Етапи відновлення голої землі, степів та деградованих ґрунтів

Етапи відновлення голої землі, степів та деградованих ґрунтів

Відновлення починається не з посадки дерев. Правильна послідовність зазвичай така:

зупинити руйнування → утримати воду → закрити ґрунт → повернути коріння та мікроорганізми → відновити трав'яний покрив → додати чагарники та дерева там, де вони екологічно доречні → сформувати стійке господарство.

Особливо важливо: здоровий степ не є недорозвиненим лісом. Степові і лучні екосистеми самі по собі мають високу природну цінність. Їх не можна автоматично засаджувати суцільним лісом. Дерева вводять мозаїчно - в ярах, уздовж води, на узліссях, біля господарських зон і у вигляді захисних смуг.

Загальна послідовність відновлення

Етап 0. Діагностика: визначити причину деградації

До будь-яких робіт потрібно зрозуміти, що саме зруйновано.

Можливі причини

водна ерозія;

вітрова ерозія;

перевипас;

постійне оранка;

ущільнення важкої техніки;

відсутність рослинного покриву;

засолення;

забруднення важкими металами чи нафтопродуктами;

кар'єрні роботи;

вирубування;

вогонь;

порушення водного режиму;

зниження рівня ґрунтових вод;

інвазивні види;

втрата насіннєвого банку;

надмірне застосування добрив та пестицидів.

Що досліджувати

Мінімальний набір:

структура та механічний склад ґрунту;

глибина родючого шару;

щільність та наявність плужної підошви;

рН;

органічна речовина;

електропровідність та засолення;

азот, фосфор, калій;

кальцій, магній та мікроелементи;

швидкість поглинання води;

рельєф та напрямки стоку;

існуюча рослинність;

насіннєвий банк;

можливе забруднення.

На зараженій чи сильно засоленої землі звичайна посадка рослин може вирішити проблему. Там спочатку потрібні спеціалізована рекультивація, дренаж, промивання, ізоляція забруднення або фіторемедіація.

Етап 1. Негайно припинити подальшу руйнацію

Не можна відновлювати землю, поки триває те саме навантаження, яке її знищило.

Необхідні заходи

тимчасово виключити випас;

закрити рух техніки за пошкодженими зонами;

припинити оранку схилів;

обмежити збирання всієї рослинної біомаси;

закрити некеровані дороги та колії;

зупинити скидання забрудненої води;

захистити ділянки від пожеж;

прибрати чи контролювати інвазивні рослини;

змінити напрямок руху води.

Іноді просте припинення тиску запускає природне відновлення швидше та дешевше, ніж масова посадка. У сухих регіонах огородження деградованої території від постійного випасу та витоптування часто дозволяє збереженим корінням та насіннєвому банку знову дати рослинність. (sti-portal.fao.org)

Для пасовищ

Повна заборона випасу не завжди потрібна назавжди. Краще перейти до:

ротаційне випасання;

короткому періоду перебування тварин;

тривалий період відновлення;

виключення випасу після посухи та пожежі;

окремим точкам водопою;

контролю загального поголів'я

Тварини можуть бути частиною відновлення, але тільки коли їх кількість та час перебування відповідають продуктивності ділянки.

Етап 2. Зупинити ерозію

Голий ґрунт може втратити за один сильний дощ те, що формувалося десятиліттями.

Вітрова ерозія

Для її зменшення застосовують:

смуги сухої трави та гілок;

тимчасові солом'яні мати;

живоплоти;

чагарникові смуги;

невисокі проникні вітрові бар'єри;

посадки поперек пануючого вітру;

закріплення піску травами;

збереження стерні;

мульча.

Вітрозахистна смуга не повинна бути абсолютно щільною стіною. Частково проникний бар'єр знижує швидкість вітру м'якше та зменшує сильні завихрення.

Водна ерозія

Використовуються:

контурні смуги;

кам'яні лінії;

плетені бар'єри з гілок;

невеликі запруди в промоїнах;

трав'яні водоскиди;

тераси на відповідних схилах;

відновлення ярів;

живі фашини;

кореневі зміцнюючі рослини.

