В результате каких процессов земле угрожает заболачивание подтопление опустынивание

Обновлено: 13.05.2024

Опустынивание, также называемое дезертификацией – это регрессия земельных ресурсов, выражающаяся в снижении их плодородия и уменьшении биологического разнообразия. Территории в результате такой регрессии становятся не пригодными для жизни не только людей, но и многих видов растений и животных. Впервые термин был введен в 40-х годах 20 века.

Основные причины опустынивания земель Изменение климата
Водная и ветровая эрозии
Неправильный и избыточный выпас скота
Вырубка лесов
Нерациональное использование пахотных земель
Неправильная мелиорация
Осушение болот и озер

Влияние на человека и окружающую среду

Типы опустынивания

Опустыниванию могут подвергаться не только участки с грунтом, но и объекты гидросферы. Объединяет все объекты то, что они становятся неспособны к самостоятельному восстановлению первоначального состояния. В пределах таких территорий нарушаются природные процессы, становится невозможна жизнь живых организмов, развитие растений.

Каждая группа характеризуется разными объектами, которые подверглись деградации. Несколько групп опустынивания по разным видам территорий:

деградация пастбищ;
обезлесение;
осушение;
засоление почвы.

Деградация пастбищ

Места выпаса скота подвержены опустыниванию из-за ряда причин, связанных с особенностями жизнедеятельности животных. При большом и регулярном скоплении скота происходит затаптывание верхнего слоя почвы. Из-за это уничтожаются растения и становится невозможным их самостоятельное восстановление и произрастание.

Помимо затаптывания, растения уничтожаются из-за их использования в качестве корма у травоядных жвачных животных.

Обезлесение земель (дефорестизация)

Сокращение площади лесов происходит по естественным и антропогенным причинам. К естественным причинам относятся инфекции, вызванные деятельностью вредоносных насекомых. Например, в 2010-х в Подмосковье случилось несколько вспышек деятельности жуков-короедов, из-за чего пришлось вырубить несколько десятков тысяч гектаров леса.

Другая причина обезлесения – лесные пожары и массовые вырубки.

Оба фактора возникают в результате человеческой жизнедеятельности, а объемы поражения превышают (в России – в 2 раза) способность леса к самовосстановлению. Половина уничтожаемых лесов – результат умышленных поджогов для формирования посевных сельскохозяйственных территорий.

Осушение дна водоемов

Аналогично вырубке лесов для увеличения площади посевных сельскохозяйственных территорий используются методы по осушению водоемов. В некоторых случаях осушение может происходить непреднамеренно в результате ошибок или чрезмерном водопотреблении. Например, Аральское море не предполагалось осушать, но это произошло из-за чрезмерного забора воды в реки Амударья и Сырдарья. Вода из этих рек использовалась для орошения сельскохозяйственных угодий. Осушение произошло из-за превышения объемов забора воды над объемами естественного восстановления.

Аральское море со спутника

Осушение может вызываться естественными причинами в засушливые сезоны, поэтому для борьбы со снижением уровня водоемов сооружаются гидротехнические сооружения. Например, Волжско-Камский каскад ГЭС позволил поднять средний уровень воды в Волге с 1-2 метров до 3-4. До строительства гидросооружений для Волги было характерно обмеление в засушливые сезоны.

Засоление почвы

Нарушение состава верхнего слоя грунта, испарения влаги и сокращение других питательных элементов приводит к засолению почвы. Оно возникает при ошибках в мелиоративных работах, из-за чего в почве накапливаются избытки соли. Для развития растений должна соблюдаться определенная среда, характеризуемая химическим параметром pH. В соответствии с ним почва бывает кислотной или щелочной, а для развития каждого растения подходят только определенные значения.

Изменение кислотно-щелочного состава почвы активно используется дачниками и садоводами для выращивания определенных культур. Для этого они удобряют землю, повышая ее кислотность и щелочность. Вместе с этим в почве меняется количество соли, а ее избыток приводит к снижению плодородных свойств.

