Типи і види деградації ґрунтів
Фізична деградація – погіршення фізичних і водно-фізичних властивостей ґрунтів.
Фізична деградація ґрунтів фіксується як по зменшенню потужності органогенних и (чи) гумусоакумулятивних горизонтів ґрунтів чи знищенню інших ґрунтових горизонтів і всього профілю (механична деградація), так і по зміні конкретних фізичних властивостей, механічно порушеного ґрунтового профіля (власне фізична деградація).
Порушення ґрунту (і ґрунтового покриву) може бути пов’язане з потраплянням на його поверхню невластивого йому абіотичного наносу, що знижує продукціонну функцію ґрунту (Система оценки степени деградации, 1992).
Механічні порушення ґрунту, що призводять до фізичного порушення всього ґрунтового профілю чи його частини, можуть бути викликані різними формами антропогенної дії. Серед порушень, які викликані промисловою діяльністю людини, буде розглянуто руйнування ґрунтів і ґрунтового покриву при видобуванні корисних копалин. При цьому формується серія природно техногенних ландшафтів, кожен з яких відрізняється своїми рисами руйнування ґрунтового покриву. Серед таких ландшафтів представлені: випрацювані торф’яники (торф’яно-кар’єрні), крупнокар’єрно-відвальні, забруднені і частково пошкоджені, індустріально-“сміттєво”-відвальні, просадочно-кар’єрно-відвальні. У відповідності з даною систематикою пропонується розглянути особливості механічних порушень ґрунтів при розробці корисних копалин. До інших форм механічних порушень відносяться руйнування ґрунтів при дорожньому будівництві, будівництві газо- і нафтопроводів.
Серед антропогенного впливу, пов’язаного з сільськогосподарським виробництвом, найбільш істотні порушення викликають два його види: оранка і випас худоби. Наслідки розорюваня різноманітні і детально вивчені. Вони включають зміни мікрорельєфу поверхні ґрунту, зміну щільності, різке збільшення ерозійної небезпеки і т.д. Вплив випасу, що є основною формою сільськогосподарського освоєння гірських територій, вивчено менше.
Фізична деградація виявляється в погіршенні ґрунтової структури і всього комплексу фізичних властивостей, тобто руйнування фізичної основи ґрунту, і розвивається всюди, де застосовуються великі навантаження механічного, хімічного, фізико-хімічного, водного чи біологічного характеру. Фізична деградація може бути обумовлена різними природними факторами і розвиватись в умовах природних біоценозів в результаті змін кліматичних умов, природних процесів вивітрювання, денудації, ерозії, утворенню пустель і т.д. Причиною фізичної деградації можуть бути також різні катастрофічні процеси природного і антропогенного характеру.
Хімічна деградація ґрунтів включає зміни багатьох ґрунтових властивостей внаслідок різних причин природного і антропогенного походження. Найраціональніше буде розділити всі фактори і причини хімічної деградації на 2 групи: перша з них охоплює ті зміни ґрунтів, які викликані сільськогосподарськими процесами, друга – хімічним забрудненням ґрунтів в результаті розвитку різних промислових виробництв, транспортом чи поселенням людей. В реальності такий поділ зробити складно чи просто неможливо, проте це дозволяє виявити причини і механізми процесів, що проходять, а відповідно, якщо необхідно, і заходи боротьби з ними.
Втрата гумусу. В більшості випадків для ґрунтів характерно зниження вмісту органічних речовин, що, як правило, можна вважати негативним явищем. Тільки часткова втрата органічних речовин торф’яними чи торф’янистими ґрунтами інколи може розглядатися з позитивного боку, але кінцева оцінка все ж залежить від вмісту і складу оторфованих компонентів. При добре спланованому культурному землеробстві і високих врожаях в ґрунті інколи спостерігається накопичення гумусу, проте рідко. Варто звернути увагу на те, що якісний склад гумусу може змінюватись в будь-який бік, з підвищенням чи пониженням в його складі гумінових кислот. Передбачити очікувані зміни досить важко, оскільки вони залежать як від набору оброблюваних культур, так і від хімізації землеробства і меліоративних заходів.
Вапновані і гіпсовані ґрунти. Ці заходи, направлені на регулювання ступеня ґрунтової реакції і складу обмінних катіонів, не завжди позитивно впливають на ґрунт. При названих сільськогосподарських прийомах в ґрунт можуть потрапити небажані супутні компоненти, що змінюють (нерідко підвищують) розчинність гумінових речовин, далеко не завжди рН набуває оптимального значення для культур, що вирощуються.
