Этапы восстановления голой земли, степей и деградированных почв

Этапы восстановления голой земли, степей и деградированных почв

Восстановление начинается не с посадки деревьев. Правильная последовательность обычно такая:

остановить разрушение → удержать воду → закрыть почву → вернуть корни и микроорганизмы → восстановить травяной покров → добавить кустарники и деревья там, где они экологически уместны → сформировать устойчивое хозяйство.

Особенно важно: здоровая степь не является недоразвитым лесом. Степные и луговые экосистемы сами по себе обладают высокой природной ценностью. Их нельзя автоматически засаживать сплошным лесом. Деревья вводят мозаично — в оврагах, вдоль воды, на опушках, возле хозяйственных зон и в виде защитных полос.

Общая последовательность восстановления

Этап 0. Диагностика: определить причину деградации

До любых работ нужно понять, что именно разрушено.

Возможные причины

водная эрозия;

ветровая эрозия;

перевыпас;

постоянная распашка;

уплотнение тяжёлой техникой;

отсутствие растительного покрова;

засоление;

загрязнение тяжёлыми металлами или нефтепродуктами;

карьерные работы;

вырубка;

пожар;

нарушение водного режима;

снижение уровня грунтовых вод;

инвазивные виды;

потеря семенного банка;

чрезмерное применение удобрений и пестицидов.

Что исследовать

Минимальный набор:

структура и механический состав почвы;

глубина плодородного слоя;

плотность и наличие плужной подошвы;

pH;

органическое вещество;

электропроводность и засоление;

азот, фосфор, калий;

кальций, магний и микроэлементы;

скорость впитывания воды;

рельеф и направления стока;

существующая растительность;

семенной банк;

возможное загрязнение.

На заражённой или сильно засолённой земле обычная посадка растений может не решить проблему. Там сначала необходимы специализированная рекультивация, дренаж, промывка, изоляция загрязнения или фиторемедиация.

Этап 1. Немедленно прекратить дальнейшее разрушение

Нельзя восстанавливать землю, пока продолжается та же нагрузка, которая её уничтожила.

Необходимые меры

временно исключить выпас;

закрыть движение техники по повреждённым зонам;

прекратить распашку склонов;

ограничить сбор всей растительной биомассы;

закрыть неуправляемые дороги и колеи;

остановить сброс загрязнённой воды;

защитить участки от пожаров;

убрать или контролировать инвазивные растения;

изменить направление движения воды.

Иногда простое прекращение давления запускает естественное восстановление быстрее и дешевле, чем массовая посадка. В сухих регионах ограждение деградированной территории от постоянного выпаса и вытаптывания часто позволяет сохранённым корням и семенному банку снова дать растительность. (sti-portal.fao.org)

Для пастбищ

Полный запрет выпаса не всегда нужен навсегда. Лучше перейти к:

ротационному выпасу;

короткому периоду нахождения животных;

длительному периоду восстановления;

исключению выпаса после засухи и пожара;

отдельным точкам водопоя;

контролю общего поголовья.

Животные могут быть частью восстановления, но только когда их количество и время пребывания соответствуют продуктивности участка.

Этап 2. Остановить эрозию

Голая почва может потерять за один сильный дождь то, что формировалось десятилетиями.

Ветровая эрозия

Для её уменьшения применяют:

полосы сухой травы и ветвей;

временные соломенные маты;

живые изгороди;

кустарниковые полосы;

невысокие проницаемые ветровые барьеры;

посадки поперёк господствующего ветра;

закрепление песка травами;

сохранение стерни;

мульчу.

Ветрозащитная полоса не должна быть абсолютно плотной стеной. Частично проницаемый барьер снижает скорость ветра мягче и уменьшает сильные завихрения.

Водная эрозия

Используются:

контурные полосы;

каменные линии;

плетёные барьеры из ветвей;

небольшие запруды в промоинах;

травяные водосбросы;

террасы на подходящих склонах;

восстановление оврагов;

живые фашины;

корневые укрепляющие растения.

