Антропогенні проблеми довкілля: Порушення ґрунтів | Основи загальної екології та її аналіз

Экология и здоровье

Категорія: Основи загальної екології та її аналіз

Антропогенні проблеми довкілля: Порушення ґрунтів

Автор: Редактор

Порушення (руйнування) ґрунтів є результатом складного комплексу антропогенних і природних впливів на процеси зміни фізико-хімічних і механічних характеристик ґрунту. Як правило, першопричиною порушення (руйнування) ґрунтів є процеси, що ініціюються діяльністю людини (механічна обробка ґрунтів, трансформація шарів землі під час будівництва, переущільнення ґрунтів внаслідок діяльності транспорту, випас худоби, полив земель, інші види зміни режиму ґрунтових чи поверхневих вод, забруднення ґрунтів тощо). ( Наслідки цих первинних змін можуть багаторазово посилюватися під впливом природних чинників: вітру, дощових потоків тощо. Слід підкреслити, що ґрунт є особливим органіко-мінеральним природним утворенням, яке виникло внаслідок дії живих організмів, розкладання мертвих організмів, впливу природних вод, атмосфери, гравітаційного поля Землі. Це складна й дуже вразлива система, що створювалася століттями, але може бути зруйнована неправильними діями людини за лічені роки, місяці й навіть дні.
Можна назвати цілий ряд процесів екодеструктивного антропогенного впливу на ґрунти.
Ерозія ґрунтів – це процес руйнування верхніх, найбільш родючих шарів ґрунту й порід, що його підстилають.
Як зазначено вище, первинною причиною ерозії ґрунтів є діяльність людини, що потім посилюється впливом природних сил. Залежно від переважання тих чи інших факторів, що впливають на хід ерозійних процесів, виділяють такі форми даного виду порушення ґрунтів:

  1. механічна (агротехнічна) ерозія відбувається внаслідок механічної обробки ґрунтів; побічним результатом, зокрема, може бути систематичне зрушення ґрунту вниз зі схилу внаслідок роботи сільськогосподарських машин і знарядь під час оранки; надзвичайно небезпечною слід вважати механічну обробку ґрунтів уздовж земельного схилу: після глибокої оранки таких земель дощ, вітер і гравітаційні сили можуть зруйнувати землю (наприклад, вимивши яр) за лічені місяці, а під час сильного дощу – навіть за години. Тому заборонено культивацію просапних культур (тобто таких, що потребують, як буряк чи соняшник, багаторазової механічної обробки міжрядь) на схилах, що мають кут нахилу більше 1°, а угіддя, що мають нахил більше 7°, взагалі повинні виводитися із сільськогосподарського виробництва, яке потребує механічної обробки землі;
  2. будівельна ерозія спричиняється порушенням трав’яного покриву під час будівельних робіт будь-якого типу;
  3. транспортна ерозія є наслідком порушення рослинності транспортними засобами; особливо відчутна в пустелі й тундрі;
  4. пасовищна ерозія відбувається через ослаблення трав’яного покриву під впливом витоптування чи виїдання тваринами;
  5. вітрова ерозія (дефляція, видування) відбувається внаслідок перенесення ґрунтових частинок повітряними потоками; за сильної дефляції виникають пилові бурі;
  6. водна ерозія викликається перенесенням ґрунтових частинок під дією водних потоків; характерним наслідком є утворення ярів;
  7. хімічна ерозія є наслідком нагромадження у ґрунтах окремих хімічних компонентів (мінеральних добрив, ядохімікатів та ін.), що руйнують структуру ґрунту.

