7.3.4. Антропогенные изменения почвы

Определения и обозначения

Антропогенное изменение почвы — изменение её свойств и состояния под воздействием деятельности человека. Оно отличается от естественных процессов почвообразования и изменения среды тем, что связано с хозяйственной деятельностью и может протекать намного быстрее. Этот термин помогает определить, какие последствия связаны с действиями людей и требуют предупреждения или устранения.

Эрозия почвы — разрушение и перенос верхнего плодородного слоя водой или ветром. В природе эрозионные процессы происходят постепенно, но распашка склонов, вырубка растительности и выпас скота способны резко ускорить их. Понятие важно, чтобы распознать потерю плодородной земли и понять, какие способы землепользования её вызывают.

Засоление почвы — накопление растворимых солей в количествах, вредных для растений. Такое состояние часто связано с неправильным орошением: вода приносит соли или поднимает их из глубоких слоёв, а испарение оставляет соли у поверхности. Отличать засоление важно для выбора мер: одного удаления мусора или внесения удобрений здесь недостаточно.

Загрязнение почвы — поступление и накопление в ней веществ и организмов, способных нарушать её свойства и вредить живым организмам. Загрязнителями могут быть отходы, пестициды, избыток удобрений и опасные соединения. Это понятие помогает оценить не только состояние почвы, но и риск переноса вредных веществ в организмы и пищевые цепи.

Как это устроено

На склоне осадки стекают вниз под действием силы тяжести, а ветер перемещает сухие частицы. Растения ослабляют эти процессы: их листья смягчают удары дождя, а корни связывают частицы почвы. При распашке склонов, вырубке растительности или чрезмерном выпасе защитный покров исчезает, и вода с ветром легче уносят плодородный верхний слой. Если борозды направлены вдоль склона, сток получает путь для движения и может вымывать почву особенно интенсивно.

В засушливых районах орошение необходимо растениям, но вода меняет движение растворённых солей в почве. Во время полива соли растворяются и перемещаются вместе с влагой; затем вода испаряется, а соли остаются. Если поливают слишком обильно или устроенный дренаж не отводит избыток воды, соли накапливаются в слоях, где находятся корни. Избыток влаги при этом может поднять уровень грунтовых вод и вызвать заболачивание, то есть длительное переувлажнение почвы.

Удобрения и пестициды применяют для повышения урожая и защиты растений, однако их избыток может нарушать состав почвенной среды. Промышленные и бытовые отходы тоже становятся источником загрязняющих веществ, которые способны сохраняться в почве и вредить её организмам. Если такие вещества усваиваются растениями или животными, они могут переходить дальше по пищевой цепи. Поэтому значение имеет не только наличие загрязнителя, но и его свойства, количество и способность накапливаться в организмах.

При строительстве и добыче полезных ископаемых почвенный слой могут снимать, перемещать или уплотнять тяжёлой техникой. При снятии исчезают сформировавшаяся структура и среда обитания почвенных организмов, а при уплотнении уменьшается пространство между частицами. Из-за этого воздуху и воде труднее проникать в почву, а корням — развиваться. Нарушенная поверхность может становиться более уязвимой для эрозии, особенно если после работ её не восстановить и не закрепить растительностью.

Итог воздействия зависит от того, как долго и на какой площади оно происходило, а также от типа почвы и климата. Потеря гумуса, разрушение структуры, засоление или загрязнение снижают плодородие и меняют условия жизни растений и почвенных организмов. Даже после прекращения вредной деятельности почвенные процессы не всегда быстро возвращаются к прежнему состоянию. Для восстановления могут понадобиться специальные меры, например отвод избытка воды, закрепление поверхности растениями или удаление загрязнённого слоя.

Виды антропогенных изменений почвы

В таблице сопоставлены механизм изменения, вероятные причины и последствия. При выборе мер восстановления нужно сначала определить механизм: например, отвод воды подходит для переувлажнённой почвы, но не заменяет борьбу с загрязнением. Сравнивайте причины и меры в одной строке, а затем оценивайте, какие действия подходят к условиям конкретного участка.

Разбор задач

Задача 1. На склоне распахали поле вдоль склона, после дождей появились промоины. Определите вид изменения почвы и объясните его причину.

1. Промоины — это углубления, образованные стекающей водой, поэтому рассматриваем водную эрозию.
2. При распашке нарушается растительный покров, а борозды вдоль склона направляют воду вниз. Поток быстрее собирается и уносит частицы верхнего слоя.
3. Связываем появление промоин с воздействием дождевой воды, которому помогли условия обработки участка.

