Характеристика почвенных ресурсов

Под деградацией (от лат. gradus – ступень и приставки de, означающей движение вниз) земельного, почвенного покрова понимают процесс его ухудшения и разрушения в результате негативного воздействия человеческой деятельности. Такая деградация происходила на протяжении всей истории человечества. Ученые подсчитали, что в результате нерационального землепользования человечество за исторический период своего развития уже потеряло от 1,5 млрд до 2 млрд га некогда продуктивных земель, т. е. больше, чем вся современная площадь пашни. И в наши дни в результате деградации почвы из мирового сельскохозяйственного оборота ежегодно выбывает в среднем 8—10 млн, а по максимальным оценкам – даже 15–20 млн га продуктивных земель. Они превращаются в пустоши или пустыни либо идут под застройку.

Согласно самым общим представлениям, уменьшение плодородия почв ныне наблюдается на 30–50 % всей поверхности суши. При таких темпах деградации почвенный покров планеты, как считают некоторые ученые, может быть полностью истощен уже через 100 лет. Особенно велики потери почвы в развивающихся странах с их быстро растущим населением и отсталой агротехникой. В результате, по оценке ООН, только прямые потери от деградации почв ежегодно составляют 40 млрд долл.

Процессы деградации почв и их причины показаны на рисунке 14. Анализ этого рисунка приводит к выводу, что главный бич земельных ресурсов на земном шаре – водная эрозия (от лат. erosia – разъединение), которая приводит к разрушению и сносу почвенного покрова потоками воды. Американские ученые подсчитали, что в весовом отношении только пахотные земли ежегодно теряют 24 млрд т плодородного почвенного слоя. Это эквивалентно разрушению всего пшеничного пояса в юго-восточной части Австралии. При этом более половины всех потерь в конце 1980-х гг. приходилось на четыре страны: Индию (6 млрд т), Китай (3,3 млрд), США (3 млрд) и СССР (3 млрд т). На поверхности Земли модули стока взвешенных наносов, характеризующие интенсивность водной эрозии, изменяются в очень больших пределах – в зависимости от рельефа, состава грунтов, климата, растительности, характера земледелия. Ясно, что на территории кристаллических щитов они сравнительно невелики, а, скажем, на лёссовых плато – огромны.

Рис. 14. Процессы деградации почв и их причины (по «Рио-92»)

На втором месте – ветровая эрозия (дефляция). Она наиболее распространена в засушливых степных районах, для которых характерны пыльные бури. На оба эти вида эрозии приходится примерно 85 % общих потерь почвы. Когда говорят о ежегодных потерях в размере 6–7 млн га, то имеют в виду потери именно от эрозии.

Как показывает анализ рисунка 14, помимо эрозии немалый урон почвенным ресурсам планеты наносит их химическая и физическая деградация. Под физической деградацией понимают разрушение почвенного покрова при горных, строительных, других подобных работах. А химическая деградация – это загрязнение почв тяжелыми металлами, различными химическими соединениями.

Среди причин деградации почв особенно выделяется чрезмерное пастбищное скотоводство (перевыпас скота), наиболее характерное для целого ряда развивающихся стран Азии и Африки. Большую роль играют оскудение и вымирание лесов, а также сельскохозяйственная деятельность – например, вторичное засоление и заболачивание при орошаемом земледелии, разрушение почвенного слоя в результате неправильных севооборотов, применения тяжелой сельскохозяйственной техники, неподходящих для тех или иных природных условий методов распашки и др.

Рис. 15. Степень деградации почв в мире (по «Рио-92»)

Степень деградации почв может быть различной. Обычная классификация включает четыре следующих градации: слабая (легкая), умеренная, высокая и очень высокая степень. Как показывает рисунок 15, очень высокая степень, при которой почвенный покров фактически полностью разрушается, казалось бы, почти не распространена. Но нужно иметь в виду, что даже 1 % очень сильно деградированных пахотных земель в масштабах всей планеты составляет 13 млн га. Высокой же и умеренной деградации подвержены почти 2/3 пахотных земель.

Географическое распространение деградации земель в мире можно охарактеризовать в двух формах – табличной и картографической (табл. 22 и рис. 16).

Таблица 22

ДЕГРАДАЦИЯ ЗЕМЕЛЬ МИРА*

* По И.М.Кузиной. ** Включая европейскую часть России.

