Геоэкологические проблемы сельского хозяйства

Размещено на http://www.allbest.ru

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Тверской государственный университет»

Факультет географии и геоэкологии

Направление «Экология и природопользование»

Кафедра физической географии и экологии

Геоэкологические проблемы сельского хозяйства

Курсовая работа по дисциплине

Геоэкология

Автор:

Беридзе Г.

3 курс, 34 группа

Научный руководитель:

к.г.н., доцент кафедры социально-экономической географии и территориального планирования

Кузнецова C.Н.

Тверь 2013

Содержание

Введение

Глава 1. Сельское хозяйство России на фоне других стран

Глава 2. Глобальная проблема мирового сельского хозяйство

2.1 Сельское хозяйство как фактор воздействия на окружающую среду

2.2 Современное состояние эколого-экономических проблем в сельскохозяйственном производстве

Глава 3. Геоэкологические проблемы сельского хозяйства

3.1 Применение минеральных удобрений

3.2 Применение пестицидов

3.3 Водная и ветровая эрозия почв

3.4 Опустынивание

Заключение

Список литературы

Введение

сельское хозяйство геоэкологический эрозия

Никакая другая отрасль общественного производства не связана так с использованием природных ресурсов, как сельское хозяйство. Ведь труд земледельца и животновода - это по существу использование природы, окружающей нас естественной среды для удовлетворения потребностей человека. Сельское хозяйство необходимо рассматривать как огромный, постоянно действующий механизм охраны, культивирования живых природных богатств, и подходить к нему следует еще под одним углом зрения - охраны окружающей среды. Поэтому в условиях аграрного производства использование природных ресурсов и, прежде всего, земли должно сочетаться с мерами по охране окружающей среды. Плоды труда человека на земле - это самая необходимая предпосылка жизни каждого общества, на какой бы ступени развития оно не находилось. В сельском хозяйстве земля выступает не только местом деятельности и территориальной операционной базой, но и, прежде всего, служит в качестве орудия и главного средства производства. Актуальность проблемы охраны окружающей среды в сельском хозяйстве усиливается в современных условиях в связи с процессами загрязнения природных ресурсов, используемых в аграрном производстве, промышленными, строительными и другими несельскохозяйственными предприятиями. Эти загрязнения ведут к снижению плодородия почв и их продуктивности, ухудшению качества вод, атмосферы, наносят ущерб растениеводству и животноводству, что влечет недополученные сельскохозяйственной продукции и ухудшение ее качества. Экологические проблемы сегодня являются одними из наиболее важных и глобальных. Поэтому тема работы важна и актуальна.

Цель работы: изучение геоэкологических проблем сельского хозяйство.

Задачи работы:

1. Сравнить сельское хозяйство России с другими странами.

2. Выявить глобальные проблемы мирового сельского хозяйства.

3. Изучить геоэкологические проблемы сельского хозяйства.

Глава 1. Сельское хозяйство России на фоне других стран

Сельскохозяйственная освоенность России с ее суровой природой оказывается, не так низка, как могло бы показаться, соответствует бразильской и больше канадской. В Китае и США сельскохозяйственных

Угодий и пашни по абсолютным показателям не намного больше. В то же время средняя обеспеченность пахотными угодьями одного сельского жителя в России велика, хотя этот показатель обманчив из-за неравномерности освоения территории. Но главное, более 15% всего сельского населения и более трети трудоспособных жителей на селе все еще заняты в сельском хозяйстве, что сопоставимо только с развивающимися и некоторыми бывшими социалистическими странами (табл.1).

Таблица 1. Некоторые показатели сельской местности и сельского хозяйство ряда стран в 2008 году.

Источник: Россия и страны мира. 2010г.

Гораздо полезнее сравнить с другими странами современные макрорегионы России, хотя бы ее федеральные округа. В табл.2 видно как при гораздо меньшей плотности сельского населения и большей земле обеспеченности Российские регионы выделяются все еще очень высокой занятостью в сельском хозяйстве в сравнение со странами, имеющими такие же природные предпосылки.

Таблица 2. Некоторые показатели сельской местности и сельского хозяйства федеральных округов Европейской России и ряда стран в 2008 году.

Источник: Россия и страны мира, 2010, Регионы России, 2009.

При этом поголовье скота на 100 сельских жителей в России сильно уменьшилось по сравнению с 1990годом, а продуктивность, хотя и увеличилось за последние 20 лет почти в 1,5 раза, но все равно отстает от большинства стран. То, что земель в России много, говорят все, хотя, как будет показано ниже, это утверждение тоже относительно.

Тем не менее, оно продолжает оставаться предметом гордости. Хотя Россию обогнали США, а также Китай, Индия и другие, быстро развивающиеся латиноамериканские и азиатские страны, по абсолютным параметром сельскохозяйственного производства сельская Россия опережает многие, в том числе относительно крупные страны. Иное дело- достаточно ли собственного продовольствия для удовлетворения потребностей населения, и с какой эффективностью оно производится. И здесь выявляется главная беда России сравнительно низкая производительность труда (табл.3). Например, мяса у нас производится почти столько же, сколько в Канаде, но один российский аграрий производит его в 10 раз меньше, чем фермер в США. Молоко на одного занятого в сельском получает в 5-6 раз меньше, чем развитые страны.

Таблица 3. Производство некоторых продуктов в крупных странах мира в среднем в 2007-2008гг. На одного занятого в сельском хозяйстве, тонн.

Источник: Россия и стран мира,2010.

В развитых странах ключевыми факторами развития сельского хозяйства стали концентрация капитала, кооперация частных производителей и эффективный менеджмент. Там, где это совпало с изобилием земли, как в США и Канаде, результат был ошеломляющим. Но и такие небольшие по сравнению с Россией страны, как Франция, Италия, Испания, Германия, Великобритания, при минимальной занятости людей в сельском хозяйстве тоже очень умудрились стать мировыми лидерами. Даже небольшая Финляндия с очень сложными природными условиями значительно опережает по этим показателям Россию. Россия по многим показателям ближе не к европейским, а к латиноамериканским странам. И только восточноазиатский регион с его колоссальным избытком рабочих рук Россия оставила позади.

