Проблема опустынивания
При росте температуры окружающей среды увеличивается объем испаряющейся жидкости. Уменьшение объема выпадающих осадков приводит к глобальной аридизации. Она представляет собой уменьшение степени увлажнения земли, приводящее к сокращению биологической продуктивности. Так начинается опустынивание степей. Водная и ветровая эрозии, приводящие к опустыниванию, угрожают землям при вырубке леса. Эрозия вызывает передвижение верхних слоев почвы и их переотложение под действием воды или ветра. Также повышается испарение жидкости с земель, которые ранее были под защитой деревьев. Места, где постоянно пасут скот, крайне быстро остаются без флоры. При пониженном поступлении влаги новая трава не вырастает, это приводит к опустыниванию.
Опустынивание относится к труднокомпенсируемым последствиям климатических изменений, так как на восстановление одного условного сантиметра плодородного почвенного покрова уходит в аридной зоне в среднем от 70 до 150 лет. Последствия опустынивания в экологическом и экономическом отношении очень существенные и всегда отрицательные. Уменьшается производительность сельского хозяйства, сокращаются разнообразие видов и количество животных, что особенно в бедных странах приводит к ещё большей зависимости от природных ресурсов. Опустынивание ограничивает доступность элементарных услуг экосистемы и угрожает безопасности людей.
По данным ЮНЕП (Программы ООН по окружающей среде), — четверть нашей суши находится под угрозой опустынивания. Всего в мире подвержено опустыниванию более 2 млрд. га. Ежегодно эта цифра увеличивается на 12 млн га. В результате снижения продуктивности пахотных земель и пастбищ возникает угроза существованию свыше 1 млрд. человек более чем в 100 странах мира.
Основные критерии опустынивания, а в более широком смысле — опустошения (детериорации) определены на Международной конференции в Найроби в 1990 году. К их числу относятся следующие.
Деградация растительного покрова. Главным биологическим индикатором современного состояния ландшафтов является растительный покров: степень проективного покрытия, видовой состав, жизненные формы, первичная продукция и др. Изменения этих показателей в сторону уменьшения количества и качества указывают на степень деградации растительного покрова. Не менее важными индикаторами опустынивания являются показатели, характеризующие животный мир: структуру популяций, особенности размножения, массовые всплески обилия видов или наоборот, массовая гибель из-за болезней или недостатка корма.
Наблюдения за состоянием растительного покрова, используемого в качестве пастбищ в ландшафтах степной, полупустынной и пустынной зон показывают, что при перегрузке пастбищ происходит деградация растительности и, как следствие, опустынивание ландшафта. Пустынные пастбища, характеризующиеся вообще низкой продуктивностью, особенно сильно страдают от длительного выпаса скота. Сильная сбитость растительного покрова наблюдается вблизи водопоев.
Площадь естественной растительности в аридных ландшафтах постоянно сокращается вследствие трансформации ее в пашню. Практически все плодородные и удобные для освоения земли уже освоены под богарное или орошаемое земледелие. Освоение новых земель, как правило, сопровождается мощным техногенным воздействием на рельеф и почвенно-растительный покров, что усиливает экологическую дестабилизацию ландшафтов.
Ветровая и водная эрозия. Ветер разрушает горные породы, развевает песчаные толщи, лишенные растительного покрова. Рыхлый материал переносится и отлагается на огромных пространствах. Эоловый перенос, поднимая с поверхности почвы мелкозем и кристаллики соли, способствует засолению почв далеко расположенных гумидных ландшафтов, расширяя тем самым ареал опустошенных земель.
По характеру своей деятельности ветровая эрозия может иметь площадное равномерное и очаговое проявление. В обоих случаях ее результатом являются разнообразные формы аккумулятивного эолового рельефа. Последний характеризуется подвижностью, тенденциями захвата новых территорий. Одним из распространенных типов опустынивания является водная эрозия. Ее опасность тесно связана с крутизной склонов, структурой почв и степенью проективного покрытия растительностью. На пологих (0-5°) задерненных склонах опасность водной эрозии наименьшая, на крутых (15-30°), лишенных растительности, — наибольшая. Показателями опустынивания являются густота эрозионной сети, мощность почвенного профиля (степень смытости почв), проективное покрытие растительности.
