Поиск

Проблема подвижных песков и их стабилизация
18.11.2015

Процесс ускоренной деградации флоры, фауны и почв особенно губителен для территорий, покрытых песчаными отложениями третичного и четвертичного периодов.
Песчаные и супесчаные эоловые и древнеаллювиальные отложения широко представлены на равнинах аридных стран Азии, Африки, юго-востока Европы, Америки, Австралии. Площадь песчаных и супесчаных почв составляет в целом около 30% поверхности аридных территорий. Хрупкость и неустойчивость песчаных ландшафтов в условиях пустынь и полупустынь является их типичной особенностью. Изреженность растительного покрова и легкая разрушаемость под влиянием природных или антропогенных факторов - главная причина этого. Поэтому дефляция и эоловая аккумуляция песков в аридных областях явление довольно обычное. Особенно активно они протекают в экстренноаридных пустынях, в которых формируется эоловый рельеф поверхности с классическими аэродинамическими формами (барханы, котловины выдувания, барханные цепи, гряды, пирамидальные дины и т.п.).
В менее суровых пустынях, полупустынях и сухих степях дефляция песков и супесчаных почв не столь активна. Вне воздействия человека эоловые процессы тормозятся покровом растений. Это приводит к образованию специфических эоловых фора рельефа, скрепленных дерниной или корнями (грядовые, бугристые, лунковые, ячеистые и аналогичные им формы). При этом процессы дефляции песков и развития растительности протекают совместно, что и ведет к возникновению между ними своеобразного динамического равновесия.
Как только человек, используя природные ресурсы песчаных аридных ландшафтов, вмешивается в этот процесс, дефляция песков начинает преобладать над процессами их фиксации и развития растительности. Вместо закрепленных эоловых форм рельефа возникают классические подвижные аэродинамические формы.
Так с течением времени коренные ландшафты пустынь, полупустынь и сухих степей с относительно развитым растительным покровом скрепляющим поверхностные толщи песков и супесчаных почв, превращаются в ландшафты подвижных барханных песков.
Процессы естественного зарастания подвижных песков и восстановления разрушенных экосистем в аридных областях идут очень медленно.
Уничтожение псаммофитовых кустарников и слабой дернины весенних эфемерных растений привело к опустошительной дефляции песчаных почв на огромных территориях Азии, Европы, Северной Америки и Африки. Движущиеся пески, барханы, дюны ведут свое наступление на колодцы с питьевой водой, на поля и деревни, на шоссе, железные дороги, ирригационные каналы, водохранилища. Даже в мягком европейском климате, там, где человек валил деревья и рубил кустарник, распахивал песчаные почвы и переосушил послеледниковые заболоченные песчаные земли излишне глубокими каналами, появились дюны и барханы.
Естественное зарастание песков и их систематическое облесение(фитомелиорация) так же, как и регулирование поголовья скота и введение чередования пастбищных угодий, во многих районах постепенно помогли остановить и закрепить подвижные пески (на юге Франции, в Бухаре, Туркмении, на побережье Балтийского и Северного морей). Однако во многих частях Азии и Африки люди все еще не отдают себе отчета в серьезных последствиях этого процесса, и поэтому проблема не только не решена, но и обострилась. Образование подвижных песков в аридных областях происходит непрерывно в течение тысячелетий кочевого скотоводства и приобретает для отдельных районов характер национального бедствия.
Песчаные земли издревле были привлекательны для охотников, пастухов, семей кочевников. В одних и тех же климатических аридных условиях закрепленные песчаные почвы будут несколько производительнее и благоприятнее для жизни человека, чем глинистые или лессовые-пылеватые почвы. Песчаные почвы лучше аккумулируют дождевую воду, влага в них лучше сохраняется от испарения. Они обычно незасолены. Очень часто песчаные территории древнего аллювиального происхождения содержат пресную или слабосолоноватую грунтовую воду (на глубине 5-10 м).
Естественная растительность на песках гораздо богаче растительности глинистых и лессовых почв аридной зоны. Особенно пышна растительность эфемероидов после дождливого сезона.
Все это объясняет, почему песчаные районы привлекали кочевников в течение тысячелетий. С другой стороны, кочевой - отгонный выпас скота представляется единственно разумным методом использования скудной фитопродукции типичных песчаных полупустынь и пустынь.
Нормальное оседлое скотоводство на фермах или ранчо в этих условиях практически невозможно. Эксперты считают, что потенциальные ресурсы песчаных пастбищ Азии и Африки близки сейчас к насыщению.
