Калахари — украинская Степь

Об изменениях климата и его тенденциях читателю приходилось слышать уже не раз. Однако проблема настолько многоплановая, что существует потребность вернуться к ней вновь.

Абсолютно справедливо утверждение, что главным источником энергии на планете Земля является Солнце. Известна солнечная константа энергии - 1,37кВт/ м², поступающая на перпендикулярную к солнечным лучам поверхность на орбите Земли. Соответственно в количественном отношении энергия от Солнца поступает на Землю относительно стабильно. Однако не все так однозначно. Иначе как можно объяснить факт уменьшения на 40% площади льдов в Арктике, повышение зоны вечных снегов в Альпах на 300- 350 м, увеличение показателей средней температуры на планете за последние 20 лет на 0,7 ^ос и т.п.?

В Украине в последние десятилетия участились жестокие засухи и существенно повысились летние температуры, климат приобретает признаки континентальности. Темпы нарастания температуры в нашей стране существенным образом опережают средние планетарные показатели. Особенно рельефно проявляется такая тенденция на Юге в зоне Степи, где на поля и посевы в текущем году фактически не выпадали осадки на протяжении четырех-пяти месяцев. Соответственно на мизерных запасах влаги, находящейся в почве после предыдущих засушливой осени и бесснежной зимы, формировать урожай сельскохозяйственных культур было очень сложно. Традиционно все жалуются на погоду - знойное солнце и засуху.

Однако подобные обвинения должны адресовать прежде всего себе.

Проанализируем все по очереди. Как уже сказано, Солнце посылает нам относительно постоянный поток лучевой энергии. Тогда почему же в одном регионе очень жарко, а в другом погода на той же географической широте является приемлемой, ведь угол падения солнечных лучей и соответственно количество поступления энергии на единицу поверхности у них одинаковые?

Дело в том, что Солнце посылает к нам энергию прежде всего не в форме тепла (длинноволновое инфракрасное излучение), а в основном в форме коротковолнового (видимая часть спектра - свет) и частично ультрафиолетового излучения.

Если энергия света попадает на непрозрачную поверхность, она преимущественно поглощается, превращаясь в тепло (инфракрасное излучение), и частично отражается снова в пространство (альбедо). Соответственно характер поверхности и ее способность отражать солнечные лучи в пространство являются определяющими в ее нагревании. Например, в тундре зимой может светить солнце, однако низкий угол падения света и белая поверхность снега на 98,0-99,7% отражают солнечные лучи снова в пространство, и энергия фактически не поглощается. Как результат - в Арктике тепла мало.

А теперь перенесемся в Степь. При наличии хорошо развитых растений, затеняющих почву листвой, очень высокой температуры в регионе традиционно не бывает. Листья растений частично отражают энергию солнечных лучей (10-20%), на 50-85% поглощает прежде всего ФАР (фотосинтетическая активная радиация). Энергия Солнца осуществляет процессы фотосинтеза, а тепловая энергия лучей расходуется на испарение воды (транспирацию) из листьев растений.

То есть большую часть энергии света используют и трансформируют зеленые растения. Совсем иная ситуация там, где в наличии результат деятельности человека: на поверхности почвы полей без растительности (черный пар, пашня, вытоптанные пастбища, дороги, здания, транспорт) или с малоразвитой растительностью. Здесь солнечные лучи почти полностью поглощаются и трансформируются в тепловую энергию инфракрасного излучения. Самую высокую температуру воздуха, как известно, формируют пустыни - пространство, лишенное сплошного растительного покрова. Именно нагретая поверхность суходола является той своеобразной плитой, которая нагревает грунт и приземной воздух, делает его сухим. Формируется постоянная зона высокого давления, которую обходят стороной влажные фронты воздуха.

Очень похожая ситуация летом формируется в современной зоне Степи.

