Классы
Предметы

Антропогенные изменения почвы

Из этого урока вы узнаете о том, как хозяйственная деятельность человека влияла и влияет на почвы земного шара. Вы познакомитесь с работами отечественных ученых-почвоведов, в частности В.В. Докучаева, выясните причины засоления, опустынивания, также познакомитесь с методами профилактики и борьбы с водной и воздушной эрозией. Выясните, какие факторы обеспечивают плодородие почв, для чего почва нужна растениям, где в мире самые плодородные почвы.

Ветровая эрозия

Почва – это обязательная среда существования фитоценоза. Под естественными фитоценозами почвы сохраняются в неизменном виде в течение длительного времени. При антропогенном нарушении фитоценоза почва начинает деградировать. Под искусственными фитоценозами, так называемыми агроценозами, почва также постоянно деградирует, и это приводит к утрате почвой плодородия.

Существует две основные причины деградации почв:

1. Эрозия

2. Засоление

Эрозия – это разрушение почвенной структуры и уменьшение толщины почвенного слоя.

Это происходит под действием:

1. Ветра – ветровая эрозия.

2. Воды – водная эрозия.

Частицы почвы в виде пыли или взвешенных в воде частиц уносятся на большие расстояния. Истощенная почва теряет плодородие и не может больше использоваться и восстанавливаться фитоценозом (см. видео).

В ненарушенном фитоценозе поверхностный слой почвы плотно закреплен и переплетен корневыми волосками – дерниной (см. видео).

Дернина не позволяет ни ветру, ни воде разрушить почвенную структуру. Но вырубка лесов, вспашка, боронование и другие процедуры приводят к разрушению верхнего слоя и дают начало эрозии.

Во влажных районах преобладает водная эрозия, в засушливых – ветроваяэрозия (рис. 1).

Примеры водной и ветровой эрозииПримеры водной и ветровой эрозии

Рис. 1. Примеры водной и ветровой эрозии

Ветровая эрозия черноземной полосы России на рубеже XIX–XX веков привела к катастрофическому падению урожайности и вспышкам голода. Аналогичные проблемы испытывали США и другие страны, имевшие обширные пашни в сухом и теплом климате. Это привело к нарушению продовольственной безопасности многих стран.

Эрозия часто носит необратимый характер. Деградировавшая почва не может поддерживать растительный покров, который защитил бы ее от дальнейшей эрозии. В итоге почвенный покров исчезает и происходит опустынивание(см. видео).

Таким образом, человеческая деятельность за тысячелетия привела к образованию множества пустынь.

Пионером в области борьбы с эрозией выступил русский ученый В.В. Докучаев (рис. 2). С его именем связывают введение в почвоведение как науку. Он предложил основное средство в борьбе с ветровой эрозией, лесозащитные полосы – это узкие полосы древесной растительности пересекающие поля, и разбивающие их на прямоугольники.

Они не позволяют приземным воздушным потокам разгоняться до скорости, приводящей к эрозии. В итоге скорость ветровой эрозии и количество пылевых бурь сильно сократилось.

Защитные лесополосы, как средство борьбы с ветровой эрозией предложены В.В. Докучаевым.Защитные лесополосы, как средство борьбы с ветровой эрозией предложены В.В. Докучаевым.Защитные лесополосы, как средство борьбы с ветровой эрозией предложены В.В. Докучаевым.

Рис. 2. Защитные лесополосы, как средство борьбы с ветровой эрозией предложены В.В. Докучаевым.

 

Зачем нужна почва растениям?

Почва состоит из минерального и органического веществ. При этом плодородие почвы определяется, в основном, ее органической составляющей, которая называется гумус.

Растения способны потреблять из почвы только неорганические вещества: воду, фосфаты ион, ионы кальция, калия, цинка и так далее. Органическое вещество усваивать они не в состоянии (рис. 5).

Зачем же гумус нужен растениям?

Потребность растения в воде и биофильных ионах

Рис. 3. Потребность растения в воде и биофильных ионах

Гумус определяет структуру почвы ее плотность, пористость, несущие характеристики. Эти свойства определяют легкость передвижения воды, минеральных веществ, а также условие существование микробов, которые необходимы для жизни растений. Избыток органического вещества, гумуса, приводит к формированию комковато-порошистой структуры, которая оптимальна для плодородия (см. видео).

Водная эрозия

Для борьбы с водной эрозией было предложено создание террас и формирование борозд.