Анализ таблицы 22 показывает, что общая площадь деградированных земель особенно велика в Азии, Африке и Южной Америке. Доля же таких земель наиболее высока в Европе, но превышает среднемировой уровень и в Центральной Америке, и в Азии, и в Африке. Из видов деградации во всех регионах преобладает водная эрозия. Большой долей высокой и очень высокой степени деградации особенно выделяются Центральная Америка и Африка. Что же касается факторов деградации, то, как и следовало ожидать, в Африке и Австралии на первом месте оказывается перевыпас скота, в Азии и Южной Америке – обезлесение, а в Северной и Центральной Америке и Европе – нерациональное земледелие.

Рисунок 16 позволяет, хотя и в более генерализованной форме, как бы спроецировать данные таблицы о степени деградации земель на всю территорию земной суши.

В России деградация земель также приняла очень большие масштабы. Только за последние четверть века площади сельскохозяйственных угодий в стране сократились более чем на 35 млн га. Бичом сельского хозяйства стала водная и ветровая эрозия. По последним данным, под угрозой эродирования находятся 120 млн га сельскохозяйственных угодий, а уже подвергшиеся эрозии земли превышают 50 млн га. Общий ущерб от эрозии почв оценивается миллиардами рублей, в основном из-за снижения урожайности.

Во многих странах предпринимают усилия по сохранению земельного фонда и улучшению его структуры. В региональном и глобальном аспекте их все более координируют специализированные органы ООН – Организация Объединенных Наций по вопросам образования, науки и культуры (ЮНЕСКО), Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (ФАО) и др. Одним из примеров результативности подобных усилий может служить мировая почвенная карта, позволяющая более достоверно оценить глобальный агроприродный потенциал.

Рис. 16. Распространение деградации почв в мире

СРСП 4

Проблемы опустынивания

В последние десятилетия со всей очевидностью обнаружилось, что на состояние земельного фонда планеты особенно большое отрицательное воздействие оказывают процессы аридизации (от лат. aridus – сухой), т. е. распространения пустынь и полупустынь. Пустыни и полупустыни существовали на Земле еще в доисторические времена. И в наши дни они образуют огромный по территории аридный пояс, занимающий, по разным оценкам, от 36 до 48 млн км². Вторая из приведенных оценок принадлежит известному экологу Н. Ф. Реймерсу; по его же расчетам, она соответствует 43 % площади жизнепригодной суши. В том числе собственно пустыни как области с постоянно жарким климатом, в которых растительность не образует сплошного покрова, занимают около 20 % поверхности суши. Они формируют обширные пространства в Северной и Юго-Западной Африке, в Центральной и Юго-Западной Азии, в Австралии, на западном побережье Южной Америки. При этом пустыни Северной Африки и Азии образуют почти сплошную широтную зону, протягивающуюся на 11 тыс. км. Около половины этого расстояния приходится на величайшую пустыню мира – Сахару.

Но такая констатация, важная сама по себе, все же недостаточна. Главное в том, что аридизация не только не сокращается, а, напротив, возрастает. При этом распространение получили обе формы опустынивания – дезертификация и дезертизация.^[24]

Особенно опасна первая из них, поскольку она приводит к росту территорий, занимаемых пустынями, причем к такому росту, что именно дезертификация стала ныне едва ли не главным «пожирателем пространства». В самом деле, в литературе часто приводят данные о том, что процесс опустынивания протекает со скоростью 7 км² в час или соответственно 6,9 млн га в год (встречаются и гораздо более высокие показатели). На расширение пустынных территорий, несомненно, влияют и некоторые природные причины. Среди них общее потепление климата на нашей планете, наблюдающееся в последнее время. И тем не менее главным фактором этого процесса остается человеческая деятельность. Следовательно, нужно говорить об антропогенном опустынивании, которое еще в конце 1980-х гг. охватывало около 10 млн км², или 6,7 % всей территории жизнепригодной суши (это равно площади Канады и превышает площадь Китая и США). С тех пор эта цифра еще более возросла.

К числу причин (факторов) антропогенного опустынивания обычно относят избыточный выпас скота, вырубку лесов, а также чрезмерную и неправильную эксплуатацию обрабатываемых земель (монокультурность, распашка целины, возделывание склонов и др.).

