Глобальна проблема спустелювання

Размещено на http://www.allbest.ru/

Глобальна проблема спустелювання

В Україні в результаті ерозії щорічно змивається близько 500 млн. тонн ґрунту, з якими втрачається 24 млн. тонн гумусу (а також 1 млн. тонн азоту, 0,7 млн. тонн фосфору, 10 млн. тонн калію).

Паралельно з де гуміфікацією на еродованих ґрунтах йде складний процес негативної зміни їх хімічних, фізичних і біологічних властивостей (Крупеников, 1990). Зокрема, відбувається карбонатизація ґрунтового профілю - збільшення вмісту СаС0₃, скорочується загальний вміст азоту, втрачається значна частка накопичених у верхньому шарі ґрунту мікроелементів, що асоціюють з гумусом, починається перебудова складу поглинених основ і відношення кальцію до магнію звужується, падає рухливість фосфору, зростає рН. Це зумовлює погіршення структури ґрунту і пов'язаних з нею водно-фізичних властивостей - об'ємної маси, шпаруватості, вологості в'янення, повної вологоємності, водопроникності і зниження здатності ґрунту протистояти ерозійному руйнуванню. Погіршення водо проникнення, у свою чергу, інтенсифікує поверхневий стік, що призводить до формування високих паводків і посилює ґрунтову посуху.

У міру наростання змитості досить різко падає сумарна чисельність мікроорганізмів у ґрунті. Інтегральний показник біологічної активності ґрунту - виділення з нього вуглекислого газу за певний час - на сильно змитому ґрунті у 2,5 рази менше, ніж у повно профільному.

Формування струмкової мережі утруднює механізовану обробку ґрунту, ушкоджує сходи сільськогосподарських культур і кореневі системи дерев і виноградників. Швидке зростання ярів спричинює розчленовування великих орних масивів на дрібні ділянки, що утруднює механізований обробіток ґрунту. До того ж, яри руйнують дороги, лінії зв'язку, підземні комунікації.

Крім завдання прямого економічного збитку, який визначається зниженням родючості ґрунтів і втратами врожаю сільськогосподарських культур, водна ерозія призводить до забруднення водойм, замулювання водосховищ і ставків, обміління і повного зникнення малих річок. У свою чергу, це спричинює зменшення можливостей розвитку зрошення, отримання електроенергії, судноплавства. Інтенсифікація водної ерозії є причиною насичення водних об'єктів поживними речовинами (частинками органічної речовини ґрунтів, мінеральними добривами) - появи евтрофікації водойм, яке провокує в літній час бурхливий розвиток синьо-зелених водоростей, що викликає падіння вмісту кисню у водах і, по суті, стерилізацію водойм. Практично всі великі прісноводні водойми України і прибережні акваторії Чорного і Азовського морів різною мірою схильні до цього процесу, який справедливо одержав назву «ракова пухлина водойм».

За оцінками фахівців (Булигін, 2005), збиток для України від водної ерозії, який включає непоправні втрати гумусу і поживних речовин, зниження врожайності сільськогосподарських культур на еродованих ґрунтах і збиток навколишньому середовищу (головним чином, водоймам), становить близько 10 млрд дол. СІЛА. ерозійний природний родючість ґрунтовий

Небезпечні і тривалі наслідки інтенсивного водно-ерозійного процесу. Ґрунт у глобальних біогеохімічних круговоротах є місцем безперервного поховання мертвої органічної речовини (гумусу), а, отже, і енергії колишніх епох. Сучасна біологічна продуктивність сівозмін і хімічної меліорації, практично повністю зникають. У той же час змиті ґрунти і землі, зруйновані яружною ерозією, практично не підлягають відновленню, тим більше при сьогоднішньому землекористуванні. Антропогенні ерозійні процеси реально необоротні, а тому саме ерозію ґрунтів слід розглядати як основний ЕПУП в Україні, що спричинює прогресуюче зменшення енергетичної місткості і втрати продуктивності, перш за все, сільськогосподарських ландшафтів, тобто спустелювання.

Поширення ерозійних процесів у світі

Відповідно до Зроблених у 70-ті р. XX сторіччя оцінок, на земній кулі до водної ерозії схильний 31%, дефляції - 34% суші. При цьому з близько 1,5 млрд га розораних земель до 430 млн. га вже еродоване або дефльовано (Ковда, 1978, 1981; Ерозія почви, 1980). Однак ці цифри, як це було з'ясовано пізніше, є досить приблизними. Уточнення площі і розподілу еродованих ґрунтів на земній кулі було виконано в 1988-1990 рр. у рамках проекту Глобальної оцінки індукованої людиною деградації ґрунтів, ініційованого Програмою Організації Об'єднаних Націй з навколишнього середовища (ІШЕР).

