Z A S O B Y G L E B O W E
Kolejne zanieczyszczenie powodujące degradację środowiska to zanieczyszczenia gleb. Zasoby glebowe stanowią kolejny komponent środowiska.
Gleba jest to przypowierzchniowa warstwa skorupy ziemskiej, kształtowana ze skały macierzystej pod wpływem czynników klimatycznych, wody, roślinności i zwierząt (w tym zwłaszcza organizmów glebowych aczkolwiek nie tylko, ponieważ ważnym składnikiem gleby jest materia organiczna pochodząca z rozkładów szczątków roślinnych - czyli z tego wszystkiego co na danej glebie wyrośnie, a potem zgnije). Gleba jest żywym systemem, który podlega ciągłym przemianom (podlega procesom przyrodniczym), i co jest ważne proces tworzenia gleby jest bardzo powolny. Gleba powstaje w tempie, który można wyrazić powiedzmy centymetrami na setki lat (jednak to tempo może być bardzo różne - zależy to od klimatu, od typu roślinności, i wielu innych czynników). Jednakże ten proces powstawania gleby tak czy inaczej jest niezwykle powolny, natomiast gleba może w bardzo łatwy sposób może ulec zniszczeniu, stąd gleby wymagają szczególnej ochrony jako podstawa wyżywienia ludności. Z czego sobie trzeba zdawać sprawę: człowiek w procesie użytkowania gleby (czy to rolniczego czy leśnego), również glebę przekształca.
Gleba naturalna będąca wyłącznie wynikiem działania procesów przyrodniczych jest zupełnie czymś innym niż gleba antropogeniczna (czyli kształtowana przez człowieka, który prowadzi na tej glebie gospodarkę). Inaczej: jeżeli jakiś fragment terenu od kilkuset czy nawet kilku tysięcy lat jest cały czas uprawiany (użytkowany rolniczo) to w chwili obecnej ta gleba wygląda zupełnie inaczej niż naturalna gleba charakterystyczna dla formacji roślinnej typowej dla tego samego obszaru klimatycznego.
Funkcje gleby:
podstawowy rezerwuar substancji odżywczych dla roślin i to powoduje, że gleba jest kluczowym komponentem wszystkich ekosystemów lądowych
rezerwuar wody, ponieważ znaczne ilości wody mogą gromadzić się w glebie, a jej pojemność jest uzależniona od jej porowatości (czyli od objętości tych pustych przestrzeni, które w glebie się znajdują - im więcej ich jest tym większa zdolność gleby do gromadzenia wody)
oczyszczanie wody - polega przede wszystkim na filtrowaniu, buforowaniu (które oznacza wiązanie różnych szkodliwych substancji w nieaktywne formy, np. metale ciężkie - one w glebie sobie tkwią, ale wchodzą w skład pewnych związków, które nie przenikają do roślin i w ten sposób są można powiedzieć blokowane - BUFOROWANIE POLEGA NA BLOKOWANIU SUBSTANCJI SZKODLIWYCH, W TEN SPOSÓB, ŻE NIE PRZEDOSTAJĄ SIĘ ONE ANI DO WODY, ANI DO ROŚLIN I DALEJ PRZEKSZTAŁCANIEM SZKODLIWYCH SUBSTANCJI W ZWIĄZKI NIETOKSYCZNE), a więc za pomocą tych wszystkich procesów gleba zapobiega zanieczyszczaniu wód podziemnych - oczywiście do pewnego stopnia - wszystko zależy od tego ile tych zanieczyszczeń jest
środowisko życia organizmów glebowych (w 30 - to centymetrowej warstwie gleby, na powierzchni jednego hektara żyje ok. 25 ton organizmów glebowych - z tych 25 ton 10 ton są to bakterie, 10 ton są to grzyby w postaci grzybni znajdującej się pod powierzchnią ziemi (nie mylić z owocnikami grzybni, które rosną w lesie), pozostała część - 5 ton są to większe organizmy w tym owady i dżdżownice, gryzonie, itp.
wiązanie węgla, który jest wchłaniany przez rośliny (rośliny - uwalniające do atmosfery tlen a pobierające węgiel - część tego węgla wraca do atmosfery przy rozkładzie, a część pozostaje w glebie
podstawa rolnictwa, a co za tym idzie podstawą żywienia ludności i z tego względu jest ona dla nas bardzo ważnym elementem środowiska
Degradacja gleby są to zmiany właściwości fizycznych, chemicznych i biologicznych przy czym możemy mówić, w zależności od tego na czym te zmiany polegają, o degradacji rzeczywistej i degradacji względnej. Degradacja rzeczywista polega na trwałym obniżeniu aktywności biologicznej gleby, natomiast degradacja względna to takie przeobrażenie właściwości gleby, które nie zmniejsza aktywności biologicznej, ale zmienia się charakter roślinności optymalnej dla tej gleby (gleba rodzi, ale niekoniecznie to na czym by zależało). Takim typowym przykładem może być przeazotowanie gleby - gdy do gleby dostanie się zbyt dużo azotu wówczas następuje zmiana cech tej gleby i takie warunki sprzyjają rozwojowi roślinności nitrofilnej (tzw. roślinności azotolubnej) - czyli na przykład pokrzywy będą obficie rosły. Jeśli chodzi o degradację rzeczywistą, można wyróżnić kilka takich głównych jej form:
wyjałowienie ze składników pokarmowych - grozi to np. glebie nienawożonej - zbyt intensywnie użytkowanej, na której jeżeli w dalszym ciągu nie będzie ona nawożona znacznie zmniejszą się plony zbierane z tej gleby, ponieważ nawożeni sprzyja rozwijaniu się roślinności
zakwaszenie (odczyn gleby zbyt kwaśny) lub alkalizacja (odczyn gleby zbyt zasadowy) - co jest niekorzystne dla gleby
zasolenie
zanieczyszczenie lub skażenie substancjami fitotoksycznymi - substancjami szkodliwymi dla roślin (czyli np. zbyt obficie dawkowane stosowanie środków ochrony roślin)
przesuszenie lub nadmierne zawilgocenie gleby
erozja gleby - będąca główną formą degradacji fizycznej (mechanicznej) - erozja gleby jest to zespół procesów powodujących żłobienie i rozcinanie powierzchni gleby, połączone z usuwaniem powstających produktów niszczenia. Pojęcie erozji jest szersze, dotyczy nie tylko gleby. Czynnikami wywołującymi erozję powierzchni gleby jest woda (jest to główny czynnik, który w naszych warunkach klimatycznych wywołuje erozję gleby) i wiatr. Są to główne czynniki odpowiedzialne za występowanie erozji gleby przy czym przeważnie owa erozja występuje wówczas jeżeli zostaną te procesy uruchomione przez człowieka. W naturalnej przyrodzie erozja występuje w ograniczonym stopniu, ponieważ można powiedzieć, że przyroda sama uruchamia te procesy, które tę erozję hamują, natomiast człowiek niejednokrotnie te procesy niszczy (przerywa) i w ten sposób doprowadza do uruchamiania owej erozji.
Erozja wodna występuje w warunkach:
wilgotny klimat sprzyja erozji wodnej - duże ilości wody z opadów przedostają się do gleby wywołując erozję
nachylenie terenu - im większy spadek terenu tym silniejsza erozja, ponieważ woda spływająca po powierzchni ma większą energię
podłoże nieprzepuszczalne dla wody - nieprzepuszczalne skały występujące w podłożu - i gleba wytworzona na nieprzepuszczalnych skałach jest tym bardziej podatna na występowanie erozji wodnej
W Polsce ok. 28% powierzchni terenów rolnych i leśnych jest zagrożonych erozją wodną, która występuje głównie na:
obszarach górskich - terenach górskich i terenach wyżyn
obszarach o polodowcowej rzeźbie w północnej Polsce (tereny pojezierzy)
To są te tereny gdzie spełnione są wszystkie te warunki sprzyjające erozji wodnej, które wymieniłam wcześniej (na pojezierzach występują polodowcowe nieprzepuszczalne dla wody gliny). Są to obszary najsilniej zagrożone erozją wodną w Polsce
Erozja wietrzna - sprzyjające warunki:
klimat suchy
skały przepuszczalne dla wody - jeżeli woda szybko wsiąka w glebę to szybko wysycha powierzchnia gruntu i wówczas może zostać uruchomiona erozja wietrzna
występowanie silnego wiatru stanowiące cechę specyficzną klimatu
nie ma tutaj wielkiego znaczenia rzeźba terenu
Najbardziej podatne na erozję wietrzną są gleby pylaste (złożone z ziarenek o średnicy od 0,01 do 0,1 mm. Taki dobrze wysortowany materiał złożony z ziarenek kwarcu tej trakcji pylastej nazywamy lessem. Less jest osadem, który powstaje on w wyniku defraudowania ziarenek pyłu niesionych przez wiatr i jeżeli wystąpią warunki sprzyjające osadzaniu się takich niesionych przez wiatr ziarenek pyłu tam mogą powstać pokłady lessu.
W Polsce też ok. 28% gruntów rolnych jest zagrożonych erozją wietrzną. Erozja wietrzna w lasach praktycznie nie istnieje. W Polsce erozja wietrzna występuje w Polsce środkowej, gdzie znajdują się rozległe tereny o piaszczystych glebach, wykształcone też na bazie polodowcowych utworów, ale ze starszych zlodowaceń, przy czym szczególnie dotyczy to północnego Mazowsza (gdzie znajdują się rozległe powierzchnie zbudowane z piasku), w nieco mniejszym stopniu północnej Wielkopolski (ponieważ tam występuje większe zalesienie tych terenów).
Najbardziej narażone na erozję wietrzną są tereny rolne (a wśród terenów rolnych grunty orne, ponieważ tam przez kilka miesięcy są one pozbawione pokrywy roślinnej, co powoduje, że są najbardziej podatne na erozję). Gleba użytkowana do uprawy zbóż jest erodowana (od erozji) 50 razy szybciej niż gleba leśna, gleba służąca do uprawy roślin okopowychnawet 100 razy szybciej. Wynika to z faktu, że w przypadku zboża, gdy ono odbije już trochę od ziemi, zaczyna tą erozję też hamować znacznie ograniczając wysychanie tej gleby - dając trochę cienia, utrudniając spływ wody powierzchniowych, natomiast rośliny okopowe praktycznie przez cały rok pozbawiają gleby pokrywy roślinnej. Łąki i pastwiska podlegają erozji ok. 10 razy szybciej niż gleba leśna.
Najskuteczniejszą metodą zapobiegania erozji jest odpowiednie użytkowanie tej gleby, wyrażające się doborem takich form użytkowania, które w danych warunkach pozwalają eliminować to zagrożenie. A zatem gleby na stokach o większym nachyleniu nie powinny być w ogóle użytkowane rolniczo (ewentualnie stoki o mniejszym nachyleniu mogą być użytkowane jako łąki i pastwiska). Jako grunty orne powinno wykorzystywać się gleby na stokach o nachyleniu nie większym niż 5 stopni (zależy to jeszcze od właściwości gleby).
Są na świecie regiony, w których nastąpiła poważna degradacja gleb (spowodowana właśnie erozją), takimi przykładami mogą być niektóre obszary tzw. środkowego wschodu azjatyckiego, np. Mezopotamia (jest to teren który był w przeszłości kolebką światowego rolnictwa, natomiast dzisiaj w znacznej mierze tereny nie nadające się do użytkowania rolnego, ponieważ doszło tam do silnej degradacji poprzez wyjałowienie i erozję gleby - zwłaszcza na terenach nieco wyżej położonych, a to dlatego, że jest to obszar o stosunkowo suchym klimacie, ale w niektórych porach roku, kiedy występują tam silne deszcze, następuje erozja wodna, a kiedy jest sucho - erozja wietrzna). I w ten sposób przy nieprawidłowej gospodarce rolnej doszło tam do znacznej degradacji gleby. Wiadomo, że człowiek te procesy degradacji może uruchomić i takim przykładem są potężne burze pyłowe wywołane zwłaszcza w latach trzydziestych XX wieku przez człowieka. Zwłaszcza w roku 1934 w środkowych Stanach Zjednoczonych (Cansas, Oklahoma, Teksas, Colorado), zostały dotknięte takim kataklizmem, kiedy to w ciągu kilku dni burze (potężne wichury) starły olbrzymie ilości cząsteczek gleby z powierzchni, przenosząc je na odległość kilkuset kilometrów. Niektóre miejscowości zostały przysypane warstwą pyłu o grubości nawet od 0,5 m do 1 m. A wszystko to było spowodowane zajęciem pod uprawę (w charakterze gruntów ornych) rozległych terenów stepowych o suchym klimacie, gdzie właśnie szczególnie silne było to zagrożenie erozją wietrzną. Ponadto tereny stepowe są to tereny puste - pozbawione drzew i ten materiał unoszony przez wiatr z powierzchni ziemi nie miał się też na czym zatrzymywać. Co ciekawe w tym samym czasie podobna sytuacja wystąpiła na terenie Europy Wschodniej (Rosja i Ukraina).
Kolejnym procesem degradacji gleby jest pustynnienie - nie dotyczy to wprawdzie terenów Polski, ale przede wszystkim terenów w Afryce i w środkowej Azji. Następuje tutaj obniżanie poziomu wód gruntowych, co powoduje przesuszenie gleby, a co za tym idzie zanik, przez zubożenie, roślinności i w ten sposób powiększają się obszary pustynne. Proces ten obserwowano przez wiele lat w środkowej Afryce, z tym, że trzeba tutaj też powiedzieć, że w ostatnich czasach wydaje się, że ulega on pewnemu zahamowaniu. Natomiast na terenie Polski takim pokrewnym procesem jest stepowienie, czyli także zubożenie zasobów wodnych, co obniża wydajność rolniczą gleb na takich terenach podlegających stepowieniu - w Polsce dotyczy to zwłaszcza Wielkopolski. Proces ten wywołany jest przez szereg czynników, przy czym można tutaj wymienić melioracje, niszczenie wśród polnych zadrzewień, likwidowanie oczek wodnych, zwiększanie powierzchni pojedynczych pól (tutaj zderzają się dwa czynniki: z punktu widzenia efektywności gospodarnej, uzyskiwania wysokich plonów, korzystne jest utrzymywanie dużych powierzchni pól (ponieważ łatwiej uprawia się większe pole), natomiast z punktu widzenia ochrony środowiska takie rozdrobnienie jest korzystne (ponieważ to m.in. ogranicza erozję gleb, ogranicza stepowienie, im bardziej urozmaicony krajobraz rolniczy tym łatwiej utrzymać w nim równowagę ekologiczną). Dlatego trzeba korzystnie gospodarować biorąc pod uwagę te dwa czynniki. Tyle o degradacji mechanicznej gleb.
Degradacja chemiczna polega na zmianie właściwości biochemicznych i zmianie odczynu gleby, a także na zmianie składu, właściwości próchnicy, roztworów glebowych oraz zmianie składników gleby i zawartości pierwiastków śladowych.
Czynniki zmieniające właściwości chemiczne gleby:
zanieczyszczenie gleb za pośrednictwem powietrza - przede wszystkim dotyczy to zanieczyszczeń przemysłowych (także przez poprzez docieranie do gleby substancji szkodliwych w odpadach, wodzie)
Zanieczyszczenia sztuczne w tym rolnicze (niewłaściwe stosowanie nawozów, środków ochrony roślin, stosowanie zanieczyszczonej wody do nawadniania)
zanieczyszczenia pochodzące z transportu (zanieczyszczenia spalinami z licznych dróg, autostrad, oleje). W Polsce ok. 50% sprzedawanego oleju silnikowego znika, z reszty zaledwie połowa trafia do wyspecjalizowanych zakładów, gdzie jest ten olej utylizowany, a reszta sprzedawanego oleju wsiąka (można powiedzieć „ginie” w rzeczywistości zanieczyszcza glebę). Zużyty olej silnikowy bardzo silnie degraduje glebę, dlatego w cywilizowanych krajach nie sprzedaje się oleju silnikowego poza zakładami, w których ten olej jest wymieniany.
Do głównych form degradacji chemicznej zaliczamy:
zakwaszenie będące przede wszystkim efektem przedostawaniem się substancji kwasowych z powietrza tzw. kwaśne deszcze. Powoduje to wymywanie substancji odżywczych, przede wszystkim potasu, magnezu i wapnia, które to pierwiastki wchodzą w reakcje z tymi jonami kwasowymi i to wszystko jest wypłukiwanie (te sole rozpuszczają się w wodzie i z gleby to ucieka)
niszczenie zdolności ugorowych, zakwaszenie ogranicza zdolność gleby do ugorowania i w efekcie uwalnia metale ciężkie, te które są zbuforowane, czyli można powiedzieć zablokowane
wymywane substancje szkodliwe zanieczyszczają wodę i przedostają się do roślin (również tych, które stanowią pokarm dla człowieka)
zanieczyszczenie pestycydami (głównie jeżeli opryski na rośliny są stosowane w czasie wilgotnej pogody, wsiąkają one w glebę i z gleby później przedostają się do tkanek roślin i następnie kumulują się w organizmach zwierząt i ludzi spożywających te produkty pochodzące z takiego pola). Środki ochrony roślin owszem zabijają szkodniki, ale z reguły takie środki ochrony roślin zabijają wszystkie organizmy nawet te pożyteczne gatunki zwierząt i owadów
zanieczyszczenie metalami ciężkimi - metale ciężkie to substancje negatywnie oddziałujące na zdrowie zwierząt i ludzi
nieprawidłowe nawożenie mineralne powodujące nadmierny wzrost zawartości azotu, to z kolei sprzyja rozwojowi roślinności nitrofilnej, natomiast azotany ulegają rozkładowi do azotynów (które są substancjami rakotwórczymi - dlatego nadmiar azotu jest bardzo szkodliwy mimo, że sprzyja bujnemu rozwojowi roślinności), jak poznać gdzie jest dużo azotu na łące - w tym miejscu kolor trawy ma bardzo intensywny odcień zieleni, sałata w kolorze ciemno zielonym również prawdopodobnie została wyhodowana na dużej ilości nawozów sztucznych.