Состояние мировых земельных ресурсов и проблемы продовольственной безопасности
12 мин чтения
Мировое производство продовольствия более чем удвоилось за период с 1950 по 1984 г., а производство продовольствия на душу населения, в среднем, увеличилось на 40 %. За этот же период среднедушевое производство продовольствия сократилось в 43 развивающихся странах (из них 22 африканские страны), в которых проживает каждый седьмой житель планеты. Прирост в производстве продовольствия в большинстве развивающихся стран с 1950 г. едва соответствовал приросту их населения.
Многие беднейшие слои населения в мире страдают одновременно и от неполноценного питания, и от недоедания. Ежегодно по этой причине умирают от 20 до 40 млн. человек, половину из которых составляют дети в возрасте до 5 лет.
Происходит это во многом из-за неудовлетворительного состояния источников пищевой энергии, основными из которых являются:
- обрабатываемые земли, с которых человек получает главную часть пищевой энергии — примерно 88 %;
- естественные пастбища и лесные угодья поставляют порядка 10 % пищевой энергии;
- и, наконец, приблизительно 2 % пищевой энергии человек получает из водных ресурсов.
Вся эта жизнеобеспечивающая система работает на пределе, и состояние ее порой сравнивают с напряжением металла перед разрывом.
Площадь земельных ресурсов мира составляет 129 млн. км2, или 86,5 % площади суши. Пашня и многолетние насаждения в составе сельскохозяйственных угодий занимают около 15 млн. км2 (10 % суши), сенокосы и пастбища — 37,4 млн. км2 (25 %). Остальную часть суши составляют земли малопродуктивные и находящиеся в слишком холодном климате.
Земельные ресурсы планеты позволяют обеспечить продуктами питания больше населения, чем имеется в настоящее время и будет в ближайшем будущем. Вместе с тем, в связи с ростом населения, особенно в развивающихся странах, количество пашни на душу населения сокращается. Еще в начале 80-х годов душевая обеспеченность пашней населения Земли составляла 0,45 — 0,5 га, в настоящее время она составляет уже 0,35 — 0,37 га.
Обеспеченность пахотными угодьями на человека изменяется в широких пределах:
| Страна | Обеспеченность пашней (га/чел) |
| Канада | 1,4 |
| США | 0,63 |
| Россия | 0,82 |
| Германия | 0,15 |
| Япония | 0,04 |
Ежегодно в мире теряется до 6 — 7 млн. га почвы (0,06 — 0,07 млн. км). Земельный фонд России в 1992 г. составил 1709,6 млн. га. За последние 27 лет площадь сельхозугодий России сократилось на 12,4 млн. га, пашни — на 2,3 млн. га, сенокосов — на 10,6 млн. га.
Эти потери практически безвозвратны, ибо разрушенная почва восстанавливается только на протяжении нескольких веков, да и то при счастливом сочетании многих условий. А теряются, в первую очередь, самые продуктивные, самые важные участки, расположенные в дельтовых, пойменных, черноземных областях. Например, при строительстве ГЭС в СНГ затоплено около 12 млн. га сельхозугодий. Только в бассейнах Волги и Днепра затоплено 2,5 млн. га плодородных земель.
Общая площадь земель в России, нарушенных в результате добычи полезных ископаемых, проведения строительных и геологоразведочных работ, составила в 1991 г. 1,1 млн. га, из которых 0,7 млн. га нарушено в период с 1976 по 1991 г. Более 50 % этой площади занимали сельскохозяйственные угодья.
Наиболее распространенным способом полива почв является дождевание, при котором хорошо увлажняется воздух и создается благоприятный климат для растений. Но существующие системы создают, как правило, высокоинтенсивный дождь который почва плохо впитывает. А это ведет к неравномерному увлажнению, водной эрозии, нарушению уровней грунтовых вод, засолению, заболачиванию.
В неудовлетворительном состоянии в РФ находится 771 тыс. га орошаемых земель, в том числе из-за недопустимой глубины уровня грунтовых вод - 325 тыс. га, засоления - 292 тыс. га, одновременного наличия недопустимой глубины уровня грунтовых вод и засоления почв - 154 тыс. га. Площади переувлажненных и заболоченных земель, используемых под пашню, в 1990 г. составили 8 млн. га (5,2 % пашни), тогда как в 1985 г. их было 5,8 млн. га (4,5 %).
А между тем известны и уже используются в мире принципиально новые системы полива:
а) локальное орошение, при котором увлажняются только корнеобитаемые слои;
б) внутрипочвенное орошение - вода поступает к корням по трубкам.
Эти способы исключают потери от испарения, а если в воду добавить минеральные удобрения, то повышается эффективность их использования и снижается загрязнение окружающей среды.