Ответ: это усиленная водная эрозия. Её вызвали ослабление растительной защиты и распашка вдоль склона, ускорившая сток воды.

Задача 2. На орошаемом участке в засушливом районе почва покрылась солевой коркой, урожайность снизилась. Объясните вероятный механизм изменения.

1. Солевая корка указывает на накопление растворимых солей у поверхности, то есть на засоление почвы.
2. Поливная вода растворяет соли и переносит их в почве. В сухом климате вода испаряется быстрее, чем соли, поэтому соли остаются и постепенно накапливаются.
3. Если избыточная влага плохо отводится, растворённые соли не вымываются из корнеобитаемого слоя. Повышенная концентрация солей мешает растениям поглощать воду и снижает урожайность.

Ответ: вероятная причина — засоление из-за орошения при недостаточном отводе воды. Испарение оставляет соли в почве, где они вредят растениям.

Задача 3. В районе обнаружили эрозию склонов, засоление орошаемых земель и загрязнение почвы отходами. Для каждого случая назовите вероятный источник воздействия, последствие и подходящую меру профилактики или восстановления.

1. Для эрозии связываем источник с распашкой склонов или удалением растительности. Последствие — потеря плодородного слоя; подойдут обработка поперёк склона и сохранение растительного покрова.
2. Для засоления вероятны полив в сухом климате и плохой дренаж. Соли ухудшают условия роста растений; нужно регулировать полив и обеспечить отвод лишней воды.
3. Загрязнение отходами связано с их неправильным хранением или удалением. Оно может вредить почвенным организмам и попадать в пищевые цепи; необходимы безопасное обращение с отходами и очистка участка с учётом вида загрязнителя.

Ответ: эрозию сдерживают сохранением растительности и правильной обработкой склонов, засоление — режимом полива и дренажом, загрязнение — предотвращением попадания отходов и восстановлением участка.

Типичные ошибки

Считать эрозию только естественным процессом — значит не учитывать, насколько быстро её способны усилить хозяйственные действия. Такое заблуждение возникает потому, что вода и ветер разрушают почву и без вмешательства человека. Проверьте себя: если после распашки, вырубки или выпаса разрушение ускорилось, есть антропогенный фактор. Тогда нужно искать способ вернуть почве защиту и уменьшить сток.

Путать засоление с загрязнением — значит объединять разные механизмы под одним названием. Засоление связано именно с избытком растворимых солей, тогда как загрязнителями могут быть вещества и организмы разной природы. Ошибка возможна потому, что оба изменения ухудшают состояние почвы. Для проверки назовите предполагаемое вещество: если это соли, речь о засолении, если иной вредный компонент — о загрязнении.

Считать орошение всегда полезным — значит не учитывать, что лишняя вода может оставаться в почве. Полив поддерживает рост растений, поэтому его вредные последствия легко упустить из виду. Проверьте, куда уходит вода и не накапливаются ли соли: недостаточный дренаж и избыточный полив способны вызвать засоление или заболачивание. Полезность орошения зависит от режима и условий участка.

Полагать, что после прекращения воздействия почва сразу восстановится, — значит не учитывать медленное формирование её структуры и сообществ организмов. Это ожидание возникает из-за того, что прекращение вредной деятельности действительно устраняет источник дальнейшего ущерба. Но уже нарушенные свойства могут сохраняться долго. Проверьте, восстановились ли плодородие, структура и условия жизни организмов: иногда для этого нужны специальные меры.

Связь с другими темами

Чтобы понять антропогенные изменения, нужно знать состав и строение почвы, роль гумуса, почвенных организмов и растительного покрова. Тема связана с круговоротом веществ и экологическими цепями: загрязнители могут переходить из почвы в организмы и далее по пищевым цепям. Эти знания помогают оценивать последствия для экосистем и здоровья живых организмов. Они также пригодятся при изучении охраны природы, устойчивого сельского хозяйства и рационального природопользования.

Что запомнить

• Деятельность человека может менять состав, структуру и плодородие почвы.
• Удаление растительного покрова и неправильная обработка усиливают эрозию.
• Неправильное орошение способно вызывать засоление и заболачивание.
• Загрязнение почвы может вредить организмам и распространяться по пищевым цепям.
• Строительство и добыча полезных ископаемых нарушают почвенный покров.
• Предупредить разрушение почвы обычно проще, чем восстановить её.