CC BY
0УДК 504.123
DOI: 10.24412/cl-37200-2024-172-177
СОВРЕМЕННОЕ ОПУСТЫНИВАНИЕ - ЭКОСИСТЕМНАЯ ПРОБЛЕМА MODERN DESERTIFICATION IS - ECOSYSTEM PROBLEM
Беляев Д.Ю., Бармин АН., Валов М.В.
Belyaev D.Yu., Barmin A.N., Valov M.V.
Астраханский государственный университет им В.Н. Татищева, Астрахань, Россия Astrakhan State University named after V.N. Tatishchev, Astrakhan, Russia
E-mail: abarmin60@mail.ru
Аннотация. В статье рассматривается проблема опустынивания и способы мониторинга этого явления. Проблема опустынивания возникла в основном вследствие нерационального использования и освоения природных ресурсов аридных и засушливых земель. Во многих регионах земного шара чрезмерный выпас, обезлесение, чрезмерная обработка и неудовлетворительное орошение земель ведут к их разрушению и потере биологической продуктивности. В Астраханской области выявлены ряд причин процессов опустынивания почв, к которым относятся деградация пастбищ, движение песков в некоторых районах, ветровая эрозия, засоленность почв и т.д. Масштабы опустынивания для Астраханской области, особенно для пастбищных экосистем, достигли критического уровня. Интенсификация процессов опустынивания и увеличение площадей, занятых песками, подчеркивает актуальность и важность изучения этих явлений. Контроль за использованием земель, восстановление земель, бережное использование водных ресурсов и использование современных экологических технологий - это основные способы борьбы с опустыниванием земель и улучшения экологических показателей регионов. Борьба с опустыниванием включает в себя деятельность, которая является частью комплексного развития земельных ресурсов в засушливых, полузасушливых и сухих субгумидных районах в интересах устойчивого развития и направлена на предотвращение и/или сокращение масштабов деградации земель, восстановление частично деградировавших земель, восстановление пострадавших от опустынивания земель.
Ключевые слова: опустынивание, мониторинг, деградация почв, Астраханская область, экосистемы, ветровая эрозия, экологическая обстановка.
Abstract. The article discusses the problem of desertification and ways to monitor this phenomenon. The problem of desertification arose mainly due to the irrational use and development of natural resources of arid and arid lands. In many regions of the globe, overgrazing, deforestation, over-cultivation and poor irrigation of land lead to their destruction and loss of biological productivity. In the Astrakhan region, a number of causes of soil desertification processes have been identified, which include pasture degradation, sand movement in some areas, wind erosion, soil salinity, etc. The scale of desertification in the Astrakhan region, especially for pasture ecosystems, has reached a critical level. The intensification of desertification processes and the increase in the areas occupied by sands emphasize the relevance and importance of studying these phenomena. Land use control, land restoration, careful use of water resources and the use of modern environmental technologies are the main ways to combat land desertification and improve the environmental performance of regions. Combating desertification includes activities that are part of the integrated development of land resources in arid, semi-arid and dry subhumid areas for sustainable development and are aimed at preventing and/or reducing land degradation, restoring partially degraded lands, and restoring lands affected by desertification.
Key words: desertification, monitoring, soil degradation, Astrakhan region, ecosystems, wind erosion, ecological situation.
Введение. Деградация почв и земель - острейшая проблема сельского хозяйства во всем мире. Одним из наиболее деструктивных процессов деградации почвенного покрова в глобальном масштабе является опустынивание [1].
Опустынивание определяется как устойчивое снижение биологической и экономической продуктивности экосистем засушливых земель [2]. Вместе с ним происходит деградирование качества природной среды по многим показателям, что ухудшает и без того не комфортные условия проживания людей на засушливых землях. Причинами и процессами возникновения опустынивания и его развития являются как природные факторы, главным из которых является аридизация климата, так и целый ряд социальных, экономических и даже политических причин и процессов.
