10 законов самовосстанавливающегося управления почвой

Сейчас как никогда обострилась необходимость определения процессов, методов и политик, обе­спечивающих устойчивое управление почвенными ресурсами. Цель – миними­зировать риски, связанные с деградацией такого хрупкого и истощаемого ресурса, как почва. В данной статье при­ведены 10 принципов устой­чивого управления почвой. (Опубликовано в № 09.2011 г.)

Десять тысяч лет тому назад население планеты составляло 1 млн человек, к 1800 году оно увеличилось почти до 1 млрд. Ожи­дается, что к концу XXI ст. на Земле будет 10 млрд человек. В развивающихся странах, где почвенные ресурсы ограничены и уже сейчас находятся в весьма плачевном состоянии, насе­ление увеличится на 3,3 млрд (с 6,7 млрд в 2008 году до 10 млрд в 2100 году). Резкий скачок произ­водительности сельского хозяйства с 1960-х по 2000 годы, возникший в резуль­тате внедрения технологии зеленой революции, пред­полагающей выращивание культур, хорошо реагирую­щих на внесение ресурсов на орошаемых почвах, а также внесение большого количества химикатов, соз­дал ложное чувство безо­пасности и удовлетворен­ности. В результате финан­сирование исследований и разработок в области сель­ского хозяйства сократилось. Необходимость постоянного наращивания продуктивности за счет возделываемых земель и ороше­ния посредством увеличения эффек­тивности использования ресурсов с параллельным сокращением потерь в результате эрозии, вымывания или улетучивания была недооценена из-за резкого скачка цен на продовольствен­ное зерно (пшеницу, рис и кукурузу) в начале 2008 года. Количество людей, проживающих в условиях продоволь­ственной нестабильности (854 млн (FAO, 2006)), увеличилось почти на 100 млн из-за увеличения цен на основные продовольственные товары. Проблема глобальной продоволь­ственной нестабильности может усу­губиться еще больше на фоне глобаль­ного потепления. Прогнозируемое уве­личение температуры и уменьшение уровня эффективных осадков в полу­засушливых регионах может пагубно сказаться на производстве основного продовольственного зерна, например кукурузы, риса и пшеницы. Примерами «переломных элементов» в этих важных биомах являются Индийский летний муссон и Сахельский муссон. Это пагубное влияние изменения климата на сель­скохозяйственную продуктивность может быть вызвано несколькими комплексными, взаимодействующи­ми между собой факторами. Несмотря на положительный резуль­тат удобрения С0₂, чистая продуктив­ность может уменьшиться из-за уве­личения уровня респирации, стресса засухи и дефицита питательных веществ. Глобальный энергетический кризис также превращает сельскохо­зяйственные земли в плантации по выращиванию биотоплива, зачастую с увеличением выбросов С0₂ и N₂O. Конкуренция с биотопливными план­тациями за землю приводит к расчис­тке новых земель в тропических лесах, зачастую с большим углерод­ным долгом. Несмотря на продолжающиеся деба­ты по поводу силы и остроты гло­бального потепления, проблемы деградации почвы и опустынивания усиливаются из-за растущего спроса на ограниченные почвенные ресурсы для удовлетворения потребностей растущего населения мира в произ­водстве пищи, корма и топлива. Поэтому важно определить свойства, процессы и методы, влияющие на устойчивое управление посредством запуска механизмов восстановления почвы, оставляющих минимальный углеродный и водный след (рис. 1). Процессы деградации и восстановле­ния почвы подчинены законам, пере­численным ниже.

 

Кодекс почвы: она либо выживет, либо…

Закон 1 Почвенные ресурсы неравномерно распределены между биомами и гео­графическими регионами. Высокопродуктивных почв, находя­щихся в благоприятных климатиче­ских условиях, ограниченное количе­ство. Они часто расположены в реги­онах с высокой плотностью населе­ния и уже превращены в управляе­мые экосистемы, например сельско­хозяйственные земли, выпасы, паст­бища, лесные и энергетические план­тации.

 

Закон 2 Большинство почв склонны к дегра­дации в результате неправильного использования земли и неправильно­го управления почвой. Антропогенные факторы, ведущие к деградации почвы, возникают в результате безвыходных ситуаций и беспомощности бедных и мелких фермеров, а также жадности, недаль­новидности, плохого планирования и жажды к быстрой наживе крупных коммерческих предприятий.

