Опустынивание – это тип деградации земель в засушливых районах , при котором биологическая продуктивность теряется из-за естественных процессов или вследствие деятельности человека, в результате чего плодородные территории становятся засушливыми. [1] [2] Это распространение засушливых территорий , вызванное множеством факторов, таких как чрезмерная эксплуатация почвы в результате деятельности человека и последствия изменения климата . [3] [4] Наиболее пострадавшие географические регионы включают регион Сахель в Африке, пустыню Гоби и Монголию в Азии, а также некоторые части Южной Америки . Засушливые земли занимают примерно 40–41% площади суши Земли и являются домом для более чем 2 миллиардов человек. [5]
Последствия опустынивания включают песчаные и пыльные бури , отсутствие продовольственной безопасности , изменение структуры растительности и рост бедности. Существует множество возможных контрмер, таких как лесовосстановление , восстановление почв , освоение пустынь и управляемый выпас скота .
На протяжении всей геологической истории развитие пустынь происходило естественным путем. В последнее время влияние человеческой деятельности, неправильного землепользования, вырубки лесов и изменения климата на опустынивание является предметом многих научных исследований. [6] [7] [8]
Еще в 2005 году возникли серьезные разногласия по поводу правильного определения термина «опустынивание». Хельмут Гейст (2005) выделил более 100 формальных определений. [9] Наиболее широко признанным из них был словарь Принстонского университета , который определил его как «процесс превращения плодородной земли в пустыню , как правило, в результате вырубки лесов , засухи или неправильного/неподходящего сельского хозяйства». [ нужна цитация ] Это определение ясно продемонстрировало взаимосвязь опустынивания и деятельности человека, в частности землепользования и методов управления земельными ресурсами. Он также подчеркнул экономические, социальные и экологические последствия опустынивания.
Однако первоначальное понимание того, что опустынивание предполагает физическое расширение пустынь, было отвергнуто, поскольку с тех пор эта концепция получила дальнейшее развитие. [10] В тексте Конвенции Организации Объединенных Наций по борьбе с опустыниванием (КБОООН) опустынивание определяется как «деградация земель в засушливых, полузасушливых и сухих субгумидных регионах, вызванная различными факторами, включая климатические изменения и деятельность человека в соответствии с Халм и Келли (1993)». [11]
Существуют также разногласия по поводу подгрупп типов опустынивания, включая, например, обоснованность и полезность таких терминов, как «искусственная пустыня» и «нетипичная пустыня». [12]
Засушливые земли занимают примерно 40–41% площади суши Земли и являются домом для более чем 2 миллиардов человек. [13] [5] По оценкам, около 10–20% засушливых земель уже деградировали, общая площадь, затронутая опустыниванием, составляет от 6 до 12 миллионов квадратных километров, что около 1–6% жителей засушливых земель проживают в опустыненные территории и что миллиард человек находятся под угрозой дальнейшего опустынивания. [14] [15]
Влияние изменения климата и деятельности человека на опустынивание можно продемонстрировать на примере Сахельского региона Африки. Для региона характерен сухой жаркий климат, высокие температуры и небольшое количество осадков (100–600 мм в год). [16] Таким образом, засухи являются обычным явлением в регионе Сахеля. [17] За последние 50 лет Сахель потерял около 650 000 км 2 продуктивных сельскохозяйственных земель; [18] Распространение опустынивания в этой области является значительным. [19] [20]
Климат Сахары претерпел огромные изменения за последние несколько сотен тысяч лет, [21] колеблясь между влажным (луга) и сухим (пустыня) каждые 20 000 лет [22] (это явление, как полагают, вызвано долгосрочными изменениями климата). климатический цикл Северной Африки , который изменяет путь североафриканского муссона , вызванный примерно 40 000-летним циклом, в котором осевой наклон Земли изменяется от 22° до 24,5°). [23] Некоторые статистические данные показывают, что с 1900 года Сахара расширилась на 250 км к югу на участке земли с запада на восток длиной 6000 км. [24]
Озеро Чад , расположенное в регионе Сахель, подверглось высыханию из-за забора воды для орошения и уменьшения количества осадков. [25] С 1987 года озеро сократилось более чем на 90%, что привело к перемещению миллионов жителей. [26] Недавние усилия позволили добиться некоторого прогресса в его восстановлении, но считается, что он все еще находится под угрозой полного исчезновения. [27]
