Как страны мира борются с опустыниванием
Принципы устойчивого управления проектами по озеленению пустынь.
Озеленение пустынь — это процесс инициированного человеком освоения пустынных и прилегающих переходных зон, и в последние годы это стало модным словом, особенно на Ближнем Востоке. В частности, озеленение пустынь направлено на восстановление земельных ресурсов пустыни посредством инженерных мер в экологических (биоразнообразие), сельскохозяйственных и лесных целях, а также для животноводства.
Научно обоснованное распределение и использование водных ресурсов имеет особое значение в засушливых и полузасушливых регионах. В зависимости от способов управления и использования водных ресурсов, проекты озеленения пустынь также делятся на традиционные и устойчивые. Первый тип проектов используется для обеспечения продовольствием и овощами, городского строительства и политических целей: люди либо роют каналы, либо глубокие колодцы для получения дополнительных водных ресурсов и достижения инженерных целей. В конце XX века некоторые страны Северной Африки в целях политической пропаганды рыли глубокие колодцы в оазисах, добывали грунтовые воды и развивали сельское хозяйство, что вызвало широкую обеспокоенность международного сообщества. Поскольку грунтовые воды являются источником жизни для оазисов, рытье глубоких колодцев для сельскохозяйственных работ, одновременно обеспечивая получение определенных урожаев, равносильно захоронению глубоких грунтовых вод на раскаленном солнцем песке для испарения. Увеличение интенсивности добычи воды серьезно повлияет на уровень грунтовых вод в оазисах и в долгосрочной перспективе приведет к исчезновению оазисов.
Проект «Великая зеленая стена» в Африке.
Проекты озеленения пустынь, основанные на принципах устойчивого развития, существенно различаются. Они не затрагивают первоначальное распределение водных ресурсов в пустынных районах, а вместо этого используют современные водосберегающие технологии и систематические подходы к управлению для повышения экологической емкости пустыни. Цель этих проектов — получение сельскохозяйственных экономических выгод при минимизации негативного воздействия на экосистему. Проекты устойчивого озеленения пустынь потенциально могут смягчить водные, энергетические и продовольственные кризисы. С другой стороны, подходы, игнорирующие условия водоснабжения и сосредоточенные исключительно на увеличении ВВП сельского хозяйства и животноводства в засушливых и полузасушливых пустынных районах, часто приводят к деградации окружающей среды.
Экологическая обстановка и устойчивое развитие засушливых и полузасушливых регионов являются важными областями научных исследований в географии, сельском хозяйстве, экологии и т. д. Системы интеграции экотехнологий, технически сочетающие солнечную энергию, опреснение, водосберегающее сельское хозяйство и механизированное земледелие, уже тестируются на Ближнем Востоке для сельскохозяйственного производства, но текущая проблема этих систем заключается в их высокой стоимости. Подобная система фактически представляет собой использование трансграничных идей в процессе борьбы с опустыниванием в песчаных районах, с идеей опреснения прибрежной морской воды, развития водосберегающего современного сельского хозяйства, но с учетом реальной ситуации в песчаных районах, направленной на повышение эффективности технологий водопереработки.
Экологическая обстановка и устойчивое развитие засушливых и полузасушливых регионов являются важными областями научных исследований в географии, сельском хозяйстве, экологии и т. д. Системы интеграции экотехнологий, технически сочетающие солнечную энергию, опреснение, водосберегающее сельское хозяйство и механизированное земледелие, уже тестируются на Ближнем Востоке для сельскохозяйственного производства, но текущая проблема этих систем заключается в их высокой стоимости. Подобная система фактически представляет собой использование трансграничных идей в процессе борьбы с опустыниванием в песчаных районах, с идеей опреснения прибрежной морской воды, развития водосберегающего современного сельского хозяйства, но с учетом реальной ситуации в песчаных районах, направленной на повышение эффективности технологий водопереработки.