Норма поголовья для пустынь Средней Азии - примерно овца на 6-8 га пастбища. Ho во многих районах количество скота гораздо выше. Полное уничтожение растительности на песках, особенно вокруг оазисов, а также вблизи питьевых колодцев и родников, приводит к массовому локальному перемещению песков ветром. Это подтверждается повторными аэросъемками пастбищ. Наглядным примером этому могут служить разбитые пески на пастбищах в Западном Китае, Монголии, Индии, Пакистане, Иране, на Аравийском полуострове, в Сахаре, Центральной и Южной Африке, Центральной и Северной Австралии, Южной Америке.
Широко развита дефляция песчаных и супесчаных почв при освоении их под богарное земледелие (dry farming). Это, как правило, приводит к усилению интенсивности пыльных бурь и разрушении плодородного слоя песчаной почвы за 3-4 года. Примеров этому немало в сухих степях Азии и в саваннах Африки. Интенсивная дефляция закрепленных растительностью песков происходит при заготовке кустарниковой растительности на топливо. Состояние топливного хозяйства большинства населенных пунктов пустынь и полупустынь плачевное. До настоящего времени во многих из них для отопления и приготовления пищи используется местное древесное топливо -стволы, корни, ветки кустарников, сухая трава. Поэтому, как правило, вокруг всех населенных пунктов в пустынях растительность практически уничтожена. Если не будут найдены другие источники топлива, то по мере роста численности населения заготовка топлива будет неуклонно возрастать, что приведет к еще большему уничтожению растительного покрова. Избежать такого уничтожения растительности можно путем замены растительного топлива каменным углем, керосином, газом. Почти все пустыни богаты этими видами топлива, и использование небольшой части его для нужд населения совершенно необходимо. Эти источники энергии должны быть дешевыми и транспортабельными.
Новые обширные массивы подвижных песков в пустынях и полупустынях образовались в результате ошибок в ходе индустриальной деятельности человека, строительства каналов и дорог (проезжающие машины, работающие трактора и бульдозеры), разработки рудников и нефтеносных полей, строительства газо- и нефтепроводов. Строители, транспортники, горняки, нефтяники обычно пренебрегают правилами охраны природы песков. Все это вместе с чрезмерным выпасом и вырубкой кустарников превратило песчаные почвы в движущиеся дюны и барханы, создавая порой невозможные условия для работы механизмов, для жизни и деятельности человека.
Примером разрушения ландшафтов пустынь может служить организация буровых работ в песчаных пустынях геологами-нефтяниками. В целях экономии средств и времени на монтаж буровых вышек на месте производства работ в некоторых геологических партиях сборка вышек производится на базах в оазисах. Затем готовая буровая вышка с помощью 10-15 гусеничных тракторов перевозится в пустыню к месту работы. На всем пути движения тракторы полностью уничтожают растительность и перемалывают поверхностную толщу песков. Так гибнут ценные пастбищные угодья и создаются крупные очаги дефляции песков. Далее, при буровых работах, продолжающихся иногда годами, персонал уничтожает растительность и загрязняет территорию вокруг скважин настолько, что она уже становится непригодной для использования в качестве пастбищ в радиусе нескольких сотен метров. Для восстановления таких разрушенных ландшафтов требуются десятки лет.
Образование ползущих и летящих песчаных потоков усиливается сухостью почвы и высокой температурой поверхности пустыни, достигающей 70-80°C. Поэтому увлажненность поверхности песков снижает степень дефляции. Орошаемые пески и супесчаные почвы значительно лучше противостоят ветровой эрозии.
Опыт Пакистана и Египта, России в Узбекистане и Туркмении продемонстрировал огромный экономический эффект орошения песков. Орошаемые пески при условии внесения минеральных удобрений и навоза столь же производительны, как и другие почвы. Креме того,они несравненно меньше подвергаются воздействию вторичного засоления и щелочности. Песчаные почвы можно с успехом поливать минерализованными дренажными водами, имеющими концентрацию солей 3-5 г/л. Институт пустынь АН Туркмении получал при орошении и удобрении песков высокие урожаи зеленой массы(на фураж скоту): сорго кукурузы, люцерны (по 900-500 ц/га), хорошие урожаи арбузов,дынь, тыкв (200-300 ц/га). Египет имеет богатый опыт освоения песков под поливную культуру цитрусовых, финиковой пальмы. Для борьбы с фильтрацией поливной воды на орошаемых песках иногда устраивают тонкие водопроницаемые асфальтовые экраны на глубину 50-60 см.
Имеется много публикаций на английском, французском и русском языках, рассматривающих рекомендуемые комбинации растений и типы конструкции древесных и кустарниковых насаждений для стабилизации песков в зависимости от климата, почв, экономических условий. Лучшая подборка такого рода информации опубликована в сборнике UNESCO Seminar on Soil and Water Conserwation.
Из приведенного анализа ясно, что загонная ротация выпаса, восстановление естественной растительности, аккумуляции влаги и снижение скорости ветра насаждениями древесных пород являются основными средствами борьбы против подвижных песков.
