Oddziaływanie człowieka na gleby przejawia się zmianami ich właściwości fizyczno‑chemicznych i aktywności biologicznej w stosunku do warunków naturalnych. Czy jednak zawsze działalność człowieka ma charakter negatywny? Gleboznawcy nie są zgodni w ocenie tego zjawiska. Niektórzy z nich każdą zmianę cech gleby w stosunku do warunków naturalnych traktują jako przejaw degradacji.

Powszechnie jednak przyjmuje się, że z negatywnym oddziaływaniem mamy do czynienia tylko wtedy, kiedy następuje zniszczenie gleby (czyli jej dewastacja), trwałe obniżenie aktywności biologiczno‑chemicznej, wyraźne pogorszenie właściwości z punktu widzenia ekologicznego i obniżenie przydatności rolniczej (produktywności biologicznej). Natomiast zmiany cech gleby, np. pod wpływem zabiegów agrotechnicznych i agrochemicznych stosowanych w celu „poprawy” jej właściwości i uzyskiwania wyższych plonów o wyższej jakości, nie są z reguły oceniane negatywnie i nie są traktowane jako degradacja. Z takim podejściem związane jest jednak dążenie do uzyskiwania jak najwyższych plonów w ramach rozwoju wysokotowarowego, intensywnego rolnictwa. Dziś już wiemy, że może ono stać się przyczyną degradacji gleb.

Więcej informacji na temat degradacji gleb uzyskasz dzięki materiałowi Przyczyny i skutki degradacji gleb.

Według danych FAO ok. 25% gleb świata znacznie straciło swą naturalną produktywność, 18% zostało zdegradowanych w stopniu umiarkowanym, 6% - w stopniu silnym, a niespełna 1% w stopniu ekstremalnym. Szacuje się, że na świecie około 350 mln ha ziemi uległo tak silnej degradacji, że nie istnieje możliwość rekultywacji. Powierzchnia zdegradowanych gleb na świecie wzrasta co roku średnio o 0,5%.

Główną przyczyną degradacji gleb na świecie jest deforestacja i nadmierny wypas bydła, a także niewłaściwie prowadzona gospodarka rolna, urbanizacja, rozwój transportu oraz uprzemysłowienie.

W rolnictwie na przestrzeni wieków dokonał się wielki postęp polegający m.in. na wprowadzeniu trójpolówki, zastosowaniu żelaznego pługa, który pozwolił na głęboką orkę, nawożeniu, nawadnianiu lub osuszaniu terenu i stosowaniu różnych środków ochrony roślin. Upowszechniono nowe gatunki roślin uprawnych i hodowlanych zwierząt. Rolnictwo obecnie zostało sprowadzone do roli wytwórcy żywności dla szybko rosnącej liczby ludności świata. Produkcja rolnicza ma być również szybka, przy (w miarę możliwości) jak najmniejszych nakładach i kosztach. Rozdzielono więc uprawę roślin od chowu zwierząt, wprowadzono specjalizację gospodarstw. Zaniechano stosowania płodozmianu na rzecz monokultur. Jak działania te wpłynęły na glebę?

Gleba we współczesnym rolnictwie jest traktowana jako jeden ze środków produkcji. Szczególne ryzyko jej niekorzystnych zmian stwarza rolnictwo intensywne, czyli system produkcji rolniczej ukierunkowany na maksymalny zysk osiągany w warunkach dużego nakładu pracy i/lub środków finansowych.

Charakteryzuje je powszechne zastosowanie wysoko wydajnych maszyn, technik uprawy i hodowli, nawozów mineralnych i środków ochrony roślin. Gospodarstwa mają duże powierzchnie i są w pełni zmechanizowane. Stosowane działania uprawowe nie pozostają bez wpływu na właściwości gleb.

R1yvV7FmgsaA2

Na zdjęciu znajdują się bardzo długie, ciągnące się po horyzont rzędy bawełny. Krzaki roślin pokryte są białymi pęczkami włókien. Po prawej i po lewej stronie od bawełny znajduje się zaorana Ziemia.

