Table of Contents
Опустынивание и пыльные бури представляют собой две наиболее насущные экологические проблемы, стоящие сегодня перед нашей планетой. Эти взаимосвязанные явления затрагивают миллионы людей на разных континентах, угрожая продовольственной безопасности, здоровью человека и экономической стабильности. Понимание сложных отношений между опустыниванием и пыльными бурями имеет важное значение для разработки эффективных стратегий борьбы с деградацией земель и защиты уязвимых общин во всем мире.
Опустынивание: глобальный кризис
Опустынивание — это процесс, посредством которого естественные или человеческие причины снижают биологическую продуктивность засушливых земель (засушливых и полузасушливых земель). Эта деградация окружающей среды превращает когда-то плодородные земли в пустынные условия, лишая растительного покрова и истощая плодородие почвы. Опустынивание является формой деградации земель, в результате которой плодородные земли становятся пустынями.
Более 75 процентов площади суши Земли уже деградировали, по данным Всемирного атласа опустынивания Европейской комиссии, и более 90 процентов могут деградировать к 2050 году. Масштаб этой проблемы ошеломляет. Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде (ЮНЕП) отмечает, что опустынивание затронуло 36 миллионов квадратных километров (14 миллионов квадратных миль) земли, что делает его одной из основных международных проблем, требующих немедленного внимания.
Область применения экосистем засушливых земель
Засушливые земли занимают примерно 40—41% площади суши Земли и являются домом для более чем 2 млрд человек. Эти регионы, включающие засушливые, полузасушливые и субгумидные земли, особенно уязвимы к деградации окружающей среды. Засушливые земли покрывают 41% поверхности суши Земли и включают 45% сельскохозяйственных земель мира.
Жизнедеятельность более 1 миллиарда человек в 100 странах находится под угрозой опустынивания, и эти группы населения, зачастую из числа самых бедных и маргинализированных в мире, сталкиваются с серьезными проблемами, поскольку их земли становятся все более неспособными поддерживать сельское хозяйство и поддерживать общины.
Последние тенденции в опустынивании
Исследования показывают тревожные тенденции в прогрессировании опустынивания. В период с 1982 по 2015 год 6% засушливых земель мира подверглись опустыниванию, обусловленному неустойчивой практикой землепользования, усугубляемой антропогенным изменением климата. Еще более тревожным является то, что антропогенное изменение климата ухудшило состояние 12,6% (5,43 млн км2) засушливых земель, способствуя опустыниванию и затрагивая 213 млн человек, 93% из которых живут в развивающихся странах.
По данным Организации Объединенных Наций, деградация земель происходила на протяжении всей истории, темпы ускорились, достигнув 30-35-кратного исторического показателя, что отражает совокупное давление изменения климата, роста населения и неустойчивых методов управления земельными ресурсами, которые характеризуют нашу современную эпоху.
Основные причины опустынивания
Опустынивание является результатом сложного взаимодействия природных и антропогенных факторов. Понимание этих причин имеет решающее значение для разработки эффективных стратегий предотвращения и смягчения последствий.
Факторы, связанные с климатом
Деградация земель вызвана многочисленными факторами, включая экстремальные погодные условия, особенно засуху. Изменение климата усиливает эти условия, создавая более длительные и более тяжелые периоды засухи, которые выводят экосистемы засушливых земель за пределы их способности восстанавливаться естественным путем.
Опустынивание вызвано изменением климата и неустойчивой практикой землепользования в засушливых районах. По самой своей природе засушливые и полузасушливые экосистемы характеризуются редкими или переменными осадками. Таким образом, климатические изменения, такие как те, которые приводят к продолжительным засухам, могут быстро снизить биологическую продуктивность этих экосистем.
Деятельность человека и практика землепользования
Деградация земель ускорилась в течение 20-х и 21-х веков из-за увеличения и объединенного давления сельскохозяйственного и животноводческого производства (пересев культивирования, перевыпаса, преобразования лесов), урбанизации, обезлесения и экстремальных погодных явлений, таких как засухи и прибрежные всплески, которые засоляют землю.
Снижение производительности может быть результатом изменения климата, обезлесения, чрезмерного выпаса скота, нищеты, политической нестабильности, неустойчивой практики орошения или сочетания этих факторов. Каждый из этих факторов может независимо способствовать деградации земель, но их комбинированные последствия часто создают нисходящую спираль, которая ускоряет опустынивание.
Эта деградация, как правило, обусловлена рядом факторов, включая урбанизацию, добычу полезных ископаемых, сельское хозяйство и скотоводство.В ходе этих мероприятий деревья и другая растительность очищаются, копыта животных измельчают грязь, а культуры истощают питательные вещества в почве.
Роль бедности и социально-экономических факторов
Нищета является одновременно причиной и следствием деградации земель. Это создает порочный круг, в котором бедные общины, испытывающие нехватку ресурсов для устойчивого землепользования, прибегают к практике, которая еще больше ухудшает их окружающую среду. По мере того, как земля становится менее продуктивной, нищета углубляется, что еще более затрудняет осуществление устойчивой практики.
Региональные примеры опустынивания
Сахельский регион Африки
Воздействие изменения климата и деятельности человека на опустынивание иллюстрируется в регионе Сахель Африки. Регион характеризуется сухим жарким климатом, высокими температурами и низкими осадками (100-600 мм в год). Так, засухи являются правилом в регионе Сахель.
За последние 50 лет Сахель потерял около 650 000 км2 своих продуктивных сельскохозяйственных земель; распространение опустынивания в этом районе является значительным. Эта массовая потеря производительных земель имела разрушительные последствия для миллионов людей, которые зависят от сельского хозяйства в плане средств к существованию.
Опустынивание в Китае
Китай сталкивается с серьезными проблемами опустынивания, особенно в северных регионах. В настоящее время 27,4% земель в Китае подверглись опустыниванию, затрагивающему около 400 млн человек. Масштаб этой проблемы вызвал значительные правительственные вмешательства и усилия по восстановлению.
Пустыня Гоби является самой быстро расширяющейся пустыней на Земле, поскольку она ежегодно превращает более 3600 квадратных километров (1400 квадратных миль) лугов в пустоши. Более 70% земли Монголии деградировали из-за чрезмерного выпаса, обезлесения и изменения климата.
Как образуются пыльные бури: метеорологический процесс
Пылевая буря, также называемая песчаной бурей, — метеорологическое явление, распространённое в засушливых и полузасушливых регионах.Пылевые бури возникают, когда порывистый фронт или другой сильный ветер дует рыхлым песком и грязью с сухой поверхности.Понимание процесса образования пылевых бурь требует изучения как атмосферных условий, так и поверхностных характеристик.
Динамика ветра и атмосферные условия
В пустынных районах пыльные и песчаные бури чаще всего вызваны либо оттоком грозы, либо сильными градиентами давления, которые вызывают увеличение скорости ветра на большой площади.Прочность и стойкость этих ветров определяют интенсивность и продолжительность пыльных бурь.
Пылевые бури возникают в результате ветровой эрозии и возникают, когда скорость ветра превышает 13 миль в час, вытесняя из земли легкие частицы почвы и минералы.Пылевые бури развиваются, когда скорость ветра на 1 фут выше уровня почвы увеличивается за 13 миль в час, вызывая засоление и ползучесть поверхности.
Процесс солитации
Мелкие частицы переносятся засолением и суспензией, процессом, который перемещает почву из одного места и откладывает ее в другом. Этот процесс имеет основополагающее значение для понимания того, как пылевые бури развиваются и распространяются.
По мере того, как сила пыли, проходящей через свободно удерживаемые частицы, увеличивается, частицы песка сначала начинают вибрировать, а затем перемещаться по поверхности в процессе, называемом соляцией.По мере того, как они неоднократно ударяются о землю, они ослабляют и отрывают более мелкие частицы пыли, которые затем начинают путешествовать в суспензии.
При соляции мелкие частицы поднимаются с поверхности, перемещаются в 10—15 раз выше высоты, на которую они поднимаются, затем с достаточной силой вращаются вниз, чтобы вытеснить другие частицы почвы и разрушить земные сгустки.В поверхностном ползучести более крупные частицы ползут по поверхности в качающемся движении.Чем больше пораженная область, тем больше кумулятивный эффект соления и поверхностного ползучести, приводящий к лавине частиц почвы по всей земле, даже при умеренных порывах ветра.
Типы пыльных бурь
Пылевые бури значительно различаются по своим характеристикам и механизмам образования. Дым уменьшает видимость до трех четвертей мили или менее и является результатом постоянных порывов ветра по засушливым почвам или по временно сухим или нарушенным полузасушливым почвам. Пылевые дьяволы поднимают ил и глиняные частицы на несколько сотен ярдов в воздух. Торнадо генерируют локальные вихри, которые поднимают ил, глину, минеральные пятна и остатки растительности более чем на милю в высоту и транспортируют его на сотни квадратных миль. Циклоны образуются на переднем крае грозовых клеток, простираясь на фронте в несколько сотен миль, генерируя ветры до 150 миль в час и поднимая частицы и мусор на несколько миль в верхнюю атмосферу и струйный поток для распространения по всему миру.
Пылевые бури могут нести большое количество пыли, причем передняя кромка состоит из стены из плотной пыли высотой до 1,6 км (5200 футов). Эти массивные стены из пыли могут появляться внезапно, создавая опасные условия для транспорта и деятельности человека.
Географическое распределение пыльных бурь
Засушливые регионы Северной Африки, Ближнего Востока, Центральной Азии и Китая являются основными наземными источниками воздушной пыли, в этих регионах наблюдается сочетание сухих условий, рыхлой почвы и сильных ветров, необходимых для частого образования пыльных бурь.
Большинство пыльных бурь в мире происходят над Ближним Востоком и Северной Африкой. Однако они могут происходить и в любой точке США. В США пыльные бури наиболее распространены на юго-западе, где они достигают пика весной.
Критическая связь между опустыниванием и пыльными бурями
Связь между опустыниванием и пыльными бурями является как прямой, так и усиливающей. По мере деградации земель она становится все более подверженной ветровой эрозии, что, в свою очередь, ускоряет процесс опустынивания.
Выпадение растительности и воздействие почвы
Потеря растительности и высыхание поверхности вследствие опустынивания увеличивает частоту пыльных бурь (высокая степень достоверности). Это заявление из Специального доклада МГЭИК об изменении климата и земельных участках подчеркивает прочный научный консенсус в отношении этой взаимосвязи.
Растительность играет важнейшую роль в стабилизации почвы и предотвращении ветровой эрозии. Вегетативный покров замедляет ветер на уровне земли, защищает частицы почвы от отрыва, и задерживает дующие или плавающие частицы почвы, химические вещества и питательные вещества. Когда опустынивание снимает этот защитный покров, почва становится уязвимой для ветровой эрозии.
География местности и растительность также могут повысить вероятность возникновения пыльных бурь. Например, пыльные бури распространены в плоских регионах, где очень мало деревьев и растений. Эти две особенности позволяют ветрам наращивать импульс, заставляя ветры становиться сильнее и вносить больше пыли в атмосферу.
Деградация почв и доступность частиц
Опустынивание коренным образом изменяет структуру почвы, делая ее более восприимчивой к ветровой эрозии.Частицы становятся слабо удерживаемыми в основном из-за продолжительной засухи или засушливых условий и высоких скоростей ветра. По мере прогрессирования опустынивания почва теряет свою сплоченность и органическое вещество, создавая идеальные условия для мобилизации пыли.
Утверждалось, что плохое управление засушливыми землями Земли, такие как пренебрежение системой подвала, увеличивают размер и частоту пыльных бурь с окраин пустыни и изменяют как местный, так и глобальный климат, а также влияют на местную экономику.
Обратная связь и ускорение
Взаимосвязь между опустыниванием и пыльными бурями создает самоукрепляющуюся петлю обратной связи. Со временем повторяющиеся пыльные бури могут снизить производительность сельского хозяйства и способствовать опустыниванию. Это создает порочный круг, в котором опустынивание приводит к увеличению количества пыльных бурь, что, в свою очередь, ускоряет опустынивание.
Опустынивание также привело к увеличению частоты пыльных бурь. Это увеличение было зарегистрировано в нескольких регионах, переживающих опустынивание, от Сахеля до Центральной Азии и северного Китая.
Влияние на здоровье пыльных бурь
Последствия для здоровья от пыльных бурь выходят далеко за рамки временного дискомфорта, создавая серьезную опасность для населения, особенно в регионах, где часто случаются бури.
Дыхательные и сердечно-сосудистые эффекты
Твердые частицы, патогены и аллергены вредны для здоровья человека.Пылевые бури несут сложную смесь частиц, которые могут проникать глубоко в дыхательную систему, вызывая как острые, так и хронические проблемы со здоровьем.
В таких местах, как регион Сахара, Ближний Восток и Южная Азия, пыльные бури были приписаны к тому, что они вызывают примерно 15-50% всех случаев смерти от сердечно-легочной болезни. Эта ошеломляющая статистика подчеркивает тяжелое бремя для здоровья, которое пыльные бури налагают на пострадавшее население.
Возможные последствия опустынивания для здоровья включают: более высокие угрозы недоедания в результате сокращения запасов продовольствия и воды; большее число болезней, передаваемых через воду и продукты питания, которые являются результатом плохой гигиены и отсутствия чистой воды; респираторные заболевания, вызванные атмосферной пылью от эрозии ветра и других загрязнителей воздуха; распространение инфекционных заболеваний по мере миграции населения.
Уязвимые группы населения
Дыхание пыльного воздуха во время пыльной бури может вызвать проблемы со здоровьем, особенно у людей с астмой. Дети, пожилые люди и лица с ранее существовавшими респираторными заболеваниями сталкиваются с повышенными рисками во время событий пыльной бури.
Это часто приводит к ряду проблем со здоровьем человека, которые варьируются от недоедания, респираторных заболеваний, вызванных пыльным воздухом, и других заболеваний, вызванных отсутствием чистой воды.
Экологические и экономические последствия
Сельскохозяйственная производительность
Совместные последствия опустынивания и пыльных бурь разрушают сельскохозяйственные системы.Одна пятая часть орошаемых пахотных земель, три пятых пахотных земель, питаемых дождем, и три четверти пастбищ по меньшей мере умеренно пострадали от опустынивания.
Утраченные земли ежегодно могут производить 20 млн. тонн зерна. Опустынивание и деградация представляют собой потерю дохода в размере 42 млрд. долл. в год. Эти цифры представляют собой не только экономические потери, но и угрозы продовольственной безопасности для миллионов людей.
Транспорт и инфраструктура
Эти штормы могут снизить видимость, нарушить транспорт и представлять серьезную опасность для здоровья.Пылевые бури создают опасные условия для дорожного движения, часто снижая видимость почти до нуля в течение нескольких минут.
Пыль в воздухе может вызвать серьезные проблемы для самолетов. Пыльная пыль может уменьшить видимость для пилотов, вызывая задержки и отмены. Пылевые бури могут также вызвать механические проблемы в самолетах. Авиационная промышленность сталкивается со значительными проблемами в регионах, подверженных пыльным бурям, при этом экономические издержки растут из-за задержек и повреждения оборудования.
Климатическое взаимодействие
Изменение климата и опустынивание тесно взаимосвязаны. Опустынивание влияет на изменение климата в результате утраты плодородных почв и растительности. Почвы содержат большое количество углерода, часть которого может быть высвобождена в атмосферу в результате опустынивания, что имеет важные последствия для глобальной климатической системы.
Предотвращение опустынивания и борьба с ним
Для решения проблемы опустынивания необходимы всеобъемлющие стратегии, сочетающие устойчивое землепользование, усилия по восстановлению и меры политики.
Устойчивые практики управления земельными ресурсами
Применение методов устойчивого землепользования помогает бороться с опустыниванием, восстанавливать и реабилитировать земли; почву, воду и растительность. Устойчивое землепользование относится к многофункциональному использованию земель и противопоставляется монофункциональному землепользованию. Было показано, что применение УУЗР повышает урожайность на 30-170%.
Практика УУЗР в засушливых районах повышает производительность сельского хозяйства и способствует адаптации к изменению климата с учетом сопутствующих выгод (высокая степень достоверности). Для уменьшения деградации почв и повышения устойчивости систем сельскохозяйственного производства к последствиям изменения климата (высокая степень достоверности) могут использоваться комплексные меры по управлению урожаем, почвой и водными ресурсами.
Методы сохранения почв
Количество и интенсивность пылевых бурь и песчаных бурь снижаются с помощью методов сохранения почвы, таких как покрытие почвы растительностью, снижение воздействия почвы на обрабатываемую землю, создание ветровых барьеров, установка буферных полос вокруг открытых почв и ограничение количества и интенсивности деятельности, нарушающей почву, на уязвимых засушливых и полузасушливых почвах.Вегетативный покров замедляет ветер на уровне земли, защищает частицы почвы от отрыва и ловушки, выдувающие или плавающие частицы почвы, химические вещества и питательные вещества.
Масштабные проекты восстановления
Для ограничения опустынивания в 2007 году была начата инициатива «Великая зеленая стена» (Африка), предусматривающая посадку растительности на участке 7775 км шириной 15 км, с участием 22 стран до 2030 года. Цель этой инициативы по посадке мамонтов заключается в усилении удержания воды в земле после сезонных осадков, что способствует восстановлению земель и будущему сельскому хозяйству.
Инициатива «Великой зеленой стены» в Африке эволюционировала от идеи просто посадить деревья и перейти к идее «переозеленения» или поддержки мелких фермеров в управлении земельными ресурсами для максимизации сбора воды (например, через каменные барьеры, которые уменьшают сток воды) и способствуют естественному росту деревьев и растительности.
Подходы, основанные на сообществах
В Нигере местные органы реабилитировали землю для восстановления плодородия почвы, что положительно сказалось на стране, экономика которой в значительной степени зависит от сельского хозяйства. Здесь мелкие фермеры взяли инициативу в свои руки, разработав принцип естественной регенерации, управляемой фермерами (FMNR). Эта техника включает регенерацию и размножение ценных деревьев, корни которых уже лежали под их землей, поощряя значительный рост деревьев. Срубленные пни деревьев, прорастающие корневые системы и семена вырастают; это повысило продуктивность почвы, улучшило сельскохозяйственный доход и земли более зеленые, чем раньше.
Международная политика и сотрудничество
Конвенция ООН по борьбе с опустыниванием
В 1994 году Организация Объединенных Наций учредила Конвенцию по борьбе с опустыниванием (КБОООН), в рамках которой 122 страны взяли на себя обязательства по достижению целей нейтралитета деградации земель, аналогично тому, как страны в Парижском соглашении по климату согласились на цели по сокращению загрязнения углерода. Эти усилия включают работу с фермерами по охране пахотных земель, ремонту деградированных земель и более эффективному управлению водоснабжением.
Последние международные инициативы
В мае 2022 года 15-я Конференция Сторон (КС15) Конвенции Организации Объединенных Наций по борьбе с опустыниванием (КБОООН) собрала министров, высокопоставленных должностных лиц, частный сектор, НПО и заинтересованные стороны для принятия резолюций, направленных на достижение прогресса в области охраны и восстановления земель. Среди резолюций, принятых для борьбы с опустыниванием, были разработка проектов восстановления земель, а также активизация усилий по привлечению женщин к управлению земельными ресурсами и сбору дезагрегированных по признаку пола данных о последствиях опустынивания и засухи.