В засушливых и полузасушливых регионах использование разнообразных методов посадки более эффективно для повышения добавленной стоимости специализированной сельскохозяйственной продукции за счет выращивания уникальных и высококачественных культур. В районах с обильными водными ресурсами или в высокогорных засушливых регионах выбор культур для выращивания неизбежно будет отличаться. Такие методы, как севооборот, сохранение стерни и меры по улучшению почвы, имеют важное значение в сельском хозяйстве. Хотя эти знания и методы могут показаться сельскохозяйственным ученым, работающим в засушливых и полузасушливых условиях, такими же простыми, как алфавит в изучении иностранного языка, достижение удовлетворительной экономической отдачи на практике не всегда легко. Это связано с суровыми условиями работы, а также с необходимостью понимания управления продукцией и взаимодействия с местным населением.
В песчаных районах, из-за засушливого и нестабильного климата, крупномасштабное монокультурное земледелие сопряжено с более высоким риском. Учитывая это, преимущества севооборота и междурядных посевов являются более очевидными. В засушливых и полузасушливых песчаных регионах крайне важно уделять особое внимание рискам, связанным с длительным крупномасштабным монокультурным выращиванием. Многие методы ведения сельского хозяйства, применяемые на равнинах и в районах с обильными водными ресурсами, неприменимы.
Зелёная лесная полоса на краю песчаной местности.
В соответствии с современными технологиями, самым дешевым и эффективным способом восстановления почвы является создание защитных лесополос, лесных массивов и лугов. Как правило, ветрозащитные полосы на песчаных территориях должны состоять из засухоустойчивых деревьев и кустарников в сочетании с лугами для уменьшения эрозии почвы и потери почвенной влаги. Засуха, изменение климата, сельскохозяйственное производство, чрезмерный выпас скота и вырубка лесов являются основными причинами экологической деградации на песчаных территориях. Исследования показали, что растительность играет важную роль в определении биологического состава почвы. Во многих средах скорость эрозии почвы и стока экспоненциально снижается по мере увеличения площади, покрытой растительностью. Основной мерой борьбы с опустыниванием является выращивание на краю песчаной территории растительности, потребляющей меньше воды. Усиление такого озеленения особенно важно, особенно когда эти территории подвержены более влажным климатическим циклам. С момента реализации проекта по созданию защитных лесополос на Великих равнинах в США в 1930-х годах, строительство защитных лесополос на территориях, подверженных опустыниванию, рассматривается как одно из важных средств борьбы с опустыниванием. В мире реализованы такие национальные проекты, как советский проект Сталина по созданию защитных лесополос, три северные защитные лесополосы Китая, прибрежные защитные лесополосы, равнинные защитные лесополосы и другие. В настоящее время в регионе Сахеля в Африке под руководством Организации Объединенных Наций реализуется проект «Великая зеленая стена Африки», который оказывает положительное влияние на улучшение местной экологической обстановки. Строительство этих и многих других региональных защитных лесополос накопило богатый опыт, включающий в себя: во-первых, внедрение водосберегающих мер; во-вторых, адаптацию к особенностям местности и деревьев; в-третьих, сочетание деревьев и трав; в-четвертых, адаптацию к местным условиям; и в-пятых, сочетание технологий и управления. Этот опыт может показаться не таким уж «высоким», а некоторые — «старомодными», но он, безусловно, признан в мире как основополагающий принцип. В лесохозяйственной деятельности нельзя учитывать основную цель — производство древесины, однако результатом лесохозяйственной деятельности в припустынных районах должна быть экологическая обстановка, а производство древесины должно быть вспомогательным продуктом лесного хозяйства в агропастбищной зоне. При создании лесозащитных полос в Сахеле в Африке основная цель — улавливание песка, а вспомогательная — обеспечение топливной древесиной. Методы устойчивого развития, рекомендованные Продовольственной и сельскохозяйственной организацией ООН, включают: комплексное управление и планирование устойчивого развития; внедрение лесоэкологической инженерии для повышения несущей способности; технические меры по снижению засоления, повышению проницаемости почвы, увеличению естественной растительности; строительство противопаводковых и водоудерживающих сооружений в ключевых районах и развитие водосберегающего сельского хозяйства; использование технологий сбора дождевой воды и рециркуляции воды; внедрение ротационного выпаса скота для сокращения чрезмерного выпаса; укрепление подготовки специалистов в области устойчивого сельского хозяйства и животноводства и повышение оперативного потенциала.