Сейчас зона Степи составляет 25019,9 тыс. га поверхности, или 41,5% площади страны, и 15555,2 тыс. га пахотных земель. Площадь пашни зоны Степи составляет 47,8% площади пахотных земель страны, то есть почти половину ее аграрного потенциала.

За последние 20 лет средняя температура в этой почвенно-климатической зоне возросла на 1,7 ^оС. Количество тепла, поступающего за теплый период года, существенно возросло. Например, в условиях 2012 года сумма температур выше чем 10 ^оС составляла 1355-2525 ^оС, или возросла по сравнению со средними многолетними показателями на 148%.

Особенно интенсивно нарастают высокие температуры воздуха. Так, сумма температур выше 15 ^оС возросла от 400-540 ^оС (средние многолетние показатели) до 755-940 ^оС в 2012 г., или повысилась на 180%.

Такие климатические изменения вызывает и усиливает недальновидная деятельность человека, в частности разорения территории. В зоне Степи преобразованы в пашню 62,2% территории, происходит активное уничтожение лесных насаждений (лесных полос, буераков, лесов, распаханы водоохранные зоны рек и водоемов и т.п.). На Юге сегодня почти нет преград для сильных сухих и горячих ветров из Африки и просторов Азии, которые интенсивно высушивают землю и забирают дефицитную влагу у посевов. Пахотные земли из-за активных деградационных процессов летом превращаются в твердый, похожий на кирпич, монолит, с глубокими трещинами. Температура почвы на открытых местах достигает 70-80 ^оС и выше. В таких условиях вегетирующим растениям выжить сложно.

За последние десятилетия происходит фактическое смещение границ природно-климатических зон на 100-150 км на север. Условия вегетации в традиционной подзоне Северной Степи (Днепропетровская, Кировоградская области и др.) за последние годы фактически отвечали подзоне Южной Степи. Гидротермический коэффициент в этом году здесь составлял 0,45. Это условия - как в зоне Юго-Западной Африки в пустыне Калахари. Подзона Северной Степи смещается соответственно на территории Черкасской, Полтавской и других областей, которые традиционно были в зоне Лесостепи.

В Южной Степи (Херсонская, Запорожская области, Крымская АР и др.) реально уже проявляются признаки опустынивания.

Сохранение имеющихся тенденций изменений климата в ближайшие 20 лет представляет реальную опасность фактической потери для интенсивного земледелия не только зоны Степи, но и свыше половины площадей пахотных земель страны и почти двух третей площади современной зоны Лесостепи.

Такие последствия развития процессов аридизации могут привести к десертификации (непригодности территории для обитания людей и ведения хозяйственной деятельности) значительных регионов, то есть фактически к:

– потере в хозяйственном использовании от 15 до 21 млн. га площадей пахотных земель;

– недополучения ежегодно валового сбора от 24 до 40 млн. т качественного зерна и других продовольственных культур (овощей, плодов, ягод, винограда, орехов, кормов), что является традиционной продукцией зоны Степи;

– неконтролируемой миграции населения зоны Степи в более северные регионы страны из-за невозможности ведения аграрного производства; дефицита пресной и чистой воды; дискомфортности окружающей среды для жизни на Юге.

Противостоять процессам аридизации региона, если они достигнут значительного развития и разрушительной силы, будет чрезвычайно сложно.

Конечно, остановить нежелательные климатические тенденции невозможно, однако локально смягчить их негативные последствия вполне реально. Об этом свидетельствуют результаты исследований разных областей науки: физиологии растений, растениеводства, земледелия, селекции,
мелиорации, климатологии, метеорологии, почвоведения, защиты растений, экологии, социологии и др. Имеющиеся знания в процессе изменений климатических условий требуют и будут требовать существенного дополнения, конкретизации, системности и комплексности. Они уже сегодня необходимы для научного обоснования «Программы сохранения экологически безопасных условий функционирования биоценозов и геоценозов зоны Степи» и своевременного воплощения ее в жизнь.