Таким образом, отставание и экономическая слабость сельской России отчасти объясняются и самой организацией освоения ее огромной территории, и полу периферийным положением на стыке Европы и Азии. При любой попытке изменить систему нельзя забивать об этом “промежуточном” положении , о низком уровне освоенности и обустройства районов России [7].

Глава 2. Глобальная проблема мирового сельского хозяйство

2.1 Сельское хозяйство как фактор воздействия на окружающую среду

Сельское хозяйство является одним из древнейших видов природопользования. С исторических времен известны приемы обработки земель в Египте, Средней Азии, с использованием оросительных систем и каналов. В настоящее время сельское хозяйство стало, наряду с промышленностью, мощным фактором воздействия на окружающую среду. Основой развития сельского хозяйства является земельный фонд. На сегодняшний день в сельскохозяйственном природопользовании происходит нарастание экологических проблем. К экологическим проблемам сельского хозяйства относятся:

* Химическое загрязнение почв

* Эрозия почв

* Проблемы малых рек

Не только промышленность, транспорт, и энергетика являются источникам загрязнения атмосферы, вод, почв химическими элементами. Таким загрязнителем может быть и сельское хозяйство. Начиная с 1980 года, ООН считает угрозу живой природе, исходящую от сельского хозяйства, в числе четырех самых опасных. Можно выделить два источника, определяющих сельскохозяйственное загрязнение, - минеральные удобрения, пестициды. Минеральные удобрения ежегодно вносятся на поля, для того, что бы восполнить вымываемые из почвы химические элементы. Удобрения регулируют процессы обмена веществ в растениях, способствуют накоплению белков, жиров, углеводов, витаминов. Небольшие дозы удобрений, применяются с учетом особенностей почв и климатических условий, способствуют повышению урожайности сельскохозяйственных культур. Но очень часто правила внесения удобрений нарушаются. Систематическое внесение удобрений в высоких дозах, плохое хранение, потери во время транспортировки приводят к загрязнению среды, особенно водоемов, оказывают влияние на здоровье человека [3].

Например, при чрезмерной дозе внесения удобрений возможно накопление в растениях нитратов, большое количество которых попадает в пищу и может вызвать легкое пищевое отравление. Гораздо опаснее то что нитраты превращаются в наших организмах в нитроз амины , которые могут стать причиной развития рака. Фосфорные удобрения, попадая в водоемы, вызывают их зарастание и гибель. Возникает вопрос, значит ли это, что необходимо отказаться от применения удобрений. Существуют данные, на основе которых, можно сделать вывод о том что, дозы удобрений, вносимые на 1 га пашни, сильно различаются по странам. Самые высокие они в Голландии - почти 800 кг на 1 га. В последние годы можно видеть некоторое снижение вносимых удобрений, все-таки получать высокие урожаи без них невозможно. Поэтому, чтобы уменьшить вредное влияние минеральных удобрений, нужно соблюдать ряд правил: 1. Четкую дозировку внесения - сколько удобрений нужно вносить для повышения урожая, чтобы не нанести урон природной среде.2. Вносить удобрения непосредственно в прикорневую зону растений, а не разбрасывать их по всему полю. При совместных способах внесения, растения усваивают лишь 50 % от вносимой дозы, остальное уходит со стоком, попадая в реки и озера.3.Не допускать потери минеральных удобрений при перевозках по железной дороге, шоссе, при хранении на складах.4. Сочетания минеральных удобрений с высокими дозами органических (навоз)5. Строгое соблюдение сроков внесения минеральных удобрений в почву. Пестициды - собирательное название ядохимикатов, используемых в сельском хозяйстве для борьбы с сорняками, вредителями и болезнями сельскохозяйственных растений.

В среднем на каждого человека Земли ежегодно расходуется 400-500 г пестицидов. Обычно пестициды используются для поражения определенного вредителя. Но кроме него гибнет практически все живое, находящиеся в близи. Ученые подсчитали, что в нашей стране от применения пестицидов в сельском хозяйстве, гибнет до 80% лосей, кабанов, зайцев. Наиболее опасной группой являются хлорорганические пестициды и среди них ДДТ.

