2. 2.3. 3. Деградация почвы и борьба с эрозией и опустыниванием

В основном мы уже представили себе взаимозависимость, существующую между почвой и растущими на ней растениями. Растения обеспечивают пищей почвенную экосистему, которая нужна для поддержания пахотного слоя в состоянии, наилучшем для развития все тех же растений.

Растения также защищают почву от эрозии.
Как и все экологические связи, взаимоотношения между-' почвой и растительностью не стабильны, а подвижны и представляют собой динамическое равновесие. Деградация почвы подобна цепной реакции, которую со временем все труднее остановить или обратить. За ухудшением земель следует снижение продуктивности. За снижением продуктивности следует снижение детрита, нужного для формирования гумуса, защиты почвы от эрозии и потерь воды за счет испарения. Этипотери ведут к дальнейшей деградации почвы, еще меньшей продуктивности растений, и так до тех пор, пока не останется голый грунт. Рассмотрим причины потерь почвы, детально проанализированные Б. Небелом (1993).

Рис. 2.32. Ветровая эрозия на подержи (по: Гладков идр., 1975 из: Новиков, 1979)

Самое разрушительное влияние на почву оказывает эрозия, т. е. процесс захватывания частиц почвы и их выноса водой или ветром (рис. 2.32). В ходе ветровой эрозии почт выдутется постепенно. Водная же эрозия может приводить к катастрофическому' выносу и разрушению, когда после одного сильного ливня образуются глубокие промоины.
Обычно растительный покров или естественный опад обеспечивают защиту' от всех форм эрозии. Не защищенная растительным покровом почва теряет свой верхний плодородный слой. Конечным итогом этого процесса может быть “пустьшный” ландшафт, практически лишенный растительности. Начавшаяся эрозия захватывает и уносит частицы почвы дифференцированно, в зависимости от массы. Первыми уносятся и вымываются легкие частины гумуса и глины, тогда как грубый песок и камни остаются, а глина и гумус - важнее всего для удержания воды и биогенов. С их выносом теряется водоудерживающая способность почвы, и там, где количество осадков мало, высокопродуктивные злаковники деградируют до зарослей засухоустойчивых пустынных видов - происходит опустынивание земли.
Важнейшими причинами, приводящими к обнажению почвы в результате эрозиии опустынивания, являются выпахивание, перевы- пас, сведение лесов и засоление почв при орошении.
Известно, что первым этапом в выращивании урожая всегда была и в значительной мере остается и сейчас распашка, необходимая для уничтожения сорняков. Однако перевернув верхний слой почвы и “удушив” сорняки, земледелец открывает доступ для водной и ветровой эрозии. Вспаханное поле может оставаться незащищенным значительную часть года, пока культура не сформирует сплошного покрова, а также после жатвы.
Многие считают, что вспашка и культивация, разрыхляя почву, улучшают аэрацию и инфильтрацию. Однако в действительности ка-

Рис. 2.33. Корневые системы злака граммовой травы (слева) и кустарничка Gutierrezia (справа) (из: Риклефс, 1979).
Перевыпас на лугах может привести к гибели злаков и замене их кустарничками с низкой кормовой ценностью и низкой способностью к закреплению почвы

пельная эрозия (капли дождя, бъюшие по обнаженной почве) разрушает комковатую структуру и утрамбовывает поверхность, ухудшая аэрацию и инфильтрацию. Еще большее уплотнение происходит при использовании тяжелой сельскохозяйственной техники. Вспаханная земля теряет также и больше влаги.
Угодья, расположенные в зонах с недостаточным количеством осадков, традиционно использовались под выпас скота. Такие земли, к сожалению, часто подвергаются перевьшасу, когда трава съедается быстрее, чем может возобновляться. Опустынивание пастбищ подкрадывается медленно и незаметно, поскольку уловить, не превысила ли численность стада емкости среды, непросто. Однако при интенсивном выпасе в почву меньше поступает детрита, следовательно, меньше образуется гумуса и постепенно растет минерализация.
Табл и ца 2.5
Опустыненные плодородные земли засушливых регионов
(по: Небел, 1993)

