Пустыня наступает: что ученые Юга предлагают для восстановления иссушенных земель

Ученые разных специальностей, и прежде всего, почвоведы, много лет изучают состояние почв регионов Юга России. Названия научных работ говорят сами за себя: «Почвы Ростовской области: плодородие, деградация и восстановление в условиях аридизации климата», «Изменение затопленных почв прибрежной полосы Каспия в периоды их иссушения и аридизации», «Почвы аридных территорий в центральной части Калмыкии». В Дагестане с 1995 года издается даже «ВАКовский», то есть включенный в перечень рецензируемых научных изданий высшей аттестационной комиссии Минобрнауки, высокорейтинговый журнал «Аридные экосистемы».

Термин «аридный», который повсеместно встречается в научных работах, означает жаркий и засушливый климат, характерный для пустынь и полупустынь. Ученые сходятся в том, что в последние десятилетия наблюдается быстрая аридизация прикаспийской территории и донских степей.

Деградация и опустынивание

Например, в статье «Динамика деградации земель в Ростовской области» сотрудники Южного федерального университета, Ростовского аграрного научного центра и Государственного центра агрохимической службы «Ростовский» сравнили осредненные показатели аридности за 1961–1990 и 2016–2020 гг. и пришли к выводу, что количество осадков за этот период уменьшилось на 19.8%, одновременно возросла испаряемость на 32.1%, а дефицит увлажнения увеличился на 57.2%.

«В Ростовской области если пока еще не опустынивание, то однозначно аридизация наблюдается на юго-востоке, в районах, которые примыкают к Калмыкии, — говорит профессор кафедры почвоведения и оценки земельных ресурсов Академии биологии и медицины им. Д.И. Ивановского ЮФУ, д.б.н. Ольга Безуглова. — У нас вышло несколько статей, где мы на конкретных цифрах показываем, что в этих районах наблюдается дефицит влаги, и что он в последние 20 лет довольно сильно вырос».

Профессор Ольга Безуглова: данные показывают, что дефицит влаги на юго-востоке Ростовской области растет. Фото: пресс-служба ЮФУ

В Дагестане процессам деградации и последующего опустынивания подвержены северные равнинные регионы, также на границе с Калмыкией.

«Проводится изучение модельных участков в различных типах ландшафтов в аридных областях восточной части Кавказа, на которых будут выявлены видовое богатство растений, продуктивность травостоя, а также основные физико-химические показатели почв, — рассказал заместитель директора ДФИЦ РАН по научной работе, к.б.н. Ахмед Биарсланов. — Особенностями функционирования этих экосистем являются их развитие в условиях нехватки влаги с одной стороны и, постоянного антропогенного воздействия с другой, которое, в основном, выражается в нерегулируемой пастьбе домашних животных. Все это приводит к деградации почвенно-растительного покрова, где местами изменения почв и растительного покрова доходит до необратимого состояния».

В частности, ученый сообщил, что на территории Терско-Кумской низменности ежегодно дефлируется, то есть выдувается ветрами, до 10–15 т плодородного слоя почв, содержащего органику и семена растений. Как следствие, снижается продуктивность растительных сообществ.

Если аридизация будет нарастать, многие экосистемы изменятся необратимо, вернуть их в прежнее состояние будет очень сложно или невозможно.

«К числу таких изменений можно отнести деградацию почвенного и растительного покрова и полную потерю плодородия и биоразнообразия, — считает руководитель научно-исследовательской лаборатории «Мониторинга биосферы» ЮФУ, к.б.н. Саглара Манджиева. — Увеличатся площади, занятые полупустынными и пустынными ландшафтами, особенно в Калмыкии, Астраханской области и южных районах Волгоградской и Ростовской областей, уменьшится водность рек и озер, увеличится частота и интенсивность стихийных бедствий. Иллюстрируя эту точку невозврата, мы говорим фактически об экологической катастрофе, о кардинальной трансформации ландшафта. Активная разработка и реализация комплексных стратегий, направленных на рациональное использование природных ресурсов, восстановление деградированных земель, позволит смягчить негативные последствия аридизации».

