Антропогенные воздействия на почвы.

Почвы относят к природным объектам, которые формируются очень медленно (для увеличения толщины почвы на 2...2,5 см нужно около 100 лет), а разрушаются быстро. Можно выделить следующие формы нарушения плодородия почвы.

1. Аридизация (опустынивание, превращение в пустыню) пло­дородных сельскохозяйственных земель вследствие нерационального ведения хозяйства (например, в 60-х годах XX века в Сахаре) или грубых экологических просчетов (например, на Арале в наше время), Аридизация, как правило, приводит к громадному экономическому ущербу, появлению сотни тысяч и миллионов эко­логических беженцев (их общее число в мире в настоящее время уже превысило 10 млн.чел.).

2. Эрозия почв, под которой в широком смысле понимается потеря почвенного плодородия вследствие разрушения почвы и вы­носа из нее питательных веществ, необходимых для роста расте­ний. Причинами эрозий являются нерациональное земледелие (пре­обладание монокультур, отказ от севооборотов и т.п.), примене­ние механики, нарушающей структуру почвы, бесконтрольная вырубка леса, неумеренный выпас скота. Различается несколько ви-

дов эрозии: а) ветровая - из почв с нарушенной мелкокомковатой структурой выдувается верхний наиболее плодородный слой (нап­ример, в 1971 г. на Кубани во время "черных" бурь было снесено 7 см верхнего слоя почвы) и наблюдаются смерчи, поземки и бу­ри: б) водная - может быть плоскостной (поверхностный смыв почвы) и линейной, когда пахотные земли прорезаются оврагами глубиной до 100 м, длиной в десятки километров и скоростью распространения до 100 м/год. За последние 10 лет ежегодная площадь оврагов на территории РФ увеличивалась на 8-9 тыс.га;

в) техническая - вызвана применением мощных машин, разрушением дернового слоя при строительстве. При этом чаще всего страда­ют бедные почвы тундры и тайги, формирование которых протекает особенно медленно; г) пастбищная - характерна для скотоводчес­ких районов Калмыкии, Бурятии. Эрозия почвы отличается больши­ми масштабами (всего за 100 лет в мире поражено эрозией 17%пашни), резким снижением продуктивности почв (в среднем на 25%). В 1995 г. эрозионной опасности подвержено более 117 млн.га 63%) сельхозугодий РФ, в том числе 25%

уже эродирован­ных. Каждый третий гектар пашни и пастбищ нуждается в осущест­влении мер защиты от процессов эрозийной деградации.

3. Загрязнение и засорение земель отходами производства и потребления и в результате аварий на нефтепроводах. В РФ заня­то 54 тыс.га земель хранилищами, полигонами и свалками, где накоплено 1,4 млрд.т отходов производства и потребления (сос­тояние на 01.01.96 г.). На предприятиях РФ в 1995 г. образова­лось 89,9 млн.т токсичных отходов, в том числе I класса опас­ности - 0,16 млн.т, II класса - 2,2 млн.т, III класса - 8,7 млн.т и IV класса - 78,8 млн.т. При этом использовано в собс­твенном производстве 37,8% и полностью обезврежено только 7,2%от всех промотходов. В 1995 г. техногенному влиянию подвержено 2,3 млн.га сельхозугодий РФ, в том числе 90% атмосферными заг­рязнителями (SO₂, пыль и соединения фтора) и 10% загрязнителя­ми почв (медь, свинец, цинк, никель, кадмий и другие тяжелые металлы). В итоге около 17% проб почвы не отвечали санитарным нормам. При этом наибольшее их количество имело место в зоне влияния предприятий и транспортных магистралей (28,3%), в се­литебной зоне (15,7%) и в местах производства растениеводчес­кой продукции (9,1%). Это способствовало загрязнении выращи­ваемой и производимой пищевой продукции. В 1995 г. зарегистри­ровано 8666 пищевых отравлений и массовых неинфекционных забо­леваний, из них 67,7% бактериального происхождения и 17,5% вызвано отравлениями ядовитыми грибами.

