Увеличение площади пустынь на земле. Аридная зона. общая экологическая характеристика. Светлой памяти академика В.И. Вернадского, посвящаю
Пустыни и полупустыни занимают не менее 22-23% площади суши, г.е. как минимум 31,5 млн кв. км. Согласно некоторым оценкам площадь пустынь и полупустынь превышает треть земной поверхности. В результате экологически безграмотного ведения хозяйства площадь пустынь на планете постоянно увеличивается, захватывая в среднем по 50-70 тыс. кв. км продуктивных земель ежегодно (UN Conference on Desertification ..., 1978). Только в последней четверти XX в. появилось более 9 млн кв. км пустынь, и еще 30 млн кв. км находится под угрозой опустынивания (на этих территориях проживает более 15% населения планеты).
В целом территории определяется как аридная (засуиииоая) в том случае, если испарение влаги с нее превышает количество выпадающих осадков (увлажнение). Существуют различные варианты аридных биот - тропические и внетропическне пустыни, полупустыни и степи, засушливые саванны. Каждый из них характеризуется специфическим количеством осадков, соотношением сухих и влажных сезонов, биомассой и т.д.
Из основных климато-экологических факторов, воздействующих на человека в аридной зоне тропических широт, прежде всего следует назвать высокие температуры. В пустынях средние летние температуры в тени превышают +25 °С. Из-за малой облачности и высокой прозрачности воздуха очень велика инсоляция: годовая сумма солнечной радиации в пустынях Северной Африки достигает 200-220 ккал/кв. см, что в 2,5 раза выше, чем в средней полосе.
В физиологическом отношении проблема адаптации к аридному климату осложняется гем, что при температурах воздуха выше +33 °С тепло- отдача через кожу (конвекция) резко снижается и обеспечивается практически только за счет испарения. Жизнедеятельность организма человека при подъеме температуры тела свыше 44 °С невозможна (верхняя легальная температура).
Морфологическая адаптация к сниженной теплоотдаче у представителей полупустынных и пустынных популяций обеспечивается либо за счет общей грацилизации (уменьшения размеров тела, как у бушменов Калахари), либо за счет сочетания высокого роста и малого веса (туареги Сахары, гуркана н да юга Восточно-африканской засушливой саванны). Оба варианта приводят к увеличению отношения площади тела (теплоотдачи) к мышечной массе (теплопродукции), г.е. позволяют снизить опасность перегревания.
Суточные перепады температур в пустынях весьма существенны. Хотя среднесуточная температура в тропической пустыне лишь на 8 °С выше, чем в тропическом лесу, разница между дневными и ночными температурами в пустыне почти в два раза больше по сравнению с дождевым лесом. В области Гуркана (Кения, полупустынная саванна) средняя предутренняя температура равняется +24 °С при средней дневной +37 °С. В предутренние часы температура воздуха в среднеазиатских пустынях снижается до 18-23 °С, а в Калахари и пустынях южной Австралии ночные температуры еще ниже.
Сезонные перепады температур незначительны в тропических пустынях, но очень велики во внстропичсских (Каракумы, Кызылкумы, Гоби). Зима в Гоби длится около 6 месяцев, без оттепелей, с морозами до -40 °С. Абсолютные же максимумы летней дневной температуры достигают +50 °С в тени. Для степей умеренного климата также характерны продолжительное жаркое лето и довольно холодная зима. Таким образом, к влиянию факторов аридной зоны во внстропичсских регионах добавляется экологическое давление факторов континентального климата.
Характерная для пустынь сухость воздуха ведет к быст рому обезвоживанию организма. Средняя относительная влажность воздуха в пустынях составляет около 30% (в тропическом дождевом лесу она достигает 80- 100%). Воздействие на организм сухого воздуха усугубляется постоянными ветрами. При этом пустынные ветры часто сочетаются со значительным повышением температуры воздуха и поэтому приводят нс только к дополнительной потере влаги, но и к перегреванию организма (известное выражение - «ветер в пустыне прохлады не приносит»).