Пустыня движется из Калмыкии

Первой от аридизации начала страдать Калмыкия. Зоной экологического бедствия ее объявили в конце прошлого века, но все началось еще во времена Хазарского каганата. «Кочевые племена, начиная от аланов, скифов и заканчивая татаро-монголами, также оставили свой след на территории Прикаспия», —говорится в статье «Проблема опустынивания в Калмыкии: естественные и антропогенные факторы», опубликованной учеными Калмыцкого госуниверситета в 2022 году.

Многочисленные животные кочевников более 2 000 лет уничтожали растения, разрушали почвенную структуру, что способствовало дефляционным процессам и снижению почвенного плодородия. Тем не менее, даже почвы пустынных степей характеризовались достаточно высоким потенциальным плодородием. Для его реализации не хватало только воды. Но за последние 60 лет антропогенный пресс вырос настолько, что процесс деградации почв ускорился. В 90-е годы прошлого столетия резко уменьшилось внесение минеральных удобрений и практически полностью прекратилось использование органических удобрений, и это также сыграло негативную роль. Все это привело к образованию полупустынь и пустынь на территории Прикаспийской низменности и в Калмыкии.

Авторы статьи утверждают, что уже через 200-300 лет большая часть территории Калмыкии станет пустыней Сахель. Ее граница подходит к высотам Ергененской возвышенности и дальше будет оказывать свое влияние на Ростовскую область, Ставропольский край и Волгоградскую область, что мы, в общем-то, уже наблюдаем.

Саглара Манджиева: интенсивный выпасскота в Калмыкии привел к нарушению естественного растительного покрова. Фото: пресс-службаЮФУ

«Уникальное географическое положение республики Калмыкия в условиях резко континентального климата, равнинный рельеф, преобладание легких по гранулометрическому составу почв (бурых полупустынных, каштановых и светло-каштановых, легко поддающихся ветровой эрозии) и исторически сложившаяся структура землепользования с высокой долей пастбищного животноводства делают ее чрезвычайно уязвимой, — говорит Саглара Манджиева. — На протяжении десятилетий на территорию республики оказывалась значительная нагрузка из-за перевыпаса скота. Интенсивный выпас, особенно в советский период, привел к нарушению естественного растительного покрова, который является главным защитным фактором от ветровой эрозии почв».

Некрупные парнокопытные, а точнее, их безответственные владельцы, изменили целый биотоп, добавляет Ольга Безуглова.

«В советское время там однозначно был перевыпас овец. Требования к количеству единиц голов на единицу площади были очень строгими, но в отчетах писали одну цифру, а для себя любимых и на продажу держали гораздо больше, — говорит профессор. — У овец и копыта, и ротовой аппарат устроены так, что трава вырывается под корень и даже с корнем, и потом плохо отрастает. Конечно, свою роль сыграли жаркий климат и нехватка воды, но и хозяйственные нарушения во многом стали причиной опустынивания».

Калмыкия стала своего рода моделью того, как бездумная эксплуатация сельхозземель, накладываясь на уязвимые природные условия, запустила процессы их деградации.

«В зоне риска находятся практически все территории республики, но наиболее критическая ситуация складывается в ее восточных и юго-восточных районах, где процессы опустынивания приобретают необратимый характер. Без масштабных и срочных мер по восстановлению растительного покрова, оптимизации нагрузки на пастбища и внедрению адаптивных систем ведения сельского хозяйства последствия для экосистемы и экономики региона могут быть катастрофическими», — утверждает Саглара Манджиева.

От лесополос до искусственной почвы

Однако Калмыкия может стать и тем регионом, который покажет пример восстановления нарушенных биотопов. Один из самых действенных способов остановить опустынивание давно известен, и это насаждение защитных лесополос.

