Интенсификация сельскохозяйственной деятельности человека
и прежде всего химизация вызывают изменения в устоявшихся
процессах превращения веществ и энергии в природе.
Значительные потери веществ, например азота, происходят
в результате их улетучивания из почвы и вымывания. К началу
нового тысячелетия ожидаемые на планете потери азота,
входящего в состав удобрений, составили более 40 млн т/г.
Обогащение биосферы азотом за счет удобрений опасно, так
как это ведет к накоплению токсичных азотсодержащих органических
соединений.
К канцерогенным соединениям, появление которых обусловлено
неправильной химизацией сельского хозяйства, относятся
га-нитрозосоединения. Как правило, они вызывают образование
злокачественных опухолей печени, желудка, легких и
других органов, обладают мутагенным и эмбриотоксическим
действиями. /г-Нитрозосоединения R^RgN—N02 могут образовываться
в содержимом желудка человека, если в него одновременно
попадают нитрит N02 и вторичный амин RXR2NH.
Образование этих соединений происходит при участии различных
микроорганизмов.
Для земледелия особенно важен баланс фосфора в экологических
системах. Фосфор — важнейший биогенный элемент, и
его дефицит резко снижает продуктивность растений. Фосфор
не имеет естественных источников пополнения запаса в почве.
Восполнение потерь возможно только путем внесения фосфорных
и органических удобрений. В круговорот фосфора в биосфере
вовлечены почва, вода и растения.
Потери фосфора в экосистемах происходят в результате
изъятия его с урожаем и за счет эрозии почвы.
9.1. Антропогенное воздействие на биосферу 415
Подкисление почв, вызываемое выпадением кислотных
осадков, переводит фосфор в формы, недоступные для растений.
Высокое естественное содержание калия в почвах обычно
не лимитирует урожаи, однако в ряде природных зон повышенные
дозы азота и фосфора на сельскохозяйственных угодьях
приводят к отрицательному балансу калия.
Сегодня человечество уже не может использовать экстенсивный
путь развития сельского хозяйства, в то же время интенсивный
путь, основанный на поддержании и повышении
плодородия почв, связан с обязательным применением удобрений.
Однако при нарушении технологии использования удобрений
их неблагоприятное воздействие на окружающую природную
среду многосторонне сказывается на различных компонентах
биосферы. При этом может происходить:
• нарушение круговорота и баланса питательных веществ,
снижение плодородия почв;
• снижение урожаев сельскохозяйственных культур и качества
продуктов;
• развитие грибковых и других заболеваний растений,
рост сорняков из-за нарушения соотношения макро- и
микроэлементов в почве;
• попадание питательных элементов удобрений и почвы
со стоками в грунтовые воды, а далее в поверхностные
водоемы, что вызывает их эвтрофикацию;
• проникновение в стратосферу оксидов азота, образующихся
при денитрификации азотных соединений почвы
и удобрений, способствует разрушению озонового слоя.
Одним из видов антропогенного воздействия на почву является
усиление (ускорение) процессов водной и ветровой эрозии.
Эрозия — процесс разрушения и переотложения почвенных
частиц воздушными или водными потоками. Эрозия почвы
происходит и в естественных условиях, однако она значительно
ускоряется вследствие антропогенного воздействия на экосистемы,
выражающегося в чрезмерной и неправильной распашке
земли, в том числе без учета рельефа, сведения лесов,
непроведения противоэрозионных агрохимических мероприятий.
В зависимости от причин возникновения этого процесса
различают ветровую, водную и техногенную эрозию. Водная
эрозия может быть плоскостной, при которой разрушается поверхностный
слой почвы, и линейной, вызывающей процесс
разрушения почвенного профиля в глубину и почвообразую-
4 1 6 Глава 9. АНТРОПОГЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ БИОСФЕРЫ
щих пород. Борьбе с эрозией почв способствует безотвальная
обработка земли, контурная и полосная вспашки, террасирование,
создание ветрозащитных полос.
