II. Основные законы экологии и учение о биосфере



страница7/22
Дата23.04.2016
Размер4.82 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   ...   22

41. Структура земельного фонда мира. Перспективы расширения пахотного земледелия. Обеспечение удвоения численности населения – дорогой предел его роста.

Мировой земельный фонд складывается из земельных ресурсов всех стран, к которым обычно приплюсовывается и площадь Антарктиды. В этом случае его общая площадь принимается равной размерам суши с внутренними водоемами и определяется в 14,9 млрд. га. В статистических же справочниках ФАО приводится площадь суши без Антарктиды и ледниковой Гренландии. Она равняется 13,39 млрд. га. Земельные ресурсы без крупных водных тел представляют собой сухопутные пространства самого различного характера. К ним относятся как территории с хорошо развитым почвенным покровом, так и различные природные и антропогенные пустоши, а также земли под самыми различными антропогенными объектами.

На 10-м Международном конгрессе почвоведов, состоявшемся в 1974 году в Москве, был подведен «баланс» земельных ресурсов нашей планеты. Он, с точки зрения земледелия, выглядит не самым лучшим образом. Скажем прямо — в целом природный и почвенный покров земного шара не очень -то благоприятен для земледелия. Пашня занимает всего 10% территории, луга и пастбища — 17% (рис. 10.2).Остальные 73% почв не используются в сельском хозяйстве. Общий баланс земель мира по Ф. Рамаду (1981) показан на рисунке 10.3, мировая динамика земельного фонда, выраженная в цифрах для основных его подразделений, приведена в таблице 10.2. За период 1961—1983 гг. площадь пашни увеличилась примерно на 0,08 млрд. га, а пастбищ на 0,12 млрд. га. Сократилась облесенность суши на 0,1 млрд. га и на столько же площадь прочих земель.

Несмотря на огромные усилия, прирост площади возделываемых земель не был значителен, и поэтому обеспеченность ими человечества снизилась с 0,45 до 0,31 га/чел. Обеспеченность пастбищными угодьями соответственно упала с 0,98 до 0,67 га/чел., а лесными землями — с 1,35 до 0,87 га/чел., лесистость суши уменьшилась на 4,5 млн. га/год.

Различные части света и страны существенно отличаются по обеспеченности различными видами земельных ресурсов. Около '/,,. площади возделываемых земель находи гея под плантациями; 77 площади земель под пашней и плантациями орошается. В составе лесных земель примерно 50% площади — это небольшие открытые пространства без древесной растительности. Среди прочих земель 150—200 млн. га, или 1,1—1,5% всего земельного фонда мира, находятся под городской застройкой, линейными сооружениями и горными разработками. Это так называемые земли специального использования.

Пахотные угодья и плантации занимают самые удобные в оро-1рафическом отношении места. Они приурочены к равнинам, пологим увалам, межгорным котловинам, днищам долин, к крупным конусам выноса. В горах земледелие ведется в ограниченных масштабах. Северная граница устойчивого земледелия находится в полосе с суммой активных температур 1400— 1600°С. В Европе эта граница слегка заходит к северу за шестидесятую параллель. С продвижением в пределы азиатской части России она постепенно опускается к югу до 58° с. ш., в Средней Сибири и до 53° с. ш. и южнее на Дальнем Востоке. В Канаде северная граница существующих районов устойчивого полеводства примерно совпадает с 56° с. ш. Годовая сумма осадков, ограничивающая распространение неорошаемых полей в умеренном поясе, считается равной 200—300 мм, С севера на юг с улучшением гидротермических и почвенных условий в пределах равнин зарубежной Европы, бывшего СССР, Северной Америки увеличивается их распаханность.

Ареал основных пахотных угодий как бы образует клин, сужающийся с переходом из европейской части страны в азиатскую с протяженной довольно узкой вдоль тога в пределах Восточно-Сибирского и Дальневосточного регионов. Наблюдается закономерное уменьшение площади слабоокультуренных земельных угодий (леса, естественные кормовые угодья) в направлении с юга и с севера к лесостепной и степной зонам.

