5.3. Антропогенные изменения природных ландшафтов суши
Все рассмотренные вышеприродные ландшафты подвергаются в большей или меньшей степени воздействию человека. Рассмотрим наиболее широко распространённые виды антропогенных изменений естественных ландшафтов суши.
Антропогенноеизменениелесных ландшафтов происходит в разной степени. В зависимости от этого целесообразно рассмотреть отдельно: 1) изменения при сплошной вырубке, когда древостой полностью уничтожается обычно в целях использования земель для сельскохозяйственных нужд, и 2) изменения при частичных вырубках, которые чаще наблюдаются в областях лесозаготовительных работ.
При сплошной вырубке леса, расположенные на молодых, богатых питательными веществами почвах, трансформируются в сельскохозяйственные плантации. В старых же лесах питательные вещества содержатся большей частью вбиомассесамих деревьев. Эти вещества, усваиваемые из осадков, из воздуха, послеопадалистьев,гниенияупавших деревьев, не переходят в почву, а, впитываясь корневыми системами, вновь используются лесной растительностью. При вырубке таких лесов питательныевещества отторгаются из круговорота, теряются, продуктивность почв резко падает. Выносятся питательные вещества из почв вырубленных участков и водой, потреблявшейся преждедеревьями. Просачиваясь в землю и растворяя содержащиеся в почве натрий, кальций, калий, азот и магний, вода уносит их в десятки раз больше, чем сзалесённыхучастков, таким образом развивается эрозия почв.
Сплошная вырубка леса приводит к значительным климатическим изменениям в ландшафте. Нарушается термический режим: летом воздух днём сильнеепрогревается,ночью охлаждается, что мешает самовозобновлению леса на вырубках, весной и осенью наблюдается больше заморозков, снега выпадает больше, но тает он быстрее. Снижается относительная влажность воздуха, резко увеличиваетсяосвещённость.
При сплошных рубках в лесу разрушаются опад, подстилка идернина,почва лишается питания и нарушается биологический круговорот вещества и энергии. Прираскорчёвкелесная подстилка и дернина удаляются. При корчевании тысячи пней с 1 га уносится 2–2,5тыс. м2плодородного слоя мощностью 10–15 см.Вычёсываниекорней распыляет, уплотняет почву иперемешиваетгенетические горизонты почвы. Брошенные кучи пней непродуктивно занимают площади и являются очагами размножения паразитов.
Такого рода воздействие на лесной ландшафт приводит к тому, что почва лишается естественного питания и восстановления плодородия.
Если на сплошных вырубках под почвой имеется водонепроницаемыйгоризонт, из-за уменьшениятранспирациивлаги образуются скопления застойной влаги, которая способствует формированию сфагновых торфяников.
При сплошных вырубках происходят существенные изменения и в животном мире. На вырубках исчезают кроты, барсуки — животные насекомоядные, что приводит к распространению вредных насекомых, в частности майского хруща. Уходят многиелесные животные и птицы. Более чем в 1000 раз сокращается количество бактерий впочве,деятельность которых способствует накоплению органических (в частности,азотсодержащих) и минеральных веществ в почве.
Антропогенныеизменения иного характера в лесу происходят, когда не ведётся сплошной вырубки, а древостой в какой-то степени сохраняется. В этом случаена местах вырубокпостоянноформируются вторичные леса, которые иногда называютантропогеннымилесами. Участки таких лесов чередуются и сочетаются с участками естественных,но несколько изменённых лесов.
При самозарастании вырубок сначала появляются травянистые растения, затем кустарники и только потом — деревья. Восстановление лесного покрова происходит за период от 60 до 100 лет и даже до нескольких веков. Однако видовой состав вторичных лесных участков оказывается обычно сильно изменённым.
Вторичные леса антропогенногопроисхождения в межтропических широтах преобладают над естественными первичными лесами повсеместно, кромеАмазонии,но и там они распространены шире, чем считалось раньше.
В Африке вторичными лесами являются парковые леса с несомкнутыми кронами и густым кустарниковым подлеском в районах с сезонно-влажным и сравнительно сухим климатом (сухость климата при этом обычно тоже антропогенная).
На юго-востоке Азии на месте вырубок формируются преимущественно бамбуковые вторичные заросли (особенно прямой бамбук). Такие бамбуковые заросли типичны для высот 1000–2000м,при этом бамбук постепенно вытесняет остальныедревесныевиды. Там, где наступает бамбук, восстановление лесов естественным путём невозможно. Бамбук сильно истощает почву, которая обедняется азотом, калием и фосфором, иссушает её;усиливаетсядеятельность термитов, которые используют полыебамбучиныдля своих построек и съедают деревья на корню.
