Геоэкология. Геоэкология Голубев учебник. Учебник для студентов высших учебных заве дений. М. Издво геос, 1999. 338 с
 Скачать 2.02 Mb.
|
|
VII.2. Антропогенная деградация почв Скорости природных процессов, протекающих в почве, и ско- рости антропогенных процессов, возникающих при использова- нии почвы, весьма различны. Например, ежегодные темпы вод- ной эрозии пашни в десятки раз превышают естественные темпы восстановления почвы. Строго говоря, с естественно-научной точки зрения, почвы – это возобновимый природный ресурс, но практически, вследствие малых скоростей естественных процес- сов по сравнению с антропогенными, этот ресурс в большинстве ситуаций может рассматриваться как невозобновимый. Использо- вание почв зачастую приводит к ухудшению их природных свойств, то есть к их деградации. В процессе деградации ухуд- шаются многие свойства почвы, в том числе уменьшается содер- жание почвенного гумуса и теряется часть наиболее ценной, тон- кодисперсной фракции почвы. Применение удобрений и других агротехнических приемов может временно компенсировать или затушевывать эффект деградации почв. Деградация почв – явление столь же естественное, сколь и социальное. По определению Программы ООН по окружающей среде (ЮНЕП), деградация почв - антропогенный процесс сни- жения способности почв обеспечивать существование людей. Явление деградации почв состоит из множества локальных про- блем, складывающихся в общемировую мозаику. В проблеме деградации почвенного покрова многочисленные и разнообразные локальные вопросы складываются в глобальную проблему. Деградация педосферы – одна из самых серьезных, долгосрочных, общемировых проблем, стоящих перед человече- ством, потому что она играет столь важную роль в функциониро- вании экосферы, и потому также, что она – один из важнейших факторов в проблеме обеспечения населения мира продовольст- вием. Деградацию почв можно охарактеризовать как “ползучую”, как процесс, постепенно и потому незаметно ухудшающий их со- стояние (см. Раздел I.3). Таблица 12. Площадь и степень деградации почв мира Типы и степень деградации почв Площадь Тип деградации: млн. км 2 % Смыв и разрушение водной эрозией 10,9 8 Развевание и разрушение ветровой эрозией 5,5 4 Химическая деградация (обеднение гумусом и биогенами, засоление, за- грязнение, закисление и пр.) 2,4 2 Физическая деградация (переуплотне- ние, заболачивание, просадки и пр.) 0,8 1 Степень деградации: Слабая 7,5 6 Умеренная 9,1 7 Сильная 3,0 2 Очень сильная 0,1 0,1 Глобальная оценка деградации почв (Global Assessment of Soil Degradation – GLASOD), была выполнена ЮНЕП (1990 г.). Со- гласно оценке, только малонаселенные районы бореальных лесов и пустынь не затронуты антропогенной деградацией почв. По оценке ЮНЕП, 15% деградированных сельскохозяйствен- ных земель относятся к категории “сильно деградированных”. Это почвы, у которых исходные биотические функции – превращать биогенные вещества в формы, ассимилируемые растениями – преимущественно разрушены, и они более не- продуктивны. Эти почвы столь сильно деградированы, что их восстановление или невозможно, или же трудно достижимо из-за технических сложностей и крайне высокой цены такой работы. Например, восстановление богарных (неполивных) почв в США обходится в среднем в 4000 американских долларов на гектар. Другая часть деградированных почв (46%) относится к категории “умеренно деградировавших”, со значительно сократившейся продуктивностью. Деградация почв происходит вследствие различных причин ан- тропогенного характера. Водная и ветровая эрозия почв – важ- нейшие процессы, распространенные на 84% деградировавших почв. К другим основным процессам деградации можно отнести ухудшение структуры почвы, ее техногенное загрязнение, засоле- ние, заболачивание и подтопление. Площадь и степень деграда- ции почв мира, по данным GLASOD, приведены в табл. 12. Основные причины деградации почв мира: сведение лесов, главным образом для сельского хозяйства; перевыпас скота; не- совершенное и неправильное сельское хозяйство; переэксплуата- ция почв. Категории эти не имеют четких границ и переходят од- на в другую. Как и в целом для мира, почвы на территории России значи- тельно деградированы, при этом географическое распределение степени деградации неравномерное. В России преобладают следующие процессы деградации почв: 1) Снижение содержания гумуса (дегумификация); 2) Обесструктуривание, в том числе уплотнение из-за исполь- зования тяжелой сельскохозяйственной техники; 3) Водная эрозия; 4) Ветровая эрозия, или дефляция; 5) Техногенное подкисление (выбросами промышлености и от удобрений); 6) Загрязнение пестицидами; 7) Промышленное загрязнение (вокруг крупных городов и мест горно-добывающей промышленности); 8) Деградация вечной мерзлоты; 9) Заболачивание и подтопление; 10) Вторичное засоление. В особенности следует отметить, что около 2/3 всей пашни России располагается на черноземах различных типов, то-есть исходно на богатейших, наиболее плодородных почвах мира. Ка- чество этих почв весьма сильно ухудшилось, как это демонстри- руют данные для черноземов Русской равнины, с интервалом в 100 лет (табл. 13). Таблица 13. Изменение содержания гумуса в пахотном слое (0–30 см) черноземов центральной части Русской равнины за 1881–1981 гг. Год 1881 1981 Потери гумуса Показа- тели Содер- жа-ние, % Запа- сы, т/га Содер- жа-ние, % Запа- сы, т/га За 100 лет, т/га Ср. за год, т/га За год, % Лесо- степь 10-13 300- 330 7-10 210- 300 90 0,9 23- 30 Степь 7-10 221- 315 4-7 150- 263 52-71 0,5-0,7 17- 32 Как видим, за сто лет эксплуатации почв и концентрация, и за- пасы гумуса существенно уменьшились. Запасы гумуса сократи- лись примерно на одну четверть. Деградация почв России – это колоссальная, трудно восполнимая потеря природного богатства. Однако деградация черноземов это ущерб не только для России, но и для человечества в целом, поскольку она связана со сниже- нием потенциального плодородия почв мира и, следовательно, отрицательно влияет на решение проблемы продовольствия. VII.3. Земельные ресурсы мира и их использование Площадь суши составляет 149 млн. км 2 , включая ледниковые покровы, практически безжизненные пустыни, водоемы, пустоши со слаборазвитой или разрушенной почвой. Из них ледниковые покровы занимают около 16 млн. кв. км, и свободная от льда су- ша – 133 млн. кв. км. Часть суши, относительно пригодная для какого-либо использования, не превышает 95 млн. км 2 , или 64% от общей площади суши. Это тот ограниченный резерв, которым располагает человечество. С очень большим округлением можно сказать, что пашня занимает 10% всей суши, пастбища – 20%, леса – 30%, и неудобные земли разного типа – 40%. Согласно другой оценке, сельскохозяйственные земли (пашня, пастбища и потенциально пригодные к использованию неудобья) составляют 37% всей свободной от льда площади суши, из кото- рых примерно одна треть находится под пашней. В литературе встречаются различия в величинах площадей типов использова- ния земель. Главным образом они связаны с нечеткостью опреде- лений что понимать, например, под пастбищем, лесом, пашней и пр. Наиболее характерной чертой в использовании земельных