### Тема 11. Экологические проблемы литосферы

Почвенный покров является важнейшим природным образованием. Почва представляет собой источник продовольствия, обеспечивающий 95-97% продовольственных ресурсов для населения планеты. Площадь земельных ресурсов мира составляет 129 млн.кв.км или 86,5% площади суши.

Представления о почве как о самостоятельном природном теле с особыми свойствами появились в конце XIX века благодаря В.В.Докучаеву – основоположнику современного почвоведения. Он создал учение о зонах природы, почвенных зонах, факторах почвообразования.

Почва – состоит из твердой (минеральной и органической), жидкой и газообразной фаз. Для всех почв характерно уменьшение содержания органических веществ в живых организмах от верхних горизонтов почвы к нижним.

Почва – основной компонент любых наземных экосистем, в ней протекают разнообразные физические, химические и биологические процессы, ее населяет множество живых организмов. Важнейшим свойством почвы является плодородие. Оно складывается в процессе почвообразования и воздействия на почву человека. Почва – основа для получения урожая сельскохозяйственных культур, национальное богатство любой страны.

При интенсивном использовании земли необходимо не только думать о том, как больше у нее взять, но одновременно заботиться и об увеличении плодородия почвы. Поэтому охраны почвы, ее рациональное использование и повышение почвенного плодородия являются важнейшей задачей нашего времени.

Почва требует ухода, и эксплуатация ее должна осуществляется на научной основе. Хорошая обработка, своевременное внесение удобрений, задержка влаги и чередование сельскохозяйственных культур препятствуют истощению почвы. Разрушение почвы обычно идет за счет обеднения ее питательными веществами, ухудшения структуры и вследствие ее эрозии, т. е. физического уничтожения. Изношенные и истощенные почвы “заболевают”. Они утрачивают плодородность, и для их полного “выздоровления” требуется значительное время. Истощенная пахотная земля легче поддается эрозии, т. к. теряя гумус, она теряет способность поглощать и удерживать воду.

11.1. Воздействие человека на почву

Воздействие человека на почву - составная часть общего влияния человеческого общества на земную кору и ее верхний слой, на природу в целом, особенно возросшее в век научно – технической революции. По воле человека изменяется характер почвы, меняются факторы почвообразования – рельеф, микроклимат, создаются моря, огромного объема водохранилища, появляются новые реки, каналы, перемещаются миллионы тонн грунта и т. д.

Эрозия почв и борьба с ней. Эрозия (от лат. erosio – разъедание) представляет собой разрушение и снос почвенного покрова (иногда и почвообразующих пород) потоками воды или ветром. При этом нарушается самый плодородный верхний слой почвы: для создания этого слоя мощностью 18 см природе понадобилось 1400 – 7000 лет, т. к. почвообразование идет со скоростью 0,5 – 2 см в 100 лет. Разрушение этого слоя эрозией может произойти за 20 – 30 лет, а иногда для этого достаточно сильного ливня или пыльной бури.

Талые воды уносят с полей в реки и моря ежегодно тысячи тонн почвы, в которой содержатся азот, фосфор, калий, кальций, перегной, сера и т. д. Урожаи зерновых на эродированных почвах в 3 – 4 раза ниже, чем на здоровых; смытые участки часто заболачиваются.

Различают ветровую и водную эрозии. Интенсивное перемещение частиц почвы и подстилающих ее пород по земной поверхности выдуванием, развеванием, навеванием, черными бурями, и т. д. называют ветровой эрозией. Она может происходить в любое время года и при любой силе ветра, однако чаще всего весной при сильных ветрах –15 – 20 м/сек. В этот период почва взрыхлена и на ней еще не развились сельскохозяйственные культуры. Действие ветра проявляется слабее на влажной почве поэтому ветровой эрозии особенно подвержены почвы засушливых областей.

Ветровая эрозия вызывается пыльными (черными) бурями бывают и местной (повседневной). Пыльные, или черные, бури бывают при очень сильных ветрах, перемещающих мелкие почвенные частички во взвешенном состоянии в воздушном потоке. Они повторяются через 3 –5, 10 – 20 лет, захватывают огромные территории и за 1 - 2 дня сносят слой мощностью 1 – 2 и даже 5 – 25 см, уничтожая посевы.

