Учебно-методический комплекс дисциплины дс. 5 Экология почв основная образовательная программа подготовки специалиста по специальности (специальностям) 050102 «Биология»
Скачать 0.68 Mb.
|
РАЗДЕЛ 3. Содержательный компонент теоретического материала3.1 Теоретический (лекционный) материал 1. ВВЕДЕНИЕ. ЭКОЛОГИЯ ПОЧВ как научный раздел До недавнего времени понятие ЭКОЛОГИЯ ПОЧВ в качестве самостоятельного научного раздела не имело какого-либо распространения. Все проблемы и вопросы, относящиеся к экологии почв, были размыты в рамках разделов почвоведения - генезиса почв и географии почв, частично – в экологии. Экология почв как самостоятельная теоретическая наука в настоящее время находится в стадии становления, хотя истоки ее можно отнести к концу XIX - началу XX века. Уже в работах В.В. Докучаева прослеживается постановка тех проблем и вопросов, которые имеют непосредственное отношение к экологии почв. В.В. Докучаев также подчеркивал, что необходимо овладевать почвой и управлять ею с целью чисто практической. Л.И. Прасолов был первым, кто ввел термин экология почв (используя его как синоним термина педоэкология) и предложил выделить экологию почв в самостоятельный раздел почвоведения наряду с генезисом и географией почв. Он рассматривал ее как учение об отношении почв к окружающим их условиям. Основным вопросом этого учения, считал он, должно быть выяснение причинной зависимости свойств почв. В первой половине 60-х годов появилась первая специально посвященная этой проблеме монография В.Р. Волобуева "Экология почв" [1963]. В своих работах В.Р. Волобуев обосновывал самостоятельность экологии почв как учения о закономерных соотношениях между почвой и средой ее формирования или "как отрасли почвоведения, специально посвященной выявлению и характеристике закономерных соотношений между почвой и почвообразователями - горной породой, организмами, климатом и рельефом". Им предложены и обоснованы основные положения и методы экологии почв, на основе которых выявлены и описаны закономерности в системе фактор почвообразования - почвы, в том числе наиболее детально - в системе климат - почвы. В.Р. Волобуевым разработана гидротермическая система связи почв с климатом, выделены термо- и гидроряды с определенными градациями тепла и увлажненности, дано термодинамическое обоснование соотношений почва - растение - климат, а также разработано новое направление в рамках учения об экологии почв - "Энергетика почвообразования". На основе своих разработок В. Р. Волобуевым была создана классификация почв мира. Близки к идеям В.Р. Волобуева взгляды Э. Эвальда, который считал, что экология почв должна рассматриваться как раздел, равноправный с учением о генезисе почв, основной задачей которого должна быть разработка моделей потоков вещества и энергии между современными почвами и их средой. И.А. Соколов рассматривает экологию почв как раздел почвоведения, занимающийся изучением закономерностей, действующих в системе почва - факторы. Как и В.Р. Волобуев, И.А. Соколов сделал очень много для развития этого направления, рассматривая его как самостоятельный раздел теоретического генетического почвоведения. Он показал, что термин экология почв правомочен, раздел экология почв равноправен с такими разделами почвоведения, как генезис и география почв, а объект и предмет этой области знаний специфичен. В отличие от учения о генезисе экология почв не занимается познанием механизмов формирования почвенных свойств. В отличие от географии почв она изучает распределение почв не в реальном географическом пространстве, а в абстрактном многомерном координатном пространстве, где в качестве координат может выступать любое сочетание факторов почвообразования или отдельных их характеристик. И.А. Соколов предложил понятийно-терминологический аппарат, систему методов, принципов и законов (общих закономерностей) экологии почв. Он дал в рамках экологии почв толкование некоторых распространенных терминов и ввел новые, специфичные, в том числе экологическое пространство, экологическое поле, экологическая ниша, экологический ареал и т. д., а также широко используемый в настоящее время - сенсорность почв. Им сформулирован ряд законов распределения почв в частном реальном экологическом пространстве. Имеется еще серия названий, близких к экологии почв: экологическое почвоведение, почвенная экология /педоэкология, экопедология и др., при этом смысловые нагрузки их различны. Так, экологическое почвоведение, по мнению Ф. С. Соболева [1954], есть часть биогеоценологии, устанавливающая взаимосвязь между растительным покровом и почвой, а Л.О. Карпачевский [1998] считает предметом этого направления изучение экологических функций почв. С.Чирита [1965] рассматривает экопедологию как область науки, исследующей почву как среду обитания растений, а Р. К. Кылли [1988] считает, что "педоэкология, или почвенная экология, - это наука о почве (педосистеме) как среде существования (функционирования) зависящих от почвы организмов, которые полностью, отчасти или временно являются составными частями живой фазы почв или связаны с ней потоками веществ и энергии. Педоэкология изучает как взаимоотношения внутри живой фазы почвы, так и эдафона с абиотическими фазами почвы" [1988]. Он подчеркивал, что педоэкология является более узким понятием в отношении почв, чем экология почв. И. А. Соколов [1993] считает, что экологическое почвоведение изучает почву как среду обитания организмов и как компонент экосферы, и оно включает в себя такие прикладные разделы науки о почве, как сельскохозяйственное и лесное почвоведение. По его мнению, экология педобиоты, или экология почвенных организмов, должна рассматриваться как раздел общей экологии организмов, изучающий экологию организмов, обитающих в почве. Таким образом, экология почв - это наиболее широкое понятие. Предметом "экологии почв" выступают закономерности, действующие в системе почва - факторы, или закономерности