Деградация почв
Деграда́ция почв, ухудшение свойств почв и их качества с позиций получения первичной продуктивности. Согласно ГОСТ 27593-88, деградация почвы – ухудшение свойств и плодородия почвы в результате воздействия природных или антропогенных факторов. Современные представления связывают деградацию почв с нарушением их состава, строения и функционирования под влиянием совокупности природных и антропогенных факторов, действие которых превышает устойчивость почв и ведёт к невозможности выполнения их функций, важных для биоты и человека.
История развития и современное состояние проблемы
Деградация почв ‒ одна из основных проблем почвоведения на протяжении всей истории его существования. Начиная со времён ранних цивилизаций, деградация почв являлась невольным следствием землепользования и часто была связана с процессами обезлесения и опустынивания. Бурное промышленное развитие в 19–20 вв. ускорило деградационные процессы. В 21 в. угроза устойчивому функционированию почв усиливается под воздействием глобального изменения климата.
Понимание опасности глобального экологического кризиса привело к активизации международного сотрудничества – проведению Всемирной конференции ООН по окружающей среде в Стокгольме (1972), созданию Программы ООН по окружающей среде (1972), организации Всемирной конференции ООН по опустыниванию и деградации почв в Найроби (1977), принятию ФАО «Всемирной хартии почв» (1982), проведению Конференции ООН по природопользованию и устойчивому развитию в Рио-де-Жанейро (1992), Всемирного саммита по устойчивому развитию в Йоханнесбурге (2002) и др. Вся информация о деградации почв обобщена в рамках ряда международных проектов: Глобальная оценка антропогенной деградации почв (Global Assessment of Human-induced Soil Degradation, GLASOD); Оценка экосистем на пороге тысячелетия (The Millennium Ecosystem Assessment, MEA); Оценка деградации земель в засушливых районах (Land Degradation Assessment in Drylands, LADA); Глобальная информационная система деградации почв (Global Land Degradation Information System, GLADIS) и др.
Согласно результатам глобального анализа состояния природных ресурсов, площадь пахотно-пригодных земель на планете составляет 22 % всей площади суши, а высоко- и среднепродуктивных почв – всего 9 %. Остальная часть суши не пригодна для земледелия по климатическим, геологическим и орографическим условиям. По данным GLASOD, разной степени деградации подвержены почти 2 млрд га почв, из них 55,6 % приходится на водную эрозию, 27,9 % – на ветровую (дефляцию), 12,2 % – на истощение, засоление, загрязнение, подкисление почв, 4,2 % – на просадки, переуплотнение и подтопление.
За всю историю цивилизации по вине человека потеряно почти 2 млрд га некогда плодородных почв. Это превышает суммарную площадь современного мирового земледелия (1,5 млрд га). Наибольшие площади деградированных почв относятся к районам давнего интенсивного земледелия. В последние 50 лет темпы ежегодных потерь почвенных ресурсов в 30 раз превысили средние исторические темпы и достигли 15 млн га.
Типы и виды деградации почв
Выделяют три основных типа деградации – физическую, химическую и биологическую, которые во многом взаимно влияют друг на друга и обычно проявляются совместно.
Физическая деградация почв
Физическая деградация почв – нарушение сложения почв, их плотности, агрегатного состояния, ухудшение водно-физических свойств и режимов, а также процессы механического нарушения или удаления почвенного материала (в том числе процессы водной и ветровой эрозии). Физическая деградация почв фиксируется:
по уменьшению мощности органогенных и/или гумусово-аккумулятивных горизонтов или уничтожению других горизонтов и всего профиля (механическая деградация);
по изменению конкретных физических свойств механически не нарушенного профиля (собственно физическая деградация).
К факторам механических нарушений относят промышленную деятельность (добыча полезных ископаемых и торфоразработки, дорожное строительство, строительство газо- и нефтепроводов), сельскохозяйственное производство (распашка, выпас скота). Факторы физической деградации – воздействие избыточных нагрузок механического, химического, физико-химического, водного или биологического характера.
Химическая деградация почв
Химическая деградация почв – процесс негативных изменений почвенных свойств (кислотно-основных и катионообменных свойств, окислительно-восстановительного потенциала, содержания макро- и микроэлементов, в том числе элементов питания растений), приводящих к уменьшению содержания гумуса, вторичному засолению и осолонцеванию, агроистощению, почвоутомлению, подкислению, подщелачиванию, загрязнению опасными химическими, в том числе радиоактивными, веществами. Факторы химической деградации почв можно условно разделить на 2 группы:
влияние сельскохозяйственной деятельности: известкование и гипсование почв, внесение физиологически кислых удобрений, распашка земель, глубокая вспашка, сжигание пожнивных остатков, перевыпас и др.;
воздействие промышленного производства (горнодобывающая, перерабатывающая и металлургическая промышленность, нефтедобыча и нефтепереработка), транспорта и поселений человека, приводящее к химическому загрязнению почв. Например, поступление промышленных выбросов в атмосферу может сопровождаться выпадением кислотных осадков, подкислением почв и их загрязнением тяжёлыми металлами в сочетании с развитием эрозии вследствие гибели растительности.