Избыточный выпас скота (перевыпас) в этом перечне не случайно поставлен на первое место. Дело в том, что в Центральной Европе 1 га плодородных, хорошо ухоженных пастбищ может прокормить 3–5 домашних животных, тогда как в Саудовской Аравии, например, 50–60 га пустынных пастбищ дают корм одному животному. Увеличение поголовья домашнего скота, в свою очередь связанное с ростом населения, во всех полупустынных районах приводит к вытаптыванию травянистой растительности, превращению рыхлых песчаных почв в легко развеваемые пески.

Для географа особый интерес представляет географическое распределение засушливых земель и пустынь. Распределение засушливых земель по крупным регионам показано на рисунке 17. Как и можно было ожидать, впереди оказываются Азия и Африка, на которые приходятся почти 2/3 общей площади таких земель. Затем следуют Северная Америка, Австралия, Южная Америка и Европа. Анализ показывает, что во всех крупных регионах мира наиболее подвержены опустыниванию пастбищные земли. В Африке, Азии, Северной и Южной Америке, Австралии и Европе опустынивание затронуло уже 70–80 % всех пастбищ, расположенных в засушливых районах. На втором месте стоят богарные обрабатываемые земли (особенно в Азии, Африке и в Европе), на третьем – орошаемые земли (особенно в Азии).

Рис. 17. Распределение засушливых земель мира по крупным регионам (по «Рио-92»)

Еще более наглядное представление о географии опустынивания дает рисунок 18. На нем хорошо видны и главный аридный пояс Азии и Африки, и крупнейшие очаги опустынивания в других регионах мира.

Развитие процесса дезертификации привело к тому, что ныне под угрозой опустынивания, по разным оценкам, находятся от 30 до 40 млн км² земной суши. Хотя, разумеется, степень такой опасности, такого риска не одинакова. Она подразделяется на три категории: очень высокую, высокую и умеренную.

Очень высокая степень риска означает, что соответствующая территория неизбежно подвергнется интенсивному опустыниванию, если не будут предприняты решительные меры по борьбе с ним. Регионы с такой степенью риска занимают 3 млн км², преимущественно в Азии и Африке. Высокая степень риска также означает угрозу опустынивания, хотя и не столь быстрого. Подобные регионы занимают 16,5 млн км². Наконец, умеренная степень риска означает, что региону может грозить опасность опустынивания, если не будут изменены существующие условия. Площадь таких земель оценивают в 18 млн км².

По подсчетам С. И. Брука и В. В. Покшишевского, сделанным еще в 1980-х гг., в аридных и семиаридных районах мира тогда проживало около 650 млн человек (в том числе в аридных – примерно 100 млн), из них 400 млн в Азии и 200 млн в Африке. А по оценке С. В. Зонна, относящейся к тому же времени, население аридных и семиаридных районов достигало 850 млн человек. В начале XXI в. оно уже значительно превысило 1 млрд человек. Эти цифры убедительно говорят о том, насколько важно остановить или по крайней мере замедлить процессы опустынивания.

Достигнуть этого в принципе можно, и такие попытки уже не раз предпринимались, прежде всего в рамках ООН.

Еще в 1977 г. международная конференция ООН в Найроби приняла «План борьбы с опустыниванием», касающийся в первую очередь развивающихся стран. Он включал в себя 28 рекомендаций, осуществление которых, по мнению экспертов, могло бы по крайней мере предотвратить расширение этого опасного процесса. Однако осуществить его удалось лишь частично – прежде всего из-за острой нехватки средств. Предполагали, что для претворения этого плана в жизнь потребуется 90 млрд долл. (по 4,5 млрд в течение 20 лет), но полностью изыскать их так и не удалось. Вот почему срок его действия был продлен до 2015 г.

В 1994 г. в Париже было подписано Международное соглашение по борьбе с опустыниванием. Оно предусматривает, что государства-участники будут активно сотрудничать в сборе информации и обмене ею, в передаче технологий, научном изучении проблем опустынивания и на других направлениях с целью противостоять этим разрушительным процессам.

