Combaterea defrișării, deșerticifării și eroziunii

Schimbările climatice reprezintă în prezent una dintre cele mai importante probleme de mediu la nivel global. Din cauza creșterii ratelor de emisie a gazelor cu efect de seră în atmosfera Pământului, temperaturile medii de suprafață cresc, ceea ce poate provoca dezastre de mediu. Cu toate acestea, în paralel cu creșterea semnificativă a populației, a apărut și o scădere graduală a pădurilor, zonelor de pășuni și zonelor agricole.

Defrișările, deșertificarea și eroziunea sunt printre cele mai importante probleme de mediu cu care ne confruntăm în prezent. Acestea au strânsă legătură cu schimbările climatice influențându-se reciproc. Cu toate că dimensiunea acestor probleme crește din cauza efectelor schimbărilor climatice, este vital să prevenim defrișările, deșertificarea și eroziunea pentru a preveni schimbările climatice.

Defrișarea

Raportul de evaluare a Resurselor Forestiere Globale (FRA) este pregătit la fiecare cinci ani de către FAO (Organizația pentru Alimentație și Agricultură). Conform ultimului raport pregătit și publicat în 2020, totalul suprafeței de pădure din întreaga lume este de 4,06 miliarde de hectare [1]. Aceasta corespunde la o treime din suprafața totală a terenului. 20% din pădurile lumii se află în Federația Rusă, urmată de Brazilia, Canada, Statele Unite și China (Figura 1).

Figura 1. Distribuția zonelor de pădure [1].

Cu toate că suprafața de pădure per capita în lume este de 0,52 hectare, pădurile nu sunt distribuite uniform. Cea mai mare parte este reprezentată de pădurile situate în regiunile tropicale, cu o rată de 45%. Acestea sunt urmate de pădurile boreale cu 27%, pădurile din regiunile temperate cu 17% și pădurile subtropicale cu 11% (Figura 2).

După ce oamenii s-au așezat, suprafețele de pădure din întreaga lume au înregistrat o scădere continuă. Se estimează că acum 10 mii de ani existau 6 miliarde de hectare de pădure în întreaga lume [2]. Scăderea suprafețelor acoperite de păduri în trecutul recent este chiar mai mare. Această situație a dus la apariția conceptului numit defrișare. Potrivit FAO, defrișarea este considerată schimbarea de folosință a pădurii (teren agricol, pășuni, așezări etc.).

Valoarea netă de pădure pierdută la nivel mondial în ultimii treizeci de ani, după deducerea suprafețelor reîmpădurite, a fost de 178 de milioane de hectare. În timp ce rata acestei pierderi a fost de 7,8 milioane de hectare anual între 1990 și 2000, aceasta a scăzut la 5,2 milioane și, respectiv, la 4,7 milioane de hectare în celelalte perioade de zece ani (Figura 3).

Figura 3. Modificări anuale nete ale zonelor de pădure pe o perioadă de zece ani între 1990 și 2020 [1].

Figura 4. Modificări anuale nete ale zonelor de pădure pe regiuni și în diferite intervale de timp [1].

Deși schimbările evidente observate în zonele forestiere sunt considerate per total o scădere în unele regiuni, există zone în care se observă o creștere datorită împăduririi și măsurilor de protecție. Schimbarea, care s-a manifestat ca o scădere în Africa și America de Sud, a fost observată ca o creștere în continentele asiatic și european (Figura 4).

Cele zece țări cu cele mai mari creșteri și scăderi în suprafețele forestiere la nivel de țară sunt prezentate în Tabelul 1. Conform acestuia, în timp ce China a fost țara care și-a mărit cel mai mult resursele forestiere, cu o suprafață de aproximativ 2 milioane de hectare anual, situația opusă a avut loc în Brazilia, cu o pierdere forestieră de aproximativ 1,5 milioane de hectare.

Tabelul 1. Clasificarea țărilor în funcție de câștigul anual mediu sau pierderile medii anuale ale suprafețelor forestiere între 2010 și 2020 [1].

Pădurile, care sunt unul dintre cele mai importante rezervoare de carbon din ecosistemul terestru, îndeplinesc o sarcină importantă prin captarea dioxidului de carbon din atmosferă și păstrarea acestuia în aceste rezervoare. Carbonul poate fi stocat în țesuturile vii și moarte ale pădurilor, iar o cantitate semnificativă este reținută și în solul forestier. Stocul total de carbon din păduri la nivel global este estimat la 662 de milioane de tone (Tabelul 2). Cea mai mare parte a acestuia este stocată în pădurile din continentul american.

