР - у 33% проб. З ґрунту вона може потрапити на овочі, ягоди, фрукти, рибу, гриби та інші продукти і за сприятливих анаеробних умов зі суперечки переходить у вегетативну форму, що продукує токсин (отрута). За силою на організм людини і тварини він перевершує всі інші бактеріальні токсини і хімічні отрути. Ботулізм реєструється у багатьох країнах світу - США, Канаді, Франції, Японії, Росії, Казахстані та ін.
Аналіз випадків зараження ботулізмом біля Казахстану показує, що вони пов'язані з продуктами домашнього приготування: рибою солоною і в'яленою, грибами, консервованими в герметично закритих банках, консервами овочевими і фруктовими.
Ґрунт - джерело зараження людини газовою гангреною.Це важке захворювання, що характеризується набряком тканин, що швидко поширюється, і їх омертвінням. Вона виникає при проникненні суперечка гангренозної палички у пошкоджені тканини разом із забрудненим ґрунтом, уривками одягу, взуття та іншими предметами. Газову гангрену можуть викликати кілька видів клостридій. Найчастіше у ґрунті зустрічаються клостридії перфрінгенс типу А.Ці мікроби, за даними різних авторів, зустрічаються у кожному зразку ґрунту. Потрапляючи в рану, вони за сприятливих умов розмножуються в тканинах і продукують токсин, який викликає омертвіння та інші важкі ознаки захворювання.
З тимчасових мікроорганізмів, що мешкають у ґрунті, велику групу складають збудники кишкових інфекцій(черевного тифу, паратифів, дизентерії, холери), бруцельозу, туляремії, чуми, кашлюкута ін. Вони потрапляють у ґрунт лише за певних умов (з виділеннями хворих, з нечистотами та ін.). Не можна сказати, що ґрунт - сприятливе середовище для їх проживання. У їх загибелі велику роль поряд з нестачею поживних речовин не завжди оптимальними вологістю і температурою грунту грає антагонізм між різного роду ґрунтовими мікроорганізмами. Не знаходячи відповідних умов свого розвитку, патогенні в людини і тварин неспороносные бактерії гинуть зазвичай щодо швидко. Однак деякі з них, особливо у забрудненому ґрунті, зберігаються тривалий час: збудники черевного тифу, паратифів та холери залишаються життєздатними від кількох діб до трьох місяців; бруцельозу - від кількох діб до п'яти місяців, туляремії - від кількох діб до двох місяців і т. д. Ентеровіруси - збудники поліомієліту та деяких кишкових захворювань вірусного походження - виживають у ґрунті від 25 до 170 днів.
Зазвичай зараження людини кишковими інфекціями відбувається через забруднені овочі. Однак найбільшу небезпеку має вторинне забруднення підземних та поверхневих вод. Атмосферні опади, що потрапляють на забруднений ґрунт і проходять через нього, виносять мікрофлору, у тому числі і збудників заразних хвороб, з поверхневих шарів у грунтові води, що нижчележать, і забруднюють їх. Зі зливовими водами збудники можуть потрапити у водойми.
Для людини певну небезпеку становлять окремі видиактиноміцетів,викликають поверхневі та глибокі мікози, а також мікобактерії-збудники туберкульозу, прокази,і дифтерії людини.Терміни виживання цих мікроорганізмів у ґрунті значні: для паличок туберкульозу – від кількох днів до 15 місяців, для дифтерійної палички – від кількох днів до двох-трьох тижнів.
Грунт може бути місцем розвитку, а за певних умов та інфікування мух. Весь цикл розвитку мухи пов'язаний із ґрунтом. Самка мухи відкладає яйця зазвичай у місцях гнильних покидьків і нечистот. Цикл розвитку до окриленої мухи відбувається у землі та сухих покидьках. Вони ж у зимовий період багато мухи зберігаються як і дорослому стані, і у стадії личинок. Значення мух у поширенні кишкових та інших інфекцій переконливо доведено. Муха переносить заразний початок як на поверхні свого тіла, на лапках та хоботі, так і в кишечнику. Багато збудників кишкових інфекцій зберігаються у життєздатному стані поверхні тіла мухи до двох діб, а кишечнику ще більше.
До другої групи гельмінтів відносяться свинячий і бичачий ціп'яки (солітери). Вони мають дуже складний цикл розвитку. З кишечника людини яйця гельмінтів потрапляють у ґрунт, звідти – у корм великої рогатої худоби та свиней. У кишечнику цих тварин вони перетворюються на личинки, які зі струмом крові розносяться по всьому тілу та поселяються головним чином у м'язах. Людина, вживаючи без достатньої термічної обробкияловичину чи свинину, заражається личинковою стадією гельмінтів.