Все сооружения должны пропускать избыток воды безопасно. Неправильно построенный вал способен прорваться и усилить разрушение.

FAO рассматривает защиту от ветровой и водной эрозии, стабилизацию песков и восстановление растительного покрова как центральные задачи рекультивации сухих земель. (Open Knowledge FAO)

Этап 3. Удержать воду в ландшафте

В засушливой зоне главным ограничением часто является не общее количество осадков, а то, что вода:

быстро стекает;

испаряется;

уносит почву;

концентрируется в оврагах;

не успевает проникнуть к корням.

Принцип

Замедлить — распределить — впитать — сохранить — безопасно отвести избыток.

Возможные элементы

На почти ровной земле

неглубокие впитывающие канавы;

микропонижения;

лунки вокруг растений;

мульчированные полосы;

небольшие водосборные чаши.

На пологих склонах

контурные валы;

полулунные водосборы;

каменные линии;

травяные полосы;

посадочные карманы.

В оврагах

цепочка небольших проницаемых запруд;

каменно-веточные пороги;

посадка ив и других местных влаголюбивых видов;

расширение потока в безопасные пойменные зоны.

В больших проектах

пруды;

сезонные водоёмы;

восстановление пойм;

водосбор с дорог и крыш;

подпочвенное накопление воды;

инфильтрационные бассейны.

Сбор поверхностного стока в сухих регионах может одновременно улучшать урожайность, состояние почвы, водообеспеченность и местное биоразнообразие. (WOCAT)

Важное ограничение

Контурные канавы нельзя без расчёта строить:

на оползневых склонах;

на тяжёлых переувлажнённых глинах;

над зданиями;

возле неустойчивых откосов;

там, где вода может вызвать просадку.

Этап 4. Закрыть поверхность почвы

Открытая почва перегревается, теряет воду, разрушается дождём и ветром.

Основные принципы здоровой почвы:

максимальное постоянное покрытие;

минимальное механическое нарушение;

разнообразие растений;

живые корни как можно большую часть года. (Natural Resources Conservation Service)

Чем закрывать землю

соломой;

скошенной травой;

древесной щепой;

измельчёнными ветвями;

листьями;

компостом;

стернёй;

почвопокровными растениями;

каменной мульчей в сухих зонах.

Какая мульча подходит

Для сельскохозяйственных полос

солома;

скошенные покровные культуры;

компост;

измельчённые растительные остатки.

Для деревьев и кустарников

древесная щепа;

листья;

веточная мульча;

зрелый компост поверх почвы.

Для очень сухих каменистых участков

гравий;

каменная крошка;

небольшие камни, создающие тень и конденсационные микрозоны.

Мульчу нельзя укладывать вплотную к стволам. Кроме того, на пожароопасных участках толстые слои сухой органики нужно разделять безопасными полосами.

Этап 5. Устранить уплотнение и восстановить структуру

Уплотнённая земля может выглядеть влажной после дождя, но вода остаётся сверху и не проникает глубже.

Признаки уплотнения

лужи после небольшого дождя;

корни растут горизонтально;

очень твёрдый слой на одной глубине;

плохая аэрация;

слабая активность червей;

вода стекает, не впитываясь;

растения легко выдёргиваются с короткими корнями.

Методы

прекращение движения по влажной почве;

постоянные технологические колеи;

глубококорневые растения;

редька масличная;

люцерна;

донник;

цикорий;

многолетние злаки;

локальное механическое рыхление;

глубокорыхлитель без оборота пласта;

внесение органического материала на поверхность.

Механическое рыхление даёт эффект только тогда, когда после него сразу появляется растительность. Если оставить рыхлую землю голой, она снова уплотнится и подвергнется эрозии.

Этап 6. Вернуть пионерные растения

На первой стадии нужны не ценные плодовые деревья, а растения, способные выжить и изменить среду.