Наиболее хорошо эта закономерность прослеживается в европейской части России. Так, в тундровой, лесотундровой и северотаежных зонах Русской равнины занято под пашней не более 0,1% от общей территории, в среднетаежной зоне — от 2 до 5%, в южно-таежной — 25%, а в лесостепной и степной зонах — 60%. Территория России подразделена на ряд крупных сельскохозяйственных районов. Среди них такие, как Нечерноземье, Центрально-Черноземная зона, Урал, Сибирь и Дальний Восток.

В категорию прочих земель включаются бесплодные пустыни, неиспользуемые продуктивные земли и земли специального назначения, т. е. под застройкой, коммуникациями, аэропортами, горными разработками и т. д. Например, за период с 1970 по 1980 гг. мировая площадь прочих земель возросла с 4,3 до 4,4 млрд. га, или несколько более чем на 2%. Тенденция увеличения площади прочих земель сохраняется и в настоящее время, так как она неразрывно связана с такими процессами, как рост численное™ населения Земли, прогрессирующая урбанизация и увеличение производительных сил. Площадь, занимаемая городами мира, в конце 60-х годов XX в. достигала около 40 млн. га. По статистике ООН, в 1980 году численность горожан достигла 1,Н млрд. человек, а к 2000 году она достигла около 3 млрд. человек. Исходя из этих цифр, урбанизированные территории в 2000 году превысили 100 млн. га. В нашей стране в середине 70-х годов XX в. площадь городов составляла около 10 млн. га. Земли под коммуникациями по своим размерам лишь немного уступают городским. Земли под горными разработками также ощутимо влияют на ресурсы продуктивных угодий. В России и странах СНГ площадь нарушенных земель во второй половине 90-х годов XX в. составляла около 2 млн. га.

В 90-х годах XX в. в Северной Америке на душу населения приходилось 1,62 га пахотной земли, в России — 0,88 га, Западной Европе—0,2, Западной Азии - 0,2, Восточной Азии — 0,32 га.

Имеются расчеты, показывающие, что в среднем на каждого нового человека планеты при существующем уровне урожайности сельскохозяйственных культур требуется 0,4—0,5 гектара для производства пищи и 0,1 га территории под жилище, дороги и другие несельскохозяйственные нужды. В связи с продолжающимся ростом населения на Земле проблема обеспечения его, в первую очередь, продуктами питания будет возрастать, если... если не будет роста урожайности сельскохозяйственных культур, дальнейшего освоения территорий под пашню для расширения посевных площадей.

Общая площадь потенциально пригодных почв для земледелия в мире по разным источникам составляет 3,2-4 млрд. га. Сейчас в обработке находится 1,5 млрд. га. Однако для включения в сельскохозяйственное производство этого резерва потребуются колоссальнейшие вложения труда и средств {рис. 10.6).



42. Почвозащитные мероприятия и охрана земельных ресурсов. Рекультивация земель.

Процессы и явления, снижающие почвенное плодородие, разрушающие земельные ресурсы страны, уменьшающие площадь сельскохозяйственных земель, с некоторой условностью можно разделить на четыре группы.

1. Природные процессы, неблагоприятное воздействие которых на почвенный покров предотвратить нельзя, Это землефясения, извержения вулканов, карсты, оплывание почв на склонах и т. д.

2. Природные процессы, которые человек иногда может в какой-то мере предотвратить или уменьшить их неблагоприятное воздействие на почву. В некоторых случаях хозяйственная деятельность человека активизирует проявление этих природных процессов. Например, боковая речная эрозия, разрушение берегов морей, озер, водохранилищ волнами, осыпи горных пород, сход селей и занос ценных земель селевыми наносами. Первичное засоление почв вследствие испарения грунтовых вод, содержащих большое количество солей, солености почвообразующей породы и других факторов. Проявление смыва и размыва почв, а также бурь при экстремальных сильных ливнях и очень сильных ветрах, имеющих чрезвычайно редкую повторяемость. Наводнения и сопровождающийся при этом смыв пахотного слоя обрабатываемых пойм и занос плодородных почв пойм бесплодным слоем аллювия -— песком, галькой.