Экология СПРАВОЧНИК

Карты обеднения растительного и животного мира в Экологическом атласе России. Карты антропогенного опустынивания в региональных материалах Национальной программы действий по борьбе с опустыниванием.[ …]

С помощью космических снимков обнаружено крупномасштабное изменение альбедо (также как и теплового баланса) поверхности Земли, прежде всего вследствие уничтожения лесной растительности и развития антропогенного опустынивания (Григорьев, 1985).[ …]

Наибольшие изменения происходят в районах искусственного орошения и пастбищного животноводства. Вторичное засоление, полная деградация наземного покрова вследствие перевыпасов свидетельствуют о развитии процессов антропогенного опустынивания. В Нижнем Поволжье возникли полупустынные районы.[ …]

Как и земледелие, животноводство имеет много разнообразных форм в связи с различиями природных условий и уровней развития общества. В животноводческих агроэкосистемах геоэкологические изменения более постепенны, но не менее глубоки. Не случайно, одна из проблем геоэкологии заключается в определении того, каким было исходное, до антропогенное состояние африканской саванны, поскольку она постепенно трансформировалась под влиянием многотысячелетнего и весьма интенсивного выпаса скота. В засушливых районах мира основная геоэкологическая проблема пастбищного скотоводства — постепенное истощение пастбищ, то есть прогрессирующее антропогенное опустынивание вплоть до уничтожения растительного и почвенного покрова.[ …]

Некоторое превышение приходной части бюджета над расходной связано с продолжающейся дегазацией верхней мантии Земли, а также с постепенным выветриванием горных пород. К этим естественным причинам следует добавить также увеличение эолового (ветрового) выноса и дополнительного поступления с речным стоком минеральных компонентов вследствие антропогенного опустынивания, сведения лесов на огромных территориях и эрозии почв.[ …]

Не всё в мире в процессе развития устойчивого сельского хозяйства было успешным. Пахотные площади увеличивались, но во многих случаях вследствие ухудшения состояния агроэкосистем снижалась урожайность культур. Значительная часть земель безвозвратно потеряна для сельского хозяйства в результате водной и ветровой эрозии почв, их засоления и заболачивания, и антропогенного опустынивания. Общая площадь безвозвратно потерянных и сильно деградированных земель находится в пределах 15 млн. км (11% свободной от льда территории мира), то есть сравнима с современной площадью пашни мира. Еще на 6 млн. км (5% территории мира) биологическая продуктивность значительно понижена в результате деятельности человека. Деградация как природных систем, так и агроэкосистем продолжается.[ …]

Между тем, в настоящее время деятельность человека больше способствует истощению запасов воды на суше, чем их приумножению. Это выражается в следующем: 1) в сокращении протяженности мелкой речной сети; 2) в понижении уровня ряда озер или их полном иссушении; 3) превращении заболоченных земель в осушенные; 4) значительной потере влаги почвами и подстилающими породами в областях антропогенного опустынивания; 5) понижении уровня подземных вод в районах избыточного водозабора.[ …]

Еще одно негативное экологическое последствие сведения лесов — изменение альбедо земной поверхности. Альбедо (лат. albedo — белизна) — это величина, характеризующая способность поверхности отражать падающие на нее лучи. Интегральное альбедо крон деревьев составляет 10—15%, травы 20—25, свежевыпавшего снега — до 90%. Альбедо земной поверхности — один из важных факторов, определяющих климат как в целом в мире, так и отдельных его регионов. Установлено, что серьезные изменения климата на планете могут быть вызваны изменением альбедо поверхности Земли всего лишь на несколько процентов. В настоящее время с помощью космических снимков обнаружено крупномасштабное изменение альбедо (так же как и теплового баланса) всей поверхности Земли. Ученые полагают, что это вызвано, прежде всего, уничтожением лесной растительности и развитием антропогенного опустынивания на •начительной части нашей планеты.[ …]

Этапы опустынивания земель

Разрушение верхнего слоя земли, в результате которого случается обезлесение, происходит постепенно. Всего выделяются 3 стадии деградации земли:

Ликвидация крупных растений, приводящая к эрозии (выветриванию) территории.
Сокращение покрова мелких растений (например, травы), питающей верхний слой грунта.
Разрушение верхнего слоя почвы.

Деградация усугубляется и ускоряется, если параллельно происходит осушение водоемов и грунтовых вод. Из-за ликвидации растений территория теряет способность к самовосстановлению. Характерные признаки опустынивания – ветровая и водная эрозия, приводящая к образованию оврагов, дюн.