Загрязнение земель нефтью и нефтепродуктами в РФ является одной из крупных экологических проблем из-за ежегодных аварий - более 20 крупных аварий на магистральных и около 40 тыс. аварий на внутрипромысловых нефтепроводах.

4. Засоление или накопление солей натрия, кальция и маг­ния в верхних слоях почвы в концентрациях, недопустимых для нормального роста и развития растений. Засоление почвы может быть вызвано ветровым переносом соленой пыли с морей, вымыва-нием и сносом их в низины, атмосферными осадками и т.п. Более частой причиной засоления почв является подъем грунтовых вод при увеличенных нормах полива до критической глубины их зале­гания, с которой они могут подниматься по капиллярам до по­верхности почвы. Эта критическая глубина составляет 1...3 м. Даже слабое засоление снижает урожайность в 2 раза.

5. Затопление плодородных земель. Экологически необосно­ванное неумеренное гидростроительство в Волжском бассейне за­топило около 4 млн.га плодородных земель, что привело к недо­бору зерновых в бассейне Волги около 30 млн.т.

6. Нарушение земель добычными и геологоразведочными рабо­тами, а также при строительстве крупных объектов. В РФ площадь нарушенных земель равна 1.14 млн.га, из них 60% нарушено в процессе добычи полезных ископаемых и геологоразведочных рабо­тах и около 21% - при торфоразработках. В 1995 г. было наруше­но 83,4 тыс.га земель, в том числе при добыче полезных ископа­емых, их переработке и геологоразведочных работах – 61%, тор­форазработках – 27%, строительстве – 27%. Заболачивание сельхозугодий в Нечерноземной зоне или их иссушение в аридной из-за непроведения мелиоративных и культурно-технических работ вследствие финансовых трудностей в России.

Помимо перечисленных причин потери земель, в Тверской области большие потери пашни были обусловлены компанией по вы­селению людей из неперспективных деревень. При этом было поте­ряно больше пашни, чем ее удалось ввести в оборот за счет до­рогостоящей мелиорации. Из-за отвода земель для несельскохо­зяйственных нужд в РФ сокращена площадь продуктивных сельхоз-угодий на 1,17 млн.га, а пашни - на 2,46 млн.га по сравнению с 1990 г. Все это делает важным и актуальным борьбу с порчей, деформацией и загрязнением почв и земель.

5.3.3. Борьба с порчей почв, земли и рекультивация зе­мель.

Борьба с порчей почв, земли требует применения целого комплекса правовых, инженерно-технических, агрономических и

санитарно-гигиенических методов и средств. Прежде всего, должны быть исключены всякие экологически не обоснованные решения, ведущие к таким тяжким последствиям как потеря сотен и тысяч гектаров плодородной земли. Например, в ходе кампании против неперспективных земель, в борьбе с эрозией почв первое место принадлежит агротехнике (внедрение безотвального земледелия, правильный выбор севооборотов, отказ от техники, разрушающей структуру почвы, и т.п.), лесомелиоративным работам и гидро­техническим мероприятиям (укрепление откосов, задержание сто­ков и т.п.). Рациональное ведение сельского хозяйства, введе­ние платы за воду резко снижают опасность засоления почв из-за излишнего полива. Уже рассматриваются проекты ликвидации мел­ководных и непродуктивных водохранилищ, занявших большие мас­сивы плодородных земель. Но остается актуальной защита земли от промышленных и бытовых отходов и приведение ряда земель, возвращаемых промышленностью после разработки минерального сырья, ликвидации предприятий и т.п., в состояние, пригодное для хозяйственного использования. Решение последней задачи на­зывается рекультивацией земель. Именно эти, преимущественно ин­женерно-технические задачи, рассматриваются ниже.

Отходы производства - это остатки сырья, материалов, по­луфабрикатов, образовавшиеся при изготовлении продукции и ут­ратившие свои потребительские свойства. Возможно образование отходов и не связанных с сырьем (например, вскрышные породы при разработке полезных ископаемых). В промышленности, кроме перечисленных производственных отходов, достаточно велики и отходы потребления (металлолом, резина, стекло). Такие матери­алы иногда называют отбросами, т.е. материалами, не имеющими хозяйственного значения. Однако то, что сегодня считается от­ходами, при совершенствовании технологии может оказаться цен­ным сырьем в будущем.