Tabelul 2. Stocurile de carbon forestier pe continente [1].

44,48% din carbonul stocat de păduri este reprezentat de biomasă, iar 45,24% se regăsește în materia organică din sol. Ceea ce rămâne corespunde pădurii moarte și stratului care acoperă solul (Figura 5).

Figura 5. Stocurile de carbon ale pădurilor, 2020 [1].

Sechestrarea carbonului în ecosistemul forestier are loc prin fotosinteză. CO₂-ul preluat din atmosferă de către plante este ajunge în structura carbohidraților și este apoi convertit în alți compuși organici [3].

Carbonul stocat în plante se amestecă fie cu frunzișul de pe sol, fie revine în atmosferă prin respirația animalelor care consumă aceste plante. În timp ce CO₂-ul eliberat ca rezultat al descompunerii materiei organice din frunziș revine în atmosferă, unele dintre aceste produse de descompunere pătrund în sol și se amestecă cu acesta. Astfel, devine posibilă stocarea carbonului organic în sol [4].

Odată cu adăugarea tuturor tipurilor de organisme moarte în solul sub-pădure, carbonul acumulat continuă să se descompună cu ajutorul creaturilor solului, cum ar fi bacteriile și ciupercile. Ca urmare a descompunerii, o parte din carbon revine în atmosferă sub formă de CO₂. Acest fenomen este denumit respirația solului. Dacă suprafețele forestiere sunt convertite în terenuri agricole, cantitatea de carbon stocată în sol scade. Principala cauză pentru aceasta este dispariția sursei de materie organică odată cu distrugerea acoperișului solului, descompunerea mai rapidă a materiei organice ca rezultat al prelucrării solului și transportul stratului superior de sol care are un conținut ridicat de carbon organic, acesta devenind vulnerabil la eroziune [5].

Este evident că schimbările climatice, care apar din cauza creșterii emisiilor gazelor cu efect de seră în atmosferă, reprezintă una dintre cele mai mari amenințări cu care se confruntă lumea. Ecosistemele forestiere sunt unul dintre cele mai importante instrumente pentru reducerea CO₂-ului în atmosferă, datorită potențialului lor ridicat de stocare a carbonului atât în sol, cât și în biomasă. Capturarea gazelor cu efect de seră existente, precum și reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră în atmosferă, reprezintă o abordare importantă pentru reducerea efectelor schimbărilor climatice. Pentru aceasta:

- trebuie luate măsuri pentru protejarea activelor forestiere la nivel global,

- trebuie refăcută productivitatea suprafețelor de pădure degradate,

- trebuie să aibă loc prevenirea defrișărilor masive,

- trebuie să se prevină schimbarea destinației terenurilor forestiere în terenuri agricole,

- trebuie să se limiteze daunele cauzate de tăierile ilegale și pășunatul ilegal,

- măsuri precum împădurirea în zonele potrivite sunt vitale pentru o lume mai locuibilă.

Deșertificarea

Deșertificarea este definită în Convenția Națiunilor Unite de Combatere a Deșertificării (UNCCD) ca degradarea terenurilor cauzată de interacțiunile complexe dintre factorii fizici, biologici, politici, sociali, culturali și economici, inclusiv schimbările climatice și activitățile umane, în țările afectate de secete severe și/sau deșertificare în zonele aride, semi-aride și uscate sub-umede.

Degradarea solului, care poate fi observată peste tot, este considerată deșertificare dacă apare în terenuri aride, semi-aride și uscate sub-umed. Deșertificarea apare mai frecvent și impactul său este mai mare în medii unde precipitațiile totale sunt scăzute, resursele de apă sunt insuficiente, au loc evenimente de secetă lungi și recurente și există straturi subțiri de sol, acoperite cu vegetație rară și sensibilă. Factorii legați de schimbările climatice pot duce la o creștere a vulnerabilității terenurilor la deșertificare și la accelerarea proceselor de deșertificare [6].

Deșertificarea nu se limitează la forme ireversibile de degradare a terenurilor; ea reprezintă toate formele și nivelurile de degradare a terenurilor care apar în regiunile uscate. Indicele de ariditate sau secetă (IA) este de obicei luat în considerare în clasificarea zonelor uscate (Figura 6). La calculul indicelui de secetă, se folosește raportul dintre cantitatea medie anuală de precipitații și cantitatea de apă pierdută prin evapotranspirație. Conform estimărilor, proporția zonelor uscate la nivel global este estimată la aproximativ 46% [7]. Clima aridă este o caracteristică pe termen lung caracterizată printr-o cantitate scăzută medie de precipitații și este diferită de secetă, care este o caracteristică climatică temporară. Zonele extrem de uscate cu un indice de secetă sub 0,05 sunt excluse din definiția deșertificării [8].

