Взаимоотношения организмов и среды. Популяция, биоценоз, экосистема

 

Тема 3. Природные  ресурсы и их рациональное использование. Охрана природных ресурсов.

Задание 7. Охрана почвы.

Защита почв от прогрессирующей  деградации и  необоснованных потерь — наиболее острая экологическая  проблема в земледелии, которая еще далека от своего решения.

В число основных звеньев  экологической защиты почв  входят:

- защита почв от водной и ветровой эрозии;

- организация севооборотов и системы обработки почв с целью повышения их плодородия;

- мелиоративные мероприятия (борьба с заболачиванием, засолением почв и др.);

- рекультивация нарушенного почвенного покрова;

- защита почв от загрязнения, а полезной флоры и  фауны — от уничтожения;

- предотвращение необоснованного изъятия земель из  сельскохозяйственного оборота.

Защита почв должна осуществляться на основе  комплексного подхода  к сельскохозяйственным угодьям как сложным природным образованиям (экосистемам) с обязательным  учетом региональных особенностей.

Для борьбы с эрозией почв необходим комплекс мер:землеустроительных (распределение угодий по степени их  устойчивости к эрозионным процессам), агротехнических  (почвозащитные севообороты, контурная система выращивания

сельскохозяйственных культур, при которой задерживается сток, химические средства борьбы и т. д.), лесомелиоративных  (полезащитные и водорегулирующие лесные полосы, лесные  насаждения на оврагах, балках и т. д.) и гидротехнических (каскадные пруды и т. д.).

При этом учитывают, что гидротехнические мероприятия останавливают развитие эрозии на определенном участке сразу же после их устройства, агротехнические — через несколько лет, а лесомелиоративные — через 10—20 лет после их  внедрения.

Для почв, подверженных сильной  эрозии, необходим весь комплекс противоэрозионных  мер: полосное земледелие, т. е. такая  организация территории, при которой прямолинейные контуры полей чередуются с полезащитными лесными полосами, почвозащитные севообороты (для защиты почв от дефляции), облесение оврагов, бесплужные системы обработки почв  (применение культиваторов, плоскорезов и т. п.), различные гидротехнические мероприятия (устройство каналов, валов, канав, террас, сооружение водотоков, лотков и др.) и другие меры.

Для борьбы с заболачиванием почв в районах достаточного или избыточного увлажнения в результате нарушения природного водного режима применяют различные осушительные  мелиорации. В зависимости от причин заболачивания — это  может быть понижение уровня грунтовых вод (рис. 3) с помощью закрытого дренажа, открытых каналов или водозаборных сооружений, строительство дамб, спрямление русла реки для  защиты от затопления, перехват и сброс атмосферных склоновых вод и др.

 Однако чрезмерное осушение больших площадей может вызвать нежелательные изменения в экосистемах — переосушку почв, их дегумификацию и декальцинирование (приставка «де» означает устранение чего-либо), а также вызвать обмеление малых рек, усыхание лесов и т. д.

 

Рис. 3. Схема осушения заболоченного  участка под влиянием дренирования водозаборного сооружения в плане (а) и разрезе (б):1 — площадь заболоченного участка; 2—3 — скважины

(2 —водозабор; 3 — наблюдательные); 4 — уровень грунтовых вод до эксплуатации водозабора; 5— депрессионная воронка сниженных уровней грунтовых вод на водозаборном участке.

Для предупреждения вторичного засоления почв  необходимо устраивать дренаж, регулировать подачу воды, применять  полив дождеванием, использовать капельное и прикорневое орошение, выполнять работы по гидроизоляции оросительных  каналов и т.д.

К сожалению, все эти методы и технические новинки для  предупреждения вторичного засоления  почв применяются лишь на небольшой  части орошаемых территорий. Причины  везде одинаковы: 1) высокая стоимость  и трудоемкость  мелиоративных  работ; например, дренажные работы и  гидроизоляция  каналов почти  вдвое удорожают строительство  оросительных  систем; 2) надежда  на то, что «неблагоприятные последствия  орошения скажутся когда-то в будущем, когда будет больше средств. Но результат  всегда и везде был один и тот  же: катастрофически быстрый подъем грунтовых вод, вторичное  засоление, падение урожаев, потери капиталовложений, в  конечном итоге испорченные  земли.

Для предотвращения загрязнения  почв пестицидами и  другими вредными веществами используют экологические  методы защиты растений (биологические, агротехнические и др.), повышают природную способность почв к  самоочищению, не применяют особо  опасные и стойкие инсектицидные  препараты и др.

