1. Географические особенности пустынь
Большинство пустынь мира сформировались на геологических платформах и занимает древнейшие участки суши. Пустыни в Азии, Африке и Австралии расположены обычно на высотах от 200-600 м над уровнем моря, в Центральной Африке и Северной Америке – на высоте 1 тыс. м над уровнем моря.
Пустыни – один из ландшафтов Земли, возникшей так же закономерно, как и все другие, благодаря прежде всего своеобразному распределению по земной поверхности тепла и влаги и связанному с этим развитию органической жизни, формированию биогеоценотических систем. Пустыня — определенное географическое явление, ландшафт, живущий своей особой жизнью, обладающий своими закономерностями, имеющий при развитии или деградации свои присущие ему черты, формы изменений.
Говоря о пустыни как о планетарном и закономерно возникшем явлении, не следует под этим понятием подразумевать нечто однообразное, однотипное. Большинство пустынь окружено горами или, что бывает чаще, граничит с горами. В одних местах пустыни расположены по соседству с молодыми высокими горными системами, в других – с древними, сильно разрушенными горами. К первым нужно отнести Каракумы и Кызылкум, пустыни Центральной Азии – Алашань и Ордос, южноамериканские пустыни; ко вторым надо отнести Северную Сахару.
Горы для пустынь является областями формирования жидкого стока, который приходит на равнину в виде транзитных рек и небольших, со “слепыми” устьями. Большое значение для пустынь имеет также подземный и подрусловой сток, питающий их подземные воды. Горы – области, откуда выносятся продукты разрушения, для которых пустыни служат местом аккумуляции. Реки поставляют на равнину массу рыхлого материала. Здесь он отсортировывается, перетирается в еще более мелких частицы и выстилает поверхность пустынь. В результате многовековой работы рек равнины покрываются многометровым слоем аллювиальных отложений. Реки сточных областей выносят огромную массу перевеянного и обломочного материала в Мировой океан. Поэтому пустыни сточных областей отличаются незначительным распространением древнеаллювиальных и озерных отложений (Сахара и др.). Наоборот, бессточные области (Туранская низменность, Иранское нагорье и др.) отличаются мощными толщами отложений.
Поверхностные отложения пустынь своеобразны. Этим они обязаны геологическому строению территории и природным процессам. По данным М. П. Петрова (1973), поверхностные отложения пустынь всюду однотипны. Это “каменистый и щебнистый элювий на третичных и меловых конгломератах, песчаниках и мергелях, слагающих структурные равнины; галечные, песчаные или суглинисто-глинистые пролювиальные наносы подгорных равнин; песчаные толщи древних дельт и озерных депрессий и, наконец, эоловые пески” (Петров, 1973). Пустыням свойственны некоторые однотипные природные процессы, являющиеся предпосылками морфогенеза: эрозия, водная аккумуляция, выдувание и эоловые накопления песчаных масс. Следует отметить, что сходство между пустынями обнаруживается в большом количестве признаков. Черты различий заметны реже и ограничены немногими примерами, до достаточно резко.
Различия более всего связаны с географическим положением пустынь в различных тепловых поясах Земли: тропическим, субтропическом, умеренном. В первых двух поясах расположены пустыни Северной и Южной Америки, Ближнего и Среднего Востока, Индии, Австралии. Среди них выделяют континентальные и океанические пустыни. В последних климат смягчается близостью океана, отчего различия между тепловым и водным балансами, осадками и испарениями не похожи на соответствующие величины, которые характеризуют континентальные пустыни. Впрочем, для приокеанических пустынь большое значение имеют омывающие материки океанические течения – теплые и холодные. Теплое течение насыщает идущие с океана воздушные массы влагой, и они приносят на побережье осадки. Холодное течение, наоборот, перехватывает влагу воздушных масс, и они поступают на материк сухими, усиливая аридность побережий. Приокеанические пустыни находятся у западных берегов Африки и Южной Америки.