В умеренных широтах на вырубках лесов образуются заросли посконникадушистого, который тоже сильно истощает и иссушает почву, создавая неблагоприятныеусловия для возобновлениядревостоя.
Общими особенностями вторичных лесных участков являются: монодоминантный состав (обычно не более 15–20 видов деревьев), одновозрастный характер древостоя, наличие всего двух ярусов (2–3 и 10 м) и преобладание малоценной древесины, хотя вторичный лес формируется значительно быстрее, чем естественный первичный.
Сильным антропогенным изменениямразличной степени воздействияподверглись ландшафты влажных вечнозелёных тропических лесов (гилея)в бассейне р.Конго. Сначала вырубались только деревья с ценной древесиной; потом уничтожались те породы деревьев, листья которых поедались скотом:ветви их использовались на корм животным, а сам скотпоедалвсходы, побеги и нижниеярусы листвы этих деревьев. В результате скотоводства ухудшились условия естественного воспроизводства поедаемых скотом растений. Наконец то, что осталось, было выжжено, а освободившиеся земли использовались под посевы. На тех же участках, где ещё сохранилась лесная растительность, леса существенно изменили свой состав и облик. В таком лесу, послеантропогенноговоздействия, резко сократилосьвидовоеразнообразие, при этом данныйвторичныйлес состоит преимущественно из видов,прошедшихжесточайший отбор на выживаемость и вооружённых разнообразными колючками, которыми растения защищают себя от повторного натиска людей или животных.
Интенсивному воздействию человека подвергаются мангры,защищающие побережье от эрозии и затопления. Они вырубаются, на их месте строятся дома, портовые сооружения, дороги (на Флориде, в Венесуэле, на Шри-Ланке, в Мозамбике, Бангладеш, Таиланде).Мангрыстрадают от нефтяного загрязнения, поскольку нефтяная плёнка, покрывающая дыхательные корни растений, душит их.
Значительнаячасть саваннпризнаётсяучёнымикаквторичные ландшафты, возникшие на природной основе в результате антропогенноговоздействияна неё.
Втропиках и субтропиках Азииантропогенноевоздействиена леса привело к образованию вторичных лесов типа джунглей (особенно на востокеИндо-Гангскойнизменности) или замене лесовантропогеннымисаваннами. Джунгли представляют собой густое мелколесье, частоперевитыелианами древесно-кустарниковые заросли в сочетании сбамбучникомивысокотравьем.Примеромантропогенныхсаванн в Азии могут служить многиевнутренние районы Индостана. В наиболее сухих районах среди редкого покрова из низкихксерофитныхтрав растут низкорослыеколючие кустарники,какправило, сильно повреждённые скотом. В горах внутренних районов Индокитая наизвестняковыхпенепленахантропогенныесаванны представляют травянистые пространства с редко разбросанными дубами и соснами.
Антропогенныесаванны обычно образуются на бывших лесных участках, использовавшихся для подсечного земледелия, а затем брошенных. Такие участкивусловиях хорошейосвещённостибыстро зарастают. Сначала образуется густая поросль сорняков и ползучих растений, частос колючками. Через несколько лет эта поросль превращается в непроходимую чащу. В этой стадии характерен агрессивный дикийсахарныйтростникимперата(аланг-аланг). Затем наступают кустарники.Этизаросли препятствуют восстановлению прежнегодревостоя.
Антропогенные саванны отличаются неустойчивостью и нестойкостью внутренних связей в новомантропогенномландшафте. Они легко подвержены агрессии со стороны прилегающих к ним пустынь.
Признаки антропогенныхсаванн: расположение в земледельческих районах,мозаичностьрастительного покрова (поляны — участки подсечного земледелиявпрошлом), широкоераспространениепирофитов(например, баобаба, масличной пальмы и других, так как сохранились виды, способныесопротивляться огню и давать новые поколения растений), присутствие лесных видов.
В Африке саванны Суданской физико-географической страны представляют собой территории древнего земледельческого освоения и скотоводства (в районах, не заражённых мухойце-це).Подсечно-огневаясистема земледелия привела к уничтожению первичной лесной растительности и превращению вантропогенныесаванны ландшафтов смешанныхлистопадно-вечнозелёных,листопадных лесов иредколесий,которые сохранились лишь небольшими массивами.
Антропогенное воздействиеможет приводить к деградации не только лесных исаванновыхландшафтов, но иландшафтов с преобладанием травянистого покрова. Так, под влияниемсенокошенияизменяется состав луговой растительности. Это происходит потому, что при сенокосе срезаются все травы, независимо от того, на какойстадии развития они находятся. При этом одни из них в момент сенокоса ещё не цветут, другие цветут, а у третьих уже созрели семена. Очевидно, что две первые категории, не успевшиеобсеменитьлуг до покоса, в конце концов оказываются уничтоженными и выбывают из флористического состава ландшафта.