ре- сурсов мира за последнее тысячелетие является увеличение пло- щади пашни, отражающее рост потребностей населения мира в продовольствии. При этом итоговая площадь пастбищ как в мире в целом, так и в каждом из крупных районов изменялась в весьма малых пределах, тогда как площадь лесов сокращалась (табл. 14). Данные для табл. 14 взяты с округлением. Видимо, авторы от- несли неудобные и неиспользуемые земли к категории пастбищ и лесов, что указывает на всеобщую произвольность и несогласо- ванность выделения различных классов использования земельных ресурсов. Тем не менее, табл. 14 весьма наглядно иллюстрирует изменения площади основных категорий земельных ресурсов за 280 лет, за исключением последних двух-трех десятилетий, о ко- торых речь пойдет ниже. Таблица 14. Изменения основных типов использования земель- ных ресурсов мира, млн. кв. км Год 1700 1850 1920 1950 1980 Леса 62 60 57 54 50 Пастби- ща 68 68 67 67 68 Пашня 3 5 9 12 15 Итого 133 133 133 133 133 Если основываться только на цифровых данных по историче- ским изменениям площади использования земель, то может соз- даться ложное впечатление, что расширение площади пашни происходило главным образом за счет исчезновения лесов. На самом деле, в зависимости от природной зоны, это происходило или за счет вырубки леса с последующей распашкой, или вслед- ствие трансформации в пашню степей, прерий, саванны и других безлесных ландшафтов. Процесс преобразования классов исполь- зования земель неоднозначен. Он зависит от многих естественных и общественных факторов. Часть распаханных территорий может вновь зарастать кустарником, вторичным лесом, травами и пр. Ре- зультирующая сумма площадей того или иного класса земель за- частую не отражает эти сложные процессы. Кроме того, происходит перераспределение использования зе- мель. Растущая численность населения мира приводит к необхо- димости расширения площади, необходимой для расселения лю- дей и обеспечения их необходимыми услугами, например, систе- мами сбора и преработки мусора, дорогами и автостоянками, сис- темами коллективного транспорта и пр. Как правило, при этом в категорию городских переходят наилучшие сельскохозяйствен- ные, преимущественно пахотные земли, потому что они наиболее удобны для населенных пунктов. Конкуренция между различны- ми пользователями земельных ресурсов возрастает по мере уси- ления спроса на землю. При этом могут возникать неожиданные ситуации. Например, если бы Китай принял решение идти по пу- ти автомобилизации, сравнимой с США, то это привело бы к по- тере 20% пашни, потому что эта земля и без того драгоценная, потребовалась бы на дороги и стоянки для сотен миллионов лич- ных автомобилей. В настоящее время площадь пахотных земель в мире составля- ет около 15 млн. кв. км. при годовом приросте всего лишь около 0,1% в год. Изменения площади пахотных земель в мире выглядят следующим образом (млн. кв. км): 1971–1975 гг. 1985 г. 2000 г. 14,8 15,0 15,4 Таким образом, рост пахотных площадей мира практически прекратился. Это связано прежде всего с тем, что территории, удобные для земледелия, уже почти все использованы. Таким об- разом, человечество вышло к еще одному пределу несущей спо- собности экосферы. Достижение рубежа в особенности очевидно, если посмотреть на изменения площади пашни, приходящейся на одного человека. За период 1700–1950 гг. на душу населения мира приходилось 0,41–0,48 га/чел. Имея в виду не очень высокую надежность исходных данных, следует признать весьма высокую стабильность этого показателя в течение 250 лет. На этом фоне заметный прирост удельной площади пашни, от 0,41 до 0,48 га/чел., был в период между 1850 и 1920 гг., когда осваивались новые сельскохозяйственные территории в Северной Америке и на востоке России. Однако во второй половине ХХ века рост населения привел к прогрессирующему снижению удельной площади пашни до 0,34 га/чел. в 1980 г. и 0,29 га/чел. в 1990 г. Дальнейшее снижение это- го показателя неизбежно вследствие практически неизменной площади пахотных земель при возрастающей численности насе- ления. Площадь под зерновыми культурами в мире в 1981 г. достигла наивысшего за всю историю максимума 7,32 млн. кв. км, но к 1995 г. она понизилась до 6,69 млн. кв. км. За эти пятнадцать лет были заброшены сильно эродированные земли на территории бывшего СССР, часть пашни была потеряна при индустриализа- ции в Азии, и доля пашни США, наиболее подверженная эрозии, снова стала залежью. Анализ ситуации для каждой из стран со значительной численностью населения показал, что с 1950 по 1990 гг. удельная площадь зерновых сократилась практически в каждой стране, и прогнозы указывают на их дальнейшее сниже- ние к 2030 г. до катастрофически низких уровней – 0,02–0,05 га/чел. в таких странах как Египет, Эфиопия, Нигерия, Пакистан, Бангладеш, Индонезия. При современной площади пашни, равной 15 млн. кв. км, пре- дельная величина площадей, пригодных для земледелия, оцени- вается разными авторами с весьма большими вариациями, пре- имущественно от 24 до 32 млн. кв. км. Разница между потенци- ально пригодными и уже используемыми землями составляет 9–17 млн. кв. км. Освоить эти площади весьма трудно по разным причинам. Часть земель подвержена водной или ветровой эрозии, засоле- нию, заболачиванию и другим неблагоприятным геоэкологиче- ским явлениям и потому находится в залежи. Большой массив неиспользуемых, с точки зрения земледелия, территорий относится к зоне влажных экваториальных лесов в Южной Америке и Африке. Для этой зоны пока еще не найдены экологически устойчивые методы земледелия. Да и вряд ли было бы правильно стремиться к превращению влажных экваториаль- ных лесов в пашню вследствие неизбежного нарушения глобаль- ного экологического равновесия. Помимо того, в Африке значительные площади почти не ис- пользуются человеком из-за распространения мухи це-це, с со- путствующими ей болезнями людей и домашнего скота. Это, в основном, ландшафты саванны, и там можно, по-видимому, ожи- дать некоторого расширения посевных площадей, если борьба с болезнями и ее переносчиками окажется успешной. Земли с гор- ным или расчлененным рельефом теоретически пригодны к ис- пользованию, но фактически затраты на экологически устойчи- вую эксплуатацию новых земель оказались бы слишком велики. Весь вопрос в том, во что обойдется килограмм продукции зем- леделия, если посчитать все затраты. Если включать в стоимость освоения новых земель как экономические затраты, так и невос- полнимые потери качества окружающей среды, такие как смыв почв и увеличение стока наносов, то стоимость урожая окажется чрезмерно высокой. Вероятно, человечество должно удовлетво- рять свои растущие потребности в продуктах сельского хозяйства главным образом используя земли, уже находящиеся в настоящее время в эксплуатации, так как они более устойчивы экологически, и полная стоимость продукта была бы не столь велика. По- видимому, основной стратегической линией в использовании зе- мельных ресурсов мира для земледелия должно быть ограничение роста пахотных площадей на уровне, близком к современному. Важнейшее использование земли – производство продуктов питания. Вследствие