Литосфера (понятие)
Земельные ресурсы
Структура земельного фонда
Почвы
Состав и плодородие почв
Гумус
Эрозия и выветривание
Последствия эрозии и выветривания
Эрозия почвы
Водная эрозия
Ветровая (эоловая) эрозия (дефляция)
Выветривание
Хозяйственная деятельность и земли
Повышение плодородия почвы и урожайности культур
Минеральные удобрения (МУ)
Органические удобрения (ОУ)
Пестициды
Нехимические способы повышения плодородия почв и урожайности культур
Мелиорация
Охрана недр
Ресурсообеспеченность разведанными запасами п/и
Проблемы, требующие решения с целью охраны недр
Пути решения экологических проблем недр
Ресурсосберегающие технологии. Полная и комплексная переработка сырья
Утилизация и вторичная переработка отходов
Карьеры и терриконы
Решение проблемы карьеров и терриконов
Литосфера (от греч. "литос" - камень, и "сфера" - оболочка) - твёрдая или каменная оболочка Земли.
Наиболее широко человек использует два компонента литосферы - земельные ресурсы и недра.
Вверх ↑
Труд - отец богатства, а земля - мать его
Земельные или почвенные ресурсы определяются мировым земельным фондом.
1. Обрабатываемые земли (пашни) - 10,8 % - дают 88 % продуктов питания
2. Луга и пастбища - 23,2 % - дают 10 % продуктов питания
3. Леса и кустарники - 29,9 %
4. Населенные пункты, пром. предприятия, транспортные пути - 3,3 %
5. Малопродуктивные земли (ледники, пустыни, болота,…) - 32,8 %
Вверх ↑
Педосфера - почвенный покров Земли.
Почва - самый верхний слой земной коры, обладающий плодородием.
В состав почвы входят органические и неорганические вещества.
Неорганические (песок, глина,…) - составляют основу почвы (> 80 %), но не являются плодородными.
Органические (остатки живых организмов) - являются основой плодородия, но составляют
лишь < 20 %, а зачастую 5 - 10 % и меньше.
Плодородие почвы определяется количеством и качеством содержащегося в ней гумуса.
Вверх ↑
- органические вещества, содержащиеся в почве. Различают грубый и мягкий гумус.
Грубый гумус - непереработанные организмами почвы (бактерии, черви, жуки,…) органические остатки (листья, ветки, кора, шерсть, экскременты и трупы животных,…), неусваиваемые растениями.
Мягкий гумус - переработанные органические остатки (перегной), легко усваиваемые растениями и определяющие плодородие почвы. МГ черного цвета, что позволяет легко определить визуально плодородие почвы - чем темнее, тем плодороднее.
Таким образом, плодородие почвы зависит не только и не столько от количества гумуса, сколько от его качества.
Самые плодородные почвы (чернозёмы) содержат гумуса часто не более 10 % (самые плодородные - до 20 %, но это крайне редко). Практически весь он - мягкий. В то же время самые малоплодородные тундрово-глеевые почвы также содержат до 10 - 20 % гумуса, но природно-климатические условия этой природной зоны не позволяют ему переработаться, поэтому мягкий гумус в этих почвах зачастую составляет 1 % и <. Очень мало гумуса содержат серозёмы пустынь и полупустынь (1 - 2 %), но зато грубого гумуса в них совсем немного. В лесах органические остатки даже не успевают проникать в почву, образуя слой лесной подстилки, достигающий 30 см и более. В результате подзолистые почвы тайги содержат гумуса лишь 2-4 %. Значительно больше содержат гумуса желтозёмы (2-7 %) и краснозёмы (6-9 %) влажных субтропических лесов. Наиболее плодородными являются бурые лесные почвы широколиственных и смешанных лесов (до 10% гумуса), где природно-климатические условия (?) благоприятствуют почвообразованию.
В целом же 75 % всех земель малопродуктивны.
