Тема 8 Літосфера, її складові та значення

Літосфера - верхня тверда оболонка земної кулі. Найважливі­шими її частинами є:

· поверхневий родючий шар, або грунт,

· земні надра (корисні копалини).

Грунт - особливе природне тіло, що утворилось на мате­ринській породі під виливом природних ґрунтоутворюючих факторів (клімат, рослинність, тваринний світ, рельєф місцевості, геологічний вік території) та діяль­ності людини.

Ґрунт - це основа виробництва продуктів харчування та кормів, органічної сировини, накопичувач поживних речовин для рослин та води з опадів. Він діє як фільтр, буфер ґрунтових вод, утворює та очищує їх.

Утворення ґрунту - складний і довготривалий процес. Спочатку гірська порода руйнується під виливом води, повітря, температури та живих організмів. Між часточками материнської породи поселяються мікроорганізми і лишайники, результатом їх життєдіяльності є утво­рення органічної речовини. З часом гірська порода руйнується ще більше, а органічна речовина поступово накопичується. Дуже велику роль у ґрунтотворному процесі відіграють зелені рослини, а також мікроор­ганізми і тварини, які живуть у ґрунті. Вони збагачують грунт на по­живні речовини, поліпшують його структуру і водопроникність (Рис.5).  

Рис.5. Взаємодія рослинного і ґрунтового середовищ

Грунт формується дуже повільно. За даними дослідників для утворення шару ґрунту товщиною 2.5 см необхідно 25 років, для шару 17.5-25 см — 100 років, а чорноземи потужністю 90 см сягають віку до 16 тис. років.

Грунт має не тільки видатне економічне, а й біогеоцентричне значен­ня.

Ґрунтовий покрив поглинає і нейтралізує багато шкідливих речо­вин, що забруднюють навколишнє середовище.

Грунт постійно взаємодіє з іншими елементами природи і мас ве­лике значеним в загальному кругообігу речовин. Через грунт здійснюється зв'язок літосфери з атмосферою. Під впливом води і вітру грунт переміщується у просторі, змінюючи рельєф.

Від хімічного складу ґрунту певною мірою може залежати здо­ров'я людини. Адже нестача або надлишок у ґрунті елементів, важ­ливих для обміну речовин в організмі, може призвести до тих чи інших захворювань. Наприклад, захворювання людей на ендемічний зоб може бути наслідком нестачі в місцевих ґрунтах рухомих форм йоду.

Види антропогенного впливу на ґрунтовий покрив. Деградація ґрунтів

Сучасний стан ґрунтів такий, що він є не стільки природним тілом, скільки продуктом людської діяльності.

Шкідливий антропогенний вплив, а також розгул стихій, природних та посилених людиною, завдає ґрунтам величезної, інколи непоправної шкоди. Це, насамперед:

· водна і вітрова ерозія;

· погіршення ґрунтової структури;

· механічне руйнування та ущільнення ґрунту;

· постійне збіднення на гумус та поживні речовини;

· забруднення ґрунту мінеральними добривами, отрутохімікатами, мастилами та пальним;

· перезволоження та засоленість земель.

Причинами зниження продуктивності ґрунтів та погіршен­ня їх властивостей, у тому числі й в Україні є і нера­ціональне використання земель, надмірна їх експлуатація.

Антропогенний вплив людини на ґрунти може бути прямим і непрямим:

1. Пря­мий вплив виявляється насамперед у сільськогосподарській діяльності людини.

2. Непрямий вплив людини на грунт виявляється у:

· вирубуванні лісів;

· будівництві штучних водойм;

· надмірному випасанні тварин;

· будівництві об'єктів видобувної та переробної промисловості, дамб тощо.

Деякі види антропогенних впливів на ґрунти, котрі зумовлюють зміну властивостей, наводяться табл 2. Таблиця 2.Наслідки антропогенних впливів на ґрунти

 

Вид впливу	Основні зміни ґрунтів
Обробіток ґрунту	Важкі механічні агрегати (при оранці, борону­ванні, розпушуванні) ущільнюють структуру ґрунту, а отже, змінюють умови існування в ньому організмів; посилюється взаємодія з атмосферою, вітрова та водна ерозія
Сінокоси, збирання врожаю	Вилучення деяких хімічних елементів, збіднення ґрунтів, підвищення випаровування
Випас худоби	Ущільнення ґрунту, знищення рослинності, яка скріплює грунт, ерозія, збіднення ґрунтів рядом хімічних елементів, висушування, біологічне забруднення
Випалювання старої трави	Знищення ґрунтових організмів в поверхневих шарах, посилення випаровування
Зрошення	Заболочення та засолення ґрунтів, зміна водно-повітряного режиму, теплового і поживного режиму ґрунту; підняття рівня ґрунтових вод і зміни їх хімічного складу
Осушення	Зниження вологості, вітрова ерозія, зміна водно-повітряного режиму, теплового і поживного режиму ґрунту; зникнення боліт, міління річок
Внесення добрив	Підкислення земель і втрат ними гумусу
Застосування отруто-хімікатів та гербіцидів	Загибель ряду ґрунтових організмів, комах-запилювачів, накопичення небезпечних для живих організмів отрут, зміна складу ґрунту пригнічення біологічної активності ґрунтів
Створення промислових та побутових звалищ	Зниження площі придатної для сільського господарства землі, отруєння ґрунтових організмів на прилеглих ділянках
Стічні води	Зволоження, зміна складу ґрунтів, отруєння ґрунтових організмів, забруднення органічними та хімічними речовинами
Знищення лісів	Посилення вітрової та водної ерозії, випаровування
Робота наземного транспорту	Ущільнення ґрунту при руху поза дорогами, отруєння ґрунтів від­працьованими газами та сипкими матеріалами
Викиди в атмосферу	Забруднення ґрунтів хімічними речовинами, зміна їх кислотності та складу
Вивезення органічних відходів виробництва та фекалій на поля	Забруднення ґрунтів небезпечними організмами, зміна їх складу
Шум, вібрація, енерге-тичні випромінювання	Сповільнення росту рослин, загибель живих організмів

 

Під впливом людської діяльності грунт руйнується у 100-1000 разів швидше, ніж у природних умовах.