В результате воздействия человека на природные ландшафты субтропиковздесь появились вторичные ландшафты: жестколистные леса в условиях средиземноморского субтропического климата трансформировались в ряд вторичных ландшафтов — маквис,гарига,шибляк,широко распространившихся в Евразии. Существует несколько стадий деградации вечнозелёных жестколистных лесов европейскогоСредиземья.Первая стадия деградации коренных лесов — маквис, сообщество из низкоствольных деревьев с обильнойпримесьюкустарников. При снижении осадков до 500–600 мм маквис заменяетсягаригой— растительность становится более ксерофитной и состоит из низкорослых кустарников; образуется вторая стадия деградации коренной растительности, связанная обычно не только с общим уменьшением атмосферных осадков, но и с перевыпасом, перерубками или выжиганием растительности. Их аналогом в Северной Америке является вторичный ландшафтчапараль— вторичные засухоустойчивыевечнозелёныередколесьяи кустарники с преобладаниемксерофитныхкустарниковых дубов.
Опустынивание— потеря местностью, в результате естественного исчезновения илиантропогенногоуничтожения, сплошного растительного покрова. В последние десятилетияантропогенноеопустыниваниепреобладает, хотя в прошлом оно тоже существовало.
Антропогенныепроцессы опустынивания проявляются:
а) в деградации пастбищной растительности, что чащевсего является результатом чрезмерного выпаса скота;
б) в дефляции (развевании)лёгких песчаных почв, чему способствует вспашка земель для посевов тех или иных культур в условияхбогарногоземледелия, процесс дефляции приводит к разрушению плодородного (гумусового) слоя почвы;
в) в дефляции закреплённых растительностью песков вследствие вырубки кустарниковой растительности на топливо с корчёвкой пней при земляных работах, производимых в процессе строительства дорог, прокладки трубопроводов, крупных оросительных каналов и др.;
г)во вторичном засолении почв и грунтовых вод за счёт неправильного орошения земель и др.
Начало процессаантропогенногоопустынивания уходит в глубокую древность. Так, северные окраиныСахарыи Ливийской пустынь, прилегающие к Средиземному морю, былижитницейДревнего Рима; выкорчёвывание и выжигание лесов на Балканскомп-ове,вМесопотамскойнизменности и Малой Азии при последующем использовании земель под пахоту и пастбища (особенно коз, которыевыдирают траву и подрост с корнями) привели к образованию обширных пустынь в этих регионах.Подобная деградация ландшафтов иантропогенноеопустынивание наблюдались на территориях современных пустыньГоби,Каракуми др.
Общая площадь пустынь и полупустынь мира оценивается в 48,4 млн. км2,или около 43% площадижизнепригоднойсуши.
Площадь антропогенныхпустыньравнапримерно 10 млн. км2, или 6,7% всей поверхности суши. Процесс опустынивания идёт со скоростью 7 км2/час=6,9 млн. га/год (по другим данным — около 24км2/час=21 млн. га/год), в том числе ежегодно превращаются в пустыни 5,2 млн. га пастбищ, 2,5 млн. га обрабатываемых сельскохозяйственных угодий и из них до 125 тыс. га орошаемых земель. Под угрозой опустынивания находится порядка 30 млн. км2, то есть 19% суши Земли(рис.20).Скоростьпродвижения пустынь на саванны в Суданской стране достигает 7 км/год.
Рис. 20. Районы земного шара, подверженные опустыниванию
На Юге Европейской Россиипроявление процессов опустынивания и деградации земель зависит от географического положения и интенсивности антропогенных воздействий. Наиболее сильно от опустынивания пострадали Черные Земли Калмыкии и равнинные районы Дагестана, где до 70% территории в той или иной степени подвержены данному процессу. В настоящее время эти регионы представляют собой наиболее крупные очаги антропогенного опустынивания в Европе. Деградированные аридные земли в Астраханской, Волгоградской, Саратовской и Самарской областях и Республике Татарстан занимают около 50% общей территории. В целом в регионе эрозионная деградация возрастает от аридной к семиаридной зоне, а уровни дефляции и засоления — в противоположном направлении.