Чтобы ограничить опустынивание, в 2007 году была начата инициатива «Великая зеленая стена» (Африка) , предусматривающая посадку растительности на участке длиной 7775 км и шириной 15 км с участием 22 стран к 2030 году. [28] Цель этой гигантской инициативы по посадке растений – повысить удержание воды в земле после сезонных дождей, что способствует восстановлению земель и будущему сельскому хозяйству. Сенегал уже внес свой вклад в проект, посадив 50 000 акров деревьев. Говорят, что это улучшило качество земель и привело к увеличению экономических возможностей в регионе. [29]
Еще одна крупная территория, на которую влияет опустынивание, — это пустыня Гоби, расположенная в Северном Китае и Южной Монголии. Пустыня Гоби — самая быстрорастущая пустыня на Земле, поскольку ежегодно она превращает более 3600 квадратных километров (1400 квадратных миль) лугов в пустоши. [30] Хотя сама пустыня Гоби все еще находится на расстоянии от Пекина , отчеты полевых исследований показывают, что большие песчаные дюны образуются всего в 70 км (43,5 миль) от города. [31] [32]
ООН считает, что в Монголии около 90% пастбищ уязвимы к опустыниванию. По оценкам, 13% опустынивания в Монголии вызвано природными факторами; остальная часть обусловлена антропогенным воздействием, в частности чрезмерным выпасом скота и усилением эрозии почв на посевных площадях. [33] [34] За период с 1940 по 2015 год средняя температура воздуха увеличилась на 2,24 °C. [35] Самый теплый десятилетний период пришелся на последнее десятилетие до 2021 года. За этот период количество осадков уменьшилось на 7%, что привело к усилению засушливых условий по всей Монголии. Пустыня Гоби продолжает расширяться на север, при этом более 70% земель Монголии деградировали из-за чрезмерного выпаса скота, вырубки лесов и изменения климата. [36] Кроме того, правительство Монголии назвало лесные пожары , болезни , неустойчивое лесное хозяйство и горнодобывающую деятельность основными причинами опустынивания в стране. [37] Переход от овцеводства к козоводству для удовлетворения экспортного спроса на кашемировую шерсть привел к деградации пастбищных угодий. По сравнению с овцами козы наносят больший вред пастбищам, поедая корни и цветы. [38]
Пустыня Гоби расширяется за счет опустынивания, наиболее быстро на южной окраине Китая, где ежегодно уничтожается 3600 км 2 (1390 квадратных миль) лугов. В период с 1996 по 2016 год участились пыльные бури, нанеся дополнительный ущерб сельскому хозяйству Китая. Однако в некоторых районах процесс опустынивания удалось замедлить или обратить вспять. [39]
Северная и восточная границы между пустыней и лугами постоянно меняются. В основном это связано с климатическими условиями перед вегетацией, которые влияют на скорость испарения и последующий рост растений. [40]
Расширение Гоби объясняется главным образом деятельностью человека, вызванной вырубкой лесов , чрезмерным выпасом скота и истощением водных ресурсов, а также изменением климата . [39]
Китай пробовал различные планы по замедлению расширения пустыни, которые увенчались некоторым успехом. [41] Программа « Укрытие леса трех северов» (или «Великая зеленая стена») — это проект китайского правительства по посадке деревьев , начатый в 1978 году и рассчитанный на продолжение до 2050 года. Цель программы — обратить вспять опустынивание путем посадки осины и других растений. быстрорастущие деревья на площади около 36,5 миллионов гектаров в 551 уезде в 12 провинциях северного Китая. [42] [43]Южная Америка является еще одним регионом, уязвимым к опустыниванию, поскольку 25% земель классифицируются как засушливые земли [44] , а более 68% площади суши подверглось эрозии почвы в результате вырубки лесов и чрезмерного выпаса скота. [45] От 27 до 43% земель в Боливии, Чили, Эквадоре и Перу находятся под угрозой из-за опустынивания. В Аргентине, Мексике и Парагвае более половины земель деградировано в результате опустынивания и не может использоваться для сельского хозяйства. В Центральной Америке засуха привела к росту безработицы и снижению продовольственной безопасности, что также привело к миграции людей. Аналогичные последствия наблюдались в сельских районах Мексики, где из-за опустынивания ежегодно теряется около 1000 квадратных километров земли. [45] В Аргентине опустынивание может привести к нарушению снабжения страны продовольствием. [46]
Непосредственной причиной опустынивания является потеря большей части растительности. Это обусловлено рядом факторов, по отдельности или в сочетании, таких как засуха, климатические изменения, обработка почвы для сельского хозяйства, чрезмерный выпас скота и вырубка лесов для производства топлива или строительных материалов. Хотя растительность играет важную роль в определении биологического состава почвы , исследования показали, что во многих средах скорость эрозии и стока снижается экспоненциально с увеличением растительного покрова. [49] Незащищенные сухие поверхности почвы сдуваются ветром или смываются ливневыми паводками, оставляя неплодородные нижние слои почвы, которые выпекаются на солнце и превращаются в непродуктивный твердый грунт.