Опустынивание ведет к упадку сельского хозяйства, сокращению урожаев и объемов продовольствия, росту цен на продукцию, голоду и нищете в некоторых странах, вынужденному переселению народов на другие территории. Также истощаются подземные водные ресурсы, снижается биоразнообразие регионов, поскольку истощается кормовая база. Поэтому опустынивание - это серьезная мировая социально-экономическая проблема. Ежегодный ущерб, который опустынивание наносит мировой сельскохозяйственной отрасли, оценивается примерно в 42 млрд $ [3-5].
Деградация земельных ресурсов влияет как на экологическое состояние окружающей среды, так и на экономические показатели. В Российской Федерации на законодательном уровне (Федеральный закон об «Об охране окружающей среды» от 10 января 2002 г. № 7-ФЗ) предусмотрена обязанность полного возмещения ущерба/вреда, нанесенного окружающей среде. Под экономическим ущербом понимается оценка в денежной форме потери почвенного плодородия, потери урожая (возможных и фактических), загрязнения почв в результате хозяйственной деятельности человека, а также затраты на ликвидацию негативных последствий и стабилизации окружающей среды [3].
Материалы и методы. Важной частью борьбы с опустыниванием и деградацией экосистем является мониторинг, поскольку он позволяет отслеживать динамику и масштабы процесса, а также оценивать эффективность мер по предотвращению и контролю процессов опустынивания [6].
Одним из главных элементов опустынивания является ветровая эрозия. Механизмы влияния ветровой эрозии на почву весьма многообразны. Это и снижение плодородия, и уменьшение площади пашни в результате надвигания песков, и загрязнение почв сельскохозяйственных угодий вредными веществами, в том числе токсичными солями, приносимыми ветром с поверхности солончаков и отвалов горных пород, а также это приводит к снижению фотосинтеза в результате загрязнения листовой поверхности посевов пылью [6, 7]. Кроме того, ветровая эрозия почвы является главной причиной наполнения воздуха пылью, причем масштабы поступления почвенной пыли столь велики, что она начинает влиять на тепловой баланс планеты [8, 7].
В последние десятилетия появились новые технические возможности для исследования ветровой эрозии. Так, при регистрации и отслеживании пыли, поднятой в воздух во время обработки почвы или в результате эрозии, стали применять лидары, солнечные фотометры, счетчики фотонов; при изучении переноса почвы ветром в приземном слое - пьезо- и мембранные датчики с высокой собственной частотой измерения, изокинетические пылеуловители, при физическом моделировании ветровой эрозии - усовершенствованные полевые и лабораторные аэродинамические установки. Одновременно с развитием экспериментальных методов изучения ветровой эрозии совершенствовались системы дистанционного зондирования на основе аэрокосмической съемки, что привело к накоплению огромного экспериментального материала, позволяющего анализировать явление ветровой эрозии почвы во всей его полноте, от стадии выдувания до стадии аккумуляции [9, 10]. Однако о наличии такого рода проектов, посвященных сопряженному исследованию полномасштабного единичного явления ветровой эрозии почвы на микро-, мезо- и макроуровнях, неизвестно. В последние десятилетия одной из проблем городов является постоянное увеличение пыли и частиц различного происхождения в результате процессов эрозии почв и грунтов, разрушения, износа поверхностей строений, конструкций и материалов. В пределах городских территорий рыхлый осадок из пыли и частиц мигрирует и накапливается на различных поверхностях, неровностях микрорельефа, формируя один из типов современных антропогенных отложений -поверхностные грязевые отложения [10].
Для стабилизации экологической обстановки на пастбищных землях необходима разработка и реализация комплексной генеральной программы их использования и восстановления за счет повсеместного развития агролесо- и фитомелиоративных работ, а также ведение мониторинга, который включал бы в себя методы, изображенные на рисунке 1.
Рисунок 1. Основные современные методы мониторинга опустынивания (по Романовской А.И. 2020 [7]).