 

Закон 3 Ускоренная эрозия и снижение каче­ства почвы в результате других про­цессов деградации зависят больше от того, как, а не какие выращиваются культуры. Продуктивный потенциал фермерских систем можно реализо­вать только в том случае, если при­менять восстановительные и реко­мендуемые методы управления почвой и водой вместе. Устойчивое использование почвы зависит от раз­умного управления ресурсами как на ферме, так и за ее пределами. Недифференцированное и чрезмерное применение механической обработки, орошения и удобрений может привести к такому же (или даже большему) уровню деградации, как и при отсутствии или мини­мальном использовании этих технологий.

 

Закон 4 Степень уязвимости почвы от деградации увеличивает­ся с повышением средней годовой температуры и уменьшением средних годовых осадков. При всех других одинаковых факто­рах почвы в жарких и засушливых климатиче­ских условиях больше склонны к деградации и опустыниванию, чем почвы в прохладных и влажных регионах. Однако неправильное управление может привести к опустыниванию даже в арктических клима­тических условиях, напри­мер в Исландии.

 

Закон 5 В зависимости от земле­пользования и управления почва может быть источ­ником или массивом пар­никовых газов, например С0₂, СН₄. Почвы являются источником радиоактив­ных газов при истощаю­щем земледелии, которые создают отрицательный запас питательных веществ и ухудшают качество почвы, и массивом – при восстановительном земле­пользовании и разумных методах управления, кото­рые создают положитель­ный запас питательных веществ, сохраняют воду и почву, улучшая ее структу­ру и плодородный слой.

 

Закон 6 Почвы не восстанавливают­ся во временных масштабах человечества (десятилетий или поколений), но восста­навливаются в геологиче­ских масштабах (столетий/ тысячелетий). При росте населения планеты, которое к 2100 году будет составлять 10 млрд человек, восстанав­ливать деградировавшие и пустынные почвы в течение столетий или тысячелетий будет невозможно. Из-за высокого спроса на ограни­ченные ресурсы почвы счи­таются невосстанавливаемым ресурсом.

 

Закон 7 Устойчивость почвы к при­родным и антропогенным нарушениям зависит от про­текающих в ней физических, биологических и химиче­ских процессов. Благопри­ятные химические и биоло­гические процессы усилива­ют устойчивость только при оптимальных физических свойствах (например, струк­тура почвы и плодородного слоя), процессах (например, аэрация, проведение и удер­жание влаги) и почвенной среде (например, температу­ра почвы).

 

Закон 8 Скорость восстановления запасов органического вещества почвы очень низ­кая, тогда как скорость исто­щения, наоборот, очень высокая. Для восстановле­ния почвы нужны тысячеле­тия, а деградирует она за несколько десятилетий. Скорость восстановления и деградации может отличать­ся в несколько раз.

 

Закон 9 Структура почвы анало­гично архитектуре здания зависит от стабильности и длины макро-, мезо- и микропор, которые явля­ются местами протекания физических, химических и биологических процес­сов, которые поддержива­ют жизнеобеспечиваю­щие функции почвы. Системы устойчивого управления, разработан­ные для конкретной почвы, увеличивают ста­бильность и длину пор и полостей с течением вре­мени и в различных условиях землепользо­вания.

 

Закон 10 Устойчивое управление сель­скохозяйственными систе­мами подразумевает увели­чение чистой первичной продуктивности на единицу ресурса, ввозимого из-за пределов фермы, параллель­но с улучшением качества почвы и вспомогательных функций, например увели­чение массива С в экосисте­ме, улучшение качества и увеличение количества запа­сов пресной воды и биоло­гического разнообразия. Почвенные ресурсы никог­да нельзя воспринимать как данность. Исчезли некогда процветающие цивилиза­ции – Майя, Инки, Инды, Месопотамия, которые игнорировали свои почвен­ные ресурсы. Качество почвы должно улучшаться и восстанавливаться, поскольку она очень важна для выживания человече­ства, от нее зависит вся жизнь на земле. Почвы нужно передать следующе­му поколению в лучшем состоянии, чем мы их полу­чили от предыдущего. Раттан Лал, Центр управления и секвестрации углерода, Государственный университет штата Огайо, Columbus, 2021 Coffey Road, Kottman Hall 422B, Columbus, ОН 43210, USA