Суша и вода, жара и ветер, человек и животные
Каспийский регион представляет собой один из самых динамичных регионов планеты. Именно здесь сложился целый комплекс природно-климатических факторов, которые определяют эволюцию природной среды. В первую очередь речь идет о соленых подстилающих породах (слоях, расположенных под почвой). Также наблюдается естественно аридный климат (сухой и с высокой и испытывающей большие колебания температурой), недостаточное количество влаги.
При высоком испарении с поверхности почвы происходит трансгрессия (повышение относительно берега) уровня Каспийского моря, зарегулирование стока Волги и еще целый ряд факторов, которые создают очень полярные условия: наряду с опустыниванием в некоторых местах, наоборот, происходит гидроморфизм, то есть переувлажнение.
Помимо непростых природных факторов, свое влияние на природу Каспийского региона оказывают и антропогенные факторы. Сегодня все больше исследователей приходят к выводу, что среди причин опустынивания начинает доминировать хозяйственный фактор, особенно перевыпас сельскохозяйственных животных. В результате климатические особенности и хозяйственная деятельность привели регион в печальную группу лидеров по распространению опустынивания.
Не только высохшая трава
Проблема опустынивания до сих пор традиционно рассматривалась скорее в свете изменения растительного покрова. Как внешний признак самого процесса опустынивания это правильно, но не стоит забывать, что изначально изменения происходят именно в почве, трансформируются основные почвенные свойства, которые определяют ее биосферные функции.
В первую очередь прекращается процесс гумосообразования. Из-за того, что в почве находится недостаточное количество влаги, уменьшается количество органики. Следствием этого становится разрушение почвенных агрегатов (элементов, объединенных в результате слипания и склеивания), что вызывает, в свою очередь, дефляцию, то есть ветровую эрозию, и почва начинает интенсивно терять кальций, изменяются ее химические свойства. Все это негативно влияет на благополучие биоты (совокупности живых организмов) в почве.
Традиционные методы фитомелиорации (мероприятий, направленных на существенное улучшение земель с помощью культивирования или поддержания естественных растительных сообществ) при этом часто оказываются неэффективными.
В 1970–1990-х гг. были приняты программы, посвященные лесомелиорации. По сути, они сводились к тому, что выбирались наиболее несложные участки с точки зрения опустынивания, и на них высаживались растения. При этом никаких дополнительных технологий не применялось, поэтому часть растений выживала, часть — нет. Если говорить об открытых песках, то опыт Калмыкии показал: далеко не всегда процесс мелиорации приводит к желаемому результату.
Сегодня исследователи убеждены: необходимо проводить комплексную мелиорацию с корректировкой почвенных свойств с помощью использования микробиологических препаратов на основе местных, зональных актиномицетов (бактерий). Только в этом случае фитомелиорация может принести желаемый результат.
Полевые и модельные лабораторные эксперименты показали, что частично преодолеть фактор сильнейшего дефицита влаги и обеспечить рост и развитие растений в этих сложных условиях возможно, использовав для этого микроорганизмы, освоившиеся в данной природной среде. Это представители актиномицетов, цианобактерий и микроводорослей, адаптировавшихся к высоким показателям температуры, концентрации солей и радиации.
Данные микроорганизмы продуцируют в окружающую среду комплекс вторичных экзометаболитов (продуктов обмена веществ) различного состава с самыми разными, в том числе азотистыми, кислород- и серосодержащими соединениями, что в сочетании с фитомелиорацией значительно повышает иммунитет растений.
Проблема, не знающая ни региональных, ни государственных границ
Задача борьбы с опустыниванием сегодня поставлена на самом высоком уровне во всех прикаспийских государствах. Проблема опустынивания территории остро стоит в Казахстане, Туркмении, в низменной части Ирана и Азербайджана происходят вторичное засоление и водная эрозия.
В России процессам опустынивания подвергается около 100 миллионов гектар (46,8%) сельхозугодий. Зона опустынивания тянется по югу России, через Поволжско-Уральский регион и юг Западной Сибири до Забайкалья. Особенно ярко эти процессы проявляются в Астраханской и Волгоградской областях, республиках Калмыкия и Дагестан. Ученые предупреждают, что ситуация грозит стать необратимой.
Астраханский государственный университет (АГУ) им. В.Н. Татищева активно включился в решение данной проблемы. Борьба с опустыниванием является задачей одного из стратегических национальных проектов в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет 2030». В университете создана научная лаборатория «Экология и охрана почв», оснащенная всем необходимым оборудованием для проведения исследований и разработки технологий по борьбе с опустыниванием и деградацией почв. Результаты апробируются на опытном полигоне университета, заложенном в учебно-опытном хозяйстве АГУ «Начало».
Ученые АГУ поставили перед собой задачу найти «код пустыни», применив для этого современные методы и подходы из различных научных сфер. В лаборатории «Генетика и селекция сельскохозяйственных растений» с целью повышения эффективности фитомелиорации в аридных регионах создается система перспективных высокопродуктивных, климатически и экологически дифференцированных сортов многолетних засухо- и солеустойчивых кормовых трав на основе традиционных и современных методов селекции.
Точечные локальные мероприятия, которые зачастую проводят отдельные регионы, к желаемому эффекту не приведут. Борьба с опустыниванием — проблема общая. На площадке II Международного научного форума «Каспий 2022: пути устойчивого развития» АГУ инициировал создание Консорциума образовательных организаций высшего образования и научных организаций в сфере борьбы с опустыниванием и деградацией почв в целях формирования научно обоснованной концепции охраны почв и предотвращения опустынивания с использованием новых технологий восстановления почв, сохранения биоразнообразия и оздоровления экосистем.
«Каспийский регион имеет большое геостратегическое значение и большой ресурсный потенциал. Для нас очень важно остановить негативные процессы деградации природной среды, в том числе опустынивания. Создание консорциума позволяет использовать уникальные компетенции экспертов и ученых организаций-участников для совместного ответа на один из глобальных вызовов человечеству», — отмечает ректор Астраханского государственного университета Константин Маркелов.