Ущерб плодородию почв наносят нерегулируемые ливневые
осадки и паводки, ненормированный выпас скота, распашка
целинных и залежных земель, проводимая без учета
возможной эрозии. В сельском хозяйстве США площадь эро-
зированных земель составляет около 40% всей пашни. За год
с сельскохозяйственных угодий только вода уносит почти
3 млрд т плодородной земли. Большая часть унесенного слоя
оседает в реках, озерах и искусственных водоемах, что наносит
ущерб водным биоценозам. Большие территории ранее
плодородных целинных земель, освоенные под пашню, становятся
бесплодными из-за неправильной обработки. Оставаясь
лишенными на длительное время какой-либо растительности,
эти земли оголены ветрами, унесшими верхний гумусовый
слой. Превратились в пустыню обработанные в 30-х годах
XX в. большие территории в Техасе (США), часть целинных
земель Казахстана.
Усилению эрозии почвы, обмелению рек и озер способствует
вырубка лесов. Средняя скорость сведения лесов в Юго-Восточной
Азии составляет 7,1 млн га/г., в США. — 2,8 млн га/г.
Так, на северо-востоке Индии у отрогов Гималаев расположено
местечко Черапунджи, где ежегодный уровень выпадения
осадков составляет до 9150 мм. Ныне над этим «влажным царством
» нависла угроза недостатка влаги и даже превращения
его в пустыню. Причина — активная вырубка лесов, продолжающаяся
уже 25 лет. В результате сведения лесов почва, лишенная
растительного покрова, слабо поглощает осадки, и в
сезон дождей плодородный слой легко вымывается. Известняки,
наиболее распространенная в Черапунджи геологическая
порода, оголяются и подвергаются растворению кислыми дождями.
В результате образуются карстовые провалы, активно
поглощающие воду.
В ряде стран сокращение земель, используемых в сельском
хозяйстве, происходит из-за чрезмерного выпаса скота: в Аргентине
и Чили из-за этого выведено из использования свыше
100 млн га некогда обрабатываемых земель. Выпас скота привел
в негодность пастбища и способствует продвижению пустынь
в Ираке, Сирии, Индии.
Значительно снижает плодородие почв их засоление — повышение
содержания легкорастворимых солей. Оно может быть
вызвано, например, привнесением солей грунтовыми и поверх-
9.1. Антропогенное воздействие на биосферу 417
ностными водами. Наиболее часто засоление вызывается нерациональной
системой орошения земель. Почвы считаются засоленными
при содержании в них более 0 , 1% по массе солей, токсичных
для растений. Высок процент засоления почв районов
древнего орошаемого земледелия: в долине Нила засолено более
80% земель, в долине реки Инд — около 67%. Засолению
почвы на больших площадях способствует строительство водохранилищ,
вызывающее повышение уровня грунтовых вод.
В VI в. нашей эры начался быстрый рост поселений. С этого
времени человек планомерно отторгает у дикой природы
участки лесов, лугов и других естественных экосистем для возведения
городов и поселков, строительства дорог, промышленных
предприятий, свалок и т. д. Происходящее в развитых
странах сокращение удельного количества пашни, приходящегося
на душу населения, обусловлено также изъятием земель
для промышленных нужд. Ежегодно в США более 1 млн
га сельскохозяйственных угодий уходит на строительство новых
районов городов, поселков, автострад и другие виды хозяйственной
деятельности. В Японии, расположенной на островах
и обладающей земельными ресурсами, весьма ограниченно
пригодными для сельскохозяйственного использования,
в период с 1968 по 1974 гг. ежегодно терялось 40—60 тыс. га
угодий за счет отторжения земель под жилищное и промышленное
строительство, прокладки коммуникаций, разбивки
парков и искусственных насаждений.
Значительное загрязнение плодородного слоя почвы и отчуждение
сельскохозяйственных земель вызывает складирование
и (или) захоронение промышленных и бытовых твердых
отходов. Основная масса твердых отходов образуется на предприятиях
следующих отраслей:
• горной и горно-химической промышленности (отвалы,
шлаки, «хвосты»);
• черной и цветной металлургии (шлаки, шламы, пыль
и т. д.);
• металлообрабатывающих отраслей (отходы, стружка,
бракованные изделия);
• лесной и деревообрабатывающей промышленности
(отходы лесозаготовки, опилки, стружка);
• энергетической — тепловые электростанции (зола, шлаки);
• химической и смежных отраслей промышленности
(шламы, фосфогипс, шлаки, стеклобой, пластмассы, резина
и т. п.);
14 Экология
418 Глава 9. АНТРОПОГЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ БИОСФЕРЫ
• пищевой промышленности (кости, шерсть и т. п.);
• легкой и текстильной промышленности.