Помимо промышленных отходов и отбросов постоянно возрас­тающее значение имеют бытовые отходы. Об их объеме наглядно свидетельствует рис. 3.1. Повышение жизненного уровня населе­ния, как правило, ведет к увеличению бытовых отходов. Так, ос­нащение жилых зданий мусоропроводами увеличивает отходы на 20-25%. В США объем бытовых отходов на 1 жителя в два с лишним раза больше, чем в РФ. Только в одном случае - при замене отопления углем или дровами на природный газ - будет сущест­венное уменьшение отходов.

В развитых странах основная масса отходов поступает от промышленности. Санитарная классификация промышленных отходов

и методов их утилизации и ликвидации представлена в табл. 5.6.

Таблица 5.6. Санитарная классификация промотходов

При складировании и обезвреживании отходов необходимо учитывать возможную трансформацию веществ, содержащихся в них, и пути их миграции в ОПС. Как следует из табл. 5.6, некоторые отходы способны загрязнять атмосферный воздух. Значительная часть отходов может выбрасываться на "дикие" свалки, что при­водит к загрязнению почв. Талыми и дождевыми стоками ЗВ отхо­дов выносятся на пашню и в водоемы. Все это создает условия для попадания их в наземные и водные растения и дальше - в ор­ганизмы животных и рыб, в том числе и тех, которые используют­ся в пищу человеком. При этом в продуктах питания человека мо­гут создаваться значительные концентрации ЗВ за счет их куму­ляции в пищевых цепях (см. подраздел 1.4). Известны также слу­чаи превращений (трансформации сравнительно мало токсичных со­единений на свалках отходов в опасные яды.

Удаление и утилизация бытовых отходов представляет собой сложную и актуальную техническую задачу. Бытовые отходы непос­редственно связаны с эпидемиологической безопасностью населен­ных пунктов. Отсутствие эффективной системы их сбора и обезза­раживания явилось причиной многочисленных вспышек тяжелых ин­фекционных заболеваний в средние века (эпидемии чумы) и неда­леком прошлом (эпидемии и пандемии холеры в XIX веке). Даже в

развитых странах Запада до сих пор помимо специально оборудо­ванных свалок для бытового мусора и мусоросжигательных заводов имеются многочисленные "дикие" свалки (в Германии на 4400 обо­рудованных свалок недавно было около 50000 "диких"). Любые свалки нарушают эстетический облик городов и населенных мест, приводят к загрязнениям почвы и воды, создают специфические антиэстетические ландшафты пригородов. Наиболее прогрессивной формой утилизации бытового мусора являются мусоросжигательные заводы, получившие большое распространение в Японии и США. В РФ всего 7 таких завода - в городах Москве, Санкт-Петербурге, Владивостоке, Сочи, Пятигорске, Мурманске и Владимире, которы­ми, кстати, не обеспечивалась потребность этих городов в ути­лизации бытового мусора. Сейчас предпринимаются меры по увели­чению количества таких заводов в Москве и других городах РФ. Однако до сих пор твердые бытовые отходы вывозятся на свалки, а жидкие отходы для обеззараживания запахиваются на глубину 20 см на полях орошения, расположенных не ближе, чем 1000 м от жилья. Часто применяется биотермальный метод, который заключа­ется в хранении отходов в форме компостов, разогревающихся до 60°С. В РФ до сих пор широко применяется сжигание мусора на свалках. При этом в сравнительно большом количестве образуется один из опаснейших ядов - диоксин, при попадании которого в организм человека резко увеличивается вероятность раковых за­болеваний.

Более подробно методы утилизации и ликвидации производс­твенных отходов, в том числе и осадков СВ излагаются в дисцип­линах "Инженерная экология", "Строительная экология" и "Безо­пасность жизнедеятельности".

Сокращение потерь земли обеспечивается снижением масшта­бов нарушений почв при разработке полезных ископаемых и повсе­местной рекультивации земель. Снижение масштабов нарушений достигается рациональным выбором формы, размеров и количества карьеров и отвалов (например, замена многих малых карьеров на один большой существенно экономит землю, выбор рациональных форм отвалов увеличивает их емкость и т.п.).

