Земледелие в наше время — мощный процесс, ведущий к быстрому уменьшению запасов гумуса в почвах и выделению СО2. Больше всего гумуса теряется в результате сильной эрозии и выдувания. В США, сильно пострадавших от этих процессов, они изучены особенно тщательно. Для возделываемых почв этой страны установлена средняя скорость смыва в 22—30 т/га в год. В смываемом материале содержание гумуса около 2%. Следовательно, ежегодный вынос органического вещества с каждого гектара земледельческих площадей США достигает 0,25—0,35 т (в пересчете на углерод). Если взять за средний показатель потерь углерода из гумуса 0,3 т/га в год и использовать для получения минимальной оценки его убыли в результате ускоренной денудации со всех возделываемых земель мира площадью около 1,5 млрд. га, то в этом случае потери могут быть определены в 0,45 млрд. т в год.
Помимо этого возделываемые земли теряют гумус из-за его окисления при распашке почвы и выжигании растительности при подсечно-огневой системе земледелия. Постоянная потеря гумуса почвами замечена, когда в них истощаются запасы азота, не восполняемые удобрениями! В этом случае почвы теряют в среднем 0,37 т/ га в год углерода из гумуса, тогда как внесение навоза в дозе свыше 6 т/га в год ведет к постепенному накоплению гумуса со скоростью 0,08 т/га в год в пересчете на углерод.
В развитых странах в наше время азотное истощение почв компенсируется внесением минеральных азотных удобрений и посевами бобовых культур. Всего в мире в середине 70-х годов XX в. производилось около 40 млн. т связанного азота и примерно столько же его вносилось на возделываемые земли с «зелеными удобрениями». В то же время на земледельческих площадях развивающихся стран происходит убыль почвенного азота и разложение гумуса. Допуская, что этот процесс затрагивает пахотные земли площадью около 0,7 млрд. га, получим цифру потерь углерода гумуса порядка 0,3 млрд. т в год.
Избыточная пастьба в тундрах, лесах, на лугах и особенно на засушливых землях приводит к их разрушению. В настоящее время особенно большой ущерб перевыпас наносит аридным землям Африки, Евразии, Латинской Америки и Австралии. Если допустить, что на ежегодно захватываемых этим процессом б—7 млн. га происходит замещение тропической растительности типа саванны на полупустынную и пустынную, то потери органического вещества должны составить в этом случае около 11 т/га в год, а всего в среднем 0,07 млрд. т. Одновременно с onycтыниваемых площадей постепенно удаляется почва с ее органическим веществом. При этом запасы органического вещества в почвах саванны весьма велики и отличаются от запасов пустынь на порядок. Поэтому антропогенные пустыни, общая площадь которых сейчас достигла 1 млрд. га, по-видимому, являются устойчивым источником выноса органического вещества, в большинстве своем окисляемого. Только ежегодный вынос ветрового материала в океан в настоящее время может достигать не менее 2 млрд. т, причем содержание Сорг в нем в среднем составляет 2,9% . Таким образом, эоловый вынос в океан органического вещества, по-видимому главным образом почвенного гумуса, может быть близок к 0,06 млрд. т.
Осушение болот приводит к окислению части накопленного в торфяниках органического вещества. Кроме того, при удалении метрового слоя болотных вод с площади в 1 га дополнительно высвобождаются и окисляются десятки тонн растворенного органического вещества.
Орошение земель также в ряде случаев приводит к потерям почвы (до 1000 т/га в год) в результате ирригационной эрозии. В то же время правильная мелиорация бедных пустынных земель, наоборот, мероприятие, которое увеличивает ресурсы органического вещества в почве. В настоящее время ежегодно 0,2—0,3 млн. га орошаемых земель превращаются в пустоши из-за засоления и заболачивания. После этого они чаще всего быстро разрушаются.