роста численности населения и его потребностей увеличение производства продуктов сельского хо- зяйства объективно необходимо. Оно зависит от двух основных факторов: площади земли, на которой возможна сельскохозяй- ственная деятельность, и потенциального плодородия каждой единицы этой земли. Растущий спрос на продовольствие и расширяющаяся эконо- мика мира оказывают серьезное воздействие на стратегию ис- пользования земельных ресурсов и их состояние. Если невозмож- но обеспечить растущие потребности в продовольствии посредст- вом включения в производство новых земель, то остается другой путь – повышение плодородия почв посредством интенсифика- ции сельского хозяйства. Но этот путь создает серьезную угрозу для экосферы, в том числе для устойчивого существования педо- сферы как основы жизни. Такая угроза уже реально проявляется в виде разного рода последствий сельскохозяйственной деятельно- сти, и угроза может резко усилиться при дальнейшей интенсифи- кации сельского хозяйства. VII.4. Геоэкологические проблемы земледелия Естественные экосистемы, как правило, замкнуты, то есть от- личаются весьма малыми потоками вещества и энергии через их границы. Любая сельскохозяйственная экосистема существенно отличается от природных экосистем значительными потоками вещества и энергии через ее границы из-за выноса веществ с уро- жаем, поступления удобрений, воды для орошения, пестицидов, и т.п. Центральным звеном в агроэкосистеме является почва, в ко- торой, несмотря на массированные антропогенные воздействия, плодородие должно сохраняться на определенном уровне, чтобы обеспечивать ожидаемый уровень продукции. При этом возника- ет ряд проблем окружающей среды на уровне отдельного сель- скохозяйственного поля. Другая группа проблем связана с воз- действием сельского хозяйства на окружающую среду за преде- лами поля, и часто весьма далеко за пределами. Основные неблагоприятные процессы на уровне поля снижают плодородие почв, модифицируя их физическое, химическое и биологическое состояние. Это водная и ветровая эрозия, послед- ствия применения удобрений и пестицидов, уплотнение почвы, ее загрязнение, а также засоление, подтопление и заболачивание почв. VII.4.1. Водная и ветровая эрозия почв Эрозия почв – это естественный геоморфологический процесс, неотъемлемое звено как глобальных биогеохимических циклов, так и глобального цикла денудации-аккумуляции. Наибольшие величины естественной водной эрозии вне горных территорий наблюдаются в зонах полупустынь и степей. Здесь количество осадков, составляющее около 250–500 мм в год, еще достаточно велико, чтобы обеспечить размыв и смыв почвы, а естественная растительность уже не полностью защищает почву от воздейст- вия дождевых капель. Наименьшие величины естественной вод- ной эрозии характерны для тех ландшафтных зон, где сплошная, зачастую многоярусная растительность защищает поверхность почвы от размыва (в зонах влажных лесов), или где осадков не- достаточно для заметного смыва (зоны пустынь). Распределение естественной водной эрозии почв в мире в целом подчиняется за- кону географической зональности. Максимум естественной ветровой эрозии располагается в арид- ных зонах (полупустыни и пустыни). На глобальном уровне роль ветровой эрозии приблизительно вдвое меньше, чем водной эро- зии. Общая площадь в мире, подвергающаяся необратимым изме- нениям вследствие ветровой эрозии, невелика, но локальный эф- фект этого процесса может быть весьма серьезным. При превращении природной экосистемы в сельскохозяйствен- ное поле условия для эрозии резко меняются. Поверхность почвы становится слабо прикрытой растительностью, а значительную часть года и вовсе голой. Многочисленные данные указывают на то, что при преобразовании лесного ландшафта в полевую агро- экосистему величины эрозии увеличиваются по крайней мере на два-три порядка величины, а при преобразовании открытого (не- лесного) ландшафта – на один-два порядка. Поэтому при сель- скохозяйственном освоении территорий эрозия почв резко увели- чивается и остается на высоком уровне. В России почти половина площади почв подвержена водной и ветровой эрозии. На 5 млн. га бывшего СССР располагаются сильно эродированные почвы, на которых урожаи не превышают 40% от тех, которые были бы при неизмененной почве. В послед- ние годы существования СССР с полей выносилось 100 млн тонн гумуса и более 40 млн. тонн соединений азота, фосфора и калия в год. Это в полтора раза больше количества вносимых в то время в почву удобрений, и именно таким образом потенциальное плодо- родие почвы неуклонно снижается. Многочисленные факты из других районов мира также указы- вают на чрезвычайно высокую степень снижения естественного плодородия почв. В США за последние 200 лет смыто около трети верхнего слоя почвы, и естественное плодородие сократилось на 10–15%. Около двух третей пашни США нуждаются в защите от эрозии. Почвен- ная эрозия в США уносит приблизительно вдвое больше биоген- ных веществ, чем их вносится в почву в виде удобрений. Около половины наносов рек США обязаны своим происхождением эрозии почв. Еще хуже ситуация с эрозией почв в развивающихся странах, где благоприятные для эрозии природные условия сочетаются, как правило, с низким уровнем противоэрозионной агротехники. На о.Ява, например, рост доходов сельскохозяйственного произ- водства за последние 10–15 лет составлял около 4% в год, но эта величина примерно равна потерям плодородия почв в результате эрозии. В Зимбабве эрозия уносит втрое больше биогенов, чем их вносится ежегодно. Главная причина эрозии почв – сельское хозяйство. Например, в штате Нью-Йорк (США) земледельческие системы занимают 20% площади, но они дают 63% всего объема эрозии почв штата. Противоэрозионная способность почв зависит от содержания гумуса и карбонатов, концентрации катионов в поглощающем комплексе, механических и агрегатных свойств почвы. Каждый генетический тип почвы отличается характерным для него набо- ром параметров. Наибольшей эрозионной устойчивостью среди почв Русской равнины обладают черноземы. К северу и югу от зоны черноземов устойчивость почв к водной эрозии снижается. C другой стороны, более 70% черноземов мира распахано. По- этому общий объем эрозии в черноземной зоне под влиянием земледелия значительно увеличился. Насколько увеличилась эрозия почв мира вследствие транс- формации естественных экосистем в пашню? Автором были вы- полнены расчеты влияния сельского хозяйства на водную эрозию почв мира. Установлено, что с полей смывается ежегодно не ме- нее 90 млрд. тонн почвы. Для сравнения: твердый сток рек мира оценивается в 22 млрд. т в год. В настоящее время водная эрозия почв по крайней мере в пять раз больше, чем она была при нена- рушенных земледелием условиях. Объем смытой почвы содержит больше фосфора, чем все производство фосфорных удобрений в мире за год. Главные потенциальные резервы земельных ресурсов под паш- ню располагаются в тропических и экваториальных районах. Расширение площади пашни приведет там к значительному росту эрозии почв. Продолжающееся обезлесение приведет к дальней- шему увеличению эрозии почвы, в особенности во влажной эква- ториальной