Кислі і лужні дощі. Це типове техногенне (чи антропогенне) явище, обумовлене накопиченням в атмосфері оксидів сульфуру, нітрогену, йонів хлору і фтору, а також пилоподібних викидів цементних та інших виробництв. При взаємодії таких викидів в повітрі з парами води накопичуються кислоти, рідше основи, які разом з опадами всіх видів надходять на поверхню ґрунту і згодом просочуються вниз по ґрунтовому профілю. Однозначно оцінити роль таких опадів практично неможливо. В тайговій зоні кислі опади, як правило, підсилюють ґрунтову кислотність, викликаючи деградаційні процеси.
Кислотні накопичення навкруги териконів. В літературі достатньо докладно описані ті випадки, коли в районах видобутку вугілля на поверхні ґрунту утворюється відвал пустої породи, частіше за все терикони. У відвалах такої породи може бути присутнім пірит, при окисненні якого киснем повітря і після взаємодії з атмосферою і ґрунтовою вологою можуть виникнути наземні озерця сірчаної кислоти.
Гірничовидобувна промисловість. Видобуток і переробка різних корисних копалин характеризується численними і різноманітними хімічними процесами, які супроводжуються накопиченням різних відвалів так званої “порожньої” породи або ж викидами в атмосферу різних газів.
Нафта і нафтопродукти.
Загальновідомі великі втрати нафти і нафтопродуктів при видобутку на суші, також в морі. При забрудненні ґрунтів нафтою в них зростає доля вуглеводів, знижується рухомість і доступність багатьох елементів живлення рослин, змінюється величина рН і окисно-відновних потенціалів, змінюється хімічних склад ґрунтового повітря.
Хімічна деградація ґрунтів проходить при їх звичайному сільськогосподарському використанні
Біологічна деградація – зменшення чисельності видової різноманітності і оптимального співвідношення між різними видами мікроорганізмів, забруднення ґрунтів патогенними мікроорганізмами, погіршення санітарно-епідеміологічних показників.
При будь-якому виді деградації ґрунтів першими на них реагують саме організми. В першу чергу порушується біорізноманітність, відбувається її збіднення, популяції перегруповуються, змінюються домінуючі і види, які часто зустрічаються, деякі види взагалі зникають, можуть з’являтися і нові види, часто шкідливі. При взаємодії деградаційних факторів розрізняють 4 зони з різними порушеннями в складі біоти:
Збереження стабільності і нормального функціонування біоти забезпечується величезним мікробним пулом, що відрізняється як вражаюче великим загальним запасом мікроорганізмів (мікробною біомасою), так і великим якісним різноманіттям (мікробним генофондом). У складі пулу більшість організмів знаходиться в стані анабіозу і виходять з нього у випадку необхідності проведення коректування деяких властивостей біоти. Ґрунтові організми страждають від всіх видів деградації. За вітрової або водної ерозії ґрунтів організми частково чи повністю виносяться, причому відновлення біоти потребує відновлення самого ґрунту.
Ґрунтові організми різко реагують на деградацію хімічного стану ґрунту. Будь-які хімічні зміни призводять до зміни біоти. Особливо сильно відображається забруднення важкими металами, пестицидами, підкислення ґрунтів, зменшення вмісту гумусу тощо. У всіх випадках відбувається деградація комплексу ґрунтових організмів. Проте організми є і потужним фактором боротьби з хімічною деградацією ґрунтів, оскільки вони можуть очищувати ґрунти від нафти і пестицидів, сприяти утворенню органо-мінеральних сполук, які містять важкі метали чи сприяти рухові їх донизу по ґрунтовому профілю, чи включення їх у плівки і агрегати, де вони не можуть проявляти свою токсичну дію. Ґрунтові організми здатні руйнувати всі шкідливі природні органічні сполуки і більшість токсичних штучних органічних сполук.
Фізична деградація ґрунтів, особливо ущільнення і руйнування ґрунтової структури, а також зміни водного режиму призводить до розбалансуванню мікробіологічних процесів, пануванню анаеробних умов, розвитку денітрифікації, утворенню токсичних речовин, докорінній зміні ґрунтової біоти.