CC BY
210
АРИДНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ, 2002, том 8, № 16
============= СИСТЕМНОЕ ИЗУЧЕНИЕ АРИДНЫХ ТЕРРИТОРИЙ============
УДК 528.9
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ПО ОЦЕНКЕ И КАРТОГРАФИРОВАНИЮ ОПУСТЫНИВАНИЯ В РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ1
© 2002 г. Г.С. Куст**, Н.Ф. Глазовский*, О.В. Андреева, Б.П. Шевченко, Д.В. Добрынин
*Институт почвоведения МГУ РАН 119889 Москва, Воробьёвы горы, МГУ, Россия **Институт географии Российской Академии наук 119017Москва, Старомонетный переулок, 29, Россия
Засушливые, полузасушливые и сухие субгумидные районы занимают значительную часть стран СНГ, включая отдельные части Молдовы, Южную Украину, Юг Европейской части России и отдельные регионы в ее Азиатской части, равнинную часть Азербайджана, ряд долин Армении и Грузии, а также большую часть государств Центральной Азии. По существующим расчетам (Глазовский Н.Ф., Орловский Н.С., 1996) площадь сухих и засушливых регионов с отношением осадков к потенциальной эвапотранспирации < 0,65 составляет здесь свыше 4,6 млн.кв.км.
В России почвы, находящиеся в сельскохозяйственном использовании, в результате водной эрозии нарушены на площади 300 тыс. кв. км, ветровой - 79 тыс. км2. Ежегодно площадь эродированных земель возрастает на 4 - 5 тыс. км2, на площади 7,7 тыс. км2 происходит вторичное засоление орошаемых земель. Деградация растительного покрова лишь в Калмыкии и в Астраханской области превышает 60 тыс. км2, а в целом захватывает около 7000 тыс. км2. На Северном Кавказе практически все сельскохозяйственные угодья являются эродированными или эрозионно-опасными. В Поволжье, на Южном Урале и в Западной Сибири не менее 25% пашни подвержено эрозии. Лишь в пределах степной зоны уменьшение плодородия почв и почвенная эрозия привели к снижению продуктивности пашни на 36% (Государственный доклад..., 1994).
Пастбища составляют основную часть сельскохозяйственных угодий сухой и засушливой зон. Вместе с тем, преобладающим по площади видом опустынивания во многих частях России является деградация растительного покрова пастбищ. В России лишь в пределах Калмыкии и Астраханской области - на 60 тыс.км. кв. В результате продуктивность пастбищ снижена на 40 -60 %. В полупустынях и пустынях только 15-20% пастбищ находятся в удовлетворительном состоянии, 30-40% площади занято умеренно сбитыми пастбищами, 3040% - сильно сбитыми, а 15-20% пастбищ вышли из сельскохозяйственного использования и превратились в сбитые пески и бедленды. В пределах песчаных пастбищ площадь открытых и подвижных песков увеличилась с 5 - 10 % до 20 -30%.
Недостатки в проектировании, строительстве и эксплуатации оросительных систем привели к тому, что в России из 5 млн. га орошаемых земель 739 тыс.га (или 15 %) находятся в неудовлетворительном состоянии.
Еще большую площадь занимают территории, подверженные действию засух. Области с вероятностью засух более 25% помимо сухих и засушливых регионов включают значительную часть Молдовы, Украины, юга России и Закавказье, а области с вероятностью засух менее 25% включают еще более северные территории до широты Санкт-Петербурга в европейской части региона (60° с.ш.), часть юга Сибири и даже Центральную Якутию.
Особенно большую практическую опасность засухи представляют для регионов степной зоны. Именно к степной зоне приурочена максимальная продукция фитомассы в
1 Работа выполнена при поддержке Программы ООН по окружающей среде, гранта РФФИ № 010448492, гранта Президентской программы поддержки молодых докторов наук № 01-15-99432.
растительном покрове, достигающая 22 т/га в год. Наличие здесь плодородных почв (во многих районах одного из наиболее плодородных типов почв мира - черноземов) исторически предопределило развитие здесь земледелия. Именно в этих районах расположен основной зерновой пояс Украины, России и Казахстана. Так, например, степи и лесостепи Русской равнины, занимающие 6 % территории России дают 40% ее сельскохозяйственной продукции (Государственный доклад..., 1994).
С 1998 по 2000 год в Институте географии РАН и Институте почвоведения МГУ-РАН проводилась работа по проекту ЦЫБР по созданию Карты опустынивания Российской Федерации с целью обзорной характеристики проявлений деградации земель на территории Российской Федерации, связанных преимущественно с неблагоприятными антропогенными и природными воздействиями.
Понятие опустынивания, индикаторы опустынивания и засух с учетом региональных особенностей России
Опустынивание - деградация земель в засушливых, полузасушливых и сухих субгумидных районах в результате действия различных факторов, включая изменения климата и деятельность человека (Конвенция., 1996). Территории, подверженные опустыниванию, определяются как области, помимо полярных и субполярных районов, в которых отношение среднего ежегодного уровня осадков к потенциальной эвапотранспирации колеблется в диапазоне от 0,05 до 0,65.
Индикатор опустынивания - название негативного изменения элементов ландшафта или явления, указывающего на наличие опустынивания.
В рамках борьбы с опустыниванием земель приоритетно в качестве индикаторов рассматриваются почвенный (преимущественно под пастбищами и при орошении) и растительный покров. Именно эти компоненты составляют основу содержания термина «земли», согласно Конвенции ООН по борьбе с опустыниванием. А так как почва является средством производства фитопродукции, то оценка ее деградации смыкается по своей задаче (или по смыслу) с оценкой деградации растительного покрова. То есть оценка опустынивания в конечном итоге сводится к оценке снижения биопродуктивности сельскохозяйственных и лесных угодий.
Соответственно, основным базовым индикатором опустынивания мог бы стать показатель снижения запасов (или прироста) биомассы - индикатор конечного результата (заметим, что в методике ЮНЕП этот индикатор используется, но не самостоятельно, а в составе групп других индикаторов). Однако один такой показатель (ранг 1) не может отразить разнообразия причин и особенностей этих процессов, знание которых необходимо для принятия решений, адекватных природным, хозяйственным и социально-экономическим особенностям различных регионов. Более того, для сельскохозяйственных земель, находящихся в севообороте, флористические характеристики вообще не имеют смысла. Поэтому вводятся дополнительные индикаторы, среди которых по праву преобладают почвенные.
Следующие по рангу индикаторы опустынивания (ранг 2) соответствуют по названиям типам опустынивания в системе ЮНЕП: ветровая эрозия, водная эрозия, засоление орошаемых земель, деградация растительного покрова, техногенное опустынивание. По содержанию это преимущественно индикаторы непосредственных причин. Каждый из них объединяет группу индикаторов 3 ранга. Так, индикатор опустынивания «ветровая эрозия» (2 ранг) объединяет следующие показатели (индикаторы 3 ранга): увеличение площади, занятой котловинами выдувания; уменьшение задернованности; увеличение площади, покрытой подвижными песками; проективное покрытие кустарников и полукустарников, и другие.
Индикаторами 3 ранга являются преимущественно показатели изменений элементов ландшафта (деградация растительности, сокращение проективного покрытия, засоление почв, уменьшение содержания гумуса и т.д.), социально-экономической обстановки (например,
вынужденное сокращение поголовья скота) или появление негативных событий (например, наводнений).
Помимо системы оценки действующих процессов опустынивания методика UNEP предлагает набор индикаторов, для оценки предрасположенности территории к опустыниванию (опасность опустынивания). Критерии опасности определяются следующим образом:
1. Засоление почв - по глубине грунтовых вод и качеству оросительной воды.
2. Ветровая эрозия - по группе ветроэрозионной опасности, скорости ветра, климатическому фактору ветровой эрозии.
3. Водная эрозия - по склонам, эрозионной характеристике поверхностного слоя почвы, климатическому фактору водной эрозии
4. Деградация растительного покрова - по климатическому фактору биологической деградации.
В целом система индикаторов опустынивания, разработанных UNEP, во многом применима и для России, однако в настоящем виде система может быть использована лишь в качестве блока для характеристики наиболее засушливых регионов страны, таких, например, как Калмыкия, Астраханская область. Для расширения сферы применимости предлагаемой ЮНЕП системы оценки опустынивания необходимо дополнительно учесть природную и социально-экономическую специфику России. Возможно расширение набора индикаторов и в самом «аридном» блоке. Об этом свидетельствуют и многочисленные работы специалистов по проблемам опустынивания (Харин Н.Г., Бабаев А.М., Курбанмурдов К. и др., 1992, Харин Н.Г., Каленов Г.С., Бабаев А.М., 1988, Provisinal methodology, 1984). Необходимость дополнительных индикаторов и частичная корректировка критериев определяется также и задачами картографирования, особенно для карт обзорных масштабов, где большинство контуров представляют почвенные или ландшафтные комплексы.