Основные причины опустынивания

Опустынивание территорий может происходить сразу по нескольким взаимосвязанным факторам, как это произошло с Аральским морем, например. Человеческая жизнедеятельность, орошение сельскохозяйственных угодий и засушливый тропический климат привели к многократному осушению водоема. Два вида причин опустынивания в глобальном смысле:

Естественные факторы

Опустынивание без вмешательства человека обычно происходит в регионах с засушливым климатом. Это подтверждает наличие крупных пустынь, которые вместе занимают примерно 14% суши на Земле. Такие большие пустыни как Сахара, Калахари, Гоби и многие другие возникли задолго до активного вмешательства человека в экосистему. Естественное образование пустынь связано с недостатком влаги и растительности, из-за чего происходит эрозия почвы.

Антропогенные факторы

Опустынивание под влиянием человека происходит в результате разных видов деятельности:

лесозаготовок;
сельского хозяйства;
нерационального использования пространства и водных ресурсов.

Деградации при лесозаготовках предшествует процесс обезлесения, при котором территория теряет древесный покров. Из-за длительного срока восстановления леса теряют способность самостоятельно воспроизводиться.

В сельском хозяйстве разрушение покрова происходит аналогично, причем причина не только в самом выпасе скота, но и в нерациональном использовании земли. Крупные животноводческие предприятия отошли от практики свободного выпаса скота, все операции по кормлению и поддержанию жизнеспособности животных проводятся в стойбищах. Проблемы сельскохозяйственной деятельности: неправильное или чрезмерное использование пестицидов, нарушение ирригационных систем.

Нарушение растительного покрова в водоеме может привести к опустыниванию прибрежных территорий. Для предотвращения этого фактора берега рек и озер засаживаются деревьями, препятствующими чрезмерной намывке песка. Песок своей массой способен уничтожить растительный и плодородный покров. Например, российский поселок Шойна оказался почти полностью покрыт слоем песка, принесенным ветром и Белым морем. Это произошло из-за ликвидации подводной прибрежной растительности в результате браконьерского рыбного промысла.

Последствия опустынивания

Опустынивание земель, особенно связанное с антропогенной нагрузкой, приводит к разрушению экосистем, потере биологического разнообразия, снижает доступность воды и пищи для людей. Кроме того, регрессия почв – важная помеха для развития многих государств.

Влияние на человека и окружающую среду

Дезертификация почвы приводит к сокращению производительности сельского хозяйства, снижает разнообразие культур для выращивания. Экосистема таких земель не способна удовлетворить человеческие потребности в пище.

В регионах повышается количество песчаных бурь, в результате чего разрушаются строения, а у людей развиваются заболевания глаз, дыхательных путей. Снижается качество и количество доступной питьевой воды.

К экологическому влиянию можно отнести:

изменение рельефа;
уменьшение биологического разнообразия;
изменение климатических условий региона и близлежащих земель.

Нехватка чистой пресной воды – глобальная проблема человечества

Загрязнение воды, как экологическая проблема номер один на планете

Вторичное загрязнение водоёмов как процесс, приводящий к деградации водных объектов

Влияние на глобальном уровне

Опустынивание тормозит экономику многих государств, особенно сельскохозяйственных стран. Уменьшение количества природных ресурсов в результате дезертификации снижает уровень ВВП. Дефицит воды и пищи приводит к появлению беженцев, что взывает межгосударственные конфликты.

Районы опустынивания Земли

Если не считать полярных территорий, то непосредственно пустыни занимают примерно 14% суши, общая площадь засушливых территорий – почти 45%. Эти территории называются аридными, полуаридными, засушливыми. Они расположены в тропических и субтропических климатических зонах обоих полушарий, а также частично в умеренной зоне Северного полушария. Регионы, для которых характерен пустынный климат:

Африка: Северная, Южная, Африканский Рог;
Азия: Аравийский полуостров, Средняя Азия, Монголия;
приграничные территории США и Мексики;
Австралия.

Общая площадь пустынных территорий на Земле превышает 20 миллионов км2. Опустынивание обычно происходит на окраинах действующих пустынь, из-за чего усиливаются ветряные потоки, приводящие к эрозии.