Местная ветровая эрозия почв происходит без пыльных бурь и обычно на ветроударных склонах. Она медленно, но постепенно разрушает почву, снижая урожаи. Местная эрозия может быть верховой, когда при сильных ветрах образуются смерчи – столбы пыли в виде частичек почвы, поднимаемые ветром на большую высоту, и низовой поземкой, при которой частицы поднимаются ветром на большую высоту до 1,5 м. Низовая поземка засекает на своем пути сельскохозяйственные культуры

Водная эрозия может быть плоскостной и овражной. Плоскостная эрозия представляет смыв почвы струйками и ручейками талой или ливневой воды. Происходит это потому, что поверхность земли не идеально ровная. Неровности микрорельефа способствуют концентрации атмосферных вод, стекающих по поверхности почвы и образующих ручьи. Они на своем пути захватывают и уносят в промоины гумусовые частицы почвы, оставляя мелкие. При очередной вспашке промоины заравниваются, но глубина пахотного слоя уменьшается. Описанный процесс называется смывом почв. Смыв может происходить под влиянием талых снеговых, дождевых и ливневых вод. При больших уклонах поверхности и на длинных склонах мельчайшие струйки сливаются в более крупные ручейки, которые быстро образуют струйчатые размывы. Особенно большие промоины возникают на полях по бороздам, проведенным вдоль склонов. Если их сразу не заровнять – образуются овраги.

Исключительно опасна эрозия почвы в горах, где при обнажении склонов развиваются разрушительные селевые потоки. Главная причина их образования - неправильная рубка вдоль склонов с последующей трелевкой хлыстов, при которой сдирается растительный покров, а также неумеренная пастьба скота и снежные лавины.

Береговая эрозия связана с размыванием берегов рек, она может происходить и без влияния человека. Поэтому укрепление берегов рек, водохранилищ и каналов совершенно необходимо.

Приемы борьбы с эрозией почв весьма разнообразны и зависят от почвенно-климатических и агроэкономических условий. Они должны осуществляться на основе внедрения зональных систем земледелия. По защите почв от ветровой и водной эрозии разработаны следующие мероприятия:

- в районах распространения ветровой эрозии – почвозащитные севообороты с полосным размещением посевов и паров; кулисы; залужение сильно эродированных земель; буферные полосы из многолетних трав; снегозадержание; закрепление и облесение песков; выращивание полезащитных лестных полос, а также безотвальная обработка почвы с оставлением стерни на поверхности полей. Эти мероприятия должны проводиться главным образом в районах целинных и залежных земель Казахстана, Западной и Восточной Сибири и в отдельных районах Поволжья и Украины;

- в районах распространения водной эрозии – обработка почв и посевов сельскохозяйственных культур поперек склона; контурная вспашка; углубление пахотного слоя и другие способы обработки, уменьшающие сток поверхностных вод; почвозащитные севообороты; полосное размещение сельскохозяйственных культур поперек склона; контурная вспашка; углубление пахотного слоя и другие способы обработки, уменьшающие сток поверхностных вод; почвозащитные севообороты; полосное размещение сельскохозяйственных культур; заложение крутых склонов; выращивание полезащитных лесных полос; облесение оврагов, балок, песков, берегов рек и водоемов; строительство противоэрозионных гидротехнических сооружений (перепадов прудов, водоемов, лиманов, вершин оврагов и д. р.);

- в горных районах – устройство противоселевых сооружений; террасирование; облесение и заложивание склонов; регулирование выпаса скота; сохранение горных лесов.

Работам по борьбе с эрозией обычно предшествует противоэрозийная организация территории. При этом выделяют площади, в равной степени подверженные эрозии, и на них проектируют комплекс организационно-хозяйственных, агротехнических, лесомелиоративных и гидротехнических мероприятий.

Самым простым и эффективным агротехническим мероприятием по регулированию поверхностного стока талых и ливневых вод, по борьбе с эрозией почв и одновременно с засухой являются вспашка, культивация и рядовой посев или посадка поперек склона; тогда каждая бороздинка пашни, каждое выросшее растение препятствуют стоку, во много раз сокращают смыв почвы и повышают запас влаги в ней.

Среди агротехнических мероприятий успехом пользуются обваливание зяби и паров временными земляными валиками, углубление пахотного слоя, глубокая безотвальная обработка с оставлением стерни и пожнивных остатков на поверхности, контурная вспашка, лункование и мульчирование. Все эти приемы направлены на задержание талых вод, ослабление поверхностного стока, смыва и выдувания почвы. Они должны применяться с учетом природных условий и особенностей каждого хозяйства, а также в зависимости от вида эрозии. На эродированных почвах чистые пары заменяют занятыми и сидеральными, подбирают соответствующие культуры, весьма эффективны удобрения, особенно органические.

Лесомелиоративные мероприятия в комплексе с другими надежно защищают почву от эрозии и снижают отрицательное влияние засухи. В нашей стране накоплен большой опыт создания лесозащитных полос и защитных лесонасаждений. Они уменьшают сдувание снега, глубину промерзания почвы; в районах распространения пыльных бурь и на песчаных почвах лесные полосы защищают межполосные пространства от ветровой эрозии, а всходы – от засекания, выдувания и засыпания песком. Очень большое значение имеют приовражные посадки, а также лесонасаждения вокруг водоемов и каналов оросительной системы.