3. Природные процессы, интенсивное проявление которых во многом обусловлено неразумной хозяйственной деятельностью человека. Это в первую очередь интенсивный смыв и размыв почвы поверхностным стоком временных водных потоков и погребение плодородных почв балок и долин продуктами эрозии — менее плодородными наносами. Интенсивное выдувание почв и погребение плодородных почв навеянным слоем менее плодородных наносов. Занос почв подвижными песками. Вторичное засоление почв, связанное с избыточным поливом, особенно без дренажа, в аридной зоне, при высокой минерализации грунтовых вод. Заболачивание почв в связи с подъемом грунтовых вод, вызываемым ростом русловых наносов, заполнением водохранилищ и другими причинами.

4. Явления, целиком связанные с хозяйственной деятельностью человека. Это в первую очередь загрязнение почв токсическими выбросами, поступающими в атмосферу при работе промышленных предприятий и транспорта. Разрушение почвенной структуры и очень сильное уплотнение почв в результате чрезмерной обработки почв, особенно тяжелыми машинами. Снижение плодородия от неправильного применения удобрений и пестицидов. Смещение по склону верхнего слоя почвы при вспашке холмистых возвышенностей плугами с односторонним отвалом пласта вниз по склону. Разрушение почвы пастбищных склонов при интенсивной нерегулируемой пастьбе скота. Разрушение почв при трелевке лесоматериала. Разрушение почвенного покрова при разработке месторождений полезных ископаемых. Пересушивание почвы при неправильном проведении осушительных мелиорации. Необоснованное отчуждение ценных сельскохозяйственных земель для использования в других отраслях народного хозяйства.

Вместе с тем приведенное разделение относительно. В связи с особенностями природных условий территории и хозяйственного использования земель некоторые процессы из первой группы могут быть перенесены во вторую и даже в третью и наоборот. В разных регионах страны влияние этих процессов на уровень снижения плодородия почв и разрушения земель различно. В одних районах самым главным бичом является вторичное засоление почв, в других — заболачивание, в третьих — занос сыпучими песками, в четвертых — разрушение почв оползнями. Следовательно, в различных зонах страны должны применяться и разные меры по охране почв от воздействия неблагоприятных процессов, ведущих к снижению плодородия почв, к разрушению земель.

Например, для южного Зауралья, для многих районов Сибири главной опасностью для почв является дефляция. Для северо-западных регионов России основная беда — переувлажнение почв, их заболачивание. Из всех неблагоприятных процессов наибольшее значение имеет в целом для страны защита почв от водной эрозии и ветровой эрозии (дефляции).

Для ответа на вопрос: почему защита почв от ветровой и водной эрозии отнесена к числу важнейших задач? — нужно рассмотреть, какой ущерб наносит или может нанести эрозия почв, если не принять меры по ее предупреждению.

Эрозия представляет собой разрушение и снос почвенного покрова, иногда и почвообразующих пород потоками воды или ветром. При этом разрушается самый верхний, плодородный слой почвы.

Повышение эффективности использовании и охрана земель

Среди почвенных объектов первоочередной охране подлежат целинные эталонные почвы, редкие целинные и освоенные почвы, почвы мемориального значения, почвы опорных пунктов исследовательских учреждений, почвы ключевых учебных полигонов, силь-ноокулыуренные почвы - модели высокого плодородия, почвы -среды обитания растений и животных, включенных в Красную книгу редких и находящихся под угрозой исчезновения видов. К основным формам охраны земель следует отнести заповедники, заказники, используемые как эталоны природы, в научных целях (табл. 10.5).

С выполнением целого ряда мероприятий связано повышение эффективности использования земель. К ним относятся: совершенствование структуры посевных площадей сельскохозяйственных культур; введение и освоение рациональной системы севооборотов; развитие семеноводства и внедрение районированных сортов; применение повторных, пожнивных и других посевов, увеличивающих выход продукции с гектара пашни; борьба с вредителями, болезнями и сорняками; проведение трансформации, мелиорации и улучшения угодий; широкое применение органических и минеральных удобрений; правильной агротехники и рациональное использование сельскохозяйственной техники.

Почвозащитные мероприятия должны проводиться в комплексе. Комплексность определяется мелиоративно эффективным и экономически целесообразным сочетанием четырех групп почвозащитных мероприятий: организационно-хозяйственных, агротехнических, лесомелиоративных и гидротехнических. Организационно-хозяйственные мероприятия включают установление правильного сочетания и взаимоувязанного размещения на местности необходимых организации территории (границ, полей, дорог и т. д.) и остальных грех 1рупп почвозащитных мероприятий с учетом природно-экономических условий хозяйства.