Функции пионерных видов

быстро закрыть почву;

дать корни;

накопить органику;

снизить температуру поверхности;

задержать пыль и семена;

улучшить проникновение воды;

создать укрытие для следующих растений.

Основные группы

Злаки

местные овсяницы;

кострец;

житняк;

ковыль — для природной степи;

пырейные местные виды;

просо;

сорго в хозяйственных системах.

Бобовые

клевер;

люцерна;

эспарцет;

донник;

вика;

местные астрагалы;

лядвенец.

Разнотравье

тысячелистник;

цикорий;

подорожник;

шалфей;

полынь местных видов;

местные сложноцветные;

глубококорневые засухоустойчивые травы.

Посев

На сильно деградированной земле лучше использовать смесь:

быстрорастущих однолетников;

многолетних злаков;

бобовых;

местного разнотравья.

Монокультура закрывает почву, но создаёт менее устойчивую систему.

Этап 7. Восстановить почвенную биологию

Почва — это не только песок, глина и удобрения. Её функции обеспечивают:

бактерии;

грибы;

простейшие;

нематоды;

дождевые черви;

членистоногие;

живые корни;

разлагающаяся органика.

Что помогает почвенной жизни

постоянные корни;

растительное разнообразие;

листовой опад;

древесные остатки;

компост;

отсутствие частой вспашки;

отказ от ненужных фунгицидов;

снижение минерального азота;

разумный выпас;

вода и тень.

Компост и микробные препараты

Качественный компост полезен как источник:

органики;

микроорганизмов;

стабильных питательных веществ;

улучшенной влагоёмкости.

Но «микориза из пакета» не заменит правильные условия. Если почва остаётся голой, перегретой, засолённой или регулярно обрабатывается фунгицидом, внесённые грибы не создадут устойчивой системы.

Навоз

Свежий навоз нельзя толстым слоем вносить непосредственно под молодые растения. Он может:

обжигать корни;

вызывать избыток азота;

увеличивать засоление;

загрязнять воду;

стимулировать сорняки.

Лучше применять компостированный навоз или распределять органику малыми дозами в сочетании с растительным покровом.

Этап 8. Восстановить плодородие

Плодородие нельзя сводить только к NPK.

Необходимы:

органическое вещество;

пористая структура;

аэрация;

влагоёмкость;

сбалансированная кислотность;

доступные минеральные элементы;

биологическая активность;

защита поверхности.

Органические источники

компост;

растительные остатки;

покровные культуры;

навоз после переработки;

древесная щепа;

биоуголь в смеси с питательным компостом;

зелёные удобрения.

Минеральная коррекция

Применяется только после анализа:

известь — при избыточной кислотности;

гипс — в некоторых натриевых почвах;

фосфорные материалы — при подтверждённом дефиците;

микроэлементы — по диагностике;

глина — на крайне песчаных техногенных субстратах;

песок не следует без расчёта добавлять в тяжёлую глину.

Биоуголь перед внесением желательно насыщать компостом, навозным настоем или питательным раствором. Ненасыщенный материал временно способен связывать часть доступных питательных веществ.

Этап 9. Вводить кустарники

Когда травяной покров уже удерживает почву и появились стабильные зоны накопления воды, можно вводить кустарники.

Для степной и сухой зоны

Нужны прежде всего местные виды:

шиповник;

боярышник;

тёрн;

карагана в её естественном регионе;

можжевельник;

тамариск на подходящих засолённых участках;

облепиха;

кизильники;

местные полыни и кустарнички.

Функции кустарников

задержание снега;

защита от ветра;

создание тени;

корм птицам;

места гнездования;

защита молодых деревьев от животных;

накопление листового опада;

соединение отдельных местообитаний.

Кустарники лучше сажать островами и полосами, а не равномерной сеткой.