В умеренном поясе Азии и Северной Америки расположены континентальные пустыни. Они лежат внутри материков (пустыни Средней Азии) и отличаются аридными и экстрааридными условиями, резким расхождением между тепловым режимом и осадками, высокой испаряемостью, контрастами летних и зимних температур. На различия природы пустынь оказывает свое влияние также их высотное положение.
Горные пустыни, как и находящиеся в межгорных впадинах, обычно отличаются повышенной аридностью климата. Многообразие сходства и различий пустынь прежде всего связано с местонахождением в разных широтах обоих полушарий, в жарком и умеренном поясах Земли. В связи с этим у Сахары может оказаться больше сходства с австралийской пустыней и больше различий с Каракумами и Кызылкумом в Средней Азии. В равной степени у пустынь, образовавшихся в горах, может быть между собой ряд природных аномалий, но еще больше различий с пустынями равнин.
Различия бывают в средних и крайних температурах в течение одного и того же сезона года, во времени выпадения осадков (например, восточное полушарие Центральной Азии больше осадков получает летом от муссонных ветров, а пустыни Средней Азии и Казахстана – весной). Сухие русла – обязательное условие природы пустынь, но факторы их возникновения разные. Разреженность покрова в значительной мере определяет низкое содержание гумуса в пустынных почвах. Этому же способствует сухость воздуха в летнее время, что препятствует активной микробиологической деятельности (в зимний период достаточно низкие температуры замедляют эти процессы).
2. Закономерности образования пустынь
“Механизм” формирования и развития пустынь подчинен прежде всего неравномерности в распределении на Земле тепла и влаги, зональности географической оболочки нашей планеты. Зональное распределение температур и атмосферного давления определяет специфику ветров, общую циркуляцию атмосферы. Над экватором, где происходит наибольший нагрев суши и водной поверхности, господствуют восходящие движения воздуха.
Здесь образуется область штилей и слабых переменных ветров. Теплый воздух, поднявшийся над экватором, несколько охлаждаясь, теряет большое количество влаги, выпадающей в виде тропических ливней. Затем в верхних слоях атмосферы воздух стекает на север и юг, в сторону тропиков. Эти воздушные потоки называют антипассатами. Под действием вращения земли в северном полушарии антипассаты откланяются вправо, в южном – влево.
Примерно над широтами 30-40° С (у субтропиков) угол их отклонения составляет около 90° С, и они начинают перемещаться уже по параллелям. На этих широтах воздушные массы опускаются к нагретой поверхности, где еще больше нагреваются, и удаляются от критической точки насыщения. В связи с тем что в тропиках круглый год высокое атмосферное давление, а у экватора, наоборот, пониженное, у поверхности земли возникает постоянное движение воздушных масс (пассатов) от субтропиков к экватору. Под воздействием того же отклоняющего влияния Земли в северном полушарии пассаты движутся с северо-востока на юго-запад, в южном – с юго-востока на северо-запад.
Пассаты захватывают только нижнюю толщу тропосферы – 1,5-2,5 км. Господствующие в экваториально-тропических широтах пассаты определяют устойчивую стратификацию атмосферы, препятствуют вертикальным движениям и связанному с ними развитию облаков, выпадению осадков. Поэтому облачность в этих поясах очень не значительна, а приток солнечной радиации наибольший. Вследствие этого здесь наблюдается крайняя сухость воздуха (относительная влажность в летние месяцы составляет в среднем около 30%) и исключительно высокие летние температуры. Средняя температура воздуха на материках в тропическом поясе летом превышает 30-35° С; здесь бывает самая высокая на земном шаре температура воздуха – плюс 58° С. Средняя годовая амплитуда температуры воздуха – около 20° С, а суточная может доходить до 50° С, поверхности почвы – порой превышает 80° С.