соотношений между почвой и средой ее формирования. Это дает основания для изучения почвы только как "черного ящика", а закономерности ее внутренних превращений, ее функционирования оказываются за пределами интересов этого раздела науки. Почва, с одной стороны, является биокосным телом, или биокосной экологической системой, поскольку в ней биотические и абиотические компоненты связаны потоками вещества и энергии. В то же время почва как тело, в котором взаимодействуют организмы и абиотические компоненты, сама собой представляет в целом естественно-историческое тело природы. И как целостность (почвенное тело) она сама взаимодействует с окружающей абиотической (воздух, воды, пыль, горные породы, климат и т. д.) и биотической (той биотой, которая не составляет с почвой ее тело, например, растения) средой, обмениваясь в целом веществом, энергией и информацией с этой средой. И, таким образом, одним из главных вопросов экологии почв должно быть изучение не только внешнего обмена веществом и энергией почвы с окружающей средой, в том числе с факторами-почвообразователями, но и внутреннего единства, внутренних причинных связей ее как системы. В то же время экология все более из чисто биологической науки становится наукой биоцентрической. Среди центрального объекта экологических систем могут быть как биологические организмы, так и биокосные тела, к которым и относится почва. Следовательно, под экологией почв можно понимать науку о почве как об экологической системе или науку о закономерностях функционирования почв в биосфере. Объект и предмет "экологии почв" можно сформулировать так: объект - структурно-функциональная организация почвы как системы биосферного типа, т.е. открытой природной саморегулируемой системы; предмет - познание структурно-функциональной организации почвы, ее обусловленности и связей с внешними факторами среды или общие законы функционирования почвы как системы биосферного типа. Таким образом, экология почв должна изучать законы функционирования почв в биосфере. Вопрос о месте экологии почв в системе научных знаний еще не решен. Возникшую на стыке двух естественно-исторических наук - почвоведения и экологии - экологию почв тем не менее нельзя рассматривать просто как интеграцию двух наук, а следует понимать как особую специфическую науку со своими законами, методами, принципами и правилами, которая решает широкий круг проблем, связанных с функционированием биосферы (и ноосферы). Понятийно-терминологический аппарат экологии почв требует его дальнейшей разработки: уточнений, расширений, введения новых моносемантических терминов согласно специфике рассматриваемой науки. Методы и методики получения информации в экологии почв практически мало отличаются от тех, которые используются в почвоведении и других науках естественно-исторического направления. В то же время система методов интерпретации в экологии почв специфична и находится также в стадии разработки. В ее основе лежат системный подход и сравнительно-экологический метод. 2. ПОЧВА КАК ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКТОР Свойства почвы как экологического фактора. Почва как среда обитания обладает специфическими физическими свойствами. Для нее характерна более или менее рыхлая структура, определенная водопроницаемость и аэрируемость. Благодаря высокой дисперсности частиц почвы атмосферные осадки в виде дождя проникают в более глубокие ее слои и удерживаются там в капиллярных системах. В верхних горизонтах почвы концентрируются вещества, необходимые для питания растений - фосфор, азот, кальций, калий и многие другие. В почвенной влаге содержатся газы, растворимые соли, питательные вещества, а иногда и токсичные для организмов соединения. Такие почвенные растворы могут быть кислыми, нейтральными или щелочными. Почвенный воздух обладет повышенным содержанием углекислого газа и водяного пара. Все эти элементы определяют химические свойства почвы. Почва обладает также своеобразными биологическими особенностями, поскольку тесно связана с жизнедеятельностью организмов. Верхние слои почвы содержат массу корней растений. В процессе роста, отмирания и разложения они разрыхляют почву и создают определенную структуру почвы, а вместе с тем и условия для жизни других организмов. Роющие животные перемешивают почвенную массу, а после смерти становятся источником органического вещества для микроорганизмов. Свойства почвы в своей совокупности создают определенный экологический режим ее, основными показателями которого служат гидротермические факторы и аэрация. Аэрацию почвы обусловливает ее пористость, которая обеспечивает циркуляцию не только воды, но и воздуха. На аэрацию почвы влияют различные факторы. Так, повышение влажности препятствует проникновению в почву кислорода. С глубиной количество углекислого газа в почве увеличивается, а кислорода уменьшается. При повышении температуры воздух расширяется и выходит из почвы, а при понижении он более интенсивно проникает в промежутки между почвенными частицами. Следовательно, соотношения воды и воздуха в почве весьма изменчивы. Это также является причиной вертикальных миграций почвенных организмов. При избытке влаги и ухудшении аэрации они поднимаются к поверхности, при недостатке влаги и улучшении аэрации - опускаются в более глубокие слои. Роль почвы в жизнедеятельности живых организмов. Благодаря специфическим свойствам почва выполняет одну из важных функций в жизни различных почвенных организмов и прежде всего растений - обеспечивает им водоснабжение и минеральное питание. Оптимальные запасы доступной для растения почвенной воды - чрезвычайно существенный фактор. В почве различают биологически полезную и биологически бесполезную воду. Биологически полезной является вода, свободно передвигающаяся по капиллярам почвы и бесперебойно снабжающая растения влагой. Значение почвы в влдоснабжении растений тем выше, чем она легче отдает им воду. Это зависит от структуры