Как рассказала профессор Ольга Безуглова, первым эффективность лесонасаждения доказал основатель науки о почвах Василий Докучаев. Созданные им более 120 лет назад зеленые полосы буквально преобразили воронежскую «Каменную степь» и до сих пор являются примером ландшафта, созданного человеком.

Опыт Докучаева лег в основу Сталинского плана преобразования природы, который был принят в 1948 году. Документ предполагал создание до 1965 года государственных лесных защитных полос общим протяжением 5320 км, с площадью лесопосадок 112,38 тыс. га. Таким образом планировали преградить дорогу суховеям и изменить климат на площади 120 миллионов гектаров. К сожалению, план не был доведен до конца, а в 90-е годы лесополосы окончательно остались бесхозными, без ухода начали засыхать, чему способствовали особенности нашего климата, гореть и даже вырубаться.
Сейчас ученые Южного федерального университета пробуют восстановить лесополосы в Калмыкии.
«В этом году наша кафедра почвоведения и оценки земельных ресурсов проводит эксперимент по высадке деревьев в Калмыкии, — рассказывает Ольга Безуглова. — Мы подготовили посадочные ямы, заложили в них то, что считаем необходимым для роста дерева, а высаживать будем осенью. Для Калмыкии это довольно сложная задача, так как первое время деревья надо поливать, а воды нет».

Ахмед Биарсланов: ученые Дагестана для закрепления почвы предлагают создавать на пути ветра механические препятствия. Фото предоставлено собеседником

Пытаются сохранить лесопосадки и в Ростовской области. В 2024–2025 году региональное правительство выделило 86 миллионов рублей на поддержание «агролесомелиоративных насаждений», но, по словам экспертов, этого недостаточно для покрытия территории лесополос в 150 тысяч гектаров. Необходима значительно более внушительная сумма – 15 миллиардов рублей. Кроме того, в области действует программа по аренде лесополос, согласно которой сельхозпроизводители могут взять участки в аренду за небольшую сумму с условием, что будут ухаживать за ними.

Ученые Дагестана тоже ищут способы закрепить почвенный слой на иссушенных территориях и подбирают для этого подходящие сельскохозяйственные и лесные культуры. В частности, для этого они предлагают создавать на пути ветра механические препятствия.

«При выпадении осадков семена растений, содержащиеся в дефлированном (то есть, подвергшемся ветровой эрозии — прим.авт.) материале, прорастали, закрепляя корнями почву, и в течение 7–8 лет на солончаке корковом был сформирован наносный эоловый слой с растительностью, характерной для ненарушенных почв», — рассказал замдиректора ДФИЦ РАН Ахмед Биарсланов.

Если данный метод предполагает заселение пустыни дикими растениями, то следующий — культурными, кормовыми. Несмотря на то, что лето в Прикаспии долгое и жаркое, дагестанские ученые предлагают делать упор на кормовые растения с коротким периодом вегетации, характерные скорее для Ленинградской, Архангельской, Вологодской и других областей. Это позволит обходиться без дополнительного орошения, ведь растения успеют вырасти на почвенной влаге, которая накапливается в поверхностном слое благодаря осадкам в холодное время года.

Наконец, еще один вариант восстановления деградированных земель — создание искусственной почвы. В Южном федеральном университете в рамках программы «Приоритет-2030» разработана технология конструирования искусственных почв и их отдельных компонентов, рассказала Саглара Манджиева. Суть технологии в том, что ученые сначала синтезируют органоминеральную матрицу почв из глинистых веществ, песка, биочаров, торфа, гуматов и органических остатков с заданной структурой и физико-химическими свойствами, важнейшая из которых — способность к самовоспроизведению. Следующий этап — трансплантация в эту матрицу микробиома чернозема, который делает почву живой и плодородной. Стабилизируется система с использованием нейросетевых биоинформационных моделей.

Эти наработки уже используются для формирования искусственных почв в Объединенных Арабских Эмиратах.