Плоские террасы, в отличие от склонов, не способствуют формированию быстрых водных потоков, а борозды способствуют перехватыванию водных потоков и гасят их скорость (рис. 3).

Террасирование как метод борьбы с водной эрозиейТеррасирование как метод борьбы с водной эрозией

Рис. 4. Террасирование как метод борьбы с водной эрозией

В.В Докучаев. Становление почвоведения как науки

В итоге медленные потоки не способны унести почвенные частицы и разрушить ее структуру.

Если эрозия зашла слишком далеко, то этих мероприятий не хватает, и тогда требуется искусственное создание дернин. Это достигается путем засевания специальными культурами или переносом готовой дернины.

В развитых странах противоэрозионные мероприятия стали нормой сельскохозяйственной деятельности.

В развивающихся странах в результате эрозии теряются миллионы пахотных земель в год, что усугубляет без того острую ситуацию.

Вторая важная проблема в почвоведении – засоление. Обычно в сухих теплых регионах, таких как Украина или Средняя Азия, легкорастворимые соли залегают недалеко от поверхности. При обильном орошении таких земель происходит сплошное пропитывание грунтов оросительной водой и растворение этих солей (рис. 4).

Схема засоления почвы в условиях избыточного полива

Рис. 5. Схема засоления почвы в условиях избыточного полива

Растворенные соли поднимаются вверх по влажной почве. Таким образом, соли из нижних слоев попадают в верхние плодородные слои и приводят к гибели растений. Засоление – практически необратимый процесс, приводящий к полному исчезновению плодородия.

Для борьбы с засолением применяют разные геологические исследования, а также умеренный полив, не приводящий к сплошному пропитыванию почвы. В некоторых районах полив в принципе недопустим.

 

Примеры крупнейшей антропогенной пустыни

Люди с древнейших времен многократно запускали процесс почвенной эрозии. С некоторого момента процесс эрозии продолжается самопроизвольно, без участия человека, и приводит к опустыниванию.

Так, в первом тысячелетии до нашей эры было положено формирование пустыни Сахара (рис. 6).

Современные границы пустыни Сахара

Рис. 6. Современные границы пустыни Сахара

Изначально это была цветущая саванна, но необдуманное сельское хозяйство привело к опустыниванию, которое стало захватывать все новые и новые территории (см. видео).

К настоящему моменту площадь Сахары достигла современной территории США, и каждый год она продвигается на юг на 2 км.

 

Список литературы

  1. А.А. Каменский, Е.А. Криксунов, В.В. Пасечник. Общая биология, 10–11 класс. – М.: Дрофа, 2005. По ссылке скачать учебник: (Источник)
  2. Д.К. Беляев. Биология 10–11 класс. Общая биология. Базовый уровень. – 11-е издание, стереотипное. – М.: Просвещение, 2012. – 304 с. (Источник)
    В.Б. Захаров, С.Г. Мамонтов, Н.И. Сонин, Е.Т. Захарова. Биология 11 класс. Общая биология. Профильный уровень. – 5-е издание, стереотипное. – М.: Дрофа, 2010. – 388 с. (Источник)
  3. В.И. Сивоглазов, И.Б. Агафонова, Е.Т. Захарова. Биология 10–11 класс. Общая биология. Базовый уровень. – 6-е издание, дополненное. – М.: Дрофа, 2010. – 384 с. (Источник)

Домашнее задание

  1. Что такое почва? Чем она отличается от других компонентов литосферы?
  2. Что такое опустынивание? Каковы его причины?
  3. Какой вклад в борьбу с ветровой эрозией почв внесли русские ученые, в частности В.В. Докучаев?
  4. Каковы действенные меры по преодолению водной эрозии?
  5. Почему возникает засоление почвы? В чем его опасность?
  6. Как можно использовать знания об антропогенной трансформации почв на практике?
  7. Обсудите с друзьями и родными картину, описанную в стихотворении Н.С. Гумилева «Сахара» (Источник)
    И, быть может, немного осталось веков,
    Как на мир наш, зеленый и старый,
    Дико ринутся хищные стаи песков
    Из пылающей юной Сахары.
    Насколько она реалистична?

 

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

  1. Биологический словарь (Источник).
  2. Вся биология (Источник).
  3. Интернет-портал Bio.fizteh.ru (Источник).
  4. Биология (Источник).
  5. Интернет-портал Sochineniya-referati.ru (Источник).