Сухите райони в света ще увеличат площта си с 25% до края на века според най-песимистичните сценарии на IPCC

Приблизително 1/3 от сушата на Земята е заета от пустини. Сухите райони в света ще увеличат площта си с 25% до края на века според най-песимистичните сценарии на IPCC. Това коментира в свой анализ за climateka.bg Николай Петков, магистър по „Метеорология“ във Физическия факултет на СУ „Св. Климент Охридски“. Магистърската му теза е на тема „Климатични индекси – анализ на климата над Югоизточна Европа в близкото минало и настоящето“. 

Опустиняването е процес на широка разпространена деградация на земята в сухи райони, вследствие от естествени процеси или такива, които са пряко или косвено предизвикани от човека. В момента процеси на опустиняване се наблюдават в някои райони на света, но те не са повсеместни. В условията на климатични изменения обаче съществува риск за значително разширение на сухите земи в бъдеще, което би имало неблагоприятни последствия за хората и околната среда.

Пустиня представлява район с ниско количество валеж (до 250 мм на година) и с високи нива на изпарение, в който растителността е оскъдна и почвата е до голяма степен неспособна да поддържа растителност. 

Пустините са подрайон на т.нар. суха земя – за тях количеството годишен валеж е значително по-малко от количеството на вода, което почвите, растенията и екосистемите имат способност да изпарят за същия период от време. Количествено това може да бъде описано чрез т.нар. ариден индекс (англ. aridity index или AI), като в зависимост от стойността му, една площ суха земя може да бъде определена като суха полувлажна (непустинна с ниски валежи), полуаридна (полупустинна), както и аридна или хипераридна – т.е. пустинна. Около 46% от земната повърхност се оценява като суха и в тези площи живеят около 3 милиарда души. 70% от сухите земи се намират в Африка и Азия (Фиг. 1).

Фигура 1. Географско разпределение на сухите земи по света за периода 1980 — 2015 на база стойността на аридния индекс. Източник: IPCC Special Report on Climate Change and Land, 2019.

Опустиняването е процес на широко разпространена деградация на земята в сухите райони. Тo намалява производителността на екосистемите чрез намаляване на растителната покривка, загуба на почва, загуба на органично вещество в почвата, увеличаване на пясъчните дюни и увеличаване на оттока на водите. Деградация на земята представлява негативна тенденция в състоянието на земната повърхност, причинена от естествени процеси или такива, които са пряко или косвено предизвикани от човека, в това число и антропогенно изменение на климата. Деградацията се изразява в дългосрочно намаляване или загуба на поне едно от следните неща: биологична продуктивност, способност за поддържане на живот или земеделската и селскостопанската стойност на земите.

Важно е да се отбележи, ако в даден (сух) район земята е започнала да деградира, това не означава, че тя се е превърнала в пустиня, но процесът е предпоставка за това.  

Разширяват ли се пустините?

Счита се, че пустините и полупустините вече са засегнати от измененията на климата, като някои райони са станали по-сухи. Според проучване за периода от средата на 20 век до началото на 21 век, общата площ на сухите райони в света е нараснала с около 4%, включително и за районите на пустините и полупустините.

Според оценка на IPCC, до момента в глобален мащаб се наблюдават процеси и на намаление, и на увеличение на растителността за различни сухи райони, в зависимост от конкретните изследвани видове, времевите периоди, географските райони и метода на проучване. Въпреки че от климатологична гледна точка се наблюдават процеси в посока на засушаване и разширение на областите с пустинен или полупустинен климат в много райони по света, липсват доказателства за глобална тенденция на разширение на сухите земи на база на проведени анализи не само на валежите и почвената влага, но и на растителността. Оказва се, че от 1980-те години насам, повече сухи площи са увеличили своята растителност, отколкото такива, за които се наблюдава засушаване.

Между 1982 г. и 2015 г. неустойчивото използване на земите, в комбинация с промени в климата, води до опустиняване в 6% от сухите площи, докато 41% показват значителни процеси на увеличена продуктивност на растенията (озеленяване), а за останалите 53% липсват съществени промени. Водещата причина за тенденцията на озеленяване е наторяващият ефект от увеличените концентрации на CO2 в атмосферата. Наблюдава се обаче забавяне и намаляване на тези процеси в някои райони. В същото време, с разширението си сухите земи изместват по-влажни и по-плодородни земи, поради което, ако тенденцията на разширение продължи и в бъдеще, на глобално ниво продуктивността на земите може и да не се увеличи.

Какви са причините за процесите на опустиняване?

Основните човешки дейности, които допринасят за опустиняването като е възможно те да се случват и едновременно са:

• Обезлесяване – изсичане на горите за дърводобив, за използване на селскостопански земи или чрез изгаряне, последното от които създава особени рискове.
• Вредни земеделски практики – например липса на сеитбообращение (отглеждане на различни култури през различни години с цел обогатяване на почвата), свръхупотреба на изкуствена тор и пестициди и др.
• Прекомерна експлоатация на ресурси – например свръхизползване на вода за напояване, която изчерпва водните ресурси.
• Лоши практики в селското стопанство като прекомерна паша, която води до ерозия на почвата и пречи на възстановяването на растенията. 
• Нарастването на населението на Земята, което се очаква да продължи и в бъдеще, засилва гореизброените дейности.