Осадки выпадают очень редко, в виде ливней. В субтропических широтах (между 30 и 45° С северных и южных широт) величина суммарной радиации уменьшается, а циклоническая деятельность способствует увлажнению и выпадению осадков, приуроченных главным образом к холодному периоду года. Однако на материках развиваются малоподвижные депрессии термического происхождения, вызывающие резкую засушливость. Здесь средняя температура летних месяцев 30° С и более, максимальная же может достигнуть 50° С. В субтропических широтах наибольшей сухостью отличаются межгорные впадины, где годовое количество осадков не превышает 100-200 мм.
В умеренном поясе условия для формирования пустынь возникают во внутриконтинентальных районах, таких как Центральная Азия, где осадков выпадает не более 200 мм. В связи с тем что Центральная Азия отгорожена от циклонов и муссонов горными поднятиями, здесь летом образуется барическая депрессия. Воздух отличается большой сухостью, высокой температурой (до 40° С и более) и сильной запыленностью. Редко проникающие сюда с циклонами воздушные массы с океанов и из Арктики быстро прогреваются и иссушаются.
Таким образом, характер общей циркуляции атмосферы, обусловлены планетарными особенностями, и местные географические условия создают своеобразную климатическую обстановку, формирующую к северу и югу от экватора, между 15 и 45° С широты, зону пустынь. К этому добавляется влияние холодных течений тропических широт (Перуанское, Бенгальское, Западно-Австралийское, Канарское и Калифорнийское). Создавая температурную инверсию, прохладные, насыщенные влагой морские воздушные массы, восточных постоянных ветров барических максимумов приводят к образованию прибрежных прохладных и туманных пустынь с еще меньшим выпадением осадков в виде дождя.
Если бы суша покрывала всю поверхность планеты и не было океанов и высоких горных поднятий, пояс пустынь был бы сплошным и границы его точно совпадали бы с определенной параллелью. Но так как суша занимает меньше 1/3 площади земного шара, распределение пустынь и их размеры зависят от конфигурации, величины и устройства поверхности континентов. Так, например, азиатские пустыни распространились далеко на север – до 48° С с.ш. В южном полушарии из-за огромных водных пространств океанов общая площадь пустынь континентов сильно ограниченна, а распространение их более локализовано. Таким образом, возникновение, развитие и географическое распределение пустынь на земном шаре обуславливаются следующими факторами: высокими значениями радиации и излучения, малым количеством выпадающих осадков или их полным отсутствием. Последнее, в свою очередь, обуславливается широтой местности, условиями общей циркуляции атмосферы, особенностями орографического строения суши, материковым или приокеаническим положением местности.
3. Засушливость территории
По степени аридности – засушливости многие территории неодинаковы. Это дало основание делить аридные земли на экстрааридные, аридные и полуаридные, или чрезвычайно засушливые, засушливые и полузасушливые. При этом к экстрааридным относят области, где вероятность постоянных засух – 75-100%, к аридным – 50-75% и полуаридные – 20-40%. К последним относят саваны, пампы, пушты, прерии, где органическая жизнь протекает в природной обстановке, при которой, кроме отдельных лет, засуха не является определяющим условием развития. Редкие засухи с вероятностью 10-15% свойственны и степной зоне. Следовательно, к аридной зоне относятся не все области суши, где бывают засухи, а лишь те, где органическая жизнь в значительной степени находится под их влиянием длительное время.
По М.П. Петрову (1975), к пустыням относятся территории с предельно засушливым климатом. Осадков выпадает менее 250 мм в год, испаряемость превышает осадки во много раз, земледелие без искусственного орошения невозможно, преобладает перемещение водорастворимых солей и концентрация их на поверхности, в почве мало органических веществ.