Разработка дополнительных индикаторов с учетом специфики России.
Северная граница распространения опустынивания.
В оценку опустынивания на территории России необходимо включать и территории, где отношение среднего ежегодного уровня осадков к потенциальной эвапотранспирации может превышать 0,65 Это обусловлено следующими обстоятельствами.
Во-первых, еще в 1977 году на конференции ООН по опустыниванию при установлении мировых границ аридных территорий (Карта антропогенного опустынивания, 1:2 500 000, 1987) была специально выделена биоклиматическая зона недостаточного увлажнения (субгумидная). Для нее характерно: 0,50<P/Et<0,75, годовая сумма осадков 400-800 мм. Эта зона характеризуется как область традиционного богарного земледелия, для которой характерно прогрессирующее увеличение аридности под влиянием, главным образом, антропогенных факторов.
Во-вторых, во многих случаях не столько климатическая, сколько почвенная аридность определяет характер растительности и биопродуктивности экосистем (Ковда В.А. и др., 199899). Характер почвенных свойств определяет выносливость растений, устойчивость к засухам и засолению.
В-третьих, при классификациях климата по условиям влагообеспеченности часто пользуются в качестве дополнительных и уточняющих именно характеристиками почв и растительности (Климатология, 1989). Добровольский Г.В. и Урусевская И.С. в учебнике "География почв" (1984) также, приводя шкалу классификации климата по условиям влагообепеченности, указывают, что природные зоны распространения почв и растительности хорошо соотносятся с климатическими индексами, в частности, с индексом Выоцкого-Иванова. Северная граница полузасушливой зоны определяется значением этого индекса, равным 0,77, что весьма близко к зоне недостаточного увлажнения по карте, представленной
на конференции ЮНЕП (0,75) и близко совпадает с северной границей подзоны типичной степи на обыкновенных черноземах.
В четвертых, различные авторы (Ковда В.А., 1977, Виноградов Б.В., 1997) отмечали, что засухам и опустыниванию подвергаются не только аридные и субаридные, но и сухие субгумидные территории, такие, как лесостепи, луговые степи и даже леса южной тайги. В последние годы этот факт признан в России на государственном уровне (Государственный доклад...., 1995, 1996).
Таким образом, при установлении северной границы опустынивания на территории России следует исходить из того, что ему подвержены не только собственно пустыни и полупустыни с бурыми пустынными и полупустынными почвами, но и сухие и настоящие (типичные) степи с почвами каштанового ряда и черноземами южными и обыкновенными. Соответственно, при оценке опустынивания в России следует рассматривать не только собственно аридные территории, но и средне-, слабо- и периодически аридные территории, к которым относятся полностью Калмыкия, Астраханская, Волгоградская, Ростовская области и отдельные регионы Воронежской, Курской, Саратовской, Самарской, Оренбургской, Белгородской, Челябинской, Курганской, Тюменской, Омской, Новосибирской, Кемеровской, Читинской областей, Чечни и Дагестана, Краснодарского и Ставропольского краев, Башкирии, Алтайского и Красноярского краев, Хакассии, Тувы, Бурятии.
Специфика природных условий, характерных для субгумидного пояса России в целом, следующая: большая доля неорошаемой пашни в составе сельскохозяйственных угодий; особенности деградации высокогумусных почв; наличие больших массивов почв солонцового ряда и осолонцевание почв; естественный подъем уровня грунтовых вод на массивах богарной пашни; содовая геохимия; почвенная засушливость сибирских черноземов; слитизация почв; суффозия; термокарст; сильная заовраженность; наличие обширных слабодренированных территорий; подтопление, вызванное подъемом уровня Каспийского моря.
Специфика социальных условий, характерных для России, следующая: более высокая плотность сельского населения по сравнению с территориями, на которые ориентирована методика ЦЫЕР; сравнительно низкая теплообеспеченность (ресурсный аспект); высокогумусные почвы (ресурсный аспект); низкая рентабельность земледелия (региональная проблема); снижение экономической ценности территории вследствии комплексности почвенного покрова; распашка маломощных почв; распашка содовых солонцов; уничтожение ценных растительных сообществ; деградация почв и территории в результате военных действий; низкая культура строительства и эксплуатации ирригационных систем; уплотнение почв при применении тяжелой сельскохозяйственной техники; социально-политически обусловленные акции, в результате которых произошла почти полная утрата сельскохозяйственных угодий (н.п. распашка маломощных почв в период кампании по освоению целинных земель). Условно они названы «социально-техногенными». Термин «техногенные» применен для того, чтобы подчеркнуть факт деградации земель при отсутствии естественной предрасположенности территории к опустыниванию.
Рассмотрим более подробно некоторые особенности условий опустынивания в России.
Неорошаемая пашня, которая оказалась, практически, вне поля зрения методики ЦЫЕР, занимает значительную долю сельскохозяйственных угодий субгумидного пояса. Некоторые направления деградации почв, например водная эрозия и дефляция, при данном типе сельскохозяйственного использования оцениваются при помощи тех же индикаторов, что и пастбища в упомянутой методике (но с помощью других критериев). Однако есть и свои особенности. Для пашни необходимо дополнительно оценивать изменение структуры почвы, содержания органического вещества, обеспеченности элементами питания, а в Восточной Сибири, в некоторых случаях, и температуры. Есть еще особенность, которая относится в большей степени к гидрологическому режиму территории и рассматривается здесь отдельно -
это естественный подъем уровня грунтовых вод на сравнительно крупных массивах пахотных угодий.
Высокогумусные почвы (преимущественно черноземные и каштановые) субгумидного пояса имеют свои особенности деградации. Важнейшие из них - высокая негативная чувствительность к отклонению режима орошения от оптимально необходимого и к составу оросительной воды, склонность к осолонцеванию и региональная склонность к слитизации. Кроме того, высокогумусные почвы субгумидного пояса являются природной базой для производства одной из самых универсальных продовольственных культур - пшеницы (зерновой пояс планеты). Для стран, где зерно является основной и наиболее стабильной частью продовольственного обеспечения, деградация почв имеет большой социальный резонанс государственного уровня.
Естественный подъем уровня грунтовых вод на территориях с высокой долей неорошаемой пашни - явление малознакомое в аридных районах. Чаще наблюдается в поясе южных черноземов и темнокаштановых почв, то есть в районах , где широко применяется орошение. Поэтому не редко маскируется подтоплением от орошаемых участков и водохозяйственных объектов.
Россия располагает самой большой площадью земель, занятых комплексами почв солонцового ряда. Для них можно выделить следующие процессы деградации, которые должны быть отражены дополнительными индикаторами: увеличение степени солонцеватости первично солонцеватых почв; осолонцевание автоморфных почв, фрагментарно включенных в солонцовые комплексы; повышение щелочности грунтовых вод на орошаемых участках и вблизи них. Массивы солонцовых почв являются источником щелочных грунтовых вод в геохимически подчиненные ландшафты.
Содовая геохимия. Часть солонцового пояса (например, в Западной Сибири) располагается в пределах содовой геохимической провинции, для которой характерно не только наличие огромных геологических запасов соды, но и современная содовоориентированная геохимия высокогумусных почв. Здесь опасность вторичного осолонцевания наибольшая для всей территории, где широко распространены солонцы. В пределах провинции встречается содовое засоление. Повышение уровня высокощелочных грунтовых вод до критического уровня нередко приводят в этом районе к катастрофической, почти не обратимой, потере продуктивности пахотных угодий.
Слитизация почв, широко распространенная в Предкавказье и в степной части Западной Сибири, относится к малоизученным (в плане генезиса) негативным процессам, которые часто сопровождают распашку и орошение черноземов. Сходное по результатам уплотнение почв при применении тяжелой сельскохозяйственной техники представляет пример техногенного опустынивания.
Часть сибирских черноземов, вследствии неблагоприятного термического режима почв, обладают повышенной почвенной засушливостью в первую половину вегетационного сезона.
Увеличение комплексности почвенного покрова в поясе широкого распространения солонцеватых почв и на каменистых почвах в предгорьях и в долинах рек, является индикатором деградации собственно почв, а деградация почв солонцовых комплексов является к тому же индикатором опасности ухудшения экологической обстановки на геохимически сопряженных соседних территориях
Суффозия (образование воронок) - явление, довольно широко развитое на черноземах Краснодарского и Ставропольского краев и ряда других регионов. Наносит ущерб не столько собственно почвенному покрову, сколько экономической ценности земельных массивов в целом как объекту строительства коммуникаций и инженерных сооружений.
Термокарст, связанный с орошением длительно мерзлотных почв, получил распространение в Восточной Сибири. По морфологии и характеру наносимого ущерба он близок к суффозии.