Агротехнические почвозащитные мероприятия проводятся во всех зонах и при любых природно-экономических условиях и подразделяются на следующие подгруппы:

1. Фитомелиоративные, включающие в себя приемы по защите почв от эрозии путем высева однолетних и многолетних трав (рациональная система севооборотов, совершенствование в них сортового состава культур, контурный и полосный посев, применение пожнивных, поукосных и других вариантов совмещенных посевов, поверхностное и коренное улучшение кормовых угодий и т. д.).

2. Приемы почвозащитной обработки почв. Они подразделяются на приемы, увеличивающие скорость впитывания влаги в почву путем улучшения ее водопроницаемости и увеличения емкости почвенных пор (глубокая вспашка и рыхление, щелевание, кротование и т. д.); приемы, снижающие скорость стекания воды, задерживающие ее в микропонижениях путем создания микрорельефа и шероховатости почвы (обвалование и бороздование, лункование, микролимирование и т. д.); приемы, снижающие силу ветра в приземном слое (плоскорезная обработка, посев по стерне и т. д.).

3. Снегозадержание, и регулирование снеготаяния (посев кулис, валкование, укатка и полосное зачернение снега и т.д.).

4. Агротехнические приемы повышения плодородия эродированных почв, основанные на внесении повышенных норм органических, минеральных и бактериальных удобрений, микроудобрений, известковании кислых и гипсовании засоленных смытых почв.

5. Агрофизические приемы повышения противоэрозионной устойчивости почв, основанные на их обработке полимерами-структурообразователями и латексами, внесение различных препаратов.



Лесомелиоративные почвозащитные мероприятия заключаются в посадке лесных полос и массивов. В зависимости от почвозащитного значения они подразделяются на приводораздельные, водорегулирующие, полезащитные, прибалочные и приовражные лесные полосы, массивные лесонасаждения на склонах, по дну оврагов и балок, в песках, меловых обнажениях и других участках, не пригодных для использования в сельском хозяйстве и т.д.

Рекультивация земель

Земли, на которых в результате хозяйственной деятельности изменены гидрологический режим и рельеф местности, разрушен и загрязнен почвенный покров, уничтожена растительность, называют нарушенными. Расширение добычи полезных ископаемых, особенно открытым способом, привело к образованию в стране обширных площадей нарушенных земель. Нарушение природных ландшафтов горно-рудной промышленностью сопряжено с нанесением окружающей среде огромного ущерба.

Все нарушенные территории делят на две группы:

— земли с насыпным грунтом — промышленные отходы, отвалы подземных горных разработок (терриконы);

— территории, поврежденные в результате выемки грунта — карьеры и отвалы при открытых горных работах, провалы на месте подземных разработок.

Карьеры после открытой добычи также делятся в зависимости от метода разработки и геологии местности по глубине и виду полезного ископаемого. Отдельные карьеры занимают площади до 2—3 тыс. га. Их глубина достигает 100—-200 м и более. Нарушенные участки оказывают неблагоприятные воздействия на территорию, примерно в 10 раз превышающую площадь очагов непосредственного нарушения. Во многих случаях отработанные участки превращаются в бросовые земли, а хаотическая поверхность их часто напоминает индустриальные пустыни. Так, в Центрально-Черноземном районе Европейской части России природа соединила замечательные сокровища: плодороднейшие почвы (толщина черноземов достигает здесь 1 - 1,5 м) и богатейшие запасы железных руд (Курская магнитная аномалия). Как гигантские шрамы рассекают карьеры землю: в 80-х годах XX в. на глубину 100-130м, а в конце XX в. проектная глубина горных работ должна была достигнуть 400 - 500 метров. Отвалы высотой 40 - 60 м изменили прежде равнинный рельеф района КМА.

Для использования нарушенных земель в хозяйственных целях необходимо их восстановление. Процесс восстановления нарушенных земель называют рекультивацией. Восстановление территорий осуществляется в четырех направлениях: для сельскохозяйственного использования (земледелие, животноводство), под лесные насаждения, под водоемы, жилищное и капитальное строительство. Обычно выделяют два этапа рекультивации: горнотехнический и биологический (рис. 10.29).