Сельскохозяйственная система в пустыне Долина Смерти.
Долина Смерти, расположенная в округе Иньо, штат Калифорния, находится в юго-восточной части Южной Калифорнии, а город Эль-Сентро является её центральной точкой. Для региона характерны высокие температуры и очень низкое среднегодовое количество осадков — всего 76 миллиметров, что делает его засушливым и жарким. Почва в Долине Смерти глубокая и плодородная, когда-то она была частью пойм, образованных реками. Однако из-за изменения русел рек и уменьшения количества осадков она постепенно превратилась в пустынный ландшафт.
К востоку от Долины Смерти протекает река Колорадо, а к западу частично находится озеро Салтон-Си. Ее западная граница простирается до окраин Сан-Диего. К северу расположен регион долины Коачелла в округе Риверсайд, который вместе с Долиной Смерти образует бассейн Коачелла. Долина названа в честь компании Imperial Land Company, которая занималась освоением земель в этом районе. Для региона характерно смешение американских и мексиканских влияний, привлекающее иммигрантов, заинтересованных в сельскохозяйственной деятельности, где дешевая рабочая сила является движущей силой агроэкономики.
Круги на полях в пустыне.
Для развития Имперской долины федеральное правительство в 1928 году приняло закон о проекте каньона Боулдер, и строительство началось в 1930-х годах Бюро мелиорации США (также называемым Бюро мелиорации) и шестью компаниями, включая All-American Canal and Hoover Dam, Empire Dam и др., которые были включены в проект и завершены в 1942 году. Канал протяженностью 130 км, называемый All America, переносит воду из реки Колорадо в Имперскую долину и девять окружающих городов. Плотина и канал принадлежат Федеральному бюро мелиорации, но управляются Имперским ирригационным округом долины.
Имперская плотина расположена на реке Колорадо примерно в 48 километрах к северо-востоку от Юмы, штат Аризона, и направляет воду в Всеамериканский канал. Канал находится к западу от Кальсико, штат Калифорния, и направляется на север в Имперскую долину. Канал является единственным источником водоснабжения в Имперской долине, заменив канал Аламо в качестве единственного источника воды из Южной Калифорнии до мексиканской границы. Пять меньших каналов вдоль Американского канала доставляют воду в Долину Царей. Эти канальные системы орошают 250 000 гектаров земли и значительно увеличивают урожайность сельскохозяйственных культур в регионе.
На основе опыта интенсивного земледелия на песчаных землях центральной части Соединенных Штатов, методы, которые могут быть использованы в интенсивном земледелии, включают капельное орошение, использование органических остатков или навоза животных в качестве удобрений и мер по улучшению почвы, а также другие традиционные методы ведения сельского хозяйства. Эффективные методы ведения сельского хозяйства в рамках современных интенсивных методов защищают почву от эрозии ветром и другими факторами. Научные исследования показали, что рост растений улучшает жизнеспособность почвенных бактерий, повышает устойчивость растений к стрессовым условиям и смягчает последствия опустынивания.
Система орошения, проходящая по Всеамериканскому каналу, доставляет воду из реки Колорадо в озеро Салтон-Си через реки Аламо и Нью-Ривер. Исторически Салтон-Си служило водохранилищем для реки Колорадо, и во время наводнений озеро заполнялось водой для хранения избытка воды. Салтон-Си периодически выходит из берегов реки Колорадо и обычно пересыхает до того, как река Колорадо успевает снова наполниться паводковыми водами. Система каналов переносит ил, селен и соль из реки Колорадо в Салтон-Си. Поскольку нет выхода в море, эти соли и минералы концентрируются за счет испарения, что приводит к повышению солености почвы.