Деградация и засоление почв. Деградация почв происходит в результате смыва или выдувания плодородного слоя. Засоление зависит от глубины и минерализации грунтовых вод. Угроза деградации почв зависит от таких природных факторов, как механический состав грунтов, крутизна склонов. Средний и легкий суглинок характеризуют умеренную опасность опустынивания, супесь — сильную, а песок — очень сильную. Деградация почв и растительности на песчаных отложениях ведет к образованию подвижных эоловых песчаных массивов. Отношение площади закрепленных песков к площади слабозакрепленных и подвижных песков — важный критерий опустынивания. Как же обычно происходит соленакопление в районах интенсивного орошаемого земледелия? Известно, что в оросительных системах значительная часть воды фильтруется сквозь русла каналов. В результате длительного использования одних и тех же орошаемых земель с избыточным поливом происходит подъем уровня грунтовых вод. По капиллярам вода подтягивается к дневной поверхности. При прохождении через грунты содержание солей в воде увеличивается до 3-10 г/л, и после испарения влаги соль остается. На орошаемых землях пустынь умеренного пояса за год с одного гектара испаряется до 10000 м3 воды, при этом в верхнем слое почвы может накопиться до 20 т солей.
Антропогенный фактор
Как уже было сказано, на расширение пустынных территорий могут влиять природные причины. И тем не менее главным фактором этого процесса остается человеческая деятельность.
Антропогенными факторами опустынивания являются:
- чрезмерная нагрузка выпасаемого поголовья скота на единицу пастбищной территории (перевыпас);
- сплошная бесплановая вырубка кустарников и деревьев на топливо и местное строительство;
- выкорчевка полукустарников и многолетних трав для создания страховых запасов кормов;
- произвольная прокладка грунтовых дорог, бессистемный выбор объездов труднопроходимых участков территории;
- развитие промышленных объектов, способствующих образованию «техногенных» ландшафтов;
- развитие орошения и зарегулирование стока крупных рек и временных водотоков;
- неорганизованный туризм и рекреационная деятельность населения.
Главной причиной возникновения антропогенного опустынивания является хозяйственная деятельность человека.
Антропогенная нагрузка на хрупкие аридные экосистемы ведет к их быстрой деградации. В результате антропогенного воздействия на территории, которые болезненно реагируют на внешнее вмешательство, в этих местах однозначно будут проявляться процессы опустынивания. Одной из важнейших причин опустынивания и деградации агросферы является уменьшение площади лесов. Так, лесистость черноземной полосы России за 150 лет уменьшилась с 38-40 до 6-15%, а водосборных бассейнов крупных рек с 30-40 до 1030%. Существенно ухудшился генофонд многих древесных и кустарниковых пород. Сокращение лесов на фоне усиления индустриально-промышленного и транспортного загрязнения (эмиссия вредных веществ только от стационарных источников достигает 32 млн т/год) привело к деформированию структуры теплои влагообмена, нарушению радиационного баланса агроландшафтов, ослаблению их регуляторно-восстановительного потенциала. По этой причине поступающая солнечная энергия в значительной части стала расходоваться не на синтез органического вещества, а на перегрев и обезвоживание территории, то есть на формирование более частых и интенсивных засух и суховеев.
В Поволжье и Центрально-Черноземном округе почти каждый второй-третий год стали засушливыми, увеличилась опасность возникновения пыльных бурь. Климатологи прогнозируют дальнейшее осложнение агроэкологических условий в связи с перспективой глобального потепления климата, увеличения в атмосфере концентрации СО2 и других парниковых газов.
Негативная агроэкологическая обстановка усугубляется высокой степенью распаханности и малой лесистостью сельскохозяйственных земель.
В России прогрессирующими темпами идет деградация земельных ресурсов.