Например, широко используется разведение и выпуск в агроэкосистемы насекомых-хищников: божьей коровки,  жужелицы, муравьев и др. (биологическая  защита), внедрение в  природные  популяции видов или особей, не способных давать  потомство (генетический метод защиты), оптимизация размеров отдельных полей для подавления нежелательных видов  (агротехнический  метод).Изъятие пахотных земель для капитального  строительства и других целей может быть допущено лишь в  исключительных случаях в соответствии с действующим  законодательством.

Для сохранения продуктивности земель необходимо  вводить научно обоснованные нормы земельных площадей,  расширять использование для  строительства условно  непригодных  для сельского хозяйства земель, прокладывать  коммуникации под  землей, повышать этажность застройки  городов и населенных пунктов  и т. д. При проведении строительных и иных работ, связанных с механическим нарушением почвенного покрова, предусматривается  снятие, сохранение и нанесение почвенного плодородного слоя на нарушенные земли. Снятие почвенного слоя  осуществляется в соответствии с ГОСТ 17.5.3.06-85 «Охрана природы. Требования к определению норм снятия плодородного слоя почвы при производстве земляных работ». Для разных типов почв толщина плодородного слоя колеблется от 0,2 (дерново-подзолистые) до 1,2 м (черноземы). Плодородный слой вывозится и складируется в специальных временных отвалах (буртах). Нанесение почвенного плодородного слоя на нарушенные земли производят не позднее одного года с момента окончания земляных работ.

Почва, как и вся земля  в целом, охраняется законом.  Землепользователи  обязаны эффективно и рационально использовать земельные богатства, повышать плодородие земельных угодий, не допускать порчу, загрязнение, засорение и  истощение земель.

Тема 4.Загрязнение  природной среды. Инженерные методы защиты среды.

Задание 8. Загрязнение  литосферы.

Литосфера загрязняется жидкими и твердыми загрязняющими  веществами и отходами. Установлено, что ежегодно на одного жителя Земли  образуется одна тонна отходов, в  том числе более 50 кг полимерных, трудноразлагаемых.

Источники загрязнение  почвы могут быть классифицированы следующим образом: 
а) жилые дома и коммунально-бытовые предприятия( в составе загрязняющих веществ этой категории источников преобладают бытовой мусор, пищевые отходы, строительный мусор, отходы отопительных систем, пришедшие в негодность предметы домашнего обихода и т.п.); 
б) промышленные предприятия(в твердых и жидких промышленных отходах постоянно присутствуют вещества, способные оказывать токсическое воздействие на живые организмы и растения); 
в) транспорт(при работе двигателей внутреннего сгорания интенсивно выделяются оксиды азота, свинец, углеводороды, оксид углерода, сажа и другие вещества, оседающие на поверхность земли или поглощаемые растениями. В последнем случае эти вещества также попадают в почву и вовлекаются в круговорот, связанный с пищевыми цепями); 
г) сельское хозяйство (загрязнение почвы в сельском хозяйстве происходит вследствие внесения огромных количеств минеральных удобрений и ядохимикатов. Известно, что в составе некоторых ядохимикатов содержится ртуть).

Установление предельно  допустимых концентраций вредных веществ  в почве в настоящее время  находится еще в самом начале разработке. ПДК установлены примерно для 50 вредных веществ, преимущественно  ядохимикатов, применяемых для защиты растений от вредителей и болезней. Однако почва не принадлежит к  тем средам, которые непосредственно  воздействуют на здоровье человека, тогда  как воздух и вода вместе с загрязнителями потребляются живыми организмами.

Неблагоприятное влияние  загрязнителей почвы проявляется  через трофическую цепь. Поэтому  на практике для оценки степени загрязнения  почвы используются два показателя:

- предельно допустимую  концентрацию в почве (ПДК), мг/кг; 
- допустимые остаточные количества (ДОК), мг/кг массы растительности. Так, для хлорофоса ПДК равна 1,0 мг/кг, ДОК=2,0 мг/кг. Для свинца ПДК=32 мг/кг, ДОК в мясопродуктах составляет 0,5 мг/кг.

Санитарный контроль загрязнения почвы в условиях городов осуществляется санэпединслужбой. Под ее контролем находятся также транспортировка отходов, согласование мест складирования, захоронения и переработки.