Из-за недостатка влаги в пустынном воздухе достаточно света для использования солнечной энергии. В Имперской долине Калифорнии, США, после ряда мер по отводу воды и интенсивному управлению ресурсами, демонстрирующих современный сельскохозяйственный облик, здесь используются различные биотехнологические методы, а также солнечная энергия, что делает развитие сельского хозяйства в этом регионе «зеленым», превращая бедную пустынную местность в богатый сельскохозяйственный регион, которому завидуют многие страны Ближнего Востока. В настоящее время многие крупнейшие мировые консорциумы стремятся заполучить ресурсы солнечной энергии пустыни Ближнего Востока, пытаясь перенять опыт «зеленого развития» американской Долины Царей. Эксперты оценивают потенциал солнечной энергии в пустыне Сахара как огромный, самый высокий в мире, и если бы 10 процентов солнечной энергии в пустыне Сахара можно было использовать для обеспечения всех мировых потребностей в электроэнергии.
Мозаичные изображения сельскохозяйственных угодий в Имперской долине, Южная Калифорния, США.
Интегрированная биотехнологическая система.
В засушливых и полузасушливых регионах реализация инфраструктурных проектов может использовать обильные ресурсы солнечной энергии в пустынных районах, координируя использование воды, почвы, солнечной энергии и электроэнергии, что способствует переработке воды.
В 2011 году египетская компания "Desert Life" реализовала экспериментальный проект интегрированной биотехнологической системы на побережье. Эта система является частью масштабного плана Египта по освоению пустынь, в первую очередь направленного на решение проблем лесовосстановления и сельского хозяйства.
Интегрированная биотехнологическая система основана на особенностях жаркой и засушливой пустынной среды и включает в себя общую концепцию, разработанную с учетом комплексных технологических решений, интегрирующих новые системы, такие как строительство теплиц, опреснение морской воды, солнечные технологии и природные элементы. Эта система, адаптированная к характеристикам жаркой пустынной среды, использует концепцию замкнутого цикла циркуляции воды. Основной принцип заключается в использовании концентрированного солнечного света для испарения морской воды, сборе сконденсированной дистиллированной воды с помощью установленных устройств и последующем использовании этой дистиллированной воды для водосберегающих сельскохозяйственных операций. Согласно современным технологиям, для опреснения одного кубического метра морской воды требуется 1,8 кВт·ч электроэнергии, которая полностью вырабатывается за счет солнечной и ветровой энергии. Текущая экспериментальная площадка имеет основную площадь в один гектар (около 15 акров) и функционирует как в значительной степени самодостаточный производственный модуль. Согласно соответствующим отчетам, такой модуль может быть воспроизведен и расширен до 10 гектаров или более. Этот экспериментальный участок специально предназначен для жарких пустынных условий, и остается неясным, можно ли адаптировать эту интенсивную систему земледелия в пустыне на основе солнечной энергии к холодным пустынным условиям.
Интегрированная биотехнологическая система.
На международном уровне мнения об этой технологии расходятся. Некоторые сравнивают эту систему с известной «Биосферой-2», считая её копией. В действительности же в пустынях по всему миру было проведено множество других экспериментальных проектов. Например, «Тепличная деревня» стремится обеспечить одноразовое пополнение запасов воды за счет создания системы циркуляции воды, что позволит повторно использовать воду и уменьшить потери от испарения. Однако до сих пор неясно, смогут ли эти технологии обеспечить полный контроль над опустыниванием. Некоторые специалисты твердо убеждены, что технологии способны изменить не только жизнь людей, но и сами пустыни.