В основных земледельческих районах страны, где распаханность сельхозугодий давно превышает допустимые пределы и достигает 6090%, темпы деградации таковы, что уже в ближайшие десятилетия возможен кризис экологии и экономики аграрного сектора такого масштаба, на устранение последствий которого потребуются затраты и напряжение производительных сил, сопоставимых с затратами на устранение последствий крупных катастроф или локальных войн. Так, в настоящее время 65% пашни, 28% сенокосов и 50% площади пастбищ подвержены разрушающему, порой совместному воздействию эрозии, дефляции, периодических засух и суховеев. В России около 32 млн га засушливых земель, подверженных процессам опустынивания, причем год от года их площадь увеличивается. В основном это Прикаспийский регион — часть Волгоградской области, Саратовской, Астраханской, Ростовской, а также земли Калмыкии, равнинного Дагестана, Чечни и Ингушетии. Они лежат в пределах зон сухих степей, полупустыни и пустыни. Семиаридные и аридные ландшафты не одно тысячелетие вмещали в себя племена кочевниковскотоводов, сохраняя свою устойчивость и биологическую продуктивность. Попытки интенсификации хозяйства вызвали негативный отклик — начались быстрые процессы опустынивания, деградации и снижения продуктивности биогеоценотического покрова. Зазвучали тревожные предупреждения о том, что засушливые земли России превращаются в районы экологического бедствия.
В советское время официальная позиция была такова, что опустынивания не существует, и эту проблему постоянно обходили стороной. И только начиная с 1977 года, после конференции ООН по борьбе с опустыниванием, заговорили о том, что в СССР, в частности в Средней Азии, эти процессы налицо. В 1994 г. ООН была принята Конвенция по борьбе с опустыниванием, и в 1997 г., после подписания 50 странами, она вступила в силу. Россия присоединилась к этой конвенции в 2003 году. Чтобы восстановить слой почвы (который подвергся влиянию эрозии) толщиной, скажем, 2-2,5 см, понадобится около 500 лет.
Константин Кулик, академик РАН, заслуженный деятель науки РФ и Республики Калмыкия, главный научный сотрудник ФНЦ агроэкологии РАН (г. Волгоград): «Наши уникальные черноземы формировались тысячелетиями, а мы разрушили их за какой-то короткий исторический период 150-200 лет. Естественно, что даже за 500 и за 1000 лет почва в том виде, в котором она сформировалась изначально, уже не вернется. При интенсивной эксплуатации земельных ресурсов мы должны обязательно думать о том, что мы оставим будущим поколениям. Либо мы оставим Сахару у нас на юге России, либо мы должны взяться за ум и заниматься восстановлением почвенного плодородия за счет применения современных и ресурсосберегающих адаптивных агротехнологий».
Невидимый кризис
Согласно данным ООН, засушливые земли занимают 30% земной поверхности в более 100 странах мира, и на данных землях в настоящее время проживают 2 млрд человек. При подтверждении сценария, предлагаемого ООН с учетом нынешних темпов опустынивания, к 2025 году каждый пятый житель Земли будет проживать на территории, подверженной засухе. На данный момент по всему миру деградировано более двух миллиардов гектаров продуктивных земель, и мы продолжаем деградировать дополнительно 12 млн гектаров ежегодно.
Опустынивание — это тихий, невидимый кризис, который дестабилизирует глобальное сообщество. Опустынивание, деградация земель и засуха (ОДЗЗ) — это проблемы глобального масштаба.
Опустынивание усугубляет экономические, социальные и экологические проблемы, такие как бедность, плохое здоровье, отсутствие продовольственной безопасности, утрата биоразнообразия, нехватка воды, снижение устойчивости к изменению климата и вынужденная миграция.
Согласно данным ВОЗ, потенциальное воздействие опустынивания заключается в риске недоедания из-за снижения продовольственных и водных запасов, чистой воды, риске респираторных заболеваний, вызванных атмосферной пылью от ветровой эрозии, риске распространения инфекционных заболеваний при вынужденной миграции из-за опустынивания. Опустынивание напрямую влияет на продовольственную безопасность: мы не можем продолжать деградацию земель при наличии задачи по увеличению производства продуктов питания на 70% к 2050 году для обеспечения глобальной продовольственной безопасности.
Потеря продуктивных земель побуждает людей принимать рискованные жизненные решения. В сельских районах, где люди зависят от дефицитных продуктивных земельных ресурсов, деградация земель является движущей силой вынужденной миграции. По прогнозам, к 2045 году около 135 миллионов человек могут быть вынуждены мигрировать в результате опустынивания.
