Экологические проблемы земной поверхности

Средой обитания человека является поверхность суши. Общая площадь суши составляет 148 млн. км², из которых 15 млн. км² приходится на ледники, остальная часть представляет собой пространство обитания. Около трети пространства обитания приходится на леса и столько же – на сельскохозяйственные угодья. Общая площадь использованной суши в России составляет 1,71 млрд. га или 11,7 га на одного человека. Это значительно превышает показатели других стран, хотя следует помнить, что большая часть земель России не пригодна для сельского хозяйства, за исключением оленеводства (20% земель – тундра).

Большая часть земной поверхности покрыта почвой. Почва – это биокосная система, основаванная на динамическом взаимодействии мжду минеральными компонентами, детритом, детритофагами и почвенными организмами. Минералогический и химический состав почвы определяется, прежде всего, материнской горной породой. Остатки жизнедеятельности растений и животных составляют детрит – отмершее органическое вещество. В почве обитает множество живых организмов (бактерии, грибы, актиномицеты, водоросли, черви, моллюски, насекомые и их личинки, роющие позвоночные и др.), разлагающие детрит до гумуса – органических продуктов разложения животных и растительных остатков. Внутри почвы перенос питательных веществ осуществляется почвенным раствором. Почвы содержат также газы, в основном, азот, кислород и углекислый газ. Состав почвы определяет ее плодородие, а значит и продуктивность экосистемы. В почвах происходит постоянный круговорот химических элементов: почва – организмы (микроорганизмы, растения, животные) – почва. Благодаря этому поддерживается плодородие почвы в естественных экосистемах. В искусственных экосистемах (агроценозах) часть веществ изымается из круговорота в виде урожая, поэтому необходимы меры по искусственному поддержанию плодородия.

Величина и продуктивность сельскохозяйственных угодий определяют объем производства продуктов питания. Поэтому влияние антропогенной деятельности на сохранение почвы и ее плодородия входит в круг интересов экологии. Хозяйственная деятельность человека ведет к уменьшению площадей сельскохозяйственных угодий и уменьшению их плодородия. Основными факторами антропогенного воздействия являются ускоренная эрозия, загрязнение вредными химическими веществами, засоление, заболачивание, изъятие почв под различные сооружения.

Эрозия почвы – это разнообразные процессы разрушения и выноса почвенного покрова потоками воды и ветра. Естественная эрозия протекает с небольшими скоростями и уравновешивается процессами естественного почвообразования. Хозяйственная деятельность человека может вести к ускоренной эрозии, не компенсируемой процессами почвообразования. Причины ускоренной эрозии состоят в неправильной обработке почвы и орошении, нарушении растительного покрова при выпасе скота, уменьшении площадей лесов, строительных работах. Эрозия ведет к снижению плодородия земель, превращению сельхозугодий в неудобные земли, заилению рек и водоемов, а в отдельных случаях к разрушению дорог, линий связи и т.д. Различают ветровую и водную эрозию. Водная эрозия подразделяется на плоскостную, струйчатую, овражную, береговую, сели и оползни. Эрозия приняла огромные масштабы во многих странах и регионах мира. В России в защите от эрозии нуждаются земли Поволжья, Дона, Южной Сибири, Северного Кавказа. Защита от эрозии предполагает комплексную систему взаимодополняющих агротехнических, лесомелиоративных, гидротехнических и организационно-хозяйственных мероприятий. Это требует значительных капиталовложений и дает отдаленный эффект. При социализме противоэрозионные мероприятия финансировались в значительной степени государством.

Засолением называется повышение содержания растворимых в воде неорганических веществ выше 0,25%. Различают первичное засоление, обусловленное составом почвы и подпочвенных горизонтов, рельефом местности и особенностями климата и вторичное засоление – результат неправильного орошения. Засоление ведет к уменьшению плодородия почв, вплоть до полной непригодности для сельскохозяйственного использования. Существует система мер, позволяющая возвращать в сельскохозяйственный оборот засоленные почвы (промывки, дренаж).

Заболачиванием почвы называют почвообразовательный процесс, приводящий к избыточному увлажнению почвы. Процесс может быть естественным или антропогенным. Основными причинами антропогенного заболачивания является уничтожение лесов, особенно на севере таежной зоны, подъем почвенных вод при гидротехническом строительстве и неправильное орошение земель. Борьба с заболачиванием предполагает значительные капитальные вложения.