Ранние исследования утверждали, что одной из наиболее распространенных причин опустынивания является чрезмерный выпас скота и чрезмерное потребление растительности крупным и другим домашним скотом. [50] Однако роль местной чрезмерной эксплуатации в стимулировании опустынивания в недавнем прошлом является спорной. [51] В настоящее время считается, что засуха в регионе Сахеля является главным образом результатом сезонной изменчивости количества осадков, вызванной крупномасштабными колебаниями температуры поверхности моря , в значительной степени обусловленной естественной изменчивостью и антропогенными выбросами аэрозолей (отражающих сульфатных частиц ) и парниковых газов. [52] В результате изменение температуры океана и сокращение выбросов сульфатов привели к повторному озеленению региона. [52] Это побудило некоторых ученых утверждать, что потеря растительности, вызванная сельским хозяйством, является второстепенным фактором опустынивания. [51]
Динамика численности населения оказывает значительное влияние на чрезмерный выпас скота, чрезмерное земледелие и обезлесение, поскольку ранее приемлемые методы стали неустойчивыми. [53]
Существует множество причин, по которым фермеры используют интенсивное земледелие в отличие от экстенсивного земледелия , но главная причина — максимизация урожайности. [54] Повышая производительность, им требуется гораздо больше удобрений, пестицидов и рабочей силы для обслуживания техники. Такое непрерывное использование земли быстро истощает питательные вещества почвы, вызывая распространение опустынивания. [55] [56]
Ученые сходятся во мнении, что существование пустыни на том месте, где сейчас находится пустыня Сахара, обусловлено естественными изменениями солнечной инсоляции из-за прецессии орбиты Земли. [57] Такие изменения влияют на силу западноафриканского муссона, вызывая обратную связь в растительности и выбросах пыли, которые усиливают цикл влажного и сухого климата Сахары. [58] Существует также предположение, что переход Сахары из саванны в пустыню в середине голоцена частично произошел из-за чрезмерного выпаса скота местным населением. [59]
С конца девятнадцатого века по настоящее время глобальные ежегодные выбросы пыли увеличились на 25%. [60] Увеличение опустынивания также привело к увеличению количества рыхлого песка и пыли, которые может поднять ветер, что в конечном итоге приводит к шторму. Например, пыльные бури на Ближнем Востоке «в последние годы становятся все более частыми и интенсивными», потому что «долгосрочное сокращение количества осадков [вызывает] снижение влажности почвы и растительного покрова ». [61]
Пыльные бури могут способствовать возникновению определенных респираторных заболеваний, таких как пневмония, раздражение кожи, астма и многие другие. [62] Они могут загрязнять открытые воды, снижать эффективность усилий по созданию экологически чистой энергетики и останавливать большинство видов транспорта.