Вверх ↑
Основные проблемы у почв вызывают эрозия и выветривание.
Эрозия (от лат. "erosio" - разъедание) - разрушение почв и горных пород текучими водами. Сейчас это понятие рассматривается шире.
В широком понимании эрозия - совокупность всех процессов, приводящих к разрушению земной поверхности.
Т.е. сейчас фактически эрозия = выветривание.
Выветривание - процесс механического разрушения и химического изменения почв, горных пород и минералов.
Вверх ↑
Сокращение площади земельных угодий (за свою историю человек уже уничтожил 2/3 почв)
Снижение почвенного плодородия
Повреждение и угнетение посевов и пр. растительности
Пылевые бури
Почвенная засуха и заболевания почвы
Усиление продовольственной проблемы
Вверх ↑
Эрозия почвы - разрушение почвы поверхностными водами (собственно эрозия) и ветром (дефляция).
Следовательно, 2 основных вида эрозии - водная и ветровая.
Вверх ↑
Главный фактор возникновения водной эрозии - отсутствие дернового горизонта. Резкому усилению эрозии способствует уклон местности. Для того, чтобы вода текла в заданном направлении достаточно уклона в 1 о. Но уже при уклоне в 3 о вода начинает прихватывать частички почвы, и начинается эрозия.
Развитию водной эрозии способствует следующая деятельность человека:
Бессистемная вырубка лесов
Неумеренный выпас скота
Неправильная распашка склонов или проведение ирригационной системы
Отсюда и напрашиваются методы борьбы с водной эрозией.
Разумный и систематизированный подход к лесозаготовке
Регламентирование выпаса скота и снижение нагрузки на пастбища особенно на ранней стадии вегетации растений
Распашка поперёк склона, чтобы уклон борозды нее превышал 3 о
Прокладка арыков и каналов с падением в пределах 1 - 3 о
Вверх ↑
Главный фактор её возникновения тот же - отсутствие дернового горизонта. Наиболее подвержены дефляции горные районы, где ветер - обычное явление.
Схожи и факторы, способствующие развитию ветровой эрозии:
Чрезмерный выпас скота
Неправильная (классическая) распашка склонов в районах с частыми ветрами
Вырубка лесов
Методы борьбы с ветровой эрозией:
Регламентирование выпаса скота
Безотвальная распашка (щелевание, бороздование)
Лесополосы - надежные помощники в борьбе с дефляцией
Вверх ↑
1. Физическое (механическое) - самый распространенный вид выветривания. Основными составляющими его являются водная и ветровая эрозия (см. выше) и морозное выветривание, развивающееся при положительных дневных и отрицательных ночных температурах. Основывается на свойстве воды при замерзании расширяться (на 1/11).
2. Биологическое - связано с жизнью и деятельностью животных и растений. Из животных наиболее способствуют её развитию норковые и, особенно, питающиеся корнями и корнеплодами. Растения чаще всего препятствуют выветриванию за счёт укрепления почвы мочковатой корневой системой. Однако на горных склонах растения со стержневой корневой системой своим главным корнем способствуют выветриванию, особенно на каменистых и скалистых участках.
3. Химическое. Кислота, содержащаяся в атмосферных осадках, реагирует с компонентами почв и горных пород, разрушая их.
Вверх ↑
Если идти все прямо да прямо, далеко не уйдешь.
Экзюпери
Рассмотрим, как сказывается антропогенная деятельность на наиболее используемых человеком земельных угодьях, ведь кроме выветривания и эрозии, описанных выше, имеется ещё масса других проблем.
1. Пашни наиболее страдают от водной и ветровой эрозии. Однако зачастую на первый план выходит проблема истощения почв (см. следующую тему). Значительно ухудшает физические свойства почв использование тяжёлой техники, которая нарушает структуру почв, уплотняет их. Поэтому всё шире используется мини-техника или техника с широкими шинами, чтобы уменьшить давление на почву.