Пестициды особенно опасны ввиду способности к биоаккумуляции, например при биоаккумуляции в пищевой цепи: Фитопланктон -- зоопланктон -- мелкая рыба и рыбоядные птицы. Организмы находящиеся в начале пищевой цепи поглощают ДДТ и накапливают его в своих тканях, организмы следующего уровня получают более высокие дозы , накапливают их и т.д. В результате концентрация может увеличиваться в сотни раз. Первоначально накопление и распространение пестицидов наблюдается в радиусе 10-30 км. Это связанно с направлением ветров, водным стоком. Но со временем (через 10-20 лет) пораженной оказывается значительно большая территория - бассейны рек и т.д. Опасность вредного воздействия возрастает в связи с тем, что не больше 3% достигает цели при использовании, а чаще до 1 %.Все остальное выносится с полей в воду , воздух почву. Эффективность применения пестицидов со временем резко снижается, так как у вредителей вырабатывается невосприимчивость к их действию. Новые виды пестицидов становятся более устойчивыми и опасными. Отрицательные последствия применения пестицидов для здоровья человека просто очевидны, и наблюдаются тенденции к их росту Агрохимии как науке всего лишь 100 лет, за время своего развития она накопила много ценных данных о химических процессах в почве и растениях, внедрила в практику технологию применения удобрений в сельском хозяйстве и др. Основоположник советской агрохимии академик Д. Прянишников в своих работах подчеркивал соблюдение экологических нормативов в прикладной агрохимии, но сейчас во многих ее областях отсутствует экологический подход, а решаются только сиюминутные проблемы защиты растений и стимулирования высокой урожайности. Академик Ягодин считает, что сегодня главная задача агрохимии - управление круговоротом и балансом элементов в системе «почва - растение» программирование плодородия земли и качества продукции. Особенно актуально стала проблема в наше время - содержание нитратов в продуктах. Всемирная организация здравоохранения установила, что предельная норма потребления нитратов для одного человека в день равна 325 мг. Интенсивное применение во многих районах нашей страны неорганических удобрений привело к тому, что в 1988-1993 гг. произошел резкий скачек концентрации нитратов в продуктах питания, поставляемых в государственную и рыночную торговлю. В настоящее время, если еще продукцию государственных хозяйств еще как- то можно проверить и контролировать, то выращенную на личном подворье проверить очень трудно. Частные хозяйства зачастую сознательно идут на превышение норм расходования химических препаратов, что обеспечивает им быстрый, и большой урожай. А все это наносит непоправимый вред земельным ресурсам. К основным причинам потери сельскохозяйственных земель можно отнести: Эрозию, засоление почв в результате хозяйственной деятельности (например, орошение), использование сельскохозяйственных земель для строительства промышленности, транспортных сооружений, бесконтрольное или неумеренное использование удобрений, пестицидов, делающие земли непригодными для сельского хозяйства [4]. Эрозия почв является самым опасным врагом, уничтожающим сельскохозяйственные земли. Девять десятых всех потерь пахотных земель включая падение их плодородия связанно с эрозией. Эрозия-это процесс разрушения и сноса почвенного покрова потоками воды или ветром. В связи с этим различают водную и ветровую эрозию. Неправильное ведение сельского хозяйства может существенно усилить процесс эрозии. Стремление увеличить в короткие сроки производство сельскохозяйственной продукции часто приводит к нарушению правил ведения земледелия, например отказу от севооборотов. Например, можно рассмотреть, как влияет на смыв почвы возделывание на одном и том же поле из года в год одной культуры- пшеницы или кукурузы. При непрерывном возделывании пшеницы ежегодные потери почвы составляют10 т/ год, кукурузы - до 40 т/год. Но если мы ведем севооборот - будем чередовать посевы кукурузы, пшеницы, клевера, ежегодные потери почвы сократятся до 5 т/ год. Усиливает почвенную эрозию отсутствие парования. Известно, что поле под паром оставляется без посева на весь вегетационный период. В это время уничтожаются сорняки и их семена, происходит накопление влаги, питательных веществ. Распашка вдоль склона приводит к тому, что потоки талой воды весной или летние дожди смывают плодородный слой. Потери почвы с увеличением крутизны растут, и соответственно уничтожает урожай. Чтобы уменьшить эти потери, нужно вести распашку только поперек склона и резко увеличивать в севообороте долю однолетних и многолетних трав. Разрушает структуру почв мощная сельскохозяйственная техника тракторы, комбайны, автомашины. Применение их требует учета особенностей обрабатываемых почв, специфики ведения сельского хозяйства в данной местности. Так в США переход к крупной техники привел к разрушению террас на полях, которые должны были сократить смыв на участках с уклоном. Для мощных тракторов, комбайнов нужны большие поля, поэтому их размеры увеличиваются, а полосы разделяющие более мелкие поля, созданные для уменьшения эрозии, ликвидируются. Сильной считается эрозия при смыве 50 т мелкозема на 1 т/га в год; средней от 25 до 50; слабой от12,5 до 25 т/га а год. Есть примеры и катастрофического смыва почвы, который достигает 300-500 т/га. Особенно это характерно для стран тропического и субтропического поясов, где смыву способствуют ливневые дожди. Плодородные почвы считаются возобновимым ресурсом, но время необходимое для их возобновления может исчисляться сотнями лет. На посевных площадях земного шара ежегодно теряются миллиарды тон почвенного слоя, что превышает объем вновь образующихся почв. Поэтому главной задачей является сохранение лучших сельскохозяйственных земель. Освоение новых земель не столь плодородных, связанно с громадными затратами. Для приостановки эрозионного процесса необходимо проведение следующих мероприятий:

* Безотвальная и плоскорезная обработка почв

* Вспашка поперек склонов

* Регулирование снеготаяния

* Создание полезащитных, водорегулирующих и приовражных лесополос

* Строительство противоэрозионных прудов в вершинах оврагов, аккумулирующих сток, земляных валов, водоотводящих канав.

Структура почвы нарушается и в результате использования на полях тяжелой техники, утрамбовывающей силой своей тяжести почвенный слой, нарушающей ее водный режим. Особую актуальность в последнее время приобретает вопросы, связанные с сохранением от истощения и загрязнения малых рек, а так же охрана природы пойменных земель. К малым рекам относятся реки длиной до 100 км и площадью водосбора до 2 тыс. кв. км. Роль малых рек в жизни крупных водоемов, а так же лесного, сельского хозяйства и промышленности огромная. Достаточно сказать, что водосборная площадь малых рек в пределах Верхней и Средней Волги составляет 1/3 общей водосборной площади бассейна. На долю малых рек приходиться 90% от общего количества рек зоны, а их сток составляет 40-50 % от общего речного стока. Больший суммарный объем водной массы, приносимый малыми реками, не может не оказывать влияния на формирование качества воды в больших реках [5]. Малые реки имеют огромное хозяйственное значение как местные источники водоснабжения и зоны массового отдыха населения. Реки важный элемент природных комплексов, являются «кровеносной системой» ландшафта. Вдоль малых рек располагаются пойменные земли, представляющие собой часть речных долин. Почвенные земли играют очень важную роль в Русской хозяйстве, являются основным поставщиком сена и пастбищного корма. Несмотря на большое значение малых рек, мер по их сохранению принимается недостаточно, и их состояние в связи с загрязнением, обмелением и усыханием вызывает большую тревогу. Обмеление рек происходит вследствие как естественных, так и антропогенных факторов. Среди естественных причин выделяют, изменение климата и постоянно идущий естественный сброс воды, накопленный в Нечерноземной зоне во время ледникового периода, различного рода тектонические подвижки (поднятие Русской платформы).