Відповідно до результатів проекту СНАЗОБ у світі налічується більше мільярда (точніше - 1093,7 млн.) гектарів ґрунтів, у різному ступені деградованих водною ерозією. Водна ерозія ґрунтів набула поширення на всіх (крім Антарктиди) континентах світу. При цьому на водну ерозію як джерело деградації припадає 56% загальної площі деградованих ґрунтів (на дефляцію, яка знаходиться в цьому «рейтингу» на другому місці, - близько 550 млн. га, або 28%). Зазначимо також, що площа еродованих земель і в глобальному масштабі, і в межах окремих регіонів і країн збільшується. Так, за даними підрозділу ООН з сільського господарства і продовольства (ФАО) щорічні втрати продуктивних земель через ерозію у світі складають 5-7 млн. га. Таким чином, у наш час еродовані ґрунти на планеті становлять близько 1,2 млрд га, або близько 9% вільної від льоду суші (13,013 млрд га). Проте в окремих країнах цей відсоток є значно більшим.

У СІЛА водна ерозія офіційно визнана національним лихом. Тут зазнає ерозії близько 44% оброблюваних земель; в окремих штатах щорічна ерозія з 1 га досягає 25-41 тонн ґрунту (Вронский, 1996). У Мексиці зазнає ерозії майже 80% оброблюваних земель (Каштанов и др., 1994). На Мадагаскарі внаслідок випалювання лісів 80% всієї території схильні до дії активної ерозії. У Чилі, де за останні роки площа лісів скоротилася з 60 до 25% , ерозією охоплено 72% земель, з них 17% вже практично втрачені для сільського господарства. Інтенсивна прискорена ерозія спостерігається в країнах Середземномор'я (Іспанії, Італії, Греції й ін.), де цей процес разом із сучасною арідизацією клімату є основним пустеле утворюючим процесом (рис. 1.9-1.10). У Болгарії із земель, що обробляються, до водної ерозії схильні 72%. За даними бюлетеня Європейської асоціації охорони ґрунтів (Е88С Ме\та1ет.т.ег), в Австрії еродовано 20% площі орних земель, у Сербії - 86,4% загальної площі. До країн, у яких проблема водної ерозії є найбільш гострою, належить Китай. Площа еродованих земель тут нині становить близько 20% загальної площі країни (площа ріллі - 15,4%) і продовжує збільшуватися. Підраховано, наприклад, що з 1985 по 1991 рік площа схильних до ерозії земель у країні збільшилася з 129 до 162 млн. га, тобто на 25,6%. Особливо несприятлива ситуація в середній частині басейна р. Хуанхе і у верхній частині басейна р. Янцзи. Річка Хуанхе, зокрема, щорічно виносить в океан більше 1,6 млрд тонн наносів. Основне джерело наносів - водно-ерозійні процеси в межах Лесового плато.

Складна ерозійна ситуація в країнах колишнього СРСР. У Російській Федерації еродовано 38,4 млн. га сільськогосподарських земель, що становить 17,2% їх загальної площі і 28% - площі ріллі. У Молдові ще в 80-х роках минулого сторіччя було більше 700 тис. га середньо - і сильно змитих ґрунтів, які помітно втратили свою первинну родючість (28% сільськогосподарських угідь), і понад 1370 тис. га ріллі на схилах, що потребують постійного і надійного захисту від руйнівних ерозійних процесів (Константинов, 1987).

Поширення ерозійних процесів в Україні

Відповідно до державного обліку, проведеного Державним комітетом із земельних ресурсів, нині в Україні нараховується 13,9 млн. га еродованих сільськогосподарських угідь (33,2% загальної площі цих угідь), у тому числі 12,6 млн. га орних земель. При цьому площа еродованих земель у країні щорічно збільшується на 80 тис. га (Булигін, 2005). Великі території зазнають яружної ерозії. Загальна площа близько 600 тис. ярів, що налічується в Україні, становить 157 тис. га.