Результаты исследований и их обсуждение. Астраханская область, наряду с Республикой Калмыкией, являются одним из регионов России, который наиболее подвержен опустыниванию. Это явление связано с рядом факторов, таких как климатические изменения, неправильная эксплуатация земель и отсутствие эффективных мер по сохранению и восстановлению почв [11, 7].
Все земли Астраханской области можно отнести к опасным и потенциально опасным в отношении опустынивания. На территории Астраханской области более 50% земель подвержено процессам опустынивания. Социально опасной проблемой остается опустынивание земель Харабалинского, Енотаевского, Красноярского, Наримановского и Лиманского районов [12]. С 2000-ых годов на пастбищах были превышены нормативы выпаса скота (в 2022 году количество овец и коз составило 1292,8 тыс. голов [13]), интенсивно велась распашка земель под бахчевые (в 2022 году площадь бахчей составила 90,9 тыс. га. [13]), проблема опустынивания обострялась. Площадь сбитых земель увеличилась до 80%. Специфика освоения земельного фонда, включающего дефляционно-опасные пастбища, создают особые экологические и хозяйственные сложности в землепользовании.
Общая площадь Астраханской области (по данным Росреестра по Астраханской области [14]) составляет 5292,4 тыс. га. К сильно деградированным - опустыненным участкам отнесены угодья, занимаемые в настоящее время подвижными (открытыми) песками, что составляет 740,63 тыс. га. Естественное движение песков наблюдается в Лиманском, Наримановском и Красноярском районах [14]. К примеру, ежегодно площадь пустыни в Наримановском районе расширяется на 2 км. Кризисные участки ландшафта занимают площадь 2866,7 тыс. га и являются «резервом» дальнейшего опустынивания (рисунок 2). К кризисным участкам относятся: земли промышленности, транспорта, связи, радиовещания, телевидения, информатики, земли для обеспечения космической деятельности, земель обороны, безопасности и земли иного специального назначения, земли населенных пунктов - 87,8 тыс. га, особо охраняемых территорий - 153,1 тыс. га, лесного фонда - 190,8 тыс. га, водного фонда - 419,6 тыс. га. (по данным Росреестра по Астраханской области [14]. Умеренно деградированные ландшафты имеют площадь 336,9 тыс. га (таблица 1) [12, 14].
На Астраханской территории почти все пастбища испытывают деградацию. Засолёнными из общей площади являются 604,7 тыс. га, солонцеватые и солонцовые комплексы занимают 746,2 тыс. га [12, 14]. Астраханская область издавна является одной из лидирующей областей по животноводству: пастбища испытывают колоссальную нагрузку, и выпас скота зачастую происходит неконтролируемо.
Рисунок 2. Картографирование, пространственное моделирование распределения земель по уровням деградации [15].
Таблица 1
Площадь уровня деградации земель Астраханской области [15]
Уровень деградации Площадь
тыс. га доля, %
Бедствие 1043,901 36,4
Кризис 788,991 27,5
Риск 644,748 22,5
Норма 393,235 13,7
Всего, без учета поймы 2870,875 100
Заключение. Для борьбы с опустыниванием в Астраханской области проводятся меры по сохранению и восстановлению почв, такие как проведение мелиоративных работ, внедрение новых технологий обработки земель и создание заповедных зон. В настоящее время в регионе реализуются различные проекты и программы, направленные на борьбу с опустыниванием и сохранение биоразнообразия.