почвы и степени набухаемости ее частиц. Различают физическую и физиологическую сухость почвы. Почва играет важную роль и в минеральном питании растений. Вместе с водой в растения через корневую систему поступает ряд минеральных веществ, находящихся в почве в растворенном состоянии. Важную роль в росте и развитии растений играет также органическое вещество почвы. Оно состоит из продуктов гумификации (аэробное разложение) и неполного разложения растительных остатков и трупов почвенных животных. Главным энергетическим материалом в почве является органическое вещество корней. От его количества зависит численность и видовое разнообразие почвенных обитателей. Высокое содержание растительных остатков в почве способствует значительному развитию сапрофагов. Это и животные, и микроорганизмы, и бесхлорофилльные растения. Животные-сапрофаги выполняют существенную роль в круговороте веществ в почве. Питаясь мертвыми органическими соединениями и обеспечивая пищей хищных почвенных животных, они служат важным звеном процесса превращения органического вещества в минеральное. Завершает процесс разложения растительного и животного органического вещества вплоть до полной минерализации микробное население почвы. Распределение органического вещества в почве и плодородие почвы находятся в тесной зависимости от климатических условий, гидротермического режима почвы, ее аэрации и других факторов. При наиболее благоприятном сочетании этих факторов происходит гумификация органических остатков и тем самым создаются высокоплодородные почвы - черноземы, черные почвы тропиков, бурые лесные. В таких почвах развиваются богатые флора и фауна и интенсивно накапливается и разлагается органическое вещество. Роль микроорганизмов, высших растений и животных в почвообразовательных процессах. Микроорганизмы, растения и животные, обитающие в почве, находятся в постоянном взаимодействии друг с другом, а также со средой обитания. Эти взаимоотношения очень сложны и многообразны. Животные и бактерии потребляют растительные углеводы, жиры и белки. Грибы разрушают целлюлозу. Хищники питаются живыми тканями своих жертв. Благодаря этим взаимоотношениям и в результате коренных изменений физических, химических и биохимических свойств горной породы в природе постоянно происходят почвообразовательные процессы. Наиболее древними почвообразователями являются микроорганизмы. Главная функция микроорганизмов в почвообразовательных процессах - синтез физиологически активных соединений, гумусообразование и полная минерализация органических остатков. Основная функция высших растений в почвообразовательном процессе - синтез органического вещества и аккумуляция в нем солнечной энергии. Органическое вещество в процессе фотосинтеза накапливается в надземных и подземных частях растений, а после их отмирания переходит в почву и подвергается минерализации. Продукты разложения хвои, листьев, древесины, травянистого покрова различны как по химизму, так и по влиянию на процесс почвообразования. В сочетании с другими факторами это приводит к формированию различных типов почв. Главная функция животных в почвообразовательном процессе - это потребление и разрушение органического вещества, а также перераспределение запасов энергии. В целом процесс гумусообразования начинается разрушением и измельчением растительной массы и мертвого животного вещества. Этот процесс осуществляется позвоночными животными при обязательном участии грибов и бактерий. К таким животным относятся фитофаги, питающиеся тканями живых растений; сапрофаги, потребляющие мертвое вещество растений; некрофаги, питающиеся трупами животных; хищники, поедающие живых животных; копрофаги, уничтожающие экскременты животных. Большую роль в процессах почвообразования играют подвижные почвенные животные. Они разрыхляют почву, создают условия для ее аэрации, механически перемещают в почве органические и минеральные вещества. Итак, круговорот вещества в почве можно представить следующим образом. Растения синтезируют органическое вещество. Животные производят механическое и биохимическое разрушение его и как бы подготавливают его для гумусообразования. Микроорганизмы синтезируют почвенный гумус и затем разлагают его. Экологические группы почвенных организмов. Почвенные животные могут быть сгруппированы по степени связи со средой обитания в три основные экологические группы. Геобионты - постоянные обитатели почвы. Весь цикл их развития протекает в почвенной среде. Типичные представители: дождевые черви, многие первичнобескрылые насекомые. Геофилы - животные, часть цикла развития которых, чаще одна из фаз, обязательно проходит в почве. Это большинство насекомых: саранчовые, ряд жуков. Личинки их развиваются в почве, а во взрослом состоянии это типичные наземные обитатели. К геофилам относятся и такие насекомые, которые в почве находятся в фазе куколки. Геоксены - животные, иногда посещающие почву для временного укрытия или убежища. Насекомые - таракановые, многие полужесткокрылые, некоторые развивающиеся вне почвы жуки; млекопитающие - грызуны и другие, живущие в норах. Делят почвенных обитателей на экологические группы и исходя из их размеров и степени подвижности. Выделяют три такие группы. Микробиотип, или микробиота, - почвенные микроорганизмы, составляющие основное звено детритной пищевой цепи. Это прежде всего зеленые и сине-зеленые водоросли, бактерии, грибы и простейшие. Мезобиотип, или мезобиота, - сококупность сравнительно мелких легко извлекающихся из почвы подвижных животных. Это почвенные нематоды, мелкие личинки насекомых, клещи, ногохвостки и др. Питаются в основном детритом и бактериями. Некоторые клещи и насекомые являются хищниками. а отдельные виды нематод паразитируют на корнях растений. Макробиотип, или макробиота, - крупные насекомые, дождевые черви и другие животные вплоть до роющих позвоночных. В этот тип включаются и корни растений. Наибольшее значение в данной группе имеют дождевые черви (численность их может достигать до 300 на м2). Сюда же относятся и подвижные членистоногие, обитающие между почвой и подстилкой. Особую группу представляют организмы, заселяющие сыпучие подвижные пески. Растения, адаптированные к таким местам обитания, называются псаммофитами, а животные, - псаммофилами. У растений, произрастающих на подвижных песках, исторически выработались своеобразные приспособления. Древесные и кустарниковые псаммофиты, к примеру, при засыпании их песком образуют придаточные корни. Придаточные почки и побеги развиваются на корнях, если растения обнажаются при выдувании песка (белый саксаул, песчаная акация и т.