Літосфера: детальна характеристика (реферат)

Літосфера — це зовнішня тверда оболонка Землі, що охоплює всю земну кору й частину верхньої мантії; вона складається з осадових, вивержених і метаморфічних порід

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

• поверхневий родючий шар, або ґрунт;
• земні надра (корисні копалини).

Ґрунт – 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 ґрунт на поживні речовини, поліпшують його структуру і водопроникність (Рис. 1).

Рис. 1. Взаємодія рослинного і ґрунтового середовищ

Ґрунт 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.

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

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

Ґрунт постійно взаємодіє з іншими елементами природи і мас велике значеним в загальному кругообігу речовин. Через ґрунт здійснюється зв’язок літосфери з атмосферою. Під впливом води і вітру ґрунт 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 ґрунт 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.

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

Деградація ґрунтів – 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:

Особливо небезпечним є забруднення ґрунтів. Основними джерелами забруднення ґрунту є:

1. 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).
2. 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.

3. Теплоенергетика: окрім утворення значних кількостей шлаків при спалюванні кам’яного вугілля в атмосферу потрапляє багато сажі, оксидів сірки, які у кінці-кінців надходять у ґрунт.
4. 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.
5. 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 ґрунт 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.

Ерозія ґрунту і заходи боротьби з нею

Ерозія (лат. erosio – роз’їдання) ґрунту – це різноманітні процеси руйнування ґрунту і переміщення продуктів руйнування водою і вітром.

За походженням ерозію поділяють на:

1. Геологічна (природна) – є природним процесом, який відбувається поза впливом людини, під дією вітру і води. У природі існувала завжди як нормальний геологічний процес. Швидкість її була приблизно такою самою, як і процесу ґрунтоутворення. Відбувається дуже повільно, не завдає великої шкоди, не знижує родючості ґрунту, запобігти практично неможливо.
2. Прискорена (руйнівна) – є результатом діяльності людей: неправильного ведення землеробства, лісового господарства, будівництво, промисловість, транспорт, прокладання доріг тощо, коли порушується цілісність поверхні ґрунту, її дерновий захист, виникають борозни, канави, а за ними і яр. Проходить швидко.

В залежності від факторів руйнування ерозію поділяють на водну та вітрову:

Рис. 2. Водна та вітрова ерозія

1. Водна ерозія – це змивання ґрунту поверхневими водами (дощовими, талими та іригаційними (зрошення та полив). Водна ерозія буває двох видів:

• Поверхнева – змивається верхній родючий горизонт ґрунту на значній території;
• Глибока – проявляється на крутих схилах, зумовлює утворення ярів.

Водна ерозія проявляється в основному на розораних схилах, особливо там, де оранка проводиться вздовж схилу, а не впоперек. Внаслідок цього виникають поздовжні борозни, по яких стікає тала і дощова вода. Ситуація значно погіршується, якщо на цих полях засівають просапні культури. Водна ерозія призводить до значного змивання орного шару, значна частина якого надходить у водойми, збагачуючи їх біогенами. Крім того, що зменшується родючість ґрунтів, водною ерозією завдається шкоди сінокосам і пасовиськам, замулюються річки, псуються гідротехнічні споруди.

Водну ерозію підсилюють:

• вирубування лісів, знищення трав’яного покриву, розорювання схилів;
• неглибока оранка;
• велика кількість опадів;
• неправильна меліорація.

2. Вітрова ерозія (дефляція) – руйнування ґрунтового шару силою вітру. Вона спостерігається переважно на недостатньо захищених або зовсім не захищених рослинністю землях, відсутня належна задернілість поверхні ґрунту. Найшкідливішим видом вітрової ерозії є пилові бурі, які спричинюються сильними вітрами. Вітрова ерозія поширена в степовій, пустельно-степовій і пустельній зонах.

У відкритих степових ландшафтах щорічно внаслідок вітрової ерозії пошкоджується 5-6 млн. га родючих земель.

Вітрову ерозію підсилюють:

• розорювання піщаних і супіщаних ґрунтів;
• вирощування на одній території протягом декількох років одних і тих самих культур;
• неправильна меліорація.

Причинами прискореної ерозії є:

1. Безконтрольне вирубування лісу. Ліс найефективніше захищає ґрунт від ерозії, оскільки:

• Коренева система дерев утворює тонке сплетіння, яке, обплітаючи ґрунт, дає йому змогу утримувати талу і дощову воду.
• Ґрунт поступово вбирає воду, що підтримує його вологість. За чудовою властивістю утримувати вологу ліс можна порівнювати з водосховищем.
• З безлісого ґрунту значно швидше (утричі) випаровується вода.
• Не захищений рослинністю ґрунт під дією сонячного випромінювання нагрівається дуже інтенсивно, що спричинює знищення ґрунтових мікроорганізмів, деяких тварин і рослин, які беруть участь у створенні гумусу (комах, червів, водоростей, грибів), процесах перетворення хімічного складу ґрунту та утворення органічних і мінеральних сполук.
• Зменшення площі лісів зумовлює зміни місцевого клімату на більш сухий, що, у свою чергу, спричинює висушування ґрунту.

2. Розорення лук. Трав’янисті рослини мають добре розвинену кореневу систему, яка на поверхні ґрунту утворює дернину. Вона і виконує ґрунтозахисні функції.
3. Перевипасання худоби небезпечне тим, що:

• Рослинний покрив значно зменшується, тому що рослини знищуються швидше, ніж завершується нормальний цикл відновлення пасовища.
• Крім прямого знищення рослин, худоба під час випасання вибиває ґрунт кінцівками, внаслідок чого порушується його структура, він стає пилуватим.
• Поступово рослинність у цих місцях зникає і через деякий час починає розвиватись ерозія, – особливо швидко утворюються балки.
• На шляхах перегону худоби, навколо загонів у ґрунті поступово утворюються невеликі поглиблення, в яких збирається вода, відтак ерозійні процеси прискорюються.
• Вибіркове поїдання худобою цінних кормових рослин значно збіднює видовий склад рослинності. Поширюються види, не придатні для годівлі. Передусім зникають багаторічні рослини, а ті, що залишилися, однорічні, через свої фізіологічні властивості і гірше розвинену кореневу систему погано захищають ґрунт від ерозії.
• Надмірне випасання худоби у напівпустелях або сухих степах з легкими ґрунтами спричинює руйнування дернини, через що виникає вітрова ерозія.

4. Неправильне ведення землеробства:

• Відсутність сівозміни шкідливе тим, що при тривалому вирощуванні однієї і тієї самої культури на одному місці ґрунт більшу частину року залишається відкритим, не захищеним рослинним покривом від посиленого впливу сонячного випромінювання, вітру. У ньому при цьому постійно зменшується вміст необхідних для рослин поживних речовин. Для компенсації нестачі елементів живлення, як правило, використовують мінеральні добрива. Запаси органічної речовини, необхідної для збереження структури і властивостей ґрунту, не поповнюються. Через це ґрунт виснажується, погіршується його структура, посилюється вітрова і водна ерозія.
• Неправильне розорювання схилів – це, передусім, поздовжнє розорювання схилів, навіть невисоких, яке спричинює змивання частинок ґрунту

Ерозія ґрунту – процес не зворотній, все що винесено з ґрунту водою чи вітром, назавжди втрачено для землеробства.

Рис. 3. Вплив і види ерозії грунту

Загальна площа еродованих та ерозійно небезпечних земель в Україні становить понад 17 млн. га. Часто виявляються різні типи ерозії одночасно. Водна ерозія набула поширення на зрошуваних землях у вигляді площинного змиву та намиву ґрунту, розмиву полинних борозен. Найбільша площа змитих ґрунтів припадає на Луганську, Вінницьку, Дніпропетровську, Одеську області, де цей показник сягає 53—66% від загальної площі ріллі.

Боротьба з ерозією ґрунту – дуже важливий процес. Усі заходи боротьби з ерозією ґрунту мають бути спрямовані на те, щоб припинити або зменшити змивання, розмивання і видування ґрунту до розмірів, які б давали змогу відновити стан ґрунтів у процесі природного ґрунтоутворення. Крім того, при розробці та здійсненні системи заходів боротьби з ерозією слід передбачати не тільки припинення ерозійних процесів, а й обов’язкове відновлення родючості еродованих ґрунтів, тобто слід ліквідувати причини ерозії та її наслідки.

Для боротьби з ерозією здійснюють такі протиерозійні заходи:

• агротехнічні;
• гідротехнічні;
• лісомеліоративні;
• ґрунтозахисні.

Відомо понад 100 ґрунтозахисних агротехнічних заходів. Надійний захист ґрунту від ерозії дає поєднання ґрунтозахисних сівозмін з протиерозійними системами обробітку ґрунту і технологіями вирощування культур.

Ефективними заходами боротьби з ерозією ґрунту є:

• оранка впоперек схилу;
• глибока оранка, обробіток ґрунту культиваторами;
• лункування;
• оптимальні строки, норми і способи сівби;
• безполицевий обробіток ґрунту із залишенням стерні;
• вапнування кислих і гіпсування засолених змитих ґрунтів;
• мінімальний обробіток ґрунту легкого механічного складу;
• впровадження ґрунтозахисних сівозмін з використанням багаторічних трав;
• оранку і посів на схилах впоперек схилу;
• насадження дерев і кущів на берегах водойм, по краям ярів, лісосмуг;
• будівництво гідротехнічних споруд;
• закріплення пісків.

Земельні ресурси України

Уся площа земної суші становить 148 млн. км2. Загальна земельна площа України — 60355 тис. га.

Таблиця 3. Розподіл земельного фонду України.

Найбільші площі сільськогосподарських угідь в Одеській, Дніпропетровській та Харківській областях; найменші — в Чернівецькій, Закарпатській та Івано-Франківській. Найбільше орних земель у Дніпропетровській, найменше в Закарпатській областях.

Під складування промислових та побутових відходів, будівництво та для інших потреб щороку відводиться 5-6 тис. га земель, значну частину яких становлять орні землі. Внаслідок цього площа орних земель з розрахунку на душу населення в середньому по Україні зменшилася і становить близько 0,75 га. В густонаселених західних регіонах (Рівненська, Чернівецька, Львівська, Закарпатська області) цей показник становить 0,57—0,16 га. Тому тут особливо гостро стоїть проблема раціонального використання ґрунту та його охорони.

Займаючи третину території усіх центральноєвропейських країн, Україна володіє 40% світової площі чорноземів – най родючіших ґрунтів. Розораність земель тут найбільша у світі – 80%, а в Тернопільській, Вінницькій, Кіровоградській — перевищує 90%. Для порівняння:

• в Англії цей показник становить 29,6;
• у Франції — 32, Німеччині – 32,3%.

Високий рівень розораності угідь певною мірою зумовлює розвиток несприятливих процесів: ерозії, утворення кислих ґрунтів (збільшились на 1,8 млн. га), солонців та засолених земель (збільшились на 2,9 млн. га).

Якщо узагальнити всі зміни, то 22% території України можна характеризувати як сильно і дуже сильно уражені і непридатні до повного використання. Площа сільськогосподарських угідь в Україні за останні 30 років зменшилась на 2 млн. га, а орних – майже на 1 млн. Після Чорнобильської катастрофи з використання вилучено 3 млн. 700 тис. га.

Земні надра, їх охорона

Надра – це поклади руди, нафти, вугілля, солей та інших копалин, що містяться в землі. До корисних копалин належать усі природні мінеральні утворення, які людина використовує в натуральному вигляді або після переробки.

Сьогодні важко знайти галузь виробництва, де б не використовувалися мінеральні ресурси. Вони мають величезне значення для людини:

• джерело енергії;
• сировина для виробництва численних промислових виробів, побутових товарів;
• сировина для синтезу нових речовин із заданими властивостями (заміняють дерево, цемент, тканини);
• різноманітний будівельний матеріал (рис).

Рис. 4. Види мінеральних ресурсів

Надра дають 75% сировини для хімічної промисловості, майже повністю забезпечують роботу усіх видів транспорту. Мінеральні добрива, які виробляють із корисних копалин, широко застосовуються у сільському господарстві.

Мінеральні ресурси значною мірою визначають економічний потенціал кожної країни. Проте головною їх особливістю є те, що вони, на відміну від рослинних і тваринних ресурсів, належать до так званих не поновлюваних природних ресурсів. У їх використанні складається критична ситуація, яка пов’язана передусім з різким зростанням видобутку корисних копалин у всьому світі.

Природні мінеральні ресурси України. Наша держава має потужний і розвинений мінерально-сировинний комплекс. З розвідкою, видобутком, переробкою та використанням мінеральної сировини прямо чи опосередковано пов’язані 48% її промислового потенціалу, до 20% трудових ресурсів, 25% національного доходу.

