Влияние сельского хозяйства на окружающую среду и биосферу

I. РОЛЬ ПРИРОДЫ В ЖИЗНИ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО ОБЩЕСТВА

Для человека природа –  среда жизни и источник существования. Как биологический вид, человек  нуждается в определенном составе  и давлении атмосферного воздуха, природной  воде с растворенными в ней  солями, растениях и животных, земной температуре. Оптимальная для человека окружающая среда – это то естественное состояние природы, которое поддерживается нормально протекающими процессами круговорота веществ и потоков  энергии.

Как биологический вид, человек  своей жизнедеятельностью влияет на природную среду, при этом, данное влияние человеческого общества неизбежно, оно усиливается по мере развития общества, увеличения массы  веществ, вовлекаемых в хозяйственный  оборот. Вносимые человеком изменения  сейчас приобрели настолько крупные  масштабы, что превратились в угрозу нарушения существующего в природе  равновесия и препятствие для  дальнейшего развития производственных сил. Долгое время люди смотрели на природу как на неисчерпаемый  источник необходимых для них  материальных благ. Однако, сталкивалась с отрицательными последствиями  своего воздействия на природу, они  постепенно пришли к убеждению в  необходимости рационального использования  и охраны окружающей среды, в том  числе и разумной деятельностью  в отношении сельского хозяйства.

II. ЭКОЛОГИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАЙОНОВ

Сельскохозяйственные районы весьма различны по природным условиям, типам землепользования и степени  освоения. Тем не менее, экологические  проблемы в них имеют много  общего. Это связано со следующими обстоятельствами:

• охватом антропогенными нагрузками больших площадей, иногда практически на 100%;
• малой лесистостью и небольшими площадями лугово-степных участков;
• значительной обнаженностью, дефдированностью и эродированностью почвенного покрова;
• преобладанием определенных видов загрязнения в почве, воде и грунтах, связанных с удобрениями.

Перечисленные обстоятельства свидетельствуют о специфике  экологического состояния сельскохозяйственных районов, о правомерности выделения  “агроэкологического” типа оценок территории.

Основной аспект агроэкологической  оценки – анализ условий развития сельскохозяйственных растений: их роста, фенологии, урожайности, отношения  к удобрениям, болезням, сезонным изменениям условий тепла и влаги –  морозам, заморозкам, засухам, переувлажнению. Экологические условия сельскохозяйственных угодий наиболее изменчивы на площадях богарного, неполивного земледелия. Более стабильны они в зонах  орошения, где мероприятия по мелиорации ослабляют влияние внешних условий.

При региональной оценке районов  сельского хозяйства важно определить степень устойчивости экосистем  к антропогенным нагрузкам. Устойчивость повышается от песчаных грунтов к  глинистым, от щелочных почв к кислым, при снижении континентальности  климата, нарастании годового увлажнения и увеличении биологической продуктивности фитоценозов – как естественных, так и культурных.

Большая устойчивость угодий западных и северо-западных районов  России к антропогенным нагрузкам  не всегда имеет решающее значение для экологического состояния. Дело в том, что этим районам характерны более интенсивные типы землепользования, большие дозы вносимых удобрений. Максимальная интенсификация хозяйства характерна для территорий, прилегающих к  крупным городам и к промышленным зонам (Москва, Санкт-Петербург), которых  также больше в западных районах. Очевидно, объективная оценка экологического состояния возможна лишь при равном учете природных и экономических  факторов.

Кардинальные изменения  природной среды сельскохозяйственных районов обусловлены тем, что  на площадях угодий меняются потоки вещества, нарушается твердый, жидкий и растворенный сток. Уничтожение лесов увеличивает  смыв почвы, твердый сток рек, приводит к заилению русел, водохранилищ, пойменных массивов. Расходы водотоков при сокращении лесных площадей на 10% снижаются в среднем на 5%. Активная миграция элементов по склонам, их быстрое поступление в водоемы с одновременным сокращением стока приводит к сильному загрязнению поверхностных вод. Это загрязнение может быть токсичным, поскольку такие опасные элементы, как кадмий, ртуть, стронций, свинец, цинк, относятся к наиболее подвижным в большинстве видов почв.