Усі споруди мають пропускати надлишок води безпечно. Неправильно побудований вал здатний прорватися та посилити руйнування.

FAO розглядає захист від вітрової та водної ерозії, стабілізацію пісків та відновлення рослинного покриву як центральні завдання рекультивації сухих земель. (Відкриті знання ФАО)

Етап 3. Утримати воду у ландшафті

У посушливій зоні головним обмеженням часто є не загальна кількість опадів, а те, що вода:

швидко стікає;

випаровується;

забирає ґрунт;

концентрується у ярах;

не встигає проникнути до коріння.

Принцип

Уповільнити - розподілити - вбрати - зберегти - безпечно відвести надлишок.

Можливі елементи

На майже рівній землі

неглибокі поглинаючі канави;

мікрокраплі;

лунки навколо рослин;

мульчовані смуги;

невеликі водозбірні миски.

На пологих схилах

контурні вали;

напівмісячні водозбори;

кам'яні лінії;

трав'яні смуги;

кишені.

В ярах

ланцюжок невеликих проникних запруд;

кам'яно-гілкові пороги;

посадка верб та інших місцевих вологолюбних видів;

розширення потоку в безпечні заплавні зони.

У великих проектах

ставки;

сезонні водоймища;

відновлення заплав;

водозбір з доріг та дахів;

підґрунтове накопичення води;

інфільтраційні басейни.

Збір поверхневого стоку в сухих регіонах може одночасно покращувати врожайність, стан ґрунту, водозабезпеченість та місцеву біорізноманіття. (ВОКАТ)

Важливе обмеження

Контурні канави не можна без розрахунку будувати:

на зсувних схилах;

на важких перезволожених глинах;

над будинками;

біля нестійких укосів;

там, де вода може викликати просідання.

Етап 4. Закрити поверхню ґрунту

Відкритий ґрунт перегрівається, втрачає воду, руйнується дощем та вітром.

Основні принципи здорового ґрунту:

максимальне постійне покриття;

мінімальне механічне порушення;

різноманітність рослин;

живе коріння якомога більшу частину року. (Служба охорони природних ресурсів)

Чим закривати землю

соломою;

скошеною травою;

деревною тріскою;

подрібненими гілками;

листям;

компостом;

стерня;

ґрунтопокривними рослинами;

кам'яні мульчі в сухих зонах.

Яка мульча підходить

Для сільськогосподарських смуг

солома;

скошені покривні культури;

компост;

подрібнені рослинні рештки.

Для дерев та чагарників

деревна тріска;

листя;

веточная мульча;

зрілий компост поверх ґрунту.

Для дуже сухих кам'янистих ділянок

гравій;

кам'яна крихта;

невеликі камені, що створюють тінь та конденсаційні мікрозони.

Мульчу не можна укладати впритул до стволів. Крім того, на пожежонебезпечних ділянках товсті шари сухої органіки слід розділяти безпечними смугами.

Етап 5. Усунути ущільнення та відновити структуру

Ущільнена земля може виглядати вологою після дощу, але вода залишається зверху і не проникає глибше.

Ознаки ущільнення

калюжі після невеликого дощу;

коріння росте горизонтально;

дуже твердий шар однієї глибині;

погана аерація;

слабка активність черв'яків;

вода стікає, не вбираючись;

рослини легко висмикуються з коротким корінням.

Методи

припинення руху по вологому ґрунту;

постійні технологічні колії;

глибококореневі рослини;

редька масличная;

люцерна;

донник;

цикорій;

багаторічні злаки;

локальне механічне розпушування;

глибокорозпушувач без обороту пласта;

внесення органічного матеріалу на поверхню.

Механічне розпушування дає ефект лише тоді, коли після нього одразу з'являється рослинність. Якщо залишити пухку землю голою, вона знову ущільниться і зазнає ерозії.