Строительство и рост городов, создание коммуникаций и горные разработки ведут, как правило, к полному разрушению почвенно-растительного покрова, хотя затем на части охваченных этими процессами территорий создаются культурные почвы и растительность. Это лишь отчасти компенсирует потери органического вещества. В настоящее время размах строительства городов и коммуникаций и добыча полезных ископаемых увеличивается так быстро, что за последнюю четверть XX в. площадь городов выросла примерно на 63 млн. га, т. е. стала больше в 2,5 раза. К концу 60-х — началу 70-х годов площадь земель под строениями, наземными коммуникациями и городскими парками составляла 300 млн. га, а к 2000 г., она удвоится. Если сейчас ежегодно горными разработками перемещается около 100 млрд. т породы, то к 2000 г. эта цифра увеличится примерно в 6 раз. Это означает, что несколько десятков миллионов гектаров суши будут представлять собой земли, нарушенные горными разработками. Очевидно, не будет преувеличением считать, что ежегодно строительные работы и горная добыча разрушают почвенно-растительный покров на площади 5—10 млн. га, что ведет к убыли запасов органического вещества биосферы, исчисляемой десятками и сотнями тонн в сухом весе с 1 га. Даже самый осторожный подсчет должен дать суммарную цифру ежегодных потерь в несколько сот миллионов тонн органического вещества.
Мероприятия по увеличению биомассы и органического вещества биосферы в настоящее время отстают по своим масштабам от процессов, ведущих к редукции биосферы. Так, площади лесопосадок превышают площади сведенных лесов лишь в некоторых развитых странах. За 1980—1990 гг. площадь лесов должна была увеличиться в ФРГ на 129 тыс. га, в Испании — на 1936 тыс., в Финляндии — на 503 тыс., в Ирландии — на 84 тыс., в Новой Зеландии —на 521 тыс. и в Нидерландах — на 21 тыс. га. В сумме это составляет увеличение лесистости на общей площади перечисленных стран примерно на 32 тыс. га в год.
Суммарная потеря углерода, органического вещества в наземной биосфере, только по приведенным оценкам, составляет 5—6 млрд. т в год. Однако в действительности она, конечно, больше, так как мы не могли оценить потерь биомассы и гумуса при дигрессии лесов, осушении болот. Можно утверждать, что антропогенная редукция биосферных резервуаров углерода на суше (в первую очередь таких, как фитомасса и гумус почвы) играет сейчас не меньшую, а, быть может, большую роль в нарушении круговорота углерода и увеличении концентрации атмосферного СО2, нежели сжигание ископаемого топлива.
О том, какую роль будет играть в накоплении атмосферного СО2 дальнейшая антропогенная редукция биосферы, можно судить по прогнозам изменения мирового земельного фонда. К сожалению, общие прогнозы такого рода сделаны на неопределенное время. Поэтому мы воспользуемся лишь прогнозами исполкома ЮНЕП по эволюции возделываемых земель и сокращению площади лесов, дающих коммерческую древесину. Площадь может к 2000 г. сократиться в 2 раза.
В настоящее время обсуждаются различные меры, которые могли бы воспрепятствовать нарастающему «антропогенному перегреву» Земли. Существует предложение извлекать избыток СО2 из воздуха, сжижать и нагнетать в глубоководные слои океана, используя его естественную циркуляцию. Другое предложение заключается в том, чтобы рассеивать в стратосфере мельчайшие капельки серной кислоты и уменьшать тем самым приход солнечной радиации на земную поверхность. Однако Г. В. Баринов указывает, что рассеивание аэрозолей в атмосфере — недостаточно обоснованный метод.
Огромные масштабы антропогенной редукции биосферы уже сейчас дают основание считать, что решение проблемы СО2 должно осуществляться путем «лечения» самой биосферы, т. е. восстановления почвенного и растительного покрова с максимальными запасами органического вещества всюду, где это возможно. Одновременно должен быть усилен поиск, направленный на замену ископаемого топлива другими источниками энергии, в первую очередь экологически безвредными.
Использованная литература:
1. Споры о будущем: Окружающая среда (изд. “Мысль”)
2. З.Новрузов: Природа не прощает ошибок (изд. “Мысль”)
3. Биологический энциклопедический словарь