Головною причиною поширення ерозійних процесів в Україні є сформована ще в радянську і дорадянську епоху структура земельного фонду і структура посівних площ. Зокрема, подолання в радянські часи перманентної продовольчої кризи проводилося шляхом безупинного розширення площ сільськогосподарських угідь і частки ріллі в них. За даними Держкомітету України із земельних ресурсів (2000), сільськогосподарські угіддя займають 69,5% території України (41 829,5 тис. га), з яких рілля становить 32 669,9 тис. га (54,1% загальної площі країни). У деяких адміністративних областях України рівень розораності території має ще більші значення. Наприклад, у Миколаївській області площа ріллі становить 69% території, Запорізькій - 70%, Кіровоградській - 72% тощо. Таких катастрофічних розмірів розораної території немає ніде у світі.

Крім анормально високої розораності території, інтенсифікація водно-ерозійного процесу в Україні в радянський період відбулася ще і внаслідок (Булигін, 1989):

неефективного використання коштів, що спрямовуються на боротьбу з ерозією;

недооцінки полезахисного лісорозведення;

недосконалості організації території;

ігнорування найпростіших агротехнічних протиерозійних заходів: напрямку обробітку ґрунтів, сівозмін тощо.

В останні десять років на тлі перманентної економічної кризи ситуація погіршилася ще й внаслідок проведення земельної реформи. Четвертий переділ земельної власності в Україні за останні 100 років жодним чином не сприяє стабілізації ерозійних процесів у країні.

В основу виділення приватних ділянок у користування покладені лише економічні критерії, тоді як екологічні, ґрунтоохронні чинники повністю ігноруються. Земельна реформа не супроводжується новою протиерозійною і меліоративною організацією території, упровадженням ґрунтозахисного землеробства. Реформа не базується на повному урахуванні стану земельних ресурсів, зокрема, попередньо не проведене ретельне великомасштабне ґрунтове картування земельних угідь. Відбувається поділ землі в межах існуючої організації території і структури сільськогосподарських угідь, а тим часом українськими вченими вже давно доведена необхідність вилучення з ріллі приблизно 8-10 млн. га земель, головним чином, еродованих. Таким чином, пропонується зменшити розораність території країни до 40% , збільшити площу лісів, лісосмуг, пасовищ, лугів, зон рекреації тощо.

Спроба вирівняти вихідну родючість ґрунтів для нових власників призвела до того, що ділянки, особливо в умовах малоземелля (наприклад, у Західній Україні), нарізаються шириною в кілька десятків метрів уздовж схилу. Руйнування ґрунтової родючості відбувається через загальний перехід на сівозміни з короткою ротацією, збільшенням насиченості однотипних сільськогосподарських культур, часто просапних (наприклад, соняшника), з метою одержання швидкого прибутку. Хронічна нестача фінансово-матеріальних ресурсів у колективних господарствах, у фермерів та орендарів зумовила перевагу тільки економічних критеріїв їхньої господарської діяльності, а, отже, залишається нереалізованим друге завдання систем землеробства - підвищення родючості ґрунтів. Результатом такої реорганізації земельної власності буде тільки повна деградація ґрунтової родючості, у тому числі, через інтенсифікацію ерозійних процесів.

Відповідно до фізико-географічного районування територію України поділяють на три природні зони: широколистяних і мішаних лісів (Полісся), Лісостеп і Степ. Крім цього, окремо виділяють гірські території -- Кримські і Карпатські гори. Кожній природній зоні притаманне унікальне сполучення кліматичних, геоморфологічних і ґрунтових факторів, а також свій специфічний характер використання земель, що визначає рівень інтенсивності водно-ерозійних процесів Українське Полісся займає 22% території країни (10,4 млн. га) і характеризується перевагою опадів над випаровуваністю, що спричинює формування поверхневого стоку і досить густої гідрологічної мережі. Велику частину території займають дерново-підзолисті ґрунти легкого гранулометричного складу, які характеризуються низькою протиерозійною стійкістю. Схилові землі становлять 61% усіх сільськогосподарських угідь, однак переважають ухили набагато менше 5°. При існуючій у Поліссі структурі посівних площ та системі обробітку ґрунту навесні не зайнято рослинністю близько 70% площі ріллі, що визначає провідну роль ерозії при сніготаненні в загальному водно-ерозійному процесі. Водної ерозії зазнає близько 10% усієї площі Полісся (1 млн. га).