Astăzi, multe țări din lume se confruntă cu pericolul deșertificării. Programul Națiunilor Unite pentru Mediu (UNEP) estimează costul global al deșertificării la 42 de miliarde de dolari anual. Aproximativ 70% din zonele uscate ale lumii se află în Africa și Asia (Figura 7). În afara deșerturilor, cel mai mare utilizare a terenurilor în zonele uscate este pășunatul, urmat de păduri și terenurile arabile [7].

În timp ce schimbările climatice sunt considerate principalul factor care duce la deșertificare, este posibil ca deșertificarea să producă schimbări în climatul local. Modificările care apar local ca urmare a interacțiunii mutuale contribuie de asemenea la schimbările climatice globale prin creșterea nivelului CO₂ [10].

Interacțiunea dintre schimbările climatice și degradarea terenurilor rămâne strâns legată. Resursele de apă din lume se schimbă în funcție de climă. Disponibilitatea apei este prognozată să crească cu 10-40 % la latitudini mari și în unele tropice umede, în timp ce va scădea cu 10-30 % la latitudini medii și tropicele uscate. Schimbările în evenimente meteorologice precum temperatură, precipitații și vânt pot agrava deșertificarea [11].

Cele mai importante efecte ambientale și sociologice ale secetei și deșertificării, care au multe efecte negative, sunt enumerate mai jos [6]:

• Pierderea productivității biologice în ecosisteme și scăderea producției agricole;

• Slăbirea și dispariția vegetației naturale;

• Reducerea biodiversității;

• Crearea condițiilor favorabile pentru răspândirea speciilor de plante străine și invazive;

• Accentuarea eroziunii datorată vântului;

• Scăderea disponibilității apei, coborârea nivelurilor apelor subterane;

• Sărăcie și foamete printre locuitorii regiunii afectate;

• Creșterea numărului nomazilor climatici și intensificarea deșertificării;

• Deteriorarea directă sau indirectă a calității vieții în zonele afectate.

Deși variază considerabil în funcție de geografie, iată mai jos principalele cauze directe și indirecte ale deșertificării [6]:

• Incendiile forestiere și defrișările,

• Activități agricole precum pășunatul excesiv, lucrările continue de arat, utilizarea intensivă a pesticidelor și a îngrășămintelor,

• Consumul excesiv al tuturor tipurilor de resurse rare,

• Utilizarea excesivă a resurselor de apă și erorile făcute în gestionarea irigațiilor,

• Construcția de baraje și structuri mari, modificarea și perturbarea direcțiilor de curgere ale canalelor și albiilor râurilor, consumul excesiv de apă subterană, drenarea zonelor umede,

• Schimbările climatice și variabilitatea acestora care cauzează secete și inundații,

• Competiția acerbă și problemele cauzate de regimul larg răspândit de comerț internațional datorită răspândirii globalizării și a regulilor economiei de piață, etc.

Pentru a lupta comun și eficient împotriva deșertificării mai multe țări au semnat în iunie 1994 Convenția Națiunilor Unite de Combatere a Deșertificării (UNCCD). Scopul convenției este de a minimiza efectele secetei prin combaterea secetei și/sau deșertificării în țările afectate de aceasta, în special în Africa, prin acțiuni eficiente la toate nivelurile.

Eroziunea

Eroziunea poate fi definită ca pierderea solului ca rezultat al deplasării acestuia datorită diferitelor forțe cum ar fi apa, vântul sau mișcările de masă. Principalii factori care afectează eroziunea solului sunt cantitatea și intensitatea precipitațiilor, viteza vântului, direcția și forța acestuia, schimbările în categoriile de utilizare a terenurilor, topografia și proprietățile solului [6].