Рис. 18. Опасность опустынивания в мире

Неделя 5

Лекция 5

Тема Мировые водные ресурсы

Понятие водные ресурсы

Мировое водопотребление

Понятие водные ресурсы можно трактовать в двух смыслах – широком и узком.В широком смысле – это весь объем вод гидросферы, заключенных в реках, озерах, ледниках, морях и океанах, а также в подземных горизонтах и в атмосфере. К нему вполне применимы определения огромный, неисчерпаемый, и это неудивительно. Ведь Мировой океан занимает 361 млн км² (около 71 % всей площади планеты), а на ледники, озера, водохранилища, болота, реки приходится еще 20 млн км² (15 %). В результате общий объем гидросферы оценивается в 1390 млн км³. Нетрудно рассчитать, что при таком общем объеме на одного жителя Земли ныне приходится примерно по 210 млн м³ воды. Такого количества хватило бы для снабжения крупного города в течение целого года!

Нужно, однако, учитывать и возможности использования этих огромных ресурсов. Ведь из общего объема содержащейся в гидросфере воды 96,4 % приходятся на долю Мирового океана, а из водных объектов суши наибольшее количество воды содержат ледники (1,86 %) и подземные воды (1,68 %), использование которых возможно, но большей частью сильно затруднено.

Вот почему, когда говорят о водных ресурсах в узком смысле слова, то имеют в виду пригодные для употребления пресные воды, которые составляют только 2,5 % общего объема всех вод гидросферы. Однако и в этот показатель приходится внести существенные коррективы. Нельзя не учитывать того, что почти все ресурсы пресных вод «законсервированы» либо в ледниках Антарктиды, Гренландии, горных областей, во льдах Арктики, либо в подземных водах и льдах, использование которых все-таки очень ограничено. Гораздо шире используются озера и водохранилища, но их географическое распределение отнюдь не отличается повсеместностью. Отсюда вытекает, что главным источником обеспечения потребностей человечества в пресной воде были и остаются речные (русловые) воды, доля которых чрезвычайно мала, а общий объем составляет всего 2100 км³.

Такого количества пресных вод людям уже теперь недоставало бы для жизни. Однако благодаря тому, что продолжительность условного влагооборота для рек составляет 16 суток, в течение года объем воды в них возобновляется в среднем 23 раза и, следовательно, ресурсы речного стока чисто арифметически могут быть оценены в 48 тыс. км³/год. Однако в литературе преобладает цифра 41 тыс. км³/год. Она и характеризует «водный паек» планеты, но здесь также необходимы оговорки. Нельзя не учитывать, что более половины русловых вод стекает в море, так что реально доступные для использования ресурсы таких вод, по некоторым оценкам, не превышают 15 тыс. км³.

Если рассмотреть, как полный речной сток распределяется между крупными регионами мира, то окажется, что на зарубежную Азию приходится 11 тыс. км³, на Южную Америку – 10,5, на Северную Америку – 7, на страны СНГ – 5,3, на Африку – 4,2, на Австралию и Океанию– 1,6 и на зарубежную Европу – 1,4 тыс. км³. Понятно, что за этими показателями стоят прежде всего крупнейшие по размерам стока речные системы: в Азии – Янцзы, Ганга и Брахмапутры, в Южной Америке – Амазонки, Ориноко, Параны, в Северной Америке – Миссисипи, в СНГ – Енисея, Лены, в Африке – Конго, Замбези. Это в полной мере относится не только к регионам, но и к отдельным странам (табл. 23).

Таблица 23

ПЕРВЫЕ ДЕСЯТЬ СТРАН ПО РАЗМЕРАМ РЕСУРСОВ ПРЕСНЫХ ВОД

Цифры, характеризующие водные ресурсы, еще не могут дать полное представление о водообеспеченности, поскольку обеспеченность суммарным стоком принято выражать в удельных показателях – либо на 1 км² территории, либо на одного жителя. Такая водообеспеченность мира и его регионов показана на рисунке 19. Анализ этого рисунка говорит о том, что при среднемировом показателе 8000 м³/год показатели выше этого уровня имеют Австралия и Океания, Южная Америка, СНГ и Северная Америка, а ниже – Африка, зарубежная Европа и зарубежная Азия. Такое положение с водообеспеченностью регионов объясняется как общими размерами их водных ресурсов, так и численностью их населения. Не менее интересен и анализ различий водообеспеченности отдельных стран (табл. 24). Из десяти стран с наибольшей водообеспеченностью семь находятся в пределах экваториального, субэкваториального и тропического поясов и только Канада, Норвегия и Новая Зеландия – в пределах умеренного и субарктического.