Прилегающие к крупным  населенным пунктам сельскохозяйственные районы на площадях в сотни квадратных километров испытывают на себе влияние  промышленного загрязнения. Наибольшую роль здесь играет загрязнение серой, которая в виде сернистых соединений легко разносится воздушными потоками. В нормально увлажненных нейтральных  почвах влияние этого вида загрязнения  невелико, но в кислых оно усиливает  подкисление. На переувлажненных почвах, особенно на поймах, это может привести к резкому закислению после осушения.

Основные изменения почв в земледелии связаны с механическим воздействием на нее и с внесением  удобрений. Вспашка меняет профиль  почвы, разрушает структуру, приводит к обеднению верхних горизонтов, способствует усилению водной эрозии и дефляции. Наряду с рыхлением  идет и уплотнение почвы.

Велико также значение органических и минеральных удобрений, мировое потребление которых  – около 90 млн. т в год. Удобрения  не только компенсируют вынос из почвы  азота, фосфора и калия, но нередко оказываются избыточными, заражают подземные и поверхностные воды. Это имеет место главным образом в развитых странах, где вносится более 100 кг/га. В развивающихся странах этот показатель в 5 раз ниже.

Получение высоких урожаев  в настоящее время невозможно без использования различных  ядохимикатов для защиты растений –  пестицидов, потребление которых  превышает 4 млн. т/год. Однако сейчас их использование сокращается в  связи с приспособлением к  ним многих вредителей, гибелью почвенных  микроорганизмов, заражением овощных  культур и накоплением ядовитых веществ в поверхностных водах, донных осадках водоемов, организмах животных и человека.

Чрезмерные антропогенные  нагрузки приводят к напряженной  экологической обстановке во многих районах сельскохозяйственного  освоения. Одним из примеров этого  может служить Харьковская область. Из 3140 тыс. га площади области сельхозугодьями  занято 2314 тыс. га, т. е. более 70%. Средняя  лесистость – 10,5% при оптимальной  примерно 20%. Эродированные земли  – 1700 тыс. га, нарушенные – 3,2 тыс. га. Удельный вес эродированных и эрозинноопасных  земель в общей площади земель приближается к 90%, нарушенных к 0,5%, засоленных к 11-12%. 95% общего объема сточных вод  загрязнено и может использоваться для хозяйственно-бытового и технического водоснабжения только после очистки. Оценка территории Харьковской области  по состоянию компонентов природной  среды показала, что из 25 районов  неблагоприятное состояние поверхностных  вод (сильное загрязнение) наблюдается  в 5, растительности – в 12 и земель – в 17 районах. 7 районов, включая г. Харьков, отнесены к неблагоприятным в результате комплексной оценки экологического состояния природной среды.

III. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВ

Обрабатываемые земли  – результат сложных естественных процессов и многовекового труда  людей. Поэтому качество почв зависит  от длительности возделывания земли  и культуры земледелия. Вместе с  урожаем человек изымает из почвы  минеральные и органические вещества, тем самым обедняя ее. Поэтому  появилась необходимость пополнять  запасы этих веществ, внося в почву  удобрения. Но при этом следует помнить, о рационализме. Удобряя и обрабатывая  почву, соблюдая последовательность культур  в севооборотах, человек может  повысить плодородие почвы настолько, что большинство возделываемых  почв стали искусственными, т.е. созданными при участии человека. Таким образом, в одних случаях воздействие  человека на почву может приводить  к повышению ее плодородия, в других – к ухудшению, деградации и гибели.

Интенсификация сельского  хозяйства, создание крупных агропромышленных и животноводческих комплексов, широкий  размах мелиоративного строительства  и химизации сельскохозяйственных угодий в целях устойчивого наращивания  продовольственного фонда страны требуют  особенно внимательного и бережного  отношения к почве, как к средству производства и условий существования. Охрана почв, их рациональное использование  имеют первостепенное значение для  экономического и социального развития страны. Значение современного состояния  почвенных ресурсов, их рациональное использование, бережное отношение  к ним послужат приумножению их плодородия.

1. ХИМИЗАЦИЯ СЕЛЬСКОГО  ХОЗЯЙСТВА:

Наибольшей буферной емкостью и способностью снижать негативное влияние загрязняющих веществ на растительные и животные организмы  обладают почвы с высоким содержанием  гумуса, с тяжелым гранулометрическим составом, высокой емкостью поглощения, обогащенные известковыми материалами (карбонатами). К таким почвам относятся  наиболее плодородные черноземы, некоторые  рендзины, пойменные земли. Это придает  почвам естественную устойчивость к воздействию химических загрязняющих веществ и позволяет получать высокие и качественно полноценные урожаи важнейших сельскохозяйственных культур даже в промышленно развитых регионах.

