3.3. Почвенная эрозия. Уничтожение почвы и её плодородия в результате естественных процессов и человеческой деятельности
У почвы два главных врага — породившая её Природа и человек, которого она кормит. Но зато есть и надёжный друг — лес.
Мы не будем рассматривать влияние таких глобальных климатических и геологических явлений, как длительное похолодание, наступление и отступление ледников, колебания уровня Мирового океана, когда затопляются или наоборот выступают на поверхность обширные территории, горообразование, движение континентов. Такие процессы влияют на всю сушу и попутно на тонкий слой почвы, однако они протекают крайне медленно. Но в природе действуют и иные процессы, как естественные, так и связанные с деятельностью человека. Они способны наносить почве значительный, иногда непоправимый ущерб за самое короткое время — десятилетия, просто годы, а то и в течение нескольких дней. Начнём с процессов, происходящих без участия человека.
Тонкий слой почвы — очень слабое геологическое образование, и оно в первую очередь подвержено всем видам выветривания. Каждый год в периоды дождей в тропических странах и во время весеннего таяния снегов в северных широтах и в горах пробуждается множество пересохших ручьёв и мелких речек, которые размывают свои берега и вместе с почвой сносят всё это в более крупные реки, текущие в океан. Особенно страшны паводки в горах и горных долинах. Они ворочают и переносят камни, выкорчёвывают деревья, сносят жилища, не говоря уж о почве. Иногда в горных ущельях возникают селевые потоки, которые несут гальку, песок, глину, перемешанные с водой. Всё это отлагается в долинах, толстым слоем покрывает плодородную землю, надолго выводя её из строя. В равнинных местностях русла ручьёв и речек с каждым годом углубляются, превращаясь в густую сеть оврагов. Именно это произошло в 19 веке во многих районах Воронежской, Тульской, Орловской, Белгородской областях России, в северных районах Украины. В результате были выведены из строя и стали непригодными для пашни и сельскохозяйственных культур десятки миллионов гектар российского чернозёма — одной из самых плодородных почв в мире. Подобные процессы происходят и в других районах Земли.
Второй вид выветривания почв — химическая эрозия, проявляется не так наглядно, но вред приносит не меньший. Вода, движущаяся сквозь почвенный слой, может содержать в виде раствора как полезные для растений вещества (соединения калия, фосфора, азота, кальция), так и вредные (в основном соли натрия). При этом в зависимости от конкретных обстоятельств могут происходить и действительно происходят два опасных для активного слоя почвы процесса. Там, где выпадает много осадков и почва для них проницаема, вода, идущая через почву сверху вниз, растворяет и уносит в грунтовые воды и далее в речной сток минеральные вещества, необходимые для растений. Заодно уносятся и гумусовые кислоты. Почва непрерывно промывается дождевой водой и становится бедной. Такой процесс, в частности, характерен для влажных тропических лесов. Там же, где осадков мало и почва летом высыхает, по капиллярам снизу поднимаются грунтовые воды и уходят в атмосферу в результате транспирации и испарения. Если в этих водах содержатся соли натрия, то они остаются в активном слое почвы. Так возникают пропитанные натриевыми солями солончаки.
Третий вид выветривания — ветровая эрозия. Она сильнее всего проявляется на распаханных землях, которые не скреплены корнями деревьев или густых степных трав. В местностях, где бывают очень сильные ветры, пересохший верхний слой почвы поднимается в виде пыли и мелких частиц и уносится на десятки и сотни километров. Такое бедствие может не только погубить урожай, но и в течение 2–3 дней унести плодородный слой, сделав почву малопригодной для дальнейшего использования. Для этого не требуется долгой работы ветра. Достаточно одного сильного урагана в несколько лет, чтобы уничтожить многолетнюю работу Природы и человека.
Настоящим другом почвы является лес. Там, где растут леса, почва никогда не бывает плохой. Правда, надо ещё понять, где тут причина и где следствие. Вероятнее всего, это взаимосвязанный процесс: леса растут на хорошей почве и в свою очередь сохраняют и улучшают её, защищая от всех видов эрозии.
Уходящая далеко вглубь мощная корневая система деревьев скрепляет почву, препятствуя её размыву мелкими ручьями и реками. В умеренных широтах, где зимой выпадает снег, весеннее снеготаяние — главная причина половодий — в лесу происходит гораздо медленнее, чем на открытой равнине. Поэтому особенно бурных потоков не образуется: влага спокойно уходит в почву, пропитывая её и создавая влагозапас на лето.
Кроны деревьев испаряют много воды. Это препятствует накоплению влаги в поверхностном слое и заболачиванию. Лес своим испарением регулирует влагосодержание почвы так, что в ней резко уменьшается химическая эрозия. За долгое время лесной опад (листья, сучья), лесная растительность (мхи, трава), многочисленное живое подземное население удобряют почву, успевают переработать значительные массы материнской породы. Поэтому почва в лесу, как правило, становится всё богаче и лучше.
Поскольку в лесу почва скреплена корнями и закрыта от ветра, то ветровая эрозия отсутствует. Благотворное влияние леса на почву было подмечено давно.
Человеческая деятельность влияет на почву как правило отрицательно и наносит ей большой урон. Выше уже говорилось, что уничтожение лесов делает почвенный слой беззащитным перед всеми видами эрозии. Лишение почвы минеральных веществ, которые уходят с урожаем, чрезмерный выпас скота довершают дело. Когда это продолжается год за годом, почва беднеет, а естественные процессы и почвенные организмы уже не успевают восполнять потери. Почва становится бесплодной, структура её нарушается и сельское хозяйство не может прокормить население. На местах, где была богатая растительность, кипела жизнь, возникают «неудобья», овраги, солончаки, полупустыни, а затем и пустыни. Так человек, уничтожая леса и истощая почву, подрывает одну из основ собственного существования.
Внесение органических и минеральных удобрений до некоторой степени способно поправить дело, но без кардинальной перестройки всего хозяйства не может решить вопрос на длительный срок. Органических удобрений просто не хватит для всех сельскохозяйственных угодий; их может хватить на сады, огороды, в лучшем случае — на небольшую часть пашни. Минеральные удобрения стоят дорого, их приобретение не под силу сельскому хозяйству отсталых стран. Ресурсы сырья для минеральных удобрений, за исключением азота, ограничены (см. гл. 2) и скоро подойдут к концу. К тому же их добыча и переработка требует больших затрат энергии. Особенно это относится к производству азотных удобрений из атмосферного азота. А энергетическое сырьё будет исчерпано раньше, чем все остальные ресурсы.
Одним из средств повышения урожайности в засушливых местах является искусственное орошение. Ещё в древние времена, 5–6 тысяч лет назад в долинах Инда и в Двуpечье (теперь территории Пакистана и Иpака) на месте уничтоженных субтропических лесов развилось сельское хозяйство, опирающееся на искусственное орошение.1
Конечно, люди того времени не могли знать, что то же самое орошение через несколько столетий приведёт к засолению почвы, неурожаям, голоду, ослаблению народов и упадку государств. Есть и другие подобные примеры в более близкие к нам времена. Таким образом, даже такой благотворный фактор, как искусственное орошение, может обернуться бедой, если его использовать, не умея смотреть далеко вперёд.
Типичный сценарий деградации земель в результате сельскохозяйственной деятельности людей всегда примерно одинаков: вырубка лесов, использование земли под пашню и её истощение, неумеренный выпас скота, перемещение в другое место. Оставленная земля, на которой уже ничего не может расти, подвергается всем видам эрозии и в конце концов превращается в полупустыню, а затем и в пустыню. Множество примеров это подтверждают. Некогда плодородная, а теперь пустынная Сахара, многочисленные заброшенные районы в Западной, Средней и Центральной Азии, оголённые холмы в Греции и Испании, обширные площади утративших плодородие земель в Северной Америке и в Австралии, Голодная Степь, Каменная Степь в Средней Азии, Долина Смерти в США и десятки других пятен на карте планеты созданы при участии человека.
Нерациональное использование земель — главная, но не единственная причина потерь сельскохозяйственных площадей или снижения их плодородия.
Выбросы вредных веществ промышленного и отчасти бытового происхождения загрязняют все сферы земной поверхности, в том числе и почву. Новые синтетические препараты — пестициды и гербициды, предназначенные для борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур и с сорняками, и действительно эффективно выполняющие эту роль, оседают в почве, убивая живущие в ней организмы. Это те самые мелкие животные, которые поддерживают плодородие. Экологические проблемы, связанные с загрязнением среды, приняли в последние десятилетия угрожающий характер. Они подробно рассматриваются ниже (гл. 6), в том числе и вопросы, относящиеся к почве (п. 6.3).
Большой ущерб ресурсам сельскохозяйственных площадей в современном индустриальном обществе наносит расширение городов и строительство промышленных предприятий с пустырями и свалками вокруг них, строительство дорог и линий электропередач, отвалы пустой породы вокруг шахт и карьеров. Отчуждаемые для этого земельные площади настолько велики, что обществу придётся как-то решать и эту проблему.
Все вопросы, связанные с почвой, тесно переплетаются между собой и с влиянием человечества на окружающую среду, особенно на леса. Поэтому к ним придётся ещё неоднократно обращаться в последующих главах.
Площадь земель, пригодных для пашни, которые существовали на суше до перехода человечества к сельскому хозяйству (т. е. 10000 лет назад), оценивается в 4,5 га [34]. В настоящее время из них осталось только 2,5 га. Таким образом, за эти 10000 лет пригодная для пахоты площадь уменьшилась почти вдвое. С увеличением населения потери росли и сейчас (1988 г.) ежегодно необратимо теряется 6–7 га [34]. Численность человечества возрастает на 70 миллионов в год (примерно). Для того, чтобы обеспечить их питанием при норме 0,3 га на человека, необходимо ежегодно увеличивать площадь пашни на 21 га. В настоящее время площадь всей распахиваемой земли составляет 1,5 га [11]; 1 га составляют резерв. Ежегодно этот резерв уменьшается на 27 га (21 га — дополнительная распашка и 6 га — восполнение необратимых потерь) и будет исчерпан за лет. После этого должен начаться голод, от которого уже сейчас страдают народы многих развивающихся стран.
В основе разрушения почвенного слоя человеком лежат две причины. Первая из них — недостаточный уровень знаний, неумение предвидеть последствия своих действий, особенно отдалённые последствия.
Земледельцы в Месопотамии и их правители не знали, что неправильно организованное искусственное орошение приведёт к засолению почвы и выходу её из строя. Население средней полосы России, уничтожая леса для сельскохозяйственных и промышленных нужд в 17–19 веках не знало, что через несколько десятков лет эти пашни, луга и пастбища превратятся в сплошные овраги. Скотоводы в Азии, Африке и уже оседлые жители на юге Европы, в средневековой Англии не знали, что чрезмерный выпас скота (например, овец, коз) превратит их земли в покрытые чахлой растительностью холмы или пустыни. То же самое можно сказать о европейских переселенцах, осваивавших обширные земельные пространства в восточных, центральных, отчасти западных районах Северной Америки.
Вторая причина истощения земель кроется в социальной структуре общества. Как отдельные люди, так и их группы, связанные родственными, племенными, национальными, классовыми и другими отношениями, общностью мест проживания, объединённые в различные государства, не склонны думать о будущем или об интересах всего общества. И дело не в том, что люди так уж плохи от природы. Сами обстоятельства жизни, исторически сложившиеся общественные отношения, воспитание с детства заставляют людей заботиться о сегодняшнем дне в ущерб будущему, о своих индивидуальных, групповых, классовых интересах в ущерб остальному обществу. В этой вынужденной всеобщей борьбе между личностями, группами, государствами в итоге проигрывает большинство, а заодно подрываются основы существования будущих поколений.
Очень большую роль в этом процессе играет демографическое давление, непрерывно усиливающееся с середины 19 и особенно в 20 веке из-за безудержного роста населения планеты. Это сказывается на всём, а на почвенных ресурсах — в первую очередь.
Между тем, достигнутая производительность труда, научно- технический потенциал, всё ещё огромные ресурсы Земли позволяют очень большому, хотя и разумно ограниченному числу людей, жить на высоком уровне, без борьбы, без голода, без постоянной заботы о завтрашнем дне.