На здоров'я людини може чинити певний вплив хімічний склад ґрунту.Ще академік В. І. Вернадський звернув увагу на значення для живих організмів деяких мікроелементів ґрунту. Численними дослідженнями нашій країні і там твердо встановлено, що з них істотно впливають зростання і розвитку рослин, стан і функції організму тварин, зокрема і людини.
Біохімічні процеси, що відбуваються в земній корі, та процеси утворення та обміну хімічних елементів в організмі взаємопов'язані як окремі етапи круговороту речовини в природі, як процеси взаємного обміну, що зумовлюють життя.
У складі організмів виявлено 47 хімічних елементів, що постійно присутні. Там припадає від 0,4 до 0,6% живої маси. До досить вивчених відносяться мідь, кобальт, цинк, марганець, йод, молібден, селен, фтор, стронцій, бор, кадмій, ванадій. Мікроелементи - біогенні хімічні елементи, які грають роль каталізаторів у розвитку рослин, особливо у процесах засвоєння азоту та фотосинтезу. Встановлено, що з додаванні до кормів тварин необхідних мікроелементів вони відзначається посилення зростання. Відсутність тієї чи іншої мікроелемента супроводжується специфічними ознаками його недостатності. Так, недолік міді при деякому надлишку молібдену та сульфатівпризводить до виникнення ендемічної атаксії тварин.
Велике значення мікроелементів в організмі людини. До складу крові людини входить 24 елементи, жіночого молока - близько 30 (мідь, цинк, кобальт, кремній, миш'як та ін.). Однак кількість біогенних елементів у різних середовищах людського організмуне можна вважати остаточно встановленим. Мікроелементи входять до складу деяких важливих залоз внутрішньої секреції – щитовидної, підшлункової, статевих та ін. Так, цинк входить до складу щитовидної залози, гіпофізу, сім'яників та яєчників; кобальт - підшлункової та щитовидної залоз. Є підстава вважати, що мікроелементи істотно впливають на функцію ендокринних залоз. Мікроелементи входять до складу багатьох хімічних комплексів організму, таких як з'єднання металів з білками, різні ферменти, дихальні пігменти, гормони та деякі вітаміни. Вони беруть участь у проміжних процесах обміну речовин.
Мікроелементи надходять в організм людини з рослинною та тваринною їжею, частково з водою, за схемою: ґрунт – рослина – організм тварини. Рівень забезпеченості рослинних та тваринних організмів мікроелементами залежить від вмісту їх насамперед у ґрунті. Недолік чи надлишок мікроелементів у грунті призводить до нестачі чи надлишку їх у травоїдних, а й м'ясоїдних тварин, соціальній та організмі людини, тягне у себе ослаблення чи посилення синтезу біологічно активних речовин, до складу яких входять мікроелементи, порушення процесу проміжного обміну речовин , виникнення захворювань Захворювання, пов'язані з нестачею або надлишком мікроелементів, дістали назву ендемічних(Від грец. Endemos - місцевий). Райони, в яких виявляються відхилення у розвитку рослин та тварин, реєструються ендемічні захворювання, пов'язані з місцевими геохімічними особливостями, О. П. Виноградов назвав біогеохімічними провінціями.
Відомі біогеохімічні провінції, бідні йодом (західні області України), бідні кобальтом і міддю (Прибалтійські республіки, Ярославська область) та ін. . Нестача йоду є причиною виникнення зобної хворобиі кретинізму.Нестача кальцію при надлишку стронцію в питній воді та продуктах харчування є, як вважають, причиною рівневої хворобиКашина-Бека. Низький вміст кобальту в ґрунті – причина виникнення дисфункції обмінних процесів у рогатої худоби та овець.Недолік вмісту у ґрунті та питній воді фтору призводить до карієсу зубів.При вмісті фтору в питній воді вище 1,3 мг/л у людини та тварин зуби уражаються “плямистою емаллю”. При цьому захворюванні нерідко уражається кісткова система організму. (Флюороз).У деяких зарубіжних країнах останніми роками набуло поширення ендемічне захворювання дітей раннього віку. метгемоглобінемія,викликана надлишком у воді солей азотної кислоти.
Для боротьби з ендемічними захворюваннями в гірських районах з йодною недостатністю до раціону населення вводиться спеціальна йодована сіль. У місцевостях із нестачею фтору у плановому порядку проводиться фторування води тощо.
