Виды антропогенных воздействий

Многообразие видов воздействий человека на почвы объясняет наличие нескольких принципов их группировки, которые используются для разных целей, как научных, так и прикладных (табл. 1.4).

Таблица 1.4.

Виды антропогенных воздействий на почвы.

По характеру деятельности человека воздействия различаются количеством усилий и совершенством применяемых технологий. Г1о общим особенностям антропогенной деятельности выделяются следующие виды воздействий.

Специализация деятельности человека. Простым и широко используемым принципом группировки воздействий на почвы является специализация деятельности, т. е. разделение по видам хозяйственной деятельности, проводимой или проводившейся на тех или иных почвах. Например, выделяются почвы: сельскохозяйственных угодий — лугов и пастбищ, пашен (старопахотные, выпаханные, окультуренные), измененные гидротехническими мелиорациями (орошаемые и осушенные), почвы городов, почвы, нарушенные при добыче нефти. При изучении и картографировании антропогенно-измененных почв невозможно не пользоваться такого рода информацией, она является исходной, хотя и недостаточной. На почвенных и многих природных картах границы между объектами проводятся по видам использования территории, которые не обязательно вводятся в названия картографических единиц.

Как правило, сведения о применяемых технологиях имеют важное значение для определения особенностей трансформации почв, но обычно носят общий характер. Например, для анализа почвенных процессов и диагностики антропогенно-измененной почвы может быть недостаточно указания вида воздействия — «осушение». Требуется дополнительная информация о применяемых способах осушения по видам дренажа (открытый — закрытый, материальный — земляной, гончарный — пластмассовый и пр.), пространственного размещения дрен (глубина и междренные расстояния), сопутствующих агротехнических мероприятий (обеспечивающих поверхностный сток и приток воды к дренам), давности и эффективности работы осушительной системы. От комбинации перечисленных технологических элементов зависит и главный результат осушения — новый водный режим почв, следовательно, разнообразные новые почвы. Поэтому «технологическая» группировка видов воздействия должна быть достаточно подробной, поскольку желаемый (равно как и нежелательный) результат чаще всего достигается разными способами и на разных этапах воздействия. Продолжая пример с осушением, можно напомнить, что в одних случаях осушение близких по свойствам торфяных почв приводит к появлению переосушенных пожароопасных торфов, в других — к формированию плодородных аккумулятивно-гумусовых почв, достаточно и равномерно увлажняемых.

При добыче нефти в результате разных операций почва загрязняется сырой нефтью — специфическим органическим веществом, содержащим разные по свойствам и мобильности фракции, и буровым раствором, по величине минерализации относящимся к рассолам (см. главу 8). Нетрудно представить себе, каким несопоставимым будет воздействие этих веществ на одну и ту же почву.

Таким образом, вид хозяйственной деятельности определяет главное направление изменения почв, что имеет значение при диагностике почв и разработке субстантивно-генетических классификаций. Группировка почв по видам их использования широко применяется для решения прикладных задач, а также при картографировании.

Виды воздействий, аналогичные природным процессам и явлениям. Многие действия человека осуществляются таким же образом, как и природные явления. Так, подсадка деревьев после рубок близка к естественным процессам лесовозобновления, методы кротового дренажа и крогования «заимствованы» у природы.

Несмотря на естественный (природоподобный) характер ряда сельскохозяйственных, лесохозяйственных, гидротехнических и некоторых других мероприятий, они имеют определенную географическую специфику. Во многих случаях, будучи аналогичными действию природных факторов, они вызывают развитие почвенных процессов, свойственных данной зоне и условиям рельефа, усиливая или ослабляя их. Возможны и другие ситуации, когда природоподобные воздействия противоположны, несопоставимы с условиями формирования исходной почвы, т. е. создают среду, отличающуюся от «зональных» природных обстановок. Такие виды воздействий можно определить как природоподобные, но не соответствующие данным конкретным условиям. Ближайшим примером может быть орошение, при котором количество атмосферных осадков, поступающих в почву, как бы увеличивается в 1,5−2 раза. В таком случае орошаемая почва оказывается в условиях увлажнения, соответствующего другой природной зоне.

Продолжительность хозяйственной деятельности. Группировка воздействий человека на почвы может основываться на оценке их продолжительности. В зависимости от исторических и социально-экономических условий сменялись разные виды хозяйственной деятельности человека. Наиболее обычным случаем в условиях исходно лесных или лесостепных ландшафтов может быть периодическая распашка лесных участков, чередующаяся с циклами естественного или искусственного восстановления лесов и периодами использования безлесных территорий под луга или пастбища. Как правило, «пахотные» и «лесные» этапы существования почвы продолжительны, т. е. измеряются десятками лет, поскольку естественное возобновление леса происходит не менее чем за 70−100 лет. С другой стороны, усилия людей, прилагаемые к сведению леса и подготовке земли для пашни, должны окупаться ее использованием в течение нескольких десятилетий. При подсечно-огневой системе сроки пашни — перелога были значительно короче, однако признаки этой системы в почвах умеренного пояса не сохранились, тогда как для почв тропиков подсечно-огневая система приводит к сильной, часто необратимой трансформации почв.