Рис. 19. Обеспеченность ресурсами речного стока по крупным регионам мира, тыс. м³/год

Таблица 24

СТРАНЫ С НАИБОЛЬШЕЙ И НАИМЕНЬШЕЙ ОБЕСПЕЧЕННОСТЬЮ РЕСУРСАМИ ПРЕСНЫХ ВОД

Хотя по приведенным выше душевым показателям водообеспеченности всего мира, отдельных его регионов и стран вполне можно представить себе ее общую картину, все же такую обеспеченность правильнее было бы назвать потенциальной. Чтобы представить себе реальную водообеспеченность, нужно учитывать размеры водозабора, водопотребления.

Мировое водопотребление в ХХ в. росло следующим образом (в км³): 1900 г. – 580, 1940 г. – 820, 1950 г. – 1100, 1960 г. – 1900, 1970 г. – 2520, 1980 г. – 3200, 1990 г. – 3580, 2005 г. – 6000. Эти общие показатели водопотребления очень важны: они свидетельствуют о том, что на протяжении XX в. мировое водопотребление увеличилось в 6,8 раз. Уже сейчас почти 1,2 млрд человек не имеют доступа к чистой питьевой воде. Согласно прогнозу ООН, всеобщий доступ к такой воде удается обеспечить: в Азии – к 2025 г., в Африке – к 2050 г. Не менее важна и структура, т. е. характер водопотребления. В наши дни 70 % пресной воды потребляет сельское хозяйство, 20 % – промышленность, 10 % идет на удовлетворение коммунально-бытовых нужд. Такое соотношение вполне понятно и закономерно, но с точки зрения экономии водных ресурсов довольно невыгодно, прежде всего потому, что именно в сельском хозяйстве (особенно в орошаемом земледелии) очень велико безвозвратное водопотребление. По имеющимся расчетам, в 2000 г. безвозвратное водопотребление в сельском хозяйстве мира составило 2,5 тыс. км³, тогда как в промышленности и коммунальном хозяйстве, где шире применяется оборотное водоснабжение, соответственно только 65 и 12 км³. Из всего сказанного вытекает, во-первых, что в наши дни человечество использует уже довольно значительную часть «водного пайка» планеты (около 1/10 общего и более 1/4 реально доступного) и, во-вторых, что безвозвратные потери воды составляют более 1/2 общего ее потребления.

Не случайно самые высокие показатели душевого водопотребления характерны для стран с орошаемым земледелием. Рекордсмен здесь Туркмения (7000 м³ на человека в год). За ней следуют Узбекистан, Киргизия, Казахстан, Таджикистан, Азербайджан, Ирак, Пакистан и др. Все эти страны уже испытывают значительный дефицит водных ресурсов.

В России суммарный речной сток достигает 4,2 тыс. км³/год, и, следовательно, обеспеченность ресурсами этого стока из расчета на одного жителя составляет 29 тыс. м³/год; это не рекордный, но вполне высокий показатель. Суммарный забор свежей воды во второй половине 1990-х гг. вследствие экономического кризиса имел тенденцию к некоторому уменьшению. В 2000 г. он равнялся 80–85 км³.

Структура водопотребления в России следующая: 56 % идет на производство, 21 % – на хозяйственно-питьевые нужды, 17 % – на орошение и сельскохозяйственное водоснабжение и 6 % – на прочие нужды. Нетрудно подсчитать, что в целом по России суммарный водозабор составляет всего 2 % от общих ресурсов речного стока. Однако это средний показатель, а в отдельных речных бассейнах он достигает 50–75 % и более. То же относится и к отдельным экономическим районам страны. Так, в Центральном, Центрально-Черноземном и Поволжском районах водообеспеченность в расчете на одного жителя составляет всего 3000–4000 м³/год, а на Дальнем Востоке – 300 тыс. м³.

Общая же тенденция для всего мира и отдельных его регионов заключается в постепенном уменьшении водообеспеченности, поэтому ведутся поиски разных путей экономии водных ресурсов и новых путей водоснабжения.

Семинар 5