Вырубка лесов

Безлесные территории используют для выращивания кормовых культур. Но такая земля быстро теряет плодородный слой, и через 2-3 года использования превращается в пустыню.

Последствия вырубки лесов

Сокращение вечнозеленых лесов Африки уменьшает количество осадков. Растения замедляют изменение климата, поскольку поглощают основную часть углекислого газа с поверхности земли. Поэтому их уничтожение ставит под угрозу не только обитателей самих лесов, но и все живое на планете.

В экваториальном поясе Африки большую часть года идут ливни. Деревья поглощают дождевую воду и постепенно отдают ее рекам и озерам. С вырубкой растительности выпавшие осадки разливаются по поверхности земли, вызывая наводнения. На смену затоплениям приходит засуха. Такое положение ведет к голоду и массовой гибели людей. Если не прекратить уничтожение лесов, в течение следующих трех десятков лет от голода погибнет более 1 миллиарда человек.

Показатели опустынивания

Оценка степени опустынивания фактически соответствует этапам, по которым территория подвергается этому негативному влиянию.

Учитывается растительный покров: чем он крупнее и разнообразнее, тем меньше риск деградации. Растения в порядке возрастания риска: крупные хвойные и лиственные деревья, кустарники, травяной покров, плодородный слой почвы.

Региональный климат, а не близость к пустыням, определяет риск местности.

kikkerdirk / Getty Images

Опустынивание – это один из видов деградации земель. Оно происходит, когда засушливые земли становятся все более засушливыми или пустынными. Опустынивание не обязательно означает, что эти районы с дефицитом воды превратятся в пустынный климат – только то, что естественная продуктивность их земель будет утрачена, а ресурсы поверхностных и подземных вод уменьшатся. (Чтобы образовалась климатологическая пустыня, место должно испарять весь дождь или снег, которые оно получает ежегодно. Засушливые земли испаряют не более 65% осадков, которые они получают.) Конечно, если опустынивание является серьезным и стойким, оно может влиять на климат региона (1).

Если опустынивание будет решено достаточно рано и будет незначительным, его можно обратить вспять. Но после того, как земли сильно опустыненны, их восстановление становится чрезвычайно трудным (и дорогостоящим).

Каковы причины опустынивания?

Опустынивание вызывается природными явлениями, такими как засухи и лесные пожары, а также деятельностью человека, такой как неправильное управление земельными ресурсами и глобальное потепление.

Обезлесение

LeoFFreitas / Getty Images

Когда леса и лесные массивы окончательно очищены от деревьев и другой флоры, что называется обезлесением, очищенная земля может стать намного теплее и суше. Это связано с тем, что без растительности эвапотранспирация (процесс, который переносит влагу в воздух из листьев растений, а также охлаждает окружающий воздух) больше не происходит. Удаление деревьев также удаляет корни, которые помогают связать почву вместе; поэтому почва подвергается большему риску быть смытой или унесенной дождями и ветрами.

Эрозия почвы

Когда почва размывается или изнашивается, верхний слой почвы (слой, который находится ближе всего к поверхности и содержит необходимые питательные вещества для сельскохозяйственных культур) уносится, оставляя после себя очень бесплодную смесь пыли и песка. Мало того, что песок менее плодороден, но из-за более крупных частиц он не удерживает столько воды, как другие типы почвы, и, таким образом, увеличивает потерю влаги.

Превращение лесов и пастбищ в сельскохозяйственные угодья является одним из основных источников эрозии почвы. В глобальном масштабе темпы деградации почв по-прежнему выше, чем темпы почвообразования (3).

Чрезмерный выпас скота

Martin Harvey / Getty Images

Перевыпас (чрезмерный выпас скота) также может привести к опустыниванию. Если животные постоянно едят с одного и того же участка пастбища, травам и кустарникам, которые они потребляют, не дается достаточно времени для продолжения роста. Поскольку животные иногда поедают растения до корней, а также питаются саженцами и семенами, растения могут вообще перестать расти. В результате образуются большие открытые участки, где почва остается уязвимой для элементов и уязвимой для потери влаги и эрозии.

