Почва – важная составляющая часть биосферы. Загрязнение почвы.

Вводная часть. Здравствуйте, садитесь. Сегодня мы с вами изучаем новую тему «Почва – важная составляющая часть биосферы. Загрязнение почвы». На этом занятии мы с вами поговорим о месте, которое занимает почва в системе биосферы, а также выясним основные источники антропогенного загрязнения почв.

Обратите внимание на название темы. Уже отсюда модно предположить, что почва является неотъемлемой частью Биосферы. Давайте вспомним, что же такое биосфера.

Биосфера - область существования живого вещества, оболочка Земли, в которой совокупная деятельность живых организмов проявляется как геохимический фактор планетарного масштаба, самая крупная экосистема Земли - область системного взаимодействия живого и неживого вещества на планете.

Живые существа тесно взаимодействовали с основными поверхностными сферами Земли: атмосферой, гидросферой и литосферой. Жизнь пронизывает атмосферу до высот 7-8 км и литосферу, и гидросферу до глубин 10-11 км.  Именно живые существа определили состав атмосферы, отложения на дне рек и озер,   морей и океанов. Структура и свойства горных пород во многом обязаны деятельности живых организмов. Таким образом, можно сказать, что биосфера включает почвы как один из своих составляющих.

Что вы понимаете под словом почва?

Почва – верхний слой суши, образовавшийся под влиянием растений, животных, микроорганизмов и климата из материнских горных пород, на которых он находится.

Это важный и сложный компонент биосферы, тесно связанный с другими ее частями.

Компоненты почвы:

• минеральные частицы (песок, глина), вода, воздух;

• детрит – отмершее органическое вещество, остатки жизнедеятельности растений и животных;

• множество живых организмов – от детритофагов до редуцентов, разлагающих детрит до гумуса.

Т.о. почва – это биокосная система, основанная на динамическом взаимодействии между минеральными компонентами, детритом, детритофагами и почвенными организмами.

В своем развитии и формировании почвы проходят несколько этапов. Молодые почвы являются обычно результатом выветривания материнских горных пород или переноса отложения осадков. На этих субстратах поселяются микроорганизмы, лишайники, мхи, травы, мелкие животные. Постепенно внедряются другие виды растений и животных, состав биосферы усложняется, между минеральным субстратом и живыми организмами возникает целая серия взаимодействий. В результате формируется зрелая почва, свойства которой зависят от исходной материнской породы и климата.

Процесс развития почвы заканчивается, когда достигается равновесие, соответствие почвы с растительным покровом и климатом, т.е. возникает состояние стабильности. Т.о. изменения почвы, происходящие в процессе ее формирования, напоминают сукцессионные изменения.

Почва является как бы живым организмом, внутри протекают различные сложные процессы. Для того чтобы поддержать почву в хорошем состоянии, необходимо знать природу обменных процессов всех ее составляющих.

Поверхностные слои обычно содержат много остатков растительных и животных организмов, разложение которых приводит к образованию гумуса. Количество гумуса определяет плодородие почвы.

В почве обитают различные живые организмы – эдафобионты, формирующие сложную питательную сеть: бактерии, микрогрибы. водоросли, простейшие, моллюски.

Растения поглощают из почвы необходимые минеральные вещества, но после смерти этих организмов, изъятые элементы возвращаются в почву. Почвенные организмы постепенно перерабатывают все органические остатки. Таким образом, идет круговорот веществ в почве.

В искусственных агроценозах такой круговорот нарушен, т.к. человек забирает значительную часть сельскохозяйственной продукции для своих нужд. В результате, из-за не поступления в почву нужных веществ, плодородный слой истощается, почва становится бесплодной.

Загрязнение почвы.

В нормальных естественных условиях все процессы, происходящие в почве, находятся в равновесии. Нередко в нарушении равновесия повинен человек. В результате развития хозяйственной деятельности происходит загрязнение, изменение состава почвы и даже ее уничтожение.

Почвенные ресурсы в основном необратимо гибнут при отчуждении земель под другие нужды: строительство, сооружение дорог, горные разработки, свалки отходов, водохранилища, полигоны и т.п.  

Горнопромышленные работы, строительство городов и предприятий, уничтожение лесов и естественного травянистого покрова. Все это влечет за собой такой сложный процесс как эрозия почвы.

Эрозия – разрушение и смывание плодородного слоя почвы водой и ветром.

Ветровая – распространена в засушливых районах на почвах содержащих много мелких пылевых частиц и лишенных растительности. Повседневная (поземка) и пыльные бури – возникают при сильных ветрах и могут почти полностью уничтожить плодородный слой почвы.

Водная эрозия. Выделяется 4 основных вида. Плоскостная эрозия – смыв поверхностного слоя почвы талыми водами и дождями в более низкие места. Струйчатая – развивается при дружном таянии снега весной и в результате сильных ливней на склонах лишенных растительности. Овражная – на склонах лишенных древесной растительности. Сели – грязевокаменный поток.