Рост заовраженности не является специфически Российским явлением, однако мы упоминаем его в данном контексте в связи с тем, что увеличение густоты овражной сети, как суффозию и термокарст, предполагается рассматривать в большей степени как индикатор деградации территории
Слабо- и очень слабодренированные территории широко распространены в пределах субгумидного пояса России, особенно в центре южной части Западной Сибири. Помимо обычной для таких районов повышенной опасности подтопления, вторичного осолонцевания и засоления на орошаемых землях, здесь в некоторых районах (н.п. в Барабинской низменности) во влажные периоды внутривековых циклов колебания климата могут затапливаться и заболачиваться большие площади земель, занятых в настоящее время сенокосами.
Подтопление, вызванное подъемом уровня Каспийского моря, сопровождается прогрессивным засолением прибрежной территории, а в случае выхода дренажных коллекторов к побережью, - и территории, прилегающей к дренам.
Следствием не высокой продуктивности земель в тех регионах, где она обусловлена засушливостью, неблагоприятным распределением осадков и коротким безморозным периодом (середина южной части Западной Сибири, Восточная Сибирь), является низкая рентабельность земледелия. Последняя ставит низкий ограничительный порог для любых дополнительных вложений капитала в сельскохозяйственную инфраструктуру и мелиорацию (сверх минимально возможных). Это, в свою очередь, обуславливает не очень высокий технический и организационный уровень сельского хозяйства и высокую чувствительность регионального социума к любым ухудшениям природно-хозяйственных условий и в первую очередь к деградации земель.
Снижение экономической ценности территории вследствии комплексности почвенного покрова. Увеличение комплексности почвенного покрова является не только индикатором деградации собственно почв, как сообщалось выше, но и индикатором снижения экономической ценности территории. Одной из причин последнего является уменьшение величины земельных наделов (увеличение мелкоконтурности).
Распашка маломощных почв, подстилаемых каменистыми аллювиальными и делювиальными породами, и приводившая к почти полной потере плодородия, в недалеком прошлом нередко мотивировалась не столько производственными, сколько политическими соображениями. Индикатор данного процесса по результату сходен с сильной эрозией.
Уничтожение ценных растительных сообществ. В данном случае рассматривается категория деградации (растительного покрова), обусловленной не чрезмерно интенсивной эксплуатацией, а «случайным» ошибочным решением, которое не было настоятельно необходимо социуму, например - распашка лугов Барабы (Зап. Сибирь), приведшая к трудно восстанавливаемой потере луговых сообществ, являвшихся в дореволюционной России базой для производства всемирно-известного масла.
Деградация почв и территории в результате военных действий в настоящее время происходит в основном на Северном Кавказе. Выражается в физическом уничтожении и загрязнении почвенного слоя и временном выходе из оборота заминированных территорий.
Низкая культура строительства и эксплуатации ирригационных систем отнесена к российской специфике не потому, что в других странах это делается намного лучше, а потому, что для России характерен огромный разрыв между уровнем мелиоративной науки и проектирования, с одной стороны, и уровнем реализации собственных проектов, - с другой. Примером может служить Кулундинский канал, большая часть земель вокруг которого была подтоплена или засолена из-за значительных отклонений от проекта при строительстве. Данное обстоятельство может быть отмечено одним из индикаторов деградации орошаемых почв.
Таким образом, при оценке условий, в которых происходят (или произошли) процессы
опустынивания на территории субгумидного пояса и, в частности России,.следует учитывать следующие дополнительные индикаторы:
Индикаторы деградации почв: вторичное осолонцевание; пыльные бури; засоление территории, прилегающей к орошаемым землям; увеличение комплексности почвенного покрова; появление в почве соды; естественное повышение уровня грунтовых вод под неорошаемой пашней;
Индикаторы снижения экономической ценности территории: появление суффозионных воронок на пахотных угодьях; появление термокарста; увеличение густоты овражной сети; увеличение комплексности территории (увеличение мелкоконтурности наделов);
Индикаторы катастрофической социально-обусловленной деградации почв и растительности (социально-техногенная): распашка маломощных каменистых почв; распашка содовых солонцов; уничтожение ценных растительных сообществ.
Индикаторы деградации, обусловленной природными причинами: подтопление, вызванное подъемом уровня Каспийского моря; временное подтопление, вызываемое нагонами воды Каспийского моря.
Индикаторы техногенной деградации: уплотнение почв при использовании тяжелой техники; деградация почвенного покрова и территории в результате военных действий.
С учетом описанных особенностей в целях обзорной характеристики проявлений деградации земель на территории Российской Федерации, связанных преимущественно с неблагоприятными антропогенными и природными воздействиями в засушливых областях, была составлена карта опустынивания Российской Федерации в масштабе 1:2500000.
Карта опустынивания Российской Федерации
Картографируемая территория представляет собой южные равнинные и предгорные регионы России, ограниченные с юга - государственной границей России, с севера - северной границей распространения степного типа ландшафтов (в суббореальной умеренно континентальной поясно-секторной группе ландшафтов - Европейская часть России), северной границей распространения лесостепного типа ландшафтов (в суббореальной континентальной поясно-секторной группе ландшафтов - Южное Зауралье, Юг Западной Сибири, межгорные котловины Средней Сибири) и границами распространения островных участков горных степей, степей и сухих степей (в суббореальной резко континентальной поясно-секторной группе ландшафтов - Забайкалье, межгорные котловины Средней Сибири). Горные ландшафты не включены в картографируемую область. Ландшафтные границы устанавливались по Ландшафтной карте СССР в масштабе 1:2500000 (под ред. И.С.Гудилина, ВСЕГЕИ, Ленинград, 1985 г) и в ходе работы над картой опустынивания/деградации земель уточнялись по материалам дистанционного зондирования Земли аппаратурой МСУ-СК, МСУ-Э спутника "Ресурс" и AVHRR спутника "NOOA" за 1996-2000 годы (пространственное разрешение 150, 35 и 600 м соответственно). На карте получили отражение характер современных антропогенных воздействий, вызывающих деградацию земель, основные направления (ведущие процессы) опустынивания, включая опасные в отношении деградации территории, а также степень деградации. Общая площадь картографируемой территории составила около 1576100 кв. км.
При составлении карты были использованы и адаптированы ряд методологических подходов и принципов, ранее разработанных для картографирования состояния почв, ландшафтов, процессов опустынивания, экологических ситуаций и др. (Дончева А.В., 1989, 1990; Котляков В.М., 1990; Куст Г.С., 1999; Розанов Б.Г., Зонн И.С., 1981; Харин Н.Г., 1987, 1991; Шестаков А.С., 1995; FAO, 1984; GLASOD, 1990; UNEP, 1981; World Map..., 1990; и др).
В рамках использованных подходов помимо раскрытых выше понятй опустынивания, индикаторов и критериев, различаются следующие основные положения, определения, термины и принципы.
Понятие земли включает почвенные и местные водные ресурсы, поверхность земли и растительность (или сельскохозяйственные культуры).
Под понятием деградация подразумевается снижение ресурсного потенциала в результате воздействия на земли одного или комплекса процессов (водной и ветровой эрозии и последующего переотложения переносимого материала, постепенного уменьшения количества или разнообразия естественной растительности, а также засоления и содообразования).
Процессы опустынивания. Это понятие используется для обозначения различных, как правило, природных процессов, происходящих при изменениях отдельных компонентов природных комплексов (или "земель") и вызванных агентами опустынивания (например, ветровая и водная эрозия и последующее переотложение переносимого материала, постепенное уменьшение количества или разнообразия естественной растительности, засоление и содообразование).
Природные условия опустынивания. Это понятие используется для обозначения изменяющихся при опустынивании компонентов природных систем (почв, поверхностных и грунтовых вод, рельефа, биоты), которые выступают с одной стороны - в качестве объектов опустынивания, а с другой - в качестве регуляторов воздействия на природные комплексы факторов и причин опустынивания.
Результаты (следствия) опустынивания. Это понятие используется для обозначения отдельных изменений в состоянии отдельных компонентов природных систем, которые являются следствием влияния факторов и причин опустынивания на условия опустынивания. Наиболее физиономически и генетически значимые результаты опустынивания используются в качестве индикаторов опустынивания, что позволяет судить о направленияхт и степенях изменения природных систем и их компонентов.
В природных или слабо преобразованных человеком (например, пастбища) системах при деградации земель, как правило, изменения затрагивают все компоненты ландшафтов, однако наиболее физиономически значимыми индикаторами при этом являются дистанционно наблюдаемые показатели состояния растительного покрова, по которым можно судить, например, о разбивании поверхности животными или водной и ветровой эрозии (снижение проективного покрытия и характерная текстура ландшафтного рисунка), о процессах засоления, осолонцевания и подтопления почв (изменения цвета и тона фотоизображения, маркирующие текущие сукцессии и современное состояние растительного покрова), о процессах прогрессирующего зарастания пахотных земель (по характерным изменениям границ сельскохозяйственных полей).