Так, ФГБОУ ВО «Астраханским государственным университетом» в рамках выполнения научно-исследовательской работы «Национальная программа действий по борьбе с опустыниванием Астраханской области (НПДБО Астраханской области)» (договор № 05-5/ВИП ГЗ от 30.05.2023 г. (заказчик ФНЦ Агроэкологии РАН) были получены следующие результаты [16]:
- выделены методологические основы оценки состояния деградированных земель с использованием методов дистанционного зондирования земной поверхности и наземных (экспедиционных) обследований. Дана характеристика природно-ресурсного потенциала Астраханской области, в том числе сельхозугодий (пашня, пастбища, сенокосы, залежи и др.), социально-экономические условия и их связь с процессами опустынивания [16];
- создана сеть тестовых полигонов и участков системы мониторинга процессов опустынивания с ключевыми участками системы. Полигоны аэрокосмического мониторинга представляют собой ограниченные территории опустынивания с ландшафтами, типичными для Астраханской области и близкими по природным свойствам и характеру использования;
- подготовлена структура и методика разработки субрегиональных национальных программ действий по борьбе с опустыниванием для Астраханской области [16];
- представлена концепция геоинформационной системы мониторинга опустынивания территории. Целью создания, которой является отработка алгоритмов предлагаемых решений при выполнении автоматизированных процессов обработки и анализа данных дистанционного зондирования Земли для тестовых территорий (полигонов) [16];
- разработана программа для ЭВМ: «Программный модуль для дистанционного сбора и обработки показателей почвы». Программа предназначена для сбора и обработки различных показателей почвы и выявления отклонений от нормы с последующим анализом данной информации. Использование разработанного программного модуля позволит определить факторы, оказывающие негативное воздействие, которые могут привести к деградации земель, почвенного и растительного покрова (водная и ветровая эрозии, переувлажнение и заболачивание, подтопление, засоление и осолонцевание, опустынивание) [16].
В рамках проекта «Восстановление и сохранение степных экосистем» проводятся работы по восстановлению растительности на деградированных землях [17]. Также осуществляется мониторинг состояния почв и растительности, а также разработка рекомендаций по улучшению методов землепользования. Другим, наиболее эффективным способом борьбы с опустыниванием в регионе является лесовосстановление, то есть физическое закрепление участков, которые подвергаются деградации. Подобную деятельность по восстановлению лесов проводят уже в нескольких субъектах России, и эти программы в том числе включены в нацпроект «Экология» [17]. В Астраханской области также проводятся научные исследования по изучению процессов опустынивания и разработке методов предотвращения этого явления. Кроме того, ведется работа по информированию населения о проблеме опустынивания и мерах, которые каждый может принять для ее решения.
Контроль за использованием земель, восстановление земель, бережное использование водных ресурсов и использование современных экологических технологий - это основные способы борьбы с опустыниванием земель и улучшения экологических показателей регионов [2]. Только грамотное сочетание всех этих мер определит реальный и эффективный результат. Современная изученность опустынивания в России в преобладающей своей части освещает природную или, так сказать, био-физико-химическую часть проблемы. Очень лаконично, во многих случаях - вскользь или мимоходом, освещены вопросы влияния опустынивания на социально-экономическую сферу [13]. Такое положение не создает необходимых предпосылок для решения проблем опустынивания, так как его последствия оказываются неблагоприятными, прежде всего для населения и хозяйства. Чтобы сделать исследования опустынивания более эффективными, и чтобы их результаты были практически значимыми, необходимо использовать комплексный, географический подход к рассмотрению этого явления во всей его многогранной сложности [11, 18]. Дальнейшая разработка и апробация в новых условиях данных подходов может иметь высокую практическую значимость для воздействия на сельхозтоваропроизводителей и органы государственной власти в вопросах практического внедрения противоэрозионных мероприятий в будущем.
Список литературы
1. Цветнов Е.В., Макаров О.А., Яковлев А.С., Бондаренко Е.В. О включении экосистемных услуг в систему оценки ущерба от деградации земель // Почвоведение. 2016. № 12. С. 1534-1540.
2. Андреева О.В., Куст Г.С. Географическое районирование опустынивания полузасушливой и засушливой зон России // Доклады по экологическому почвоведению. 2006. № 2. Вып. 2. С. 21-52.
3. Национальный доклад «Глобальный климат и почвенный покров России: опустынивание и деградация земель, институциональные, инфраструктурные, технологические меры адаптации (сельское и лесное хозяйство)» / Под ред. Р. С.-Х. Эдельгериева. Т. 2. М.: ООО «Изд-во МБА», 2019. 476 с.