Среди антропогенных причин выделяют следующие:

* Вырубка леса особенно опасна вырубка леса в истоках и водоохранных зонах

* Осушение болот и заболоченных земель, пойменных водоемов. Во многих областях от первоначальной площади болот осталось менее половины.

* Распашка склонов и пойм рек, что приводит к смыву почв и заилению русел рек

* Забор воды из рек на орошение, промышленные, бытовые и другие хозяйственные нужды. При этом забор из рек осуществляется без увязки со схемами природопользования, нередко недопустимо велико потребление воды.

* Уменьшение запасов подземных вод в результате бесконтрольного забора воды через скважины.

* Проводимые без учета охраны природы уничтожение ключей, родников, ручьев, мелких рек и спрямление их русел при мелиорации земель, разрушение плотин.

Особую тревогу вызывает загрязнение рек. Обилие на малых реках мелких предприятий лесной, пищевой, легкой, текстильной, сельскохозяйственной и промышленности с отсталой технологией очистки воды или совсем без нее приводят нередко к их катастрофическому загрязнению, разрушению экосистем, и полной гибели в реках всего живого. Так же пагубно влияет и чрезмерная нагрузка со стороны маломерного флота. Воды загрязненных рек нельзя использовать ни в промышленности, ни в сельском хозяйстве, ни для бытовых нужд. Крупным загрязнителем рек в последнее время становятся животноводческие комплексы, построенные без очистных сооружений. Только экологически обоснованное размещение экологических комплексов и полное использование оттоков то них на земледельческих полях орошения (ЗПО) позволит оградить окружающую среду от загрязнения. Возможность реки бороться, с поступившим в нее загрязнением связана, с само очистительной способностью водоемов, которая обусловлена совокупностью постоянно идущих физико-химических, биохимических, биологических процессов, ведущих к восстановлению в водоеме его природных свойств и состава воды. Но способность рек к самоочищению не беспредельна. Чем меньше река, тем относительно ниже ее само очистительная способность. В последние годы долины рек интенсивно осваиваются под зоны отдыха. Например, на Малых реках Нижегородской области практически не осталось свободных мест для размещения зон отдыха. Без учета последствий нарушения природных систем ведется подчас, на малых реках строительство баз отдыха гидростроительство, заготовка гравия, песка и других строительных материалов. Природные ресурсы малых рек очень велики, но в настоящее время они особо нуждаются в бережном отношении к ним, постоянном внимании и заботе со стороны человека, поскольку экологические системы малых рек являются наиболее хрупкими и уязвимыми.

Охрана рек от загрязнения является одной из важнейших народнохозяйственных задач. Любые существующие и потенциальные источники загрязнения больших и малых рек должны своевременно выявляться и ликвидироваться. Основную роль в этом играют бассейновые водные инспекции и санитарно - эпидемиологические станции. Необходимо усилить контроль за санитарно - гигиеническим состоянием всех рек, максимально ограничить поступление в реки хозяйственно бытовых, промышленных сточных вод и стоков животноводческих комплексов. Контролировать, что бы не создавались свалки мусора по берегам рек, загрязняя тем самым поверхностные и грунтовые воды. Так же необходимо в период строительства и эксплуатации мелиоративных систем необходимо четкое соблюдение установленных инструкций по порядку ведения работ, что исключает вероятность поступления загряз нений в водоприемники.

Необходимая мера для охраны малых рек, это - необходимо объявить охраняемыми все малые чистые реки, которые являются важнейшими источниками снабжения населения питьевой водой. Еще одной важной проблемой малых рек является гибель растительного и живого мира в них в связи с этим так же необходимо принимать меры по их охране и восстановлению.

Пойменные земли с богатейшими заливными лугами являются «золотым» фондом естественных кормовых угодий. Урожай трав на пойменных лугах в два раза выше, чем на суходолах. Богатый флористический состав заливных лугов предопределяет высокое качество и питательность с получаемых с них кормов. Пойменные луга из года в год дают высокие стабильные урожаи и с древних времен использовались человеком как сенокосные угодья. С развитием земледелия и ростом городов отдельные участки пойм стали распахиваться. Однако степень распаханности пойменных территорий оставалась незначительной. На них продолжали господствовать луга, с которых по данным земских учетов, заготавливали 2/3 всего количества сена. Преимущественно сенокосный тип сельского хозяйства продолжал сохраняться и в первые годы советской власти. В послевоенный период производилась массовая распашка пойменных территорий главным образом под посев картофеля и овощных культур. Высокие темпы проведения распашки пойменных земель сопровождались зачастую шаблонными подходами к мелиорации пойм, ведутся без учета природных особенностей, что ведет за собой целый ряд неблагоприятных экологических последствий. Так в результате распашки значительные площади пойменных почв в период половодья подвергаются размыву и смыву на одних участках и заносу свежим аллювием на других. Распашка ухудшает свойства пойменных почв, они теряют 25-40% первоначальных запасов гумуса, 15-35% азота. Одновременно происходит разрушение водопрочной почвенной структуры, что приводит к уплотнению пахотных горизонтов, к уменьшению водоудерживающей способности. Распашка нарушает функцию почв как ландшафтно-геохимических барьеров. После распашки в результате смыва почвы с поверхности пашни и разрушения берегов в реки начинают поступать большое количество взмученного материала, что приводит к еще большему заиливанию и загрязнению русел рек. Сокращение площади пойменных лугов в результате их распашки приводит к ухудшению состояния оставшейся их части. При сильной перегрузке пастбищ скотом и отсутствием должного ухода заливные луга начинают вырождаться. Продуктивность их резко падает. При увеличении засоренности лугов, происходит выпадение из травостоя многих ценных видов кормовых растений. Зарегулирование стока рек отрицательно сказывается на состоянии больших массивов пойменных лугов, расположенных ниже плотин гидроэлектростанций.