Вместе с тем, в пределах территорий, занятых сельскохозяйственными полями, использование физиономически значимых индикаторов состояния растительного покрова затруднено из-за отсутствия естественной растительности. В этих случаях помимо дистанционно наблюдаемых индикаторов состояния поверхности, позволяющих судить о процессах эрозии и дефляции (появление характерной полосчатой и крапчатой структуры и текстуры фотоизображений), засолении (появление пятен солончаков с резкими границами) привлекаются данные, получаемые из специально подобранных литературных и картографических источников, а также данные наземных и лабораторных исследований почв. Сведения о процессах эрозии, дефляции, осолонцевания, засоления, дегумификации почв являются в этих случаях главными критериями при диагностике параметров опустынивания.
Принципы подготовки контурной основы к карте базируются на толковании определения "земли" Конвенцией ООН по борьбе с опустыниванием и засухами. В соответствии с концепцией Конвенции, понятие "земли" весьма близко соответствует понятию "ландшафт", используемому в физической географии и ландшафтоведении. Соответственно, контурной основой к карте опустынивания служит ландшафтная карта, осложненная выделением земель разного хозяйственного назначения и использования. Эта контурная основа составляется как
результат дешифрирования данных дистанционного зондирования (космических и аэрофотоснимков).
Принципы рассмотрения и отражения на карте причин опустынивания/деградации земель.
В силу многообразия природных взаимосвязей в реальности одно и то же антропогенное воздействие комплексного характера могут иметь следствиями различные проявления деградационных процессов. Например, распашка сельскохозяйственных полей в одних случаях может иметь такие неблагоприятные последствия как эрозия или дефляция, а в других - усиливать степень осолонцевания поверхностных горизонтов почв за счет припахивания солонцового горизонта. И наоборот, одинаковые неблагоприятные процессы могут быть вызваны исходно разными антропогенными воздействиями. Например, осолонцевание может быть результатом как орошения минерализованными водами, так и иссушения поверхности почв в результате пастбищной дигрессии.
Систематизация различных антропогенных воздействий, выводящих хрупкие природные комплексы аридных территорий из состояния равновесия, и их адаптация к выбранному масштабу составленной карты опустынивания/деградации земель показала, что наиболее распространенными на территории Российской Федерации являются следующие причины опустынивания :
• Подъем уровня грунтовых вод как результат строительства водохозяйственных сооружений (распространение воздействий, повышающих риск засоления и\или осолонцевания и подтопления)
• Подъем уровня грунтовых вод в результате длительного орошения или расширения орошаемых площадей (распространение воздействий, повышающих риск засоления и\или осолонцевания и подтопления)
• Подъем уровня грунтовых вод в результате естественных геологических и/или климатических процессов (распространение воздействий, вызывающих подтопление, изменение степени засоления и\или осолонцевания почв)
• Орошение минерализованными водами (распространение воздействий, повышающих риск засоления и\или осолонцевания)
• Геохимическая миграция солей к периферии орошаемых массивов (распространение воздействий повышающих риск засоления и/или осолонцевания почв).
• Снижение геохимической отточности территории в результате заиливания русел (распространение воздействий повышающих риск засоления и/или осолонцевания почв).
• Иссушение поверхности, вызванное опусканием уровня грунтовых вод в результате искусственного зарегулирования стока рек или строительства дренажных систем (распространение воздействий, повышающих риск засоления и\или осолонцевания почв, снижения продуктивности естественной растительности)
• Иссушение поверхности, вызванное опусканием уровня грунтовых вод в результате естественных геологических и/или климатических процессов (распространение воздействий, повышающих риск засоления и\или осолонцевания почв, снижения продуктивности естественной растительности))
• Иссушение поверхности при пастбищной дигрессии (распространение воздействий, повышающих риск засоления и\или осолонцевания почв)
• Пастбищная дигрессия на сухих почвах легкого гранулометрического состава (распространение воздействий, повышающих риск дефляции, формирования незакрепленных поверхностей)
• Перегрузка пастбищ на почвах тяжелого гранулометрического состава и/или на почвах, формирующихся в условиях повышенного гидроморфизма (распространение воздействий, повышающих риск водной эрозии почв)
• Распашка сухих почв легкого гранулометрического состава (распространение воздействий, повышающих риск дефляции, формирования незакрепленных поверхностей)
• Распашка почв тяжелого гранулометрического состава и/или почв, формирующихся в условиях повышенного гидроморфизма (распространение воздействий, повышающих риск водной эрозии почв)
• Распашка солонцов и засоленных почв с вовлечением нижних горизонтов в пахотный слой (распространение воздействий, повышающих риск осолонцевания и засоления почв)
• Применение тяжелой техники на пахотных землях (распространение воздействий, повышающих риск уплотнения почв на тяжелых и орошаемых почвах)-.
• Транспорные сбои в районах с густой сетью грунтовых дорог (распространение воздействий, повышающих риск дефляции, снижения продуктивности естественной растительности)
• Степные пожары (распространение воздействий, повышающих риск засоления и\или осолонцевания почв, снижения продуктивности естественной растительности)
• Сведение лесов (распространение воздействий, повышающих риск снижения продуктивности естественной растительности)
• Техно- и урбо- генные нарушения почвенного и растительного покрова
Вместе с тем, при картографировании опустынивания нельзя обойти вниманием и ряд проградационных явлений, связанных с современными процессами естественного и искусственного восстановления ранее нарушенных земель:
Естественное восстановление растительного покрова на залежах и деградированных пастбищах
Повышение продуктивности пастбищ при фитомелиоративных работах
Восстановление лесной растительности на ранее обезлесенных территориях
Рассоление и рассолонцевание почв в результате сельскохозяйственных мелиораций. Принципы отражения на карте основных направлений (ведущих процессов) опустынивания.
Основные направления (ведущие процессы) опустынивания, выражающиеся в масштабе 1:2500000, представляют собой комплексные изменения природных комплексов, диагностируемые по индикаторам состояния рельефа, растительного и почвенного покрова.
Среди них:
• водная эрозия (включая линейную и плоскостную формы),
• формирование незакрепленных и развеваемых поверхностей (проявляется в виде выдувания плодородного горизонта пахотных почв, пастбищной дигрессии, формирования развеваемых песков и т.п.)
• засоление (проявляется в виде формирования как голых солончаков, так и поверхностей с галофитным растительным покровом)
• осолонцевание почв (проявляется, как правило, в форме увеличения доли площадей, занятых солонцами и сильносолонцеватыми почвами)
• уплотнение почв (как правило, характерно для пахотных почв тяжелого гранулометрического состава, не подверженных другим направлениям деградации земель в наиболее гумидных областях рассматриваемой территории или при орошении)
• подтопление (проявляется, как правило, при поднятии уровня грунтовых вод по периферии естественных водоемов, крупных водохозяйственных сооружений, орошаемых массивов)
• снижение продуктивности естественной растительности (включает в основном лесные территории, подверженные вырубке или деградации в результате выпаса крупного рогатого скота, к этому же тренду отнесены активно эксплуатируемые пастбища, не подверженные дефляции).
Помимо трендов деградации, на карте получили отражение и такие проградационные явления как:
• восстановление степной растительности (характерно для зарастающих залежей и заброшенных пастбищ степной и сухостепной подзон)
• восстановление лесной и кустарниковой растительности (характерно для зарастающих полей и пастбищ лесостепной подзоны или для территорий, охваченных лесомелиоративными работами)
• рассоление и/или рассолонцевание (характерно для территорий, на которых проводились успешные сельскохозяйственные мелиорации солонцов и засоленных почв).
Степень проявления таких ведущих процессов деградации как водная эрозия, формирование незакрепленных и развеваемых поверхностей, засоление, осолонцевание почв, описанная в терминах «слабая», «умеренная», «сильная», «очень сильная» также нашла отражение в выбранном масштабе карты (табл. 5).
Помимо процессов, проявляющихся в настоящее время (актуальные процессы), на карте показаны также территории, где существует потенциальная опасность проявления перечисленных выше ведущих процессов опустынивания. Общие критерии для диагностики степени опасности опустынивания представлены также в таблице 1. Принципы выделения контуров для тематической карты. Контурная основа для карты опустынивания составлялась в несколько этапов:
- подбор материалов дистанционного зондирования и приведение их к единому формату
- отработка и применение технологии автоматизированного дешифрирования материалов дистанционного зондирования для определения индексов интенсивности антропогенного воздействия на ландшафты степной, сухостепной и полупустынной зоны (на примере ключевых участков)
- составление предварительной контурной основы
- составление комплексного банка данных для каждого из выделенных контуров по материалам литературного и картографического поиска, полевых наблюдений
- окончательная верификация полученной контурной основы для картографируемой территории по индикаторам комплексного банка данных.