Етап 6. Повернути піонерні рослини

На першій стадії потрібні не цінні плодові дерева, а рослини, здатні вижити та змінити середовище.

Функції піонерних видів

швидко закрити ґрунт;

дати коріння;

накопичити органіку;

знизити температуру поверхні;

затримати пил та насіння;

покращити проникнення води;

створити укриття для наступних рослин.

Основні групи

Злаки

місцеві костриці;

багаття;

житняк;

ковила - для природного степу;

пирійні місцеві види;

просо;

сорго у господарських системах.

Бобові

конюшина;

люцерна;

еспарцет;

донник;

крики;

місцеві астрагали;

лядвенець.

Різнотрав'я

деревій;

цикорій;

подорожник;

шавлія;

полин місцевих видів;

місцеві складноцвіті;

глибококореневі посухостійкі трави.

Посів

На сильно деградованій землі краще використовувати суміш:

швидкозростаючих однорічників;

багаторічних злаків;

бобових;

місцевого різнотрав'я.

Монокультура закриває ґрунт, але створює менш стійку систему.

Етап 7. Відновити ґрунтову біологію

Ґрунт — це не лише пісок, глина та добрива. Її функції забезпечують:

бактерії;

гриби;

найпростіші;

нематоди;

дощові черви;

членистоногі;

живе коріння;

органіка, що розкладається.

Що допомагає ґрунтовому життю

постійне коріння;

рослинна різноманітність;

листовий опад;

дерев'яні залишки;

компост;

відсутність частої оранки;

відмова від непотрібних фунгіцидів;

зниження мінерального азоту;

розумний випас;

вода та тінь.

Компост та мікробні препарати

Якісний компост корисний як джерело:

органіки;

мікроорганізмів;

стабільних поживних речовин;

покращеної вологоємності.

Але «мікоризу з пакету» не замінить правильні умови. Якщо ґрунт залишається голим, перегрітим, засоленим або регулярно обробляється фунгіцидом, внесені гриби не створять стійкої системи.

Гній

Свіжий гній не можна товстим шаром вносити безпосередньо під молоді рослини. Він може:

обпалювати коріння;

викликати надлишок азоту;

збільшувати засолення;

забруднювати воду;

стимулювати бур'яни

Краще застосовувати компостований гній або розподіляти органіку малими дозами разом із рослинним покривом.

Етап 8. Відновити родючість

Родючість не можна зводити лише до NPK.

Необхідні:

органічна речовина;

пориста структура;

аерація;

вологоємність;

збалансована кислотність;

доступні мінеральні елементи;

біологічна активність;

захист поверхні.

Органічні джерела

компост;

рослинні рештки;

покривні культури;

гній після переробки;

деревна тріска;

біовугілля в суміші з живильним компостом;

зелені добрива.

Мінеральна корекція

Застосовується лише після аналізу:

вапно - при надмірній кислотності;

гіпс - у деяких натрієвих ґрунтах;

фосфорні матеріали – при підтвердженому дефіциті;

мікроелементи - з діагностики;

глина – на вкрай піщаних техногенних субстратах;

пісок не слід без розрахунку додавати у важку глину.

Біовугілля перед внесенням бажано насичувати компостом, гноєм або живильним розчином. Ненасичений матеріал тимчасово може зв'язувати частину доступних поживних речовин.

Етап 9. Вводити чагарники

Коли трав'яний покрив вже утримує ґрунт та з'явилися стабільні зони накопичення води, можна вводити чагарники.

Для степової та сухої зони

Потрібні передусім місцеві види:

шипшина;

глід;

поворот;

карагана у її природному регіоні;

ялівець;

тамариску на відповідних засолених ділянках;

вони перетворилися на обліпиху;

кизильники;

місцеві полину та чагарнички.

Функції чагарників

затримання снігу;

захист від вітру;

створення тіні;

корм птахам;

місця гніздування;

захист молодих дерев від тварин;

накопичення листового опаду;

поєднання окремих місцепроживання.