2. Пастбища также страдают в-основном от водно-ветровой эрозии, значительно усиливающейся в горной местности. Кроме уже известного регламентирования выпаса, целесообразно разводить более продуктивные породы скота, т.е. идти по интенсивному пути развития (не количеством, а качеством). Настоящим бедствием становится засорение пастбищ сорными травами и кустарниками, семена которых попадают на пастбища из шерсти выпасаемых животных. А, как известно, сорные растения гораздо лучше приживаются. Сократить масштабы этого явления может своевременный уход за скотом - его стрижка и помывка.
3. Сенокосы страдают, прежде всего, от истощения почвы, т.к. количество биомассы поступающей в почву резко снижается, особенно если под сенокосы постоянно используются одни и те же земли. Кроме того, широко распространено неверное понимание, что такое "многолетние травы". Многолетние - не значит вечные. Многолетники - это растения, живущие 2 года и более. Часто от 3 до 5 лет. И если в этот период им не дать отцвести, отколоситься и разбросать свои семена, они просто вымрут или, минимум, значительно снизят свою продуктивность. А ведь сенозаготовка, как раз таки, не даёт им такой возможности, т.к. производится (если хочешь хорошее сено) до периода колошения. Выход прост - раз в 3, а лучше в 2 года, давать сенокосам отдохнуть, чтобы травы могли спокойно провести весь вегетационный цикл.
4. Сады, сами по себе, не наносят вреда землям, а даже укрепляют их и обогащают питательными веществами. Однако, что характерно для нашей республики, их частенько закладывают в предгорной части, на адырах и даже в низкогорьях, где уклоны местности значительны. Для этого широко используют террасирование склонов. А это уже простор для развития эрозии, главным образом водной. При закладке террас и ирригационных систем следует не забывать про правило "трёх градусов".
5. Дороги являются одним из главных факторов развития эрозии в горной местности, т.к. при их прокладке частенько приходится подрезать склоны, тем самым лишая их естественной защиты. Но и на равнинах дороги наносят неимоверный вред природе, особенно если это магистрали с высоким потоком транспорта. Эксплуатацию дорог неизменно сопровождают шум и выбросы, среди которых преобладают вредные газы (легко распространяющиеся в пространстве) и тяжелые металлы. Всё это угнетает животный и растительный мир на расстоянии 1 - 1,5 км от автомагистралей и на 2 - 3 км от ж/д. Кроме того, транспортные пути становятся непреодолимым препятствием на пути миграций животных, что прерывает связи между различными популяциями, резко сокращает их ареал и, в итоге, приводит к вырождению изолированных популяций. К сожалению, очень сложно существенно помочь живой природе в этом случае, но учитывать её интересы всё же необходимо. В первую очередь при проектировании дорог. Реально и снижение выбросов и шума.
6. Населенные пункты уничтожают естественный природный комплекс данной территории, загрязняют все сферы. Нарушается и тепловой баланс на территориях, занятых городами, где преобладают бетон, асфальт, огромные выбросы тепла от ЖКХ и эксплуатации электрооборудования. Для древесной и прочей растительности в городах остается места всё меньше и меньше. Перепады температур между городом и его окрестностями иногда соизмеряются с передвижением в естественных условиях на 20 о по широте. Спасти ситуацию практически невозможно, но некоторую помощь могут оказать "зелёные друзья" - деревья. Хороший хозяин всегда найдет для них место при проектировании и строительстве.
Вверх ↑
Сама по себе жизнь ничего не значит; цена её зависит от её употребления.
РУССО
Вносятся для увеличения урожайности. Однако универсальных МУ нет, т.к. каждая культура требует свой набор компонентов для лучшей вегетации и плодоношения. Неверный подбор МУ может не только не увеличить урожайность, а даже снизить её, особенно при значительных порциях МУ, т.к. химия - яд для многих организмов почвы. Может возникнуть отравление почвы, и результат будет обратным желаемому. К тому же, МУ - неорганические вещества, а основой почвенного плодородия являются органические. И, если посмотреть на этот вопрос буквально, МУ, уменьшая долю органических веществ, даже снижают плодородие почвы. Тем более, что через год после внесения 80 % МУ становятся бесполезными, разрушаются, пополняя почти непричастную к плодородию неорганическую часть почвы.