Этап 10. Вводить деревья только после подготовки среды

На голой земле одиночный саженец сталкивается сразу с несколькими угрозами:

перегрев;

ветер;

испарение;

травоядные;

нехватка органики;

уплотнение;

резкие колебания температуры.

Поэтому деревья лучше высаживать после создания:

водосборной микрозоны;

травяного покрытия;

мульчи;

кустарниковой защиты;

ограждения от животных.

Последовательность древесных пород

Первая волна — устойчивые подготовительные виды

В зависимости от региона:

ива во влажных местах;

ольха;

берёза;

сосна;

рябина;

местные акациевые или бобовые деревья;

тамариск при умеренном засолении;

местные засухоустойчивые деревья.

Вторая волна — долговечные каркасные виды

дуб;

липа;

вяз;

клён;

пихта и сосна по климату;

кедровая сосна;

каштан;

грецкий орех;

местные плодовые.

Третья волна — теневыносливые и редкие виды

тис;

пихта;

лесные плодовые;

редкие реликтовые деревья;

теневыносливые кустарники.

В сухих землях деревья улучшают инфильтрацию, связывают почву корнями, снижают ветер, создают тень и смягчают микроклимат. Но их плотность должна соответствовать запасу воды. (Open Knowledge FAO)

Отдельно: как восстанавливать степь

Степь не нужно превращать в сплошной лес

Естественная степь состоит прежде всего из:

многолетних злаков;

разнотравья;

луковичных;

почвенных корок;

локальных кустарников;

редких деревьев в понижениях и вдоль воды.

Сплошное облесение может:

вытеснить степные растения;

лишить местообитаний наземных птиц;

увеличить расход воды;

изменить пожарный режим;

нарушить исторический ландшафт.

Правильная модель степного восстановления

60–80% территории

местные травы;

бобовые;

разнотравье;

управляемый выпас;

сезонное кошение;

сохранение открытого пространства.

10–20%

кустарниковые острова;

балки;

живые изгороди;

коридоры для животных.

5–15%

деревья вдоль воды;

защитные лесополосы;

теневые группы;

плодовые и хозяйственные посадки возле поселений.

Это только ориентир. В настоящем природоохранном степном резервате древесная доля может быть значительно меньше.

Отдельно: восстановление полностью голой земли

На карьере, строительной площадке или сильно эродированной поверхности может отсутствовать даже полноценный почвенный горизонт.

Этапы

1. Стабилизация рельефа

убрать опасные отвалы;

смягчить слишком крутые склоны;

сформировать безопасный водосброс;

засыпать промоины;

создать микрорельеф.

2. Формирование корнеобитаемого слоя

При необходимости:

вернуть сохранённый плодородный слой;

смешать минеральный субстрат с компостом;

добавить глинистую фракцию в песчаный материал;

устранить токсичность;

уменьшить каменистость только там, где это мешает растениям.

3. Быстрое покрытие

гидропосев;

соломенные маты;

веточная мульча;

покровные смеси;

посев в борозды и микролунки.

4. Кустарники и пионерные деревья

Добавляются только после того, как субстрат перестал активно размываться.

На техногенных землях может понадобиться именно реконструкция функциональной системы «почва—растения», а не простое озеленение поверхности. (FAOHome)

Отдельно: засолённые почвы

Признаки:

белая корка;

плохое прорастание;

ожог листьев;

слабое впитывание;

разрушение структуры;

солоноватая грунтовая вода.

Что делать

Определить тип солей и уровень натрия.

Устранить источник засоления.

Создать дренаж, если это возможно.

При подходящих условиях провести промывку.

Для натриевых почв применять гипс только по расчёту.

Сначала использовать солеустойчивые покровные растения.

Постепенно накапливать органику.

Не вносить бесконтрольно навоз и минеральные удобрения.

Без дренажа промывка иногда только поднимает соли ближе к поверхности или переносит проблему в другое место.

Отдельно: пески и движущиеся дюны

Первая линия

веточные решётки;

соломенные клетки;

низкие проницаемые ограждения;

полосы поперёк ветра.