Działalność rolnicza może powodować występowanie wszystkich wymienionych powyżej rodzajów degradacji gleb:

• maksymalizacja plonów prowadzi do eksploatacji gleby aż do jej degradacji,

• chemizacja rolnictwa, a przede wszystkim nawozy mineralne, biocydybiocydybiocydy i syntetyczne regulatory wzrostu powodują zanieczyszczenie chemiczne gleby,

• intensywna agrotechnika przyczynia się do ugniatania i zagęszczania gleby oraz zniszczenia jej struktury,

• monokultury uprawowe powodują jednostronne wyjałowienie gleby oraz spadek ilości i masy edafonuedafonedafonu,

• zmiany warunków wodnych (melioracje odwadniające, nawodnienia itp.) wywołują przesuszenie, zawodnienie, a w warunkach suchego klimatu także zasolenie i erozję wietrzną gleby,

• koncentracja hodowli w miejsce wolnego wypasu stwarza ryzyko skażenia bakteriologicznego gleby wskutek stosowania do nawożenia nieodpowiednio sfermentowanych odchodów zwierzęcych,

• przejmowanie pod uprawę terenów nachylonych przyczynia się do erozji wodnej gleby.

RlO2EGpbTBqFT

Na zdjęciu znajduje się zaorane pole. Gleba ma kolor jasnobrązowy. Widoczne są długie pasy będące śladem używania maszyn rolniczych. Powierzchnia pola jest nierówna, środkowa część pola położona jest niżej.

Tabela. Przykłady negatywnych zmian gleb pod wpływem uprawy rolniczej

Nieracjonalna gospodarka wodna w połączeniu z nadmiernym wypasem jest przyczyną pustynnienia, czyli wkraczania pustyń na obszary, gdzie nie istniały one w czasach historycznych. Pustynnienie antropogeniczne nie musi być jednak powiązane przestrzennie z istniejącą pustynią, może występować w znacznej odległości od niej. Dzieje się tak dlatego, że jedną z głównych jego przyczyn jest uprawa ziemi, wylesianie, wolny wypas, eksploatacja surowców mineralnych i inne. Zwykle dotyczy jednak obszarów, gdzie warunki przyrodnicze stwarzają korzystne „tło” dla występowania tych procesów, tj. częste występowanie susz, deficyt opadów, małe zasoby wodne, obecność podatnych na erozję skał podłoża, miąższe pokłady lotnych piasków i wiele innych.

Więcej na temat pustynnienia przeczytasz w następujących materiałach: Stepowienie i pustynnienie obszarów, Pustynnienie antropogeniczne oraz Susze i pustynnienie.

RhYG0fcVjyp6C

Na zdjęciu znajduje się teren skąpo porośnięty roślinnością. Rosną tam jedynie drobne, bardzo niskie rośliny w kolorze czerwonym. Leży też bardzo dużo kamieni o ostrych krawędziach. Z przodu fotografii znajduje się kępa zielonej rośliny o drobnych gałązkach.

Połączone z degradacją gleb pustynnienie występuje np. w strefie Sahelu w Afryce. Jest to strefa położona na południe od Sahary. Ma ona zmieniającą się szerokość. Obejmuje obszary od Senegalu i Mauretanii po Sudan i Erytreę włącznie. W samej Mauretanii zasięg półpustyni w ciągu ostatnich 200 lat przesunął się na południe o ponad 100 kilometrów, a pustynia - o kilkadziesiąt kilometrów. Naturalny proces deflacji został tutaj przyspieszony m.in. na skutek działalności rolniczej, w tym nadmiernego wypasu bydła na tak suchych terenach. Spowodowało to zanik pokrywy roślinnej, odsłonięcie powierzchni gleby i niszczenie poziomu próchnicznego wskutek erozji wietrznej i wodnej.

O tym regionie świata przeczytasz w temacie Strefa Sahelu - pustynnienie, głód.