Под рекультивацией понимается комплекс работ, направлен­ный на восстановление продуктивности и хозяйственной ценности нарушенных земель. На первом этапе идет подготовка земель к последующему целевому использованию (техническая рекультива­ция), на втором - восстановление биологических свойств земли и, прежде всего, ее плодородия (биологическая рекультивация). Пер­вый этап рекультивации выполняется предприятиями, деятельность

которых способствовала нарушению земель, или передвижными ме­ханизированными колоннами: второй - пользователем земли, кото­рому она передается после завершения технического этапа. В за­висимости от географического положения района, гидрогеологи­ческой характеристики местности, особенностей почв и расти­тельного покрова, населенности района и характера нарушений выбирается одно из следующих направлений рекультивации: 1) сельскохозяйственное направление (обычно при развитом сельском хозяйстве, значительной площади нарушений и благоприятных подстилающих породах); 2) лесохозяйственное (в лесных районах и при больших деформациях поверхности - крутых склонах и отко­сах, терриконах и карьерах и т.п.); 3) строительное (в густо­населенных районах); 4) водохозяйственное (в выемках и карь­ерах при отсутствии разрывов в подстилающих породах); 5) рек­реационное (проводится около городов и представляет собой со­четание лесохозяйственного и водохозяйственного направлений). Иногда выделяется еще санитарно-гигиеническое направление ре­культивации (на непригодных для хозяйственного пользования землях, содержащие редкие и радиоактивные элементы).

Техническая рекультивация является сложным и дорогостоя­щим мероприятием - в среднем около 20 млн.руб. на 1 га в ценах 1997 года, а при сельскохозяйственной рекультивации - почти 35 млн.руб. В РФ подлежат рекультивации около 1,2 млн.га нарушен­ных земель, на 40% которых планируется лесохозяйственная ре­культивация, 34 - сельскохозяйственная и 207. - водохозяйственная. 8 1995 г. было рекультивировано только 160 тыс.га.

В сохранении земель и их хозяйственных свойств большую роль играет мелиорация или улучшение свойств географической среды для максимального использования природного потенциала земель. Она обычно обеспечивается осушением переувлажненных земель и болот или орошением земель сельскохозяйственного наз­начения. Практически все пахотные земли РФ находятся в зоне с возможными засухами и нуждаются в орошении. Однако неумеренные поливы повышают уровни грунтовых вод и вызывают засоление почв, а нерациональное осушение болот уменьшает речной сток и снижает уровень озер. Кроме того, всякая мелиорация ведет к обеднению флоры и фауны региона. В РФ охрана земель регламен­тируется земельным кодексом РСФСР (1991 г.). В нем четко уста­новлены виды пользования землей (земли сельскохозяйственного назначения; населенных пунктов; промышленности, транспорта и иного несельскохозяйственного использования, природохозяйственного назначения, лесного фонда, водного фонда и запаса). Кроме того, подробно рассмотрена система мероприятий по защите земли, определены органы контроля за ней (Правительство РФ, Администрации субъектов РФ, Роскомзем и его органы на местах). Ведется составление земельного кадастра - совокупности сведе­ний о природном, хозяйственном и правовом положении земель РФ. Он включает данные регистрации землепользования, учета коли­чества и качества земель, бонитировки (доброкачественности) почв и экономической оценки земель.

Охрана флоры и фауны

Охрана растительного мира.

Флора является одной из двух главных форм жизни на Земле. В любой экосистеме и в биос­фере в целом растения выполняют роль продуцентов и создают ос­новную часть биомассы, ежегодно поглощая около 160 млрд. т CO₂ и выделяя в атмосферу около 100 млрд. т O₂. Именно растениями образован уникальный состав атмосферы нашей планеты (см. табл. 2.1).

Растительный ресурсный потенциал РФ достаточно велик и разнообразен (полярные пустыни, тундры, леса, степи). 94% ЗФ РФ покрыто растительностью. Продукция растениеводства является основным питанием большинства населения Земли и представляет собой значительную часть сырья для промышленности. Однако дея­тельность человека уже привела к безвозвратной гибели 30 тыс. видов растений и поставила под угрозу еще 25 тыс. видов. Поэ­тому необходима защита всех типов растительности (в том числе лесов и лугов), отдельных видов растений и растительных сооб­ществ.