Валовые потери годичной продуктивности сельхозугодий нарастают с севера на юг. В южной части (Дагестан, Калмыкия) основная доля снижения продуктивности приходится на природные кормовые угодья — пастбища и сенокосы, а в северной — на пашню. В результате опустынивания на Юге ЕТР на половину сократилась площадь продуктивных сельхозугодий, возникло 14,2 млн. га земель, потенциально склонных к деградации, но при этом плотность населения возросла почти в 1,5 раза. Увеличились экологическая, экономическая напряженность и техногенные нагрузки на экосистемы.
Процессы опустынивания и деградации земель получили значительное распространение и в Азиатской части Российской Федерации— на юге Урала и Западной Сибири, в Восточной Сибири и Забайкалье. Так, в 90-х годах ХХ века в Новосибирской области площадь сельскохозяйственных угодий по сравнению с 1970 г. уменьшилась на 295 тыс. га в т.ч. пашни — 229 тыс. га. Интенсивно расширяются площади залежных земель. В 1995 г. их было 20,7 тыс. га, 1993 г. — 22,4, а 2000 г. — 82 тыс. га. Аналогичная ситуация в Алтайском крае: значительно сокращаются посевные площади за счет сокращения площадей под зерновыми культурами. За последние 10 лет площадь пашни в Алтайском крае сократилась на 340 тыс. га, кормовых угодий — более чем на 1 млн. га. Общая площадь сельскохозяйственных угодий уменьшилась на 1,35 млн. га.
Растут темпы деградации земель в Западной Сибири. Сокращение площадей сельскохозяйственных угодий объясняется расширением, нарушенных земель в результате необоснованного отвода продуктивных земель для размещения объектов промышленного, жилищного, дорожного, рекреационного строительства, а в последнее десятилетие — забросом малопродуктивной пашни в районах рискованного земледелия. Относительно нагрузок, создаваемых животноводческими отраслями, следует указать на два обстоятельства: во-первых, рост численности частного поголовья при отсутствии дифференциации норм и сроков выпаса и учета продуктивности и видового разнообразия пастбищной растительности; во-вторых, расширение площадей техногенного покрова и нарушенных земель, включая очаги опустынивания, способствующие увеличению нагрузки на оставшиеся пастбища. Ускорителем процессов опустынивания в юго-западных районах Сибири явилась распашка целинных земель, основные массивы которых расположены в субаридных климатических условиях. Фактором, усиливающим процессы опустынивания, явилось внедрение неадаптированной к местным условиям системы аграрного производства. Перечисленные факторы оказали сильное негативное воздействие на структуру и функциональные особенности аридных и субаридных экосистем.
Истощение почвывызывается её обеднением питательными веществами в результате длительной земледельческой эксплуатации (сопровождающейся эрозией и другими процессами) без внесенияудобрений (особенно органических) или при недостаточном их внесении.
Истощениепочв к 80-м годамXXвека вызвало резкое снижение урожайности в 48 странах.
Рассмотрим, как обстоит дело с использованием чернозёмов. По определению В.В. Докучаева, чернозём — ни с чем несравнимое богатство. Из 300 млн. га чернозёма, имеющегося напланете,190 млн. га находится на территории СНГ, это около 70% всей пашни.Ныне на чернозёмах производится 80% всех основных видов сельскохозяйственной продукции.На создание 1 см слоя чернозёмной почвы природа тратила 200–300 лет. Мы же транжирим это богатство — отдаём ветру, отдаём смыву, истощаем почву, не давая органических удобрений, перенасыщая химикатами.Почвы всё болееи более теряют гумус на пахотных землях — в среднем по России каждый гектар пахотных земель теряет 620 кг гумуса в год,а в центрально-чернозёмных областях суммарно теряются примерно 920тыс.тгумуса в год — по расчётам академикаВАСХНИЛИ.С.Шатилова. Каждые два гектара из трёх опасны в эрозионном отношении, из года в год сокращаетсяпривносв почвуминеральныхи особенно органических удобрений,неведётся известкование ифосфоритованиепочв,практически совсем не занимаютсякультур-техническимиработами.За последние 30–40 лет чернозёмы Русскойравниныпотеряли треть своего гумуса — их плодородный слой уменьшилсяна 10–15 см. В результате на чернозёмах Центрального района России (лучших почвах мира!) с 70-х годов резко снизилась урожайность пшеницы: в девятой пятилетке она составляла 18,1 ц/га, в десятой— 17,5 ц/га, а в одиннадцатой — 15,3 ц/га.
Отрицательновлияет на плодородиепочв ииспользованиетяжёлой техники. Чернозёмная почва послеодного проходатяжёлоготрактора К-700 или Т-150К уплотняется на 1,3–1,7г/см2,а урожайность зерновых приуплотнениипахотного слоя выше оптимума толькона 0,1г/см3снижаетсяна 2–10 ц/га.