Лісостеп України - найбільш ерозійно-небезпечна частина країни. Це пов'язане не тільки з тим, що тут активно проявляється як ерозія при таненні снігів, так і зливова ерозія, а й зі специфічним землекористуванням. Зокрема, стимулювання ерозійних процесів відбувається через високу розораність території (до 70%), наявність у сівозмінах великої частки просапних культур, зокрема, цукрового буряку і кукурудзи, і (особливо у південних і східних районах) чистих парів. Чорноземи та сірі лісові ґрунти характеризуються високою протиерозійною стійкістю, однак тривале землеробське використання земель лісостепу (з часів трипільської культури та Київської Русі) призвело до переваги еродованих різновидів цих ґрунтів. Наявність кількох великих височин пояснює високу ерозійну розчленованість території цієї природної зони (глибина базису ерозії досягає 100-125 м) і густу яружно-балкову мережу. Схилові землі (більше 1°) становлять 76%) території Лісостепу, з яких еродовано близько 30%. Сучасними водно-ерозійними процесами охоплено майже 4 млн. га. Особливо небезпечні водно-ерозійні процеси відбуваються на Правобережжі Дніпра, а також на території Подільської і Придніпровської височини. До речі, зона південного лісостепу і північного степу України була виділена Г.І. Швебсом (1974) як пояс максимальної водної ерозії в країні.

Степова зона України охоплює 40% території країни (25 млн. га). Схилові землі становлять 47% , з яких уже еродовано більш 38% , тобто 11 млн. га. Зокрема, у Донецькій області еродовано 71% усіх сільськогосподарських угідь, у Луганській - 62% , в Одеської - 56% частково ці землі зазнають і вітрової ерозії. Через часті відлиги тут не формується стійкий сніговий покрив, а тому головним джерелом вод, які визначають ерозійне руйнування ґрунтів, є зливи. В українському Степу переважають чорноземні і каштанові ґрунти, що мають досить високу протиерозійну стійкість у порівнянні, наприклад, з лісовими ґрунтами. Однак винятково висока розораність території, велика зливова активність, несприятлива структура посівних площ (обов'язкова, наприклад, наявність парів як попередника під основну культуру Степу озиму пшеницю) стимулює розвиток ерозійних процесів у цій частині України. Крім того, Степ -- основний район поширення зрошуваних земель, що призвело до появи тут такого специфічного ерозійного процесу, як іригаційна ерозія ґрунтів. Найбільше інтенсивно ерозійні процеси в Степу виявляються на Донецькому кряжі, Приазовській височині, у межиріччях Дніпра і Південного Бугу, Південного Бугу і Дністра, а також на південних і східних відрогах Подільської та Придніпровської височини.

Ерозієзнавство і його місце в системі наук

Як зазначалося, водна ерозія є специфічним процесом руйнування ґрунтів і пов'язаних з ними елементів агроландпіафтів. Вона спричинює їх повну деградацію, завдаючи величезного економічного і екологічного збитку в багатьох країнах світу, у тому числі й в Україні. Актуальність та значущість проблеми водної ерозії була усвідомлена вже в 30-ті роки минулого сторіччя (див. п. 1.6). До 1970-х років були опубліковані тисячі статей, видані сотні монографій, присвячених різним аспектам ерозійної проблематики географами різних спеціальностей (у першу чергу, гідрологами, геоморфологами, фізико-географами), ґрунтознавцями, агрономами, економістами і представниками багатьох інших спеціальностей. Усе це створило об'єктивні передумови для об'єднання досліджень, пов'язаних з вивченням причин, умов і закономірностей прояву ерозійних процесів, наслідків їх прояву, а також з обґрунтовуванням заходів, спрямованих на захист ґрунтів від ерозії і меліорацію еродованих земель, у самостійну наукову дисципліну, що одержала назву «ерозієзнавство» (Заславский, 1973, 1976, 1979; Трегубов, 1976; Швебс, 1977, 1981 і ін.).

У ці ж роки пройшла інституалізація ерозієзнавства як наукової дисципліни. Були створені: спеціалізовані відділи, що вивчають проблему водної ерозії, у ряді науково-дослідницьких галузевих і академічних інститутів, спеціалізовані науково-дослідні інститути (наприклад, Український науково-дослідний інститут захисту ґрунтів від ерозії, створений у 1974 р. в м. Луганськ), у деяких вищих учбових закладах - спеціалізовані кафедри, де стали викладатися відповідні навчальні дисципліни (див. п. 1.6Таким чином, ерозієзнавство - це самостійна наукова дисципліна, яка розглядає водну ерозію як процес, його наслідки для навколишнього середовища і господарської діяльності та способи їх запобігання. Знаходячись на перетині географії, ґрунтознавства, біології, окремих напрямків циклу сільськогосподарських і економічних наук, ерозієзнавство має свої чітко визначені об'єкт і предмет досліджень, свої методи і напрямки подальшого розвитку.