Загрязнения почв вредными химическими веществами происходит в результате выбросов в атмосферу предприятиями промышленности и транспорта, а также вследствие неправильного применения химических удобрений и средств защиты растений. Загрязнение почв носит локальный характер и определяется объемом и составом выбросов в атмосферу, розой ветров и другими факторами. Последствиями может быть снижение плодородия почвы из-за изменения ее химического и видового состава. Нейтрализация загрязнений почвы химическими соединениями практически маловероятна. Наиболее опасным результатом может быть попадание токсичных веществ в биомассу растений и, далее, по трофическим цепям, в организмы животных и человека. Например, использования травы вблизи автотрасс для корма скота ведет к появлению свинца в продуктах животноводства. Контроль загрязнений сельскохозяйственной продукции в результате заражения почвы требует больших материальных затрат и в большинстве случаев нереален. Проблема с течением времени будет усугубляться. Особое значение приобретает производство сельхозпродукции в регионах с малоразвитой промышленностью и транспортом.

Рост населения Земли и его уровня жизни сопровождается изъятием сельскохозяйственых угодий на нужды урбанизации, промышленности, расширение транспортной сети, строительство водохранилищ, мест захоронений, свалок и т.д. Изъятия земель одновременно сопровождается нарушением значительной площади сельхозугодий. При прокладке 1 км дорог нарушается до 1 га земли. Рекультивация нарушенных земель обычно не проводится или является неэффективной.

Таким образом, общемировой тенденцией является сокращение площадей земельных ресурсов и сельскохозяйственных угодий.

Лесные ресурсы

Леса покрывают около 30% суши. Лес представляет собой биогеоценоз, занимающий особое место среди биогеоценозов, образующих биосферу. Биомасса, накапливаемая в лесу, в десятки раз превышает биомассу других фитоценозов. Леса представляют собой планетарный аккумулятор живого вещества, удерживающий в биосфере ряд химических элементов и воду. Леса определяют планетарный уровень кислородного и углеродного баланса. Уменьшение площади лесов ведет к увеличению концентрации углекислого газа в атмосфере и ускорению эрозии почвы. Лес увеличивает количество осадков на 10-30% из-за конденсации влаги над ними, снижает поверхностный сток до 10 раз и увеличивает запас воды в почве в 1,5-2 раза. Леса задерживают пыль, снижают содержание микроорганизмов в атмосфере вследствие выделения фитонцидов, понижают скорость ветра. Леса создают благоприятный микроклимат, а крупные лесные массивы влияют и на климат планеты. Выражение «леса ^_ легкие планеты» не является преувеличением. Велика роль оздоровительных и эстетических функций лесов. Хозяйственная деятельность человека привела к сокращению площади лесов более чем в два раза. Процесс обезлесения продолжается, что создает угрозу для сохранения способности биосферы к самовосстановлению. Наиболее крупными из сохранившихся лесов являются тропические леса Африки и Южной Америки и таежные массивы России и Канады. Ряд общественных движений Европы и Северной Америки, например «Гринпис», ведут борьбу за сохранение лесов в интересах всей планеты. Но в этом случае, как и во многих других, общечеловеческие интересы вступают в противоречие с интересами отдельных государств.

Леса относятся к возобновляемым природным ресурсам. Поэтому рациональное использование лесов означает использование в размерах естественного прироста. В действительности масштабы лесопользования определяются рыночными принципами, т.е. возможностью получения прибыли. Регулирующая роль принадлежит государству.

России принадлежит около 20% общемировой территории лесов и около 50% общемировых запасов наиболее ценных хвойных пород древесины.

С точки зрения улучшения условий среды обитания важное значения имеют зеленые насаждения городов и лесополосы вдоль дорог и вокруг промышленных предприятий. Такие посадки могут задерживать до 86% пыли, снижать в 3-4 раза концентрацию оксидов серы и азота в атмосфере, снижать содержание микроорганизмов в воздухе, понижать уровень шума на 8-10 дБ и скорость ветра до 5 раз, повышать относительную влажность воздуха на 10-20%.

В регионах с интенсивной эрозией почв создание защитных лесополос является наиболее эффективной природоохранной мерой.