Составление комплексного банка данных и использованные индикаторы Для верификации полученной контурной основы и уточнения границ выделов привлекались различные литературные и картографические источники, а также материалы полевых наблюдений. Весь объем имеющейся информации сводился в единый банк данных по следующим разделам:
Информация, получаемая по МДЗ:
1-1. тип хозяйственного использования земель (пашня, пастбища, естественные угодья),
1-2. границы орошаемых территорий,
1-3. водохозяйственные объекты и сооружения,
1-4. признаки линейной и плоскостной эрозии,
1-5. признаки засоления и опасности засоления,
1-6. признаки осолонцевания,
1-7. признаки дефлированности и разбивания поверхностей, 1-8. информация о геохимически сопряженных объектах
Таблица 1 Общие критерии дня диагностики степени проявления актуальных ведущих процессов и опасности опустынивания
Ведущий процесс и степень деградации (опасности) Актуальные процессы опустынивания Опасность опустынивания
Водная эрозия Нет Нет проявлений плоскостной или овражной эрозии или они незначительны при выбранном масштабе рассмотрения, рельеф местности ровный Ровный рельеф местности без признаков пересечения.
Слабая Рельеф местности пересечен крупными ложбинами и балками, территория б значительной степени распахана или используется под пастбища. Мелкие овраги отмечаются редко. Рельеф местности пересечен крупными ложбинами и балками, но акгивной сельскохозяйственной деятельности не ведется
Умеренная Помимо крупны^ Ёалок и ложбин, отмечаются новые небольшие овраги, какщэзШШ,Д° 2-го порядка. Территория в значительной степени распахана или используется под пастбища. Водоразделы_эрозией не затронуты Крупные балки и ложбины с примыкающими небольшими оврагами на фоне отсутствия распашки или активного выпаса.
Сильная Местность пересечена сетью оврагов, распадков и ущелий Овраги, как правило, до 3-4-^'г!орядков Местность распахана или активно используется под пастбища. На водоразделах ШШШ&Щ. оврагообразования нет, однако может отмечаться слабая плоскостная эрозия. Местность пересечена сетью оврагов, распадков и ущелий Овраги, как правило, до 3-4-$':порядкоЕ;. Активной сельскохозяйственной деятельности нет. По днищам и бортам оврагоЕ отмечается густая кустарниковая или древесная растительность
Очень сильная Местность иссечена густой сетью (паутиной) оврагов, распадкоЕ или ущелий (более 3-4-ого порядка) на фоне активной распашки или выпаса. Овражная эрозия затрагивает водоразделы Местность иссечена густой сетью оврагов, распадков или ущелий, но активной сельскохозяйственной деятельности не ведется. Территория, как правило, занята лесом.
Формирование незакрепленных и развеваемьж'поверхностей Нет Нет проявлений дефляции или разбивания поверхностей транспортом или скотом или они незначительны при выбранном масштабе рассмотрения. Поверхностные отложения и почвы - тяжелого гранулометрического состава. Относительно более увлажненные территории с поверхностными отложениями и почвами тяжелого гранулометрического состава.
Слабая При разбивании поверхностей скотом или транспортом заметны единичные очаги дефляции и общее незначительное снижение проективного покрытия. На пашне отмечается незначительное снижение контрастности границ полей. Почвенный покров в значительной мере сохраняет исходное состояние. Поверхностные отложения легкосуглинистого гранулометрического состава на пастбищах и пашне в подзонах;;: настоящих степей и лесостепи без лесозащитных-насаждений (особенно проявляется при сведении лесных насаждений в поймах рек). Легкие почвы, занимающие более увлажненные понижения в сухих.степями полупустынях. Легко- и среднесуглинистые автоморфные почвы в полупустынях и сухих' степях:.
Умеренная Отмечается значительное снижение проективного покрытия (до 20-40%). Очаги дефляции с деградированными почвами четко выделяются в пределах территории в виде отдельных пятен с диффузными границами, занимающими до 20% площади Прослеживается заметное снижение контрастности границ сельскохозяйственных полей Поверхностные отложения песчаного и супесчаного гранулометрического состава на пастбищах м пашне в подзонах;, настоящих степей и лесостепи без лесозащитны^.насаждений (особенно проявляется при сведении лесных насаждений на боровыхлескзх и в поймах рек). Легкие почвы, занимающие более увлажненные понижения в сухих степях и полупустынях
X -О
о. ш
О
О ^
X
ш Iг СП
ш
3
<
СП
ш ш о. се
X
<
о
СП
о
со <
о >
N
о о
N
5
>
и
2 ъ.
J
э ^
о у
о
с
<
ст>
к
X
<
CQ
X _D I-
о >
а
О
х
<
m
О
CL
е
<
CL
Ш X
ш =г
О
о d
_D
>
СО
ш
CL Ш _D X
CQ
О
X
о О
Ведущий процесс и степень деградации (опасности) Актуальные процессы опустынивания Опасность опустынивания
.Умеренная Отмечается значительное снижение проективного покрытия (до 20-40%). Очаги дефляции с деградированными почвами четко выделяются в лределахтерритории в виде отдельных пятен „с' диффузными границами, занимающими до 20% площади Прослеживается заметное^нижение контрастности границ сельскохозяйственных.полей Поверхностные отложения песчаного и су-песчаного гранулометрического'состава на пастбищах:и пашне в подзонах, настоящйх'хтепей и лесостепи без лесозащитных насаждений (особенно проявляется при сведении лесных;:насаждений на боровых песках и в поймах рек). Легкие почвы, занимающие более увлажненные понижения вЙдйх'.степяхи полупустынях.
Сильная Проективное покрытие снижено до 10-20%. Почвы деградированы ^^(ЬШМ^^Й.ШШЖОШйИ, что лроявпяется в пересечении изливании границ большинства очагов дефляции. Границы полей на пашне едва прослеживаются Поверхностные отложения песчаного и супесчаного гранулометрического .состава на ксерофитных пастбищах в подзоне сухйй степи. Лесомелиорация сельскохозяйственных полей на легких иссушенных почвах развита незначительно.
Очень сильная Поверхность на 50-80% лишена почвенного покрова, проективное покрытие составляет не более 5%. На территории отмечаются признаки активныйтранспортных.йли пастбищных сбоев в виде разъезженных дорог, «приколодезного опустынивания», и т.п. Заметны начальные стадии развевания песков. Границы попей на пашне практически незаметны. Поверхностные отложения песчаного и супесчаного гранулометрического состава на ксерофитных пастбищах в подзоне полупустыни. Сельхозполя на легких иссушенный почвах не ^ЩШШШ лесополосами.
Ешшш^ Шй пески Поверхность на более чем 80% лишена почвенного покрова, отмечается перевеивание и продвижение песков Поверхностные отложения песчаного и супесчаного гранулометрического состава вблизи развеваемых песков. ВШШЖШ, пред полагать активное транспортное или пастбищное воздействие на местность
Засоление Нет На рассматриваемой территории нет засоленных почв и галофитной растительности Рассматриваемая территория не имеет потенциальных-источников засоления, хорошо увлажнена и дренирована.
Слабое Отмечаются комплексы с:участием засоленных почв и отдельный, солончаков (на пастбищах и ненарушенных-территориях - с галофитной растительностью) Для рассматриваемой территории существуют геохимически сопряженные с ней отдаленные или слабые потенциальные источники засоления (солоноватые озера, территории с засоленными почвами, близкорасположенные ■слабоминерализованные грунтовые воды), не оказывающие современного влияния на почвенный и растительный покров, но активизирующиеся в случае тех-или иных-антропогенных воздействий В лесостепи -нет риска, В £ШТО0 и сухостепной зонак-слайый и умеренныйрис к □ полупустынно й - üt умеренного до очень сильного
Умеренное В составе почвенного и раститепьного покрова значительную ропь (до 25% от площади) играют комплексы солончаковатых почв и солончаков (на пастбищах и ненарушенных территориях - с галофитной растительностью)
со
S
со"
см о о см
ш н
о
О О hí О ш
J3 X d s
CL
<
X -О
о. ш
О
О ^
X
ш Iг СП
ш
3
<
СП
ш ш о. се
X
<
о
СП
о
со <
о >
Ведущим процесс и степень деградации (опасности) Актуальные процессы опустынивания Опасность опустынивания
Сильное Ландшафты характеризуются весьма значительным (25-50% площади) участием гопых/солончаков Большая часть территории представлена засоленными почвами (на пастбищах и ненарушенных территориях - с галофитной растительностью) Для рассматриваемой территории существуют геохимически сопряженные с ней мощные потенциальные источники засоления (соляные купола, соленые озера, близкорасположенные сильноминерэпизованные грунтовые воды), не В лесостепи -слабый риск-;, В степной .т-г умеренныйрис К В сухо-степной^-. ..¿ильный риск; очень сильный
Очень ■¡сильное Территория более чем на 50% занята голымиталончаками и солончаками с галофитной растительностью оказывающие современного влияния на почвенный и растительный покров, но активизирующиеся в случае тех и пи иных антропогенных воздействий
Нет На рассматриваемой территории солонцы и солонцеватые почвы почти не встречаются Рассматриваемая территория не имеет потенциальных' источников засоления солями натрия, хорошо увпажнена и дренирована.