п.). Некоторые псаммофиты спасаются от заноса песком быстрым ростом побегов, редукцией листьев. Это приспособление к тому, чтобы песок легко продувался и не задерживался. Псаммофиты легко переносят засуху благодаря различным приспособлениям: это и песчаные чехлы на корнях, и опробковение корней, и сильное развитие боковых корней. К специфичным условиям жизни в сыпучих песках приспособлены и многие животные. У позвоночных псаммофилов конечности часто устроены в форме своеобразных "песчаных лыж", облегчающих передвижение по рыхлому грунту. Достигается это за счет развития на пальцах роговых гребней (ящерицы), покрытия пальцев длинными волосами и роговыми выростами (суслики, тушканчики). 3. ОПИСАНИЕ ПОЧВЫ Для изучения морфологического строения почвы и описания характера почвообразовательного процесса делают почвенные разрезы. На вертикальном разрезе почвы видно, что она неоднородна и состоит из нескольких слоев, которые позволяют проследить превращение горной породы в почву. Каждый горизонт имеет буквенное обозначение. Верхний горизонт (его обозначают буквой А) обычно окрашен в темный цвет, который зависит от накапливающегося в нем гумуса. Чем старше почва, тем мощнее гумусовый горизонт. В зависимости от типа почвы толщина горизонта А1 колеблется от нескольких сантиметров (например, в тундровых почвах) до 100 см и более (в черноземах). В почвах, занятых лесной растительностью, выделяют еще горизонт А0, т.е. лесную подстилку, которая лежит сверху горизонта А1. В некоторых почвах, например, подзолистых, под гумусовым горизонтом образуется белесый горизонт А2 , напоминающий цветом золу. Из этого горизонта гумус и минеральные соединения вымываются в иллювиальный горизонт В, где и накапливаются. Горизонт В плотный, часто окрашен в красновато-бурый цвет. Под ним залегает слабо измененная, не содержащая гумуса горная (материнская) порода С. Описание почвы по генетическим горизонтам осуществляется по следующим критериям: 1) Мощность горизонта (см). 2) Глубина залегания горизонта от поверхности почвы (см). 3) Характер перехода в следующий горизонт (при переходе 1-2 см - резкий, до 5 см - постепенный и свыше 5 см - незаметный). 4) Окраска. 5) Структура (призматическая, глыбчатая, плитчатая, листоватая, зернистая, ореховатая, комковая, бесструктурная). 6) Сложение (рыхлое, плотное, пористое, трещиноватое). 7) Новообразования (в виде пятен, языков, подтеков, ходов животных). Почвы различаются также по их механическому составу. Так, почвы нашего подзолистого типа (лесные) можно разделить на следующие виды: песок рыхлый содержит физической глины до 5%; песок связный - 6-10 % глины; супесь - 11-20 % глины; суглинок легкий - 21-30 % глины; суглинок средний - 31-40 % глины; суглинок тяжелый - 41-50 % глины; и собственно глина - глины свыше 50 %. 4. Почва как составная часть ЛИТОСФЕРЫ 1) Земля - единственная из всех известных планет, которая имеет почву. Процесс почвообразования протекает со скоростью 0,5-2 см в столетие. 2) Связь почвы с литосферой исключительно непосредственная, так как она возникла собственно на поверхности литосферы и во многом из ее составных элементов. Можно утверждать, что своей «жизнедеятельностью» почва способствует дальнейшему геохимическому преобразованию верхних слоев литосферы. 3) Почва (педосфера) представляет собой верхний слой литосферы толщиной от нескольких сантиметров до 1-2 м. Входит в состав ЛИТОБИОСФЕРы (=Часть биосферы, занимающая верхние слои литосферы (до 2-3 км, по некоторым данным - максимально 8,5 км глубиной ). Литосфера - одна из главнейших геосфер, представляет собой оболочку Земли, которая объединяет земную кору, подкорковую часть верхней мантии и подстилающую часть астеносферы. Характерным признаком литосферы является содержание в ней пород в твердом кристаллическом состоянии, обусловливающим ее жесткость и прочность. Вниз по разрезу температура повышается и в астеносфере, где она достигает значений, при которых вещество переходит в частично расплавленное состояние и обладает пластичностью, позволяющей течь даже при действии очень малых избыточных давлений. В свете современных представлений, согласно теории тектоники литосферных плит, установлено, что литосферные плиты, которые слагают внешнюю оболочку Земли, образуются за счет остывания и полной кристаллизации частично расплавленного вещества астеносферы. Мощность литосферы меняется от нескольких километров под рифтовыми долинами срединных океанических хребтов, почти до 100 км под периферией океанов, а под древними щитами мощность литосферы достигает 300-350 км. 4) В литосферу живые организмы проникают на ничтожную глубину. Основная их масса сосредоточена в верхнем слое почвы мощностью в несколько десятков сантиметров и редко кто проникает на несколько метров или десятков метров вглубь (корни растений, дождевые черви). По трещинам земной коры, колодцам, шахтам и буровым скважинам животные и бактерии могут опускаться на гораздо большую глубину - до 2,5-3 км. Проникновение зеленых растений в глубь литосферы невозможно из-за отсутствия света. Животные не находят там питания. Механические свойства горных пород, слагающих литосферу, также препятствуют распространению в них жизни. Наконец, с продвижением в недра Земли температура возрастает и на глубине 3 км достигает 100 С. На глубине более 3 км от земной поверхности живые организмы существовать не могут. 