К сожалению, природная сопротивляемость почв, их естественная буферность не беспредельны. Согласно подсчетам Б. Г. Розанова и  других ученых по разным причинам в  мире было потеряно оимпак54коло двух миллиардов гектаров сельскохозяйственных почв. Потери земель, вызванные только ирригацией, за последние триста лет составили  около ста млн. га, и примерно такая  же площадь сейчас занята почвами  с пониженной продуктивностью, вследствие засоления. Очень велики потери гумуса, от которого зависят практически  все важнейшие свойства почв и  их устойчивость к неблагоприятным  ситуациям. По видимому, за период земледельческой  культуры почвенный покров утратил  до 15% исходного запаса органических веществ. Причем эти негативные явления  особенно быстро протекают в последние  десятилетия. Так, скорость потерь гумуса за последние пятьдесят лет примерно в два с половиной раза превышала  таковую на протяжении последних  трехсот лет, а среднеисторическую скорость потерь гумуса – примерно в двадцать четыре раза.

Загрязнение почв тяжелыми металлами имеет разные источники, одним из таких источников является сельское хозяйство, а именно те средства химизации, которые оно применяет.

В наши дни земледельцы  стремятся к большей производительности и обычно не учитывают природных  круговоротов азота и минеральных  веществ. В почву поступает очень  мало натуральных органических отходов, а значит содержание в ней минеральных  веществ и гумуса сокращается  и ее плодородие снижается. Чтобы  увеличить урожаи, земледельцы вносят в почву различные химические удобрения, которые часто приносят большой вред окружающей среде и  здоровью человека, особенно когда  попадают в реки, озера и, главное  в питьевую воду. Чтобы уничтожить вредителей и повысить урожайность, земледельцы широко применяют различные  пестициды, гербициды и т.д. все  эти химикаты длительно и очень вредно воздействуют на пищевую сеть данной экосистемы. Кроме того, химикаты часто остаются в растениях и могут серьезно повредить здоровью людей, когда те будут употреблять их в пищу.

Эпидемиологические свойства почвы состоят в том, что в  ней длительное время могут сохраняться  жизнеспособные возбудители инфекционных болезней.

В последние годы повсеместно, как в нашей стране, так и  за рубежом, наблюдается рост концентрации нитратов в продуктах питания, воде и т.д. Одна из причин этого явления  – резко возросшее применение азотных удобрений. Еще в 40-ых гг. была раскрыта связь содержания нитратов со своеобразным болезненным состоянием людей, выражавшимися в синюшности кожи и слизистых оболочек и повышенных реакций в организме и приводящего  в конечном счете к нарушению  кислородного обмена – гемоглобинемии, при этом нитраты для растений безопасны.

Фосфорные удобрения менее  опасные. Ион фосфата подвижен, прочно закрепляется в почве и практически  не токсичен для человека и животных. Специфическая опасность заключается  в том, что применение их в больших  дозах приводит к накоплению в  почве других нежелательных элементов: стабильного стронция, фтора, естественных радиоактивных соединений урана, радия, тория.

Фтор и его соединения находят широкое применение в  атомной, нефтяной, химической и др. видах промышленности, а также  он попадает в почву с привнесением в нее сельским хозяйством суперфосфата и некоторых других инсектицидов. Загрязняя почву, фтор вызывает снижение урожая не только благодаря прямому  токсическому действию, но и изменяя  соотношение питательных веществ  в почве. Наибольшая адсорбция фтора  происходит в почвах с хорошо развитым почвенным поглощающим комплексом. Растворимые фтористые соединения перемещаются по почвенному профилю  с нисходящим током почвенных  растворов и могут попадать в  грунтовые воды. Загрязнение почвы  фтористыми соединениями разрушает  почвенную структуру и снижает  водопроницаемость почв.

К числу химических соединений, загрязняющих почву, относятся и  канцерогены, которые обнаруживаются в почве повсеместно, однако интенсивность  ими колеблется в значительных пределах.

Особо хочется отметить влияние  пестицидов на окружающую среду и  человека. Пестициды 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 очень  высоки. Именно по этой причине был  запрещён 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, актиномицеты, грибы, водоросли.