Пустыня отличается высокими летними температурами, малым количеством годовых осадков – чаще от 100 до 200 мм, отсутствием поверхностного стока, нередко преобладанием песчаного субстрата и большой ролью эоловых процессов, засоленностью подземных вод и миграцией водорастворимых солей в почве, неравномерном количеством выпадающих осадков, что определяет структуру, урожайность и кормовую емкость растений пустыни. Одна из особенностей распространения пустынь – островной, локальный характер их географического расположения. Ни на одном материке пустынные земли не образуют сплошной полосы, подобно арктической, тундровой, таежной или тропической зонам. Это связано с наличием в пределах пустынной зоны крупных горных сооружений с их величайшими вершинами и значительных водных просторов. В этом отношении пустыни не полностью подчиняются закону зональности.
В северном полушарии пустынные территории Африканского континента лежат между 15° С и 30° С с.ш., где находится крупнейшая пустыня мира – Сахара. В южном полушарии они расположены между 6 и 33° С ю.ш., охватывая пустыни Калахари, Намиб и Карру, а также пустынные территории Сомали и Эфиопии. В Северной Америке пустыни приурочены к юго-западной части континента между 22 и 24° С с.ш., где расположены пустыни Сонора, Мохаве, хила и др.
Значительные территории Большого Бассейна и пустыни Чиуауа по природе довольно близки к условиям аридной степи. В Южной Америке пустыни, располагаясь между 5 и 30° С ю.ш., образуют вытянутую полосу (более 3 тыс. км) по западному, Тихоокеанскому побережью материка. Здесь с севера на юг протягиваются пустыни Сечура, Пампа-дель-Тамаругаль, Атакама, а за горными хребтами Патагонская. Пустыни Азии расположены между 15 и 48-50° С с.ш и включают такие крупные пустыни, как Руб-эль-Хали, Большой Нефуд, Эль-Хаса на Аравийском полуострове, Деште-Кевир, Деште-Лут, Дашти-Марго, Регистан, Харан в Иране и Афганистане; Каракумы в Туркменистане, Кызылкумы в Узбекистане, Муюнкум в Казахстане; Тар в Индии и Тхал в Пакистане; Гоби в Монголии и Китае; Такла-Макан, Алашань, Бейшань, Цайдаси в Китае. Пустыни в Австралии занимают огромную территорию между 20 и 34° С ю.ш. и представлены пустынями Большая Виктория, Симпсон, Гибсона и Большая Песчаная. --PAGE_BREAK--
По Мейглу, общая площадь аридных территорий составляет 48810 тыс. кв. км, то есть они занимают 33,6% земной суши, из которых на долю экстрааридных приходятся 4%, аридных – 15 и полуаридные – 14,6%. Площадь типичных пустынь, за исключением полупустынь, составляет около 28 млн. кв. км, то есть около 19% территории земной суши.
По данным г. Шанца (1958), площадь аридных территорий, классифицируемых по характеру растительного покрова, составляет 46749 тыс. кв. км, то есть около 32% площади земной суши. При этом на долю типичных пустынь (экстрааридных и аридных) падает около 40 млн. кв. км, а на долю полуаридных земель – всего лишь 7044 тыс. кв. км в год, аридные (21,4 млн. кв. км) – с осадками от 50 до 150 мм и полуаридные (21,0 млн. кв. км) – с осадками от 150 до 200 мм.
В 1977 г. ЮНЕСКО была составлена унифицированная новая картина в масштабе 1: 25000000 с целью уточнения и установления границ аридных районов мира. На карте выделены четыре биоклиматические зоны.
Экстрааридная зона. Осадков менее 100 мм; лишена растительного покрова, исключая растения эфемеры и кустарники вдоль русл водотоков. Земледелие и животноводство (кроме оазисов) невозможно. Эта зона – резко выраженная, пустыня с возможными засухами в течение одного года или нескольких лет подряд.
Аридная зона. Осадков 100-200 мм. Разреженная, скудная растительность, представленная многолетними и однолетними суккулентами. Неорошаемое земледелие невозможно. Зона кочевого скотоводства.
Полуаридная зона. Осадков 200-400 мм. Кустарниковые сообщества с прерывистым травянистым покровом. Зона возделывания богарных сельскохозяйственных культур (“сухого” земледелия) и животноводства.