Встала задача о повышения продуктивности пойменных лугов. Для ее решения просто необходимо соблюдения ряда норм и правил таких как: соблюдение норм пастбищных нагрузок, соблюдение сроков сенокошения, посев семян ценных сортов трав, правильный целесообразный уход за лугами и т.д. Выполнение этих мероприятий позволит повысить продуктивность пойменных лугов, даже на участках с сильно сбитым травостоем, сохранив при этом естественный многовидовой состав травостоев.

При мелиоративных работах в поймах рек обычно уничтожается достаточно большое количество древесно-кустарниковой растительности. В тоже время древесно-кустарниковая растительность в поймах рек имеет важное противоэрозионное значение. Снижая скорость воды в паводок, она тем самым снижает ее размывающую силу.

Современное интенсивное сельское хозяйство за счет смыва почвы в водоемы сопровождается загрязнением поверхностных вод растворимыми соединениями фосфора и азота, которые накапливаются в конечных бассейнах стока и вызывают бурный рост водорослей и микроорганизмов в этих водоемах. Это явление называется эвтрофикацией водоемов. В таких водоемах кислород быстро расходуется на дыхание водорослей и на окисление их обильных остатков. Вскоре создается обстановка дефицита кислорода, из-за которой погибают рыбы и другие водные животные, начинается их разложение с образованием сероводорода, аммиака и их производных. Эвтрофикацией поражены многие водоемы, например, Великие озера Северной Америки [3].

2.2 Современное состояние эколого-экономических проблем в сельскохозяйственном производстве

Тысячелетиями считалось, что сельское хозяйство является другом природы. Оно ближе к природе по своей сущности, широко использует силы природы непосредственно в производственном процессе и, казалось бы, более других отраслей экономики заинтересовано в том, чтобы природа была чистой, живой, плодотворной. Но в прошедшем столетии за короткий срок положение изменилось коренным образом. В результате внедрения в сельское хозяйство индустриальных методов производства изменилось соотношение сил между природой и сельскохозяйственной отраслью экономики. Применение сложной и тяжелой машинной техники, химизация и мелиорация земель, концентрация производства, особенно в животноводстве, сделали природ весьма уязвимой перед лицом современного сельскохозяйственного производителя.

В современных условиях развития сельского хозяйства его отрицательное воздействие на природу во многих случаях становится более серьезным, чем влияние других отраслей общественного производства. Именно с развитием сельского хозяйства связаны рост дефицитности водных ресурсов на обширных территориях нашей страны, уменьшение видового разнообразия растительного и животного мира, засоление, заболачивание и истощение почв, накопление в почве и воде ряда особо стойких и опасных загрязнителей природной среды.

Традиционно считалось, что основными нарушителями природного равновесия являются промышленность и транспорт, а возможное вредное влияние сельского хозяйства на окружающую среду недооценивалось. Однако еще в 60-х годах на первое место по загрязнению выдвинулось сельское хозяйство. Это связано с двумя обстоятельствами. Первое - это строительство животноводческих ферм и комплексов, отсутствии какой-либо очистки образующихся навоз содержащих отходов и их утилизации; и второе - нарушение норм и правил применения минеральных удобрений и ядохимикатов, которые вместе с дождевыми потоками и подземными водами попадают в реки и озера, нанося серьезный ущерб бассейнам крупных рек, их рыбным запасам и растительности. Поэтому в сфере общественного производства серьезным источником загрязнения окружающей среды, наряду с промышленностью и транспортом, становится и сельское хозяйство. Эффективность сельскохозяйственного производства, темпы его роста зависят от состояния почв, а также от правильной организации мероприятий по их охране. Однако в настоящее время состояние земель Российской Федерации, находящихся в сфере сельскохозяйственной деятельности, остается неудовлетворительным. Проводимые в стране преобразования земельных отношений, отразившись на динамике структуры земельного фонда, не привели к улучшению использования земель, снижению неблагоприятных антропогенных воздействий на почвенный покров, вызывающих процессы деградации почв сельскохозяйственных и иных угодий или способствующих их развитию. В составе сельскохозяйственных угодий Россий более 116млн.га занимают эрозионно-опасные и подверженные водной и ветровой эрозии земли, в том числе эродированные (53,6 млн. га ). Каждый третий гектар пашни и пастбищ является эродированным и нуждается в осуществлении мер зашиты от деградационных процессов. В последние годы земель сельскохозяйственного назначения сократилось на 7,9 млн. га. В структуре сельскохозяйственных угодий сохраняется устойчивая тенденция к сокращению площади пашни и росту за счет этого площади залежных земель. Утрата значительных площадей продуктивных сельскохозяйственных угодий обусловлена в основном недостатками их хозяйственного использования, сложной экономической ситуацией, не позволяющей в полной мере осуществлять работы по сохранению и повышению плодородия почв и улучшению культур технического состояния земель, а также продолжающимся их изъятием для несельскохозяйственных нужд. Из сферы сельскохозяйственного производства в результате деградации, перевода под другие виды использования исключались площади наиболее ценных земель, а взамен выбывших в сельскохозяйственный оборот включались преимущественно земли низкого продуктивного потенциала. Оценить в каких-либо натуральных или стоимостных показателях масштабы потерь для сельскохозяйственного производства наиболее ценных в природно-хозяйственном отношении земель не представляется возможным, поскольку в официальную статистическую отчетность не включаются сведения о почвенном покрове этих земель. Особую тревогу вызывает состояние мелиорированных земель [6].