Итак, сельскохозяйственная деятельность, в большей степени земледелие и в меньшей — животноводство, оказывает долговременное воздействие на почву. Краткосрочные и даже однократные воздействия чаще имеют место при добыче полезных ископаемых, строительстве и функционировании промышленных и военных объектов. Однако промышленные объекты (заводы, фабрики, электростанции) могут быть и источником продолжительных повторяющихся воздействий, в частности, источником выбросов газообразных и жидких веществ.

Долговременные и краткосрочные воздействия могут быть периодическими или непрерывными, редкими или однократными.

Интенсивность хозяйственной деятельности. Многие почвы пережили несколько этапов хозяйствования на них, продолжительность которых менялась во времени. В таком случае возникает вопрос об их относительной значимости для почвы, а также выявления их суммарного эффекта. По-видимому, в зависимости от длительности и вида воздействий можно оценивать их «запоминание» почвой.

При одинаковых или сходных воздействиях их интенсивность оценивается на качественном уровне, с использованием двух-трех градаций, что может быть полезным при различных группировках почв, сопоставлении степени их измененности, объяснений количественных различий в свойствах почв и для решения многих прикладных задач.

Изучение истории использования почв, включая сбор информации о продолжительности разных этапов и интенсивности воздействий, имеет скорее теоретическое, чем прикладное значение, оно позволяет задаться вопросами о временных категориях генезиса почв, устойчивости признаков и свойств почв, характерных временах. Целесообразность введения критерия «история использования почв» в классификации антропогенно измененных и антропогенных почв широко обсуждается почвоведами в настоящее время.

По отношению к почве воздействия разделяются на несколько групп.

Прямые воздействия в большинстве случаев преследуют определенную цель. Таковы все агротехнические мероприятия, начиная с первичной распашки, механические обработки, внесение удобрений и ядохимикатов, орошение, осушение, срезание верхних плодородных горизонтов с их последующим складированием при обустройстве месторождений и другие. Ярким примером прямого целенаправленного воздействия является создание искусственных почв — плаггенов, рисовых или сконструированных на отвалах вскрышных пород при добыче полезных ископаемых. Прямые нецеленаправленные воздействия включают любые резкие механические нарушения, как срезание, так и засыпки или перемсшивание, внедрение в почвенные тела чуждых им соединений, в частности загрязнителей, погребение почв продуктами эрозии.

Косвенные воздействия на почвенные тела предполагают случайное или преднамеренное изменение факторов почвообразования, вызвавшее, например, изменения в балансе поступления органического вещества, водном и тепловом режиме, минерализации, составе и уровне залегания грунтовых вод.

Группировка по «общему характеру приложения» воздействий к почве производится в целях изучения генезиса почв, а также используется в скрытом или явном виде во многих почвенных классификациях.

Обратимые (необратимые) и устойчивые по результатам воздействия. Под обратимостью или, напротив, необратимостью воздействий понимается сохранность в профиле почвы новообразованных свойств, следовательно, способность почвенного тела вернуться в состояние, близкое к исходному. Чем быстрее и полнее оно достигается, тем менее устойчивы результаты воздействий. Эфемерные воздействия, например, нерегулярный выпас скота, разовое использование противогололедных солей на автомагистралях, не оставляют следов в морфологических и химических свойствах почв. В теоретических работах по устойчивости ландшафтов и их компонентов этой способности придается очень большое значение, и она определяется как «упругость», «эластичность» (англ, resilience), «резистентность». Заметим, что обратимость изменений свойств почв определяет возможность и длительность процесса восстановления ландшафта.

Обратимость изменений, или способность почв к самовосстановлению, зависит от буферных свойств самой почвы и от характера воздействия — его интенсивности, продолжительности, направленности на определенные свойства почвы, почвообразующего потенциала природных факторов. Преобладающая часть агрогенных воздействий носит обратимый характер, что было убедительно показано многочисленными исследованиями по окультуриванию почв. Техногенные же воздействия, как правило, необратимы, или для возвращения почвы (горизонта) в первоначальное состояние требуется очень много времени и усилий; например, последствия Чернобыльской катастрофы могут быть предметом исследований еще не одного поколения почвоведов.

Необратимый характер большей части техногенных вмешательств в почвы объясняется тем, что они либо принципиально нарушают само существование почвы (экранирование почвы асфальтом в городах, заполнение нефтяными «интрузивами» почвенной толщи), вплоть до уничтожения, либо наполняют почву чужеродными веществами, изменяющими ее функционирование. Ксенобиотики (в частности, пестициды, инсектициды) подавляют деятельность почвенной биоты или отдельных ее групп, что вызывает изменение трансформационных и миграционных процессов. Поступление в почву тяжелых металлов представляет опасность для многих живых существ, в том числе человека. Как механические, так и химические техногенные эффекты чужды природным почвенным телам и процессам. Обратимыми чаще бывают те воздействия, которые осуществляются путем изменения факторов почвообразования, в отличие от многих техногенных воздействий, обращенных непосредственно на почвенные тела.