Переущільнення ґрунтів за своїми екодеструктивними наслідками є процесом, дуже близьким до ерозії, і найчастіше стає її початковим етапом. Переущільнення ґрунтів – це процес руйнування структури ґрунтів під впливом надмірного техногенного тиску на ґрунтову поверхню.
Висушування земель – процес появи в літологічному профілі повітряно-сухих ґрунтів і зниження природної вологості до показника менше 60 % повної вологоємності. Висушування обумовлює зниження родючості ґрунту, сприяє розвитку ерозійних процесів. Його негативний вплив на сільськогосподарські землі починається при зниженні рівня ґрунтових вод до 1,8 м.
Причинами висушування земель можуть бути як гірничі роботи, що супроводжуються утворенням западин, балок, так і недоліки меліоративного проектування через недостатньо високий рівень знань і загальної культури землеробства. Наслідком цього може бути, зокрема, непродумане закладення глибоких висушувальних канав без урахування властивостей ґрунтів і напрямів майбутнього використання осушених угідь.
Висушування земель може спричинятися необачним регулюванням стоку рік і збільшенням глибини водойм. Ці дії можуть інтенсифікувати підземні стоки й тим самим обумовлювати зменшення обводнювання. Висушування земель може виникати внаслідок побудови дамб, обвалування та інших робіт, спрямованих на відведення поверхневих вод за межі території. Ще одна причина можливого висушування – вирубування лісових насаджень. Це веде до активізації процесів випарування з поверхні, отже, і до зниження рівня ґрунтових вод.
Підтоплення земель – це процес підвищення природної вологості ґрунтів понад 80 % їх повної вологоємності, що відбувається під впливом примусового підйому рівня ґрунтових вод у зону аерації.
До підтоплення призводить не тільки нераціональне спорудження водоймищ. Значна частина підтоплених земель утворюється через порушення норм поливу під час зрошення, втрати води (витік) у зрошувальних мережах, через технічну недосконалість проектів зрошення. При цьому особливо інтенсивно підтоплення відбувається в перші 2–3 роки функціонування зрошувальної системи.
Чимало земель зазнають підтоплення внаслідок створення котлованів, траншей та інших земляних споруд. У них накопичуються поверхневі та дощові води, що потім з’єднуються з підземними. Проникаючи в породи, ці води викликають їх обводнювання і підвищують рівень ґрунтових вод.
До підтоплення можуть призвести й різні земляні роботи, спрямовані на створення насипних об’єктів (насипів, відвалів тощо). У насипних ґрунтах створюються сприятливі умови для конденсації водяної пари, крім того, такі об’єкти можуть перешкоджати природному стоку поверхневих вод і фактично вести до виникнення штучних джерел водозбору.
Досить часто підтоплення спричиняється порушенням структури верхнього шару ґрунту внаслідок зняття рослинного покрову та викорчовування кореневої системи. Поверхневі ґрунти втрачають свій природний захисний шар, що може призвести до збільшення кількості вологи в породах через кращу проникність поверхневих ґрунтів і до збереження вологи в породі внаслідок відсутності її транспірації рослинністю.
Процеси стійкого довгострокового підтоплення земель називаються заболочуванням.
Забруднення ґрунтів – привнесення й виникнення у ґрунті нових, звичайно нехарактерних для нього фізичних, хімічних чи біологічних агентів, або перевищення за певний час середнього багаторічного природного рівня (в межах його найбільших коливань) концентрації названих агентів.
Основними джерелами забруднення ґрунтів є: забруднюючі речовини, що осідають із повітря (тобто первинним у даному випадку є атмосферне забруднення); привнесені мінеральні й надмірна кількість органічних добрив, пестицидів чи інших хімічних речовин, наприклад, дефоліантів чи засобів обробки ґрунтів (для їх розкислення); речовини, що містяться у воді для поливу; речовини, що надходять внаслідок діяльності людини (паливно-мастильні матеріали, непередбачені витоки чи розливи матеріалів під час роботи машин, транспортних засобів, а також втрати речовин через неправильне збереження на складах і сховищах, у тому числі під час аварій); виробничі й побутові відходи.
Забруднення ґрунтів змінює перебіг процесу ґрунтоутворення (здебільшого гальмує його), різко знижує родючість ґрунтів, викликає накопичення забруднювачів у рослинах, з яких вони потрапляють в організм людини прямо чи побічно (з рослинними або тваринними продуктами). Ще одним наслідком забруднення ґрунтів є послаблення процесів самоочищення ґрунтів. Це підвищує загрозу накопичення хвороботворних організмів і створює ризик виникнення небезпечних хвороб.
Засолення ґрунтів є однією з форм забруднення ґрунтів і визначається як підвищення вмісту у ґрунті легкорозчинних солей (карбонату натрію, хлоридів і сульфатів). Засолення ,звичайно, обумовлене природним надходженням солей із ґрунтових чи поверхневих вод, але найчастіше причиною є нераціональне зрошення. Ґрунти вважаються засоленими при вмісті більше 0,1 % ваги токсичних для рослин солей або 0,25 % солей у щільному залишку (для безгіпсових ґрунтів) (Реймерс, 1990.)
Порушення режиму водних систем – це зміна процесів циркулювання водних потоків, що погіршує підтримання стану рівноваги природних екосистем.
Вода відіграє надзвичайну роль у забезпеченні існування живих організмів.
По-перше, активні процеси обміну речовин в організмах відбуваються тільки у водному середовищі. Поживні речовини й гази надходять до клітин, що їх споживають, тільки в розчиненому вигляді. Вміст води в активно функціонуючих живих організмах коливається від 70 % до 98 %. Не випадково відомий фізіолог К. Шмідт-Нільсон характеризував живий організм як «водний розчин, укладений в оболонку – поверхню тіла».
По-друге, вода становить основу всього живого на Землі не тільки в кількісному відношенні. Завдяки своєрідним фізико-хімічним властивостям вона забезпечує принципову можливість перебігу процесів метаболізму як у самих організмах, так і на екосистемному рівні. Це відбувається завдяки важливим якісним особливостям води:

  1. вода – дуже міцна хімічна сполука; вона має найбільший з усіх рідин поверхневий натяг ,що визначає її високу капілярність;
  2. газоподібна вода (водяна пара) легша за повітря, завдяки чому утворюються хмари й відбувається перенесення води в атмосфері;
  3. вода має унікальні діелектричні властивості; виявляючи надзвичайно низьку електропровідність у хімічно чистому вигляді, вона різко посилює її, перетворюючись на чудовий провідник із появою у ній навіть слідів солей;
  4. властивості багатьох речовин, розчинених у воді, залежать від конфігурацій гідратних комплексів зв’язаної води; у свою чергу, це визначає особливості молекулярних біологічних структур.

По-третє, унікальні фізико-хімічні властивості води сприяють формуванню своєрідної буферної зони, що «гасить» процеси турбулентності, підтримуючи стан стійкої динамічної рівноваги в екосистемах Землі:

  1. вода здатна «гасити» гідродинамічні збурювання;
  2. гідравлічне середовище є чудовим термодинамічним буфером, зокрема, вода має унікальну здатність розширюватися під час замерзання, через що лід набуває густини менше одиниці і не тоне у воді; остання, залишаючись у рідкому агрегатному стані, дає можливість живим організмам існувати під кригою, не замерзаючи;
  3. жодна природна сполука не має такого поєднання надзвичайно високої питомої теплоємності з високою прихованою теплотою плавлення й випарування;
  4. саме цією властивістю води значною мірою обумовлена велика теплова буферність геосфер, тобто здатність геосфер згладжувати значні коливання температур.

По-четверте, водні системи є середовищем існування й міграції багатьох біологічних видів. Водні об’єкти служать їм джерелами їжі, транспортними магістралями, домівкою чи репродуктивним середовищем (простором розмноження).
З іншого боку, водні артерії, несучи життя всьому живому, самі дуже залежать від стану екосистем, що їх підтримують та оточують (болота, луги, прибережні ліси), а також стану екосистем усередині самих водойм.
Усе це обумовлює вразливість водних систем до дії будь-яких видів антропогенного впливу. Розглянемо основні з них.
Зарегулювання стоку рік виникає в результаті створення штучних перешкод, що погіршують природну течію рік. Як правило, такими об’єктами є дамби, які зводяться людиною для підвищення рівня води у водоймах. Первинними наслідками цього виду впливу є затоплення значних площ (що особливо суттєво для рівнинних умов території України), а також зниження рівня води на ділянках рік, розташованих за течією нижче від дамб. Вторинними ефектами цих явищ можуть бути:

  1. підтоплення (заболочування) площ, що прилягають до затоплених територій, зокрема, тільки в зоні підтоплення водоймищ Дніпровського каскаду опинилося більше 230 тис. га земель, 133 з яких практично заболочені; підтоплено більше 100 міст і селищ;
  2. збільшення втрат води через посилення поверхневого випаровування;
  3. висушування земель, що прилягають до русла рік нижче за течією від дамб;
  4. блокування природних магістралей міграції риби (наприклад, на нерест) й річкових тварин;
  5. деградація рослинного та тваринного світу річкових екосистем;
  6. замулення, заболочування та евтрофікація водойм;
  7. загроза виникнення катастрофічних ситуацій у випадку прориву дамб.

