Экобиомониторинг почв

 
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ 
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Федеральное государственное автономное образовательное 
учреждение высшего образования 
«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» 
 
 
 
 
 
О. С. БЕЗУГЛОВА 
 
ЭКОБИОМОНИТОРИНГ ПОЧВ 
 
Учебное пособие 
 
 
 
 
 
 
Ростов-на-Дону – Таганрог 
Издательство Южного федерального университета 
2024

 
 
УДК 631.4:574(075.8) 
ББК  40.3+28.080 я73 
 Б40 
 
Печатается по решению кафедры почвоведения и оценки земельных 
ресурсов Академии биологии и биотехнологии им. Д. И. Ивановского  
Южного федерального университета (протокол № 5 от 22 мая 2023 г.) 
 
Рецензенты: 
доктор сельскохозяйственных наук, главный научный сотрудник  
отдела информационных технологий  
ФГБНУ «Агрофизический институт» А. А. Комаров; 
доктор биологических наук, профессор, зав. кафедрой почвоведения 
и оценки земельных ресурсов Южного федерального университета  
Т. М. Минкина 
 
 
Безуглова, О. С. 
Б40        Экобиомониторинг почв : учебное пособие / О. С. Безуглова ; Южный федеральный университет.– Ростов-на-Дону ; Таганрог : Издательство Южного федерального университета, 2024. – 183 с. 
 ISBN 978-5-9275-4590-2 
 
Учебное пособие содержит основные положения учения об экологическом мониторинге, о ведущей роли в нем почвенного мониторинга. 
Обсуждаются виды антропогенной деградации почв и особая роль химического загрязнения, виды и методы экологического мониторинга 
почв при различных видах антропогенной деградации, способы нормирования качества почв.  
Для студентов и аспирантов, обучающихся по специальности 
и направлению почвоведение, агрохимия, агрономия, экология, геоэкология, география, геохимия, природопользование, а также для широкого круга специалистов в области естественных наук. 
УДК 631.4:574(075.8) 
ББК 40.3+28.080 я73 
ISBN 978-5-9275-4590-2 
© Южный федеральный университет, 2024 
© Безуглова О. С., 2024 
© Оформление. Макет. Издательство  
Южного федерального университета, 2024

ОГЛАВЛЕНИЕ 
 
ВВЕДЕНИЕ.  
ЭКОЛОГИЯ И РАЦИОНАЛЬНОЕ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ ............. 5 
 
ПОНЯТИЕ ОБ ЭКОЛОГИЧЕСКОМ МОНИТОРИНГЕ ......................... 13 
 
АНТРОПОГЕННАЯ ДЕГРАДАЦИЯ ПОЧВ ............................................... 18 
Виды деградации почв ....................................................................................... 23 
Потери от эрозии и дефляции почв ................................................................... 26 
Переуплотнение почвы ...................................................................................... 36 
Разрушение почвенной структуры .................................................................... 37 
Химическая деградация почв ............................................................................ 39 
Загрязнение почв ................................................................................................ 48 
Комплексные виды деградации ......................................................................... 66 
 
ВИДЫ ПОЧВЕННОГО МОНИТОРИНГА .................................................. 75 
Локальный или санитарно-гигиенический мониторинг ................................. 75 
Региональный или геосистемный мониторинг ................................................ 77 
Глобальный или биосферный мониторинг. ...................................................... 79 
Фоновый мониторинг ......................................................................................... 79 
Принципы подбора места для закладки тестового участка ........................... 81 
Индикаторы мониторинга .................................................................................. 84 
Неспецифические методы почвенно-экологического мониторинга .............. 86 
Дистанционный почвенно-экологический мониторинг ................................. 87 
 
СОСТАВНЫЕ ЧАСТИ ТОТАЛЬНОГО ПОЧВЕННОЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА .................................................... 91 
Инвентаризация площадей полнопрофильных, эродированных,  
техногенно-преобразованных, заболоченных, опустыненных  
и других категорий почв .................................................................................... 91 
Мониторинг площадей почв  
по их производительной способности (бонитировочный) ............................. 95 
Агрохимический мониторинг – контроль плодородия почв .......................... 98 
Ирригационно-мелиоративный почвенный мониторинг ............................. 103 
Мониторинг состояния экосистем, подверженных опустыниванию .......... 107 