Устойчивость почв, как и других природных систем, понимают как их способность противостоять воздействиям, т. е. слабо изменяться (или совсем не изменяться), или сравнительно быстро (в масштабе жизни человека) возвращаться в исходное состояние. Поскольку от устойчивости почв зависят многие процессы и явления в природе, устойчивости в концептуальном и прикладном — картографическом аспектах посвящено много исследований почвоведов и экологов.

Совместимые или неовместимые с природными процессами. Устойчивость почвы (горизонта) в значительной степени связана с еще одной группой понятий в отношении видов антропогенных воздействий — совместимостью или несовместимостью с природными процессами, другими словами, принципиальным сходством или отличием действий человека по сравнению с природными факторами. Как и в случае представлений об обратимости, сельскохозяйственная деятельность человека оценивается как принципиально сходная с проявлениями природных процессов. Например, по отношению к почве выпас сельскохозяйственных животных почти не отличается от влияния степных или саванных копытных; удобрение пахотной почвы навозом или сидератами аналогично поступлению углерода растительных остатков; внесение в лесную почву минеральных удобрений можно сравнить с природным круговоротом зольных элементов и азота. Вспашка на небольшую глубину или рыхление сопоставимы с ветровалами и перемешиванием почвы роющими животными и т. д. Даже интенсивные агрогенные воздействия (осушение, плантажирование, капитальные промывки засоленных почв) не противоречат естественному ходу процессов, лишь «усиливают» их. Таким образом, многие антропогенные воздействия изменяют скорость процессов, не меняя их существа.

Несовместимость воздействий с природными процессами чаще всего предполагает внесение в почву веществ, не существующих в естественной природе, либо, что бывает чаще, поступление веществ, не свойственных данному биогеоценозу. Примером несовместимых воздействий в первом случае может быть заливка асфальтом участков природной почвы в городах; во втором случае примером может служить поступление в кислые почвы северной или средней тайги солей буровых растворов или пластовых вод при разведке нефтяных или газовых месторождений и последующей добыче этих полезных ископаемых.

Характер ответных реакций почв. Воздействия можно группировать по характеру ответных реакций почв. Эти реакции могут быть оценены в любых категориях: генетических, субстантивных, количественных, временных, оценочно-экологических. Нетрудно представить себе продолжительные, слабые, долговременные, положительные, природоподобные воздействия, вызывающие эфемерные проявления «развивающей» (по В.О. Таргульяну) эволюции почв и исчезающие с прекращением воздействия (например, поддержание должного состояния культурных пастбищ путем подсева трав, внесения малых доз удобрений, рыхления, незначительных культуртехнических мелиораций).

Разделение антропогенных воздействии по их видимым и важным для человека результатам так же просто и лежит на поверхности, как и разделение по роду деятельности людей. В первую очередь это — положительные и отрицательные воздействия, причем имеются в виду изменения свойств почв с точки зрения их пригодности к использованию, реже — по отношению к живым существам: тогда воздействия могут быть вредными, опасными или, напротив, полезными и благоприятными. Оценка качества видов антропогенных воздействий представляет собой основное содержание экологических программ, разработки ОВОС (оценка воздействий на окружающую среду), экологической экспертизы и мониторинга. Рассмотрение воздействий с позиций их результатов неизбежно приводит нас к сложной, широко обсуждаемой и обеспеченной массовыми данными, но далекой от решения проблеме 11ДК — предельно допустимых концентраций загрязнителей и токсичных (для кого?) веществ в почвах (каких и в каком их компоненте?).

Негативные и позитивные воздействия обычно разделяются по конкретным результатам, таким как загрязнение, эрозия, вторичное засоление и, напротив, окультуривание, санация и пр.

Литература

посвященная анализу конкретных видов воздействий и их результатов, практически необъятна из-за многочисленных комбинаций видов воздействий, в том числе и непредсказуемых, «побочных», разной продолжительности и интенсивности, с объектами воздействий — миром природных и природно-антропогенных почв. «Негативные» воздействия являются излюбленной темой научных и публицистических статей, и о них много известно, принимаются меры, направленные на ограничение их нежелательных эффектов. Распространение качественного оценочного подхода на почвы подводит нас к представлениям о почвоулучшающих или разрушающих почву воздействиях. Их результатом может быть протекание в почве разнонаправленных процессов и явлений, соответственно проградации и деградации.

С другой стороны, в конце 90-х годов широко распространились «уравнивающие» оценки воздействий и/или их результатов в баллах. Методике такого рода оценок посвящена специальная работа М. А. Глазовской^[1] (1997). Следовательно, можно оценивать количество вреда (или пользы) для почвы от антропогенного воздействия на нее, а также решать вопросы типа «что хуже?»: загрязнение свинцом придорожной полосы или заболачивание вырубки. При всей кажущейся нелепости подобного рассуждения, оно имеет смысл для экономических оценок и принятия решений.

• [1] Глазовская М. А. Методологические основы оценки эколого-геохимической устойчивости почвк техногенным воздействиям. М.: Изд-во МГУ. 1997.