Слабое Отмечаются комплексы с участием солонцеватых почв и отдельнь@?солонцов (на пастбищах.й ненарушенных/ территориях - ссолонцовой растительностью) Распашка солонцеватых почв,спорадический полив слабоминерализованными водами, близкорасположенные слабоминерэлизованные грунтовые воды в условиях возможного подтопления, пастбищная дигрессия в зоне £риШ степей и полупустынь на средних по гранулометрическому составу почвах.
Осолонцевание Умеренное Б составе почвенного и растительного покрова значительную роль (до 25% от площади) играют комплексы солонцеваты^ почв и солонцов (на пастбищах и не нарушен ньех территориях^ с солонцовой растительностью) Распашка солонцовых комплексов, периодический полив слабоминерализованными водами, близкорасположенные слабоминерэлизованные грунтовые воды в условиях возможного активного подтопления, пастбищная дигрессия в зоне сухих степей и полупустынь на тяжелых,по гранулометрическому составу почвах.
Сипьное Ландшафты характеризуются весьма значительным (25-50% площади) участием солонцов Большая часть территории представлена солонцеватыми почвами (на пастбищах и ненарушенных территориях - с .солонцовой растительностью) Распашка сопонцов. постоянное орошение слабоминерализованными водами, близкорасположенные минерализованные грунтовые воды в усповиях возможного активного подтопления.
Очень сильное Территория более чем на 50% занята солонцами Распашка мелких и корковых..солонцов: постоянное орошение содоСодержащими водами, близкорасположенные ¿одосодержащие грунтовые воды в условиях возможного акгивного подтопления
%
со
см о о см
ш н
о ^
о
о ^
0 ш
-О
1
с! ^
о.
<
о см
По МДЗ получают и другую информацию, которая служит дополнительной для диагностики причин и процессов опустынивания: контрастность границ хозяйственных объектов (полей, пастбищ и т.д.); текстура и структура фотоизображения, характерная для разной динамики ведущих процессов опустынивания; геоморфологическая и гидрохимическая сопряженность территорий и т.д.
Информация, получаемая из других источников: 2-1. Климатические особенности (среднегодовая температура, коэффициент увлажнения и др.) 2-1. Тип хозяйственного использования территории 2-2. История хозяйственной деятельности
2-3. Рельеф (тип, расчлененность, дренированность территории и др.) 2-4. Преобладающие почвы (по картам разных лет)
2-5. Сопутствующие почвы, в т.ч. комплексы и сочетания (по картам разных лет) 2-6. Процентное содержание солонцов и\или засоленных почв в контуре 2-7. Гранулометрический состав почв и поверхностных отложений 2-8. Тип поверхностных отложений
2-9. Галохимические особенности почв (% солей, химизм) 2-10. Грунтовые воды (уровень залегания, минерализация, химизм)
2-11. Растительность (преобладающие сообщества, проективное покрытие, севообороты, данные разных лет)
2-12. Эродированность и дефлированность
2-13. Гидрографическая сеть (водные объекты, качество вод, плотность сети) 2-14. месторождения полезных ископаемых
2-15. Дороги (плотность, качество покрытия)
Кроме этой информации, в качестве дополнительной в ряде случаев для диагностики опустынивания полезными оказывались специфические дополнительные данные:
3-1. содержание гумуса в слое 0-20 (30, 50, 100) см 3-2. снижение содержания гумуса за 20- 25 (50) лет % 3-3. с/х угодья в % к общей земельной площади
3-4. пашня в % от общей площади с/х угодий 3-5. использование водных ресурсов 3-6. пастбища в % от всей площади 3-7. промышленность 3-8. сенокосы в % от всей площади 3-9. лесистость в % от всей площади 3-10. категория пашни
3-11. пастбищная нагрузка в головах/га (кв.км)
Итогом проделанной работы является «Карта опустынивания Российской Федерации (1:2500000)», представленная в векторном формате и редактируемая по содержанию базы данных. Подсчет площадей, проведенный по созданной карте, показал следующие результаты (таблицы 2-4).
Таблица 2. Общая характеристика распространения опустынивания в России. Table 2. Characteristics of desertification circulation in Russia.
Кв. км %
Общая площадь картографируемой территории 1 576 093 100
Земли, подверженные опустыниванию (актуальное опустынивание) 1 190 257 75.52
Земли, испытывающие риск опустынивания (потенциальная опасность) 169 111 10.73
Земли, не подверженные опустыниванию 14 606 0.93
Земли, подверженные проградационным явлениям 99 246 6.30
Территории, не вошедшие в рассмотрение (водные объекты, горные территории) 102 873 6.53
Таблица 3. Распространение преобладающих причин опустынивания/
Table 3. Circulation of prevail causes of desertification.
Причины опустынивания Кв. км %
Подъем уровня грунтовых вод как результат строительства водохозяйственных сооружений 4261 0.27
Подъем уровня грунтовых вод в результате длительного орошения или расширения орошаемых площадей 92588 5.87
Подъем уровня грунтовых вод в результате естественных геологических и/или климатических процессов 38910 2.47
Орошение минерализованными водами 8227 0.52
Геохимическая миграция солей к периферии орошаемых массивов 6985 0.44
Снижение геохимической отточности территории в результате заиливания русел 1905 0.12
Иссушение поверхности, вызванное опусканием УГВ в результате искусственного зарегулирования стока рек или строительства дренажных систем 5792 0.37
Иссушение поверхности, вызванное опусканием УГВ в результате естественных геологических и/или климатических процессов 19049 1.21
Иссушение поверхности при пастбищной дигрессии 74863 4.75
Пастбищная дигрессия на сухих почвах легкого гранулометрического состава 216681 13.75
Перегрузка пастбищ на почвах тяжелого грансостава и/или на почвах, формирующихся в условиях повышенного гидроморфизма 152052 9.65
Распашка сухих почв легкого гранулометрического состава 115865 7.35
Распашка почв тяжелого грансостава и/или почв, формирующихся в условиях повышенного гидроморфизма 416671 26.44
Распашка солонцов и засоленных почв с вовлечением нижних горизонтов в пахотный слой 64787 4.11
Применение тяжелой техники на пахотных землях 1706 0.11
Транспортные сбои в районах с густой сетью грунтовых дорог 35 0.00
Степные пожары 643 0.04
Сведение лесов 141998 9.01
Техно- и урбо- генные нарушения почвенного и растительного покрова 14448 0.92
Процессы, ведущие к восстановлению земель Кв.км %
Естественное восстановление растительного покрова на залежах и деградированных пастбищах 49780 3.16
Восстановление лесной растительности на ранее облесенных территориях 27700 1.76
Рассоление и рассолонцевание почв в результате сельскохозяйственных мелиораций 1401 0.09
Таблица 4. Распространение ведущих процессов опустынивания.
Table 4. Circulation of leading desertification processes.
Ведущие процессы опустынивания Кв. км %
Актуальные процессы
Водная эрозия (слабая) 141469 8.98
Водная эрозия (умеренная) 228871 14.52
Водная эрозия (сильная) 113604 7.21
Водная эрозия (очень сильная) 48649 3.09
Формирование незакрепленных и развеваемых поверхностей (слабое) 121798 7.73
Формирование незакрепленных и развеваемых поверхностей (умеренное) 125586 7.97
Формирование незакрепленных и развеваемых поверхностей (сильное) 36033 2.29
Формирование незакрепленных и развеваемых поверхностей (очень сильное) 5448 0.35
Развеваемые пески 2093 0.13
Засоление (слабое) 25127 1.59
Засоление (умеренное) 46788 2.97
Засоление (сильное) 21962 1.39
Засоление (очень сильное) 9519 0.60
Осолонцевание почв (слабое) 38724 2.46
Осолонцевание почв (умеренное) 67072 4.26
Осолонцевание почв (сильное) 39656 2.52
Осолонцевание почв (очень сильное) 8628 0.55
Уплотнение почв 1687 0.11
Ведущие процессы опустынивания Кв.км %
Подтопление * 14867 0.94
Снижение продуктивности естественной растительности 78228 4.96
Техногенез 14448 0.92
Всего охвачено актуальными процессами опустынивания (по степеням)
В слабой степени 327118 20.75
В умеренной степени 468318 29.71
В сильной степени 211255 13.40
В очень сильной степени 74338 4.58
Всего охвачено актуальными процессами опустынивания (по направлениям)
В направлении водной эрозии 532593 33.8
В направлении формирования незакрепленных и развеваемых поверхностей 290958 18.47
В направлении засоления 103396 6.55
В направлении осолонцевания 154080 9.79
Потенциальная опасность (риск) опустынивания
Водная эрозия (слабая) 16906 1.07
Водная эрозия (умеренная) 31036 1.97
Водная эрозия (сильная) 2128 0.14
Формирование незакрепленных и развеваемых поверхностей (слабое) 30392 1.93
Формирование незакрепленных и развеваемых поверхностей (умеренное) 10571 0.67
Формирование незакрепленных и развеваемых поверхностей (сильное) 3985 0.25
Формирование незакрепленных и развеваемых поверхностей (очень сильное) 204 0.01
Засоление (слабое) 2317 0.15
Засоление (умеренное) 7358 0.47
Засоление (сильное) 1707 0.11
Засоление (очень сильное) 1128 0.07
Осолонцевание почв (слабое) 21983 1.39
Осолонцевание почв (умеренное) 17343 1.10
Осолонцевание почв (сильное) 3084 0.20
Осолонцевание почв (очень сильное) 424 0.03
Снижение продуктивности естественной растительности 18545 1.18
Всего подвержено риску опустынивания
В слабой степени 71599 4.54
В умеренной степени 66309 4.21
В сильной степени 10905 0.7
В очень сильной степени 1757 0.11
Проградационные явления
Восстановление степной растительности 1900 0.12
Восстановление лесной растительности 74550 4.73
Рассоление и/или рассолонцевание 22796 1.45
Как видно из представленных выше таблиц, примерно 7% от общей площади России подвержено воздействию опустынивания, а актуальные процессы опустынивания в разной степени охватывают более 75% засушливой территории России. Около 10% территории входят в так называемую область риска, где пока интенсивность антропогенных воздействий не превысила критический уровень устойчивости почв и ландшафтов.