Оценка деградации почв пастбищ ................................................................... 111 
МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ДЕГРАДАЦИИ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА ...... 114 
Дифференцированная оценка химического загрязнения почв ..................... 114 
Оценка физической деградации почвы ........................................................... 118 
Оценка деградации гумусного состояния ...................................................... 119 
Оценка биологической деградации почв ....................................................... 122 
Интегральная оценка степени деградации почв ........................................... 128 
 
ЛИТЕРАТУРА ................................................................................................. 130 
 
МАТЕРИАЛЫ К ПРАКТИЧЕСКИМ ЗАНЯТИЯМ ................................ 131 
Задания .............................................................................................................. 131 
Примеры выполнения заданий ....................................................................... 133 
Индивидуальные задания к задаче 1 .............................................................. 143 
Индивидуальные задания к задаче 2 .............................................................. 149 
Индивидуальные задания к задаче 3 .............................................................. 154 
Индивидуальные задания к задаче 4 .............................................................. 164 
 
ПРИЛОЖЕНИЯ ............................................................................................. 175 

ВВЕДЕНИЕ.  
ЭКОЛОГИЯ И РАЦИОНАЛЬНОЕ  
ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ 
 
Экология – наука, изучающая взаимодействие живых организмов с окружающей средой. Она исследует, как живые существа взаимодействуют с водой, воздухом, почвой, другими организмами и обеспечиваются светом, теплом, питанием и прочими необходимыми условиями для их функционирования. Экологические факторы определяют возможности и ограничения для 
живых организмов, отсюда важность и необходимость их изучения. 
В основе экологического подхода лежит концепция экосистемы. Экосистема (от греч. oikos – жилище, местопребывание и система) – единый природный комплекс, который образуют живые организмы и среда их обитания 
(атмосфера, почва, водоем и т. п.), при этом живые и косные компоненты 
связаны между собой обменом вещества и энергии. Понятие экосистема 
применяется к природным объектам различной сложности и размеров: 
океан или небольшой пруд, тайга или ее участок, или даже цветочный горшок на подоконнике. 
Важно отметить, что экология изучает не только природные экосистемы, 
но и экосистемы, созданные человеком, такие как сельскохозяйственные 
поля, города и промышленные зоны. 
Стремление к пониманию и сохранению экологического равновесия становится все более актуальным в свете глобальных проблем: изменения климата, 
сокращения биоразнообразия и загрязнения окружающей среды. Экологические исследования и разработки играют важную роль в решении этих проблем, 
предлагая пути снижения негативного воздействия человека на окружающую 
среду и обеспечения устойчивого и сбалансированного развития. Охрана природы и использование ресурсов с учетом принципов экологии становятся 
неотъемлемой частью общественной и экономической деятельности. 
В экологии выделяются различные научные отрасли и дисциплины, которые изучают разные аспекты взаимодействия организмов с их окружающей средой. В зависимости от масштаба объектов изучения экология делится на несколько подразделов. 
Аутоэкология – это область экологии, которая изучает взаимодействие 
отдельного организма с его средой. Она интересуется, как организмы 

ВВЕДЕНИЕ. ЭКОЛОГИЯ И РАЦИОНАЛЬНОЕ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ 
 