Лесные полосы на землях размещают в первую очередь по границам полей севооборота. При этом нужно учитывать местные особенности рельефа, по возможности приурочивая лесные полосы к бровкам балок, оврагов, речных долин, к разным перегибам рельефа и к водоразделам.

Гидротехнические мероприятия составляют часть общей системы борьбы с эрозией почвы. На Полях устанавливают постоянные земляные валы с широкими основаниями, насыпные террасы, земляные и плетневые запруды. Для закрепления оврагов применяют системы канав и валов, которые устраивают над оврагом или крутым склоном. В сочетании с облесением оврага и приовражья этот метод является одним из самых доступных и надежных.

Иногда для закрепления оврага применяют сборные железобетонные лотки – быстротоки. Они состоят из отдельных звеньев, их последовательно укладывают снизу вверх по склону. Лотки должны сочетаться с донными гидротехническими сооружениями, которые защищают дно оврага от размыва и способствуют накоплению продуктов эрозии для улучшения лесорастительных условий.

Донные сооружения представляют собой запруды, плетни из живых ивовых кольев или местного камня.

11.2. Использование непригодных земель

Непригодные для интенсивного сельского хозяйства земли – результат эрозии, засоления, заболачивания, открытых и подземных разработок полезных ископаемых, неумеренной пастьбы скота, загрязнения промышленными отходами и т.д.

Овраги. Особенности роста и формирования оврага зависят от того, на каких почвах и в каких природно-климатических условиях он возникает. Средняя скорость формирования оврага 1-3 м в год, однако есть места, где скорость возникновения 8 и даже 25 м. Они врезаются в поля, нарушая их конфигурацию, затрудняют применение техники, сокращают пахотные земли, являются прямым следствием бесхозяйственного обращения с землей. Для укрепления оврагов создают приовражные посадки, лесонасаждения, а в оврагах и балках устраивают сады и места отдыха.

Пески. По форме рельефа различают барханные, бугристые, грядовые, равнинные и волнистые пески, а по происхождению – морские, речные и материковые. Они почти целиком состоят из обкатанных частиц кварца. Содержание гумуса обычно не превышает 0,1-0,3%. Закрепление песков производят механическим способом – посевом трав, щелгованием, а также с помощью лесозащитных насаждений.

Закрепленные пески можно использовать для лесоразведения, садоводства и виноградарства. На песках хорошо растут бахчевые культуры.

При близком уровне грунтовых вод получают большие урожаи овощей.

Пески используют и в животноводстве. Сельскохозяйственное использование песков обязательно сочетается с системой лесных полос – ветрозащитных и снегораспределительных. Они предупреждают разбивание песков, защищают скот и способствуют снегонакоплению.

Рекультивация земель. Все нарушенные территории можно разделить на две группы: земли с насыпным грунтом – промышленные отходы, отвалы подземных горных разработок (терриконы) и территории, поврежденные в результате выемки грунта – карьеры и отвалы при открытых горных работах, провалы на месте подземных разработок.

Восстановление территорий осуществляется в четырех направлениях: для сельскохозяйственного использования (земледелия, садоводства), под лесные насаждения, под водоемы, под жилищное и капитальное строительство.

Рекультивацию обычно делят на два этапа: горнотехнический и биологический. Горнотехнический этап состоит в подготовке территории: планировке отвалов, предании удобных для использования форм, насыпании плодородных грунтов, создании подъездных путей и т.д.

Биологический этап заключается в восстановлении нарушенных земель путем посадки древесных пород или выращивания сельскохозяйственных культур. В последнем случае нужно соблюдать определенную последовательность: сначала культивировать малотребовательные культуры с большой растительной массой, а по восстановлении плодородия почвы – остальные. На успех рекультивации влияют многие факторы:кислотность и механический состав грунта, содержание питательных веществ, обводненность, наличие токсических веществ (например, пирита), форма отвалов, крутизна склонов. Поверхность отвалов необходимо покрывать наиболее плодородным грунтом. Высота отвала для сельскохозяйственного освоения не должна превышать 2 м.

Наиболее эффективна в настоящее время рекультивация путем лесоразведения. Древесные породы при этом подбирают в соответствии с кислотностью и механическим составом грунта.

Засоление почв – процесс накопления в верхних горизонтах почвы вредных для растений солей натрия, магния и др. В естественных условиях засоление происходит через насыщенные солями грунтовые воды, которые по почвенным капиллярам поднимаются вверх и испаряются. Растворенные соли остаются на поверхности почвы и в пахотном горизонте. Чаще всего засоление происходит под влиянием нарушения норм полива. Вторичное засоление связано также с плохой работой оросительных систем, строящихся и функционирующих бес гидроизоляции и с другими нарушениями правил ирригации. Проблема предотвращения дальнейшего засоления и необходимость рассоления уже “испорченны” почв сейчас очень волнует почвоведов и всех работников сельского хозяйства.