Diverse modele climatice create datorită schimbărilor climatice arată că, în general, creșterea intensității precipitațiilor și creșterea evenimentelor de vânt puternic pot cauza o intensificare a eroziunii solului, în special odată cu creșterea evenimentelor de secetă [12]. Pe de altă parte, impactul eroziunii asupra schimbărilor climatice prin posibile modificări ale ciclului carbonului din sol nu a fost încă evaluat în mod adecvat, deoarece eroziunea poate crește sau reduce emisiile de CO₂ datorită mineralizării crescute și sedimentării [13, 14]. Eroziunea accelerată rezultată din utilizarea excesivă a irigațiilor reprezintă o amenințare majoră pentru solurile din întreaga lume. Se afirmă că 75 de miliarde de tone (Pg) de sol sunt erodate din zonele agricole arabile la nivel global în fiecare an prin eroziune, iar aceasta corespunde unei pierderi economice de aproximativ 400 de miliarde de dolari pe an [15]. Măsura în care sunt afectate solurile de eroziune în întreaga lume poate varia. O evaluare a eroziunii solului la nivel global este prezentată pe o hartă din 2012 (Figura 8). În crearea studiului au fost incluse 202 țări cu o suprafață de peste 125 de milioane de km², estimările fiind create prin modelarea bazată pe RUSLE. Pe harta în care aproximativ 84,1% din solul lumii este evaluat, ratele de eroziune a solului sunt împărțite în șapte clase care simbolizează rate crescânde de la verde la roșu [16].

Eroziunea accelerată a solului se datorează în primul rând schimbărilor în categoriile de utilizare a terenurilor. Solurile devin mai vulnerabile la eroziune, în special atunci când zonele forestiere sunt transformate în terenuri agricole. Montgomery [17] a declarat că datele obținute dintr-o compilare globală a cercetărilor confirmă afirmația că ratele de eroziune în zonele agricole cu lucrări tradiționale de arat sunt de câteva ori mai mari decât în zonele cu vegetație naturală. Conform cercetătorului, deși la nivel global formarea și eroziunea solului în zonele naturale au loc într-un mod care echilibrează amenințările geologice și climatice, agricultura bazată pe aratul tradițional crește ratele de eroziune până la punctul de a deveni nesustenabile. Spre deosebire de aratul tradițional, agricultura fără lucrări de arat are o importanță deosebită pentru agricultura durabilă, deoarece va crea eroziune mai aproape de cantitatea de producție a solului.

Comparând eroziunea solului în funcție de tipurile de utilizare a terenurilor, se observă diferențe mari. Se estimează că eroziunea solului în zonele cultivate din întreaga lume este de 77 de ori mai mare decât în solurile de pădure și aproximativ de 7 ori mai mare decât în solurile cu vegetație naturală [16].

Este posibil să se observe o scădere semnificativă a eroziunii solului ca rezultat al practicilor agricole de protecție. În acest scop, într-o evaluare realizată folosind modelarea în terenurile a 54 de țări raportate la FAO, s-a raportat o scădere anuală de 7% în pierderea de sol [16]. S-a afirmat că, pe baza unei țări, eroziunea solului a fost redusă cu maximum 33% în Argentina prin practici agricole de protecție. În timp ce ratele de reducere a eroziunii solului au fost mai mari în țările mai puțin dezvoltate, creșterile ratelor de reducere au fost mai mici în economiile dezvoltate.

Solul este unul dintre cele mai importante active naturale ale lumii, care necesită mulți ani pentru a se forma. Existența continuă a vieții pe Pământ depinde de existența sa. Protejarea solului ca un activ și continuarea utilizării sale în producție va fi posibilă prin implementarea unor abordări ecologice în relațiile dintre om și sol, fără a pierde timpul. Unele măsuri care pot fi luate în acest sens sunt enumerate mai jos:

• Trebuie făcute reglementări legale pentru a proteja resursele de sol și apă, iar deficiențele și problemele din reglementările existente trebuie revizuite și puse din nou în practică.

• Solurile ar trebui clasificate în funcție de proprietățile lor și ar trebui făcută planificarea utilizării terenurilor pentru a ne asigura că solurile sunt utilizate conform capacităților lor.

• Trebuie luate măsuri de protecție în producția agricolă, în special în zonele predispuse la eroziune. În acest scop, ar trebui implementate practici fără arare sau cu arare redusă, iar pierderile posibile de sol ar trebui reduse prin măsuri precum metoda de semănat direct în paie sau folosirea culturilor de acoperire.

• Trebuie luate măsuri pentru protejarea și îmbunătățirea zonelor de pășuni. De asemenea, trebuie prevenită pășunatul excesiv și necontrolat.

• Deoarece scurgerile de suprafață și pierderile de sol vor fi ridicate în zonele cu pante mari, producția agricolă ar trebui să fie efectuată după ce sunt făcute aplicații precum fâșii, contururi etc. în astfel de locuri.