Конвенция по борьбе с опустыниванием ООН является единственным юридически обязательным международным соглашением, связывающим окружающую среду и развитие с устойчивым управлением земельными ресурсами.
Конвенция Организации Объединённых Наций по борьбе с опустыниванием в тех странах, которые испытывают серьезную засуху и/ или опустынивание создана в целях объединения усилий государственных и общественных организаций на международном, региональном, национальном и местном уровнях по борьбе с опустыниванием, деградацией земель и смягчению последствий засухи.
Конвенция была принята в Париже 17 июня 1994 года в результате Конференции ООН по окружающей среде и развитию (ЮНСЕД) в Рио-де-Жанейро и вступила в силу 26 декабря 1996 года. По данным на 29 мая 2012 года, Конвенция была ратифицирована 195 странами.
В Конвенции конкретно рассматрива-ются засушливые, полузасушливые и сухие субгумидные районы, известные как засушливые районы, где можно найти некоторые из наиболее уязвимых экосистем. В десятилетней стратегии КБОООН указана основная цель — «создать глобальное партнерство для предотвращения опустынивания и деградации земель и смягчения последствий засухи в пострадавших районах в целях поддержки сокращения масштабов нищеты и обеспечения экологической устойчивости.
К задачам КБО ООН относится предоставление глобальной платформы для поддержки национальных и региональных стратегий, научно-технических знаний, информирования широкой общественности, лоббирования и мобилизации ресурсов. Исполнительными институтами и органами КБО ООН являются Конференция сторон, Комитет по рассмотрению осуществления Конвенции, Комитет по науке и технологиям, Глобальный механизм, отвечающий за финансы, и Секретариат КБО ООН, отвечающий за организационные вопросы.
С 2 по 13 сентября 2019 года в Дели (Индия) состоялась четырнадцатая сессия Конференции сторон Конвенции ООН по борьбе с опустыниванием — глобальная встреча на высоком научном и политическом уровнях. На встрече, в которой приняли участие более 8000 представителей разных стран, в том числе сотрудники Института географии РАН, определялись основные стратегии и пути решения проблемы деградации земель на глобальном и региональном уровнях.
На конференции обсуждались вопросы достижения Целей устойчивого развития ООН, нейтрального баланса деградации земель. Особое внимание уделено проблемам пыльных и песчаных бурь. На Конференции были представлены глобальные оценочные доклады и региональные обзоры по состоянию земель в Северо-Восточной Азии, Восточной Африке, Западной Африке, Латинской Америке и Карибском бассейне.
Причины антропогенного опустынивания приведены в диаграмме 1. Главным из этих факторов является выпас скота (перевыпас). Например, в Центральной Европе 1 га плодородных, хорошо ухоженных пастбищ может прокормить 3-5 домашних животных, тогда как в Саудовской Аравии, например, 50-60 га пустынных пастбищ дают корм одному животному. Увеличение поголовья домашнего скота, в свою очередь связанное с ростом населения, во всех полупустынных районах приводит к вытаптыванию травянистой растительности, превращению рыхлых травяных почв в легко развеваемые пески. Так, причиной опустынивания в Австралии является неправильное ведение животноводства, а в Украине — земледелия (комментарий к диаграмме).
Европейская пустыня
Республика Калмыкия расположена в Прикаспийском регионе Российской Федерации и обладает уникальным многокомпонентным ресурсным потенциалом. Географическое положение территории региона предопределяет наличие здесь аридного и семиаридного климата с индексом аридности 0.20-0.47 и среднегодовым количеством атмосферных осадков 210-360 мм. Проявляющаяся здесь крайняя степень деградации, опустынивание, в наибольшей мере поражает природные экосистемы и сельскохозяйственные земли. На интенсивность и направленность динамики аридных земель существенно повлияли историко-географические особенности хозяйственного использования природных ландшафтов.