Вилучення води з водних об’єктів для промислового й сільськогосподарського виробництва може спричинити значне зниження рівня води в річках чи озерах. Це веде не тільки до економічних втрат (зростання дефіциту води), але й до деградації водних прибережних екологічних систем.
Зміна русел рік – це штучна деформація напрямку стоку рік. Одним із найбільш небезпечних наслідків цього є порушення усталеного режиму водообміну між водними об’єктами та прибережними екосистемами. З одного боку, біоценози втрачають «звичне» джерело вологи, з іншого – ріки залишаються без природного екологічного захисту й біорегуляторів (прибережних лісів, лугів, природної рослинності та тварин – мешканців колишнього русла). Малі ріки міліють внаслідок вирубування прибережних лісів, втрачають у результаті «випрямлення» русел свої смарагдові луги й болотні фільтри. Втрачаючи свої джерела, що замулюються сповзаючою з берегів землею, малі ріки поступово вмирають.
Порушення екосистем, які підтримують водні об’єкти, викликає зміни стану рослинних і тваринних ресурсів, що прямо чи опосередковано пов’язані з підтриманням стану рівноваги водних об’єктів. Особливої шкоди завдають вирубування прибережних лісів, переорювання лугів, осушення боліт, а також процеси, що прямо чи опосередковано ведуть до знищення тварин, які живуть у даних екосистемах (наприклад, внаслідок використання ядохімікатів). Водні об’єкти, позбавлені біоти, яка їх підтримує, швидко деградують. До цього ж результату веде вже згаданий процес зміни русел рік.
Трансформація рельєфу – це порушення форм земної поверхні, що змінює природні процеси переміщення водних потоків і повітряних мас, а також шляхи міграції біологічних об’єктів.
Процеси антропогенної трансформації рельєфу, звичайно, класифікуються на дві групи: прямого впливу (первинні) й непрямого впливу (вторинні).
Процеси прямого впливу, у свою чергу, поділяються на дві категорії. До першої категорії належить утворення так званих вироблених поглиблень: кар’єрів, шахт, котлованів, тунелів, каналів, ставків, водоймищ. Другу категорію складає утворення насипних форм рельєфу: відвалів, валів, териконів, дамб, гребель, засипаних ярів.
Процеси непрямого впливу на рельєф виявляються в активізації вторинних форм трансформації ландшафтів під впливом раніше спричинених антропогенних змін. До подібних процесів належать: утворення так званих «оживлених» ярів, зсувів, осідання ґрунту в місцях підземного видобутку корисних копалин ерозія морського берега внаслідок використання прибережних ґрунтів (скель, піску).
Для запобігання вторинним процесам трансформації рельєфу використовують ряд комплексних заходів: терасування й обваловування схилів (для попередження ерозії ґрунтів та утворення ярів); формування дренажної мережі та шляхів відводу води ( для уникнення підтоплення земель); спеціальні землезахисні конструкції (проти зрушень і відвалів); берегоукріплюючі спорудження (для запобігання ерозії берегу моря чи ріки).
Руйнування (усунення) природних геологічних об’єктів є однією з форм трансформації рельєфу місцевості. Однак, порівняно з охарактеризованими вище процесами, даний вид впливу відбувається у протилежному напрямі. Якщо названі вище види деструкції ландшафтів пов’язуються з формуванням «нерівностей» на земній поверхні, то цей вид трансформації, навпаки, пов’язаний із ліквідацією природних підйомів та поглиблень поверхні: гір, скель, пагорбів, ярів тощо, тобто зі штучним «вирівнюванням» рельєфу.
Штучно «вирівняні» ландшафти дуже зручні для людини, але такий вид трансформацій може спричинити серйозні екологічні наслідки, які, щоправда, можуть проявитися через значний інтервал часу. Справа в тому, що до згаданих природних «нерівностей» встигають пристосуватися існуючі там біоценози, які утворюють екосистеми саме в поєднанні з даними геологічними об’єктами. Ці форми рельєфу, які можуть здаватися непотрібними, насправді виконують дуже важливі екологічні функції, що підтримують системний метаболізм. На скелях можуть гніздитися птахи, пагорби можуть створювати необхідний мікроклімат для рослин і тварин, яри – служити водоводами для весняних і зливових потоків чи шляхами міграції тварин і насіння рослин тощо.
Часто людина навіть може завдати шкоди, ліквідуючи ті наслідки своєї попередньої екодеструктивної діяльності, до яких природа вже встигла пристосуватися. Йдеться про руйнування ,так званих, реліктових форм трансформації ландшафтів, що з’явилися внаслідок діяльності людини десятки й сотні років тому: курганів, валів, старих гірничих виробок тощо .
Пневматичний вплив на природне середовище є одним із видів фізичного забруднення. Він пов’язаний із генерацією під час антропогенної діяльності енергетичних імпульсів: разових (у результаті вибухів) чи у формі періодично повторюваних коливань (шум і вібрація).
Джерела планованих імпульсів – це військові дії, випробування зброї та будівельні роботи. Хоча ці вибухи здійснюються у плановому порядку, наслідки їх впливу на геологічне й антропогенне середовище не завжди передбачувані й можуть завдавати значних збитків економіці та об’єктам природного середовища.