Поряд з природним нерівномірним поширенням тих чи інших хімічних елементів у сучасних умоваху величезних масштабах відбувається і штучний перерозподіл їх. Викиди промислових підприємств та об'єктів сільськогосподарського виробництва, розсіюючись на значні відстані та потрапляючи у ґрунт, створюють нові поєднання хімічних елементів. З ґрунту ці речовини в результаті різних міграційних процесів можуть потрапляти в організм людини (ґрунт - рослини - людина, ґрунт - атмосферне повітря -людина, ґрунт - вода - людина та ін.). З промисловими твердими відходами у ґрунт надходять усілякі метали (залізо, сталь, мідь, алюміній, свинець, цинк) та інші хімічні забруднення, у тому числі мікроелементи, органічні та неорганічні сполуки. Прикладом можуть бути так звані кислі дощі, що утворюються при надлишку в повітрі оксидів сірки, що надходять в атмосферу спалювання мінеральної сировини.
Ґрунт має здатність накопичувати радіоактивні речовини, що надходять до неї з радіоактивними відходами ядерних, енергетичних та інших реакторів, регенераційних установок “гарячих” лабораторій, медичних, науково-дослідних установ, що використовують радіоізотопи, а також з атмосферними радіоактивними опадами після ядерних випробувань. З радіоактивних ізотопів найбільшу небезпеку становлять Sr та Cs з тривалими періодами напіврозпаду (відповідно 28 та 30 років). Радіоактивні речовини включаються до харчових ланцюгів і вражають живі організми. Поразка організму може бути як індивідуальним(наприклад, розвиток злоякісних новоутворень), і генетичним,що становлять потенційну небезпеку для здоров'я майбутніх поколінь.
До хімічних сполук, що забруднюють ґрунт, відносяться і канцерогенні речовини - канцерогени.В даний час під канцерогенами мають на увазі хімічні, фізичні та біологічні речовини, які відіграють істотну роль у виникненні пухлинних захворювань у тварин організмів. Найбільш поширені такі канцерогени, як поліциклічні ароматичні вуглеводні (ПАУ). До цієї групи входять до 200 агентів, у тому числі бенз(а)пірен (БП), 7-12-диметилбенз(а)антрацен, дибенз(а)антрацен, 3,4-бензфлуорантен та інші, що мають високу канцерогенність. Найбільш відомий та активний її представник – БП., який прийнято вважати індикатором групи ПАУ.
Основні джерела забруднення ґрунту канцерогенними речовинами - вихлопні гази літаків, автотранспорту, викиди промислових підприємств, теплових електростанцій, котелень і т.д. Канцерогенні речовини виявляються у ґрунті повсюдно, проте інтенсивність забруднення ними коливається у значних межах. Це залежить від потужності джерела забруднення, відстані від нього досліджуваної території, напрямку вітру та інших факторів.
Виявлення БП та інших поліциклічних ароматичних вуглеводнів у пробах, що відбираються на території, де були відсутні джерела канцерогенів, дало підставу припустити, що їх наявність зумовлена не тільки діяльністю людини. Дослідження, проведені Л. М. Шабадом, дозволили визначити "фоновий" рівень канцерогенних вуглеводніву ґрунті та інших об'єктах зовнішнього середовища сільськогосподарських районів, де відсутні джерела забруднення цими речовинами. Знання фонового рівня має велике практичне значення для оцінки забрудненості ґрунту канцерогенними вуглеводнями.
Певну роль виникненні фонового рівня канцерогенних забруднень грають вулканічні виверження. За зробленими підрахунками вулкани викидають протягом року близько 3х10 9 т вулканічного попелу, 0,04% якого (близько 1 млн. т) становлять органічні сполуки. Із загальної кількості органічних сполук третина падає на вуглеводні. Вулканічний попіл залежно від сили виверження викидається на висоту від 1 до 5 км і більше і з потоками повітря переноситься на великі відстані. Так, у 1883 р. при виверженні вулкана Кракатау (Індонезія) дрібні вулканічні порошинки облетіли навколо Землі двічі. У 1956 р. під час виверження вулкана Безіменний на Камчатці висота викиду досягла 45 км, а попіл був рознесений на десятки тисяч кілометрів. У застиглій вулканічній масі виявляли канцерогенні вуглеводні.
Питома вага природних канцерогенних речовин у ґрунті невелика і не становить реальної загрози для людини. Основна небезпека забруднення грунту пов'язані з глобальним забрудненням атмосфери.
Таким чином, у зв'язку з розвитком науково-технічної революції взаємозв'язок людини та ґрунту ускладнюється, і це слід враховувати при плануванні заходів щодо охорони ґрунту.
Перед усім людством стоїть найважливіше завдання - збереження різноманіття всіх організмів, які живуть Землі. Усі види (рослинність, тварини) тісно взаємопов'язані. Знищення навіть одного з них призводить до зникнення інших видів, пов'язаних з ним.
З того самого моменту, як людина придумала знаряддя праці і стала більш-менш розумною, почався її всебічний вплив на природу планети. Чим більше розвивалася людина, тим більше впливав він на довкілля Землі. Як людина впливає на природу? Що є позитивним і що негативне?