Пыльные и песчаные бури могут оказать негативное воздействие на климат, что может усугубить опустынивание. [63] [64] Частицы пыли в воздухе рассеивают поступающее излучение Солнца (Хассан, 2012). Пыль может на мгновение покрыть температуру земли, но температура воздуха повысится. Это может деформировать и сократить время жизни облаков, что может привести к уменьшению количества осадков. [54]
Глобальной продовольственной безопасности угрожает опустынивание. Чем больше растет население , тем больше еды приходится выращивать. Сельскохозяйственный бизнес перемещается из одной страны в другую. Например, Европа в среднем импортирует более 50% продуктов питания. Между тем, 44% сельскохозяйственных земель расположены в засушливых землях и обеспечивают 60% мирового производства продуктов питания. Опустынивание сокращает количество устойчивых земель для сельскохозяйственного использования, но спрос на них постоянно растет. В ближайшем будущем спрос превысит предложение. [65] Жестокие конфликты между пастухами и фермерами в Нигерии , Судане , Мали и других странах Сахельского региона усугубляются изменением климата , деградацией земель и ростом населения . [66] [67] [68]
По мере опустынивания ландшафт может проходить разные стадии и постоянно менять свой внешний вид. На постепенно наклоненной местности опустынивание может привести к образованию все больших пустых пространств на большой полосе земли – явление, известное как « brousse tigree ». Математическая модель этого явления, предложенная К. Клаусмайером, объясняет эту закономерность динамикой взаимодействия растений и воды. [69] Один из результатов этого наблюдения предлагает оптимальную стратегию посадки для сельского хозяйства в засушливых условиях. [70]
По меньшей мере 90% жителей засушливых земель живут в развивающихся странах , где они также страдают от плохих экономических и социальных условий. [71] Эта ситуация усугубляется деградацией земель из-за снижения производительности, нестабильности условий жизни и сложности доступа к ресурсам и возможностям. [72]
Многие слаборазвитые страны страдают от чрезмерного выпаса скота, истощения земель и чрезмерного использования грунтовых вод из-за необходимости использовать маргинальные засушливые земли для ведения сельского хозяйства. Понятно, что лица, принимающие решения, не склонны инвестировать в засушливые зоны с низким потенциалом. Отсутствие инвестиций способствует маргинализации этих зон. Когда неблагоприятные агроклиматические условия сочетаются с отсутствием инфраструктуры и доступа к рынкам, а также с плохо адаптированными технологиями производства и недостаточно кормимым и недостаточно образованным населением, большинство таких зон исключаются из развития. [73]
Опустынивание часто приводит к тому, что сельские земли становятся неспособными поддерживать ту же численность населения, которая раньше там проживала. Это приводит к массовой миграции из сельских районов в городские районы, особенно в Африке, создавая безработицу и трущобы . [74] [75] Число этих экологических беженцев растет с каждым годом, причем прогнозы для стран Африки к югу от Сахары показывают вероятное увеличение с 14 миллионов в 2010 году до почти 200 миллионов к 2050 году. страны не всегда имеют возможность поддерживать большие группы беженцев. [76] [77]
В Монголии земля на 90% представляет собой хрупкую засушливую землю, из-за чего многие пастухи мигрируют в города на заработки. Имея очень ограниченные ресурсы, пастухи, которые остаются на суше, очень осторожно пасутся, чтобы сохранить землю. С ростом населения Монголии очень трудно долго оставаться пастухом. [78]
Сельское хозяйство является основным источником дохода для многих пустынных сообществ. Рост опустынивания в этих регионах привел к деградации земель до такой степени, что люди больше не могут продуктивно заниматься сельским хозяйством и получать прибыль. Это негативно повлияло на экономику и увеличило уровень бедности. [79]
Однако в мире усиливается пропаганда, например, ЦУР ООН 15 [80] по борьбе с опустыниванием и восстановлению пострадавших земель.
Существуют методы и контрмеры для смягчения или обращения вспять последствий опустынивания, и некоторые из них имеют разный уровень сложности. Для некоторых существуют многочисленные препятствия на пути их реализации. Однако для других решение просто требует применения человеческого разума.