4. Национальный доклад «Глобальный климат и почвенный покров России: оценка рисков и эколого-экономических последствий деградации земель. Адаптивные системы и технологии рационального природопользования (сельское и лесное хозяйство)» / Под ред. А.И. Бедрицкого. М.: Почвенный ин-т им. В. В. Докучаева, ГЕОС, 2018. 357 с.
5. Национальный доклад «Глобальный климат и почвенный покров России: проявления засухи, меры предупреждения, борьбы, ликвидация последствий и адаптивные меры (сельское и лесное хозяйство)» / Под ред. Р. С.-Х. Эдельгериева. Т. 3. М.: ООО «Изд-во МБА», 2021. 700 с.
6. Жидкин А.П., Макаров О.А., Попова А.Р. Модификация методики определения размеров ущерба от деградации земель под воздействием эрозии почв // Бюллетень Почвенного института имени В.В. Докучаева. 2023. Вып. 117. С. 177-207.
7. Романовская А.Ю., Савин И.Ю. Современные методы мониторинга ветровой эрозии почв // Бюл. Почв. ин-та. 2020. № 104. иКЬ: https://cyberleninka.m/article/n/sovremennye-metody-monitoringa-уе1гоуоу-его7И-росЬу (дата обращения: 22.01.2024).
8. Барабанщиков Д.А., Сердюкова А.Ф. Борьба с опустыниванием земель // Молодой ученый. 2017. № 25 (159). С. 95-98.
9. Быстрова И.В., Смирнова, Т.С., Вайчулис Г.В. Экологическое опустынивание земель юга России // Геология, география и глобальная энергия. 2021. № 3. Вып. 82. С. 75-81.
10. Селезнев А.А. Тяжелые металлы в поверхностном грязевом осадке города Екатеринбурга // Известия УГГУ. 2018. №1(49). С. 46-54
11. Виноградов Б.В., Глазовский Н.Ф., Габунщина Э.Б. Программа действий по борьбе с опустыниванием в Калмыкии //Аридные экосистемы. 1996. Т. 2-3. С. 103-111.
12. Сведения о состоянии и использовании земель в Астраханской области / Официальный сайт администрации МО «Городской округ город Астрахань» [Электронный ресурс]. URL: https://www.astrgorod.ru/information/svedeniya-o-sostoyanii-i-ispolzovanii-zemel-v-astrahanskoy-oblasti (дата обращения: 22.01.2024).
13. Астраханская область в цифрах: крат. стат. сб. / Астраханьстат. Астрахань, 2023. 124 с.
14. Управление Росреестра по Астраханской области. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://rosreestr.gov.ru/about/struct/territorialnye-organy/upravlenie-rosreestra-po-astrakhanskoy-oblasti/ (дата обращения: 22.01.2024).
15. Выявить очаги опустынивания: исследование ученых ФНц агроэкологии РАН, Волгоград. [Электронный ресурс]. URL: https://scientificrussia.ru/articles/vyavit-ocagi-opustynivania-issledovanie-ucenyh-fnc-agroekologii-ran-volgograd (дата обращения: 22.01.2024).
16. Распоряжение Губернатора Астраханской области от 02 февраля 2022 г. № 38-Р «О плане осуществления на территории Астраханской области научно-технической деятельности в области экологического развития Российской Федерации и климатических изменений».
17. Генеральная схема по борьбе с опустыниванием Черных земель и Кизлярских пастбищ - 30 лет // Министерство сельского хозяйства и продовольствия Республики Дагестан. [Электронный ресурс]. иКЬ: http://www.mcxrd.ru/press-tsentr/novosti/generalnoy-skheme-poborbe-s-opustynivaniem-chernykh-zemel-i-kizlyarskikh-pastbishch-30-let-_155 (дата обращения: 22.01.2024).
18. Виноградов Б.В., Кулик К.Н., Сорокин А.Д., Федотов П.Б. Изодинамическое картографирование и долговременный мониторинг опустынивания и деградации земель с применением нелинейных методов моделирования // Почвоведение. 1999. № 4. С. 494-504.