 Деградація грунтів - зниження родючості ґрунтів або втрата їх властивостей як природного тіла.

Якщо ж агротехнічні заходи проводити з суворим дотри­манням технологічних вимог, то шкідливі їх наслідки є мінімальними. Найбільший вплив землеробства на навколишнє середовище виявив­ся у прямому знищенні природної рослинності на величезній площі і заміні її культурними рослинами, тобто зміна біоценозів на агроценози. Природні угруповання - біоценози істотно відрізняються від створе­них людиною агроценозів:

 

Біоценози	Агроценози
Природні одиниці біосфери, створені в процесі еволюції.	Штучні, створені людиною одиниці біосфери.
Складні системи із значною кількістю видів тварин і рослин.	Спрощені системи, де переважають популяції одного виду тварин або рослин.
Характеризуються стійкою динамічною рівновагою, яка досягається саморегуляцією.	Нестійкі, характеризуються несталістю структури біомаси.
Продуктивність визначається особли­востями організмів, які є в системі.	Продуктивність залежить від еконо­мічних і технічних можливостей.
Первинна продукція використовуєть­ся в процесі життєдіяльності іншими ви­дами і бере участь в кругообігу речовин та енергії.	Людина вирощує і збирає врожаї для задоволення своїх потреб. Висока продук­тивність культурних посівів зберігається лише протягом короткого періоду.

Особливо небезпечним є забруднення ґрунтів.

Основними джерелами забруднення ґрунту є:

· Житлові будинки та побутові підприємства: у числі забруднюючих речовин переважає побутове сміття, харчові відходи, фекалії, будівельне сміття, відходи опалювальних систем, сміття громадських закладів (ліка­рень, їдалень, готелів, магазинів тощо).

· Промислові підприємства: у твердих і рідких промислових відходах постійно присутні ті речовини, які здатні спричиняти токсичний вплив на живі організми та їх угруповання. Наприклад:

- у відходах металургійної промисловості наявні солі кольорових та важких металів;

- машинобудівна промисловість засмічує довкілля ціанідами, сполуками арсену, берилію;

- при виробництві пластмас та штучних волокон утворюються відходи бензолу та фенолу; метанол, фенол, скипидар;

- кубові залишки - харак­терні відходи целюлозно-паперової промисловості.

· Теплоенергетика: окрім утворення значних кількостей шлаків при спалюванні кам'яного вугілля в атмосферу потрапляє багато сажі, оксидів сірки, які у кінці-кінців надходять у грунт.

· Сільське господарство: мінеральні добрива, пестици­ди, хімічні засоби захисту рослин є джерелами забруднення ґрунту важ­кими металами (свинець, ртуть, цинк, манган); накопичення важких металів у ґрунті зумовлює зміни його складу і властивостей.

· Транспорт: при роботі двигунів внутрішнього згорання інтенсивно виділяються оксиди азоту, свинець, вуглеводні та інші речовини, які осідають на поверхні ґрунту або поглинаються рослинами. Крім того, під час руху автомобільного транспорту на трасах залишаються бензин, мастила, бруд із вмістом токсичних речовин, - все це дощовими потоками змивається в навколишні ґрунти.

Самоочищення ґрунтів практично не відбувається, або відбувається дуже повільно. Токсичні речовини накопичуються, що сприяє поступовим змінам хімічного складу ґрунту, порушенню єдності геохімічного середовища та живих організмів. З ґрунту токсичні речовини можуть надходити до орган­ізму рослин, тварин та людей і викликати небажані наслідки.

У ґрунтах накопичуються метали, наприклад, залізо, ртуть, свинець, мідь тощо. Ртуть потрапляє у грунт з пестицидами та промисловими відходами. Сумарні неконтрольовані викиди ртуті складають 4-5 тис. т щороку, а з кожної тонни добутого свинцю до 25 кг розсіюється у довкіллі. Значні кількості свинцю викидаються у атмосфері з вихлопними газами автомобілів. У кінцевому результаті сполуки свинцю з опадами потрапля­ють у ґрунти і водойми. У промислових районах вміст свинцю у ґрунтах у 25-27 разів вищий, ніж у сільськогосподарських. Техногенне надходження в довкілля міді і цинку щорічно складає 35 та 27 кг/км² відповідно. Підвищений вміст цих металів у ґрунтах веде до уповільненого росту рослин та зниження врожайності.

Значна кількість відходів утворюється при видобуванні та збагаченні корисних копалин. При видобутку кам'яного вугілля пуста порода збер­ігається у териконах, загальне число яких більше 2000, з них більше 700 палаючих, які активно забруднюють атмосферу. Під териконами знахо­диться більше десяти тисяч гектарів родючих земель.

На кожну тонну виробленого калійного добрива припадає 3-4 т галітових відходів. У місцях видобутку калійних руд накопичились сотні мільйонів тонн таких відходів, що містять в основному хлорид натрію.

На зрошуваних ґрунтах може виникнути небезпека засолення ґрунтів внаслідок неправильного поливу. Засолення - збільшення солоності ґрунту до рівня, що згубний для рослин, що відбувається внаслідок активного випаровування і транспірації поливних вод з паралельним накопиченням у ґрунті солей, які залишаються у ґрунтовому розчині. Тому зрошення вважають однією з форм спустошення.