Одним из предлагаемых препятствий является то, что затраты на внедрение устойчивых методов ведения сельского хозяйства иногда превышают выгоды для отдельных фермеров, даже если они являются социально и экологически выгодными. [82] Другая проблема – отсутствие политической воли и финансирования для поддержки программ мелиорации земель и борьбы с опустыниванием. [83]
Опустынивание признано серьезной угрозой биоразнообразию . Некоторые страны разработали планы действий по сохранению биоразнообразия , чтобы противостоять его последствиям, особенно в отношении защиты флоры и фауны , находящихся под угрозой исчезновения . [84] [85]
Лесовосстановление устраняет одну из коренных причин опустынивания, а не просто лечит симптомы. Экологические организации работают в местах, где вырубка лесов и опустынивание способствуют крайней нищете . Там они сосредоточены в первую очередь на просвещении местного населения об опасностях вырубки лесов и иногда используют их для выращивания саженцев, которые в сезон дождей переносят в сильно вырубленные леса. [86] В 2012 году Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций запустила Инициативу ФАО по восстановлению засушливых земель, чтобы объединить знания и опыт в области восстановления засушливых земель. [87] В 2015 году ФАО в сотрудничестве с Министерством лесного и водного хозяйства Турции и Турецким агентством по сотрудничеству и координации опубликовала глобальные рекомендации по восстановлению деградированных лесов и ландшафтов в засушливых районах. [88]
« Зеленая китайская стена » является ярким примером одного из методов, который добился успеха в борьбе с опустыниванием. [89] Эта стена представляет собой гораздо более масштабную версию того, что сделали американские фермеры в 1930-х годах, чтобы остановить огромный пылевой котел Среднего Запада. Этот план был предложен в конце 1970-х годов и стал крупным экологическим инженерным проектом, который, по прогнозам, завершится не раньше 2055 года. По китайским отчетам, в Великой зеленой стене Китая было посажено почти 66 миллиардов деревьев. [90] Зеленая стена Китая уменьшила площадь пустынь в Китае в среднем на 1980 квадратных километров в год. [91] Из-за зеленой стены частота песчаных бурь по всей стране снизилась на 20%. [92] Благодаря успехам, достигнутым Китаем в прекращении распространения опустынивания, в настоящее время в Африке разрабатываются планы построить «стену» вдоль границ пустыни Сахара, которая также будет финансироваться Глобальной окружающей средой ООН. Доверие к объекту. [93]
В 2007 году Африканский союз запустил проект «Великая зеленая стена Африки» с целью борьбы с опустыниванием в 20 странах. [95] Ширина стены составляет 8000 км, она простирается по всей ширине континента, а на поддержку проекта выделено 8 миллиардов долларов. В рамках проекта было восстановлено 36 миллионов гектаров земли, а к 2030 году инициатива планирует восстановить в общей сложности 100 миллионов гектаров. [96] Великая зеленая стена создала множество возможностей трудоустройства для стран-участниц: только в Нигерии создано более 20 000 рабочих мест. [97]
Методы сосредоточены на двух аспектах: обеспечении водой, фиксации и чрезмерном удобрении почвы. Закрепление почвы часто осуществляется с помощью защитных полос , лесных участков и ветрозащитных полос . Ветрозащитные полосы изготавливаются из деревьев и кустарников и используются для уменьшения эрозии почвы и испарения . [98] Они широко поощрялись агентствами развития с середины 1980-х годов в Сахельском регионе Африки .
Некоторые почвы (например, глинистые ) из-за недостатка воды могут стать уплотненными , а не пористыми (как в случае песчаных почв). Затем используются некоторые методы, такие как зай или обработка почвы , чтобы по-прежнему можно было сажать сельскохозяйственные культуры. [99]
Еще один полезный метод — это контурные траншеи . Для этого необходимо рыть в земле траншеи длиной 150 м и глубиной 1 м. Траншеи прокладываются параллельно линиям высот ландшафта, что предотвращает затекание воды в траншеи и возникновение эрозии. Вокруг траншей возводятся каменные стены, чтобы предотвратить повторное закрытие траншей. Этот метод был изобретен Питером Вестервельдом. [100]
Обогащение почвы и восстановление ее плодородия часто достигается за счет растений. Из них наиболее важными являются бобовые растения , которые извлекают азот из воздуха и фиксируют его в почве, суккуленты (такие как опунция ) [101] и продовольственные культуры/деревья, такие как зерно , ячмень , фасоль и финики . Заграждения из песка также можно использовать для борьбы с сносом почвы и эрозией песка.