Осушение заболоченных земель. Заболачивание тесно связано с водным режимом и возможно только при условии постоянного или длительного переувлажнения почвы. Наиболее благоприятные условия для заболевания возникают в лесной зоне. Очень важно своевременно остановить процесс заболевания лугов и пахотных земель, зарастающих ивой, ольхой и другими кустарникам, провести осушение в лесах и на вырубках, где прогрессирует этот процесс. При осушении крупных, исторически сложившихся болот и сфагновых сосняков нужна большая осторожность. Резкое понижение грунтовых вод на значительных территориях как следствие осушения может вызвать гибель водораздельных лесов, корневая система которых развивалась при определенном уровне грунтовых вод. Пересушенные торфяники быстро теряют плодородие, и возникают пыльные бури. Примером может служить неудачное осушение Полесской низменности в БССР и сфагновых сосняков в Ровенской области УССР.

В Западной Европе взяты на учет все болота, их тщательно охраняют. На неосушенных болотах получают хорошие урожаи сена, собирают клюкву. Болота являются прекрасными охотничьими угодьями, резерватами ряда редких и вымирающих птиц и растений. Они имеют большое гидрологическое и климатическое значение, являются резервуарами воды, которая поддерживает более высокий уровень грунтовых вод на окружающих территориях. Особенно велика водохранная роль болот на водоразделах в истоках рек, в районах с песчаными почвами. Сплошное осушение болот без должного научного обоснования может нанести хозяйству нашей страны большой вред.

11.3. Загрязнение почв

Почвы загрязняют различными химическими веществами, пестицидами, отходами сельского хозяйства, промышленного производства и коммунально-бытовых предприятий.

Охрана почв от загрязнений является важной задачей человека, так как любые вредные соединения, находящиеся в почве, рано или поздно попадают в организм человека.

Во – первых, происходит постоянное вымывание загрязнений в открытые водоемы и грунтовые воды, которые могут использоваться человеком для питья и других нужд.

Во – вторых, эти загрязнения из почвенной влаги, грунтовых вод и открытых водоемов попадают в организмы животных и растений, употребляющих эту воду, а затем по пищевым цепочкам опять – таки попадают в организм человека.

В – третьих, многие вредные для человеческого организма соединения имеют способность кумулироваться в тканях, и, прежде всего, в костях.

По оценкам исследователей, в биосферу поступает ежегодно около 20 – 30 млрд. т. твердых отходов, из них 50 – 60 % органических соединений, а в виде кислотных агентов газового или аэрозольного характера – около 1 млрд.т.

11.4. Пути попадания загрязнений в почву

Различные почвенные загрязнения, большинство из которых антропогенного характера, можно разделить по источнику поступления этих загрязнений в почву:

1) С атмосферными осадками. Многие химические соединения, попадающие в атмосферу в результате работы предприятий, затем растворяются в капельках атмосферной влаги и с осадками выпадают в почву. Это, в основном, газы – оксиды серы, азота и др. Большинство из них не просто растворяются, а образуют химические соединения с водой, имеющие кислотный характер. Таким образом и образуются кислотные дожди.

2) Осаждающиеся в виде пыли и аэрозолей. Твердые и жидкие пыли и аэрозолей. Такие загрязнения можно наблюдать визуально, соединения при сухой погоде обычно оседают непосредственно в виде например, вокруг котельных зимой снег чернеет, покрываясь частицами сажи. Автомобили, особенно в городах и около дорог, вносят значительную лепту в пополнение почвенных загрязнений.

3) При непосредственном поглощении почвой газообразных соединений. В сухую погоду газы могут непосредственно поглощаться почвой, особенно влажной.

4) С растительным опадом. Различные вредные соединения в любом агрегатном состоянии поглощаются листьями через устьица или оседают на поверхности. Затем, когда листья опадают, все эти соединения поступают опять-таки в почву.

11.5. Классификация почвенных загрязнений

Загрязнения почвы трудно классифицируются, в разных источниках их деление дается по- разному. Если обобщить и выделить главное, то наблюдается следующая картина по загрязнению почвы:

1) Мусором, выбросами, отвалами, отстойными породами. В эту группу входят различные по характеру загрязнения смешанного характера, включающие как твердые, так и жидкие вещества, не слишком вредные для организма человека, но засоряющие поверхность почвы, затрудняющие рост растений на этой площади.

