Обычно для накопления почвы требуется много времени: разумный рабочий показатель составляет около 1 миллиметра в год.
Темпы эрозии почвы во многих областях намного выше, и потеря верхнего слоя почвы может рассматриваться как фактически истощение невозобновляемых ресурсов. В некоторых частях Соединенных Штатов почва теряется в десять раз быстрее, чем восполняется; в некоторых частях Китая и Индии потери почвы превышают темпы почвообразования в 40 раз.
Несмотря на эти драматические демонстрации потери почвы, во многих местах последствия эрозии могут казаться минимальными, слишком медленными из года в год, чтобы человеческий глаз мог их заметить. Но в течение более длительного периода потеря или повреждение почвы может привести к серьезным изменениям, о чем свидетельствует металлический столб в Холм Фене. В этом случае дренаж сначала вызывал усадку торфа, а затем, когда тот подвергался воздействию воздуха, то окислялся и «испарялся», когда молекулы кислорода соединялись с углеродом в органическом веществе с образованием диоксида углерода. Торф буквально превратился в ничто!
И этот процесс продолжается по мере осушения и вспашки торфяных почв. В Болотах восточной Англии потеря и усадка торфа продолжается со скоростью примерно 1-2 сантиметра в год. Последствия для производства продуктов питания в этом важном сельскохозяйственном регионе очевидны. В некоторых местах торф уже выветрился до такой степени, что обнажается нижележащая глина. И это касается не только еды. По оценкам последних исследований, открытые низинные торфяники Англии могут выделять около 6 миллионов тонн углекислого газа в год.
Почвы не только могут способствовать изменению климата, но и уязвимы для его воздействий. Хотя более высокие температуры и повышенная концентрация углекислого газа в воздухе могут увеличить скорость роста растений и, следовательно, повысить урожайность в некоторых местах, можно ожидать, что более экстремальные условия вызовут общий отрицательный эффект.
Это будет включать,
например, повышенную скорость эрозии из-за более интенсивных дождей и снижение влажности почвы из-за засухи и изменения сезонных осадков.
Почва находится под давлением человечества, и ее способность обеспечивать полный спектр товаров и услуг первой необходимости снижена, а в некоторых местах весьма резко.
Сколько земли мы можем потерять?
Профессор Джейн Риксон уделяет много времени размышлениям о почве. Она является руководителем группы по сохранению и рациональному использованию почв в Национальном институте почвенных ресурсов Великобритании и ведущим ученым-почвоведом. Ее исследовательская лаборатория в Крэнфилдском университете в Бедфордшире, Англия, имеет множество объектов, позволяющих проводить судебно-медицинские исследования того, как работают почвы.
Одно экспериментальное устройство включает траншею, полную грунта, по которой проходит полномасштабная техника для моделирования причин и следствий уплотнения почвы. Другое позволяет изучить, как различные плотности выпаса сельскохозяйственных животных влияют на почву и как фермеры могут управлять землей для уменьшения эрозии.
Существуют симуляторы дождя, которые позволяют создавать любые виды осадков, от легкого тумана до сильного тропического шторма, чтобы увидеть, какие эффекты это может иметь на разных почвах. Есть машина, которая отслеживает, как капли дождя качаются и вращаются при падении, и как это влияет на почву, когда они ударяются о землю.
Эти и другие инструменты исследования помогают получить более подробные сведения о том, что происходит с почвами и почему.
Но хотя исследовательская работа профессора Риксон основана на очень подробном понимании того, как работают почвы, наиболее поразительными являются ее выводы о почвенных системах в целом. «Почвенная система - это больше, чем сумма ее частей», - говорит она.
«У нас есть отличные почвенные химики, почвенные биологи и почвенные физики, которые являются экспертами по различным аспектам, но понимание всей системы очень важно. Мне кажется это живой паровозик. Он саморегулируется и тикает. Выньте один компонент, и двигатель перестанет работать.
«Почвы повреждаются и истощаются быстрее, чем заменяются. Темпы потерь должны быть сбалансированы со скоростью образования, чтобы почвы были устойчивыми. Чистая потеря почвы означает, что невозможно поддерживать различные виды эксплуатации, включая производство продуктов питания. Но сколько почвы мы можем потерять, прежде чем начнем подвергаться неприемлемым и необратимым последствиям? К сожалению, ответить на этот вопрос довольно сложно ».
Хотя трудно назвать цифру того, какой уровень потери почвы приводит к тому, что общество может расценить как неприемлемые воздействия, мы знаем, что такой уровень был достигнут в прошлом. Примеры из истории показывают, как эрозия почвы вызвала социальную напряженность и даже крах целых цивилизаций. В Исландии, на полуострове Юкатан и на ряде отдаленных островов Тихого океана потеря почвы привела к социальной дезинтеграции, поскольку был устранен основной источник продовольственной безопасности.