Эрозия почвы снижает продуктивность экосистем, изменяет круговорот питательных веществ и, таким образом, напрямую влияет на климат и общество. Международная группа исследователей, включая профессора Пьера Франкуса из Национального института научных исследований (INRS), зафиксировала временные изменения эрозии почвы, проанализировав отложения наносов в более чем 600 озерах по всему миру. Они обнаружили, что накопление озерных отложений значительно увеличилось в глобальном масштабе около 4000 лет назад. В то же время, как показывают записи пыльцы, древесный покров уменьшился, что является явным показателем обезлесения. Исследование предполагает, что человеческая практика и изменения в землепользовании усилили эрозию почвы задолго до индустриализации.
Почвы являются основой практически всех биологических процессов на земной поверхности. В тысячелетнем масштабе их выветривание и эрозия контролируются в основном климатическими и тектоническими воздействиями. В краткосрочной перспективе и в меньших локальных масштабах антропогенная деятельность является основным фактором эрозии почвы. Однако оставалось неясным, влияет ли эрозия почвы, вызванная деятельностью человека, на глобальные масштабы.
Чтобы ответить на этот вопрос, европейские и канадские исследователи обратились к изучению эрозии почвы в прошлое. Они исследовали керны отложений из 632 озер по всему миру, которые были собраны в течение последних десятилетий.
«Озерные отложения считаются естественными архивами эрозионной активности. Все потоки и процессы, удаляющие почву, горные породы и растворенные материалы, приводят к хронологическим слоям отложений, которые накапливаются и сохраняются на дне озер», - говорит ведущий автор, доктор. Жан-Филипп Женни из Института биогеохимии Макса Планка, Йена, Германия, и Лимнологического центра CARRTEL, Тонон-ле-Бен, Франция.
Используя измерения радиоуглерода 14C, ученые определили возраст слоев озерных отложений и скорость накопления отложений. «Это первый случай, когда, собрав данные по такому большому количеству озер, мы видим общую тенденцию, которая показывает увеличение накопления наносов в течение голоцена (или последних 10 000 лет)», - говорит соавтор профессор Франкус, который также придерживается Канадский исследовательский председатель в области экологической седиментологии в INRS.
При поиске потенциальных причин этого увеличения отложений исследователи изучили окаменелости пыльцы, обнаруженные в тех же озерах, чтобы реконструировать изменения земного покрова в бассейнах каждого озера.
«Мы были рады обнаружить, что увеличение накопления отложений 4000 лет назад совпало с сокращением древесной пыльцы, полученной с деревьев», - говорит доктор. Дженни. «Сокращение количества пыльцы деревьев отражает изменения растительного покрова, в частности расчистку земель, например, для сельского хозяйства и поселения, что, в свою очередь, может привести к деградации и эрозии почвы».
Дальнейший статистический анализ подтвердил мнение о том, что изменение земного покрова было основной движущей силой глобально ускоренного накопления наносов в озерах, что является показателем эрозии почвы.
''Это означает, что землепользование оказало большое влияние 4000 лет назад, когда численность населения была намного меньше, чем сегодня. Наши экосистемы чрезвычайно чувствительны к изменениям в землепользовании», - объясняет профессор Франкус.
Присмотревшись к своим данным, исследователи также обнаружили и другие интересные связи: на региональном уровне изменения в накоплении отложений, по-видимому, коррелируют с историческими социально-экономическими изменениями во времена населенных пунктов. Например, в Северной Америке эрозия почв началась позже, чем в Европе. Это увеличение, вероятно, соответствует задержке внедрения европейских методов ведения сельского хозяйства в Северной Америке после колонизации. Напротив, уменьшение накопления наносов на 23 процентах участков, вероятно, связано с увеличением потребления воды и строительством плотин, особенно в Римской и Китайской империях 3000 лет назад.
В совокупности это исследование показывает, что изменение численности деревьев в водосборных бассейнах озер уже давно является ведущим фактором, вызывающим эрозию почвы. Кроме того, антропогенная вырубка лесов объясняет ускоренную эрозию почв в течение последних четырех тысячелетий.
"Эти результаты важны, поскольку они позволят нам получить более точные и точные прогнозы углеродного цикла в долгосрочной перспективе", - добавляет профессор Франкус.
«Задолго до недавнего и резкого воздействия выбросов парниковых газов деятельность человека должна была повлиять на глобальную окружающую среду уже 4000 лет назад», - заключает д-р Дженни, руководившая исследовательским проектом в Институте биогеохимии Макса Планка. в качестве научного сотрудника, финансируемого исследовательским фондом AXA. Доктор Дженни также была научным сотрудником в лаборатории профессора Франкуса в INRS - Center Eau Terre Environnement (Исследовательский центр воды, Земли и окружающей среды).