Екологічна обґрунтованість землекористування повинна бути зумовлена взаємодією таких чинників: абіотичного (форми рельєфу, кліматичні показники та ін.); біотичного (межі біологічної стійкості і біопродуктивності складових земельних ресурсів) та антропогенного (структура угідь, рівень застосування агротехніки, управління і контроль стану земельних ресурсів та ін.).
Забруднення літосфери відбувається як природним шляхом, так і в результаті антропогенної діяльності. З розвитком науки та техніки невпинно зростає антропологічний вплив на геологічне середовище. Найбільш негативно впливають на геологічне середовище гірничодобувна та будівельна галузі промисловості. Значними забруднювачами ґрунтів є чорна металургія, металообробна, лісова та деревообробна промисловості, енергетичний комплекс, харчова та хімічна промисловості, агропромисловий комплекс, житлово-комунальне господарство та військово-промисловий комплекс. Інтенсифікація землеробства, збільшення техногенного навантаження на земельні ресурси, безконтрольне застосування засобів хімізації в умовах низької технологічної культури – все це призводить до погіршення якості ґрунтів, зниження їх родючості.
Характерною особливістю літосфери є те, що забруднення переміщуються в ній природним шляхом значно повільніше, ніж у гідросфері й атмосфері. Тому відбувається концентрування токсичних речовин і подальша міграція їх у різні середовища в процесі біологічного та геохімічного кругообігу речовин. У результаті хімічної взаємодії забруднюючих речовин відбувається їх трансформація з утворенням нових хімічних сполук – ксенобіотиків, які ще більш токсичні, ніж
первинні забруднюючі речовини.
Глобальною проблемою є постійне зменшення вмісту гумусу, який відіграє основну роль у формуванні ґрунту, його цінних агрохімічних властивостей, забезпеченні рослин поживними речовинами. Гумус витрачається не тільки на мінералізацію з вивільненням доступних для рослин поживних речовин, а й виноситься в процесі ерозії, з коренеплодами, транспортними засобами, руйнується під впливом різноманітних хімічних речовин.
Сьогодні дедалі більш відчутними стають негативні наслідки хімізації сільського господарства, зокрема погіршуються властивості ґрунту через нагромадження великої кількості шкідливих хімічних речовин, що вносилися без належних розрахунків і врахування екологічних законів. До таких хімічних речовин в першу чергу відносяться мінеральні добрива та пестициди.
Порушення (руйнування) ґрунтів являє собою складний комплекс антропогенних та природних процесів, які призводять до зміни фізико-хімічних і механічних характеристик ґрунту. Як правило, їх першопричиною є процеси, що ініціюються діяльністю людини, наслідки яких можуть бути посилені впливом природних факторів (вітру, дощу тощо). Можна виділити цілу низку процесів негативного антропогенного впливу на ґрунти:
1. Ерозія ґрунтів (лат. “еrosio” – роз’їдання) – процес руйнування верхніх, найбільш родючих шарів ґрунту і порід, що його підстилають.
Внаслідок ерозії в ґрунтах зменшується вміст фосфору, азоту, калію та інших мікроелементів. Ерозія і засолення призводять до посухи та спустелення земель. Усе це зумовлює зменшення врожайності та втрату родючих ґрунтів. В залежності від факторів, що впливають на хід ерозійних процесів, розглядають такі форми цього виду руйнування ґрунтів:
- механічна (агротехнічна) ерозія відбувається в результаті механічної обробки ґрунтів сільськогосподарськими машинами;
- будівельна ерозія спричиняється порушенням трав’яного покриву внаслідок проведення будівельних робіт;
- транспортна ерозія відбувається через порушення рослинності транспортними засобами;
- водна ерозія зумовлена зрушенням ґрунтових часток під дією водних потоків, що призводить до утворення ярів;
- вітрова ерозія (дефляція, видування) відбувається в результаті зрушення ґрунтових часток повітряними потоками. При сильній дефляції виникають пилові бурі;
- пасовищна ерозія відбувається через ослаблення трав’яного покриву під впливом витоптування чи з’їдання тваринами;
- хімічна ерозія – результат нагромадження в ґрунті окремих хімічних компонентів (мінеральних добрив, ядохімікатів тощо), що руйнують структуру ґрунту.
2. Переущільнення ґрунтів – процес руйнування структури ґрунтів під впливом надмірного техногенного тиску на поверхню ґрунту.
3. Висушування земель – процес появи в літологічному профілі повітряно-сухих ґрунтів і зниження природної вологості до показника менше 60 % від повної вологоємності, що супроводжується зниженням родючості ґрунтів.
4. Підтоплення земель – процес підвищення природної вологості ґрунтів понад 80 % від їх повної вологоємності, що відбувається під впливом примусового підйому рівня ґрунтових вод у зону аерації.