История деградации
Выделяется несколько периодов динамики опустынивания в регионе:
период первый — «от экологического риска к экологическому кризису» (1850-1890 гг.), — когда на территории Прикаспийской низменности преобладали общинные формы землепользования и основным направлением хозяйственной деятельности являлось отгон-но-кочевое животноводство;
период второй — «от экологического кризиса к экологическому бедствию» (18901920 гг.), — когда продолжали наращиваться площади пашни под «хлебопашество» и увеличивалось поголовье овец тонкорунных пород «шпанки», что привело к тому, что «огромные ковыльные пространства превратились в бесплодные равнины»;
период третий — «от экологического бедствия к экологическому кризису» (1920-1940 гг.) — характеризируется как переход к оседлости местного населения, сопровождающийся увеличением скотопоголовья и изменением структуры стада в пользу овец, а также нарушениями принципа «сезонности» при использовании пастбищ;
период четвертый — «сохранения кризисной экологической ситуации» (1940-1960 гг.), — когда продолжалось становление и развитие стационарных хозяйств с их переходом на отрасль тонкорунного овцеводства. В числе климатических особенностей этого периода — сильнейшая засуха в 1946-1984 гг. В этот период скота было столько, сколько могла обеспечить растительность и местные водоисточники. Уровень продуктивности естественных пастбищ и наличие порядка 600 колодцев на линзах грунтовых вод позволяли содержать примерно 1.8 млн. голов овец. Перерыв в использовании пастбищ был связан с войной 19411945 гг. После передачи земель в административное пользование Ставропольского края, Астраханской и Ростовской областей началось дополнительное расширение площадей богарной и орошаемой пашни, в том числе распашка песков и возделывание однолетних культур по технологиям, не адаптированным к местным условиям.
период пятый — «нарастания экологического кризиса» (1960-1970 гг.), — когда происходила замена курдючно-мясошерстного направления тонкорунным, характеризовался увеличением поголовья до 2.2 млн. и при круглогодичном выпасе все это способствовало ослаблению устойчивости естественных экосистем. Кроме этого, в этот период было ещѐ и распахано свыше 150 тыс. га на легких песчаных и супесчаных почвах для производства посевов зерновых и кормовых культур без соблюдения и выполнения каких-либо мероприятий противоэрозионного характера. Опустынивание охватило 37% территории. Распашка дала толчок необратимым изменениям экосистем на Черных землях, что в большей степени и привело к образованию антропогенной пустыни — единственной в Европе.
период шестой — «от экологического кризиса к экологическому бедствию» (1970-1990 гг.), к когда отмечалось вполне необоснованное наращивание количества поголовья скота до 3.5 млн. голов овец, а с учетом частных оно составило 5 млн. голов, тем самым превысив 2-3 кратную перегрузку пастбищ и снижение их продуктивности. Уже в 1986-1987 гг. от острого недостатка кормов в зимний период произошѐл падеж скота, превышавший 800 тыс. голов. В 1986 году площадь развеваемых песков в республике развернулась на 600 тыс. га, при этом ежегодная скорость нарастания очагов опустынивания составила в среднем 40-50 тыс. га в год. Дефицит средств на восстановление и функционирование достаточно нормальной и комфортной среды обитания явился одной из причин исчезновения 25 населенных пунктов Республики Калмыкия. Опустыниванием было охвачено 83% территории республики.
В результате нерациональной ирригации на Черных землях из-за вторичного засоления было выведено из сельскохозяйственного оборота более 100 тыс. га земель. Из-за сопровождающегося при этом подъема уровня грунтовых вод было подтоплено 33 населенных пункта. Мероприятия по предотвращению опустынивания в республике сводились к разработке эколого-технологических основ и программ ведения адаптивного земледелия и рационального пастбищного хозяйства, созданию устойчивых экосистем пастбищного и противоэрозионного назначения.
период седьмой — «от экологического бедствия к экологическому кризису» (1990-2000 гг.) — характеризуется переходом к рыночной экономике и наметившимся выходом из экологического бедствия; в начале 2000-х годов, в связи с социально-экономической перестройкой и сопутствующими трудностями началось резкое повсеместное сокращение содержания поголовья скота (почти в 3 раза), соответственно, нагрузка на пастбища стала в 1.5 раза ниже их емкости. Это обстоятельство способствовало началу восстановления растительности естественных пастбищ и снижению пастбищной дигрессии.