Первоочередная задача заключается в стабилизации песков с помощью дешевого мульчирования (обрызгивание глинистой суспензией, битумом или нефтью). Установка дешевых ветроломных экранов может быть также эффективной первоначальной мерой.
Следующим шагом будет посев или посадка псаммофитной растительности (травы, кустарники, деревья), имеющей защитное и экономическое значение.
Учеными Туркмении и Узбекистана доказана возможность и полная целесообразность создания полос из черного саксаула, защищающих песчаные пастбища пустынь от ветровой эрозии и пыльных бурь и повышающих урожай кормов для овец, верблюдов, коз.
Научно-производственный опыт закрепления песков Дона, Поволжья, Азии местными псаммофитными растениями и древесными насаждениями насчитывает около 170 лет. Для успеха необходимы дифференцированный подход к подбору растений и обязательные меры по регулированию выпаса скота и сбору топлива.
В арабских странах для стабилизации подвижных песков рекомендуются, широко и успешно испытываются различные приемы (Ливия, Ирак). Обрызгивание поверхности песков нефтяной эмульсией,нагретой до 40-60°С, для создания 3-8-миллиметровой пленки с последующей посадкой псаммофитных растений: акации (Acacia cyanophyiia), эвкалиптов (Eucalyptus camaldulensis, Euc. gomphocefala,Tamarix galica, Tamarix aphylla, Parkinsonia aculeata, Prosopis juliflora, Casuarina). Применяется и метод стабилизации песков посевами трав (Aristida pungens , Imperata cylindrica), а под их защитой - псаммофитные кустарники и деревья.
В Тунисе, Алжире, Судане, Египте, Нигерии разрабатываются идеи создания лесных заслонов, массивов с целью ослабления ветровой эрозии и сухости. Без орошения или без близких грунтовых вод создать это будет нелегко.
М.П. Петров подразделил пески с точки зрения их облесения и зарастания на следующие группы:
1. Пески с удовлетворительным атмосферным увлажнением (осадков более 250 мм, годовое испарение 1600 мм), обеспечиваниям естественное облесение мезофильными псаммофитами.
2. Пески с весьма ограниченным атмосферным увлажнением (100—250 мм осадков, испарение 2300 мм), позволяющим развиваться кceрофитным кустарникам и травам.
3. Песчаные пустыни, получающие крайне недостаточное количество атмосферных осадков (менее 100 мм, испарение 2800-3000 мм), на которых не растут даже травы.
Внутри этих групп можно выделить определенные подгруппы, зависящие от глубины уровня грунтовых вод, засоленности и т.п.
Оценка качества и потенциальных возможностей песков аридной зоны зависит также от:
а) глубины и свойств подстилающей толщи (древняя почва, гипсовая кора, известняк, мелкозем и т.д.);
б) глубины и химического состава грунтовых вод (1-2, 2-5, 5-10, >10 м; пресная, солоноватая, соленая и т.д.);
в) минералогического состава песка (кварц, полевой шпат, слюда, соли и т.д.);
г) степени стабильности (подвижные - без растительного покрова и с редкими растениями, закрепленные травой и кустарниками);
д) степени аридности климата (годовое количество осадков: менее 100, 100-250, 250-300 мм; годовое испарение - 1000-4000 мм).
Рекомендуемые типы практического использования территории разных песков будут сильно различаться.
В этой связи М.П. Петров подчеркнул важность усовершенствования существующей классификации и типологии песков и их экологических свойств в целях облесения (водный режим, глубина и мобильность, питательные элементы). Должны быть составлены генетические и экологические карты как основа для любых проектов мелиорации и будущего использования песков.
Необходимы полевые экспедиционные и экспериментальные исследования для отбора наиболее стойких местных или ввозимых псаммофитов, для совершенствования агротехники и технологии облесения, для разработки других методов фитомелиорации подвижных песков.
Различными, конечно, будут также и меры по сохранению, фитомелиорации и восстановлению плодородия песков и супесчаных почв. Биологическая продуктивность песков находится в большом соответствии с перечисленными выше особенностями экологии песков.
Надо признать все же, что лучшим и наиболее выгодным видом использования песков является скотоводство. Применение чередующегося загонного выпаса, сохранение стеблей и дернины растеряй, нормирование поголовья животных на гектар площади позволяет добиться высокой продуктивности и получать большую прибыль от животноводства.
Как писал М.П. Петров, наиболее трудной задачей является стабилизация подвижных песков в сверхсухих пустынях Центральной Азии, Сахары, Перу.
В таких случаях должны применяться специальные химикаты (битумы, глинистые суспензии, полимеры, органические пленки и т.д.). Здесь особенно необходимы серьезные теоретические и экспериментальные исследования.