ТЕМА 2. ПОНЯТТЯ ПРО ГРУНТОВІ ДЕГРАДАЦІЇ.

Стійкість ґрунтів до зовнішніх впливів характеризується двома взаємодоповнюючими аспектами: перший – реакцією ґрунту безпосередньо під час впливу, другий – можливістю повернення в початковий стан після припинення впливу.

Стійкість ґрунту до деградацій – здатність тривалий час зберігати склад, структуру, функціонування, просторове положення в умовах відносно незначних змін факторів ґрунтоутворення, а також відновлювати основні якісні характеристики свого вихідного стану.

Ґрунту, як складній системі з ієрархічними рівнями будови (компонентів, агрегатів, горизонтів, ґрунтових індивідуумів, ґрунтових комбінацій) із-за їх якісних особливостей потрібні окремі критерії оцінки стійкості кожного рівня оганізації до зовнішніх впливів. При цьому необхідно враховувати обидва аспекти стійкості – резистентну (збереження ґрунту) і регенераційні (відновлення). Розрізняють потенційну і фактичну стійкість ґрунтів до прояву деградаційних процесів.

Потенційна стійкість до деградації визначається складом і властивостями ґрунтів, а також наявністю або відсутністю факторів, що захищають їх від розвитку негативних процесів.

Фактична стійкість залежить від чергування циклів стану ґрунтової системи різної тривалості: чергуванням культур у сівозміні, зміна режиму вологості по сезонах і т. д.

Оборотність деградації ґрунтів − це реальна можливість відновлення властивостей ґрунтів, змінених або втрачених в процесі деградації. Ця важлива характеристика залежить в першу чергу від виду та ступеня деградації ґрунтів. Так, усунути підкислення ґрунтового середовища, збідніння доступними для рослин елементами живлення можна відносно швидко і без великих витрат; а ерозія, дефляція, дегуміфікація, злитизація вимагають виконання комплексу ресурсовитратних заходів протягом тривалого часу. При високому ступені деградації ґрунтів відновити їх нормальне функціонування і властивий ім. рівень родючості стає практично неможливим в осяжний період часу за сучасних технологій.

Ґрунти і ландшафти постійно знаходяться в динамічно нестійкому стані, що утрудняє прогнозування їх подальшої поведінки. Тому важливо завчасно виявляти впливи, що викликають нестійкий стан ґрунтів, насамперед, напрямок, характер і ступінь змін, що обумовлюють їх еволюцію.

Встановлено основні механізми, що забезпечують стійкість ґрунтів до зовнішніх впливів:

1.         Можливість порівняно швидкої заміни одного компонента іншим для виконання однієї і тієї ж функції ґрунту за рахунок різноманітності мінеральних компонентів, гумусових речовин і продуктів їх взаємодії, біорізноманіття ґрунтового ценозу;

2.         Прояв механічної міцності, пружності, еластичності компонентів твердої фази ґрунту і структурних зв'язків між ними;

3 Адсорбція, іонний обмін, низька розчинність багатьох сполук, поглинання і утримання живими організмами, тобто поглинальна здатність ґрунту;

4.        Знешкодження впливу речовин і організмів, що надходять у ґрунт завдяки фізичному опору, хімічній інактивації, біологічному знезараженню;

5.         Відносна ізоляція деяких компонентів ґрунту за рахунок наявності інших його компонентів, що характеризуються пониженими коефіцієнтами тепло-, масо- і енергопереносу;

6.          Здатність ґрунту видаляти легкорозчинні сполуки за межі профілю за- вдяки вертикальному і горизонтальному промиванню;

7.        Діяльність живих організмів, спрямована на підтримку певних умов свого існування;

8.           Активні ґрунтові процеси, що підтримують і періодично оновлюють склад, властивості та будову ґрунту.

Загальну схему стійкості ґрунтів М.Б. Хитров (2003) доповнив такими уточненнями:

•         інертність окремих компонентів ґрунту як здатність не взаємодіяти із зовнішніми хімічними агентами;

•           стійкість компонентів ґрунту як здатність зберігати тривалий час свій склад і властивості за хімічних і біохімічних впливів;

•         відносна стабільність (сталість) основних груп твердих компонентів ґрунту (мінеральних, органічних і органо-мінеральних), а також видового складу мікробоценозу і зооценозу при невеликих коливаннях зовнішніх впливів;

•         живучість ценозу ґрунтових організмів як здатність зберігати структуру і характер функціонування угрупувань;

•        сталість комплексу якісних ознак ґрунту (система горизонтів і їх властивості) протягом тривалого періоду часу;

•         збереження свого положення в просторі;

•        буферність як здатність ґрунту підтримувати відносну постійність окремих характеристик при незначній зміні свого складу;

•          пригнічення впливу речовин і організмів, що надходять у ґрунт завдяки фізичному опору, хімічній інактивації, біологічному знезараженню;

•         надійність функціонування ґрунту в складі геосистеми;

•         здатність ґрунту до відновлення складу, структури та функціонування після збурення вихідного стану;

•         збереження ґрунтового покриву як компонента геосистеми в конкретному ландшафті; в більш широкому плані − збереження педосфери на планеті Земля.

В.І. Кирюшин (2000) вказує на істотні відмінності понять стійкості природних ландшафтів і агроландшафтів. Для природного ландшафту важливим є збереження саморегульованого функціонування геосистеми в цілому, тоді як під стійкістю агроландшафту розуміють здатність підтримувати задані виробничі та соціальні функції. З прагматичної точки зору стійкість таких природних ландшафтів, як солонцеві, солончакові, заболочені і т.п. не має агрономічного сенсу, але вона впливає на стійкість аналогів, перетворених в агроландшафти шляхом меліорації. Чим більше відрізняються вимоги сільськогосподарських культур від агроекологічних умов вихідного ландшафту, тим більше необхідно витрат енергії на підтримання заданих параметрів функціонування створених агроландшафтів, що позначається на надійності цих систем.

Кількісні оцінки стійкості конкретних ґрунтів до конкретних впливів згруповані у такі напрямки:

1)         традиційні генетичні на основі властивостей ґрунтів;

2)         за критичними навантаженнями;

3)         за найбільш чутливими до впливів властивостями ґрунтів;

4)         на основі аналізу адекватних нелінійних математичних моделей ґрунтових процесів.

Стійкість ґрунтів до хімічного забруднення визначається умістом і якісним складом гумусу, потужністю гумусового горизонту, гранулометричним складом, вмістом карбонатів, складом і вмістом глинистих мінералів, ємністю катіонного обміну (ЄКО), біологічною активністю ґрунтів, потужністю ґрунтового профілю, складом і властивостями материнської породи, рівнем ґрунтових вод, вмістом розчинних форм забруднюючих сполук і хімічних елементів, що обумовлює їх доступність для рослин, а також здатність мігрувати.

Самовідновлення (самоочищення) ґрунту відбувається значно повільніше, ніж атмосфери та гідросфери. Воно реалізується за допомогою випаровування, вимивання, гідролізу, окислення, поглинання хімічних елементів рослинами та мікроорганізмами. Санітарно-епідеміологічна оцінка дається на підставі спостережень за життєдіяльністю мікроорганізмів.

Самовідновлення забруднених важкими металами ґрунтів процес надто по- вільний і може тривати десятки і сотні років. Велика роль при цьому належить живій речовині ґрунту: мікроорганізми розкладають більшість органічних полютантів до простих нетоксичних сполук. Мікроорганізми здатні руйнувати металоорганічні сполуки (ціаніди) і міняти окислювально-відновний статус металів (наприклад, відновлюючи Нg²⁺ до Нg⁰) і тим самим знижувати прояв металотоксикозу.

У разі забруднення ґрунтів важкими металами їх рухомість суттєво залежить від активності ґрунтової біоти, можливості утворювати леткі сполуки, колоїдні та іонні розчини і активно мігрувати, або навпаки, закріплюватися за рхунок сорбції на поверхні клітинних стінок і акумуляції в мікробних клітинах. За підвищення рухомості хімічних елементів-забруднювачів, прискорюється відновлення (очищення) ґрунтів.