Однако потенциальные возможности увеличения сельскохозяйственного производства за счет освоения пригодных для сельского хозяйства земель значительно уменьшаются. В современных условиях, как свидетельствует статистика, происходит постоянное сокращение сельскохозяйственных земель и особенно пашни на душу населения. Обострение данной проблемы связано с тем, что развитие научно-технического прогресса сопровождается чрезмерным использованием сельскохозяйственных земель, в том числе почв, под строительство промышленных и других объектов, для нужд транспорта и других несельскохозяйственных целей. Тенденция сокращения площади сельскохозяйственных угодий имеет глобальный характер.

Осуществляемые преобразования, изменение форм собственности и хозяйствования в агропромышленном комплексе не сопровождались в последние годы расширением применения природоохранных и ресурсосберегающих технологий. В результате основные показатели, характеризующие воздействие отрасли на окружающую среду, за последние годы существенно не улучшились, экологическая обстановка в ряде регионов остается неблагополучной, а загрязнение окружающей среды - высоким. За последние годы сокращение поголовья скота и птицы несколько снизило негативное влияние животноводства на окружающую среду. В результате сокращения поголовья скота объем стоков от животноводческих комплексов и птицефабрик уменьшился более чем на 50 млн. тонн или на 12%. Практически без очистки сбрасываются сточные воды животноводческих комплексов и других сельскохозяйственных объектов. Большинство очистных сооружений (78,5%) не отвечают нормативным требованиям. Неэффективная работа очистных сооружений обусловлена устаревшими технологиями очистки сточных вод и изношенностью оборудования. Предприятиями сельского хозяйства выброшено в атмосферу более 25,58 тыс. тонн загрязняющих веществ. Химическому и биологическому загрязнению атмосферного воздуха в значительной мере способствуют также недостаточно отработанные технологии на промышленно-животноводческих комплексах и птицефабриках. Источниками загрязнения атмосферы являются помещения для содержания скота, откормочные площадки, навозохранилища, биологические пруды, пруды-накопители сточных вод, поля фильтрации, поля орошения. В зоне животноводческих комплексов и птицефабрик атмосферный воздух загрязнен микроорганизмами, пылью, аммиаком и другими продуктами жизнедеятельности животных, часто обладающими неприятными запахами (свыше 45 различных веществ).

Значительное место в загрязнении окружающей среды в сельском хозяйстве в настоящее время принадлежит химическим соединениям и препаратам, используемым для борьбы с различными вредителями, болезнями и сорняками в сельском хозяйстве. Применение минеральных удобрений и химических средств защиты растений в целях повышения урожайности сельскохозяйственных культур заострили экологическую проблему. Агро химизация, в отличие от загрязнения природы отходами промышленного производства, является целенаправленной деятельностью. Удобрения и пестициды через почву загрязняют продукты питания, что сказывается на здоровье человека. Это в конечном итоге сказывается на состоянии окружающей среды в целом и представляет потенциальную опасность для здоровья людей. Сокращение поставок и объемов применения пестицидов в последние годы привело к существенному снижению загрязнения ими вод источников, почв и растениеводческой продукции. Однако потенциальную угрозу для окружающей среды представляют запрещенные, непригодные для дальнейшего использования пестициды, объекты хранения и применения ядохимикатов. Складские помещения, используемые для хранения ядохимикатов, в том числе и запрещенных к применению, зачастую находятся в аварийном состоянии либо не приспособлены для этих целей. Свыше 30% хозяйств в Российской Федерации не располагают специализированными площадками для заправки техники, протравливания семян и мойки транспортных средств. Особую опасность представляет загрязнение окружающей среды в результате нарушения правил хранения, транспортировки и применения минеральных удобрений и пестицидов.

Глава 3. Геоэкологические проблемы сельского хозяйства

3.1 Применение минеральных удобрений

Для своего развития растения нуждаются в определенном количестве биогенных веществ (соединений азота, фосфора, калия и др.), обычно поглощаемых из почвы. В естественных экосистемах биогены, ассимилированные растительностью, возвращаются в почву в результате процессов деструкции в круговороте вещества: разложения плодов, растительного опада, отмерших побегов, корней и пр. Некоторое количество соединений азота фиксируется бактериями из атмосферы. Часть биогенов привносится с осадками. На отрицательной стороне баланса находятся инфильтрация и поверхностный сток растворимых соединений биогенов, их вынос с почвенными частицами в процессе эрозии почвы, а также преобразование соединений азота в газообразную фазу с уходом ее в атмосферу. Сельское хозяйство нарушает естественный, практически замкнутый баланс биогенов. Ежегодный урожай уносит часть биогенов, содержащихся в произведенном продукте. В агроэкосистемах скорость выноса питательных веществ на 1-3 порядка больше, чем в природных системах, причем чем выше урожай, тем относительно больше интенсивность выноса, следовательно первоначальный запас питательных веществ в почве может израсходоваться сравнительно быстро.

Всего в мире с урожаем зерна выносится, например, около 40 млн. т азота в год, или примерно 63 кг на 1 га площади зерновых. Отсюда следует необходимость применения удобрений для поддержания плодородия почвы и повышения урожаев, так как при интенсивном земледелии без удобрений плодородие почвы снижается уже на второй год. Обычно применяются азотные, фосфорные и калийные удобрения в различных формах и сочетаниях, в зависимости от местных условий. В то же время, применение удобрений маскирует деградацию почв, заменяя естественное плодородие на плодородие, базирующееся в основном на химических веществах [8].