Регион	Площадь, млн акров*	Опустыненные земли, %
Суданосахельская Африка	1175	88
Южная Африка	755	80
Средиземноморская Африка	250	83
/>Западная Азия	335	82
Южная Азия	750	70
Азиатская часть бывшею СССР	725	55
Китай и Монголия	762,5	69
Австралия	1222.5	23
Средиземноморская Европа	175	39
Южная Америка и Мексика	702,5	71
Северная Америка	962,5	40
Всего	7815	61

* 1 акр = 0,4 l'a

Ухудшение почвы - в особенности в засушливый год - приводит к падению продуктивности травы ниже требуемого для выпаса уровня. Растительность стравливается, земля оголяется, начинается эрозия, угрожающая деградацией земли (рис. 2.33). В приведенной ниже табл. 2.5 сумма частично (с потерей плодородия до 25%) и сильно (с потерей плодородия более 50%) опустыненных площадей пашен и пастбищ предстает впечатляющим процентом потерь.
Лес сводят в основном по трем причинам: для освоения новых территорий под сельское хозяйство; для получения древесины, используемой в строительстве, деревообрабатывающей и бумажной промышленности; для получения топлива, необходимого для обогрева и приготовления пищи. Несмотря на то что развитые страны перешли на массовую вырубку' лесов и ощутили тяжелые последствия этого как до, так и во время промышленной революции, во многих из них (на северо-западе США, на севере и северо-востоке России) все еще проводятся сплошные рубки леса.
Однако в целом промышленно развитые страны осознали эту проблему, и в настоящее время они восстанавливают леса со скоростью, равной или даже большей, чем вырубают.
Это стало возможным благодаря низкому росту населения и снижению потребности в дополнительных сельскохозяйственных угодьях; использованию древесных отходов (стружек, опилок) для произ- водствд прессованных стройматериалов и сокращению потребности вдревесине; совершенствованию ухода за лесами; использованию для энергетических целей вместо древесины ископаемого топлива.
В развивающихся странах ситуация во многом обратная и крайне критическая. Лес выжигается и вырубается под сельскохозяйственные угодья, хищнически истребляется ради ценных пород дерева, используется на дрова (около 2,5 млрд человек преимущественно в слаборазвитых странах все еще зависят от наличия дров для приготовления пищи). Земля лишается леса, лишается детрита, лишается гумуса. Все больше становится опустыненных бесплодных территорий, окружающих деревни и городские центры слаборазвитых стран.
С эрозией и ее последствиями человечество давно знакомо. Известно, например, что Римская империя снабжалась продовольствием, производимым на богатых, шгодородных землях северной Африки, ныне представляющих собой пустыню. Многие историки склонны считать, что эрозия и опустынивание этих богатых земель сыграли немаловажную роль в падении Римской империи. В США пятая часть сельскохозяйственных земель утратила плодородие. Китай потерял около трети своих земель. Во многих других странах положение не лучше. Таким образом, человечество еще не усвоило урок истории.
Хотя процессы выветривания и почвообразования сильно зависят от климата и состава материнских пород, в среднем почва формируется со скоростью 12,5 т/ra вгод, чтосоставляетслойтолщиной около 0,4 см (Небел, 1993).