Эрозия, которая представляет собой процесс перемещения почвы, главным образом, ее верхних наиболее плодородных горизонтов, отнимает у человечества более 3 млн. га плодородных земель в год. Основными факторами эрозии являются ветер и поверхностные воды. С оголенного, лишенного растительности участка с едва заметным уклоном (в 2 град.), вода уносит за год 20 т почвы.
Площадь подверженных эрозии сельскохозяйственных угодий в России составляет 124 млн. га (56 %), из них 87,3 млн. га пашни. На больших площадях происходит снижение продуктивности почв из-за уменьшения содержания гумуса. Только за последние 20 лет запасы гумуса сократились на 25 - 30 %, а ежегодные потери в целом по РФ составляют 1,4 млн. т. По данным агрохимического обследования, в России 37,5 млн. га пашни характеризуется низким содержанием гумуса.
Механическое разрушение и эрозия почвы: фактор техники и обработки
Восстановление почвенного покрова — крайне медленный природный процесс: на формирование слоя толщиной всего 2,54 см (1 дюйм) в тропических и средних широтах уходит от 200 до 1000 лет. Если темпы эрозии превышают темпы почвообразования, почва теряет статус возобновимого ресурса. В настоящее время на 1/3 возделываемых земель планеты пахотный слой разрушается быстрее, чем успевает восстанавливаться. Ежегодный объем почвы, смываемой в водоемы и океаны, эквивалентен составу товарного поезда, способного 150 раз опоясать Землю.
В засушливых регионах сочетание жестких климатических условий и антропогенной нагрузки приводит к опустыниванию. Высушивание верхних горизонтов в засуху при высокой температуре и сильном ветре усугубляется перевыпасом скота, сводкой лесов и открытой разработкой ископаемых. По данным полевых исследований, в аридных зонах опустыниванию подвержено до 4,9 млн га земель, из которых 1,8 млн га находятся в стадии очень сильной деградации. На деградированных пастбищах общей площадью 1,3 млн га около 250 тыс. га уже превратились в подвижные пески.
- Скорость образования 2,54 см почвы — 200–1000 лет
- Доля деградирующей пашни — 1/3 мирового клина
- Проходов техники за сезон — до 20 раз
- Давление колесного трактора — 800 г/см²
Физическое состояние почвы напрямую зависит от применяемой техники и способов ее обработки. Живые организмы составляют до 1/10 части всей массы почвы, однако регулярный проход тяжелых машин (до 20 раз за сезон для получения урожая) разрушает ее структуру. При среднем давлении трактора в 800 г/см² происходят слипание почвы и гибель почвенной биоты. Относительно щадящее воздействие на почвенное тело оказывает только гусеничная техника. Дополнительный ущерб наносят утечки горюче-смазочных материалов и выхлопные газы, поглощаемые землей.
Отвальная распашка плугом — один из главных факторов физической гибели почвы. Желание уничтожить сорняки методом глубокого оборота пласта приводит к заделке органики на глубину вместо её разложения на поверхности. В результате аэробные бактерии погибают в нижних слоях, а анаэробные оказываются наверху, что останавливает естественные биологические процессы.
Химический дисбаланс и отчуждение продуктивных угодий
Помимо физического разрушения, площадь пахотных земель сокращается из-за постоянного изъятия под инфраструктуру и градостроительство. Строительные нормы жестко отчуждают продуктивные угодья, а разрастание городов в развитых странах ежегодно уничтожает тысячи квадратных километров плодородных территорий.
| Причина изъятия / деградации | Масштаб отчуждения и потери земель |
|---|---|
| Прокладка трубопроводов | 400 га на каждые 100 км трассы |
| Строительство автомобильных и железных дорог | 200 га на каждые 100 км трассы |
| Рост городов в развитых странах | Около 3 тыс. км² продуктивных земель ежегодно |
| Глобальная урбанизация к концу века | Площади, способные прокормить 120 млн человек |
| Долгосрочный прогноз деградации (на 100 лет) | Потеря до 2/3 всех пригодных для земледелия площадей |
Второй фатальный фактор — химическая деградация из-за дисбаланса питания. Ежегодно с урожаем из почв выносится более 100 млн тонн одного только азота, а также значительные объемы фосфора, калия и магния. Промышленный синтез азотных удобрений способен восполнить лишь четвертую часть этого выноса. Остальной азот связывают и переводят в доступную для корней форму исключительно почвенные микроорганизмы.
Интенсификация за счет минеральных удобрений имеет низкий коэффициент полезного действия. Хотя 1 кг удобрений дает прибавку в 5–6 кг зерна, а за последние 30 лет валовый сбор зерновых вырос на четверть, объемы применения азота за этот же период подскочили почти в 8 раз. В твердых туках содержится около 40% действующего вещества, из которых растения усваивают не более половины. Неусвоенный остаток вымывается в грунтовые воды и реки.