Горнотехнический этап состоит в подготовке территории: планировка отвалов, придание удобной для использования формы, насыпание плодородных грунтов, создание подъездных путей и т. д.

Биологический этап заключается в восстановлении нарушенных земель путем выращивания сельскохозяйственных культур или посадки древесных пород.

Установлено, что при горизонтальном залегании полезных ископаемых можно возвращать в пахотные угодья до 70 - -85% всей нарушенной площади с продуктивностью рекультивированных земель на уровне исходных зональных почв, а в отдельных случаях даже превышать ее. Условием для успешной рекультивации земель является обоснование мощности снятия плодородного слоя почвы с участков, отводимых под горные разработки. Необходимо снимать наиболее плодородную часть почвенного профиля мощностью 45-60 см, например, обыкновенных черноземов.

Технологию создания рекультивированных земель I целесообразно осуществлять таким образом, чтобы верхний плодородный слой укладывать на подготовленную, предварительно спланированную поверхность промышленных отвалов. Лучше всего складировать эту массу в отдельные штабеля или бурты высотой 5 —15 м. При длительном хранении их засевают многолетними бобовыми травами. Для восстановления почв рекомендована мощность почвенного слоя в 40—60 см как обеспечивающая урожаи зерновых культур на уровне ненарушенных земель.

Для месторождений с неглубоким залеганием от поверхности полезных ископаемых (15—30 м) применяют двухъярусную выемку и укладку нарушенной горной массы, в соответствии с которой неблагоприятные и малопродуктивные отложения отсыпаются в нижнюю часть отработанной части карьера, а благоприятные - на поверхность промышленных карьеров.

На рекультивированных землях рекомендованы: парозернопропашные и травянозернопропашные севообороты. Парозернопропашные севообороты вводят на рекультивированных землях с насыпным плодородным слоем 40—60 см, травянозернопропашные -— на рекультивированных землях с меньшим плодородным слоем.

На рекультивированных землях необходимо вносить органические и минеральные удобрения в дозах на 20—30% выше, чем на рядом с ними расположенных старопахотных землях.

На рекультивированных землях целесообразно выращивать сады, размещать лесные насаждения, кормовые и лекарственные травы и т. д..

В 90-х годах XX столетия на Камыш-Бурунском железорудном горном комбинате ежегодно рекультиви- ровалось не менее 30 га нарушенных земель. На таких землях урожайность зерновых культур не только полностью восстанавливалась, но и нередко была выше, чем на естественных сельхозугодиях.

В соответствии с видом хозяйственного использования различаются рекультивированные типы местности карьерно-отвального типа ландшафта: пастбищный рекультивируемый, лесной, полевой, озерно-парковый. На основании многолетнего опыта работ Л. В. Моторина, В. А. Овчинников (1975) предложили схему клас-

сификации природно-техногенных ландшафтов, в которой учитывается роль как природных, так и антропогенных факторов в формировании этого вида ландшафта (рис. 10.33)

Классификация, несмотря на ряд спорных положений, имеет большое значение в систематизации различных техногенных форм нарушения поверхности. Такая типология позволит в будущем дифференцировать различные ландшафты по возможности их использования для проведения работ по рекультивации.

В России в 80—90-х годах XX в. было рекультивировано более 0,5 млн. га. «В Челябинской области,— писал Н. Терешко (1977), — с ранней весны до поздней осени на Бускульском, Кичигинском, Увельском карьерах, на Коркинских и Копейских отвалах, на Миасских золотых приисках не смолкает шум тракторов. Идет рекультивация земли. К каждой осени в строй возвращается несколько сотен гектаров земли. Но к каждой осени из строя выходит еще несколько тысяч. Количество ран на земле пока не уменьшается...».