6 
приспособлены к своей окружающей среде, как они получают пищу, воду, 
осуществляют размножение и выживают в условиях, присущих их виду. 
Популяционная экология или демэкология изучает популяции организмов 
и влияние на них факторов среды. Она исследует, как популяции формируются, развиваются, взаимодействуют между собой и с окружающей средой.  
Синэкология изучает биотическое сообщество в его взаимодействии с неживой средой. Взаимодействие различных организмов друг с другом с образованием сложных экологических связей, циклов питания и биологических 
сообществ – все эти непростые вопросы составляют предмет синэкологии. 
Тесно переплетается синэкология с географической или ландшафтной 
экологией, занимающейся изучением биогеосистемы и ее взаимодействия 
с окружающей средой в ландшафтах. Она исследует влияние физической 
структуры и характеристики ландшафтов на распределение и взаимодействие организмов. 
Глобальная экология изучает учение о биосфере и ее взаимодействии 
с окружающей средой в планетарном масштабе. Глобальные экологические 
процессы, такие как климат, циклы веществ и энергии, и их влияние на живые 
организмы и экосистемы, составляют предмет изучения глобальной экологии. 
Также экология изучает различные группы организмов, включая микроорганизмы, грибы, растения, животных и человека. Кроме того, она анализирует различные природные среды, такие как наземные экосистемы, пресноводные водоемы, моря и океаны. 
В этом ряду логично выделение раздела, который можно назвать экологией почвы. Почва как подсистема биогеоценоза обладает лишь некоторыми факторами жизни растений, но их значение трудно переоценить. 
Из необходимых факторов жизни растений – это элементы питания и вода, 
соотношение в почвенном растворе ионов, его концентрация, тепловая 
энергия, кислород и углекислый газ почвенного воздуха. Косвенные факторы, влияние которых на основные факторы жизни огромно, – это физические, физико-химические, физико-механические и биологические свойства 
почвы. Вся совокупность этих свойств и условий определяет уровень плодородия почвы, под которым понимается возможность обеспечения растений водой и пищей.  
Таким образом, экология помогает разобраться во взаимосвязях между 
живыми организмами и окружающей средой, а также выяснить влияние 

ВВЕДЕНИЕ. ЭКОЛОГИЯ И РАЦИОНАЛЬНОЕ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ 
 
7 
деятельности человека на экологическое равновесие. Это знание важно для 
разработки устойчивых стратегий управления и сохранения биологического 
разнообразия нашей планеты. 
Антропогенное влияние на живые системы весьма разнообразно и с годами все возрастает: интенсифицируется сельскохозяйственное освоение, 
растут города, формируются новые и преобразуются старые промышленные 
зоны и дорожные сети. В результате этих изменений происходит нарушение 
экологического равновесия, что ведет к негативным последствиям для природы и человеческого общества. По воздействию на организмы выделяют 
несколько видов экологии: промышленную, сельскохозяйственную, урбоэкологию и пр.  
Промышленная экология изучает воздействие промышленных предприятий на окружающую среду. Это включает анализ выбросов вредных веществ, 
загрязнений водоемов и почвы, а также оценку воздействия на биологическое разнообразие.  
Сельскохозяйственная экология изучает влияние сельского хозяйства на 
окружающую среду, например использования пестицидов и удобрений, вырубки лесов для расширения пахотных земель, а также воздействие на биологическое разнообразие. 
Химическая экология исследует взаимодействие химических веществ 
с живыми организмами и окружающей средой. Это включает анализ токсичности различных химических соединений, изучение механизмов их воздействия на организмы и разработку методов защиты от негативных эффектов. 
Геохимическая экология изучает взаимосвязь между химическими процессами в земной коре, океанах и атмосфере с биологическими системами. 
Это включает изучение циклов всех основных элементов, таких как углерод, 
кислород, азот, фосфор и др., и их влияния на биологическую продуктивность и разнообразие. 
Аналитическая экология основывается на сборе и анализе данных о состоянии окружающей среды, биологическом разнообразии и воздействии 
различных факторов. Динамическая экология изучает изменения в экосистемах и взаимодействие между организмами и их средой во времени. 
Историческая экология изучает изменения в экосистемах в течение длительного времени, а эволюционная экология изучает взаимосвязь между эволюцией организмов и их окружающей средой. 