При этом наиболее распространенным (около 38% территории) воздействием является распашка почв. Вторым по значимости воздействием является пастбищная дигрессия (более 25%). Третьим - сведение лесов (9%). Вместе с тем, на территории около 80000 кв. км (или 5% от общей исследованной площади) отмечаются проградационные явления, связанные в основном с восстановлением естественной растительности.
Важно отметить, что из деградирующих земель большая часть представлена слабой и умеренной степенью деградации (более 50%), а очень сильной деградации подвержено менее 5%. Наиболее значимым направлением деградации является водная эрозия (более 33%), затем
* В данном контексте мы рассматриваем подтопление не как процесс опустынивания, а только как актуальный тренд развития территории, выражающийся в масштабе карты
следует формирование незакрепленных поверхностей (в основном связанных с ветровой эрозией) - более 18%, затем осолонцевание и засоление (около 9 и около 7% соответственно).
Перспективы научных исследований и практических действий
Социальные и экономические последствия опустынивания
Проблема опустынивания многогранна, и связана не только с сугубо экологическими, но и во многом с экономическими и социальными причинами и следствиями деградации земель, снижения и потери их биологической и экономической продуктивности. Несмотря на относительно небольшую долю земель, подверженных воздействию различных форм и причин опустынивания в России (примерно 7% от общей площади Российской Федерации), здесь проживает около 50% населения страны, производится более 70% первичной сельскохозяйственной продукции.
Анализ статистических данных и наблюдений на стационарных объектах показал, что наибольший прирост опустыненных территорий в Российской Федерации произошел за счет деградации сельскохозяйственных угодий в аридном поясе в течение последних 30 лет. Можно смело утверждать, что опустынивание в России - это результат многолетнего экспериментирования в аграрном секторе экономики.
На территориях, затронутых опустыниванием, усиливается чувствительность сельскохозяйственного производства к меняющимся метеорологическим условиям, возникает риск хозяйственных неудач, обостряется социально-экономическая обстановка. В ряде районов увеличилась частота и интенсивность экстремальных метеорологических явлений, начали отчетливо прослеживаться признаки изменения климата в сторону аридизации, провоцирующие дальнейший рост опасности опустынивания и усиливающие эффект "цепной реакции" при развитии процессов опустынивания.
В результате опустынивания территорий создается множество социальных и демографических проблем не только в очагах опустынивания, но и на прилегающих территориях. Кроме процессов, приводящих к деградации и сокращению продуктивных почвенных и растительных ресурсов, во многих случаях наблюдаются неблагоприятные для жизни и здоровья людей изменения основных сред жизнеобеспечения: качества питьевых вод (увеличение засоленности, содержания токсических веществ), воздуха (учащение пыльных бурь). В ряде регионов отмечаются тенденции ухудшения социальных и медико-санитарных параметров, проявляющиеся в росте числа заболеваний органов дыхания, пищеварения, мочеполовой системы, в усилении оттока трудовых ресурсов, снижении рождаемости, в снижении уровня жизни населения. Последствия опустынивания негативно сказываются на судьбах населения в нескольких поколениях: снижается рождаемость и естественный прирост населения, возрастает смертность.
Особенно заметно воздействие на здоровье детей. Особо следует отметить регион Северного Кавказа - Дагестан, Ставропольский край, Чеченскую Республику и республику Ингушетию - который в 1994-1996 гг. испытал и продолжает испытывать на себе последствия военных действий, сказавшиеся на разрушении и деградации почвенно-растительного покрова, значительном загрязнении токсическими веществами. На сегодня это потенциальные очаги будущего развития опустынивания, причем в достаточно тяжелых формах. Этот же регион является центром "экспортирования" опустынивания путем миграции населения и создания лагерей беженцев со всеми вытекающими из этого последствиями - линейным и очаговым опустыниванием по трассам им передвижения и базирования.
На опустыненных территориях резко ухудшается медико-биологическая и медико-географическая обстановка. Наиболее типичной картиной в настоящее время в аридных районах Республик Бурятии, Тывы и Калмыкии является изменение водно-солевого баланса человека за счет пульверизации солевых и пылевых частиц с солесодержащих почво-грунтов и резкий рост в последние десятилетия заболеваний опорно-двигательных систем. С другой стороны, за счет увеличения запыленности воздуха обостряется ситуация с онкологией дыхательных путей. Как показывает статистика, количество пыльных бурь в южных районах
Сибири (Республики Тыва, Бурятия) увеличивается. Пропорционально увеличивается и число заболеваний раком вследствие этих бурь. Ухудшение качества питьевой воды, являющееся важнейшим негативным показателем опустынивания, особенно в орошаемых районах Поволжья и Краснодарского края, за счет применения ядохимикатов и повышения минерализации вод приводит к увеличению частоты случаев возникновения рака пищевой и мочеполовой системы.
В ряде регионов аридной зоны России, особенно сильно подверженных опустыниванию, отмечается миграционный отток трудоспособного населения. Материальный экономический ущерб, причиняемый опустыниванием, огромен. К числу основных потерь экономического характера, связанных с этим явлением, относятся: потери валовой растениеводческой и животноводческой сельскохозяйственной продукции, снижение объемов промышленного производства, ориентированного на сельскохозяйственное сырье, снижение реальных доходов и жизненного уровня населения, увеличение капиталовложений и затрат на единицу продукции, затраты на проведение восстановительных и охранных работ, количественные и качественные потери природных ресурсов (почвы, запасы питьевой воды), затраты на поддержание условий жизнеобеспечения (жилье, здравоохранение, очистка питьевой воды, транспорт, населенные пункты и др.), компенсации по безработице в результате сокращения производства и высвобождения трудовых ресурсов.
При существующих темпах сокращения продуктивных пастбищных и пахотных земель на засушливых территориях России минимальные ежегодные потери только от ухудшения качества земельных ресурсов (без учета потерь сельскохозяйственной продукции, связанной с ней промышленности и прочих компенсационных выплат на восстановительные, социальные и медицинские цели) составляют не менее 40-50 млн. долларов США ежегодно. Интегральный же эколого-экономический ущерб от опустынивания сельскохозяйственных угодий аридного пояса России по экспертной оценке составляет в денежном эквиваленте в среднем не менее чем 0,7-1,0 млрд. долларов США в год на протяжении последних 15-20 лет.
На необходимость пристального внимания к проблеме опустынивания неоднократно указывалось в ежегодном Государственном (национальном) докладе о состоянии и использовании земель Российской Федерации и Государственном докладе о состоянии окружающей природной среды Российской Федерации за 1994-1999 годы.
Проблема опустынивания и состояние окружающей среды в засушливых зонах России неоднократно обсуждались на многочисленных региональных и всероссийских производственных, научных и научно-практических совещаниях и конференциях. В главных научных учреждениях страны созданы и действуют на постоянной основе: в Российской Академии Наук - научная секция по проблемам аридных экосистем, в Российской академии сельскохозяйственных наук - Научный совет по проблемам опустынивания.
Материалы этих совещаний свидетельствуют о том, что, несмотря на высокую естественную уязвимость засушливых территорий, они обладают наиболее значительным биоклиматическим потенциалом для получения сельскохозяйственной продукции. Высокие суммы активных температур, продолжительный период вегетации предопределяют роль этих территорий как главных ресурсов сельскохозяйственного производства России. В связи с этим неоспоримы актуальность поддержания их высокого биологического и экономического потенциала, ведение работ по профилактике и борьбе с опустыниванием.