Вывод : МУ повышают урожайность отдельных культур, но снижают общее плодородие почвы.
Однако это не аксиома. Всё больше появляется комплексных удобрений, совершенствуются технологии их применения. Оптимальный вариант: МУ нужно вносить небольшими порциями + несколько раз в год + в сочетании с органическими удобрениями (которых должно быть значительно больше).
Вверх ↑
Под органическими удобрениями чаще всего понимают навоз. Это столь же неверно, как называть яйцо цыплёнком гриль. Да, при определенных условиях из яйца может вывестись птенец, затем вырасти в упитанного петушка, и лишь потом (если раньше он не приглянется какому-нибудь хищнику) в умелых руках повара это станет выглядеть аппетитно. Также и навоз. В свежем виде навоз не просто не улучшит урожай, а легко уничтожит (выжжет) многие растения. Лишь перепрев (при определенных условиях) он превратится в ОУ. Быстрее всего перепревает конский и коровий навоз, значительно дольше - свиной навоз и птичий помёт.
Вверх ↑
Пестициды (от. лат "пестис" зараза и "цид" - убиваю) - ядохимикаты, химические препараты для уничтожения сорняков (гербициды), насекомых (инсектициды), грибов (фунгициды), слизней и улиток (моллюскоциды).
Наряду с полезными свойствами пестициды имеют ряд проблем:
Прямое воздействие на организм - неправильное обращение с ядохимикатами может вызвать гибель людей и домашних животных
Неспецифичность - наряду с вредными организмами гибнут полезные (в том числе и опылители, что, естественно, не повышает урожайность)
Устойчивость и привыкание вредителей - парадокс, но вредные животные и сорные растения довольно быстро становятся устойчивыми к ядам, и тогда при применении этого препарата гибнут только полезные организмы
Замещение вредителей - гибель одних видов ведёт к расцвету других. Легко догадаться, что эти виды, как правило, также не являются желательными
Быстрое восстановление после прекращения применения препарата
Биологическое накопление ядов, главным образом в почве (что ведет к гибели организмов почвы и её истощению) и в самих растениях (что, мягко говоря, снижает их питательную ценность)
Загрязняются поверхностные и даже подземные воды
Идеальный пестицид:
Эффективно уничтожает вредителей в полевых условиях
Легко вносится в нужной дозе
Биологически разлагается, чтобы токсичные продукты не попадали в продукцию
Избирателен, поражает только вредоносные виды
Не накапливается в пищевых цепях
Безопасен при хранении и транспортировке
Безопасен для работающих с ним людей
И, при всём этом, недорог.
А теперь спустимся на землю и посмотрим, есть ли альтернатива химизации с/х.
Вверх ↑
Севооборот - рациональное научно-обоснованное чередование с/х культур (и пара) на определенном участке земли. По сравнению с монокультурой обеспечивает восстановление и повышение плодородия почвы и ==> урожайности культур.
Использование биологических способов борьбы с вредителями и сорняками
Повышение экологического иммунитета культур
Мелиорация
Вверх ↑
Мелиорация (от лат. "melioratio" - улучшение) - улучшение свойств почвы с целью повышения её плодородия. Подразделяется на множество видов и классов. Остановимся на с/х мелиорации, которая подразделяется на 3 класса.
1. Водная - направлена на регулирование водного режима и водных ресурсов территории. Включает следующие виды:
Осушение - удаление лишней влаги из корнеобитаемого слоя почвы
Обводнение - обеспечение водой безводных и маловодных районов путём освоения местных ресурсов воды и переброски её по каналам и трубопроводам с других территорий
Орошение - подача воды на поля, испытывающие недостаток влаги, и увеличение её запасов в почве
2. Земельная - направлена на изменение поверхности и свойств почвенной толщи. Включает обогащение почв питательными веществами, снижение кислотности или щелочности почв, защита их от смыва, улучшение физических свойств почв и т.д.