Промените в климата, са също основна предпоставка за засилване на процесите на опустиняване, чрез повишение на температурите и намаление на количеството валеж. 

Къде се наблюдават процеси на опустиняване?

Деградация на сухи земи се наблюдава в Северна Африка, района на Средиземноморието и Южна Европа, Централна Азия, югозападните райони на САЩ, Североизточна Бразилия и др.  

Една от „горещите точки“ на опустиняване в света е районът Сахел в Африка – дългата полупустинна преходна област, разположена между Сахара на север и по-влажните савани на юг (Фиг. 2). За периода от 1902 г. до 2013 г. зоната с пустинен климат на територията на Сахара е увеличила своята площ с около 10% поради намалението на валежите за същия период, според климатологична оценка. Особено сериозни са засушаванията между 60-те и 80-те години на 20 век в Сахел, по време на които се наблюдава силно намаление на растителността и глад сред населението. И макар през последните десетилетия да се наблюдава увеличение на валежа, като цяло той остава по-нисък и е по-неравномерно разпределен – по време на влажния сезон се наблюдават по-чести екстремни валежи, които създават риск от наводнения. А според научен анализ за района на Западен Сахел в Сенегал, днешните условия на засушаване са безпрецедентни за последните 1600 години.

Фигура 2. Карта на района Сахел.

Тенденциите на засушаване и опустиняване се потвърждават от наблюдаваните екологични промени, които включват увеличена смъртност и загуба на дървесни видове в района. Особено от 80-те години насам се наблюдава съществено намаление на биоразнообразието сред дървесните видове, което включва намаление на популациите, както и загуба на мезични видове (такива, виреещи в почви със средни нива на влага) за сметка на по-сухолюбиви. Това представлява проблем за над 90% от 120-милионното население на Сахел, което зависи от дърва и дървени въглища.

Друг знаков пример за опустиняване е Аралско море в Централна Азия. Поради прекомерното използване на водите от вливащите се в езерото реки за напояване от 1960-те години насам, по-голямата част от соленоводното езерото пресъхва. Това води не само до тотален колапс на местните екосистеми, но на мястото на бившето езеро възниква пустинята Аралкум, поради което създава условия за пясъчни бури (Фиг. 3), както и опасност от унищожение на местните земеделските посеви от навявания на сол.

Фигура 3. “Солена” пясъчна буря над Аралско море, спътникова снимка.

Какви са проблемите в Южна Европа и Средиземноморието?

Европейският континент е все по-засегнат от деградация на земите. Според Европейската агенция по околната среда 23% от територията на Европейския съюз, главно в южните държави от съюза, в това число и България, е чувствителна към процеси на опустиняване. 

В районите със средиземноморски климат поради емиграция, през последните десетилетия, се наблюдава озеленяване и възстановяване на екосистемите в селските райони. От друга страна, тези процеси, в комбинация с урбанизацията в полуградските и градските райони, водят до увеличаване на риска от по-големи пожари поради нарастване на свързаността на териториите, които вече разполагат и с по-голяма растителна биомаса. Докато силното разрастване на крайбрежните градове в комбинация с туризма водят до значително свиване на територията на местните екосистеми, което поражда локални промени в климата, сред които засушаване през лятото.

Бъдещи рискове и как се изменя климатът на територията на сухите земи? 

Пустините и полупустините се считат за особено уязвими от измененията на климата. Те са дом на уникално биоразнообразие и екосистеми, които са силно чувствителни на промени при валежите и евапотранспирацията (комбинираната загуба на вода от изпарение от земната повърхност и изпарение на вода от растенията). Във всички сценарии на последния доклад на IPCC се очаква увеличение на изпарението за всички райони на Земята, в резултат на повишените глобални температури.

В глобален мащаб скоростта на затопляне е 2 пъти по-голяма в сухите земи, отколкото в останалите области, като това засилено затопляне се очаква да продължи и в бъдеще. Затоплянето над сухите райони до края на века се очаква да достигне различни нива спрямо средното за периода 1961 – 1990 г., според различните RCP сценарии от 5-ия оценъчен доклад на IPCC: 

Прогнозата е до около 6,5°C, според сценария на „обичайна практика“ („business-as-usual scenario“, такъв с непрестанно нарастващи емисии и концентрации на парникови газове). При сценария с пик на емисии в средата на века, затоплянето ще бъде около 3,5°C. 

Честотата, интензитетът и продължителността на засушаванията се очаква значително да нараснат в сухите земи по света. При глобално затопляне с 1,5°C, честотата на засушавания, които се случват средно веднъж на 50 години, ще нарасне двойно за 58% от сухоземните площи на Земята, а при затопляне с 2°C – за до 67% от районите. Засилване на условията за засушаване и по-съществено намаление на валежите се очаква за районите на Северна Америка, Южна Америка и Южна Европа. 