Следовательно, эрозия не должна превышать этой скорости, чтобы не нарушить почвенный баланс. Однако часто скорость эрозии оказывается в несколько раз выше допустимой. По оценке Института мировой статистики, в 1984 г. по всему миру потери почвы с полей достиг ли 23 млрд т за год. А в Эфиопии в конце 70-х гг. случилась настоящая экологическая трагедия. Из-за вырубки лесов, в основном на топливо, с плодородных возвышенностей страны сносилось более 1 млрд тпахотного слоя вгод. Сейчас большая часть региона в значительной степени опустынена и не пригодна даже для подсобного хозяйства. В результате - голод в 1985 и 1988 гг.
Эрозия и опустынивание - следствие непозволительно беспечного отношения людей к главному богатству - земле. Оба процесса можно и контролировать, и предупреждать.
Традиционные методы предупреждения эрозии включают контурную вспашку, узкополосный (.ленточный) посев, создание полезащитных полос и террасирование.
Контурная вспашка - это вспашка и культивация земли перпен-
дикулярно склону. Благодаря этому вода, задерживаясь бороздами, лучше впитывается, поверхностный сток и эрозия предотвращаются.
Узкополосный посев - это чередование культуры и травы. Почва, уносимая с распаханных полос, задерживается травой, что препятствует сплошному распространению эрозии. Ленточный посев особенно полезен в борьбе с ветровой эрозией. Оба этих метода часто применяют одновременно.
Полезащитные полосы, т. е. лесопосадки, ослабляют ветер, препятствуя ветровой эрозии.
Террасирование — это оформление склонов в виде ступеней для удержания воды. В древности террасировались очень крутые склоны. Например, в горах Филиппин сохранились террасированные рисовые поля, созданные древними цивилизациями. Правда, эти террасы пригодны только для ручной обработки.
Из новых методов предупреждения эрозии широкое распространение получило сНепахотное земледелие. В этом случае для борьбы с сорняками вместо вспашки и культивации используют гербициды. После опрыскивания поля ядохимикатами по нему проходит трактор с сеялкой, выполняющий несколько операций. Сквозь мертвые остатки сорняков диск прорезывает борозду, в которую сыплются семена и удобрения, тут же закрываемые. Новые всходы развиваются лучше, чем на пашне, поскольку' почва надежнее сохраняет воду.
После уборки урожая остатки культуры пополняют детрит. При этом методе почва никогда не остается открытой, эрозия сводится к минимуму. Кроме того, на почве всегда есть детрит для сохранения и возобновления плодородного слоя. Беспахотное земледелие экономит затраты труда. тракторное топливо, сводитк минимуму уплотнение почвы и позволяет сеять весной в оптимальное время, не дожидаясь просыхания почвы, необходимого для вспашки. Ранний сев позволяет высеять вторую культуру сразу же после уборки первой. Таким образом, беспахотное земледелие имеет явные экономические и противоэрозионные преимущества.
Главный недостаток этого метода очевиден - применение химикатов.
Однако принципы беспахотного земледелия можно применять в подсобных хозяйствах и без гербицидных обработок. Обильное покрытие почвы так называемой мульчей из листьев, остатков травы или других органических отходов защищает от эрозии, подавляет рост сорняков, сохраняет почвенную шагу, обеспечивает поступление в почву биогенов и органического вещества. Чтобы разместить семена или рассаду, достаточно лишь раздвинуть мульчу, и культура будет хорошо развиваться без какой-либо дополнительной обработки.
Все широко используемые для обеспечения человека пшцей культуры - кукуруза, пшеница, фасоль - однолетники. Однако, как пишет Небел (1993), наша зависимость от однолетников - скорее, историческая случайность, чем необходимость. Переход на многолетние культуры обеспечил бы защиту почвы от эрозии, позволил бы отказаться от химикатов и сэкономил бы труд и энергию, расходуемые на ежегодных посевных работах.
Необходимость решения проблемы опустынивания, вызванного перевыпасом, так же как и необходимость охраны лесов и совершенствование лесного хозяйства с целью повышения его продуктивности и лесовосстановления, очевидны и не нуждаются в пояснениях, но требуют больших усилий. Значительных успехов в возвращении земле плодородия достиг Израиль, превращая пустыни, которые возникли в этом регионе вследствие деградации земель, в сельскохозяйственные угодья.
