Экологические факторы устойчивости и самоочищения загрязненных почв
Абиогенные ресурсы самоочищения почв
Решающую роль в самоочищении почв и восстановлении их плодородия играют биотические факторы, прежде всего комплекс почвенных микроорганизмов. Для функционирования микроорганизмов необходим комплекс условий: наличие тепла, влаги, кислорода, минеральных элементов питания, который обеспечивается абиотическими свойствами среды. Климатические показатели влияют на рост и функциональную активность почвенных микроорганизмов. Водный, воздушный, температурный и другие режимы почвы существенно влияют на численность отдельных групп микроорганизмов, динамику и интенсивность микробиологических процессов.
Климатический потенциал самоочищения почв. Температурный фактор (сумма эффективных температур воздуха в течение года и температура почвы) является одним из основных абиогенных факторов, определяющих интенсивность микробиологических процессов самоочищения почв при их загрязнении нефтью. В связи с этим одним из важных звеньев оценки самоочищающей способности различных ландшафтов от нефтяных углеводородов является оценка термического потенциала климата.
При анализе обеспеченности теплом почвенных микроорганизмов учитывается, что основная роль в почвенных процессах в целом и процессах самоочищения почв от нефтяных углеводородов в частности принадлежит их мезофильной группировке (температурный оптимум для их роста лежит в пределах от 20 до 420С).
В отличие от бонитировки климата, в основе которого лежит учет суммы годовых температур воздуха выше 10 °С, при оценке факторов самоочищения почв от нефти полезно учитывать сумму годовых температур выше 15 °С, более приближенную к оптимальной сумме температур, необходимых для функционирования почвенных мезофиль- ных микроорганизмов. Для определения климатического потенциала самоочищения почв можно использовать следующую формулу:
где КП — климатический потенциал; Т.Т> 15 °С — сумма эффективных температур в течение года; 5475 °С — сумма эффективных температур в течение всего года, максимально приближенная к эффективной.
Климатический потенциал в качестве абиогенного фактора самоочищения территории может быть выражен климатическим коэффициентом при районировании территорий.
В летние месяцы при повышении температуры и снижении ее влажности в почве происходит адаптация комплекса почвенных микроорганизмов. В результате увеличивается численность микроорганизмов, приспособленных к функционированию в условиях высоких температур почвы, что было показано на примере почв Азербайджана (Мамедов, Исмаилов, 2006). Многие почвы, включая черноземы и каштановые, зимой могут промерзать, что обусловливает выраженную сезонность биологической активности этих почв. В области же распространения сероземных и серо-бурых почв температура поверхности почвы практически не опускается ниже 0 °С, и микробиологические процессы лимитированы влажностью почвы.
Влажность как абиогенный фактор самоочищения почв. Растения и микроорганизмы усваивают питательные вещества в основном из раствора, поэтому огромное значение для жизнедеятельности микроорганизмов имеет влажность почвы. При низких уровнях влажности почвы даже ксерофитные (засухоустойчивые) микроорганизмы проявляют довольно слабую биохимическую активность. Наиболее интенсивно микробиологические процессы протекают при влажности почвы, приближающейся к 60% от ее полной влагоемкости. При такой степени увлажнения почва достаточно обеспечена водой и воздухом. В природной обстановке влажность почвы подвержена существенным колебаниям. В аридных регионах микробиологические процессы в почвах протекают более энергично не летом, а весной и осенью, когда соотношение температуры и влажности почвы наиболее благоприятно для развития микроорганизмов.
Таким образом, температура и влажность определяют оптимальную биогенность почвы, являющуюся важнейшим фактором ее самоочищения.