• În locurile cu probleme de eroziune, trebuie să se acorde o atenție specială selectării produselor de crescut, iar în loc să se planteze plante cu sapa, producția ar trebui făcută cu plante care necesită mai puțin arare și care prind mai bine solul.

• Realizarea aranjamentelor de drenaj pentru a preveni acumularea de apă în zonele care au soluri problematice.

Bibliografie

1. FAO, (2020). Global Forest Resources Assessment 2020 Main Report.

https://www.fao.org/3/ca9825en/ca9825en.pdf (Access date: 22.09.2023).

2. FAO, (2012). State of the World's Forests 2012. Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome, Italy

3. Tolunay, D., Çömez, A., (2008). In forest lands carbon storage and the situation in Turkey. Spherical Climate Change and This your problems Forests in Solution, Istanbul, 97-108.

4. Kantarcı, M.D. (2000). Soil İlmi (2nd Edition), İ.Ü. Publication No. 4261, Faculty of Forestry Publication No.462, Cantay Printing House, Istanbul

5. Lal, R., (2004). Soil carbon sequestration impacts on global climate change and food security, Science 304:1623-1627

6. Türkeş, M. (2012). Drought, Desertification and United Nations desertification with my struggle of the Convention a Detailed Analysis. Marmara University Europe community Institute Europe research Journal, 20(1), 7-55.

7. Mirzabaev, A., Wu, J., Evans, J., García-Oliva, F., Hussein, I.A.G., Iqbal, M.H., Kimutai, J., Knowles, T., Meza, F., Nedjraoui, D., Tena, F., Türkeş, M., Vázquez, R.J., Weltz, M. (2019). Desertification In: Climate Change and Land: an IPCC special report on climate change, desertification, land degradation, sustainable land management, food security, and greenhouse gas fluxes in terrestrial ecosystems [P.R. Shukla, J. Skea, E. Calvo Buendia , V. Masson-Delmotte, H.-O. Pörtner, D.C. Roberts, P. Zhai , R. Slade, S. Connors, R. van Diemen, M. Ferrat , E. Haughey, S. Luz, S. Neogi, M. Pathak, J. Petzold, J. Portugal Pereira, P. Vyas, E. Huntley, K. Kissick, M. Belkacemi , J. Malley, (eds.)]. In press.

8. UNCCD, (1994): Elaboration of an international convention to combat desertification in countries experiencing serious drought and/or desertification, particularly in Africa. General Assembly, United Nations, 1–58 pp.

9. Abatzoglou, J.T., Dobrowski, S.Z., Parks, S.A., Hegewisch, K.C. (2018): TerraClimate, a high-resolution global dataset of monthly climate and climatic water balance from 1958–2015. Sci. Data, 5, 170191, doi:10.1038/sdata.2017.191.

10. Sivakumar, M.V.K. (2007). Interactions between climate and desertification. Agricultural and forest meteorology, 142(2-4), 143-155.

11. WMO, (2007). Climate change and desertification. World Meteorological Organization, https://www.droughtmanagement.info/literature/WMO_climate_change_desertification_2007.pdf (Access date: 28.09.2023)

12. Hoffmann, M. T., Rounsevell, M., Sehgal, J., Varally, G. (1996). “Land degradation and desertification.” R.T. Watson, M. C. Zinyowera and R.H. Moss (eds.), Climate Change, Impacts, Adaptations and Mitigation of Climate Change: Scientific-Technical Analyses, Contributing of WG II to the Second Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). New York: Cambridge University Press,171-189.

13. Lal, R. (2004). Soil carbon sequestration impacts on global climate change and food security. Science 304, 1623–1627

14. Van Oost, K. et al. (2007). The impact of agricultural soil erosion on the global carbon cycle. Science 318, 626–629

15. FAO, (2023). Global Soil Partnership endorses guidelines on sustainable soil management. https://www.fao.org/news/story/en/item/416121/icode/ (Access date: 02.10.2023)

16. Borrelli, P., Robinson, D.A., Fleischer, L.R., Lugato, E., Ballabio, C., Alewell, C., Panagos, P. (2017). An assessment of the global impact of 21st century land use change on soil erosion. Nature Communications, 8(1). doi:10.1038/s41467-017-02142-7

17. Montgomery, D. R. (2007). Soil erosion and agricultural sustainability. Proceedings of the National Academy of Sciences, 104(33), 13268–13272. doi:10.1073/pnas.0611508104