зоне, где, по сравнению с доземледельческим перио- дом, эрозия уже увеличилась в 8 раз, и при условии использова- ния всех доступных земельных ресурсов может вырасти в 24 раза. Наибольшее увеличение эрозии почвы, в 33 раза по сравнению со временем до начала земледелия, отмечается в районах доста- точного увлажнения умеренного пояса, где по климатическим ус- ловиям изначально произрастали леса и где площадь пашни весь- ма велика. На уровне речного бассейна смытые почвы представляют собой наносы, переносимые реками. Увеличение стока наносов приво- дит к заилению водохранилищ, каналов, оросительных систем и судоходных путей. Для условий США подсчитано, что это прино- сит больший экономический ущерб, чем снижение плодородия почв в результате эрозии почв. Далеко не весь рыхлый материал, образующийся вследствие эрозии пахотных почв, достигает больших рек и океана. Преиму- щественная часть его отлагается ниже по склону и в гидрографи- ческой сети первого порядка. Чем выше порядок сети или чем больше площадь бассейна, тем меньшая доля наносов попадает в реки. В бассейне Оки, например, распределение отложенных наносов по элементам рельефа выглядит следующим образом: В преде- лах скло- нов – В долинах без посто- янного сто- В доли- нах ма- лых рек – В долинах средних рек и главной реки Все- го: 60% ка – 20% 10% – 10% 100% Отношение объема наносов, достигших определенного створа на реке, к объему наносов, первоначально образовавшихся в этом бассейне, называется показателем поступления наносов (Sediment Delivery Ratio – SDR). Величина SDR находится в обратной нелинейной зависимости от площади бассейна. Обширный фактический материал, собранный в различных районах мира, позволил получить следующее выражение для определения показателя поступления наносов (SDR): SDR = kS n где S – площадь бассейна, k и n – числовые параметры. При этом параметр n изменяется в пределах от -0,01 до -0,25. Геоморфологические и геологические исследования подтвер- ждают ведущую роль расширяющегося земледелия в увеличении эрозии почв и стока наносов. На юге Украины в балках, не имеющих постоянного стока воды, отмечены значительные отло- жения наносов, аккумулированные 100–150 лет тому назад, то есть во времена земледельческого освоения южных степей. Ана- лиз кернов осадков в Черном море показал, что средняя скорость осадконакопления в период 7000–2000 лет тому назад составляла 90 млн. т в год. Затем скорость накопления увеличилась до 250 млн т в год, причем она была наибольшей в X–XV вв., когда происходила наиболее активная трансформация лесов в бассейне Дуная в агроэкосистемы. Русло реки Хуанхэ в нижнем течении чрезвычайно неустойчи- во. Река течет в собственных отложениях, очень быстро и резко изменяя свое положение и вызывая катастрофические затопления. За последние 4000 лет было около 1500 наводнений, в результате которых русло реки перемещалось на десятки и сотни километров 26 раз. И все же до времени примерно 1000–2000 лет тому назад река Хуанхэ имела относительно нормальный объем стока нано- сов. Затем сельскохозяйственное освоение Китая привело к рас- пашке поверхности Лессового плато в бассейне р. Хуанхэ, где эрозии стали подвергаться чрезвычайно легко размываемые, тон- кие отложения лесса. Мутность воды необычайно возросла и дос- тигает сейчас 1 т/куб. м. Сток наносов Хуанхэ – около 1 млрд. т в год, или около 10% стока взвешенных наносов всех рек мира. Это ставит ее на второе место в мире после Ганга-Брамапутры. На ре- ке построено несколько водохранилищ, работающих в специаль- ном режиме, препятствующем накоплению большей части пере- носимых наносов, но выполняющих свою основную функцию увеличения стабильных водных ресурсов. VII.4.2. Геоэкологические последствия применения удобрений Для своего развития растения нуждаются в определенном ко- личестве биогенных веществ (соединений азота, фосфора. калия и др.), обычно поглощаемых из почвы. В естественных экосистемах биогены, ассимилированные растительностью, возвращаются в почву в результате процессов деструкции в круговороте вещест- ва: разложения плодов, растительного опада, отмерших побегов, корней и пр. Некоторое количество соединений азота фиксирует- ся бактериями из атмосферы. Часть биогенов привносится с осад- ками. На отрицательной стороне баланса находятся инфильтрация и поверхностный сток растворимых соединений биогенов, их вы- нос с почвенными частицами в процессе эрозии почвы, а также преобразование соединений азота в газообразную фазу с уходом ее в атмосферу. В природных экосистемах скорость накопления или расходова- ния питательных веществ обычно невелика. Например, для девст- венной степи на черноземах Русской равнины соотношение меж- ду потоком соединений азота через границы избранного участка степи и его запасами в верхнем метровом слое составляет около 0,0001 или 0,01%. Можно сказать, что в масштабах жизни челове- ка баланс биогенных веществ, так же как и гумуса для девствен- ных (первичных) экосистем, замыкается с высокой точностью. Сельское хозяйство нарушает естественный, практически замкнутый баланс биогенов. Ежегодный урожай уносит часть биогенов, содержащихся в произведенном продукте. В агроэкосистемах скорость выноса питательных веществ на 1–3 мах скорость выноса питательных веществ на 1–3 порядка больше, чем в природных системах, причем чем выше урожай, тем относительно больше интенсивность выноса. Следовательно, даже если первоначальный запас питательных веществ в почве и был значительным, в агроэкосистеме он может израсходоваться сравнительно быстро. Всего в мире с урожаем зерна выносится, например, около 40 млн. т азота в год, или примерно 63 кг на 1 га площади зерновых. Отсюда следует необходимость применения удобрений для под- держания плодородия почвы и повышения урожаев, так как при интенсивном земледелии без удобрений плодородие почвы сни- жается уже на второй год. Обычно применяются азотные, фос- форные и калийные удобрения в различных формах и сочетаниях, в зависимости от местных условий. В то же время, применение удобрений маскирует деградацию почв, заменяя естественное плодородие на плодородие, базирующееся в основном на химиче- ских веществах. Производство и потребление удобрений в мире неуклонно рос- ло, увеличившись за 1950–1990 гг. приблизительно в 10 раз. Среднее мировое использование удобрений в 1993 г. составляло 83 кг на 1 га пашни, из них примерно половина – азотных удоб- рений. За этой средней величиной скрыта большая разница в по- треблении различных стран. В Нидерландах применяется больше всего удобрений, и там уровень применения удобрений в послед- ние годы даже сократился: от 820 кг/га до 560 кг/га. С другой стороны, среднее потребление удобрений в Африке в 1993 г. со- ставляло лишь 21 кг/га, причем в 24 странах применяли 5 кг/га и менее. Наряду с положительными эффектами, удобрения создают также экологические проблемы, в особенности в странах с высо- ким уровнем их применения. О загрязнении природных вод нит- ратами и о связанной с этим эвтрофикации водоемов уже говори- лось в главе, посвященной проблемам гидросферы. Нитраты опасны для здоровья человека, если их концентрация в питьевой воде или продуктах сельского хозяйства выше уста- новленной ПДК. Концентрация нитратов в воде, стекающей с по- лей, обычно находится между 1 и 10 мг N/л, а с нераспаханных земель она на порядок меньше. По мере роста массы и продолжи- тельности применения удобрений, все большее количество нитра- тов попадает в поверхностные и подземные воды, делая их непри- годными для питья. Если уровень применения азотных удобрений не превышает 150 кг N/га в год, то в природные воды попадает примерно 10% от объема применяемых удобрений. При более вы- сокой нагрузке эта доля еще выше. В особенности серьезна про- блема загрязнения подземных вод после того, как нитраты попали в водоносный горизонт. Водная эрозия, унося почвенные частицы, переносит также со- держащиеся в них и адсорбированные на них соединения фосфо- ра и азота. Если они попадают в водные объекты с замедленным водообменом, улучшаются условия для развития процесса эвтро- фикации. В реках США главным загрязнителем воды стали рас- творенные и взвешенные соединения биогенов. Зависимость сельского хозяйства от минеральных удобрений привела к серьезным сдвигам в глобальных циклах азота и фос- фора. Промышленное производство азотных удобрений привело к нарушению глобального баланса азота вследствие роста объема доступных для растений соединений азота на 70% по сравнению с доиндустриальным периодом. Избыток азота может изменить ки- слотность почв, а также содержание в них органического вещест- ва, что может привести к дальнейшему выщелачиванию пита- тельных веществ из почвы и ухудшению качества природных вод. По нашей оценке, смыв фосфора со склонов в процессе поч- венной эрозии составляет не менее 50 млн. т в год. Эта цифра сравнима с годовым объемом промышленного производства фос- форных удобрений. По другой оценке, в 1990 г. столько же фос- фора было вынесено реками в океан, сколько было внесено на по- ля, а именно 33 млн. т. Поскольку газообразных соединений фос- фора не существует, он перемещается под воздействием силы тя- жести, главным образом с водой, преимущественно с континен- тов в океаны. Это ведет к хроническому дефициту фосфора на суше и к еще одному глобальному геоэкологическому кризису. Зависимость величины урожая от объема применяемых удоб- рений в целом похожа для любой культуры: растение заметно реагирует на первые порции применяемых удобрений, при после- дующих порциях прирост урожая становится меньше, а затем уже прироста практически нет (кривая зависимости в этой области стремится к асимптоте), а при дальнейшем увеличении нагрузки удобрениями может отмечаться и снижение урожая. Деградация почв, обсуждавшаяся выше, не остановила рост сельскохозяйст- венного производства, потому что фермеры в мире применяли все больше удобрений, чтобы компенсировать теряемое природное плодородие почв, и увеличивать урожаи. В настоящее время рост применения удобрений вызывает все меньшее приращение урожая (на кривой зависимости урожая от нагрузки удобрениями эта ситуация находится в зоне асимптоты). Вследствие этой причины, а также вследствие изменения типа экономики в ряде стран, объем применения удобрений в мире не растет с 1990 г. В такой ситуации удобрения более не маскируют снижение плодородия почв, потому что они не могут заменить другие важные компоненты почвы как сложного природного те- ла: органического вещества, тонкой фракции почвы, водоудержи- вающей способности почвы, почвенной фауны беспозвоночных и микроорганизмов и пр. В то же время, развивающиеся страны нуждаются в более вы- соком уровне применения удобрений для повышения сельскохо- зяйственной продукции, что, с другой стороны, неизбежно повле- чет за собой рост геоэкологических проблем. Научно обоснованные стратегии сельского хозяйства должны исследовать возможности сокращения объема применяемых удобрений с целью поиска оптимального уровня их применения, а также включать такие компоненты, как корректная технология их применения и защита почв от эрозии. VII.4.3. Геоэкологические последствия применения пестицидов Значительная часть урожая уничтожается вредителями и поги- бает вследствие болезней как на поле, так и, позднее, в хранили- щах. Иногда потери достигают половины урожая (в бывшем СССР – до 30–40 %, в США – 33%). Одно из основных на- правлений борьбы с вредителями сельского хозяйства (насеко- мыми, грызунами, грибками, сорняками и пр.) – это применение химических веществ, называемых пестицидами. В США, например, необходимо бороться со 160 видами патогенных грибов и бактерий, 250 видами вирусов, 8000 видами насекомых и клещей, 2000 видами сорняков. Пестициды – общее название для всех химических веществ, применяемых для борьбы с вредителями, а также и более узкое название для части веществ, применяемых против насекомых. Гербициды применяются для контроля сорняков, фунгициды – против грибков, родентициды – против грызунов. Основной по- требитель пестицидов – сельское хозяйство. В СССР в 1989 г. 88% всей пашни обрабатывалось пестицидами. Всего в мире используется не менее 180 пестицидов в виде не- скольких тысяч препаративных форм. За десятилетия 1960-1980 гг. объем пестицидов, применяемых в сельском хозяйстве мира, увеличился на порядок. Однако затем употребление пестицидов стало замедляться вследствие обнаруженных серьезных проблем. В России и прилегающих странах уровень производства и приме- нения пестицидов понижается также вследствие экономической депрессии. Большинство проблем применения пестицидов, возникает по- тому, что практически все пестициды являются ксенобиотиками – чуждыми для природы химическими соединениями. По оценкам Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ), ежегодно в мире от применения пестицидов умирают 20000 чело- век и около 1 млн. чел. получают отравление со значительными последствиями для здоровья. Многочисленные исследования од- нозначно свидетельствуют, что любое увеличение пестицидных нагрузок повышает частоту распространения самых различных патологий, ведет к увеличению заболеваемости (в особенности детей) не только посредством прямого поражения организма че- ловека, но и путем подавления иммунной системы, нарушения процессов роста, развития и обмена веществ. Если применение пестицидов в мире будет возрастать, то можно ожидать соответ- ствующего увеличения заболеваемости и смертности. Воздействие пестицидов на природу столь же серьезно, как и воздействие их на человека. Каждый вид, численность которого подлежит регулированию, обитает вместе с сотнями видов, чис- ленность которых изменять нежелательно. Поэтому обычно менее одного процента применяемых пестицидов достигает цели. Ос- тальные 99% попадают в окружающую среду, загрязняя почву, воздух и воду и отравляя биоту, часто с непредсказуемыми по- следствиями. Большую роль в плодородии почв играет почвенная биота. По- давляя вредителей пестицидами, человек снижает также числен- ность почвеныых организмов. В пойменных почвах Нечерноземья насчитывалось до 300 дождевых червей на 1 кв. м, пропускавших сквозь свой кишечник ежегодно до 10 кг почвы. В настоящее время их численность сократилась в десятки и сотни раз. Многообразные пестициды различным неблагоприятным обра- зом воздействуют на ландшафты и их компоненты. Группы жи- вотных, наиболее страдающих от пестицидов, оказываются (в по- рядке увеличения степени поражения): беспозвоночные, рыбы, птицы, млекопитающие, микроорганизмы. Внутренние водоемы загрязняются пестицидами и продуктами их распада. Пестициды сыграли, например, немалую роль в ухудшении состояния Араль- ского моря, его притоков и бассейна. Исследование поведения пестицидов в ландшафте в зависимости от географических усло- вий – важная и пока недостаточно изученная проблема. Попавший в окружающую среду пестицид включается в про- цессы биоаккумуляции, когда может происходить многократное (до сотен тысяч раз) повышение его концентрации по мере про- движения пестицидов по пищевым цепям. В результате отдель- ные, иногда отдаленные от пестицидной мишени звенья пищевых цепей могут оказаться крайне токсичными. Широко известен пес- тицид ДДТ, почти везде запрещенный к использованию (но это запрещение не всегда выполняется). Период полного распада ДДТ составляет многие десятки лет, и около половины произве- денного промышленностью препарата еще находится в окру- жающей среде. Биоаккумуляция ДДТ в экосистеме озера Мичи- ган приводит к его накоплению в рыбоядных птицах в 180 тыс. раз большему, чем его концентрация в озерной воде: ДДТ в воде - 0,014 мг/л ДДТ в зоопланктоне - до 5 мг/л ДДТ в мелкой рыбе - до 10 мг/кг ДДТ в крупной рыбе - до 200 мг/кг ДДТ в рыбоядных птицах - до 2500 мг/кг Последствия биоаккумуляции пока еще не полностью поняты и могут оказаться даже более опасными, чем это видится сейчас. Другая серьезная проблема применения пестицидов в том, что вредители привыкают к пестицидам, это привыкание передается по наследству, снижая эффективность пестицидов и заставляя вводить в использование все новые и новые химические вещест- ва. Это явление, так называемая резистентность, привело к то- му, что более десятка массовых видов насекомых развили нечув- ствительность ко всем основным классам применяемых соедине- ний. К ним относятся домовая муха, таракан, колорадский карто- фельный жук, капустная моль и др. Резистентность к применяе- мым пестицидам вырабатывается через 10–30 поколений, так что в недалеком будущем, при современной стратегии применения пестицидов, все основные вредители могут стать резистентными. Если обобщить проблемы применения пестицидов, то можно сказать, что их основная опасность заключается в нарушении жизнеобеспечивающих свойств экосферы и ухудшении состояния здоровья людей. В долгосрочной перспективе большая часть применяемых хи- мических веществ должна быть запрещена и заменена на биоло- гические средства борьбы (или на интегрированные биологиче- ские, химические и другие средства защиты урожая). Однако не- медленный запрет вряд ли возможен. На переходный период не- обходимо соблюдать несколько весьма очевидных правил. Следу- ет вспомнить старый закон медицины: “Если можешь, не вреди”, то есть не применяй пестициды там, где не надо, и когда не надо. Должны применяться пестициды с относительно коротким вре- менем распада. Не следует стремиться к поголовному истребле- нию вредителя, что вряд ли возможно, а лишь к поддержанию его численности на заданном, низком уровне. Поскольку менее 1% всех случаев смерти зарегистрировано в развитых странах, хотя в них применяется 80% всего объема пестицидов, необходимо спе- циальное обучение людей, работающих с пестицидами. VII.4.4. Уплотнение почвы Существуют две основные линии интенсификации сельского хозяйства: увеличивающееся применение или технологии (меха- низмов, энергии и пр.), или ручного труда. При технологически интенсивном сельском хозяйстве (где производится около поло- вины продовольствия мира на одной пятой пахотной площади) широко используются сельскохозяйственные машины. Всего в мире в сельскохозяйственном производстве используется более 30 млн. тракторов, не считая комбайнов, плугов, сеялок и пр., а также грузовиков. Почти все эти машины очень тяжелые. Неко- торые сельскохозяйственные машины превышают допустимую нагрузку даже на асфальтированные дороги. Многократное использование тяжелых сельскохозяйственных машин за сезон и за многие годы приводит к уплотнению почв. Разрушается структура почвы, снижается ее пористость, ограни- чивается развитие корней растений, и таким образом неуклонно снижается плодородие почвы. Если эти процессы развиваются в верхнем слое почвы, то ситуация может быть скорректирована ежегодной вспашкой. Но все более интенсивное использование тяжелых машин приводит к уплотнению глубоких горизонтов почвы, что не может быть исправлено снятием нагрузки или вспашкой. VII.4.5. Геоэкологические проблемы орошения Орошение применяется издавна, чтобы обеспечить повышен- ный и устойчивый урожай. На 1995 г. площади орошаемых зе- мель в мире составляют около 250 млн. га. Это всего лишь 17% пашни, но они обеспечивают около одной трети всех продуктов земледелия. Большинство древних цивилизаций основывалось на орошае- мом земледелии. Однако истинное расширение ирригации про- изошло в ХХ столетии, когда площадь орошаемых земель в мире выросла в 5-6 раз. В начале ХХ в. площадь орошаемых земель в мире не превышала 40 млн. га. Наиболее интенсивный рост пло- щадей орошения был в 1950–1960 гг., но затем он замедлился, а в некоторых странах, например в США, стал отрицательным. При- рост орошаемых площадей в мире в течение ХХ в. превысил при- рост численности населения и был, таким образом, важным фак- тором в решении проблемы продовольствия. Имеется несколько причин современного снижения темпов раз- вития орошения: – высокая стоимость новых проектов, в среднем не менее 1000- 2000 долларов США за гектар; – невыгодность вложения средств в проекты орошения по сравнению с другими областями инвестиций; – дефицит водных ресурсов; – дефицит подходящих земель; – потеря орошаемых территорий вследствие засоления, заболачивания и подтопления почвы; – деградация оросительных систем. На территории бывшего СССР заметный прирост орошаемых площадей, происходивший в течение 1955–1985 гг. резко остановился во второй половине 1980-х гг., сначала вследствие протестов экологических движений, полагавших, что в конечном итоге гидромелиоративные проекты приносят больше вреда, чем пользы, а затем из-за отсутствия средств вследствие деградации экономики. Особенности развития орошения и сопутствующие ему про- блемы ассоциируются с тремя основными геоморфологическими типами земель (в основном на материале Средней Азии): а) Высокие и приподнятые подгорные равнины, первые террасы рек. Обычно они состоят из водопроницаемых отложений, таких как песок или гравий. Поэтому они не нуждаются в искусствен- ном дренаже, а почвы не подвержены засолению. Это районы традиционного устойчивого орошения, существовавшего в тече- ние столетий и даже тысячелетий. б) Низкие подгорные равнины, межгорные депрессии, вторые и третьи террасы древних озер и рек. Они сложены лессами, суг- линками, глинами и не обладают достаточными дренирующими свойствами. Почвы содержат значительные запасы солей. Эти территории нуждаются в искусственном дренаже из-за опасности засоления и заболачивания почв. в) Морские и внутриконтинентальные дельты, низкие равнины и депрессии, террасы в низовьях рек. Они сложены глинами и суглинками и практически не обладают естественным дренажом. Подземные воды – соленые и залегают близко к поверхности. До начала развития ирригации необходимо промыть почвы и по- строить глубокий дренаж. В большинстве случаев резервы земель для орошения располагаются именно на таких территориях, что делает новые проекты орошения весьма дорогими, и со значи- тельными сопутствующими экологическими проблемами. Орошение – это, безусловно, благо для человечества, но одно- временно оно приносит серьезные проблемы, прежде всего, гео- экологического характера. Превращение естественного ландшаф- та в агроэкосистему всегда приводит к очень глубоким преобра- зованиям состояния и режима территории. Это еще более верно, когда естественный ландшафт превращается в систему орошения, то есть в новую, почти полностью искусственную инженерную систему. Ведущие процессы коренным образом изменяются: вме- сто малого количества воды, поступающей с атмосферными осад- ками, что характерно для засушливых областей, поле получает большое количество воды. В результате изменяется основной тип водного режима почвы: вместо непромывного режима, когда во- ды не промачивают ежегодно почвенный профиль, возникает промывной режим, при котором происходит ежегодное, обычно многократное промачивание почвы. Изменяются все особенности режима почвы, в том числе условия миграции химических соеди- нений, а затем и физические свойства почвы. При значительном развитии ирригации не только отдельное по- ле или оросительная система претерпевают глубокие геоэкологи- ческие изменения, но они захватывают речные бассейны, включая такие крупные как Нил, Колорадо, Инд или Амударья. Опыт показывает, что какая бы территория ни находилась под влиянием орошения, будь это речной (озерный) бассейн, ороси- тельная система, или поле, она приобретает тенденцию к дегра- дации, и требуются постоянные, энергичные меры, поддержи- вающие ее устойчивость и, таким образом, контролирующие си- туацию. Существует масса примеров этого как из прошлого, так и из настоящего. Природа ничто не отдает бесплатно: чем больше ее нарушаешь, тем больше надо платить за это. Основная задача ирригации – поддержание оптимальной влажности почвенного слоя для развития растений; орошение, этот главный пользователь воды в мире, забирает до 80% всей используемой воды. С точки зрения ресурсов, главная проблема состоит в малой эффективности использования воды. Коэффициент полезного действия для поля или оросительной системы есть отношение объема используемой растениями воды к объему забираемой во- ды. Он сильно варьирует, в зависимости от многих условий, но в целом можно сказать, что обычно к.п.д. находится в пределах 0,4–0,6, часто и того ниже. Существует много причин неэффективного использования во- ды. Одна из них, может быть, главнейшая, в том, что цена за воду (если она вообще есть) намного ниже, чем ее социальная стои- мость. Во многих случаях и во многих странах вода для орошения бесплатна, или же она ниже даже затрат на поддержание систем орошения, не говоря уже о капитальных затратах. В результате воду не берегут, и чрезмерное расходование воды типично для большинства оросительных систем мира, независимо от типа эко- номики. Непропорционально высокое расходование воды, превышаю- щее потребности растений, приводит к неблагоприятным геоэко- логическим последствиям. Главное из них – подъем уровня грунтовых вод вследствие избыточного количества оросительной воды при недостаточно эффективном или отсутствующем дренаже. Это приводит к подтоплению или заболачиванию территории. (При подтоплении уровень грунтовых вод находится очень близко к поверхности почвы, а при заболачивании вода стоит на ее поверхности.) Кроме того, соли, вымываемые из почвы, вместе с солями, на- ходящимися в значительном количестве в грунтовых водах, ока- зываются в пределах почвенного профиля, вызывая тем самым чрезвычайно неблагоприятный для земледелия процесс – засоление почв. Предотвращение засоления заключается в обеспечении хорошего дренажа почв, то есть в обеспечении отвода избыточного количества воды. Существуют земли с хо- рошим естественным дренажом. Обычно это территории тра- диционного орошения. В остальных случаях необходимо строить инженерные системы дренажа. Для удешевления строительства это не всегда делается, но скупой, как известно, платит дважды, потому что мелиорация засоленных почв обходится дороже, чем первоначальное сооружение дренажа. Примерно четверть орошаемых площадей мира в той или иной степени засолена, и очень большие территории совершенно выве- дены из обращения как прошлыми цивилизациями, так и в ре- зультате хозяйствования последних десятилетий. Если главной геоэкологической проблемой ирригации на уров- не поля или оросительной системы является проблема заболачи- вания и засоления почвы, то основной проблемой на уровне реч- ного бассейна является значительное увеличение транспорта рас- творенных солей. По оценкам Н.Ф.Глазовского, общий перенос солей с дренажными водами с орошаемых полей мира составляет 2 млрд. т в год. Этот перенос стал одним из основных компонен- тов глобальных биогеохимических циклов. Для сравнения, есте- ственный транспорт растворенных веществ с речным стоком мира составляет 3 млрд. т в год. При грамотном планировании развития орошения необходимо учитывать вновь возникающие потоки растворенных веществ. Это делается на основе анализа уравнений водно-солевого балан- са, современного и проектируемого. С этой точки зрения, каждая территория уникальна, и перспективное планирование водно- солевого баланса требует междисциплинарных знаний, а управ- ление большими орошаемыми территориями должно быть факти- чески сочетанием науки и практического опыта. Развитие орошения, особенно в тропических странах, обычно сопровождается рядом социальных последствий. Одно из наибо- лее важных – рост болезней, связанных с переносчиками, таких как малярия, шистосоматоз или онкоцеркоз. Другие последствия – это ухудшение качества питьевой воды и заболачивание (под- топление) населенных пунктов вследствие неэффективного управления орошаемыми массивами. Геоэкологические проблемы орошения указывают на необхо- димость учета полной стоимости ирригации, которая бы включа- ла не только затраты на строительство и эксплуатацию ороси- тельных систем, но и стоимость ухудшения состояния окружаю- щей среды, затраты на решение экологических вопросов и соци- ально-эконо-мических проблем. Такая полная стоимость, несмот- ря на очевидные трудности подобных расчетов, помогла бы оце- нивать действительную эффективность проектов оросительных систем. Таким образом, орошение будет рассматриваться не как привлекательный и недорогой способ увеличения производства продуктов сельского хозяйства, а, как и в случае с сельскохозяй- ственными химикалиями, как обоюдоострый меч, с которым надо обращаться с осторожностью, потому что он может принести как добро, так и зло. VII.4.6. Геоэкологическая устойчивость сельского хозяйства Анализ антропогенных факторов изменения состояния почв и использования земель мира говорит о том, что педосфера как ос- нова живого вещества Земли, как критическое звено в глобальных биогеохимических циклах, как основной источник продовольст- вия для быстро растущего населения мира, находится под угро- зой. Деградация педосферы – одна из самых серьезных, долго- срочных геоэкологических проблем мира, потому что нигде более разрушение систем жизнеобеспечения Земли не зашло так далеко. Имеются более видимые и более впечатляющие общемировые проблемы, встречаются очень острые локальные проблемы, и они привлекают внимание. Но деградация педосферы все еще не рас- ценивается так, как она того заслуживает. Главная область беспокойства – сельское хозяйство, где воз- можность временно поправить ситуацию посредством внесения удобрений и пестицидов, введение искусственного полива, или же использование новых машин может временно отложить или скрыть наступающий кризис. С одной стороны, технологические вложения, лишь временно замещающие естественные факторы плодородия почв, приносят с собой ряд геоэкологических про- блем, обсуждавшихся выше. С другой стороны, сами эти техно- логические вложения есть продукт экологически неблагополуч- ной промышленности или энергетики. В результате сельское хо- зяйство, играющее столь большую роль в трансформации экосфе- ры, экологически весьма неустойчиво. Тревожное состояние ресурсной базы сельского хозяйства можно видеть в большинстве стран мира, от самых богатых и раз- витых до наиболее обнищавших. Казалось бы, можно полагать, что сельское хозяйство США – это блестящая демонстрация того, что может быть достигнуто при весьма благоприятных природ- ных условиях, умелых, трудолюбивых и предприимчивых ферме- рах, значительных вложениях со стороны науки и техники в виде постоянно совершенствующихся машин, химикалиев, семян и пр. и благоприятной ситуации на мировом рынке сельскохозяйственных продуктов. И действительно, успехи весьма впечатляющие. Но нужно также помнить, что успехи американского сельского хозяй- ства идут во многом за счет потерь почвенных ресурсов, то есть вследствие его геоэкологической неустойчивости. Известно, что половина толщины почвенного слоя штата Айо- ва исчезла за последние 150 лет. Говорят, что один мешок произ- веденного зерна кукурузы в этом штате уносит с собой вследст- вие эрозии два мешка почвы. Поэтому достижения в земледелии Айовы все более основываются на технологии и все менее на ес- тественном плодородии почв. Но если столь значительная сте- пень деградации характерна для штата и страны, располагающих высококлассной Службой охраны почв, то что говорить о боль- шинстве стран? Выше приводился пример Индонезии, где весь прирост сельского хозяйства происходит из-за потери плодородия почв, и это не самый худший пример. Об антропогенной деграда- ции почв России и бывшего СССР уже говорилось. Четыре самые крупные сельскохозяйственные страны мира, США, Китай, Ин- дия и бывший СССР, используют несколько меньше половины пахотных земель мира, но потери от эрозии и засоления почв пре- вышают 50% общемировых потерь. Геоэкологическая неустойчивость агроэкосистем отмечается на всех иерархических уровнях. Существует очень много приме- ров деградации почв на уровне поля вследствие эрозии, засоле- ния, загрязнения, уплотнения почв. На уровне водосбора прояв- ляются в основном проблемы химического характера, такие как увеличивающийся транспорт растворенных солей реками или рост концентрации нитратов в источниках водоснабжения. На глобальном уровне – нарушения, в основном, в социально- экономической сфере, но природные процессы также испытыва- ют неблагоприятные воздействия. Например, животноводство Нидерландов в значительной степени зависит от производства корнеплодов (ямса, маниоки и пр.) в странах юго-восточной Азии, таких как Индонезия или Таиланд. В результате усиливает- ся разрушение ресурсной базы в странах-производи-телях манио- ки вследствие, например, эрозии почв, и возрастает загрязнение воды и почвы в Нидерландах вследствие избытка навоза, превы- шающего естественную способность его переработки на голланд- ской территории. Несмотря на продолжающееся ухудшение ресурсной базы сельского хозяйства, растущее население мира должно быть обеспечено питанием. Необходим переход к экологически устой- чивому сельскому хозяйству. Стратегия перехода весьма сложна и требует очень больших усилий даже для ее разработки, не гово- ря уже о выполнении. В сложной системе, какой является сель- ское хозяйство, элементы стратегии могут быть весьма далеки от состояния почв, но могут привести к желаемым результатам. К ним относятся эффективное управление численностью населения, оптимизация качества питания взамен максимизации объема про- изводства, устранение или снижение государственных субсидий сельскому хозяйству. Наряду с социально-экономическими элементами стратегии перехода к экологически устойчивому сельскому хозяйству, су- ществуют экологически благоприятные методы ведения хозяйст- ва. Они основаны на минимизации чуждых для природы агротех- нических приемов, таких как применение пестицидов или мине- ральных удобрений. Это так называемое органическое земледе- лие. Его также называют биологическим, или экологическим (organic, biological, ecological farming). В среднем такой метод ведения хозяйства приносит меньшие урожаи, но их продукты отличаются высокими питательными качествами. Вследствие бо- лее высоких цен на такие продукты органическое земледелие мо- жет приносить не меньше дохода, чем высокотехнологичное сельское хозяйство. Однако доля площади, обрабатываемой с применением орга- нического земледелия, не превышает нескольких процентов даже в передовых странах. При этом отмечается определенная, хотя и слабая, тенденция к росту. В качестве переходной, или компро- миссной стратегии можно рассчитывать на снижение количества вносимых химических веществ (удобрений и пестицидов), более эффективное их применение, более эффективное управление оро- сительными системами, разумное ограничение в строительстве но- вых оросительных систем, применение менее тяжелых машин за более короткое время и пр. Мы уже приводили пример Нидерландов, где за 10 лет (1983–1993 гг.) уровень применения минеральных удобрений сократился на 47%, оставаясь при этом все же очень высоким (560 кг/га). При высоком уровне применения удобрений растения слабо реагируют на сверхвысокие дозы, и потому экономичнее снизить интенсивность применения удобрений, получив в то же время несколько более низкий урожай. Меньшая масса мя несколько более низкий урожай. Меньшая масса применяемых удобрений приводит также к снижению уровня загрязнения ок- ружающей среды (воды и почвы). От этой стратегии еще очень далеко до органического земледелия, но тенденция эта правиль- ная, и она характерна для большинства развитых стран. Человечество достигло многого в производстве продуктов пи- тания. Но цена была столь высока, что пришлось занимать ресур- сы у внуков. Больше занимать нельзя. Более того, пришло время отдавать, и единственный путь к этому – общемировая трансформация сельского хозяйства в духе концепции устой- чивого развития. |