Перспективы научных исследований и практических действий
Кроме перечисленных обстоятельств, важность решения указанной проблемы программным методом обусловливается тем, что, несмотря на крупные масштабы, до последнего времени явление опустынивания остается слабо изученным. Отсутствует единая концептуальная оценка природно-антропогенного явления, методология его изучения. Для принятия решений отсутствуют достоверные данные, характеризующие динамику процесса, картографический материал. Ученые, изучающие явление, расходятся в использовании
критериев и индикаторов опустынивания, исследования в регионах проводятся разрозненно, получаемая информация не может быть идентифицирована и обобщена, глубина проработки проблемы подчинена сугубо региональным задачам, проблемы опустынивания и борьба с опустыниванием слабо освещаются и в связи с этим не приобрели актуального звучания в целом по России, в связи с чем, Россия до настоящего времени не присоединилась к международной "Конвенции ООН по борьбе с опустыниванием", хотя принимала активное участие в ее разработке. Это, в свою очередь, не способствует интеграции усилий по борьбе с опустыниванием в международных организациях. Это, во-первых, в значительной мере ослабляет международные научные связи в этой области, а во-вторых, не позволяет использовать определенную финансовую помощь в поддержке научно-производственных исследований. Опустынивание не знает национальных границ. Сегодня научный потенциал и проработки российских ученых в области решения проблем опустынивания в должной мере не вписывается в мировой процесс. Восстановить, расширить и углубить международное сотрудничество - одна из приоритетных задач.
В рамках практических действий в области борьбы с опустыниванием приоритетными направлениями и задачами на ближайшую перспективу следует считать следующие:
1. Разработка системы экологических, социальных и экономических критериев и индикаторов для прогноза и мониторинга опустынивания и засух, мер по ликвидации последствий опустынивания.
2. Ранжирование и инвентаризация территорий по напряженности проблемы опустынивания, природное и социально-экономическое районирование опустынивания.
3. Совершенствование управления, нормативно-правового и законодательного обеспечения действий по борьбе с опустыниванием и засухами. Интеграция действий и мероприятий, осуществляемых в рамках федеральных, региональных и отраслевых программ природоохранного назначения в регионах, подверженных опустыниванию и засухам.
4. Совершенствование экономических механизмов, стимулирующих действия в области борьбы с опустыниванием и предупреждения засух.
5. Создание и внедрение научно-методологической и технологической основы системы мероприятий по оценке и борьбе с опустыниванием по основным средам жизнеобеспечения (вода, воздух, почва, растительность).
6. Разработка и внедрение сельскохозяйственных, лесохозяйственных и промышленных экологически обоснованных технологий, адаптированных к разным природным, экономическим и социальным условиям.
7. Оптимизация использования природных ресурсов в регионах, подверженных опустыниванию, оптимизация размещения производства.
8. Защита населенных пунктов, в том числе методами агролесомелиорации.
9. Разработка и внедрение мероприятий по предупреждению и лечению заболеваний людей и животных в регионах, подверженных опустыниванию.
10. Развитие системы образования, просвещения и информационного обмена.
11. Вовлечение населения, неправительственных организаций и негосударственных фондов в решение проблемы опустынивания.
12. Возрождение и развитие культуры и традиционных методов ландшафтно-адаптированного природопользования коренных народов и местного населения в регионах, подверженных опустыниванию.
13. Создание экономических стимулов для привлечения бизнеса.
14. Расширение международного сотрудничества, особенно с пограничными государствами.
15. Сохранение биоразнообразия.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Виноградов Б.В. Развитие концепции опустынивания // Известия АН, серия географическая, № 5, 1997. С. 94-105.
2. Глазовский Н.Ф., Орловский Н.С. Проблемы опустынивания и засух в СНГ и пути их решения // Известия
АРИДНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ, 2002, том 8, № 16
РАН. Сер. геогр., 1996; N 4. С. 7-23.
3. Государственный (национальный) доклад о состоянии и использовании земель РФ за 1994 г. М., 1995. С. 5051.
4. Государственный (национальный) доклад о состоянии и использовании земель РФ за 1995-96 гг. М., 1997. С 48-52.
5. Добровольский Г.В., Урусевская И.С. География почв. Москва, МГУ. 1984. 415 с.
6. Дончева А.В., Марковская А.В. и др. Методика выявления и районирования природно-хозяйственных конфликтов экологического значения на территории СССР // Вестник МГУ, сер. география, № 2, 1989. С. 818.
7. Дончева А.В., Марковская А.В. и др. Типология и прогнозирование природно-хозяйственных конфликтов экологического значения//«Географическое прогнозирование и охрана природы». Под ред. Т.В. Звонковой и Н.С. Касимова. М.: Изд-во МГУ, 1990. С. 128-145.
8. Климатология. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. 568 с.
9. Ковда В.А. Аридизация суши и борьба с засухой. М., Наука, 1977. 272 с.
10. Ковда В.А., Куст Г.С., Розанов Б.Г. Карта мира «Аридность суши. Вероятность засух и вторичного засоления почв» (1:80.000.000). // Мировой Атлас "Resources and environment, World Atlas" (Природа и ресурсы Земли) РАН РФ, Москва-Вена, 1998-99.
11. Конвенция ООН по борьбе с опустыниванием. Женева, 1996. 78 с.
12. Котляков В.М., Кочуров Б.И., Коронкевич Н.И., Антипова А.В. Денисова Т.Б. Подходы к составлению экологических карт СССР // Известия АН СССР, сер. география, Т. 4, 1990. С 61-70.
13. Куст Г.С. Опустынивание: Принципы эколого-генетической оценки. Монография. М., 1999. 362 с.
14. Ландшафтная карта СССР в масштабе 1:2500000. Под ред. И.С.Гудилина, ВСЕГЕИ, Ленинград, 1985
15. Розанов Б.Г., Зонн И.С. План действий по борьбе с опустыниванием в СССР: оценка, мониторинг, предупреждение и борьба с ним // Проблемы освоения пустынь, № 6, 1981. С. 22-31.
16. Харин Н.Г. Карта антропогенного опустынивания аридной зоны СССР (1:2500000), 1987.
17. Харин Н.Г. Мониторинг и картографирование процессов опустынивания по материалам аэрокосмических съемок // Проблемы освоения пустынь, 1991, Т. 3-4. С. 23-31.
18. Харин Н.Г., Бабаев А.М., Курбанмурдов К. и др. Методические указания по изучению процессов опустынивания аридных территорий (на примере Монголии). Ашхабад, 1992. 78 с.
19. Харин Н.Г., Каленов Г.С., Бабаев А.М. Применение космических снимков для составления тематических карт в зоне пустынь // Географическая интерпретация космической информации. М.: Наука, 1988. С. 12-31.
20. Шестаков А.С. Оценка качества природной среды и экологическое картографирование. Изд-во ИГ РАН, Москва, 1995. C. 64-73.
21. Guidelines for the Control of Soil Degradation. UNEP, Nairobi, 1981.
22. Oldeman L.R. Guidelines foe General Assessment of the Status of Human induced Soil Degradation (GLASOD) // Desertification Revisited. Proceedings of an Ad-Hoc Consultative Meeting on the Assessment of Desertification. UNEP-DC/PAC, Nairobi, February 1990. P. 303-323.
23. Oldeman L.R., R.T.A. Hakkelong, W.G. Sombroek. World Map of the Status of Human-induced Soil Degradation: An Explanatory note. ISRIC, UNEP in coop with Winand Staring Centre, ISSS-FAO-ITC, Publ. Pp. 27, 1990.
24. Provisional Methodology for Assessment and Mapping of Desertification. FAO, Rome, 1984. 94 p.
BASIC RESULTS ON DESERTIFICATION ASSESSMENT AND MAPPING IN RUSSIAN FEDERATION.
© 2002. G.S. Kust, N.F. Glazovskiy, O.V. Andreeva, B.P. Shevtchenko, D.V. Dobrynin
Institute of Soil Science of Moscow State University and RAS, Institute of Geography of RASciences, Engineering Centre "ScanEx" The article is devoted to the main results of UNEP project on desertification assessment and mapping in Russian Federation. Russia is not a desert country, but about 7 % of its territory are occupied by semi-desert and drought affected regions. These regions bring more than 70% of primary agricultural production of the country. So, the scientific approaches to the creation of the federal system of desertification/land degradation monitoring on the base of space imagery are claimed by federal government.
A map that was created with the help of the automatic interpretation of remote sensing data as GIS-version at the basic scale 1:1.5 mln. contains information about main reasons, trends and rates of desertification phenomenon. The square analysis off the map shows that actual processes of desertification cover more than 80% of drought affected territory of Russian Federation. And more than 10% of this territory is exposed to the so called risk of desertification, where the intensity of anthropogenic impact did not exceed the critical level of landscapes sustainability. Otherwise, the features of soil and plant cover rehabilitation are evident at the 6% of the territory.
The main reason of land degradation of studied territory is the ploughing of soils (38%). Overgrazing is at the
second (more than 25%) and felling (9%) is at the third place. The main thend of desertification is water erosion
(33%), the second - wind erosion (more than 18%), then - alcalinization and salinization of soils (about 9%
and 7% correspondingly).