Різноманітність і запаси мінеральних ресурсів України оцінюються зарубіжними експертами у 8 балів за 10-бальною шкалою. Відповідно до такого високого показника, Україна належить до головних мінерально-сировинних держав світу, і за запасами основних видів корисних копалин з розрахунку на душу населення посідає одне з перших місць у Європі. В її надрах виявлено понад 200 видів корисних копалин, для видобутку яких відкрито близько 20000 родовищ. За даними НАН України, потреби нашої країни у природних ресурсах були забезпечені так, %:

Гірничі розробки (кар'єри, шахти, свердловини) істотно впливають на природні ландшафти. Тільки на території Донбасу гірничо-видобувні роботи проводяться на території близько 10 000 км2.

За роки існування вугільної промисловості навколо шахт утворилися тисячі териконів, які займають велику площу переважно родючих земель. До того ж, утворюються такі специфічні джерела забруднення, як шахтні води, що мають щорічний об'єм у цьому регіоні близько 1 млрд. м3, які скидаються у поверхневі водойм і водотоків. Це призводить до загибелі біоти, замулення водойм, погіршення питного водопостачання, деградації зрошуваних земель. Наслідком цього є те, що в багатьох донбаських колодязях вода така забруднена, що пити її не можна. Нині у 90 селах використовують привозну питну воду.

Рекультивація (поновлення) земель - комплекс робіт, спрямованих на відновлення родючості й народногосподарської цінності порушених земель. Розрізняють два етапи рекультивації:

• Гірничотехнічний, - протягом якого засипають порожньою породою провали, вирівнюють насипи, влаштовують тераси на схилах.
• Біологічний, - який передбачає підбір груп живих організмів, діяльність яких сприятиме поновленню родючості на порушеній площі і в цілому оздоровленню ландшафтів; засівання площ бобовими рослинами, які збагачують ґрунт на азот і розпушують його своєю кореневою системою.

У технології рекультивації порушених земель можна виділити три основні групи практичних завдань:

• розробка технологічних заходів реконструкції територій для успішного формування рослинності, що відповідає природним особливостям місцевості;
• розробка заходів щодо охорони поновлюваного ландшафту;
• використання технічних засобів перенесення ґрунту, планування поверхні, транспортування матеріалів (рис. 5,6).

Рис. 5. Види та етапи рекультивації землі

Рис. 6. Види і етапи рекультивації землі

Завданням рекультивації є не тільки повернення землі для використання в сільському і лісовому господарствах, а й запобігання її подальшій деградації, створенім стійких екологічних систем, оздоровлення природного середовища регіону.

Рекультивація земель має здійснюватися на ландшафтно-екологічних принципах, що передбачають оптимальне співвідношення різних напрямів реабілітації порушених територій, створення продуктивних ценозів, підвищення і відтворення родючості рекультивованих ґрунтів і запобігання негативному впливу техногенних утворень на природне середовище.

Площа порушених земель в Україні становить понад 190 тис. га. Цільове призначення рекультивованих земель України - сільське господарство, лісові насадження, водойми, під забудови, рекреаційні (для баз відпочинку) та ін.

Законом України про охорону природного середовища і ресурсів передбачено заходи охорони надр і посилення адміністративної та кримінальної відповідальності за забруднення земель і погіршення якості земельних ресурсів.

Проблема видобутку і використання корисних копалин сьогодні стає дедалі актуальнішою. За оцінкою спеціалістів, усю сировину, що видобувається із земних надр за рік, можна навантажити у залізничний потяг завдовжки 700 тис. км, який 17 разів може опоясати земну кулю по екватору. Проте більшість матеріалів, взятих у природи, залишається невикористаними. Незважаючи на досягнення в технології виробництва, у відходи йде майже 98% корисних речовин. Наприклад, втрати вугілля під час видобутку становлять 27%, тобто кожна четверта його тонна залишається у надрах; гірничо-хімічної сировини у шахтах залишається від 20 до 50%.

Основні заходи спрямовані на покращення ґрунтів:

• Оцінка ґрунтів та їх раціональне використання.
• Обмеження використання мінеральних добрив.
• Правильна система землеробства, впровадження сівозміни.
• Боротьба з ерозією.
• Покращення властивостей ґрунтів, підвищення їх врожайності.
• Правильна система меліоративних заходів.
• Контроль вмісту забруднень.
• Моніторинг ґрунтів – аналіз, оцінка і прогноз стану ґрунтів.
• Рекультивація порушених земель.

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter