Засев облаков, солома в дюнах и деревья с беспилотников: как в мире решают проблему опустынивания

За последние годы мы почти привыкли к необычно низким температурам и аномальной жаре, которые очень быстро сменяют друг друга. Мы даже относимся к этим погодным прыжкам с юмором, решая, а не стоило ли бы, надевая утром пуховик, взять с собой в сумке сандалии. Но то, что вызывает у нас бытовые неудобства, у специалистов вызывает большое беспокойство. Ученые прогнозируют, что если не остановить изменение климата, треть человечества к 2070 году будет жить в условиях Сахары — самой большой и жаркой пустыни. Это, конечно, наихудший сценарий, рассчитанный на случай потепления планеты на 3° C. Но даже в случае повышения температуры только на 1,5° C, к концу века более 1 миллиарда людей окажутся вне своей комфортной «климатической ниши».

«Прикольный» контраст быстро убивает. И это мы уже наблюдаем. В 2020 году температура Земли достигла рекордных значений за три миллиона лет. «Мы на краю пропасти», — заявил генеральный секретарь ООН Антониу Гутерреш на форуме «Петерсбергский климатический диалог». Земля близка к климатической катастрофе. Причем виновных в этом долго искать не придется — именно мы, люди, систематически и неустанно уничтожаем биологический потенциал планеты.

Одним из последствий беспорядочного отношение человека к своей «колыбели»-Земле, является опустынивание — явление разрушительного характера, в процессе которого плодородные земли в засушливых районах деградируют и превращаются в лишенные растительности и влаги пустыни. Такие земли становятся совершенно непригодными для человеческой жизни. К существованию в подобных условиях могут приспособиться лишь единичные представители фауны и флоры. Деградация и опустынивание земель — это колоссальный вызов для человечества. Опустынивание провоцирует голод, вынужденную миграцию населения и многие другие проблемы экологического и социально-экономического характера. 

Несмотря на множество природных факторов, способствующих опустыниванию, главной причиной этого процесса все же остается экологический кризис — результат глобальной индустриализации и некорректное использование природных ресурсов в каждом отдельно взятом регионе. Процесс опустынивания перманентно происходит во все времена существования человечества, но в последнее время темпы деградации плодородных земель катастрофически ускорились. Разрушению хрупкого экологического баланса способствуют увеличения объемов производства (заболачивание и засоление почв), нерациональное землепользование, уничтожение лесов (особенно опасна вырубка горных лесов — со склонов гор, лишенных зелени, дожди смывают почву, делая изменения необратимыми — новые лесопосадки здесь уже не приживутся), перевыпас скота. Существует мнение, что все пустыни Ближнего Востока — дело рук человека. Уничтожение лесной и травянистой растительности, перевыпас, водная и ветровая эрозия превратили некогда зеленые территории стран Ближнего Востока и Северной Африки в пустыни и полупустыни. 

Во всемирный день борьбы с опустыниванием и засухой Рубрика рассказывает, насколько ситуация является критической сейчас и какие решения из разных стран мира помогают отводить кризис.

Удлиненное лето и лес размером с футбольное поле. Немного фактов, которые заставляют задуматься:

• Если сложить всю территорию планеты, занятую природными пустынями и полупустынями, то это будет примерно 40% территории всей Земли. 
• Каждые 6 секунд на Земле исчезает лес размером с футбольное поле.
• Американский геофизический союз провел исследование, где была проанализирована среднесуточная температура в северном полушарии. Выяснилось, что за 52 года количество летних дней увеличилось с 78 до 95! Дальнейшее изменение климата будет еще больше влиять на продолжительность летнего сезона (а значит, и сезона жары и засухи), и по прогнозам уже к концу этого века он будет длиться до полугода. Кроме того, в прошлом году было много событий, которые свидетельствуют об экстремальных изменениях климата. Например, сильнейшая засуха в Европе со времен начала Римской империи, пожары в Калифорнии и самая высокая температура в Долине Смерти из когда-либо зарегистрированных (54,4° C). 
• Больше половины всех сельскохозяйственных земель на Земле страдает от деградации. Деградация сельскохозяйственных земель происходит с невероятной скоростью — примерно 12 млн га в год, а значит — 23 га в минуту!
• Опустынивание земель происходит в Китае, Пакистане, Сирии, Непале, Иране и Монголии. В Африке под угрозой опустынивания — 2/3 территории, Индия может потерять около 30% всех плодородных земель. В странах Южной, Восточной и Центральной Европы примерно 14-15 миллионов гектаров плодородных земель (8-9%) имеют склонность к опустыниванию. Больше всего страдают те земли, которые расположены на территории Румынии, Болгарии, Молдовы, Украины, Испании, Португалии, Греции и Сицилии.
• Более 2,5 миллиарда людей на планете напрямую зависят от сельского хозяйства (и украинцы в том числе). Деградация почвы непосредственно затрагивает условия существования 3/4 бедного населения всей планеты.

Боремся — поборем?

В декабре 1996 года была подписана и вступила в силу Конвенция Организации Объединенных Наций о борьбе с опустыниванием. В ней подчеркивается необходимость нового подхода, предусматривающего участие и власти, и населения в решении проблемы опустынивания. Период с 2010 по 2020 годы был объявлено Десятилетием, посвященным пустыням и борьбе с опустыниванием. Основной целью грандиозного мероприятия стало повышение осведомленности населения земель, страдающих от опустынивания, о причинах этого процесса, а также помощь в преодолении ситуации. Эти десять лет ООН посвятила предотвращению и пресечению деградации экосистем на всех континентах. 

Но одними намерениями и информированием проблему не решить. По всему миру люди ищут решения, которые позволили бы остановить опустынивание и бороться с засухами.

1. В Аргентине Министерством окружающей среды и устойчивого развития реализуется проект, который помогает решать эти проблемы с помощью трехстороннего подхода, что способствует повышению осведомленности фермеров и местных учреждений о климатических рисках, а также внедряет устойчивые методы ведения сельского хозяйства и укрепляет благоприятную среду для адаптации к изменению климата. Мероприятия адаптации реализуются на 11 участках. К ним относятся методы улучшения состава почвы и содействие естественному возобновлению пастбищ путем посадки многолетних трав, а также меры по восстановлению производительных экосистем путем лесонасаждения и пилотирования альтернативных агроэкологических методов. Ключевым достижением проекта стала разработка уникальной системы раннего предупреждения и информации о засухе, которая облегчает принятие решений фермерами. Посредством создания сети научных, технологических организаций и местных органов самоуправления краткосрочные и среднесрочные периодические агроклиматические прогнозы составляются и распространяются по радио, местными газетами и социальными сетям, чтобы представить прогнозируемые осадки, риск эрозии и пастбищных пожаров, а также соответствующие рекомендации по профилактическим мероприятиям.

2. Всего тридцать лет назад Нигер (Западная Африка) был нищей страной, склонной к засухам. По совету экспертов из других стран там были очищены большие участки земли для посадки пшеницы и кукурузы. Проект оказался провальным, растения на открытом пространстве просто горели. Агролесничество — проверенный временем подход устойчивого земледелия, незаслуженно забытый в XX веке в период расцвета интенсивного сельского хозяйства и выращивания монокультур, в стране начало распространяться спонтанно по мере того, как фермеры и землевладельцы начали замечать преимущества совместного роста деревьев и сельскохозяйственных культур. Оказалось, урожайность зерна в таких условиях была намного лучше, чем в соседних полях, где земля была «очищенной». С тех пор в Нигере было посажено или оставлено для естественного восстановления около 200  миллионов деревьев на 5 миллионах гектаров земли. Аналогичные процессы происходят в Малави, Мали, Эфиопии. Фермеры теперь сажают и ухаживают за гораздо большим количеством деревьев на своих землях. Равнины в Мали за последние 30 лет изменились до неузнаваемости, а в районе Тигран в Эфиопии таким образом было восстановлено почти миллион гектаров земли.

3. В Иордании решение проблемы ищут на клочке пустыни, который не использовался для земледелия уже сотни лет. Коммерческий проект, который осуществляется при поддержке USAID, ЕС и правительства Норвегии, сочетает солнечную энергию, опреснение морской воды, энергию ветра и компьютерный контроль, что позволяет максимально эффективно использовать каждую каплю воды, чтобы оживить заброшенные земли. На участке размером с 4 футбольных поля в 10 км от порта Акаба на Красном море участники проекта построили теплицы, охлаждаемые с помощью соленой воды, и усовершенствованные системы опреснения, которые позволяют обойтись без наличия каких-либо источников пресной воды. Используя солнечные батареи, морскую воду прогоняют через систему фильтров толщиной 15 см, установленную в стенах теплицы. На другой стороне проложено капельное орошение, которое, испаряясь, повышает влажность в теплице, благодаря чему потребность растений в воде снижается. Это позволяет вырастить что-то в пустыне, где температура воздуха днем достигает 45° С. Сейчас морскую воду подвозят в цистернах. Но ферма надеется проложить трубопровод или подключиться к трубопроводу из Красного моря к Мертвому, который собираются построить совместно Иордания и Израиль. Уверенности авторам проекта придает то, что Иордания определила его среди своих приоритетов, а недавно его посетил сам король этой страны. Поэтому сейчас речь идет о расширении проекта в пять раз — до 20 га, на которых будет выращиваться около 5300 т сельхозпродукции ежегодно. Также планируется запуск проектов в других местах с аналогичными условиями — в Тунисе и Австралии.

4. С момента создания Израиля, решение проблем опустынивания является частью государственной политики. За все время там было посажено около 240 миллионов деревьев, а для обеспечения эффективного управления водными ресурсами и контроля над выпасом скота были введены специальные правила. В стране построили 180 плотин и водохранилищ, освоили 1000 кв. км земли и создали более 1000 парков. 95% территории Израиля — это засушливые, полузасушливые, пустынные или чрезмерно засушливые регионы, здесь знают о дефиците воды не понаслышке. Но в 2014 году эта страна стала независимой в области водоснабжения благодаря стратегическому подходу, который вмещал в себя целый ряд комплексных мероприятий:

• Опреснение: Преобразование морской воды в питьевую превратило дефицит воды в ее избыток для Израиля. 55% израильтян сейчас пьют воду из опреснительных установок. 
• Переработка сточных вод: Израиль первым применил способ очистки сточных вод и использование их для сельского хозяйства. Сегодня Израиль перерабатывает около 90% своих сточных вод.
• Микроорошение: При таком методе полива сельскохозяйственные культуры выращиваются с устойчивой подачей точного количества необходимой воды капельным путем.
• Экономия: Унитазы и душевые системы низкого расхода воды обеспечивают сохранение воды в домах.

Сейчас Израиль — мировой лидер в рационализации и экономии водопользования в сельском хозяйстве. Израилю удалось остановить опустынивание: пустыня не только не расширяется, но и уменьшается благодаря развитию сельского хозяйства.

А израильские овощи и фрукты теперь можно приобрести не только на всех местных рынках, а также в каждом украинском супермаркете. 

Приживаемость молодых саженцев в пустынном климате Израиля достигает 80%, причем после посадки их никто не поливает. Деревцам удается выживать благодаря уникальной технологии посадки, ради которой в Израиль сегодня приезжают специалисты из других стран, где стоит проблема опустынивания. Молодое растение при посадке помещают в пластиковый контейнер, который имеет снаружи белые стены, а внутри — черные. На внутренних стенках конденсируется влага из воздуха, которая стекает вниз контейнера к корням, обеспечивая саженец необходимым количеством воды. В течение первых 5-7 лет жизни этого количества воды вполне достаточно для полноценного роста дерева, а затем корень дорастает до насыщенного влагой слоя и питается оттуда. Сегодня Израиль является единственной страной в мире, где площадь лесных насаждений не уменьшается, а с каждым годом растет.

5. Пустыня Кубуци (Северный Китай) — 7-я по площади пустыня в Китае.  Когда-то ее называли «мертвым морем», через которое трудно было даже птицам перелететь. Но благодаря 30-летним усилиям Китая по борьбе с опустыниванием, во многих местах в этой пустыне появились участки с растительностью. В процессе борьбы с опустыниванием в пустыне Кубуци был применен ряд инновационных методов, в частности было осуществлено облесение с помощью технологии беспилотных самолетов. Это не единственный успех Китая в этом направлении. На северо-западе Китая исчезла пустыня Му-Ус площадью 42200 квадратных километров. 93% ее территории превратилось в оазис в результате многолетних усилий по борьбе с опустыниванием. Параллельно с этим властями Китая реализуется масштабный проект в рамках борьбы с другой пустыней — Тенгер. Подвижные дюны, площадь которых составляет около 67 га, закрепляют с помощью сети из соломенных клеток. Солому укладывают рядами и вдавливают лопатами в песок на 10 см. Над поверхностью песка она выступает примерно на 30 см и должна стоять строго вертикально, равными параллельными и перпендикулярными рядами со стороной «клеточки» длиной в один метр. Так получается сеть из соломенных клеток. Впервые такую технологию применили в середине ХХ века, когда строилась железная дорога Баотоу-Ланьчжоу. Местные жители создавали защитные сети вдоль железной дороги и продолжают использовать эту технологию до наших дней. Положительный побочный эффект этой методы — занятость населения. Особенно много работников прибавилось в последние годы, когда были закрыты экологически вредные небольшие заводы и фабрики.

6. Климат Лас-Вегаса (США) — засушливая пустыня с жарким, и в основном, сухим летом. Город имеет в среднем 300 солнечных дней в году. Несколько лет назад в водохранилище в Лос-Анджелесе сбросили 96 миллионов черных шаров для защиты воды. Шары заполнили поверхность водохранилища площадью 0,7 кв. км и водоизмещением 12,5 млрд литров. Маленькие черные пластиковые шарики снижают испарение воды почти на 300 млн галлонов (около 1,1 млрд литров) в год — достаточно, чтобы поставить питьевую воду 8100 жителям, защищают качество воды путем блокирования солнечного света, предотвращая нежелательные химические реакции и помогая избежать развития водорослей.

Кроме того, здесь внедрили использование ксерискейп-озеленения, чтобы снизить потребность в поливе уличных растений в засушливых условиях. В этом методе садоводства используется подход с ограничением использования воды, например, группировка растений по необходимости в воде, использование местных растений и уменьшение общего количества газонной травы. Кроме того, для использования в доме жители используют устройства для экономии воды, такие как специальные насадки для душа и экономные стиральные и посудомоечные машины.

7. Страны Европейского Союза постепенно используют в своих системах орошения потенциал оборотных стоков. По информации Института циркулярной экономики, «ЕС уже определил, что повторное использование сточных вод является жизнеспособным альтернативным источником воды в областях с ограниченными водными ресурсами». В качестве примера эффективного использования сточных вод в сельском хозяйстве можно назвать Канарские острова. С 2014 года они орошают переработанными сточными водами 5000 га томатов и 2500 га банановых плантаций. На Кипре похожая ситуация. С 2014 года примерно 28% воды, используемой для орошения в сельском хозяйстве, подается со станций очистки сточных вод.

8. Оригинальный способ воздействия на погоду испытывают в Объединенных Арабских Эмиратах. Британская исследовательская группа запустит в облака специальные дроны с ионизирующими установками на борту. Электрические заряды малой мощности должны привести к формированию более крупных капель из водяного пара. Новая технология, озвученная экспертами на форуме в Абу-Даби базируется на том, что влага в облаках несет в себе электрический заряд. Изменяя величину заряда, ученые могли бы изменить скорость образования капель воды и тем самым повысить вероятность осадков. Сейчас засев облаков осуществляется с помощью выстрелов солью из пушек, закрепленных на самолетах — кристаллы соли притягивают крошечные частицы воды, они соединяются друг с другом и становятся тяжелее, так выпадают осадки.