Нарушение азотного круговорота приводит к вымыванию солей в водоемы и накоплению нитратов и нитритов в продукции. Попадание 8–15 г нитратов в организм человека вызывает тяжелые отравления, нарушения кровообращения, расстройства ЖКТ и риск развития злокачественных опухолей.
Еще один загрязнитель, сознательно вносимый человеком в почву - пестициды. Все виды пестицидов представляют собой яды и поражают не только животных - вредителей, сорняки и возбудителей болезней культурных растений, но и много других полезных животных и растений.
В США обрабатывается пестицидами 61 % сельскохозяйственных земель (половина объема использованных пестицидов идет на обработку только технических культур), в СНГ - 87 %. Подсчитано, что 98 % инсектицидов (против насекомых и фунгицидов (против грибковых заболеваний), 60 - 95 % гербицидов (против сорняков) не достигают объектов подавления, а попадают в воду и воздух, накапливаются в почве и продуктах питания. Кроме этого применяют еще и зооциды (против грызунов), которые создают в почве безжизненную среду.
Пестициды, содержащие хлор, фтор и ртуть, обладают чрезвычайной биологической активностью, высокой химической активностью, способностью накапливаться в различных звеньях пищевой цепи. Даже в ничтожных концентрациях подавляют иммунную систему организма, снижают умственную и физическую работоспособность человека. В более высоких концентрациях эти вещества оказывают мутагенное, канцерогенное и тератогенное (повреждающее зародыши) действие, поражают нервную систему, пищевой тракт, нарушают детородные функции женщин.
Еще одна проблема - увеличение кислотности почв. Заводы, фабрики и особенно теплоэлектростанции выбрасывают ежегодно в атмосферу десятки млн. тонн окислов серы, азота, которые путешествуют на сотни км и выпадают на землю кислотными дождями. Дожди эти угнетают не только почвы и растения, они снижают приросты древесных пород, сокращают рыбные запасы, влияют на здоровье людей. Большая часть почв раскисляется в пригородной зоне. На поливаемых кислыми дождями землях урожаи сокращаются на 40 %.
Почвы вокруг больших городов и крупных предприятий цветной и черной металлургии, химической и нефтехимической промышленности, машиностроения на расстоянии в несколько десятков километров загрязнены тяжелыми металлами, нефтепродуктами, соединениями фтора и другими токсичными веществами. В почвах 85 городов РФ, особенно в пятикилометровой зоне вокруг них, среднее содержание свинца находится в пределах 0,4 - 80 значений предельно допустимой концентрации.
В приведены результаты исследования содержания тяжелых металлов в почвах Томска и Томской области. Так, в почвах Кировского района и Иркутского тракта содержатся тяжелые металлы I класса опасности - кадмий, ртуть, свинец, цинк; в Ленинском районе - вещества 2 класса опасности: кобальт, никель, медь, хром. Достаточно высокое содержание этих металлов обнаружено в почвах Томского района, причем в Кемерово ситуация по загрязнению почв значительно лучше, чем в Томске, что объясняется меньшим количеством вредных производств. Содержание многих элементов в растениях увеличивается по сравнению с их содержанием в почве, так как растения усваивают дополнительное количество этих элементов из воды и воздуха.
После аварии на Чернобыльской АЭС на территории России в 14 областях образовались зоны загрязнения местности цезием - 137 общей площадью почти 55,1 тыс. км2. По воздействию на окружающую среду аварию на Чернобыльской АЭС следует рассматривать как малую атомную войну, которая нанесла непоправимый ущерб земельным ресурсам: сотни тысяч гектаров сельскохозяйственных и лесных угодий практически навсегда выведены из строя.
В Свердловской, Челябинской и Курганской областях загрязнена радиоактивными элементами площадь около 4000 км2. Загрязнение является следствием аварийных ситуаций 1949, 1957 и 1967 гг., а также производственной деятельности комбината Маяк Гамма-излучение от радиоактивных элементов, в частности, от цезия - 137, составляет около
60 мкР/ч, что в несколько раз превышает естественный радиоактивный фон.
Исследования, которые проводились в ТПУ, позволили выявить даже на удалении около 80 км от Сибирского химического комбинат аномальные концентрации некоторых радионуклидов в почвах. Подобные аномалии появились в результате нормальной производственной деятельности СХК, тем более высокая плотность загрязнения почв некоторых населенных пунктов (д. Георгиевка и Наумовка) возникла в результате взрыва на радиохимическом заводе СХК 6 апреля 1993 года.
Интенсивное загрязнение почв, отторжение территорий, в том числе и сельскохозяйственных, происходит в результате захоронения радиоактивных отходов, особенно, если при этом не соблюдаются регламенты.
Таким образом, почва - незаменимая основа продовольствия - нуждается в защите и сохранении.