Лес - это совокупность лесной растительности, земли, жи­вотного мира и других компонентов ОПС, биологически взаимосвя­занных и влияющих друг на друга в своем развитии. Леса занима­ют почти 28% суши, дают 60% биологически активного О₂, играют громадную роль в жизни биосферы, климате планеты и хозяйствен­ной деятельности человека. Различают два вида лесопользования - основное (рубка леса) и побочное (сбор ягод, грибов, трав и т.д.). В РФ допускается лесопользование только на основании лесорубочного билета, ордера или лесного билета, выдаваемых лесхозами.

Лесной Фонд (ЛФ) РФ составляет 1,18 млрд. га, в том числе 65% земель, покрытых лесом. Общий запас древесины в лесах РФ около 81 млрд.м³. Лесной кодекс РФ (1997 г.) выделяет в ЛФ первую, вторую и третью группу лесов, а первую группу лесов

разделяет по категориям защитности.

К первой группе (19% от ЛФ) относят леса, выполняющие следующие функции и включающие следующие категории защитности: водоохранные, защитные, санитарно-гигиенические, оздоровитель­ные, особо ценные лесные массивы, памятники природы, природно-заповедные леса. В них разрешены лишь рубки ухода за лесом, санитарные рубки и лесовосстановительные работы. Ко второй группе (9% от ЛФ) относят леса в районах с высокой плотностью населения и развитой сетью транспортных путей. Леса, выполняю­щие водоохранные, защитные, санитарно-гигиенические, оздоро­вительные и иные функции, имеющие ограниченное эксплуатацион­ное значение. В них производят рубки главного пользования спо­собами, направленными на восстановление ценных пород деревьев, сохранение природных функций лесов этой группы и позволяющими эффективно и рационально использовать лесные массивы. К треть­ей группе (72% от ЛФ) относят леса многолесных районов, имею­щие преимущественно эксплуатационное значение. В таких лесах проводят рубки главного пользования способами, обеспечивающими своевременное и рациональное использование лесных ресурсов.

Во всех группах лесов РФ ежегодный прирост древесины сос­тавляет 880 млн.м³. Вырубка леса осуществляется в строгом со­ответствии с расчетной лесосекой. Ее устанавливает Рослесхоз раздельно по хвойному, мягко- и твердолиственному хозяйствам, исходя из принципов рационального, непрерывного и неистощаемо­го пользования ЛФ. В 1995 г. было вырублено только 25% расчет­ной лесосеки. При этом выявлены недорубы в объеме 2,5 млн.м³, брошенной древесины в местах рубок 1,4 млн.м³, неочищенных ле­сосек более 110 тыс.га и уничтожение подроста ценных пород де­ревьев на площади 15 тыс.га. Кроме того, зафиксированы около 23 тыс. случаев незаконной порубки леса в объеме 450 тыс.м³ древесины и гибель лесов на площади 172 тыс.га, из них 90% хвойных насаждений. Причинами гибели лесов являются поврежде­ния вредными насекомыми (46,0%.) и воздействия пожаров (33%) и неблагоприятных погодных условий (16%). Более 40% всех насаж­дений, пораженных болезнями, находятся в Центральном и Цент­рально-черноземном районах РФ.

На охраняемой площади ЛФ РФ (94% общей площади ЛФ) в 1995 г. зафиксировано около 26 тыс. лесных пожаров на площади 463 тыс.га. По сравнений со среднегодовыми показателями за прошед­шие 5 лет количество пожаров возросло на 29% а площадь их сократилась более чем в 2 раза. Наиболее распространенными бы­ли низинные пожары на 325,8 тыс.га, верховые пожары отмечены

на 25,3 тыс.га и подземные - на 3,1 тыс.га. Основной причиной лесных пожаров являются антропогенные факторы (около 88% всех загорании), а в лесах Европейской территории РФ почти 100% возгораний происходит по вине местного населения.