2) Тяжелыми металлами. Данный вид загрязнений уже представляет значительную опасность для человека и других живых организмов, так как тяжелые металлы нередко обладают высокой токсичностью и способностью к кумуляции в организме. Наиболее распространенное автомобильное топливо - бензин содержит очень ядовитое соединение – тетраэтилсвинец, содержащее тяжелый металл свинец, который попадает в почву. Из других тяжелых металлов, соединения которых загрязняют почву, можно назвать Cd (кадмий), Cu (медь), Cr (хром), Ni (никель), Co (кобальт), Hg (ртуть), As (мышьяк), Mn (марганец).

3) Пестицидами. Эти химические вещества в настоящее время широко используются в качестве средств борьбы с вредителями культурных растений и поэтому могут находиться в почве в значительных количествах. По своей опасности для животных и человека они приближаются к предыдущей группе. Именно по этой причине был запрещен для использования препарат ДДТ (дихлор-дифенил-трихлорметилметан), который является не только высокотоксичным соединением, но, также, он обладает значительной химической стойкостью, не разлагаясь в течение десятков (!) лет. Следы ДДТ были обнаружены исследователями даже в Антарктиде ! Пестициды губительно действуют на почвенную микрофлору: бактерии, антиномицеты, грибы, водоросли.

4) Микотоксинами. Данные загрязнения не являются антропогенными, потому что они выделяются некоторыми грибами, однако, по своей вредности для организма они стоят в одном ряду с перечисленными загрязнениями почвы.

5) Радиоактивными веществами. Радиоактивные соединения стоят несколько обособленно по своей опасности, прежде всего потому, что по своим химическим свойствам они практически не отличаются от аналогичных не радиоактивных элементов и легко проникают во все живые организмы, встраиваясь в пищевые цепочки. Из радиоактивных изотопов можно отметить в качестве примера один наиболее опасный -90Sr (стронций-90). Данный радиоактивный изотоп имеет высокий выход при ядерном делении (2-8%), большой период полураспада (28,4 года), химическое сродство с кальцием, а, значит, способность откладываться в костных тканях животных и человека, относительно высокую подвижность в почве. Совокупность вышеназванных качеств делают его весьма опасным радионуклидом. 137Cs (цезий-137), 144Ce (церий-144) и 36Cl (хлор-36) также являются опасными радиоактивными изотопами. Хотя существуют природные источники загрязнений радиоактивными соединениями, но основная масса наиболее активных изотопов с небольшим периодом полураспада попадает в окружающую среду антропогенным путем: в процессе производства и испытаний ядерного оружия, из атомных электростанций, особенно в виде отходов и при авариях, при производстве и использовании приборов, содержащих радиоактивные изотопы и т.д.

6) Вместе с навозом и фекалиями в почву нередко попадают болезнетворные бактерии, яйца гельминтов и другие вредные организмы, которые через продукты питания попадают в организм человека.

Почву загрязняют нефтепродуктами при заправке машин на полях и в лесах, на лесосеках т.д.

11.6. Гигиеническое регламентирование химических веществ в почвах

Почва представляет собой сложную малодинамичную систему, меняющуюся на небольших климато-ландшафтных территориях. Основные положения теории и практики гигиенического нормирования содержания вредных веществ в почве заключаются в следующем.

1. Не всякое поступление экзогенных химических веществ в почву следует рассматривать как опасное для здоровья человека и окружающей среды.

2. Безопасность поступления химических веществ в почву определяется недопустимостью превышения адаптационной возможности самых чувствительных групп населения или порога экологической (самоочищающей) способности почвы.

3. Установление норматива основывается на данных, полученных в экстремальных почвенно-климатических условиях (максимальная миграция вещества в контактирующие с почвой среды) с учетом влияния на процессы самоочищения и микробиоценоза.

4. Гигиенические нормативы устанавливаются с учетом лимитирующего показателя вредности: общесанитарного, миграционного водного, воздушного (переход из почвы в воду или воздух), органолептического, фитоаккумуляционного (переход и накопление в растениях) и санитарно-токсилогического. Последний учитывает возможность поступления веществ, содержащихся в почве, в организм человека одновременно несколькими путями: с пылью, вдыхаемым атмосферным воздухом, питьевой водой, продуктами питания и др.

5. Если учитывать чрезвычайную вариабельность климатогеографических условий формирования почв, то экспериментально обоснованную ПДК можно рассматривать как эталонную величину отсчета, используемую для оценки опасности загрязнения почвы в конкретных почвенно-климатических условиях.

Предельно допустимые концентрации экзогенного химического вещества в почве – максимальное его количество (в мг/кг пахотного слоя абсолютно сухой почвы), установленное в экстремальных почвенно-климатических условиях, которое гарантирует отсутствие отрицательного прямого или опосредованного через контактирующие с почвой среды воздействия на здоровье человека, его потомство и санитарные условия жизни населения.