ВВЕДЕНИЕ. ЭКОЛОГИЯ И РАЦИОНАЛЬНОЕ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ 
 
8 
Важным направлением экологических исследований является экология 
человека, так как человеческая деятельность оказывает значительное воздействие не только на окружающую среду, но и на здоровье человека. Аутоэкология изучает взаимодействие между человеком и его окружающей средой, 
включая такие факторы, как пища, вода и воздух. Демэкология изучает влияние на человека различных демографических и социально-экономических 
факторов, таких как урбанизация, миграция и промышленная деятельность. 
Медицинская экология исследует влияние окружающей среды на здоровье 
человека и разрабатывает меры по предотвращению и лечению экологически обусловленных заболеваний. 
Социальная экология изучает взаимодействие человеческого общества 
с окружающей средой. Это включает изучение социальных, культурных 
и экономических факторов, влияющих на отношение людей к окружающей 
среде и принятие решений в области природопользования. Экология города 
изучает взаимосвязь между городской средой и жизнью людей, включая вопросы устойчивого развития, организации транспорта, снабжения питательными веществами и управления отходами. 
Социальная экология также изучает вопросы защиты личности и разрабатывает меры по сохранению психологического и социального благополучия людей в условиях изменяющейся окружающей среды. Государственная и глобальная экополитика разрабатываются на основе результатов 
исследований в области экологии для обеспечения устойчивого развития 
и сохранения природных ресурсов на национальном и международном 
уровнях. 
В целом, экология включает множество различных направлений и подходов к изучению взаимодействия живых организмов с их окружающей средой. 
Учет всех аспектов экологии помогает нам понять сложные связи и последствия, возникающие в результате человеческой деятельности и природных 
процессов, и разработать эффективные стратегии по сохранению природных 
ресурсов и охране окружающей среды для будущих поколений.  
Из-за глобального рассеяния отходов происходит загрязнение всех природных сред (рис. 1). Последствия загрязнения гибельны для биосферы. 
Но человек продолжает относиться к природе как недальновидный потребитель, и это делает неизбежным экологический кризис.  

ВВЕДЕНИЕ. ЭКОЛОГИЯ И РАЦИОНАЛЬНОЕ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ 
 
9 
 
 
Рис. 1. Экологическая карта России (данные ООН) 

ВВЕДЕНИЕ. ЭКОЛОГИЯ И РАЦИОНАЛЬНОЕ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ 
 
10 
Русская наука в конце XIX и начале XX вв. внесла огромный вклад в мировую науку. Дмитрий Иванович Менделеев, Иван Михайлович Сеченов 
и Василий Васильевич Докучаев стали основоположниками новых направлений в естествознании, тем самым оставив неизгладимый след в его истории. 
Дмитрий Иванович Менделеев разработал знаменитую периодическую 
систему химических элементов, которая стала основой для организации 
и классификации элементов по свойствам и химической реактивности. Его 
работа стала фундаментом химической науки и имеет огромное значение 
до сих пор. 
Иван Михайлович Сеченов внес вклад в область нейрофизиологии и психологии. Он провел ряд экспериментов и доказал, что развитие человеческого организма происходит в единстве его физического и психического состояния, а также под влиянием окружающей среды. Его работы сыграли 
важную роль в формировании понимания о взаимодействии организма 
и окружающего мира. 
Василий Васильевич Докучаев создал учение о почве и показал ее значимость в объединении различных компонентов биосферы в единую систему. 
Его работы стали основой для экологических исследований и сохранения 
окружающей среды. А многие его ученики сами стали основоположниками 
новых направлений в естествознании. 
Тем не менее, несмотря на важные открытия каждого из перечисленных 
ученых, научные дисциплины того времени развивались разрозненно, и не 
было единой системы, объединяющей все знания. Но со временем накопление эмпирического материала и развитие научной мысли привели к появлению учения о ноосфере – концепции, которая описывает взаимодействие 
между человеком и окружающей средой на планете. Начало этому учению 
было положено выдающимся учеником В. В. Докучаева – Владимиром Ивановичем Вернадским, российским ученым и мыслителем планетарного масштаба. Он исследовал различные аспекты геологии, биологии, химии и астрономии, и пришел к выводу, что человечество имеет особую роль в формировании и развитии планеты Земля. Вернадский ввел понятие «ноосферы» – 
сферы мысли, где человечество влияет на экологию и развитие планеты. 
Таким образом, русская наука в конце XIX и начале XX вв. оставила глубокий след в мировой науке благодаря открытиям Менделеева, Сеченова, 
Докучаева и Вернадского, а также развитию учения о ноосфере, которое