Очакванията за бъдещето на сухите земи и пустините на база проекции за глобалния климат са до голяма степен несигурни. Основен проблем пред изготвянето на такива сценарии е определянето на това кои промени се дължат на антропогенни изменения на климата и кои на естествени колебания, поради факта, че за сухите райони климатичната изменчивост е естествено висока. Например, за района на Сахел за последните хиляди години са характерни редуващи се периоди на засушавания и по-влажни периоди.

Също така е от значение как точно се дефинират сухите райони – дали чрез популярния ариден индекс или на база друга формулировка. Например, в следното проучване, е дефиниран т. нар. екохидрологичен индекс, който се пресмята от данни за почвената влага, транспирацията на растенията и площта на листата. След провеждане на симулации за глобалния климат през 21 век, резултатите за индекса не показват повсеместно опустиняване, a разширение на сухите райони в едни места, и свиване в други.

Ако най-песимистичните сценарии на IPCC за климата до 2100 г. се осъществят, сухите райони в света биха увеличили площта си с 1/4 спрямо 1990 г. и тогава те биха заемали повече от 50% от сушата на Земята. При по-умерени нива на емисии очакванията са за 10% разширение.  

Бъдещо разширяване на сухите райони се счита за вероятно за югозападната част на Северна Америка, северната периферия на Африка, Южната част на Африка и Австралия. За полупустините и непустинните сухи райони за основни зони на вероятно разширение се считат северната част на Средиземноморието, южната част на Африка, Северна и Южна Америка. 

Какви мерки биха могли да се предприемат за противодействие на опустиняването?

Част от мерките за предотвратяване и обръщане на процесите на опустиняване са:

• Намаляване или преустановяване на селскостопанска дейност в уязвими сухи райони.
• Ротационна паша – метод, чрез който във всеки даден момент селскостопанските животни пасат в един определен участък от земеделските земи, докато останалите земи имат възможност да се възстановят.
• Спиране на обезлесяването на естествени гори в сухите земи.
• Естествена регенерация, управлявана от фермери – системно възстановяване и управление на дървесни и храстови видове в деградирали селскостопански земи. Фермерът оставя най-здравите налични растения да порастат, докато отсича по-слабите и тези, които пречат на растежа. 

Сред най-мащабните инициативи срещу опустиняването е Голямата зелена стена в Африка

Проектът е започнат през 2007 г. от Африканския съюз и в него участват 22 държави от континента. Основната му цел е възстановяване на 100 милиона хектара деградирали земи в района Сахел чрез засаждане на дървета в 15 километрови широки зони, по протежение на поне 7000 км, както и улавянето на 250 милиона тона въглерод. Към 2020 г. в официалната определена зона на проекта са засадени едва към 4 милиона хектара гори или само 4% от крайната цел. През 2012 г. обаче, целевата зона на инициативата е значително разширена и на тази територия общо са възстановени близо 18 милиона хектара земи.

През последните години визията за Голямата зелена стена се е трансформирала в интегриран подход за управление на екосистемите. Това включва създаване на мозайка от различни системи за използване на земите и производство, включително устойчиво управление и възстановяване на сухите земи, възстановяване на естествената растителност, както и мерки за задържане и опазване на водата.

Великата зелена китайска стена, която цели да възпрепятства разширяването на пустинята Гоби

Друг подобен проект е т.нар. Велика зелена китайска стена, която цели да възпрепятства разширяването на пустинята Гоби чрез залесяване на районите, граничещи с пустинята на юг. Проектът на китайското правителство е започнат през 1978 г. и по план трябва да продължи до 2050 г., като целта му е значително да увеличи растителното покритие на региона. Горите имат за цел да играят ролята на „вятърен щит“, като по този начин противодействат на ерозията на почвите, както и на значително зачестилите през последните десетилетия пясъчни бури. Макар и досега да се залесени значителни площи земи, от друга страна, според публикация на Китайския университет по земеделие, успеваемостта на кампанията е сравнително ниска – едва към 15% от засадените дървета в пустинните и полупустинните райони на Северен Китай са оцелели след проведените кампании от средата на миналия век насам. Причините за това са, че често биват засаждани неподходящи за сравнително сухия климат видове, или се цели твърде гъсто покритие, което местните почви не могат да поддържат, докато някои райони са просто прекалено безводни, за да поддържат растителност.

Фигура 4. Основни области на залесяване, предназначени за „Великата зелена стена“ в Северен Китай.

Засега съществува единодушие относно факта, че някои сухи райони ще нараснат по площ до края на 21 век, докато други ще намалеят. Климатичните промени оказват въздействие над сухите земи чрез повишените температури и по-неравномерно времево разпределение на валежите, със съществени разлики в промените в зависимост от конкретния район.

Макар и с тежки последствия за околната среда, процесите на опустиняване не са непременно необратими, но колкото по-напреднали са те, толкова по-трудно и повече време отнема за възстановяването на земята. Поради тази причини най-добрите мерки срещу процесите на опустиняване, особено тези, при които основният принос е този на човека, са превантивните мерки.