Плохая практика ведения сельского хозяйства

Плохие методы ведения сельского хозяйства, такие как чрезмерная культивация (чрезмерное возделывание на одном участке земли) и монокультурное выращивание (выращивание одной культуры из года в год на одной и той же земле) могут нанести вред здоровью почвы, поскольку не дают достаточного времени для пополнения питательных веществ почвы. Чрезмерная обработка почвы (слишком частое или слишком глубокое перемешивание почвы) также может привести к ухудшению качества почвы из-за ее уплотнения и слишком быстрого высыхания.

Одно из крупнейших событий опустынивания в истории США – Пыльный котёл 1930-х годов – было вызвано такими неэффективными методами ведения сельского хозяйства в регионе Великих равнин. (Условия также усугубились серией засух.)

Засуха

Засухи, продолжительные периоды (от месяцев до лет) небольшого количества дождя или снега, могут вызвать опустынивание, создавая нехватку воды и способствуя эрозии. Поскольку растения отмирают из-за недостатка воды, почва обнажается и легче выветривается. Когда осадки вернутся, почва также будет легче размываться водой.

Лесные пожары

Крупные лесные пожары способствуют опустыниванию, убивая растительный мир; опаляя почву, что снижает влажность почвы и увеличивает ее уязвимость к эрозии; и допуская вторжение неместных растений, которое возникает при повторном засеивании выжженных ландшафтов. По данным Лесной службы США, инвазивные растения, которые резко сокращают биоразнообразие, встречаются в 10 раз больше на выжженных ландшафтах, чем на невыжженных землях (4).

Изменение климата

Средняя глобальная температура воздуха на Земле с доиндустриальных времен повысилась примерно на 2 градуса по Фаренгейту. Но температура суши, которая нагревается быстрее, чем над океаном или в атмосфере, на самом деле повысилась на 3 градуса по Фаренгейту. Это потепление земель по-разному способствует опустыниванию. Во-первых, это вызывает тепловой стресс у растительности. Глобальное потепление также усугубляет экстремальные погодные явления, такие как засухи и наводнения, которые способствуют эрозии. Более теплый климат также ускоряет разложение органических веществ в почвах, делая их менее богатыми питательными веществами (5).

Где происходит опустынивание?

Горячие точки опустынивания включают Северную Африку, Юго-Восточную Азию (включая Ближний Восток, Индию и Китай), Австралию и Латинскую Америку (Центральную и Южную Америку, а также Мексику). Среди них Африка и Азия сталкиваются с наибольшей угрозой из-за того, что большинство их земель являются засушливыми землями. Фактически, согласно отчету, опубликованному в журнале Nature, на эти два континента приходится почти 60% засушливых земель мира (6).

Запад США, особенно юго-запад, также очень уязвим для опустынивания.

Карта, показывающая глобальную уязвимость к опустыниванию. Области, заштрихованные красным, имеют очень высокую уязвимость.
U.S. Department of Agriculture / Wikimedia Commons / Public Domain

Африка

Учитывая, что 65% земель Африки составляют засушливые районы, неудивительно, что этот континент является наиболее пострадавшим от опустынивания. По данным Института мировых природных ресурсов, опустынивание в Африке настолько велико, что к 2025 году континент сможет прокормить не более четверти своих жителей. Сахель – переходная зона между засушливой пустыней Сахара на севере и поясом суданских саванн к югу – один из самых деградированных регионов континента. Южная Африка – другое дело. И Сахель, и южная часть Африки подвержены сильной засухе. К другим факторам опустынивания на континенте относятся изменение климата и сельское хозяйство (7).

Почти четверть территории Индии подвергается опустыниванию, в основном из-за водной эрозии из-за муссонов, потери растительности в результате урбанизации и чрезмерного выпаса скота, а также ветровой эрозии. Поскольку сельское хозяйство является основным источником валового внутреннего продукта (ВВП) Индии, потеря продуктивности земель обходится стране в 2% ВВП в 2014-2015 годах (8, 9).

90% земель на Аравийском полуострове находится в засушливом, полузасушливом и сухом субгумидном климате и, следовательно, подвержены риску опустынивания. Рост населения полуострова (благодаря доходам от нефти, он имеет один из самых высоких ежегодных темпов прироста населения в мире) ускорил деградацию земель за счет увеличения спроса на продукты питания и воду в регионе, который и без того испытывает дефицит воды. Чрезмерный выпас овец и коз и уплотнение почвы внедорожниками (это снижает способность воды проникать в почву и тем самым разрушает растительный покров) также ускоряют процесс опустынивания в некоторых из наиболее пострадавших арабских стран, включая Израиль, Иорданию, Ирак, Кувейт и Сирию (10, 11).

По данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН, в Китае опустынивание охватывает около 30% территории страны. Экономический ущерб от опустынивания оценивается в 6,8 миллиарда долларов США в год. Северный Китай, особенно регионы вблизи Лёссового плато, особенно уязвим, и опустынивание там в значительной степени вызвано ветровой и водной эрозией (12, 13).

Аэрофотоснимок опустынивания, вторгающегося в регион Нинся в Китае.
Planet Labs, Inc. / Wikimedia Commons / CC By-SA 4.0

Австралия

Опустынивание Австралии проявляется в утрате многолетних трав и кустарников. Засуха и эрозия являются основными факторами, ответственными за расширение засушливых регионов. Засоление почвы – накопление солей в почве, которое увеличивает токсичность почвы и лишает растения воды – также является основной формой деградации земель в Западной Австралии.

Латинская Америка

В Латинской Америке к основным причинам деградации земель относятся обезлесение, чрезмерное использование агрохимикатов и чрезмерный выпас скота. Согласно исследованию журнала Biotropica, 80% вырубки лесов происходит всего в четырех странах: Бразилии, Аргентине, Парагвае и Боливии (14).

По оценкам отчета об изменении климата, миграции и безопасности, опустынивание ежегодно уносит более 640 квадратных километров мексиканских сельскохозяйственных угодий и привело к тому, что около 80 000 фермеров стали экологическими мигрантами (15).

Каковы глобальные последствия опустынивания?

Когда происходит опустынивание, повышается уровень отсутствия продовольственной безопасности и бедности, поскольку земли, которые когда-то служили источником продовольствия и сельскохозяйственных рабочих мест, становятся бесплодными. Чем больше разрастается опустынивание, тем больше сокращается пригодная для жизни среда обитания и больше людей голодают, пока в конечном итоге им не придется покинуть свою родину, чтобы найти другие места для заработка. Короче говоря, опустынивание усугубляет бедность, ограничивает экономический рост и часто приводит к трансграничной миграции. По оценкам Организации Объединенных Наций (ООН), к 2045 году 135 миллионов человек могут быть перемещены в результате опустынивания (16).

Опустынивание также сказывается на здоровье людей из-за увеличения частоты и интенсивности пыльных бурь, особенно в Африке, на Ближнем Востоке и в Центральной Азии. Например, в марте 2021 года по северному Китаю прокатилась пыльная буря в начале сезона – крупнейшая за десятилетие, обрушившаяся на Пекин, Китай. Пыльные бури переносят твердые частицы и загрязнители на большие расстояния. При вдыхании эти частицы могут вызвать респираторное заболевание и даже повредить сердечно-сосудистую систему (17).

Но опустынивание угрожает не только человечеству. Ряд находящихся под угрозой исчезновения видов животных и местных растений может исчезнуть из-за утраты среды их обитания из-за деградированных земель. Например, индийская большая дрофа, похожая на страуса птица, глобальная популяция которой сократилась до 150 особей, сталкивается с дополнительными проблемами выживания, поскольку ее среда обитания на сухих пастбищах сократилась на 31% в период с 2005 по 2015 год (18, 19).

Большая индийская дрофа.
Yogesh Bhandarkar / Getty Images

Деградация пастбищ также связана с угрозой для индийского нилгирийского тара, популяция которого в 2007 году сократилось до 100 особей (20).

Более того, около 70% территории монгольской степи – одной из крупнейших в мире сохранившихся пастбищных экосистем – в настоящее время считается деградировавшей, в основном из-за чрезмерного выпаса скота (21).

Что мы можем сделать?

Другие решения по борьбе с опустыниванием включают ротационный выпас скота, лесовосстановление и посадку быстрорастущих деревьев для защиты от ветра.

Наше мировое сообщество не может надеяться решить проблему опустынивания, если мы не осознаем полностью ее масштабы. По этой причине также необходимо повышать осведомленность об опустынивании. Хорошее место для начала – отмечать Всемирный день опустынивания и засухи вместе с ООН каждый год 17 июня (26).