Зона недостаточного увлажнения (субгумидная). Осадков 400-800 мм. Включает некоторые тропические саванны, средиземноморские сообщества типа маквиса и чапарали, черноземные степи. Зона традиционного богарного земледелия. Для ведения высокопродуктивного земледелия необходимо орошение.
Согласно данным этой карты, площадь аридных территорий составляет около 48 млн. кв. км, что равно 1/3 всей поверхности суши, где влага является решающим фактором, определяющим биологическую продуктивность аридных земель и условия жизни населения.
4. Классификация пустынь
На аридных территориях, несмотря на их кажущиеся однообразие, нет хотя бы 10-20 кв. км площади, в пределах которых природные условия были бы совершенно одинаковыми. Если даже рельеф единый, то почвы разные; если однотипная почва, то неодинаков водный режим; если единый водный режим, то разная растительность, и т. д.
В связи с тем, что природные условия обширных пустынных территорий зависят от целого комплекса взаимосвязанных факторов, классификация типов пустынь и районирование их – дело сложное. Пока еще не существует унифицированной и удовлетворительной со всех точек зрения классификации пустынных территорий, составленной с учетом всего их географического многообразия.
В советской и зарубежной литературе немало работ, посвященных классификации типов пустынь. К сожалению, почти во всех нет единого подхода к решению этого вопроса. Одни из них в основу классификации ставят климатические показатели, другие – почвенные, третьи – флористический состав, четвертые – литоэдафические условия (т.е. характер почвогрунтов и условий произрастания на них растительности) и т. д. Редко кто из исследователей в своей классификации исходит из комплекса признаков природы пустынь. Между тем на основе обобщения компонентов природы можно правильно выявить экологические особенности региона и вполне обоснованно оценить его специфические природные условия и естественные ресурсы с экономической точки зрения.
М.П. Петров в своей книге “Пустыни земного шара” (1973) предлагает для пустынь мира на многоступенчатой классификации десять литоэдафических типов:
* песчаные на рыхлых отложениях древнеаллювиальных равнин;
* песчано-галечные и галечные на гипсированных третичных и лиловых структурных плато и подгорных равнинах;
* щебнистые, гипсированные на третичных плато;
* щебнистые на подгорных равнинах;
* каменистые на низкогорьях и мелкосопочниках;
* суглинистые на слабокарбонатных покровных суглинках;
* лессовые на подгорных равнинах;
* глинистые на низкогорьях, сложенных соленосными мергелями и глинами различного возраста;
* солончаковые в засоленных депрессиях и по морским побережьями.
Разные классификации типов аридных территорий земного шара и отдельных континентов имеются и в зарубежной литературе. Большинство из них составлена на основе климатических показателей. Сравнительно мало классификаций по другим элементам природной среды (рельефу, растительности, животному миру, почвам и т. п.).
5. Опустынивание и охрана природы
За последние годы из разных уголков земного шара раздаются тревожные сигналы о возрастающем наступлении пустыни на обжитых человеком территории. Например, по данным ООН только в Северной Америке пустыня ежегодно отнимает у людей около 100 тыс. га полезных земель. Наиболее вероятными причинами этого довольно опасного явления считаются неблагоприятные погодные условия, уничтожение растительного покрова, нерациональность природопользования, механизация сельского хозяйства, транспорта без возмещения ущерба, причиняемого природе. В связи с усилением процессов опустынивания отдельные ученые говорят о возможности обострения продовольственного кризиса.
По данным ЮНЕСКО за последние 50 лет территория площадью чуть менее половины Южной Америки превращена в бесплодные пустыни. Это произошло в результате чрезмерного стравливания пастбищ, хищнической вырубки лесов, бессистемного ведения земледелия, строительства дорог и других инженерных сооружений. Быстрый рост населения и технических средств также приводит в ряде районов мира к усилению процессов опустынивания.