Негативні моменти
Є і плюси, і мінуси впливу людини на природу. Для початку розглянемо негативні приклади згубного:
- Вирубування лісів, пов'язані з будівництвом магістралей та ін.
- Забруднення ґрунту відбувається у зв'язку з використанням добрив та хімікатів.
- Скорочення чисельності популяцій через розширення площ для полів за допомогою вирубування лісів (тварини, позбавляючись нормального довкілля, гинуть).
- Знищення рослин і тварин у зв'язку зі складнощами їх адаптації до нового життя, сильно зміненого людиною, або просто винищення їх людьми.
- і води різноманітними та самими людьми. Наприклад, у Тихому океані існує “мертва зона”, де плаває дуже багато сміття.
Приклади впливу людини на природу океану та гір, на стан прісної води
Зміна природи під впливом людини дуже суттєва. Сильно страждають флора та фауна Землі, забруднюються водні ресурси.
Як правило, легке сміття залишається на поверхні океану. У зв'язку з цим утрудняється доступ повітря (кисню) та світла до мешканців цих територій. Численні види тварин намагаються шукати нові місця для свого проживання, що, на жаль, вдається не всім.
Щорічно течії океану приносять мільйони тонн сміття. Це справжнісінька катастрофа.
Негативно впливає і вирубування лісів на схилах гір. Вони стають голими, що сприяє виникненню ерозії, як наслідок, відбувається розпушення ґрунту. А це призводить до руйнівних обвалів.
Забруднення відбувається як вод океанів, а й прісної води. Щодня до річок потрапляють тисячами кубометрів стоки каналізаційних чи промислових відходів.
А заражені пестицидами, хімічними добривами.
Жахливі наслідки розливів нафти, видобутку корисних копалин
Лише одна нафтова крапля призводить до непридатності приблизно 25 літрів води для пиття. Але це не найстрашніше. Досить тонка плівка нафти покриває поверхню величезної площі вод – приблизно 20 м 2 води. Це згубно для всього живого. Всі організми під такою плівкою приречені на повільну смерть, тому що вона перешкоджає доступу кисню до води. Це також прямий вплив людини на природу Землі.
Люди видобувають корисні копалини з надр Землі, що сформувалися за кілька мільйонів років, - нафта, вугілля та інше. Такі промислові виробництваразом з автомобілями викидають в атмосферу вуглекислий газ величезних кількостях, що призводить до катастрофічного зменшення озонового шару атмосфери - захисника поверхні Землі від ультрафіолетового випромінювання, що несе смерть, від Сонця.
За період останніх 50 років температура повітря на Землі зросла лише на 0,6 градуса. Але це дуже багато.
Таке потепління призведе до підвищення температури Світового океану, що сприятиме таненню полярних льодовиків в Арктиці. Таким чином, виникає найбільша глобальна проблема - порушується екосистема полюсів Землі. Льодовики – це найголовніші та об'ємні джерела чистої прісної води.
Користь людей
Слід зазначити, що приносять і певну користь, і чималу.
Треба і з цього погляду відзначити вплив людини на природу. Позитивне полягає у заходах, які проводяться людьми для покращення екології навколишнього середовища.
На багатьох великих територіях Землі в різних країнахорганізовані заповідні території, заказники та парки – місця, де все зберігається у первозданному вигляді. Це найрозумніший вплив людини на природу, позитивний. У таких заповідних місцях люди сприяють збереженню рослинного та тваринного світу.
Завдяки їх створенню багато видів тварин і рослин збереглися Землі. Рідкісні та вже зникаючі види обов'язково заносяться до створеної людиною Червоної книги, за якою забороняється промисел на них і збір.
Також люди створюють штучні водні канали та зрошувальні системи, які допомагають підтримувати та збільшувати
У великих масштабах проводяться і заходи щодо висадження різноманітної рослинності.
Способи вирішення проблем, що виникають у природі
Для вирішення проблем необхідний і важливий насамперед активний вплив людини на природу (позитивний).
А щодо біологічних ресурсів (тварин і рослин), їх слід використовувати (добувати) в такий спосіб, щоб у природі завжди залишалися особини у кількостях, сприяють відновленню колишньої чисельності популяцій.
Також необхідно продовжити роботи з організації заповідників та посадки лісів.
Проведення всіх цих заходів щодо відновлення та поліпшення навколишнього середовища – вплив людини на природу позитивний. Все це необхідно на благо самого себе.
Адже благополуччя життя, як і всіх біологічних організмів, залежить стану природи. Зараз перед усім людством стоїть найголовніша проблема – створення сприятливого стану та стійкості середовища життя.
