Группой сотрудников Института экологии и природопользования и научно-исследовательской лаборатории «Космоэкология» Института физики КФУ разработана уникальная методика оценки интенсивности и динамики эрозии почв. Она основывается на методе наземного лазерного сканирования и данных дистанционного зондирования Земли. Исследования казанских ученых поддержаны грантами РНФ и РФФИ.
«Мы поставили себе задачу – выяснить, насколько активно протекают эрозионные процессы на сельскохозяйственных землях европейской части России, общая площадь которых составляет примерно 2,5 миллиона квадратных километров. В качестве ключевых территорий выбраны участки наблюдения в Татарстане, Удмуртии, Чувашии, а также в Саратовской, Курской, Воронежской и Ставропольской областях. Это регионы интенсивного земледелия, здесь большие площади земель издавна заняты под основные сельскохозяйственные культуры, а потому важно знать, в каком состоянии там находятся земельные ресурсы, – рассказывает профессор кафедры ландшафтной экологии, руководитель НИЛ «Космоэкология» КФУ Олег Ермолаев. – Дело в том, что с момента распада СССР мониторинг эрозионных процессов на почвах проводится крайне слабо, и не существует данных об общем состоянии почвенного покрова сельскохозяйственных земель, которые являются важным стратегическим ресурсом государства. Что касается генеральной схемы противоэрозионных мероприятий, на которой было отображено состояние почв, то она была создана еще в 70-х годах прошлого века по единой методике для всех республик СССР».
За несколько лет работы ученые КФУ с помощью нового для России метода наземного лазерного сканирования и других современных методов определения почвенной эрозии, таких, как космический мониторинг, успели исследовать территорию Республики Татарстан и треть территории Оренбургской области. Особое внимание геоэкологи уделяют изучению роста оврагов, так как эти «шрамы» на склонах (так их иногда называют сами исследователи) способны полностью вывести земли из сельхозоборота, превратить пашню в «пустыню» или бедленды. Мы поинтересовались у Олега Петровича, насколько велика угроза поглощения оврагами плодородных земель.
«Когда потоки талой или дождевой воды концентрируются, они формируют ручьи, промоины, а затем и овраги, смытая почва выносится в реки, заиливая их. Разработанная нашей научной группой методика мониторинга оврагов позволяет определить современное овражное расчленение территорий и одновременно понять, растут ли овраги. Недавно нами были получены первые обнадеживающие данные, которые свидетельствуют о том, что на территории Европейской части России овражная эрозия сокращается, – сообщил ученый. - Связано это, в первую очередь, с увеличением в постсоветский период количества заброшенных земель на 7,5 миллионов гектар. Особенно много их в Центральном черноземном районе и в Удмуртии. Заброшенные земли зарастают мелколесьем, что препятствует размыву почвы, овраги потихоньку стабилизируются, переходят в балки. Вторая причина уменьшения количества оврагов – климатическая. В последние 25-30 лет существенно сократился талый сток. Проанализировав метеорологические данные за 30 лет, мы выяснили, что количество осадков зимой не уменьшилось, но зимы на территории Европейской части России стали теплее, а значит, почва промерзает меньше. В связи с этим уменьшился талый сток. Большая часть воды теперь впитывается в землю, а не стекает по склонам оврагов, размывая их».
Сколько же плодородной земли теряет пашня после проливного дождя и какой слой почвы уносят вешние воды? Оказывается, и это казанские ученые научились определять, разработав еще одну методику, которая проходит патентование. В ее основе – наземное лазерное сканирование участков пашни. Данные, полученные сканером, а также данные о количестве выпавших осадков, свойствах и типе почвы, крутизне склона экологи вносят в разработанную ими математическую модель. Методика позволяет создавать цифровые 3D-модели любого исследуемого объекта: пашни, оврага, склона.
Для чего же необходимо проводить такой тщательный мониторинг эрозии земель? Все помнят фразу о том, что болезнь проще предупредить, чем лечить. В отношении земельных ресурсов дело обстоит так же, считает О.Ермолаев:
«На формирование плодородного слоя почвы, так называемого гумусового горизонта, который для наших зональных типов почв составляет всего 25-30 сантиметров, потребовались тысячелетия, а смывается он при нынешних темпах эрозии всего за 50 лет. Если пашня теряет в год более 5 тонн почвы с гектара, это говорит о том, что нужно начинать проводить противоэрозионные мероприятия. С этой целью можно предлагать различные и не всегда дорогостоящие мероприятия. Например, посадить другую культуру: вместо пропашных картофеля или свеклы выращивать многолетние травы, они великолепно защищают почву от эрозии дают корм скоту. Если идет серьезный процесс эрозии почв (оврагообразование), сажают лесополосы, делают противоэрозионные дамбы и проводят другие мероприятия, направленные на сохранение почв. Наша задача – выяснить, какие земли европейской части России находятся в полном порядке, а какие необходимо срочно «лечить», чтобы не допустить их деградации».