Существует много различных факторов, приводящих к опустыниванию в аридных регионах земного шара. Однако среди низ выделяются общие, играющие особую роль в усилении процессов опустынивания. К ним относятся:
истребление растительного покрова и разрушение почвенного покрова при промышленном, ирригационном строительстве;
деградация растительного покрова чрезмерным выпасом;
уничтожение древесно-кустарниковой растительности в результате заготовки топлива;
дефляция и эрозия почв при интенсивном богарном земледелии;
вторичное засоление и заболачивание почв в условиях орошаемого земледелия;
разрушение ландшафта в районах горных разработок за счет промышленных отходов, сброса сточных и дренажных вод.
Среди естественных процессов, приводящих к опустыниванию, наиболее опасными являются:
климатические – увеличение аридности, сокращение запасов влаги, вызываемых изменением макро- и микроклимата;
гидрогеологические – осадки становятся нерегулярными, питание подземных вод – эпизодическим;
морфодинамические – геоморфологические процессы становятся более активными (эрозия, дефляция и т. д.);
почвенные – усыхание почв и их засоление;
фитогенные – деградация почвенного покрова;
зоогенные – сокращение популяции и численности животных.
Борьба с процессами опустынивания ведется в следующих направлениях:
раннее выявление процессов опустынивания с целью их предотвращения и ликвидации, ориентирование на формирование условий рационального природопользования;
создание защитных лесных полос по окраинам оазисов, границам полей и вдоль каналов;
создание лесных массивов и зеленых «зонтов» из местных пород – псамофитов в глубине пустынь для защиты скота от сильных ветров, палящих лучей солнца и укрепления кормовой базы;
восстановление растительного покрова на территориях открытых горных разработок, вдоль строительства ирригационной сети, дорог, трубопроводов и всех мест, где он уничтожен;
закрепление и облесение подвижных песков с целью защиты от песчаных заносов и выдувания орошаемых земель, каналов, населенных пунктов, железных и шоссейных дорог, нефте- и газопроводов, промышленных предприятий.
Главный рычаг успешного решения этой глобальной проблемы – международное сотрудничество в области охраны природы и борьбы с опустыниванием. От того, насколько своевременно и безотлагательно будут решаться задачи по контролю и управлению природными процессами, во многом зависит жизнь Земли и жизнь на Земле.
Проблема борьбы с неблагоприятными явлениями, наблюдаемые в аридной зоне, существует давно. Принято считать, что из 45 выявленных причин опустынивания 87% приходится на нерациональное использование человеком воды, земли, растительности, животного мира и энергии, и только 13% относится к природным процессам.
Охрана природы – понятие очень широкое. Оно включает в себя не только мероприятия по охране конкретных районов пустыни или отдельных видов животных и растений. В современных условиях в это понятие входят и мероприятия по разработке рациональных методов природопользования, восстановление разрушенных человеком экосистемы, прогнозирование физико-географических процессов при освоении новых территорий, создание управляемых природных систем.
Пустыню нужно сохранить по многим причинам, во-первых по тому, что ее растительный и животный мир уникален. Сохранить пустыню в неприкосновенности – значит оставить ее коренных обитателей вне экономического прогресса, а народное хозяйство без очень многих, в том числе уникальных, видов сырья, топлива. Во-вторых по тому, что пустыня сама по себе богатство, помимо того, что скрыто в ее недрах или в плодородии орошаемой земли. Богатая различными природными ресурсами, пустыня очень привлекательна, особенно ранней весной, когда расцветают ее недолговечные растения, и поздней осенью, когда почти по всюду в нашей стране льют холодные дожди с ветром, а в пустыне стоят теплые солнечные дни. Пустыня привлекательна не только для геологов и археологов, но и для туристов. Она и целебна, ее сухой воздух, длительный теплый период, выходы лечебных грязей, горячих минеральных источников позволяют лечить заболевания почек, ревматизм, нервные и многие другие болезни.