R10MQdYpugDDw

Na fotografii znajduje się afrykańska wioska o prostopadłościennych budynkach, których ściany pokryte są brązową substancją przypominającą glinę. Gdzieniegdzie pomiędzy budynkami rosną zielone drzewa. Ziemia w wiosce, jak i poza nią, jest pozbawiona innych roślin, jasnopomarańczowa, pustynna.

Innym skutkiem niewłaściwej gospodarki wodnej w rolnictwie jest zasolenie gleb nawadnianych w strefach suchych, gdzie z reguły prowadzone jest tańsze nawadnianie powierzchniowe (np. zalewowe, bruzdowe), zamiast droższych metod kroplowych czy przesiąkowych pozwalających na doprowadzanie wody do głębszych warstw gleby. Intensywne parowanie prowadzi do wytrącania soli na powierzchni gleby, co ogranicza lub wręcz uniemożliwia uprawę. Zjawisko to jest częste m.in. w suchych i półpustynnych częściach Afryki Północnej, Bliskiego Wschodu i w Azji Środkowej. Występuje także w Australii i obu Amerykach.

R1ad2wzuPqDa1

Na zdjęciu znajduje się ziemia pokryta białą solą. PO bokach rośnie kilka niedużych roślin.

Działalność przemysłowa powoduje wielokierunkowe przekształcenia gleb. Już w czasie budowy obiektów przemysłowych gleby ulegają zniszczeniu na obszarze obejmującym inwestycję i jej zaplecze techniczno‑organizacyjne. Jest to związane z pracami geotechnicznymi poprzedzającymi budowę.

R1RKHpnfbROjG

Na zdjęciu znajdują się dwie żółte koparki i dwa samochody dostawcze. Jedna z koparek ma na łyżce świeżo wykopaną ziemię. Przed maszyną leży duża ilość wykopanej ziemi i jest rów. Po lewej stronie w tle znajduje się duży czerwony budynek, przypomina biurowiec.

Wskutek emisji zanieczyszczeń pyłowych i gazowych do gleby dostają się metale ciężkie, węglowodory czy też związki siarki i azotu powodujące zanieczyszczenie gleb nawet w znacznej odległości od zakładu przemysłowego. Zanieczyszczenia te utrzymują się w glebie nawet wiele lat po likwidacji źródła emisji.

R18b4608l1GDk

Ilustracja przedstawia na mapie poziom stężenia miedzi w glebach w sąsiedztwie dawnej fabryki. Na biało zaznaczono budynki, kolorem zielonym najniższe stężenie miedzi, a kolorem czerwonym najwyższe. Wokół centralnie ukazanych budynków widnieje duża czerwona plama. Wokół plamy znajduje się pomarańczowa i żółta obwódka.

Jednym z największych zagrożeń gleb jest emisja związków siarki i azotu do atmosfery. Powodują one występowanie kwaśnych opadów, które - przesiąkając przez profil glebowy - powodują m.in. zmiany odczynu gleby, wymywają z niej składniki pokarmowe, powodują zubożenie gleb w jony wapnia, magnezu i potasu, a także uwalniają jony szkodliwe dla roślin (m.in. glinu i manganu), wywołują ruchliwość metali ciężkich i zwiększenie ich dostępności dla roślin. Gleby o kwaśnym odczynie (pH poniżej 4) zaliczane są do chemicznie zdegradowanych. Poza tym w warunkach kwaśnego odczynu spada aktywność mikroorganizmów glebowych przyczyniających się do powstawania próchnicy, dlatego gleby kwaśne zawierają zwykle mało próchnicy, a przez to charakteryzują się obniżoną żyznością. Z kolei emisja zanieczyszczeń pyłowych powstających głównie w wyniku spalania paliw kopalnych w różnych gałęziach przemysłu (np. w energetyce konwencjonalnej) jest źródłem zanieczyszczenia gleb metalami ciężkimi i węglowodorami. Niekiedy bardzo duże stężenie tych zanieczyszczeń prowadzi do powstania tzw. pustyni poprzemysłowej, gdzie wegetacja nie jest możliwa.

R15800NgOsmJt

Na zdjęciu znajduje się ziemia prawie pozbawiona roślinności. Rośnie tu tylko kilka bardzo małych roślin. Na ziemi widoczne są białe osady.