Меры борьбы: почвозащитные севообороты, правильная обработка почвы, снегозадержание, защитные насаждения, террасирование склонов, оврагоукрепительные работы и др.

Последствия производственной деятельности человека – интенсивное загрязнение почвенного покрова. Основные ЗВ: металлы и их соединения, радиоактивные элементы, удобрения и ядохимикаты.

Наиболее опасными являются ртуть и ее соединения. Она поступает в почву с ядохимикатами и отходами промышленных предприятий, содержащими металлическую ртуть.

В последние сто лет интенсивное развитие промышленности вызывало глубокое и необратимое изменение геохимии почв. В почвах накапливаются тяжелые металлы. В промышленных районах концентрации таких вредных веществ как свинец, кадмий, ртуть, ванадий, никель в десятки раз превышает фоновые.   В почвах идет интенсивное накопление органических веществ, в частности, хлорорганических, чуждых биосфере, включая и такой яд, как диоксин, а также многочисленных ядохимикатов.   Это приводит к глубоким нарушениям микрофлоры почвы и общему необратимому нарушению многочисленных экосистем.  

Огромный вред наносят кислотные дожди. Земля и растения страдают от таких дождей. Снижается продуктивность почв, сокращается поступление питательных веществ, меняется состав почвенных микроорганизмов. Огромный вред наносятся лесам, они высыхают, развивается суховершинность на больших площадях. Кислота увеличивает подвижность в почве алюминия, который токсичен для мелких корней, и это приводит к угнетению листвы и хвои, крупности ветвей. Особенно страдают хвойные деревья, потому что хвоя сменяется реже, чем листья.

    Все больший ущерб кислотные дожди наносят сельскохозяйственным культурам: повреждаются покровные ткани растений, изменяется обмен веществ в клетках, растения замедляют рост и развитие, уменьшается их сопротивляемость к болезням и паразитам, падает урожайность.

Радиоактивные элементы могут попадать в почву и накапливаться в ней в результате выпадения осадков от атомных взрывов или при удалении жидких и твердых отходов промышленных предприятий. Радиоактивные вещества из почв попадают в растения, затем животных и человека.

Сельское хозяйство использует различные ядохимикаты и удобрения. Особо опасны стойкие органические вещества – ядохимикаты. Они накапливаются в почве, воде, способны передвигаться по цепям питания. Развитие сельского хозяйства привело к ускорению эрозии почв, как водяной, так и ветровой, и интенсивной деградации почв, особенно в степной зоне.  Только в России эрозии подвергается более 60 миллионов гектар почв, причем идет постоянное увеличение этих площадей. Более ста лет требуется для формирования 1 см почвы. В Черноземной зоне России за последние 80 лет толщина слоя чернозема уменьшилась более чем на 60 см. В целом же по России теряется 0,64 тонны гумуса с одного гектара.  

Идет интенсивное изъятие невозобновляемых ресурсов. Только отвалов горной породы в России ежегодно образуется около 10 миллиардов тонн, а к ним добавляется 3,5 миллиарда   тонн отходов обогащения и переработки горной породы.  

В 1990 г из недр земли было извлечено 552 миллиона тонн нефти, 616 миллиардов кубических метров природного газа, 410 миллионов тонн угля и 107 миллионов тонн железной руды 

Нарушение поверхности литосферы - далеко не безобидное явление. Нарушения приводят к активизации оползней, обвалов, просадок   грунтов, создают условия для формирования селей и снежных лавин, способствуют увеличению поверхностного стока, нарушают сообщества почвенно-грунтовых организмов и микробный "фильтр", регулирующий потоки газов из недр земли.  

Новым фактором воздействия на недра оказываются подземные ядерные взрывы. В 60-е годы в Прикаспийском районе было произведено 47 подземных взрывов. По мнению ряда специалистов, произошла разгерметизация зон высоких пластовых давлений. Это привело к быстрому подъему уровня грунтовых вод, усилило сейсмическую деятельность, привело в 70-е годы к интенсивной разгрузке подземных вод с больших площадей в Каспийское море,   к неожиданному и быстрому подъему уровня моря.

Вопросы:

Что такое почва?

Почему почву сравнивают с живым организмом?

Отличия в круговоротах веществ естественных и искусственных биогеоценозов.

Виды загрязнения почв.

Последствия. Эрозия?

Дополнительное задание.

Провести соответствие между предложенными почвами и растительностью.

Сосновый бор Тяжелые суглинистые почвы

Еловый лес Легкие песчаные почвы

Луговое разнотравье Серые лесные почвы

Осока, ситник, тростник Чернозем

Лиственный лес Лугово-болотные почвы

Сравнение естественных и искусственных систем

Признаки сравнивания

Источники загрязнения почв

Отрасль промышленности

Загрязнение почв

Строительство, сооружение дорог, горные разработки

Эрозия почв

Загрязнение ртутью

Кислотные дожди

Сельское хозяйство

Эрозия почвы

Эрозия

ветровая

К

минеральные частицы

детрит

живые организмы

омпоненты почвы