Поэтому задача рационального пользования лесами и их за­щиты является важной и актуальной. Она решается принципом ог­раничения ежегодной вырубки годичным приростом и борьбой с лесными пожарами, защитой леса от вредителей и болезней. Так, Рослесхоз совместно с исполнительной властью на местах ведут через лесхозы и лесничества активную охрану леса от пожаров -самого опасного врага леса. С этой целью наряду с разъясни­тельной работой и контролем они проводят мероприятия по пре­дупреждению пожаров, их быстрому обнаружению и ограничению распространения. В лесах организуют сеть противопожарных барь­еров: широкие разрывы (просеки), минерализованные полосы, во­доемы (канавы) вдоль железных, шоссейных и лесовозных дорог и в других местах, опасных в пожарном отношении. Для быстрого обнаружения пожара в лесу сооружают вышки; используют самолеты и вертолеты, которые также быстро доставляют в полной экипи­ровке пожарных парашютистов к очагам пожаров. Они совместно с наземными пожарными подразделениями и населением тушат лесные пожары. Для этого применяют мощные пожарные автоцистерны, мотопомпы, вездеходы, бульдозеры, почвообрабатывающие орудия и ранцевые опрыскиватели.

Для борьбы с вредителями (насекомыми и грызунами) и бо­лезнями леса применяют предупредительные и истребительные ме­ры. Первые направлены на предупреждение массового размножения вредителей (особенно после пожара) и профилактику болезней, а вторые - на их уничтожение. Чаще приходится вести борьбу в ле­су всеми доступными методами и средствами в комплексе (интег­ральный метод).

К предупредительным мерам относятся надзор за появлением вредителей и болезней в лесу (чем быстрее обнаружат, тем ус­пешнее борьба), карантинная служба (предупреждает завоз новых вредителей или вредителей, имеющих ограниченное распростране­ние в РФ, и возбудителей болезней с семенами, саженцами и дру­гими грузами) и лесохозяйственные мероприятия (подбор здорово­го посевного и посадочного материала, выращивание стойких про­тив вредителей и болезней насаждений, удаление ослабленных и больных деревьев и бурелома и т.д.).

Для истребления вредителей и возбудителей болезней де­ревьев применяют методы: физико-механические - световые ловуш-

ки, ультразвук, положительный электростатический заряд и др.; химические (пестициды) и биологические - уничтожение вредите­лей их естественными врагами, например, хищными паразитически­ми насекомыми, насекомоядными птицами, болезнетворными микро­организмами (бактерии, вирусы и грибы) и муравьями. Известно, что рыжие лесные муравьи надежно защищают хвойные леса с плохо развитым травяным покровом, так как один большой муравейник за сезон уничтожает 3...8 млн. вредных насекомых на площади 0,3...1 га леса.

Другие мероприятия по рациональному использованию, восп­роизводству, охране и защите лесов изложены в лесном кодексе РФ и законодательных актах субъектов РФ. Вторым важным типом растительности являются луга или природные сенокосы и пастбища (последние, помимо естественных, включают и искусственные - сея­ные угодья с травянистой растительностью). Они играют сущест­венную роль в сельскохозяйственном производстве, их растительные сообщества принимают большое участие в образовании биомас­сы, связывании СО₂ и выделении 0₂. Леса и пастбища надежно за­щищают почву от ветровой и водной эрозии, но и сами нуждаются в заботе. Необходимо обеспечить рациональное использование пастбищ, улучшить видовой состав луговых растений, создавать орошаемые пастбища и т.п. Нерациональное использование пастбищ может привести к тяжелым экологическим последствиям, как это было, например, в Сахаре и Бурятии (пастбищная эрозия почв, гибель животных и голод среди населения).

Хотя мир растений исключительно богат и многообразен (из­вестно свыше 500 тыс, их видов), тем не менее более 10% видов или погибли, или находятся под угрозой гибели в результате де­ятельности человека. Для сохранения генофонда растений, спасе­ния и размножения редких и исключительно редких их видов соз­даны заповедники и заказники, изданы "Красные книги" в РФ и ее субъектах, в которые включено более 500 видов растений.