9. Спасти районы, страдающие от засухи, можно с помощью звука. Такое открытие сделали ученые из Университета Циньхуа. Исследователи научились использовать низкочастотные звуковые волны для «вызова» дождя. Как уточняется в материале газеты South China Morning Post, эксперимент был проведен в Тибете. Там был установлен звуковой генератор огромных размеров, который направили в небо, при этом частота звука оказалась едва заметна для человеческого уха. После того как прибор был запущен, в радиусе около 500 метров от него фиксировалось увеличение осадков до 17%. Исследователи говорят, что техника не предоставляет пагубного влияния на окружающую среду, но нужно больше данных, чтобы доказать ее эффективность.

10. Это может звучать как нечто из футуристического научно-фантастического фильма, но обычный шпинат тоже может помочь в борьбе с опустыниванием. Инженеры Массачусетского технологического института научили шпинат общаться с людьми с помощью смс-ок. Оказалось, что корни шпината достаточно чувствительные, чтобы распознавать нитроароматические соединения в грунтовых водах, которые входят в состав взрывчатых веществ. При обнаружении этих соединений углеродные нанотрубки в листе отправляют сигнал, что считывается инфракрасной камерой, которая отправляет ученым сообщение. Хотя целью этого эксперимента было выявление взрывчатых веществ, ученые считают, что его можно использовать для мониторинга экологических изменений в окружающей среде — засухи, загрязнений, засоления и других значимых процессов.

Где здесь Украина?

В Украине проблема деградации земель является актуальной и острой. К деградационным процессам характерным для нашей страны можно отнести эрозию, загрязнение, подтопление территорий, оползни. Суховеи, засухи и пыльные бури характерны для степной зоны Украины. Они являются наиболее опасными для сельского хозяйства страны и нередко негативно влияют на здоровье людей. Южные области Украины почти полностью находятся в пределах степной зоны, поэтому борьба с опустыниванием для этого региона имеет большое значение.

Наиболее эффективными мерами в борьбе с опустыниванием, по мнению специалистов, должны стать:

• увеличение лесистости;
• разработка проектов землеустройства, обеспечивающих эколого-экономическое обоснование севооборота;
• установление водоохранных зон и прибрежных защитных полос;
• мероприятия по сохранению и воспроизводству плодородия почв;
• восстановление травяного покрова в местах перевыпаса скота;
• рациональный подход к земледелию и животноводству;
• создание конструкций, задерживающих осадки;
• просветительская работа с населением.

Роман Лещенко, министр аграрной политики и продовольствия, назвал два механизма для борьбы с засухой, от которой уже третий год подряд страдают южные области Украины. По его словам, сейчас есть два механизма для борьбы с этой ситуацией:

• Принятие закона об агростраховании, в рамках которого государство берет на себя сопроводительный риск страховать посевы, а в случае, если посевы теряются, государство участвует в компенсации стоимости этих посевов для того, чтобы аграрий мог иметь финансовую основу;
• Национальный проект орошения и мелиорации на юге Украины.

«У нас есть 2 млрд грн в рамках общих государственных расходов, кредитные гарантии Укрэксимбанка на 7 млрд грн, а также 0,5 млрд грн на компенсацию оборудования для орошения и мелиорации, и у нас, если мы сейчас примем в ближайшее время законы об объединении водопользователей, реформаторские законы, которые есть в Европейском Союзе, то ЕБРР, Всемирный Банк и непосредственно Международная финансовая корпорация готовы выделить $2 млрд на эти проекты», — заявил министр.

А Президент Владимир Зеленский в ходе форума «Украина 30. Экология» объявил, что уже подписал приказ о старте экологического проекта «Зеленая страна». Амбициозная цель состоит в том, чтобы за 10 лет увеличить площадь украинских лесов на 1 миллион гектаров. Для этого в ближайшие три года планируется посадить 1 миллиард деревьев, то есть в четыре раза больше, чем в Израиле за все годы его существования. Здесь разобрали, реальна ли эта цель.