Для предотвращения засоления почв необходимо вымыть соли достаточным количеством воды. Но чтобы засоленная почва не превратилась в болото, требуется соответствующий дренаж. Правда, проблема отвода насыщенной солями воды в этом случае остается. Может смягчить проблему засоления выведение селекционерами новых сортов культур с повышенной солеустойчивостью, тем более что природа, а именно морские и приморские виды, демонстрируют, что это возможно.
Превосходным примером того, как можно успешно бороться с эрозиейпочв, является история охраны почв в СШ А (Одум, 1986; Небел, 1993). Как известно, в начале 1930-х гг. на западных равнинах США бушевали пыльные бури, захватывая пространство от Техаса до Иллинойса. Правительство срочно разработало программу по спасению почв. В 1935 г. был принят Акт об охране почв, согласно которому создана Служба охраны почв. Между правительством, администрацией штатов, университетами, имевшими землю в этих штатах, и округами, которые работали не посредственно с землевладельцами, были установлены тесные связи. Вашингтон обеспечивал средства, университеты - знания, а решения принимались на местном уровне. Служба охраны почв помогала фермерам внедрить ставшие теперь традиционными методы сохранения земель. Эти меры вместе с улучшением экономического положения фермеров позволили повернуть вспять процесс утраты почв, восстановили экономику Великих равнин и превратили правила охраны почв в общепринятые среди фермеров.
Однако в 1970-е гг. начавшаяся сильная индустриализация сельского хозяйства (огромные трактора обрабатывали обширные поля), погоня за “прибыльными культурами” (выгодный товар для экспорта) , атакже утрата воспоминаний об эпохе пыльных бурь привели фермеров к отказу от мер по охране почв. Были распаханы 12 млн га полезащитных полос, залежей и склонов. Но вслед за кратковременным увеличением производства последовал рост эрозии почти на 50%, что вернуло почвенную проблему к состоянию 30-х гг. И снова последовала действенная реакция, объединившая специалистов, общественность, политических лидеров, членов природоохранных организаций. Фонда сохранения природных ресурсов, завершившаяся проведением через Конгресс в 1985 г. Акта о продовольственной безопасности. Согласно этому Акту, фермеры, чьи земли подвержены эрозионной опасности, должны разработать и внедрить программу охраны почв. Финансовую же программу и другие льготы предоставляет им государство.
Таким образом, почва представляет собой дисперсную трехфазную систему, которую В. В. Докучаев определил как особое природное тело, имеющее, согласно В. И. Вернадскому7, биокосный характер. Важнейшее свойство почвы - плодородие.
Почвообразование - сложный природный процесс, в основе которого лежат физико-химические и биологические явления. Под влиянием почвообразователей - животных, растений, микроорганизмов - бесплодная материнская порода превращается в качественно новое тело — почву.
Как среда жизни почва отличается рядом специфических особенностей: большой плотностью, отсутствием света, пониженной амплитудой колебания температуры, недостатком воздуха, наличием пищевых веществ в виде живых организмов и их остатков. Для животных — обитателей почвы в качестве приспособления к ее своеобразным условиям типичным является вальковатая форма тела, развитие прочных покровов, редукция глаз, кожное дыхание, сапрофа- гая. Из-за высокой плотности среды обитатели почвы имеют существенно меньшие размеры, чем организмы наземно-воздушной среды жизни.

<< | >>

Источник: Н. К. Христофорова. Основы экологии. 1999

Еще по теме 2. 2.3. 3. Деградация почвы и борьба с эрозией и опустыниванием:

- Геоэкология - Основы экологии - Экологический мониторинг - Экология животных - Экология насекомых - Экология почв и агроэкология - Экология птиц - Экология рыб -

- Биология - Ветеринария - Взаимоотношения животных - Все животные - Геология - Зоопсихология - Коровы - Кошки - Лечение животных - Лошади - Насекомые - Науки о Земле - Опасные растения и животные - Растительный мир - Редкие животные - Сельское хозяйство - Собаки - Экология -