Почва относится  к трехфазным системам, однако физико-химические процессы, протекающие в почве, чрезвычайно  замедлены, и растворенные в почве  воздух и вода не оказывают существенного  ускоряющего воздействия на протекание этих процессов. Поэтому самоочищение почвы, по сравнению с самоочищением  атмосферы и гидросферы, происходит очень медленно. По интенсивности  самоочищения эти компоненты биосферы располагаются в следующей последовательности: атмосфера - гидросфера - литосфера. 
В результате вредные вещества в почве постепенно накапливаются, со временем становятся угрозой для человека. 
Самоочищение почвы в основном может произойти только при загрязнении органическими отходами, которые подвергаются биохимическому окислению микроорганизмами. В то же время тяжелые металлы и их соли постепенно накапливаются в почве и могут лишь опустить в более глубокие слои. Однако при глубокой вспашке почвы они снова могут оказаться на поверхности и попасть в трофическую цепь.

Таким образом, интенсивное  развитие промышленного производства приводит к росту промышленных отходов, которые в совокупности с бытовыми отходами существенно влияют на химический состав почвы, вызывая ухудшение  ее качества.

Бережное и грамотное  обращение с землей на сегодняшний  день стало самой актуальной проблемой.

 

 

 

Поступая в состав литосферы, твердые промышленные и  сельскохозяйственные отходы могут  содержать разнообразные токсичные  вещества. Это может происходить  при добыче полезных ископаемых, когда  на поверхность земли поднимаются  огромные массы вещества. 
Представим ситуацию в районе добычи, например, угля. Вместе с углем на поверхность поднимается огромное количество пустой породы, которую за ненадобностью просто отправляют в отвалы. Постепенно образуются терриконы - огромные, в десятки метров высотой, конусообразные горы пустой породы, резко искажающие облик природного ландшафта. А весь ли уголь, поднятый на поверхность, обязательно будет вывезен к потребителю? Конечно, нет. Ведь процесс негерметичен. Огромное количество угольной пыли осядет на поверхности земли. В результате изменится состав почв, грунтовых вод, что неминуемо повлияет на животный и растительный мир района.

 
Твердые отходы - это и обычный  бытовой мусор. Ежегодно только из больших  городов вывозится более 12 млрд т всевозможных бытовых отходов. Такие массы вещества позволяют приравнять процесс "производства" мусора к геологическим процессам, так как они сопоставимы с объемами выбросов во время вулканических извержений. Большую часть бытовых отходов составляют разнообразные упаковочные материалы: бумага, стекло, пластик и др. Их количество зависит от объема потребления населением всевозможных товаров.

 
Поэтому львиную долю всего бытового мусора "производят" развитые страны, отличающиеся высоким уровнем жизни. Пока основным способом борьбы с этим видом загрязнения природной  среды является вывоз мусора за пределы  городов на организованные свалки. 
Но это только видимость борьбы. Свалка уродует пейзаж. С ее поверхности в воздух поступают в виде испарений летучие соединения, которые ветром могут разноситься на десятки километров. Часть веществ растворяется дождевыми водами, которые затем поступают в подземные воды и разносятся на десятки километров. Окруженные свалками крупные города оказываются в зоне влияния этих свалок.

Появилась даже невеселая шутка: "Был  каменный век, был бронзовый, был  железный? А сейчас идет век мусорный". Существующие заводы по переработке  мусора кажутся отличным средством  для решения проблемы. Но в своей  работе они используют огромное количество электроэнергии, а ее получение не является экологически чистым производством.

 
Еще одно серьезнейшее изменение природного состояния земной поверхности связано  с открытой разработкой полезных ископаемых. Открытая добыча минерального сырья происходит в карьерах. Современные  карьеры могут иметь глубину  сотни метров и диаметр десятки  километров. На площади в сотни  квадратных километров полностью уничтожена природа нашей планеты. Не случайно, что заброшенные карьеры иногда называют "лунным ландшафтом". Другое, часто применяющееся, название - бедленды, то есть "дурные земли". Бедленды довольно часто используются при  съемке фантастических фильмов в  качестве готовых декораций, изображающих чужие миры или Землю после  ядерной катастрофы. Здесь полностью  уничтожена растительность, почва, а  часто и весь слой осадочных отложений  до скального основания. Фактически это "дыра" в природном ландшафте. Но это еще не все. Заброшенные  карьеры расширяются, так как  потоки дождевых вод размывают их склоны, не защищенные растительностью. В результате карьеры увеличивают  свою площадь в несколько раз. 
 
 

Уважаемый посетитель сайта естественных и социально-гуманитарных наук! Помни, что пользуясь нашими шпаргалками, лекциями, семинарами и  конспектами, Вы автоматически соглашаетесь с достоверностью данных на нашем  образовательном сайте. Следует  помнить и учитывать, что наш  образовательный ресурс описывает  основные научные данные о той  или иной науке. Поэтому, будьте готовы к тому, что педагог, который Вас  обучает может не согласиться  с Вашей точкой зрения, ведь сколько  людей, работающих в сфере науки - столько и