Еще один способ восстановить плодородие почвы – внесение богатых азотом удобрений. Из-за более высокой стоимости этого удобрения многие мелкие фермеры не хотят его использовать, особенно в районах, где распространено натуральное сельское хозяйство . [102] Несколько стран, в том числе Индия, Замбия и Малави, отреагировали на это введением субсидий , чтобы способствовать внедрению этой техники. [103]
Некоторые исследовательские центры (например, Исследовательский центр Бель-Эйр IRD/ISRA/UCAD) также экспериментируют с прививкой микоризы древесным породам в засушливых зонах. Микориза – это, по сути, грибы, прикрепляющиеся к корням растений. Тем самым они создают симбиотические отношения с деревьями, значительно увеличивая площадь поверхности корней дерева (что позволяет дереву собирать гораздо больше питательных веществ из почвы). [104]
Биоинженерия почвенных микробов, особенно фотосинтезаторов, также была предложена и теоретически смоделирована как метод защиты засушливых земель . Целью будет усиление существующих связей между почвенными микробами и растительностью. [105]
Поскольку существует много разных типов пустынь, существуют и разные типы методологий освоения пустынь . Примером тому могут служить солончаки в пустыне Руб-эль-Хали в Саудовской Аравии . Эти соляные равнины являются одним из наиболее перспективных пустынных районов для сельского хозяйства на морской воде, и их можно оживить без использования пресной воды или большого количества энергии. [106]
Естественное возобновление, управляемое фермерами (FMNR), – это еще один метод, который дал успешные результаты в освоении пустынь. С 1980 года этот метод восстановления лесов деградировавшего ландшафта с некоторым успехом применяется в Нигере. Этот простой и недорогой метод позволил фермерам восстановить около 30 000 квадратных километров в Нигере. Этот процесс включает в себя обеспечение роста местных прорастающих деревьев путем выборочной обрезки побегов кустарников. Остатки от обрезанных деревьев можно использовать для мульчирования полей, тем самым увеличивая удержание влаги в почве и уменьшая испарение. Кроме того, правильное расположение и обрезка деревьев может повысить урожайность. Проект регенерации Хамбо, в котором используются методы FMNR в Эфиопии, получил деньги от Биоуглеродного фонда Всемирного банка, который поддерживает проекты по улавливанию или сохранению углерода в лесах или сельскохозяйственных экосистемах. [107]
Восстановленные луга сохраняют CO 2 из атмосферы в виде органического растительного материала. Пасущийся скот, которого обычно не оставляют бродить, потребляет траву и минимизирует ее рост. [108] В предложенном методе восстановления пастбищ используются заборы с множеством небольших загонов, перемещение стад из одного загона в другой через день или два, чтобы имитировать естественных пастбищ и обеспечить оптимальный рост травы. [108] [109] [110] Сторонники управляемых методов выпаса подсчитали, что расширение этого метода может увеличить содержание углерода в почвах на 3,5 миллиардах гектаров сельскохозяйственных пастбищ в мире и компенсировать почти 12 лет выбросов CO 2 . [108]
Самые известные пустыни мира образовались в результате природных процессов, протекавших в течение длительных периодов времени. В течение большей части этого времени пустыни росли и сокращались независимо от деятельности человека. Палеопустыни — это большие песчаные моря, которые сейчас неактивны, потому что они стабилизированы растительностью, некоторые из которых простираются за пределы нынешних границ основных пустынь, таких как Сахара , самая большая жаркая пустыня. [111]
Исторические данные показывают, что серьезная и обширная деградация земель, произошедшая несколько столетий назад в засушливых регионах, имела три центра: Средиземноморье, Месопотамскую долину и Лёссовое плато Китая, где население было густонаселенным. [112]
Самое раннее известное обсуждение этой темы возникло вскоре после французской колонизации Западной Африки , когда Комитет исследований заказал исследование desséchement Progressif для изучения доисторического расширения пустыни Сахара. [113] Современные исследования опустынивания возникли в результате изучения засухи 1980-х годов в Сахеле . [51]
Другие похожие порталы:
Эта концепция относится не к физическому расширению существующих пустынь, а скорее к различным процессам, которые угрожают всем экосистемам засушливых земель.
Более того, он продвинулся на 250 км по сравнению с югом 1900 года (Mainguet, 2003), и затем исчезло до 9 миллионов км², что составляет 30% общей поверхности африканского континента.