Принципиальная схема гигиенического нормирования предусматривает обоснование пороговых концентраций вещества по шести показателям вредности:

- органолептическому (изменение запаха, привкуса, пищевой ценности фитотест-растений, а также запаха атмосферного воздуха, вкуса, цвета и запаха воды);
- общесанитарному (влияние на процессы самоочищения почвы);
- фитоаккумуляционному (транслокационному);
- водно-миграционному;
- воздушно-миграционному;
- санитарно-токсикологическому.

В таблице 3.4. приведены ПДК некоторых химических веществ в почве.

Таблица 3.4. Предельно допустимые концентрации некоторых химических веществ в почве, мг/кг

*Ориентировочно допустимое количество.

11.7. Лесные ресурсы России

Леса являются источником промышленной древесины, топлива и других продуктов. Лесам также принадлежит важная роль в сохранении почвы и воды, поддержании здоровой атмосферы и биологического разнообразия растительного и животного мира. Лес обладает особенностью возобновления, и если управлять лесопользованием в соответствии с природоохранными требованиями, леса могут служить источником товаров и услуг, способствующих развитию.

Ныне леса по всему миру оказались под угрозой неконтролируемого вырождения и использования по другим назначениям в результате возрастающих нагрузок со стороны человека. За счет лесов расширяются сельскохозяйственные угодья и пастбищное животноводство, продолжается хищнический лесоповал, леса страдают от пожаров из-за недостаточных противопожарных мер, наносит ущерб лесам и загрязнение атмосферы.

Причиняемый урон и вымирание лесов ведут к эрозии почвы, сокращению разнообразия растительного и животного мира, деградации бассейнов рек, снижению количества топливной древесины, промышленной древесины и других продуктов, которые можно было бы использовать для развития. Уменьшается также число деревьев, поглощающих двуокись углерода – газа, вызывающего парниковый эффект.

Выживание лесов зависит от того, сумеем ли мы признать и сохранить их экологическую, климатически охранную, социальную и экономическую ценность. Эти факторы должны быть включены в национальные системы экономических счетов и учитываться при принятии решений относительно вариантов развития.

Лесами покрыто 42% территории России. Различают следующие основные типы лесов:

Хвойные леса – еловые, сосновые, пихтовые, кедровые, лиственничные. Эти леса занимают северную часть лесной зоны России – тайгу. Они дают наиболее ценную древесину, и потому именно здесь ведут основные лесозаготовки, часто истощающие леса.

Широколиственные и смешанные леса. Основные породы этих лесов: дуб, липа, вяз. Они размещаются к югу от тайги. На севере ореола к широколиственным породам примешиваются: ель, пихта сосна.

Мелколиственные леса. Леса в этих экосистемах состоят из разных видов березы, ольхи, осины. Чаще всего мелколиственные леса вторичны, т.е. растут на месте вырубленных широколиственных или хвойных лесов. Однако в Западной Сибири есть и первичные березовые леса.

Пойменные леса. Эти лесные экосистемы формируются в частях речных долин, заливаемых в весеннее время паводковыми водами. В составе пойменных лесов - различные виды ив, тополей, ольха черная. На высоких заливаемых на короткое время участках пойм в зоне тайги формируются еловые и лиственничные леса, в зоне широколиственных лесов – липняки. Во многих речных поймах леса уничтожены и на их месте сформировались луговые сообщества.

Лесные экосистемы очень важны для жизни биосферы: они обогащают атмосферу кислородом и поддерживают уровень содержания в ней диоксида углерода. Леса играют большую роль в круговороте воды: покрытая подстилкой поверхность лесных почв впитывает дождевые осадки и снеговые воды, пополняя запасы подземных вод. Лесные почвы фильтруют воды, стекающие с полей и промышленных площадок, и очищают их от многих примесей. Лесные экосистемы испаряют в атмосферу влагу и благотворно влияют на климат, повышая влажность воздуха.

По роли, которую они играют в биосфере, различают три группы лесов. Леса первой группы располагаются вдоль рек и по побережьям озер а также вдоль крупных шоссейных дорог, в зеленых зонах городов, в заповедниках. Их вырубать нельзя. Леса второй группы называют защитно-эксплуатационными. В таких лесах проводят рубки, но так, чтобы древостой полностью не уничтожался, и шел процесс его самовосстановления. Наконец, леса третьей группы – эксплуатационные. В таких лесах древостой можно вырубать почти полностью, оставляют лишь отдельные деревья как источники семян для восстановления леса естественным путем или проводится посадка деревьев.

Леса - важный объект хозяйственной деятельности человека. Различают главное и побочное лесопользование. При главном лесопользовании в лесах заготавливается древесина. При побочном – грибы и ягоды, лекарственные растения. К побочному лесопользованию относится и охота на лосей, кабанов, зайцев, куниц, колонков, глухарей, рябчиков и других промысловых животных.