5) АБИОСФЕРА - слои литосферы, не испытывающие и ранее никогда не подвергавшиеся какому бы то ни было влиянию живых организмов или биогенных веществ. 6) ГИПОБИОСФЕРА - слой литосферы, куда живые организмы могут попадать лишь в результате случайных причин и где они в состоянии временно существовать, но не нормально жить и размножаться. 7) Более 92% массы литосферы приходится на долю только четырех элементов - железа, кислорода, кремния и магния. Земная кора по своему составу оказывается более обогащенной кислородом и кремнием. Эти элементы вместе с алюминием образуют самые распространенные в коре соединения - силикаты и алюмосиликаты. В земной коре обнаружено около трех тысяч видов минералов, однако примерно на 90 % ее масса образована силикатами алюминия, железа, кальция, магния, калия и натрия, а также оксидом кремния. Верхняя мантия преимущественно состоит из тяжелых минералов, обогащенных железом и магнием, типа фаялита ( Fe2SiO4 ) и форстерита ( Mg2SiO4 ). 8) Геобиосфера состоит из области жизни на поверхности суши - террабиосфера (с террабионтами), которая подразделяется на фитосферу (от поверхности земли до верхушек деревьев ) и педосферу (почвы и лежащие под ними подпочвы) с педобионтами; литобиосферу - жизнь в глубинах земли (с литобионтами, живущими в порах горных пород). Литобиосфера распадается на два слоя: гипотеррабиосферу - слой, где возможна жизнь аэробов (или подтеррабиосфера) и теллуробиосферу - слой, где возможно обитание анаэробов (или глубинобиосфера). Жизнь в толще литосферы существует в основном в подземных водах. Слой разреженной жизни под педосферой (с ее педобионтами), образованной почвенной синузией фитосферы или, по воззрениям В.И. Вернадского, всей толщей слоя интенсивного выветривания, называется хипотеррабиосферой или гипотеррабиосферой. 9) Изучения литосферы подразделяется на мониторинг почв и мониторинг горных пород. Несмотря на некоторое упрощение эта классификация удобна для практической реализации. 10) Почва - верхний слой литосферы, поэтому она наиболее сильно подвергается загрязнению. В наибольшей степени от него также страдают верхние горизонты почвы. Локальное значение имеет накопление твердых отходов на поверхности литосферы. Однако и в этом случае через агенты выветривания антропогенные загрязнения распространяются на значительные расстояния и проникают во все компоненты биосферы. Охрана литосферы. Загрязнение литосферы твердыми отходами Причиной загрязнения литосферы может быть сброс сточных вод, нефтепродуктов, выброс аэрозолей, пыли, загрязнение почвы пестицидами и т.д. Но главными видами загрязнения литосферы являются твердые бытовые и промышленные отходы. В состав твердых бытовых отходов входят пищевые отходы, бумага, картон, стекло, текстиль, металлы, полимеры и т.д. В состав твердых промышленных отходов входят металлы (черные и цветные), мусор, древесина, пластмассы, шлак, окалина, зола и т.д. На одного жителя в городе приходится примерно по 1 тонне твердых отходов в год, причем эта цифра ежегодно увеличивается. Твердые бытовые отходы и их утилизация Основными методами обезвреживания твердых бытовых отходов являются мусоросжигательные заводы, мусороперерабатывающие заводы и санкционированные свалки. Санкционированные свалки - это складирование твердых бытовых отходов, которое предусматривает долговременную переработку отходов при участии кислорода воздуха и микроорганизмов. В городах под складирование бытовых отходов отводятся большие территории. Удалять отходы необходимо в короткие сроки, чтобы не допускать размножения насекомых, грызунов и предотвращать загрязнение окружающей среды. Мусоросжигательные заводы являются более эффективным способом обезвреживания твердых бытовых отходов по сравнению с санкционированными свалками. Но он также оказывает существенное негативное воздействие на окружающую среду. В результате сжигания отходов образуются отходящие газы, содержащие в своем составе SO2, HCl, HF, NOx, CO, летучую золу и т.д. Различают нетоксичные и токсичные промышленные отходы. Токсичные отходы подразделяют на четыре класса токсичности: чрезвычайно токсичные, высокотоксичные, умеренно токсичные и малотоксичные. Основными видами твердых промышленных отходов являются шлаки тепловых электростанций и металлургических заводов, природные отвалы горнодобывающих предприятий и горнообогатительных комбинатов, строительный мусор и т.д. Обезвреживание отходов - удаление из них вредных примесей. Утилизация отходов означает и обезвреживание и одновременное извлечение из них полезных продуктов. Размещение отходов подразумевает или складирование или захоронение отходов. При этом складирование - это размещение отходов на поверхности земли, а захоронение - это размещение отходов на глубине, как правило, в контейнерах. От категории отходов зависят плата за их размещение и сам порядок размещения. Нетоксичные промышленные отходы складируют на городских свалках. Токсичные отходы подвергают обезвреживанию и захоронению на специально организованных полигонах. Вокруг участков захоронения токсичных отходов отводят санитарно-защитные зоны с радиусом не менее 3 км. Особое место среди высокотоксичных отходов занимают радиоактивные отходы, размещение которых производят в соответствии с договорами, заключаемыми с природоохранительными организациями (полигонами, заводами и т.д.), занимающимися утилизацией и захоронением отработанных радиоактивных материалов. 