Glebę uznaje się za zanieczyszczoną, gdy stężenie substancji chemicznych przekracza wartość dopuszczalną ujętą w przepisach prawnych. Wyjątkiem od tej zasady jest sytuacja, gdy duże stężenie zanieczyszczenia w glebie jest wynikiem naturalnie dużej zawartości danej substancji w środowisku. Tak dzieje się np. w rejonach występowania złóż metali kolorowych (np. wybranych metali ciężkich – cynku, ołowiu, miedzi, niklu i in.).

Najbardziej zanieczyszczone gleby na świecie występują głównie w miejscach wydobycia i przetwórstwa surowców kopalnych. Do rejonów o najbardziej zanieczyszczonych glebach wskutek działalności przemysłu lub związanych z przemysłem katastrof ekologicznych należą m.in.:

• Norylsk (Rosja), gdzie rozwija się przemysł ciężki i prowadzone jest wydobycie i przetwórstwo niklu, miedzi, kobaltu, platyny oraz palladu. Głównymi substancjami zanieczyszczającymi powietrze i gleby są: popiół lotny, dwutlenek siarki, metale ciężkie, głównie nikiel, kobalt, selen, stront i cez. Przeprowadzone badania wykazały, że Norylsk odpowiada za 1% światowej emisji dwutlenku siarki do atmosfery. Kwaśne opady pojawiają się nie tylko w najbliższych okolicach miasta, lecz także na obszarze tundry, prowadząc do degradacji gleb.

• Dzierżyńsk (Rosja) uważane za jedno z najbardziej zanieczyszczonych miejsc świata z powodu skażenia środowiska odpadami z przemysłu chemicznego. Należą do nich m.in. substancje organiczne (dioksyny, fenole), ołów i inne metale ciężkie.

• Kabwe (Zambia) nazywane Czarną perłą Afryki, w którym ma miejsce wydobycie i przetwórstwo cynku i ołowiu. Gleby są zanieczyszczone tymi substancjami, ale także kadmem i innymi metalami ciężkimi, które są produktami ubocznymi wydobycia.

• Kalimantan (Indonezja), gdzie eksploatuje się złoża złota. Podczas wydobycia górnicy wykorzystują rtęć. W wyniku procesu wytapiania dochodzi do ogromnej emisji tego pierwiastka. Szacuje się, że co roku do środowiska dostaje się ponad tysiąc ton rtęci zanieczyszczającej powietrze, gleby i wody.

• Czarnobyl (Ukraina), gdzie w wyniku eksplozji reaktora jądrowego skażeniu promieniotwórczemu uległy gleby na obszarze ponad 100 tys. km² na pograniczu Białorusi, Ukrainy i Rosji. Przyczyną skażenia był radioaktywny pył zawierający izotopy uranu, plutonu, cezu i strontu.

Gleby znajdujące się pod wpływem przemysłu określane są mianem industrisoli. Należą do nich gleby antropogeniczne występujące np. na terenach górniczych, w sąsiedztwie zakładów przemysłowych, silnie zdegradowane wskutek oddziaływania zanieczyszczeń albo ukształtowane w wyniku rekultywacji wyrobisk i hałd poprzemysłowych.

R1G4yDPdMbePW

Na zdjęciu znajduje się rozjeżdżona droga prowadząca między dwiema hałdami ziemi.

W miejscach, gdzie rozwija się przemysł wydobywczy (zwłaszcza odkrywkowa eksploatacja kopalin) często tworzy się tzw. lej depresji związany z odwadnianiem obszaru eksploatacji złóż. Szacuje się, że wykopy o głębokości dochodzącej do 100 m powodują obniżenie zwierciadła wód podziemnych w promieniu 10‑15 km. Wpływa to na właściwości gleb, powodując ich przesuszenie i większą podatność na erozję, co z kolei skutkuje obniżeniem ich żyzności i produktywności.