Вибухи можуть спричинити будь-яку зі згаданих вище форм руйнації рельєфу. Часто вторинні наслідки вибухів (зсуви, лавини, цунамі) своїм енергетичним впливом на середовище можуть на кілька порядків перевищувати силу імпульсу самого вибуху. За однією з гіпотез більшість землетрусів провокується антропогенною діяльністю, зокрема випробуваннями ядерної зброї.
Причинами незапланованих вибухів є техногенні аварії та катастрофи (вибухи на виробництвах, ємкостей із небезпечними речовинами, трубопроводів, транспортних засобів тощо), інциденти, пов’язані зі зберіганням вибухових речовин і неправильною експлуатацією вибухових пристроїв.
Причинами шуму й вібрації, достатніми для деструктивного впливу на рельєф, можуть бути різні технічні пристрої, великі транспортні засоби (особливо авіаційні), запуски космічних апаратів.
Вплив на біоту здійснюється внаслідок антропогенних процесів, що прямо чи опосередковано діють на біологічні об’єкти (рослинний світ і царство тварин) аж до їх знищення, або ведуть до погіршення їх репродуктивних чи інших функцій.
Говорячи про негативні наслідки впливу на біоту, звичайно, виділяють два основні аспекти: екологічний і моральний. Екологічні наслідки пов’язані з погіршенням екологічних функцій біоценозів, порушенням їх динамічного рівноважного стану (заміною на інший небажаний для людини вид рівноваги), деградацією екосистем – унаслідок ушкодження та вилучення частини біологічних об’єктів, порушення умов їх життєдіяльності, блокування усталених зв’язків між організмами.
Моральні наслідки, звичайно, пов’язують із тим моральним збитком, якого зазнає людина, вихована на засадах поваги до будь-яких форм життя на Землі, під час знищення інших представників фауни чи флори або нанесенні їм ушкоджень. Саме цей моральний аспект здебільшого є причиною багатьох «енвайронменталістських» рухів на Заході. При цьому деякі з них узагалі заперечують будь-які форми вбивства тварин, відмовляючись із цієї причини від вживання м’ясної та рибної їжі, носіння шкіряного й хутряного одягу. Інші, визнаючи необхідність споживання м’яса й використання шкіряного одягу, вважають аморальним тільки невмотивоване заподіяння шкоди тварині. Як найбільш несприятливі дії, поряд з іншими, називаються проведення наукових експериментів над тваринами й використання їх у промисловому тестуванні.
Процеси прямого впливу спричинюють ушкодження або загибель біологічних об’єктів. До подібних процесів відносять усвідомлені або непередбачені дії людини. Усвідомлені дії пов’язані з полюванням, збиранням, рибальством, промисловою заготівлею рослин, вирубуванням лісів, знищенням рослин і тварин унаслідок промислового або цивільного будівництва.
Звичайно, за первинними процесами прямого впливу на біоту відбуваються вторинні процеси деградації екосистем. Так, вирубування лісів веде до заміни біоценозів і появи пустель. Вилучення біологічних видів при досягненні критичного мінімуму популяції веде до її деградації та вимирання.
Напевно, особливо уважно слід поставитися до промислового культивування та споживання сільськогосподарських рослин і тварин, а також використання останніх для проведення експериментів. Саме сільськогосподарське виробництво, звичайно, рідко кваліфікують як форму екодеструктивного впливу. Ймовірно, це пояснюється тим, що контрольоване сільськогосподарське виробництво та споживання біологічних об’єктів вважається не пов’язаним з напрямом порушення функціонування природних екосистем. Більш того, контрольоване людиною відтворення рослинних культур і тварин іноді рятує їх від повного зникнення у природних умовах (як це сталося із зубрами, лосями, багатьма породами хутрових). Облишимо поки що, м’яко кажучи, дискусійну тезу про екологічну безпечність самого сільськогосподарського виробництва. Моральний же аспект даного виду природокористування виправдовується «мотивованістю» споживання даного виду ресурсів для забезпечення продуктами харчування, одягом або промисловою сировиною. Інша річ – використання тварин в експериментах і промисловому тестуванні. Практично за тих самих екологічних наслідків останній вид впливу несе в собі куди більш вагомий тягар моральної деструкції. Припускаючи можливість задоволення своїх непершочергових потреб за рахунок життя тварин чи завдавання їм страждань, людина руйнує свою власну природу. Не випадково останнім часом поширюються рухи за заборону або, принаймні, максимальне обмеження подібної діяльності.
До речі, моральний аспект впливу на біоту присутній і у всіх інших видах екодеструктивних процесів. Актуальність його обумовлена тим рівнем технічної потужності, якого досягло людство. Нестримувана внутрішніми моральними обмеженнями, людина перетворюється на «технократичного монстра». Використання вибухівки в рибному промислі, а гелікоптерів та автоматів – у полюванні на тварин, перетворюють шляхетний поєдинок між людиною та твариною на акт винищення останніх.
Форми непрямого впливу на біоту пов’язані з порушенням рівноваги природних екологічних систем. Основні причини цих явищ обумовлені діями людей, які через свою неосвіченість, неуцтво, технічну неспроможність, моральну недосконалість не можуть або не хочуть передбачати й запобігати вторинним наслідкам впливу на біоту. До таких найбільш характерних процесів можна віднести:

  1. блокування технічними спорудами (трубопроводами, дамбами, насипами, транспортними магістралями) або об’єктами первинної екодеструктивної діяльності (кар’єрами, відвалами, каналами) шляхів міграції тварин; зокрема, величезну шкоду популяціям тварин можуть завдавати в тундрі трубопроводи, що перерізають звичні шляхи міграції тварин;
  2. ускладнення або повне блокування пересування тварин, спрямованого на задоволення репродуктивних функцій; прикладом є каскади водоймищ, що перешкоджають нересту риби;
  3. порушення умов зростання рослин і проживання тварин; конкретними причинами можуть бути: різноманітні види забруднення, кислотні дощі, так звані чинники неспокою (шуми, вибухи, вібрація); останні особливо суттєві для тварин у періоди розмноження;
  4. спрощення екологічних зв’язків; цей вид деструктивного впливу М. Ф. Реймерс порівняв із фізичними процесами, що відбуваються у провідниках: «для забезпечення цілісності біосфери даного типу нею має йти «струм» (через біоценози повинна проходити енергія сонця) певної сили. При зникненні значної кількості видів – «дротів», інші почнуть «перегоряти» (вимирати) подібно до запобіжників в електромережі, і може виникнути загроза існуванню всієї тваринної речовини біосфери» ;
  5. гіпертрофія кількості популяцій деяких біологічних видів, які, на думку людини, є «більш корисними», ніж інші види; природно, це погіршує умови життя тих самих «інших видів»;

порушення екологічної рівноваги внаслідок вилучення частини популяцій або привнесення (інтродукування) чужорідних для даної екосистеми екологічних видів.

 

Оставить комментарий