Можете себе представить, что пустыня Сахара в Северной Африке занимает 9,4 миллиона квадратных километров? Это именно так, ведь Сахара является самой большой пустыней в мире.
Чем же еще примечательна пустыня Сахара?
- Сахара занимает 30% всего африканского континента;
- Сахара — самое жаркое и горячее место в мире с летними температурами, которые часто превышают 57° C;
- В Сахаре выпадает ежегодный ливень и очень мощные песчаные бури, поднимающие песок на 1 километр в высоту и перемещающие дюны. В этом году ;
- В Сахаре есть удивительно плато под названием Тассилиг-Аджер. Вот что о нем говорится в книге «АллатРа » Анастасии Новых
:
« Да, такие своеобразные «каменные книги», нанесённые на скальных породах, каждая размером с футбольное поле, учёные находят и по сей день. Например, наскальные изображения (петроглифы) на Белом море (г. Залавруга, Республика Карелия, Россия), или шведском Немфорсене (в провинции Онгерманланд) и Танума (в Бохуслене), или в предгорьях центральных Альп долине Валь-Камоника (Италия), или надписи африканских бушменов в Драконовых горах, или рисунки горного плато Тассилин-Аджер в Сахаре и так далее».
В последнее время ученых обеспокоили изменяющиеся размеры Сахары. Ведь еще в начале XXI века её площадь составляла чуть более 7 миллионов квадратных километров. Специалисты изучали и анализировали исторические записи, собранные по всей Африке, а так же модели климата за последние 100 лет. Благодаря этим историческим данным, исследователи пришли к выводу, что за период с 1920 по 2013 сода площадь Сахары выросла минимум на 10 %. Почему же Сахара так увеличилась? Исследователи из Университета Мэриленд предположили, что один из факторов может быть связь с изменением климата. Ученым удалось проследить связь между сокращением числа осадков вдоль южной границы Сахара и опустынивания экосистемы пастбищ в Нигерии, Чаде и Судане. Результат исследований показал, что число осадков в Сахаре уменьшилось на треть. Это дало снование ученым, что уменьшение осадков спровоцировало рост площади пустыни. Также при анализе сезонных осадков оказалось, что число летних дождей сократилось резко, в отличие от осадков во время других сезонов. Учитывая, что пограничные области пустыни временно расширяются исходя из сезонных осадков, в летнее время границы пустыни Сахара на 16 процентов больше. В первую очередь от увеличения площади Сахары страдает Чад - переживающий настоящий климатический кризис.
Ученые отмечают, что, если не предпринять никаких мер, площадь пустыни Сахара продолжит расти. А ведь рост Сахары способен кардинально повлиять на дикую природу и на людей, проживающих у ее границ. Места, где выращивается пища, становятся все более сухими, а засуха могут привести к полной гибели урожаев и голоду.
“Только лишь заблаговременная подготовка и единение народов мира перед грозящей природной опасностью даёт человечеству большие шансы на выживание и совместное преодоление трудностей в эпоху, связанную с глобальным изменением климата планеты”, - .
Почему же происходят климатические изменения? И можно ли к ним подготовиться?
В поверхностных слоях почвы под действием микроорганизмов, воздуха и воды постепенно формируется плодородный слой. В одной горсти хорошей плодородной земли содержатся миллионы полезных для почвы микроорганизмов. Для образования плодородного слоя толщиной в один сантиметр природе необходимо не менее 100 лет, а потерять его можно буквально за один полевой сезон. Почвенная эрозия в наше время приобрела всеобщий характер.
Эрозия почвы не только снижает плодородие и урожайность, под действием почвенной эрозии значительно быстрее заиливаются искусственные водные каналы и резервуары, а, следовательно, снижается возможность орошения сельскохозяйственных угодий. Особенно тяжёлые последствия наступают, когда вслед за плодородным слоем сносится материнская порода, на которой этот слой развивается. Тогда происходят необратимые разрушения и образуется пустыня.
Расширение опустынивания - один из самых быстроразвивающихся глобальных процессов в наше время, при этом происходит снижение, а иногда и полное уничтожение биологического потенциала на территориях, подвергающихся опустыниванию, таким образом, эти территории превращаются в пустыни и полупустыни. Естественные пустыни и полупустыни занимают около одной трети всей поверхности земли. На этих территориях проживает до 15% всего населения планеты.
Опустыниванию подвергаются земли в разных климатических поясах, но особенно интенсивно процесс опустынивания протекает в жарких и засушливых регионах планеты. Третья часть всех аридных областей мира находится на Африканском континенте, широко распространены они и в Азии, Австралии и Латинской Америке. В среднем за год опустыниванию, до полного разрушения подвергается 6 млн. гектаров, обрабатываемых земель и более чем на 20 млн. гектарах сельскохозяйственных площадей под влиянием опустынивания снижается урожайность.
Процесс опустынивания обычно вызван совокупными действиями человека и природы. Особенно губительно опустынивание в аридных районах, ведь экосистема этих регионов и так достаточно хрупкая и легко разрушаемая. Без того скудная растительность уничтожается из-за массового выпаса скота, интенсивной вырубки деревьев, кустарников, распашки малопригодных для земледелия почв и другой хозяйственной деятельности, нарушающей зыбкое природное равновесие. Всё это усиливает действие ветровой эрозии. При этом значительно нарушается водный баланс, понижается уровень грунтовых вод,
К сожалению, площади многих пустынь с каждым годом увеличиваются. Растут и пустыня Гоби в Монголии, и Калахари в Южной Африке, и Каракумы в Средней Азии. Каждый год пустыни отвоевывают территорию, сравнимую по площади с Бельгией. Но рекордсмен - африканская Сахара, самая большая пустыня нашей планеты. В начале XXI века её площадь составляла более 7 миллионов квадратных километров. Её пески наступают на юг и юго-восток со скоростью 50 километров в год. Причины этого движения учёным пока неясны. Не существует и способа остановить это неуклонное песчаное наступление.
А знаете ли вы, что. . . Сахара простирается через большую часть Северной Африки, покрывая 9 миллионов квадратных километров. Пустыня Сахара занимает 30% всего африканского континента. Сахара - самое жаркое и горячее место в мире с летними температурами, которые часто превышают 57 градусов по Цельсию. В Сахаре выпадает ежегодный ливень и очень мощные песчаные бури, поднимающие песок на 1 километр в высоту и перемещающие дюны.
Вывод: В настоящее время наблюдается тенденция расширения территорий ряда крупнейших пустынь. Так, южная граница Сахары в последние годы отодвигается на юг в среднем на 15 километров ежегодно. Опустыниванию зачастую подвергаются сельскохозяйственные земли, что наносит значительный урон экономике стран, территория которых непосредственно примыкает к пустыням. Причины данного явления заключаются в плохой ирригации, нерациональном использовании пастбищ, слишком интенсивном земледелии. Пустыни являются источниками пылевых бурь. Огромное количество пыли и песка переносится мощными воздушными потоками на значительные расстояния, и затем выбрасывается на землю, покрывая слой почвы песком и способствуя опустыниванию земель. Проблема приняла глобальный характер, об этом свидетельствует тот факт, что по инициативе ООН была создана специальная комиссия по изучению проблемы и выработке целевой программы путей ее решения. Целевая программа профилактики опустынивания включает комплексное экономическое изучение пустынь, их охрану, а также систему мер для предотвращения их расширения.
Опустынивание планеты сегодня является одной из самых серьезных экологических проблем. Миллионы квадратных километров некогда плодородных земель превращаются в непригодные для жизни пустоши. Главной же причиной наступления пустынь является сельскохозяйственная деятельность человека.
Земля разрушенных ландшафтов
Если пересечь Пиренейский полуостров с запада на восток и пролететь над средиземноморскими странами, то везде - на островах среди моря, на земле Италии, в горах и на архипелагах Греции - можно встретить участки эродированных (измененных в результате процессов эрозии) земель, подобных открытым ранам Земли. Уже давно обширные пространства Португалии и Испании стали пустыней, мертвой землей, - до такой степени человек разрушил окружающую среду.
Особенно сильное впечатление остается после вида пустынных гор с огромными промоинами на красновато-коричневой земле, появившимися в результате эрозионных процессов. Это земля разрушенных ландшафтов с пересохшими руслами рек и бесплодными каменистыми пустынями, с покрытыми лишайником камнями на месте бывших пашен. Столь же печальная картина открывается нам в Италии и Греции. Отдельные зеленые оазисы здесь - это результат упорной работы людей в борьбе за сохранение природных ландшафтов.
По оценке Университета ООН, на 33 процентах поверхности Земли идет активное наступление пустынь. Уже через 10 лет более трети населения планеты ощутит на себе их жаркое дыхание. Экономисты оценивают ежегодный ущерб от процесса опустынивания в 65 млрд долларов США.
Эрозия почвенного покрова
Процесс разрушения плодородных земель начался много сотен лет назад. Еще финикийцы, карфагеняне и римляне безжалостно и нерационально эксплуатировали естественные ресурсы, уничтожали леса и разрушали плодородные почвы. После того как крестьянский плуг взрывал целину, земля оставалась открытой ветрам и зимним ливням.
Вблизи поверхности почвы под действием микроорганизмов, воздуха и воды постепенно формируется плодородный слой, который называется гумусоаккумулятивным горизонтом. Всего лишь в одной горсти плодородной земли находятся миллионы полезных микроорганизмов. Для образования плодородного слоя толщиной в один сантиметр природе необходимо не менее 100 лет, а потерять его можно буквально за один год.
В процессе вспашки земли в воздух поднимается огромное количество частиц плодородного слоя почвы. Эти частицы рассеиваются, выносятся потоками воды и оседают в других местах в огромных количествах. Значительно усиливается процесс разрушения верхнего плодородного слоя почвы под действием ветра и воды. Дело в том, что в естественной природе выветриванию и водной эрозии активно препятствует травяной покров, уничтожаемый в ходе распахивания поля. Поэтому если в севообороте поле периодически не отводят под «пар», то есть не засевают травой и не оставляют отдыхать на 1-2 года, то процесс эрозии многократно усиливается. В течение столетий активного возделывания земли во многих регионах большая часть верхнего почвенного слоя оказалась смытой. Это пагубно сказалось на развитии сельского хозяйства.
В последнее время эрозия почвы стала глобальной проблемой. Только в США 44% пахотных площадей страдает от процесса выветривания. В России уже полностью исчезли черноземы, содержащие 14-16% гумуса в верхнем слое почвы. Площадь черноземов с содержанием гумуса в 11 -13% сократилась в пять раз.
С не меньшими проблемами столкнулся Китай. Река Хуанхэ каждый год выносит в Мировой океан приблизительно 2 млрд тонн почвы. Это приводит не только к снижению плодородия и урожайности; в результате почвенной эрозии заиливаются искусственные водные каналы и резервуары, снижается возможность орошения сельскохозяйственных угодий. Когда же вслед за плодородным слоем разрушается материнская горная порода, начинаются необратимые изменения и образуется антропогенная пустыня.
Не лучше обстоят дела в Индии на плато Шиллонг в районе Черапунджи. Это самое влажное место в мире, за год тут выпадает более 12 м осадков. Но когда сезон дождей проходит, местность превращается в пустыню. За долгие годы бездумного использования почва со склонов плато оказалась полностью смыта, обнажив бесплодные песчаники.
Опустынивание - это самый быстроразвивающийся глобальный процесс в настоящее время. Он приводит к полному уничтожению наземных экосистем. Особенно остро эта проблема встает в засушливых субтропических регионах, где эрозия приобретает необратимый характер. К настоящему времени скорость опустынивания в мире достигла 5-7 млн га в год. Еще более 20 млн га каждый год теряют продуктивность из-за неуклонно подступающих пустынь. Каждую минуту 40 га плодородной земли погибает под натиском песков.
Парниковый эффект
Не меньшие проблемы влечет за собой повышение температуры в результате накопления в атмосфере парниковых газов. В ближайшем обозримом будущем это может привести к таянию полярных льдов и затоплению обширных прибрежных зон. Особенно сильно глобальное потепление скажется на процессе наступления пустынь.
На сегодня уже отмечены необратимые изменения в климате нашей планеты. 1997 год стал, по данным Метеорологического управления Великобритании, самым теплым годом в истории человечества с тех пор, как в 1860 году начали вести глобальные наблюдения за погодой. Температура воздуха в этом году на 0,4 °С превышала среднюю температуру на планете в течение нескольких последних десятилетий.
В прошлом уже известны случаи, когда из-за резкого изменения климата на значительных территориях уничтожались высокоразвитые цивилизации и крупные государства. Например, Сабейское царство, существовавшее на плодородных почвах юго-запада Аравии более 1000 лет (до н. э.), погибло под песками из-за наступления пустыни. Находившиеся в центре нынешней Сахары за 6000 лет до н. э. обширные пастбища стали пустыней, после того как количество осадков уменьшилось с 400 мм в год до 5 мм. На одной территории России с X века отмечено 360 случаев засух.
Использование природных ресурсов
Хотя именно сельское хозяйство является основной причиной опустынивания, существуют и другие виды бесконтрольного использования природных ресурсов, ведущих к увеличению площади пустынь. Это загрязнение окружающей среды, изменение газового состава атмосферы за счет промышленных выбросов, кислотные дожди, образование фотохимических туманов (смогов), нарушения озонового слоя, экологические катастрофы в результате крупных аварий, обеднение видового состава биоценозов и др.
К сожалению, природные биоценозы очень хрупки и быстро поддаются разрушительным процессам, а вот процесс их восстановления может затянуться на долгие годы. Кроме того, для восстановления или замены выбывших элементов биосферы потребуется расходование части резервов экосистем, соседних с поврежденными районов. Тем самым зоны с поврежденной или разрушенной экосистемой оказывают негативное воздействие на экосистемы соседних участков. Одним из ярких примеров такого воздействия и является наступление пустынь. Однако наиболее неблагоприятное влияние оказывает на природу и окружающую среду непосредственное воздействие человека на флору и фауну в ходе своей хозяйственной деятельности.
Например, варварская эксплуатация долины реки Амазонки привела к тому, что уже 20% лесов там оказались вырублены. А ведь именно эти леса играют огромную роль в вырабатывании кислорода, которым мы дышим. Сокращение площади зеленых джунглей привело к наступлению пустынь в этом районе, ведь большая часть осадков в долине Амазонки выпадала именно благодаря лесам. Вследствие сокращения площади джунглей солнечная радиация будет сильнее отражаться от голой поверхности земли, что приведет к изменению направления циркуляции воздушных потоков и моделей погоды. В конечном итоге это будет способствовать наступлению сухого климата.
Таким образом, любое антропогенное воздействие человека на природу оборачивается огромными негативными последствиями. Становится понятно, что в будущем необходимо будет строго ограничивать масштаб этого воздействия, а там, где необходимо, активно проводить мероприятия, направленные на восстановление разрушенных экосистем. Великая африканская пустыня Сахара служит нам грозным напоминанием о том, во что может превратиться любая плодородная земля. В случае бесконтрольного продолжения процесса нас ждут огромные экономические потери, сокращение уровня сельскохозяйственного производства, а также вызванные этим процессом рост цен, голод и повышение уровня смертности.