Источник атмосферного промышленного загрязнения.
Биологическая деградация почв
Биологическая деградация почв – негативное изменение количества и состава почвенных организмов, загрязнение почв патогенными микроорганизмами, ухудшение санитарно-эпидемиологических показателей. Деградация почв всегда сопровождается нарушениями природной структуры и функционирования комплекса почвенных организмов, при этом функционально биота более устойчива, чем структурно. Негативные изменения структуры проявляются в обеднении видового разнообразия, нарушении соотношения различных групп организмов, исчезновении некоторых видов и появлении новых, часто вредных (потенциальных патогенов, аллергенов, фитопатогенов). Нарушение функций биоты проявляется в изменении интенсивности проводимых почвенными организмами процессов – трансформации органических веществ, соединений биофильных элементов, в том числе биогеохимических циклов углерода и азота, продукты микробной трансформации которых – CO2, CH4 и N2O (парниковые газы) – активно участвуют в биосферных процессах, включая глобальное изменение климата. Почвенные организмы страдают от всех видов деградации.
Оценка деградации почв
Степень деградации почвы определяется по отношению к аналогичной недеградированной почве на основе сопоставления данных полевых или лабораторных исследований с имеющимися нормативными показателями для каждого вида деградации. Крайней степенью деградации почв является уничтожение почвенного покрова. Интенсивность деградации почвы оценивается путём сравнения её свойств на одном участке в динамике (раз в 5–10 и более лет).
В России основные негативные процессы, приводящие к деградации почв, включают водную и ветровую эрозию, переувлажнение и заболачивание, подтопление, засоление и осолонцевание, опустынивание. Характер и интенсивность этих процессов определяются действием природных и антропогенных факторов и имеют региональную специфику – от деградации оленьих пастбищ на севере страны до опустынивания на юге. По данным агропочвенного мониторинга, в 2014–2020 гг. сельскохозяйственные угодья, подверженные водной эрозии, составляли 14,8–24,2 % обследованной площади, ветровой эрозии – 8,8–21,1 %, засолению – 1,7–4,1 %, переувлажнению – 4,3–7,3 %.
С деградацией почв тесно связана деградация земель; земля, в отличие от почв, является не только естественно-историческим, но и социально-экономическим понятием и включает в себя ландшафты (природные комплексы), обладающие свойственными им экологическими функциями. При оценке деградации земель выделяют два главных подхода:
Комплексный ландшафтный подход. Земля (экосистема) рассматривается как биопродуктивная система (почва, вода, растительность, экологические и гидрологические процессы). Деградация – снижение или потеря биологической и экономической продуктивности и сложной структуры земель в результате землепользования или других процессов, в т. ч. антропогенных. Этот подход принят в Конвенции ООН по борьбе с опустыниванием, введён в ГОСТ Р 59055–2020, а у истоков стоят почвоведы В. А. Ковда и Б. Г. Розанов.
Ресурсный (хозяйственный) подход. Земля – объект экономической деятельности человека, важна стоимостная оценка вклада параметров этого объекта в общую стоимость земель. Земля рассматривается не как природная система, а как объект потенциальной или реальной купли-продажи. Этот подход развит западными учёными и экономистами и находит всё большее применение в практике.
Глобальный характер деградации почв и земель
По данным доклада Конвенции ООН по борьбе с опустыниванием, более 70 % площади суши уже утратили своё естественное состояние из-за деятельности человека, что вызвало беспрецедентную деградацию окружающей среды и в значительной степени способствует глобальному потеплению. Глобальные масштабы деградации земельных ресурсов оцениваются в 20–40 % от общей площади земной суши, что напрямую затрагивает почти половину населения мира, угрожает без малого половине мирового ВВП (44 трлн долл.) и включает пахотные земли, засушливые земли, водно-болотные угодья, леса и луга.
Также деградация почв и земель оказывает влияние на продовольственную безопасность и благополучие миллионов людей. Для решения этой проблемы необходимы действенные меры в масштабе всей планеты с учётом региональных условий. Предотвращение, прекращение и обращение вспять деградации экосистем во всем мире – основное направление Десятилетия ООН по восстановлению экосистем (2021–2030), которое требует широких и сбалансированных ответных мер, затрагивающих все экосистемы, в том числе почвы и связи между ними, в целях восстановления здоровых ландшафтов. Эти усилия тесно связаны с задачей 15.3 целей в области устойчивого развития, которая призывает страны стремиться к достижению нейтрального баланса деградации земель к 2030 г.