Эрозия почвы является глобальной проблемой, которая угрожает продовольственной безопасности и функционированию экосистем. Он оказывает неблагоприятное воздействие на воду и воздух и, конечно же, на саму почву. Он также производит ряд вредных побочных эффектов; Фермеры, например, должны компенсировать потерю естественной продуктивности почвы за счет увеличения использования удобрений. В настоящее время почва теряется со значительно большей скоростью, чем создается. Учитывая, что сельское и лесное хозяйство просто не может функционировать без почвы, многие правительства пытаются бороться с эрозией в своих странах.
Эрозия почвы имеет целый ряд причин, многие из которых до сих пор недостаточно изучены. Мы до сих пор не знаем, например, влияют ли и каким образом разные страны на эрозию своих почв. До сих пор исследования были сосредоточены на выявлении взаимных отношений, известных как корреляции, таких как тот факт, что эрозия более серьезна в бедных странах, чем в богатых. С другой стороны, выявление причинно-следственных связей было и остается очень трудным.
Дистанционное зондирование и моделирование эрозии почвы
Дэвид Вюппер и Роберт Фингер из Группы сельскохозяйственной экономики и политики Швейцарской высшей технической школы Цюриха и Паскуале Боррелли из Базельского университета теперь использовали спутниковые снимки и множество других источников данных для изучения социально-экономических причин эрозии почвы вокруг мир.
На основе данных дистанционного зондирования с высоким разрешением и множества других источников данных исследователи создали карту эрозии мира. Затем с помощью статистической модели исследователи исследовали, изменяется ли скорость эрозии в целом непрерывно в пространстве, но резко «скачет» на границах страны. Такие резкие «скачки» на политических границах выявляют влияние стран слева и справа от границ.
На второй карте исследователи также смоделировали потенциальную скорость естественной эрозии. Это позволило им увидеть, насколько велика разница между текущей и естественной эрозией и существуют ли естественные разрывы скорости эрозии на политических границах.
Национальные границы показывают, где эрозия неестественно высока
Именно с помощью этого подхода Вуэппер и Фингер смогли определить «эффект страны» как причину эрозии почвы. Исследователи представляют свои выводы в исследовании, недавно опубликованном в журнале Nature Sustainability..
Этот страновой эффект наиболее заметен вдоль политических границ, поскольку эти районы предлагают наилучшую основу для сравнения наблюдений. «Скорость эрозии почвы сильно зависит от того, по какую сторону границы и, соответственно, в какой стране находится почва», - говорит ведущий автор Дэвид Вюппер.
Чтобы проиллюстрировать свой подход, исследователи используют в качестве примера остров Эспаньола, где проживают Гаити и Доминиканская Республика. В своей естественной форме Эспаньола была бы равномерно покрыта густым тропическим лесом, а естественная эрозия была бы очень низкой, потому что эта растительность защищала бы почву от дождя.
В действительности, однако, исследователи обнаружили, что вдоль границы почвы Гаити теряют на 50 тонн больше в год и с гектара, чем почвы Доминиканской Республики. Вуэппер объясняет, что если бы Эспаньола не подвергалась вмешательству человека и все еще находилась в своем естественном состоянии, не было бы резкого увеличения эрозии почвы вдоль границы. «Но наличие такого подъема указывает на политические образования, а не на естественные границы», - говорит он.
Дифференциальная эрозия вдоль границы двух карибских государств чрезвычайно высока: в 30 раз выше среднемирового показателя, который, по подсчетам исследователей, составляет 1.4 тонны в год и гектар пашни. Для сравнения, скорость эрозии в Германии на 0,2 тонны ниже, чем в соседних странах.
Исследователи считают это очень положительным моментом, поскольку это предполагает, что эрозия также довольно низка в странах, граничащих с Германией. «Наши результаты показывают, насколько непостоянна картина, наблюдаемая во всем мире», - говорит Вуэппер. Самое сильное влияние страны на эрозию почвы оказывает ее сельское хозяйство и то, как фермеры там обрабатывают почву. При этом уровень доходов в той или иной стране не имеет значения.
Высокий потенциал
В дополнение к выявлению неудач и недостатков в области защиты почвы, исследование также показывает, что у стран есть явный потенциал для улучшения своей защиты почвы и того, как они это делают. Фингер поясняет, что до исследования никто не осознавал, какое огромное влияние может предложить эффект страны. В прошлом эрозия почвы считалась преимущественно локальной проблемой.«Теперь мы показали, что более масштабные факторы также сильно влияют на эрозию в данной стране», - говорит он.
Кроме того, метод исследователей ETH Zurich можно использовать для определения того, эффективны ли меры, принимаемые странами для улучшения защиты почвы. Одной из таких мер, например, является введение экономических стимулов для поощрения увеличения почвенного покрова или уменьшения обработки почвы. Однако меры по защите от эрозии также могут привести к новым конфликтам интересов, если, например, сокращение обработки почвы приведет к увеличению использования пестицидов для борьбы с сорняками. «Основой для правильной разработки политики в этом отношении является выявление и количественная оценка этих противоречивых целей», - говорит Фингер.