Однако в настоящий период с повсеместно регистрируемыми заметными изменениями климата, возрастающей антропогенной нагрузкой на экосистемы всех уровней и недостаточным финансированием работ по мелиорации земель и ликвидации негативных агроэкологических последствий проблема деградации и опустынивания сельскохозяйственных угодий приобретает все большую остроту.
В последние годы к причинам деградации прибавились такие мощные факторы воздействия, как разработка и освоение месторождений природных ископаемых. Так, например, как правило, в радиусе 400-500 м от буровых и нефтедобывающих скважин растительность уничтожена на 60-80%, а в радиусе 100 м и ближе — полностью. На используемых нефтегазовых месторождениях основными факторами, способствующими деградации, являются: разлив нефти, вклинивание грунтовых соленых вод, влияние токсичных буровых растворов и сжигание факелов, дорожная дигрессия и сеть нерегламентированных полевых дорог. Дороги и нарушения от проезда транспорта (нерегламентированный проезд по степи колесного и гусеничного транспорта) вызывают нарушения естественного почвенно-растительного покрова механическим путем — от уплотнения до полного уничтожения, при этом возрастает тенденция отчуждения земель и трансформации природных экосистем.
Принимаемые меры
Многолетние исследования Калмыцкого научно-исследовательского института сельского хозяйства, Черноземельской опытной станции при участии Всесоюзного научно-исследовательского института агролесомелиорации позволили разработать и предложить эффективные методы восстановления пастбищной экосистемы на месте открытых песков. В начальный период производства фитомелиоративных работ по реализации «Генеральной схемы по борьбе с опустыниванием Черных земель» (1986) закрепление песков проводилось по упрощенной технологии путем посева волоснеца гигантского. В дальнейшем осуществлен переход на технологию комплексного освоения открытых песков, предусматривающую восстановление опустыненных и улучшение деградированных пастбищ путем формирования многоярусных фитоценозов — лесопастбищ, включающих в себя не только пастбищный травостой, но и древесно-кустарниковый ярус.
Усовершенствованная технология восстановления пастбищной экосистемы в местах открытых песков складывается из нескольких биогеоценотически обоснованных последовательных этапов. Первый этап заключается в посадке поздней осенью или ранней весной в барханной части ландшафта сеянцев джузгуна. Второй этап связан с формированием зонально-типичных для песчаных местообитаний пастбищных экосистем. При этом производится посев прутняка распростертого и преимущественно песчаных экотипов полыни белой житняка сибирского и других многолетних трав.
Для предотвращения опустынивания территории разработан алгоритм решения комплексных проблем, направленных на изучение закономерностей устойчивого функционирования природных экосистем и обеспечивающих рациональное использование экологического потенциала природно-территориального комплекса региона для создания благоприятной системы жизнеобеспечения.
Для экологически безопасного функционирования агроландшафтов Республики Калмыкия учеными Всероссийского научно-исследовательского института гидротехники и мелиорации имени А.Н. Костякова разработаны дифференцированные для каждого вида сельскохозяйственных угодий методы и способы восстановления деградированных земель, такие как способ формирования пырейно-солодкового агрофитоценоза для восстановления вторично засоленных почв при близком залегании уровня грунтовых вод (он даѐт возможность в течение 5 лет поддерживать проективное покрытие злаковой и бобовой культурами на уровне 80-90%, что в итоге позволяет вернуть деградированные орошаемые земли в сельскохозяйственный оборот).
Для восстановления продуктивных качеств фитоценозов на деградированных пастбищах разработаны технологии по их коренному улучшению. Применяется технология возделывания риса на деградированных землях, она включает в себя проведение комплекса мелиоративных мероприятий. Данная технология обеспечивает повышение урожая риса по сравнению с традиционной технологией возделывания на 21-33%.
Несмотря на принимаемые меры, в настоящее время все еще присутствующая неэффективная система землепользования приводит к нарушениям динамического равновесия экосистем, оказывает негативное влияние как на экономику региона, так и на благосостояние общества. Наибольшая опасность деградационных процессов возникает при совместном воздействии природных и антропогенных факторов, тем самым вызывая эффект синергизма.