Леса играют рекреационную роль – это место отдыха городского и сельского населения. Обогащенный кислородом и насыщенный целительными выделениями растений (фитонцидами) лес – источник здоровья.

Чем продуктивнее лес, тем благотворнее его влияние на атмосферу. Средневозрастные древостои поглощают диоксида углерода больше, чем молодые посадки: 1 га 20 – летнего сосняка поглощает 9 т диоксида углерода в год, а 60 – летнего – 13 т. У старых перестойных древостоев способность поглощать диоксид углерода и выделять в атмосферу кислород снижается. Таким образом, вовремя срубить лес – это получить не только экономическую выгоду (древесину высокого качества), но и экологический выигрыш. Между тем в ряде районов России (Западная Сибирь, Башкортостан, Татарстан) много перестойных березняков.

Лес – санитар атмосферы: 1га придорожного елового леса задерживает 30 т пыли в год, соснового бора – 38 т, а дубравы – 54 т. На лесной опушке шириной 100 м запыленность воздуха составляет уже 65% от запыленности на открытом месте, на расстоянии 400 м она снижается до 38%, при 1000 м - до 25, в 3 км – приближается к 5%.

Важным источником кислорода и поглотителем диоксида углерода являются тропические леса, однако из-за хищнического использования они исчезают со скоростью 23 га в минуту. Каждый день в тропических лесах безвозвратно исчезают 3 биологических вида. Если положение не изменится, то эти леса исчезнут в начале следующего столетия, что резко усилит проявление парникового эффекта.

Когда Гималаи были покрыты деревьями, территория современного государства Бангладеш страдала от больших наводнений дважды за 100 лет. Сейчас там одно крупное наводнение происходит в среднем раз в четыре года.

11.8. Принципы рационального использования лесных экосистем

При рациональном использовании лесных экосистем в них поддерживается экологическое равновесие – естественным путем возобновляются популяции деревьев, промысловых животных, лекарственных трав, грибов. Однако принципы рационального использования лесов соблюдаются не всегда.

Превышение расчетной лесосеки

Расчетная лесосека – это план заготовки древесины в пределах годичного прироста, при котором лесу не будет нанесен существенный урон и он сможет восстановиться; в России в районах, приближенных к транспортным узлам (европейская часть, районы вокруг железных дорог и рек в Сибири), расчетные лесосеки ценных пород (ель, сосна, пихта, кедр, лиственница) часто превышают. Это приводит к тому, что вместо этих пород вырубки зарастают березой и другими малоценными породами. Для того чтобы предотвратить этот процесс, называемый сменой пород, необходимо при рубках специально оставлять крупные деревья. Из их семян сможет восстановиться лес с преобладанием нужной породы. Там, где уже нет возможности обеспечить восстановление леса естественным путем, проводят посадки ценных пород.

Лесные пожары

Лесные пожары ежегодно уничтожают десятки тысяч гектаров лесов. Хозяйства терпят убытки – гибнут древесина, промысловые звери и птицы, в горных лесах в результате пожаров развивается эрозия склоновых почв. Причиной пожаров могут быть молнии, однако сегодня их роль незначительна, большая часть пожаров начинается из-за неаккуратного обращения человека с огнем. Для профилактики пожаров запрещается разведение в сухое время года в лесу костров. Для быстрого тушения пожаров в крупных лесных хозяйствах есть специальные пожарные бригады, в распоряжении которых вертолеты и современные огнетушители. Низовые пожары (когда выгорает только кустарниковый покров, а деревья сохраняются) могут быть даже полезны для леса, так как уничтожают избыток детрита на поверхности почвы, и ликвидируют лесных вредителей.

Уменьшение водо-охранной роли лесов

При полном или частичном сведении лесов первой и второй группы высыхают родники и колодцы, падает водность рек и нарушается равномерность стока. В настоящее время проводятся работы по восстановлению лесов вдоль рек. Во многих районах России намечено увеличить площадь лесов второй группы.

Выпас скота

При выпасе погибают молодые деревца, которые скот объедает и вытаптывает, ухудшаются условия для роста взрослых деревьев, исчезают птицы и массово размножаются вредители. В лесах на склонах гор выпас вызывает смыв почвы (эрозию). Для исправления ситуации выпас в лесах прекращают. Скот обеспечивают кормом на сенокосах и пастбищах, продуктивность которых повышают использованием специальных приемов улучшения лугов: 1 га улучшенного луга в лесной зоне дает столько же корма скоту, сколько дают 20 га леса.