4. ПОЧВА и ГИДРОСФЕРА. Водный режим почв. Гидратация - образование водной оболочки вокруг ионов и коллоидных частиц. Гидратация почвенных частиц связана с сорбцией парообразной и жидкой влаги. Проникновение воды через полупроницаемую перепонку в растворе называется осмосом. Давление, развивающееся в сосуде с полупроницаемой стенкой, называется осмотическим. В почвенной толще вода передвигается от участков с низкой концентрацией раствора к участку с более высокой концентрацией. Почвенную воду принято делить на категории, формы и виды (А. А. Роде, 1965). Выделяются 6 основных категорий почвенной влаги, различающиеся между собой прочностью связи с твердой фазой почвы и степенью подвижности. Границы значений влажности, характеризующие пределы появления различных категорий и форм почвенной влаги, называются почвенно-гидрологическими константами. А.А. Роде (1965) рассматривает почвенно-гидрологические константы как точки на шкале влажности почвы, при которых количественные изменения в подвижности влаги переходят ее качественные отличия. Существует 6 почвенно-гидрологических констант, которые выражают в процентах от веса или объема почвы. Важнейшими водными свойствами почв являются водоудерживающая способность, водопроницаемость и водоподъемная способность. Свойство почвы сорбировать парообразную влагу называется гигроскопичностью, а поглощенная влага - гигроскопической (Г). Когда относительная влажность воздуха приближается к 100%, почва насыщается водой до величины, называемой максимальной гигроскопичностью (МГ). Водным режимом называется совокупность всех явлений поступления влаги в почву, ее передвижения, удержания в почвенных горизонтах и расхода из почвы. Водный баланс представляет собой количественное выражение водного режима почв. Типы водного режима почв. В зависимости от соотношения основных статей годового водного баланса может наблюдаться несколько типов водного режима почв. Основоположник учения о типах водного режима почв Г.Н. Высоцкий (1934) выделял три варианта такого соотношения: 1) промывной тип водного режима; 2) непромывной тип водного режима; 3) выпотной тип водного режима. Применительно к различным природным условиям Г.Н. Высоцким установлены четыре типа водного режима - промывной, периодически промывной, непромывной и выпотной. 5. ПОЧВА и АТМОСФЕРА. Воздушный режим почв. Та часть объема почвы, которая занята воздухом при данной влажности, называется воздухоемкостью. Так как влажность и пористость почвы не остаются без изменения, то и воздухоемкость также представляет величину динамичную. Способность почвы пропускать через себя воздух называется воздухопроницаемостью. Воздухопроницаемость - непременное условие газообмена между почвой и атмосферным воздухом. Чем она полнее выражена, тем лучше газообмен, тем больше в почвенном воздухе содержится кислорода и меньше углекислого газа. Воздух в почве передвигается по порам, не заполненным водой и не изолированным друг от друга. Чем крупнее поры аэрации, тем лучше воздухопроницаемость. В почвенном воздухе по сравнению с атмосферным меньше кислорода и больше углекислого газа. Процессы обмена почвенного воздуха с атмосферным называют аэрацией или газообменом. Газообмен осуществляется через воздухоносные поры почвы, сообщающиеся между собой и с атмосферой. К факторам, вызывающим аэрацию, относятся: 1) диффузия; 2) изменение температуры почвы и барометрического давления; 3) поступление влаги в почву с осадками или при орошении; 4) влияние ветра; 5) изменение уровня грунтовых вод или верховодки. Регулирование воздушного режима почв: агротехническая обработка почвы, уход за растениями, создающие хорошую аэрацию почвы; осушение избыточно влажных почв (осушительные канавы и др.); улучшение физических свойств и структуры почвы. 9. ПОЧВЕННОЕ КАРТОГРАФИРОВАНИЕ. КАРТЫ, ИХ НАЗНАЧЕНИЕ. МОНИТОРИНГ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА. Совокупность признаков почв, по которым они могут быть выделены и отнесены к тому или иному классификационному подразделению, называется диагностикой почв. Для диагностики почв в первую очередь используют признаки, легко устанавливаемые при почвенных обследованиях, морфологическом изучении почвенного профиля и простейшими анализами. Почвенная карта изображает почвенный покров территории. Она дает наглядное представление о качестве и расположении почвы. Существуют почвенные карты различного масштаба. Мелкомасштабные карты (масштаб мельче 1 : 300 000) отображают почвенный покров республик, краев, областей, а также всей страны. Среднемасштабные карты (масштаб 1 : 300000 - 1 :100 000) представляют собой почвенные карты административных районов. Крупномасштабные карты (масштаб 1:50 000 - 1 : 10 000) - преимущественно почвенные карты территорий совхозов. Детальные карты (масштаб 1 : 5000 – 1 : 200) составляются на территории опытных станций и стационары научно-исследовательских учреждений, на плантации многолетних я технических культур. Почвенные карты обычно сопровождаются различными агрономическими картограммами. Картограмма - схематическая сельскохозяйственная карта. Агрономические картограммы в зависимости от содержания могут быть расшифровывающими и рекомендующими. По целевому назначению все картограммы разделяются на три вида. Все картограммы делятся на общие и региональные. Правильному использованию почв способствуют также почвенные очерки, содержащие подробную агрономическую характеристику почв и рекомендации по их наиболее рациональному использованию. 