Procesy urbanizacji powodują przejmowanie gleb uprawnych pod zabudowę mieszkaniową i usługową oraz infrastrukturę. W praktyce łączy się to z całkowitym zniszczeniem gleby w związku z koniecznością tworzenia platform niwelacyjnych pod zabudowę, a także wykopów czy nasypów.

W przestrzeni miejskiej występuje ograniczone zapotrzebowanie na zasoby glebowe o wysokiej przydatności rolniczej, dlatego procesy degradacji gleb występują z dużą intensywnością.

Znaczne powierzchnie w mieście ulegają trwałemu uszczelnieniu (chodniki, jezdnie, nawierzchnie betonowe), co również prowadzi do zniszczenia gleb, zmienia ich właściwości fizyczne i uniemożliwia pełnienie funkcji biologicznych. W miastach gleby występują w granicach tzw. powierzchni biologicznie czynnychpowierzchnia biologicznie czynnapowierzchni biologicznie czynnych – ogrodów, parków, skwerów, zieleńców i nieużytków, nie mają one jednak wiele wspólnego z glebami terenów pozamiejskich. Są zanieczyszczone mechanicznie odłamkami gruzu, cegieł, betonu, zawierają także różne antropogeniczne domieszki – szkło, plastik, metal i in.

Ich właściwości fizyczne i chemiczne kształtuje działalność człowieka, a nie procesy glebotwórcze, dlatego gleby miejskie nazywane są urbanoziemami albo urbisolami. W ich profilu glebowym występują warstwy ze śladami wcześniejszego użytkowania (np. pozostałości wcześniejszych bruków i fundamentów). W miastach możemy spotkać zarówno gleby bardzo żyzne i zasobne w składniki mineralne oraz próchnicę (gleby ogrodowe, czyli hortisole), jak i gleby zdegradowane fizycznie i chemicznie, o zmienionej strukturze, zanieczyszczone substancjami emitowanymi przez transport i niską emisję.

RvXHMFqdKSboU

Na zdjęciu znajduje się wykop. Ogrodzony jest metalową siatką, za którą bezpośrednio widać asfaltową nawierzchnię. W wykopie uwidocznia się przekrój przez warstwy gleby - od góry jest warstwa szaro‑brązowo‑czarna, następnie bardziej jednolita, brązowa, pod nią szara.

Takie gleby często są skażone metalami ciężkimi (ołów, kadm, rtęć, miedź, cynk, arsen, fluor) i węglowodorami. Oprócz tego w miastach pojawiają się często gleby zalkalizowanealkalizacjazalkalizowane i zasolone, co ma związek z powszechną obecnością materiałów budowlanych i nawierzchni betonowych zawierających związki wapnia oraz stosowaniem substancji do rozmrażania i zwalczania śliskości na drogach, chodnikach i innych ciągach komunikacyjnych w okresie zimowym.

Zwiększony pobór wód podziemnych do celów komunalnych skutkuje także powstaniem leja depresji. Przykładowo w rejonie Gdańska lej depresyjny ma ok. 300 kmIndeks górny 2², a w rejonie Lublina - ok. 250 kmIndeks górny 2². Z jego występowaniem związane jest przesuszenie gleb na terenach otaczających miasto, zmiany ich cech fizycznych oraz obniżenie żyzności i produktywności.

Ograniczanie negatywnego wpływu człowieka na gleby powinno polegać przede wszystkim na dostosowaniu sposobu użytkowania terenu do właściwości fizycznochemicznych gleby, jej żyzności i produktywności oraz stanu przekształcenia innych komponentów środowiska.

Użytkując grunty należy także podejmować działania chroniące glebę przed erozją, niszczeniem mechanicznym oraz zanieczyszczeniem substancjami szkodliwymi dla człowieka, roślin i zwierząt.