Влияние на литосферу, гидросферу, атмосферу растительный и животный мир. Наряду с положительными эффектами, удобрения создают также экологические проблемы, в особенности в странах с высоким уровнем их применения. При удобрении почв нитратными удобрениями происходит их постепенный перенос в поверхностные водные объекты и подземные воды. Концентрация нитратов в воде, стекающей с полей, обычно находится между 1 и 10 мг/л, а с нераспаханных земель она на порядок меньше. По мере роста массы и продолжительности применения удобрений, все большее количество нитратов попадает в поверхностные и подземные воды, делая их непригодными для питья. Если уровень применения азотных удобрений не превышает 150 кг/гa в год, то в природные воды попадает примерно 10% от объема применяемых удобрений. В особенности серьезна проблема загрязнения подземных вод после того, как нитраты попали в водоносный горизонт. Смыв фосфора со склонов в процессе почвенной эрозии составляет не менее 50 млн. т в год. Эта цифра сравнима с годовым объемом промышленного производства фосфорных удобрений. По некоторым оценкам в 1990 г. 33 млн т фосфора было вынесено реками в океан, сколько было внесено на поля. Фосфор перемещается под воздействием силы тяжести, главным образом с водой, преимущественно с континентов в океаны, и это ведет к хроническому дефициту фосфора на суше и к еще одному глобальному геоэкологическому кризису. Водная эрозия, унося почвенные частицы, переносит также содержащиеся в них и адсорбированные на них соединения фосфора и азота. Если они попадают в водные объекты с замедленным водообменном, улучшаются условия для развития процесса эвтрофикации.

Использование минеральных удобрение вызывает сильные сдвиги в биогеохимических круговоротах. Избыток азота может изменить кислотность почв, а также содержание в них органического вещества, что может привести к дальнейшему выщелачиванию питательных веществ из почвы и ухудшению качества природных вод. Образующаяся закись азота обладает парниковым эффектом и является одним из факторов разрушения озонового экрана в атмосфере, играющего защитную роль в предохранении живых существ на Земле от жесткого ультрафиолетового облучения. Зависимость величины урожая от объема применяемых удобрений в целом похожа для любой культуры: растение заметно реагирует на первые порции применяемых удобрений, при последующих порциях прирост урожая становится меньше, а затем уже прироста практически нет (кривая зависимости в этой области стремится к асимптоте), а при дальнейшем увеличении нагрузки удобрениями может отмечаться и снижение урожая. Научно обоснованные стратегии сельского хозяйства должны исследовать возможности сокращения объема применяемых удобрений с целью поиска оптимального уровня их применения, а также включать такие компоненты, как корректная технология их применения и защита почв от эрозии. Повышенные содержание нитратов в почве и контактирующих с ней средах, опасно из-за трех основных эффектов:

-токсического действия на детей;

-канцерогенного действия;

-мутагенного действия (при образовании нитроз амидов);

Проведенные эпидемиологические исследования в районах активного применения нитратов в Украине показали, что повышенное их содержание в почве и контактирующих с ней средах, особенно в воде, служит причиной метгемоглобинами у детей. Наиболее уязвимой группой являются дети в возрасте до 1 года, которые получают питательные смеси, приготовленные на воде с повышенным содержанием нитратов или с пониженной кислотностью. Организм взрослых людей менее подвержен опасности отравления нитратами, содержащимися в продуктах и питьевой воде, так как этому препятствует фермент метгемоглобин кровы, который разрушает образующиеся из нитритов метгемоглобин крови. Канцерогенное и мутагенное воздействие нитратов доказано только на животных, в отношении человека такое влияние достоверно не установлено.

3.2 Применение пестицидов

Значительная часть урожая уничтожается вредителями и погибает вследствие болезней как на поле, так и, позднее, в хранилищах. Иногда потери достигают половины урожая (в бывшем СССР - до 30-40 %, в США 33%). Одно из основных направлений борьбы с вредителями сельского хозяйства (насекомыми, грызунами, грибками, сорняками ) - это применение химических веществ, называемых пестицидами.

Пестициды - общее название для всех химических веществ, применяемых для борьбы с вредителями, а также и более узкое название для части веществ, применяемых против насекомых. Гербициды применяются для контроля сорняков, фунгициды - против грибков, родентициды - против грызунов. Основной потребитель пестицидов - сельское хозяйство. Всего в мире используется не менее 180 пестицидов в виде нескольких тысяч препаративных форм. За десятилетия 1960-1980 гг. объем пестицидов, применяемых в сельском хозяйстве мира, увеличился на порядок. Однако затем употребление пестицидов стало замедляться вследствие обнаруженных серьезных проблем. Большинство проблем применения пестицидов, возникает потому, что практически все пестициды являются ксенобиотиками - чуждыми для природы химическими соединениями. Большую роль в плодородии почв играет почвенная биота. Подавляя вредителей пестицидами, человек снижает также численность почвенных организмов. В пойменных почвах Нечерноземья насчитывалось до 300 дождевых червей на 1 кв. м, пропускавших сквозь свой кишечник ежегодно до 10 кг почвы. В настоящее время их численность сократилась в десятки и сотни раз. Многообразные пестициды различным неблагоприятным образом воздействуют на ландшафты и их компоненты. Группы животных, наиболее страдающих от пестицидов (в порядке увеличения степени поражения): беспозвоночные, рыбы, птицы, млекопитающие, микроорганизмы. Внутренние водоемы загрязняются пестицидами и продуктами их распада. Пестициды сыграли, например, немалую роль в ухудшении состояния Аральского моря, его притоков и бассейна. Исследование поведения пестицидов в ландшафте в зависимости от географических условий - важная и пока недостаточно изученная проблема. Попавший в окружающую среду пестицид включается в процессы биоаккумуляции, когда может происходить многократное (до сотен тысяч раз) повышение его концентрации по мере продвижения пестицидов по пищевым цепям. В результате отдельные, иногда отдаленные от пестицид ной мишени звенья пищевых цепей могут оказаться крайне токсичными. Широко известен пестицид ДДТ (дихлордифенилтрихлорэтан), почти везде запрещенный к использованию. Период полного распада ДДТ составляет многие десятки лет, и около половины произведенного промышленностью препарата еще находится в окружающей среде. Биоаккумуляция ДДТ в экосистеме озера Мичиган приводит к его накоплению в рыбоядных птицах в 180 тыс. раз большему, чем его концентрация в озерной воде:

-ДДТ в воде - 0,014 мг/л

-ДДТ в зоопланктоне - до 5 мг/л

-ДДТ в мелкой рыбе - до 10 мг/кг

-ДДТ в крупной рыбе - до 200 мг/кг

-ДДТ в рыбоядных птицах - до 2500 мг/кг

Другая серьезная проблема применения пестицидов в том, что вредители привыкают к пестицидам, это привыкание передается по наследству, снижая эффективность пестицидов и заставляя вводить в использование все новые и новые химические вещества. Это явление, так называемая резистентность, привело к тому, что более десятка массовых видов насекомых развили нечувствительность ко всем основным классам применяемых соединений. К ним относятся домовая муха, таракан, колорадский картофельный жук, капустная моль и др. Резистентность к применяемым пестицидам вырабатывается через 10-30 поколений, поэтому при современной стратегии применения пестицидов, все основные вредители могут стать резистентными. Применение пестицидов приводит к увеличению их нагрузки не только на профессиональные контингенты (сельскохозяйственные работники), но и на все население в целом, что создает реальную угрозу его здоровью. При этом прежде всего страдает детское население.

Ряд пестицидов, поступающих в организм человека из почвы по миграционным и транслокационным цепочкам, оказывает мутагенное действие, проявляющееся увеличением точечных мутаций и хромосомных аберраций в соматических и половых клетках, приводящих к образованию новообразований, спонтанным абортам и перинатальной гибели плода, врожденным аномалиям развития, бесплодию. По данным Н. Г. Проданчука, к концу второй половины прошлого столетия в Украине при возделывании зернопропашных культур по интенсивной технологии наиболее широко применялись пестициды, относящиеся к хлорсодержащим соединениям.

Продолжительное воздействие целого комплекса ХОС на организм человека приводило к снижению его само очищающей способности и увеличению содержания токсичных веществ в крови взрослого населения до уровней, в 2 - 10 и более раз превышающих допустимую суточную дозу для ДДТ, ГХЦГ. По мнению авторов, особую тревогу вызывают данные о накоплении ХОС в биосредах беременных женщин и кормящих матерей [9].

3.3 Водная и ветровая эрозия почв

Эрозия почв - это естественный геоморфологический процесс, неотъемлемое звено как глобальных биогеохимических циклов, так и глобального цикла денудации-аккумуляции. Наибольшие величины естественной водной эрозии вне горных территорий наблюдаются в зонах полупустынь и степей. Наименьшие величины естественной водной эрозии характерны для тех ландшафтных зон, где сплошная, зачастую многоярусная растительность защищает поверхность почвы от размыва (в зонах влажных лесов), или где осадков недостаточно для заметного смыва (зоны пустынь).

Максимум естественной ветровой эрозии располагается в аридных зонах (полупустыни и пустыни). На глобальном уровне роль ветровой эрозии приблизительно вдвое меньше, чем водной эрозии. При превращении природной экосистемы в сельскохозяйственное поле условия для эрозии резко меняются. Поверхность почвы становится слабо прикрытой растительностью, а значительную часть года и вовсе голой. Многочисленные данные указывают на то, что при преобразовании лесного ландшафта в полевую агроэкосистему величины эрозии увеличиваются по крайней мере на два-три порядка величины, а при преобразовании открытого (нелесного) ландшафта - на один-два порядка. Поэтому при сельскохозяйственном освоении территорий эрозия почв резко увеличивается и остается на высоком уровне. В России почти половина площади почв подвержена водной и ветровой эрозии. На 5 млн. га бывшего СССР располагаются сильно эродированные почвы, на которых урожаи не превышают 40% от тех, которые были бы при неизмененной почве. В последние годы существования СССР с полей выносилось 100 млн. тонн гумуса и более 40 млн. тонн соединений азота, фосфора и калия в год. Это в полтора раза больше количества вносимых в то время в почву удобрений, и именно таким образом потенциальное плодородие почвы неуклонно снижается. Многочисленные факты из других районов мира также указывают на чрезвычайно высокую степень снижения естественного плодородия почв.

Противоэрозионная способность почв зависит от содержания гумуса и карбонатов, концентрации катионов в поглощающем комплексе, механических и агрегатных свойств почвы. Каждый генетический тип почвы отличается характерным для него набором параметров. Наибольшей эрозионной устойчивостью среди почв Русской равнины обладают черноземы. К северу и югу от зоны черноземов устойчивость почв к водной эрозии снижается. С другой стороны, более 70% черноземов мира распахано. Поэтому общий объем эрозии в черноземной зоне под влиянием земледелия значительно увеличился. Установлено, что с полей смывается ежегодно не менее 90 млрд. тонн почвы. Для сравнения: твердый сток рек мира оценивается в 22 млрд. т в год. В настоящее время водная эрозия почв по крайней мере в пять раз больше, чем она была при ненарушенных земледелием условиях. Объем смытой почвы содержит больше фосфора, чем все производство фосфорных удобрений в мире за год. Главные потенциальные резервы земельных ресурсов под пашню располагаются в тропических и экваториальных районах. Расширение площади пашни приведет там к значительному росту эрозии почв. Продолжающееся обезлесение приведет к дальнейшему увеличению эрозии почвы, в особенности во влажной экваториальной зоне, где, по сравнению с доземледельческим периодом, эрозия уже увеличилась в 8 раз, и при условии использования всех доступных земельных ресурсов может вырасти в 24 раза.