Влияние на леса пыли и ядовитых газов

Отрицательно влияют на лесные экосистемы выбросы в атмосферу токсичных газов и пыли промышленными предприятиями и транспортом. Эти загрязняющие вещества попадают из атмосферы в леса чаще всего с кислотными дождями. В непосредственной близости от промышленных предприятий, загрязняющих атмосферу, возможны ожоги листьев деревьев ядовитыми газами и пылью. Устойчивость разных деревьев к атмосферным загрязнителям различна. Устойчивость тополя, ивы, малоустойчивы ель, пихта, липа. Для уменьшения количества промышленных выбросов в атмосферу строят очистные сооружения и внедряют новые малоотходные технологии.

Влияние водохранилищ

Леса могут погибать при строительстве водохранилищ или крупных дорог, нарушающих подземный сток грунтовых вод. В прилегающих к водохранилищу низких местах и вдоль дорог к поверхности приближаются грунтовые воды. Это называется подтоплением. Такие породы, как липа, дуб или сосна, не приспособлены к жизни на переувлажненных почвах и погибают. Для уменьшения вреда от подтопления на таких участках высаживают деревья, которые меньше страдают от избытка влаги (тополь, ольха, ива)

Истощение ресурсов побочного лесопользования

При чрезмерной заготовке даров леса: грибов, ягод, лекарственных растений и ненормированном отстреле дичи ресурсы леса истощаются. Заготовки растительного сырья и охоту в лесах организуют так, чтобы не подрывать способность популяций к возобновлению, т. е. не превысить максимально допустимую долю изъятия урожая. Органы исполнительной власти контролируют использование лесных богатств, выдают специальные разрешения (лицензии) на отстрел животных и на заготовки определенного количества растительного сырья. В результате во многих тельного сырья, бережно обращаться с кустарниками при сборе черемухи, калины, лещины и др.

Обеднение видового состава лесов при использовании химических препаратов

В современном лесоводстве применяют химические средства борьбы с насекомыми – вредителями. В год использования пестициды подавляют вредителей, но вместе с ними уничтожают множество “врагов наших врагов” – хищных насекомых (муравьев, ос) и птиц. На следующий год более массовые популяции вредителей могут вновь быстро восстановиться, а контролирующие их плотность менее многочисленные виды вообще исчезнуть. Экологическое равновесие будет нарушено, и пестициды придется применять каждый год, все больше ухудшая экологическую ситуацию в лесу. При соблюдении правил лесозаготовок и обеспечении охраны муравейников нет необходимости применять в лесу пестициды.

Захламление лесов

Большой вред лесным экосистемам наносит захламление лесов древесными остатками при заготовке древесины или бытовым мусором. Кучи сучьев, коры, тонких стволиков, высокие пни становятся местами размножения лесных вредителей. Бытовой мусор, оставленный в пригородном лесу отдыхающими, туристами или сваленный из автомашин, ухудшает эстетический вид леса, а при сильном захламлении способствует смене лесных трав растениями мусорных местообитаний – рудералами (в первую очередь – крапивой и чистотелом). Для предотвращения захламления нужно строго контролировать исполнение правил заготовки древесины, все древесные остатки использовать для приготовления древесностружечных плит или отправлять на химическую переработку. Ветки хвойных деревьев – это ценный корм, из них приготовляют витаминные концентраты. Для предотвращения захламления бытовым мусором лесопарков устанавливают контейнеры для его сбора, проводят очистку замусоренных лесов.

Влияние отдыха и туризма

Лес – место отдыха сельского и особенно городского населения. Если леса будет посещать чрезмерно много отдыхающих, это приведет к ухудшению их состояния и произойдет рекреационная сукцессия. Экологи определяют норматив – предельно допустимую рекреационную нагрузку на лес, при которой он сохранится. Этот норматив определяет число посещений отдыхающими гектара леса за месяц или день. Если массив леса расположен в городской черте, его называют лесопарком. Экосистемы лесопарков испытывают самые большие рекреационные нагрузки. Для их уменьшения такие леса оборудуют дорожками, игровыми площадками, специальными местами отдыха (беседки, скамейки и т. д.). Существуют правила поведения туристов в лесу, которым они должны строго следовать. Большой вред лесным экосистемам может наносить неорганизованный туризм. Сохранить и восстановить богатства лесов позволит их рациональное использование.

Контрольные вопросы по теме

1. Из чего состоит почва?
2. Как проявляется воздействие человека на почву?
3. Что такое эрозия? Какие виды эрозии Вы знаете?
4. Что относится к непригодным для сельскохозяйственного использования землям?
5. Каковы варианты использования непригодных земель?
6. Источники загрязнения почвы, их классификация.
7. Что относится к лесным ресурсам России?
8. Каковы принципы рационального использования лесных ресурсов?
9. Что влияет на отклонение от рационального использования лесных ресурсов?
10. Как регламентируется содержание химических веществ в почве?