Об'єктом досліджень ерозієзнавства є ерозійна геосистема -природно-господарська територіальна система, що виділяється на основі однотипності і однонаправленості функціонування водно-наносного потоку. Основним компонентом ерозійної системи є еродовані ґрунти. Проте в її склад також входять ґрунтоутворюючі породи, рельєф, клімат, рослинний покрив і господарська діяльність людини.

Предметом досліджень ерозієзнавства є не тільки власне процес водної ерозії, закономірності його формування і протікання, але й фактори, що його визначають (елементи клімату, стан поверхні ґрунту, рельєф, господарська діяльність людини тощо), а також результати водно-ерозійного процесу, зокрема, еродовані ґрунти, та принципи, методи і технології оптимізації використання ерозійно-небезпечних земель.

Ерозієзнавство має свої власні польові, камеральні і лабораторні методи досліджень. У той же час воно широко використовує методи інших наук, у першу чергу тих, з якими ерозієзнавство найбільш тісно пов'язане - ландшафтознавства, гідрології, геоморфології, ґрунтознавства і агрономії. (Характеристика методології ерозієзнавства подана в розділі 2).

Міждисциплінарне інтеграційне походження і складність предмета досліджень ерозієзнавства обумовлюють виділення декількох груп завдань, які покликана вирішувати ця наукова дисципліна. Зокрема, М.М. Заславським було виділено шість таких груп завдань відповідно до основних напрямків розвитку ерозієзнавства (Заславский, 1979, 1983). Наведемо перелік цих завдань з урахуванням змін, що відбулися в суспільстві і науці останнім часом.

Вивчення закономірностей прояву ерозії в різних природних умовах, розробка методів оцінки і картографування ерозійно-небезпечних земель і інтенсивності прояву ерозії ґрунтів. Цей напрямок досліджень ближчий за все до циклу географічних наук.

Вивчення змитих ґрунтів, розробка методів їх картографування, прийомів відновлення родючості і підвищення протиерозійної стійкості ґрунтів. Цей напрямок досліджень близький до циклу ґрунтознавчих наук.

Розробка протиерозійних систем землеробства для різних природних зон. Напрям досліджень примикає до циклу сільськогосподарських наук.

Розробка прийомів захисту ґрунтів від ерозії при використанні ерозійно-небезпечних несільськогосподарських земель у різних галузях народного господарства. Напрям пов'язаний з цілою низкою різних за своєю приналежністю наук, у тому числі, з інженерною геологією і ґрунтознавством, гідротехнікою, лісоводством, інженерним проектуванням тощо.

5. Розробка методики складання міжгосподарських, міжгалузевих або територіальних схем і проектів захисту ґрунтів від ерозії як складової частини територіальних програм стійкого розвитку. Напрям досліджень примикає до різних циклів наук, включаючи географічні, ґрунтознавчі, сільськогосподарські, економічні, екологічні і соціальні.

6. Розробка загальнотеоретичних питань подальшого розвитку ерозієзнавства. Напрям спирається на власний багаж ерозієзнавства з урахуванням загальних тенденцій розвитку «великої науки» і пов'язаних з ерозієзнавством циклів наук.

Сучасна бурхлива «екологізація» практично всіх природничих наук як результат реакції суспільства на швидке погіршення навколишнього середовища деталізує місце ерозієзнавства в системі наук про Землю. Існують успішні спроби створення нової міждисциплінарної науки про взаємодію природи і суспільства - загальної екології (геоекології), об'єктом якої виступають територіальні об'єкти (геосистеми), з яких і складається нині трансформована антропогенною діяльністю географічна оболонка Землі. Цю частину географічної оболонки іноді називають екосферою (Голубев, 1998). Предметом дослідження геоекології є сам процес, а також наслідки впливу господарської діяльності на геосистеми та реакція останніх на ці впливи. В англомовній літературі подібну проблематику прийнято відносити до «великої» екології, до науки про навколишнє середовище. З цього погляду традиційна система природничих наук зазнає корінних змін: усі екологічні напрямки в науках про Землю конвертуються і стають складовими єдиної гео екології. А тоді ерозіознавча тематика буде лише одним із розділів цієї «науки XXI століття».

Вчення про ерозію ґрунту з цих позицій є теоретичною основою не стільки ґрунтозахисного землеробства, скільки складової більш загального завдання гео екології - обґрунтування раціонального природокористування в геосистемах, зокрема, ерозійно-небезпечних.

Размещено на Allbest.ru