10. Управление качеством земель. Охрана почв. Понятие и правовая характеристика охраны земель Ценность почв определяется и тем, что без сохранения почвенного покрова вообще невозможно циклическое воспроизводство жизни на Земле, невозможно сохранение биологического разнообразия растений, животных и микроорганизмов, невозможно устойчивое функционирование земной биосферы, в которой живет и человек. Признание почвы компонентом биосферы выводит ее из сферы узковедомственных сельскохозяйственных интересов в ранг глобальных проблем, связанных с выживанием человека как биологического вида. Поэтому охрана почв является составной частью проблем окружающей среды. По данным Государственного доклада о состоянии и использовании земель РФ, темпы их деградации прогрессируют. Главные причины этого - бесхозяйственное отношение к земле, резкое сокращение инвестиций в мелиорацию, слабая материально-техническая оснащенность, недостаточная нормативная правовая база. Наряду с этим значительно возросли масштабы загрязнения, захламления и других форм деградации почв. Все более выраженный характер экологической угрозы носит распространение «мочковатых» ландшафтов в южных районах Российской Федерации, вызванное в значительной мере несовершенством и неправильной эксплуатацией обводнительно-оросительных систем, нарушением технологии агротехнических мероприятий, приводящим к переуплотнению почв и, как следствие, к необратимым процессам в поверхностных слоях почвы. Отмечается устойчивая тенденция дегумификации почв пашни, резкого снижения содержания питательных веществ вследствие истощительного использования земель, особенно пашни, во всех субъектах РФ. Происходит загрязнение и захламление земель химическими и иными веществами и соединениями, отходами производства и потребления. Важным направлением правового регулирования в сфере охраны и рационального использования почв является установление адекватных прав и обязанностей землепользователей. Земельный кодекс Российской Федерации содержит общие права и обязанности, которые необходимо соблюдать, независимо от категории земель. Исследование проблем правовой охраны почв невозможно без определения их правовых признаков, поскольку правовые признаки почв предопределяют содержание их правовой охраны. Правовые признаки можно установить, определив понятие «почва» и его соотношение с понятием «земля». Часто в одном законодательном акте, например, в Земельном кодексе РФ, используются понятия «земля» и «почва», но не разъясняется их значение, не отграничиваются должным образом одно от другого. Наше действующее земельное законодательство невосприимчиво к тому, что в обиходе, в языке права существуют оба слова - «земля» и «почва», - относящиеся к одному и тому же природному ресурсу, однако характеризующие его с разных сторон. В настоящее время четкое юридическое определение понятия «почва» отсутствует. Широко используя понятие «почва», законодатель не дает ему определения. Однако, можно говорить, что почва является первой и реальной ценностью земли. В Федеральном законе «О государственном регулировании обеспечения плодородия земель сельскохозяйственного назначения» устанавливает ряд важных понятий, связанных с охраной почв: плодородие земель сельскохозяйственного назначения - способность почвы удовлетворять потребность сельскохозяйственных культур в питательных веществах, воздухе, воде, тепле, биологической и физико-химической среде и обеспечивать урожай сельскохозяйственных культурных растений; воспроизводство земель сельскохозяйственного назначения - сохранение и повышение плодородия земель сельскохозяйственного назначения посредством систематического проведения агротехнических, агрохимических, мелиоративных, фитосанитарных, противоэрозионных и иных мероприятий; деградация земель сельскохозяйственного назначения - ухудшение свойств земель сельскохозяйственного назначения в результате природного и антропогенного воздействий; загрязнение почв - содержание в почвах химических соединений, радиоактивных элементов, патогенных организмов в количествах, оказывающих вредное воздействие на здоровье человека, окружающую природную среду, плодородие земель сельскохозяйственного назначения.8 Почва обладает рядом свойств: в ней содержатся питательные вещества, воздух, вода, тепло, она характеризуется определенной биологической и физико-химической средой, т.е. теми свойствами, которые определяют плодородие. В то же время, почва рассматривается и с позиций плодородия земель сельскохозяйственного назначения, таким образом, понятие «почва» приравнивается к категории земель сельскохозяйственного назначения. Основные нормативные документы по охране земель и почв: 1) Межгосударственные стандарты ГОСТ Почвы. Общие требования к отбору проб. ГОСТ Почвы. Паспорт почв и др. 2) Руководящие документы Охрана природы. Проведение инспекторского контроля за соблюдением требований по охране природы при транспортировке, хранении и применении пестицидов и минеральных удобрений. 3) Методические рекомендации, временные методические указания и другие документы Предельно-допустимые концентрации химических веществ в почве (ПДК) Минздрав. О выполнении работ по определению загрязнения почв. Предельно допустимые концентрации химических веществ в почве. И др. 4) Инструкции Инструкция по технике безопасности при хранении, транспортировке и применению пестицидов и минеральных удобрений. Инструкция по сбору, подготовке и отправке пришедших в негодность и запрещенных для применения в сельском хозяйстве пестицидов и тар из под них и др. Основные документы по охране почв в России: 1) Федеральный закон «Об охране окружающей среды» (от 10.01.2002) ст.62 «Охрана редких и находящихся под угрозой исчезновения почв». 2) «Земельный кодекс Российской Федерации» (от 25 октября 2001) 3) Проект Федерального закона РФ "О почвах", проект закона «Об охране почв» +ряд законов, более узкого масштаба. Например, Москва приняла Закон «О городских почвах» (2007). Данный закон будет содействовать улучшению и восстановлению почв. Основные моменты, отражающиеся в законодательных актах, касательно почв: 1) Основные понятия и термины, являющиеся объектом правового регулирования 2) Основные цели и принципы охраны почв 3) Основные направления национальной почвенной политики 4) Права граждан на благоприятную окружающую среду, определяемую состоянием почв и их защита 5) КОМПЕТЕНЦИЯ ОРГАНОВ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ВЛАСТИ И ОРГАНОВ МЕСТНОГО САМОУПРАВЛЕНИЯ В ОБЛАСТИ ОХРАНЫ 6) Обязанности государства, физических и юридических лиц в ОБЛАСТИ ОХРАНЫ, их РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ 7) ОХРАНА ПОЧВ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВРЕДНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ 8) ИССЛЕДОВАНИЯ, ИЗМЕРЕНИЯ, УЧЕТ И ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ПОЧВ (Лицензирование исследований и измерений в области охраны, Государственный мониторинг, Государственные банки проб и стандартных образцов почв, Бонитировка почв, Нормативы оценки состояния почв, сертификация почв) 9) КОНТРОЛЬ ЗА ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ И ОХРАНОЙ ПОЧВ 10) ОТВЕТСТВЕННОСТЬ ЗА НАРУШЕНИЕ ЗАКОНОДАТЕЛЬСТВА О ПОЧВАХ 11) МЕЖДУНАРОДНОЕ СОТРУДНИЧЕСТВО В ОБЛАСТИ ОХРАНЫ ПОЧВ Земельный кодекс Российской Федерации от 25.10.2001 г. N 136-ФЗ (с изменениями от 30 июня 2003 г., 29 июня, 3 октября, 21, 29 декабря 2004 г., 7 марта, 21, 22 июля, 31 декабря 2005 г., 17 апреля, 3, 30 июня, 27 июля 2006 г.) Принят Государственной Думой 28 сентября 2001 года В нем рассматриваются: Общие положения, Охрана земель, Собственность на землю; Пользование, владение земельными участками, их аренда; Права и обязанности собственников земельных участков, землепользователей; Защита прав на землю и рассмотрение земельных споров; Плата за землю и оценка земли; Мониторинг земель, государственный земельный кадастр; Ответственность за правонарушения в области охраны и использования земель; + по каждому типу земель нормативы (для с.-х. назначения, земли поселений, земли промышленности, земли особо охраняемых территорий и др.). ОХРАНА ЗЕМЕЛЬ Ст.12. Цели охраны земель: Земля в РФ охраняется как основа жизни и деятельности народов, проживающих на соответствующей территории. Целями охраны земель являются: 1) предотвращение деградации, загрязнения, захламления, нарушения земель; 2) обеспечение улучшения и восстановления земель, подвергшихся деградации. Ст.13. Содержание охраны земель: собственники земельных участков, землепользователи, арендаторы земельных участков обязаны проводить мероприятия по: 1) сохранению почв и их плодородия; 2) защите земель от водной и ветровой эрозии, селей, подтопления, заболачивания и т.д.; 3) защите сельскохозяйственных угодий и других земель от заражения бактериально-паразитическими и карантинными вредителями и болезнями растений; 4) ликвидации последствий загрязнения; 5) сохранению достигнутого уровня мелиорации; 6) рекультивации нарушенных земель, восстановлению плодородия почв, своевременному вовлечению земель в оборот; 7) сохранению плодородия почв и их использованию при проведении работ, связанных с нарушением земель. Охрана земель, занятых оленьими пастбищами в районах Крайнего Севера, отгонными, сезонными пастбищами, осуществляется в соответствии с федеральными законами и иными нормативными правовыми актами Российской Федерации и законами и иными нормативными правовыми актами субъектов Российской Федерации. Порядок использования земель, подвергшихся радиоактивному и химическому загрязнению, установления охранных зон, сохранения находящихся на этих землях жилых домов, объектов производственного назначения, объектов социального и культурно-бытового обслуживания населения, проведения на этих землях мелиоративных и культуртехнических работ определяется Правительством Российской Федерации с учетом нормативов предельно допустимых уровней радиационного и химического воздействия. |
Похожие:
 | Учебно-методический комплекс дисциплины сд. 14 Биологическая химия... Основная образовательная программа подготовки специалиста по специальности (специальностям) | | Учебно-методический комплекс дисциплины ен. Ф. 04. Общая химия основная... Основная образовательная программа подготовки специалиста по специальности (специальностям) |
| Учебно-методический комплекс дисциплины фтд основы фитодизайна основная... Основная образовательная программа подготовки специалиста по специальности (специальностям) | | Учебно-методический комплекс дисциплины сд. 14, Сд. Ф. 14 Биологическая... Основная образовательная программа подготовки специалиста по специальности (специальностям) |
| Учебно-методический комплекс дисциплины сд. 11, Сд. Ф. 11 Зоология... Основная образовательная программа подготовки специалиста по специальности (специальностям) | | Учебно-методический комплекс дисциплины сд. Ф ботаника с основами... Основная образовательная программа подготовки специалиста по специальности (специальностям) |
| Учебно-методический комплекс дисциплины гсэ. В устойчивое развитие... Основная образовательная программа подготовки специалиста по специальности (специальностям) | | Учебно-методический комплекс дисциплины фтд. 4, Сд. В микология основная... Основная образовательная программа подготовки специалиста по специальности (специальностям) |
| Учебно-методический комплекс дисциплины ен. Ф. 04. Химия: высокомолекулярные... Основная образовательная программа подготовки специалиста по специальности (специальностям) | | Учебно-методический комплекс дисциплины фтд. 5, Сд. В. 01 Альгология... Рецензенты: Макаров М. В., к б н., старший научный сотрудник лаборатории альгологии ммби кнц ран |
| Учебно-методический комплекс дисциплины сд. 8, Сд. Ф. 8 Анатомия... «Биология с дополнительной специальностью География» 050103. 00 «География с дополнительной специальностью Биология» | | Учебно-методический комплекс дисциплины сд. 12, Сд. Ф. 12 Зоология... Автор программы: к б н., доцент, зав кафедрой биологии и химии Марина Николаевна Харламова |
| Учебно-методический комплекс дисциплины сд. В 1, сд. В 1 водная токсикология... Автор программы: к б н., доцент, зав кафедрой биологии и химии Марина Николаевна Харламова | | Учебно-методический комплекс дисциплины фтд. 1 Основы кинезиологии... Основная образовательная программа подготовки специалиста по специальности (специальностям) |
| Учебно-методический комплекс дисциплины опд. Ф. 11 Основы коммуникативной... Основная образовательная программа подготовки специалиста по специальности (специальностям) | | Учебно-методический комплекс дисциплины сд. Ф. 6 Экономика физической... Основная образовательная программа подготовки специалиста по специальности (специальностям) |