«Пройдут века...» — эти слова вряд ли бы написал поэт в конце XX века. В процессе развития общества меняются характер и масштабы воздействия человека на природу. С возникновением оседлого сельского хозяйства в начале неолита (3—8-е тысячелетия до н. э.) воздействие человека на биосферу по сравнению с кочевым хозяйством увеличивается во много раз. В освоенных человеком районах начинается быстрый рост населения. Разрабатываются приемы и способы обработки земли для возделываемых культур, совершенствуется технология содержания скота, Прошедшие преобразования называют второй технической революцией. Развитие сельского хозяйства во многих случаях сопровождалось полным искоренением первоначального растительного покрова на обширных пространствах, освобождалось место для незначительного количества видов растений, отобранных человеком, наиболее пригодных для питания. Эти виды растений постепенно окультуривались и организовывалось их постоянное возделывание (рис. 7.7).

Распространение сельскохозяйственных культур оказало 01ром-нейшее, нередко катастрофическое влияние на наземные экосистемы. Уничтожение лесов на обширных территориях, нерациональное использование земель умеренных и тропических зон безвозвратно разрушило исторически сложившиеся здесь экосистемы. Вместо естественных биоценозов, экосистем, ландшафтов появились агросфера, агроэкосистемы, агроценозы, аграрные ландшафты и т. д.



Агросфера — глобальная система, объединяющая всю территорию Земли, преобразованную сельскохозяйственной деятельностью человека.

Агроэкосистемы — экосистемы, измененные человеком в процессе сельскохозяйственного производства. Это сельскохозяйственные поля, огороды, сады, виноградники, полезащитные лесные полосы и т. д.

Основой агроэкосистем являются агроценозы.



Агроценозы — биоценозы на землях сельскохозяйственного пользования, созданные с целью получения сельскохозяйственной продукции, регулярно поддерживаемые человеком биотические сообщества, обладающие малой экологической надежностью, но высокой продуктивностью (урожайностью) одного или нескольких избранных видов (сортов, пород) растений или животных.

Аграрный ландшафт — экосистема, сформировавшаяся в результате сельскохозяйственного преобразования ландшафта (степного, таежного и т. д.),

Агроэкосистемы до начала XX в. по М.С. Соколову и др. (1994) были еще достаточно разнообразны: целинные земли, леса, ограниченные районы многоотраслевого оседлого хозяйства характеризовались незначительным изменением мест обитания.Агроэкосистемы имели своих первичных производителей (дикорастущие растения), которыми человек питался непосредственно или косвенно через дичь, домашних животных. Первичные производители- автотрофы обеспечивали человека растительным волокном, лесоматериалами. Человек являлся основным консументом этой экосистемы, в которой имелось также значительное число диких и домашних животных, обладающих большой суммарной массой. Вея потребляемая человеком продукция трансформировалась в отходы (отбросы), разрушаемые и перерабатываемые редуцентами или деструкторами до простых веществ (нитраты, фосфаты, другие минеральные соединения), которые вновь использовались автотрофами в процессе фотосинтеза.

Самоочищение земель и вод здесь осуществлялось полностью, и круговорот веществ в экосистеме не нарушался. Приток солнечной энергии, получаемой человеком в виде химической энергии в процессе обмена веществ при питании (около 4000 ккал/сут. на одного человека), равнялся примерно такому же количеству энергии, которую человек использовал в виде тепловой (сжигание дров) и механической (тягловая сила) энергии.

До XIX в. в процессе аграрной цивилизации использовалась энергия, которая была накоплена в течение одного вегетационного периода первичными консументами, а также аккумулированна в течение многих лет деревьями. Общее же количество используемой одним человеком энергии (около 22000 ккал/сут.) лишь вдвое превышало энергопотребление человеком неолита (около 10000 ккал/сут.).

Таким образом, при становлении аграрной цивилизации экосистема человека имела высокий уровень гомеостаза. Несмотря на антропогенное изменение или замещение экосистем, деятельность человека вписывалась в биогеохимический круговорот и не изменяла притока энергии в биосферу.

Необратимые, глобальные изменения биосферы Земли под влиянием сельскохозяйственного производства резко усилились в XX столетии. В 70-90-х годах XX в. внедрение интенсивных технологии (монокультура, высокопродуктивные, но незащищенные сорта, агрохимикаты) сопровождалось водной и ветровой эрозией, вторичным засолением, почвоутомлением, деградацией почв, обеднением эдафона и мезофауны, уменьшением лесистости, увеличением распаханности и т. д.




Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   ...   22


База данных защищена авторским правом ©ekollog.ru 2017
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал