Літосфера, її складові та значення
• поверхневий родючий шар, або грунт,
• земні надра (корисні копалини).
Грунт - 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.

Грунт 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.
Ґрунтовий покрив поглинає і нейтралізує багато шкідливих речовин, що забруднюють навколишнє середовище.
Сучасний стан ґрунтів такий, що він є не стільки природним тілом, скільки продуктом людської діяльності.
• 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.
2. Непрямий вплив людини на грунт 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.
Наслідки антропогенних впливів на ґрунти
Вид впливу
|
Основні зміни ґрунтів
|
Обробіток ґрунту
|
Важкі механічні агрегати (при оранці, боронуванні, розпушуванні) ущільнюють структуру ґрунту, а отже, змінюють умови існування в ньому організмів; посилюється взаємодія з атмосферою, вітрова та водна ерозія
|
Сінокоси, збирання врожаю
|
Вилучення деяких хімічних елементів, збіднення ґрунтів, підвищення випаровування
|
Випас худоби
|
Ущільнення ґрунту, знищення рослинності, яка скріплює грунт, ерозія, збіднення ґрунтів рядом хімічних елементів, висушування, біологічне забруднення
|
Випалювання старої трави
|
Знищення ґрунтових організмів в поверхневих шарах, посилення випаровування
|
Зрошення
|
Заболочення та засолення ґрунтів, зміна водно-повітряного режиму, теплового і поживного режиму ґрунту; підняття рівня ґрунтових вод і зміни їх хімічного складу
|
Осушення
|
Зниження вологості, вітрова ерозія, зміна водно-повітряного режиму, теплового і поживного режиму ґрунту; зникнення боліт, міління річок
|
Внесення добрив
|
Підкислення земель і втрат ними гумусу
|
Застосування отруто-хімікатів та гербіцидів
|
Загибель ряду ґрунтових організмів, комах-запилювачів, накопичення небезпечних для живих організмів отрут, зміна складу ґрунту пригнічення біологічної активності ґрунтів
|
Створення промислових та побутових звалищ
|
Зниження площі придатної для сільського господарства землі, отруєння ґрунтових організмів на прилеглих ділянках
|
Стічні води
|
Зволоження, зміна складу ґрунтів, отруєння ґрунтових організмів, забруднення органічними та хімічними речовинами
|
Знищення лісів
|
Посилення вітрової та водної ерозії, випаровування
|
Робота наземного транспорту
|
Ущільнення ґрунту при руху поза дорогами, отруєння ґрунтів відпрацьованими газами та сипкими матеріалами
|
Викиди в атмосферу
|
Забруднення ґрунтів хімічними речовинами, зміна їх кислотності та складу
|
Вивезення органічних відходів виробництва та фекалій на поля
|
Забруднення ґрунтів небезпечними організмами, зміна їх складу
|
Шум, вібрація, енерге-тичні випромінювання
|
Сповільнення росту рослин, загибель живих організмів
|
Під впливом людської діяльності грунт руйнується у 100-1000 разів швидше, ніж у природних умовах.
Біоценози
|
Агроценози
|
Природні одиниці біосфери, створені в процесі еволюції.
|
Штучні, створені людиною одиниці біосфери.
|
Складні системи із значною кількістю видів тварин і рослин.
|
Спрощені системи, де переважають популяції одного виду тварин або рослин.
|
Характеризуються стійкою динамічною рівновагою, яка досягається саморегуляцією.
|
Нестійкі, характеризуються несталістю структури біомаси.
|
Продуктивність визначається особливостями організмів, які є в системі.
|
Продуктивність залежить від економічних і технічних можливостей.
|
Первинна продукція використовується в процесі життєдіяльності іншими видами і бере участь в кругообігу речовин та енергії.
|
Людина вирощує і збирає врожаї для задоволення своїх потреб. Висока продуктивність культурних посівів зберігається лише протягом короткого періоду.
|
Особливо небезпечним є забруднення ґрунтів.
Основними джерелами забруднення ґрунту є:
• 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).
• Промислові підприємства: у твердих і рідких промислових відходах постійно присутні ті речовини, які здатні спричиняти токсичний вплив на живі організми та їх угруповання. Наприклад:
o у відходах металургійної промисловості наявні солі кольорових та важких металів;
o машинобудівна промисловість засмічує довкілля ціанідами, сполуками арсену, берилію;
o при виробництві пластмас та штучних волокон утворюються відходи бензолу та фенолу; метанол, фенол, скипидар;
o кубові залишки - характерні відходи целюлозно-паперової промисловості.
• Теплоенергетика: окрім утворення значних кількостей шлаків при спалюванні кам'яного вугілля в атмосферу потрапляє багато сажі, оксидів сірки, які у кінці-кінців надходять у грунт.
• 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.
• 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 грунт 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.
Ерозія (лат. erosio – роз’їдання) грунту – це різноманітні процеси руйнування грунту і переміщення продуктів руйнування водою і вітром.
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:

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.
• 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.
• вирощування на одній території протягом декількох років одних і тих самих культур;
• неправильна меліорація.
Причинами прискореної ерозії є:
• Коренева система дерев утворює тонке сплетіння, яке, обплітаючи грунт, 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 грунт 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 грунт 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 грунт 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:
• 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.

Загальна площа еродованих та ерозійно небезпечних земель в Україні становить понад 17 мли 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.
Для боротьби з ерозією здійснюють такі протиерозійні заходи:
• 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.
• 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.
Уся площа земної суші становить 148 млн. км2. Загальна земельна площа України — 60355 тис. га.
Розподіл земельного фонду України
Категорія
|
%
від загалу
|
Площа, тис.га
|
Припадає на одну особу, га
|
1. Орні землі
|
55,3
|
33384
|
0,642
|
2. Лісові площі
|
15,4
|
9297
|
0,179
|
3. Пасовища і сіножаті
|
12,4
|
7486
|
0,144
|
4. Під водою наших штучних "морів"
|
4,0
|
2410
|
0,0464
|
5. Багаторічні насадження
|
1,8
|
1080
|
0,0209
|
6. Деревно-чагарники (насадження)
|
1,5
|
905,5
|
0,0174
|
7. Болота
|
1,5
|
905
|
0,0174
|
8. Інші землі
|
8,6
|
5191,8
|
0,0998
|
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.
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.
• сировина для виробництва численних промислових виробів, побутових товарів;
• сировина для синтезу нових речовин із заданими властивостями (заміняють дерево, цемент, тканини);
• різноманітний будівельний матеріал (рис. ).

Графіт
|
700
|
Гіпс
|
106
|
Каолін первинний
|
400
|
Вогнетривка глина
|
105
|
Ртуть
|
250
|
Цементна сировина
|
100
|
Бром
|
250
|
Вугілля
|
95
|
Сірка самородна
|
200
|
Газ природний
|
22
|
Манган
|
175
|
Солі калійні
|
12
|
Скляна сировина
|
167
|
Нафта
|
8
|
Сіль кухонна
|
150
|
Магнезити
|
0
|
Залізні руди
|
140
|
Боксити
|
0
|
Титанові руди
|
140
|
Апатити
|
0
|
Камінь будівельний
|
116
|
Плавиковий шпат
|
0
|
Гірничі розробки (кар'єри, шахти, свердловини) істотно впливають на природні ландшафти. Тільки на території Донбасу гірничовидобувні 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 (рис. 48). 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:
2) розробка заходів щодо охорони поновлюваного ландшафту;
3) використання технічних засобів перенесення ґрунту, планування поверхні, транспортування матеріалів (рис. 6,7).

Рис. 6. Види та етапи рекультивації землі

Рис. 7. Типи порушень вугільних регіонів та інженерні заходи щодо їх поновлення
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.
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:
1. Оцінка ґрунтів та їх раціональне використання.
2. Обмеження використання мінеральних добрив.
3. Правильна система землеробства, впровадження сівозміни.
4. Боротьба з ерозією.
5. Покращення властивостей ґрунтів, підвищення їх врожайності.
6. Правильна система меліоративних заходів.
7. Контроль вмісту забруднень.
8. Моніторинг ґрунтів – аналіз, оцінка і прогноз стану грунтів.
9. Рекультивація порушених земель.