Вторая линия

местные песчаные травы;

корневищные злаки;

галофиты при солевом воздействии;

почвопокровные кустарники.

Третья линия

более крупные кустарники;

деревья только после частичной стабилизации;

водосборные лунки;

защита от пескозаноса.

Высокие деревья нельзя ставить первой линией на подвижной дюне: их корни будут оголяться или засыпаться.

Отдельно: деградированное пастбище

Последовательность

Оценить кормовую ёмкость.

Уменьшить поголовье.

Разделить территорию на сектора.

Восстановить водопои.

Дать участкам длительный отдых.

Подсеять местные многолетние травы.

Ввести бобовые.

Сохранить кустарниковые убежища.

Контролировать сорняки выборочно.

Возвращать животных только после укоренения растительности.

Выпас должен следовать за восстановлением растений, а не опережать его.

Мозаичная модель восстановленного ландшафта

Идеальная система не должна быть полностью одинаковой.

В ней сохраняются:

открытая степь;

цветущие луга;

высокотравье;

низкие выпасаемые участки;

кустарниковые острова;

лесополосы;

влажные впадины;

пруды;

каменные участки;

мёртвая древесина;

участки без хозяйственного вмешательства;

продуктивные лесосады.

Такая мозаика обеспечивает больше местообитаний, чем сплошная посадка одного типа.

Экономическая последовательность восстановления

Восстановление должно постепенно оплачивать само себя.

1–2-й годы

Возможные продукты:

семена и саженцы;

однолетние засухоустойчивые культуры;

лекарственные травы;

сено;

компост;

работы по водосбору и питомнику.

2–5-й годы

многолетние травы;

управляемый выпас;

пчеловодство;

ягоды;

кормовые растения;

биомасса;

семена местных трав.

5–10-й годы

плодовые культуры;

орехи ранних пород;

лекарственное сырьё;

грибы;

пастбищно-древесная система;

экологический туризм.

10–30-й годы

каштан;

грецкий орех;

ценная древесина после прореживания;

семенной материал;

переработка;

полноценный лесосад;

платные экосистемные услуги.

Экономическая деятельность не должна снова удалять всю биомассу. Часть урожая, травы, древесины и листового опада должна оставаться в системе.

Контрольные показатели восстановления

Нужно измерять не только количество высаженных деревьев.

Почва

доля покрытой поверхности;

органическое вещество;

скорость инфильтрации;

плотность;

глубина корней;

pH и засоление;

устойчивость агрегатов.

Вода

уменьшение поверхностного стока;

снижение размыва;

длительность сохранения влаги;

уровень грунтовых вод;

заполнение сезонных водоёмов.

Растительность

процент выживаемости;

количество местных видов;

наличие многолетников;

площадь голой земли;

естественное возобновление.

Животные

опылители;

почвенные беспозвоночные;

птицы;

амфибии;

мелкие млекопитающие.

Экономика

затраты на гектар;

объём продукции;

потребность в поливе;

кормовая продуктивность;

доход по годам;

количество рабочих мест.

Пример плана на первые десять лет

Сроки сильно зависят от осадков. Во влажном климате некоторые процессы проходят быстрее, а в засушливом восстановление может занять десятилетия.

Ключевой принцип DREVO

Восстанавливать нужно не отдельные деревья, а круговорот:

дождь → проникновение воды → живые корни → микроорганизмы → растительная масса → животные → органические остатки → гумус → новая растительность.

На первой стадии задача человека — остановить потерю воды и почвы. На второй — вернуть постоянное растительное покрытие. На третьей — сформировать мозаичную экосистему. И только затем вводить лесосад, хозяйственные культуры и долговечные деревья.

Самая частая ошибка — высадить дорогие саженцы на неподготовленную голую землю. Самый устойчивый подход — сначала создать условия, в которых природа снова способна выращивать растения почти самостоятельно.