Do najważniejszych zasad ochrony gleb należy:

• przeznaczanie pod uprawę rolniczą gleb o największej żyzności i produktywności, co ograniczy konieczność wspomagania zwiększenia plonów nawozami sztucznymi i środkami ochrony roślin; grunty rolne wysokiej jakości i grunty leśne nie powinny być przeznaczane na inne cele, natomiast pożądane jest zalesianie gleb o małej żyzności i produktywności lub przeznaczanie ich pod zabudowę przemysłową, mieszkaniową, usługową oraz pod infrastrukturę,

• dostosowanie struktury upraw oraz doboru gatunków uprawnych do właściwości fizycznych i chemicznych gleb, co pozwoli w największym stopniu wykorzystać naturalny potencjał gleby i ograniczy intensywność zabiegów uprawowych,

• dostosowanie zabiegów agrotechnicznych i agrochemicznych do właściwości fizycznych i chemicznych gleb, co pozwala uniknąć pogorszenia struktury gleby, jej zagęszczenia i przenawożenia; w szczególności substancje chemiczne i biologiczne wprowadzane bezpośrednio do gleby powinny być stosowane w dawkach pozwalających na ich absorpcję, ograniczy to bowiem zanieczyszczenia gleby lub wody i wejście takich składników do łańcucha pokarmowego,

• dbałość o zapewnienie równowagi substancji chemicznych w glebie polegająca m.in. na uzupełnianiu poprzez nawożenie (w optymalnej ilości) wyczerpanych substancji, wyrównywania proporcji poszczególnych pierwiastków chemicznych czy, korygowaniu odczynu gleby,

• stosowanie zabiegów przeciwerozyjnych ograniczających niszczenie warstwy próchnicznej, np. wprowadzanie trwałej pokrywy roślinnej na tereny zagrożone erozją wietrzną i wodną, dostosowanie wielkości wolnego wypasu do możliwości regeneracji roślinności, zalesianie piaszczystych obszarów i tworzenie pasów wiatrochronnych oraz niwelacyjnych progów stokowych, stosowanie stabilizatorów glebowych, czyli chemicznych środków przeciwerozyjnych, które zlepiają cząstki w większe i bardziej stabilne agregaty, unikanie orki wzdłuż stoku itp.

  R1Ri5PBjDoidt

  Na zdjęciu znajduje się teren, na którym prostokąty powierzchni wyznaczone są ogrodzeniami skleconymi z materiału roślinnego, zapewne cienkich gałęzi i trzcin. Większość ogrodzenia jest poprzewracana, przysypana czerwonym pisakiem, jaki pokrywa cąłą powierzchnię.

  

• stosowanie racjonalnej gospodarki wodnej i przywracanie prawidłowych stosunków wodnych, co zapobiega m.in. stepowieniu i pustynnieniu gleb,

• wyłączanie z uprawy i rekultywacja oraz rewitalizacja gleb zdegradowanych chemicznie, fizycznie i biologicznie; glebom tym można przywrócić wartość użytkową poprzez kształtowanie rzeźby terenu, regulowanie stosunków wodnych lub odtwarzanie gleb metodami technicznymi,

  R1IQYpyeuT0Ij

  Na zdjęciu znajduje się teren obsadzony bardzo małymi drzewkami rosnącymi w pewnej odległości od siebie. Z przodu, przed obsadzonym polem, jest fragment rozjeżdżonej, piaskowej drogi. W tle widać wodę stojącą w dwóch obniżeniach powierzchni.

  

• ograniczanie dostawy zanieczyszczeń poprzez stosowanie w zakładach przemysłowych proekologicznych technologii zmniejszających emisję i poprzez tworzenie roślinnych pasów sanitarnych itp.,

• tworzenie powierzchni biologicznie czynnych w miastach (trawników, łąk śródmiejskich, skwerów, parków itp.) w obrębie gleb niezanieczyszczonych o najwyższej produktywności i ich odpowiednie kształtowanie poprzez działania służące podnoszeniu produktywności gleb (nawożenie, wzbogacanie w próchnicę i składniki pokarmowe).

  R1AlGcCK52ldW

  Na zdjęciu ujęto miejskie tereny zielone - pokryte są zieloną, równą trawą, poprzecinaną wyznaczonymi ścieżkami. Rosną tu i ówdzie gęste drzewa. Za terenem zielonym ciągnie się na całej szerokości zdjęcia blokowisko. Nad blokami niebieskie niebo pozbawione chmur.

  

Słownik