3. Климатическая - направлена на улучшение погодных условий. Включает искусственное вызывание осадков, предотвращение градобитий, борьба с заморозками, пыльными бурями и суховеями и т.п.
Вверх ↑
Одни с годами умнеют, другие - становятся старше.
Недра - верхняя часть земной коры, в пределах которой возможна добыча полезных ископаемых (п/и). В настоящее время мощность этого слоя не превышает 10 км.
Полезные ископаемые - природные минеральные образования земной коры, которые могут быть эффективно использованы в сфере материального производства. Поэтому они и выделяются в особый вид природных ресурсов - <>bминеральные ресурсы. Фактически это синонимы.
П/и - это наиболее ранимый вид природных ресурсов, т.к. они относятся к категории исчерпаемых и невозобновимых.
Чаще всего п/и делят на 3 группы.
1. Горючие (топливные) - уголь, природный газ, нефть, торф, горючие сланцы
2. Металлические (рудные) - природные минеральные образования, содержащие металлы в таких соединениях и концентрациях, при которых их пром. использование технически возможно и экономически целесообразно. Различают металлы чёрные (Fe, Mn, Cr, Ti, V), цветные (Cu, Zn, Pb, Ni, W,Sn), благородные (Pt, Au, Ag), радиоактивные (U, Ra).
3. Неметаллические - минеральные соли, гипс, сера апатит, известняк, графит, алмазы, стройматериалы (песок, глина, гравий, мрамор, гранит)
Вверх ↑
Рассмотрим на сколько же лет хватит населению Земли известных ему п/и при современных масштабах использования (правда не стоит забывать, что постоянно открываются новые месторождения, запасы которых, однако, не поспевают за темпами использования).
Наиболее сложная ситуация складывается в группе цветных металлов (значение которых в современной технике и оборудовании трудно переоценить) - практически полностью истощены запасы олова, вольфрама, ртути, сурьмы. Цинка и свинца осталось лишь на 15 - 20 лет, меди - на 30 лет, бокситов - на 50. Не намного лучше ситуация и с нефтью и природным газом, которых осталось лет на 30 (по самым оптимистичным оценкам нефти осталось лет на 50, газа - на 70). Разведанных запасов угля хватит лет на 300, но большинство из них использовать экономически нецелесообразно.
Вверх ↑
Динозаврам когда-то повезло больше, чем нам: отсутствие промышленных отходов
позволило им благополучно просуществовать на нашей планете не менее 150 миллионов лет.
Истощение п/и путём изъятия, потерь, некомплексного использования. Черная металлургия теряет > ? железа, 60 % марганца; цветная металлургия - 1/3 олова, > ? цинка и вольфрама; химическая промышленность - > 1/3 фосфора и 1/5 калия
Высокая материалоемкость многих отраслей промышленности
Образование огромных масс отходов
Нарушение поверхностных слоев литосферы
Вверх ↑
Нужно в каждой былинке беречь Космос
Агни-Йога
Копаться в мусоре не стыдно - стыдно выглядеть при этом счастливым
Народная мудрость (шутка)
Одним из важнейших путей решения вышеперечисленных проблем является использование ресурсосберегающих технологий, которые позволяют вести производство с минимальным расходом вещества и энергии на всех этапах производственного цикла (от добывающих до сбывающих отраслей). Для этого сейчас широко практикуют использование новых прогрессивных материалов, вместо традиционных (особое распространение получили пластмассы и полимеры). Также появляются новые технологии, позволяющие экономить разные материалы, в том числе редкие и дорогостоящие.
Полная и комплексная переработка сырья в какой-то мере также относится к ресурсосберегающим технологиям. Она позволяет сократить до минимума потери, которые выглядят (см. выше) фантастически расточительными. Наиболее сложная ситуация в металлургии. Главные причины этого - низкое содержание металл/металлов в руде и комплексность руд ( полиметаллические руды), при которой извлекаются лишь те металлы, содержание которых высоко, либо те, что легко выплавляются. Полное и комплексное извлечение металлов и др. компонентов из руд возможно только на современных комбинатах. Комбинат - предприятие, объединяющее несколько технологически связанных друг с другом производств разных отраслей, последовательно обрабатывающих ил комплексно использующих сырьё, отходы и побочные продукты. Например, современный металлургический комбинат включает в себя цеха (или даже заводы), относящиеся к абсолютно разным отраслям промышленности, - металлургический, химический, строительный.
Вверх ↑
Утилизация (от лат. "utilis" - полезный) - употребление с пользой. Вторичная переработка начинается с разделения мусора/отходов. В прогрессивных странах перерабатываются макулатура, металлолом, стекло, пластик, тряпьё и т.д. Широко используются и пищевые отходы (такое было и у нас при СССР). Утилизация проводится, в-основном, на комбинатах. Даже отсортированный мусор, из которого извлечены многие компоненты для вторичной переработки, используют при производстве стройматериалов, намывных островов (Япония) и в др. целях.
Вверх ↑
Огромные площади на земной поверхности занимают карьеры и терриконы, выводя из хоз. оборота миллионы гектаров земель, большинство из которых были когда-то плодородны. Об эстетической стороне вопроса говорить излишне.
Карьеры - техногенные формы рельефа, образующиеся при добыче п/и открытым способом (а так добывается большая часть п/и). Кроме вышеназванных проблем, у карьеров надо отметить их свойство разрастаться со временем, что ещё более усугубляет ситуацию.
Терриконы - горы из отвалов пустой породы или промышленных "хвостов". Терриконы, кроме всего прочего, несут и массу другого негатива. Они нередко содержат вредные вещества, некоторые из них издают неприятный запах, могут дымиться и гореть длительное время. При ветре они раздуваются и возникают пыльные бури, при осадках размываются, в результате мало- и непродуктивными становятся земли на территории, в 10 - 15 раз превышающей по площади сами терриконы.
Вверх ↑
Для решения проблемы карьеров и терриконов необходима рекультивация - возвращение землям утраченной продуктивности либо конструирование нового, эстетически наполненного ландшафта.
Оптимальный вариант - не допустить образования карьеров и терриконов. Для этого нужно пустую породу перемещать в отработанную часть карьера, застилая сверху почвой, аккуратно снятой с места предполагаемой разработки. Таким образом, и карьер не будет разрастаться, и пустая порода возвращаться на место, а не образовывать терриконы.
Универсальный путь решения уже имеющейся проблемы - засыпать карьеры терриконами. Однако это не всегда выполнимо, т.к. "хвосты" порой образуются довольно далеко от мест добычи, и экономически очень невыгодно их перевозить обратно. Тогда необходимо проблемы карьеров и терриконов решать по отдельности.
Проблема карьеров решается, главным образом, превращением их в водоёмы и дальнейшим использованием в рыбном хозяйстве или в качестве зоны отдыха. Местами допустимо выполаживание склонов и засаживание их деревьями или кустарниками.
Проблема терриконов требует более безотлагательного решения, т.к. вред, приносимый терриконами, намного значительнее. Но и вариантов здесь гораздо больше: использование в стройиндустрии (хорошо применимо для "хвостов"); создание аттракционов и прочих объектов для отдыха и развлечений (главное, чтобы терриконы были нетоксичны); произведение лесопосадок или разбивка садов (на Украине уже наработан значительный опыт в этом деле); в крайнем случае, можно произвести высев сорных трав (т.к. они неприхотливы).
Вверх ↑
к оглавлению