5. Забруднення ґрунтів – привнесення і виникнення в ґрунті нових, нехарактерних для нього фізичних, хімічних чи біологічних агентів, або перевищення за певний час середнього багаторічного природного рівня (у межах найбільших коливань) концентрації названих агентів.
6. Засолення ґрунтів – одна із форм забруднення ґрунтів. Визначається як підвищення вмісту в ґрунті легкорозчинних солей (карбонату натрію, хлоридів і сульфатів). Засолення обумовлене природним надходженням солей із ґрунтових чи поверхневих вод, але найчастіше – нераціональним зрошенням. Ґрунти вважаються засоленими при вмісті більше 0,1 % ваги токсичних для рослин солей або 0,25 % солей у щільному залишку для безгіпсових ґрунтів.
Загалом по Україні втрати ґрунту від ерозії протягом одного року перевищують 600 млн. т, у тому числі гумусу за різними оцінками – від 20 до 30 млн. т, що еквівалентно 320-330 млн. т органічних добрив. Важливу роль у боротьбі з ерозією ґрунтів відіграють грунтово-захисні сівозміни, агротехнічні та лісомеліоративні заходи, у тому числі консервація деградованих орних земель, будівництво гідротехнічних споруд. Виведення деградованих і малопродуктивних земель зі складу орних з наступним їх залученням позитивно впливає на екологічний стан ґрунтів і довкілля в цілому. Динаміка основних показників екодеструктивного впливу на ґрунти наведена в табл. 4.
Таблиця 4. Показники екологічної деструкції ґрунтів в Україні
| Показник | Значення | |
| млн. га | % | |
| Значення вмісту гумусу (за останні 35-40 років) | - | з 3,5 до 3,1 |
| Збільшення площ кислих ґрунтів (за останні 25 років) | на 1,8 | 25,0 |
| Збільшення площ засолених ґрунтів (за останні 25 років) | на 0,6 | 24,0 |
| Щорічне збільшення площ еродованої ріллі | 0,060-0,080 | 0,1-0,2 |
| Частка сільськогосподарських угідь, уражених водною ерозією | 13,4 | 32,0 |
| Частка сільськогосподарських угідь, що зазнають вітрової ерозії | 6,0 | 14,4 |
| Частка засолених і солонцюватих ґрунтів | 4,3 | 12,5 |
Ґрунтові ресурси не безмежні, тому потребують дбайливого ставлення при їх використанні. Основне завдання аграрного сектору – підвищення родючості ґрунтів. Розрізняють такі види родючості ґрунтів:
1) природна родючість – результат багаторічного еволюційного ґрунтоутворення. Відмінності в природній родючості обумовлені різним хімічним складом верхнього шару ґрунту, тобто різним вмістом необхідних для рослин поживних речовин, а також кліматичними особливостями;
2) штучна родючість – підвищення родючості земель, обумовлене антропогенним впливом на них шляхом інтенсифікації землеробства, зокрема механізації, хімізації тощо;
3) економічна родючість – інтегрована сукупність природної та штучної родючості.
Існують такі типи відтворення природної родючості:
1) неповне відтворення, в результаті якого відбувається процес зменшення родючості земель;
2) просте відтворення, або природоохоронний тип, характеризується припиненням зменшення родючості без поліпшення її якості;
3) розширене відтворення супроводжується підвищенням родючості.
Для запобігання ерозії ґрунтів здійснюють меліоративні заходи, які дозволяють припинити або зменшити порушення ґрунтів до рівня, при якому можливе їх природне відтворення. Всі протиерозійні заходи можна поділити на такі групи:
1. Організаційно-господарські заходи – раціональний розподіл земель за угіддями, запровадження правильної структури посівних площ, диференційоване розміщення полів, сівозмін і захисних лісових насаджень, склад і чергування сільськогосподарських культур, раціональне використання систем обробітку ґрунту та удобрення, що забезпечували б надійний захист ґрунтів від ерозії.
2. Агротехнічні заходи – сівба впоперек схилів, терасування схилів у гірських районах, оптимальні терміни й способи сівби, вапнування кислих і гіпсування засолених ґрунтів, мінімізація механічного ущільнення ґрунтів, ґрунтозахисні сівозміни та регулювання сніготанення.
3. Лісомеліоративні ґрунтозаходи спрямовані на створення полезахисних, водорегулюючих, прияружних і прибалкових лісових смуг та масивів.
4. Рекультивація – система заходів з відновлення порушених під час гірничовидобувних робіт ландшафтів з метою відновлення родючості ґрунту. Вона включає в себе три етапи робіт:
- підготовчий – обстеження порушених територій, розробка технічно-економічного обґрунтування та проектів рекультивації;
- гірничотехнічний передбачає вирівнювання насипів з покриттям порід ґрунтом, який знімали під час геологорозвідувальних робіт;