Будущие прогнозы и вызовы
Воздействие изменения климата
В рамках совместного социально-экономического пути SSP2 («Срединное направление дороги») при 1,5°C, 2°C и 3°C глобального потепления число населения засушливых земель, подверженного (уязвимому) различным воздействиям, связанным с водным, энергетическим и земельным секторами (например, водный стресс, интенсивность засухи, деградация среды обитания), по прогнозам, достигнет 951 (178) млн., 1152 (220) млн. и 1285 (277) млн. соответственно.
В некоторых засушливых районах будет меньше осадков, а повышение температуры может снизить влажность почвы, что нанесет ущерб росту растений. Эти изменения, обусловленные изменением климата, вероятно, усугубят опустынивание во многих регионах, создавая дополнительные проблемы для управления земельными ресурсами и усилий по восстановлению.
Давление населения
Общая численность населения засушливых земель составляет 2,1 млрд. человек, то есть на сегодняшний день в мире проживает каждый третий человек. По данным ООН-Хабитат, темпы прироста населения в засушливых районах на 18,5% были быстрее, чем в любой другой экологической зоне. Такой быстрый рост населения в и без того уязвимых регионах усиливает давление на земельные ресурсы и повышает актуальность осуществления эффективных стратегий предотвращения опустынивания.
Миграция и социальные последствия
Опустынивание препятствует прогрессу в направлении устойчивого развития и вынуждает целые общины покидать свои дома, зачастую вынужденно въезжая в новые страны и общины в качестве климатических беженцев. Внутренне перемещенные лица и вынужденные мигранты могут обращаться за помощью к другим странам. Однако сложная ситуация может также привести к войнам за выживание, обусловленным ресурсами, в ответ на отсутствие продовольственной безопасности и нехватки воды, что ставит под угрозу благосостояние и безопасность целых общин.
Системы мониторинга и раннего предупреждения
Если в вашем районе будет замечена пыльная буря, ваш местный прогнозный офис Национальной службы погоды выдаст предупреждение о пыльной буре. Ученые также могут использовать метеорологические спутники для обнаружения первых признаков пыльной бури, чтобы помочь синоптикам дать еще более раннее предупреждение.
Метеоспутники серии GOES-R (сокращение от Geostationary Operational Environmental Satellite-R Series) имеют прибор, который может обнаруживать пылевые бури. Инструмент, называемый Advanced Baseline Imager (ABI для краткости), похож на камеру, которая делает снимки с множеством различных фильтров. Путем объединения и сравнения информации с этих разных типов снимков ученые могут обнаружить начало пыльной бури. Это позволяет делать более ранние предупреждения, которые могут обеспечить безопасность автомобилей, самолетов и людей.
Путь вперед: интегрированные решения
Решение взаимосвязанных проблем опустынивания и пыльных бурь требует комплексных подходов, учитывающих сложные взаимосвязи между климатом, землепользованием и деятельностью человека. Успех зависит от сочетания научных знаний с традиционной практикой, привлечения местных общин и поддержания долгосрочной приверженности устойчивому управлению земельными ресурсами.
Устойчивое управление земельными ресурсами может помочь избежать, уменьшить или обратить вспять опустынивание и способствовать смягчению последствий изменения климата и адаптации к ним. В этом заявлении изложены потенциальные позитивные изменения, когда соответствующие стратегии осуществляются с целеустремленностью и ресурсами.
Взаимосвязь между опустыниванием и пыльными бурями демонстрирует, как деградация окружающей среды может создавать каскадные эффекты, которые угрожают здоровью человека, экономическому процветанию и экологической стабильности. Понимая эти связи и внедряя комплексные решения, мы можем работать в направлении будущего, где засушливые земли остаются продуктивными и устойчивыми, поддерживая миллиарды людей, которые называют эти регионы домом.
Для получения дополнительной информации о глобальных экологических проблемах посетите Конвенцию Организации Объединенных Наций по борьбе с опустыниванием и Межправительственную группу экспертов по изменению климата . Дополнительные ресурсы по устойчивому управлению земельными ресурсами можно найти в Продовольственной и сельскохозяйственной организации Организации Объединенных Наций .