Чагарники краще садити островами та смугами, а не рівномірною сіткою.

Етап 10. Вводити дерева лише після підготовки середовища

На голій землі одиночний саджанець стикається відразу з кількома погрозами:

перегрів;

вітер;

випаровування;

травоїдні;

нестача органіки;

ущільнення;

різкі коливання температури.

Тому дерева краще висаджувати після створення:

водозбірної мікрозони;

трав'яного покриття;

мульчі;

чагарникового захисту;

огорожі від тварин.

Послідовність деревних порід

Перша хвиля - стійкі підготовчі види

Залежно від регіону:

верба у вологих місцях;

вільха;

берези;

сосна;

горобина;

місцеві акацієві чи бобові дерева;

тамариску при помірному засоленні;

місцеві посухостійкі дерева.

Друга хвиля - довговічні каркасні види.

дуб;

липа;

в'яз;

клен;

ялиця та сосна за кліматом;

кедрова сосна;

каштан;

волоський горіх;

місцеві плодові.

Третя хвиля — тіньовитривалі та рідкісні види

тис;

ялиця;

лісові плодові;

рідкісні реліктові дерева;

тіньовитривалі чагарники.

У сухих землях дерева покращують інфільтрацію, зв'язують ґрунт корінням, знижують вітер, створюють тінь та пом'якшують мікроклімат. Але їхня щільність повинна відповідати запасу води. (Відкриті знання ФАО)

Окремо: як відновлювати степ

Степ не потрібно перетворювати на суцільний ліс

Природний степ складається насамперед із:

багаторічних злаків;

різнотрав'я;

цибулинних;

ґрунтових кірок;

локальних чагарників;

рідкісних дерев у пониженнях та вздовж води.

Суцільне заліснення може:

витіснити степові рослини;

позбавити житла наземних птахів;

збільшити витрати води;

змінити пожежний режим;

порушити історичний краєвид.

Правильна модель степового відновлення

60–80% території

місцеві трави;

бобові;

різнотрав'я;

керований випас;

сезонне косіння;

збереження відкритого простору.

10–20%

чагарникові острови;

але;

живоплоти;

коридори для тварин.

5–15%

дерева вздовж води;

захисні лісосмуги;

тіньові групи;

плодові та господарські посадки біля поселень.

Це лише орієнтир. У справжньому природоохоронному степовому резерваті деревна частка може бути значно меншою.

Окремо: відновлення повністю голої землі

На кар'єрі, будівельному майданчику або сильно еродованій поверхні може бути відсутнім навіть повноцінний ґрунтовий горизонт.

Етапи

1. Стабілізація рельєфу

усунути небезпечні відвали;

пом'якшити надто круті схили;

сформувати безпечне водоскидання;

засипати промоїни;

створити мікрорельєф.

2. Формування коренежитнього шару

При необхідності:

повернути збережений родючий шар;

змішати мінеральний субстрат із компостом;

додати глинисту фракцію піщаний матеріал;

усунути токсичність;

зменшити кам'янистість лише там, де це заважає рослинам.

3. Швидке покриття

гідропосів;

солом'яні мати;

веточная мульча;

покривні суміші;

посів у борозни та мікролунки.

4. Чагарники та піонерні дерева

Додаються лише після того, як субстрат перестав активно розмиватися.

На техногенних землях може знадобитися саме реконструкція функціональної системи «ґрунт-рослини», а не просте озеленення поверхні. (Головна сторінка FAO)

Окремо: засолені ґрунти

Ознаки:

біла кірка;

погане проростання;

опік листя;

слабке вбирання;

руйнування структури;

солоноватая грунтовая вода.

Що робити

Визначити тип солей та рівень натрію.

Усунути джерело засолення.

Створити дренаж, якщо це можливо.

За відповідних умов провести промивання.

Для натрієвих ґрунтів застосовувати гіпс лише за розрахунком.

Спочатку використовувати солестійкі покривні рослини.

Поступово накопичувати органіку.

Не вносити безконтрольно гній та мінеральні добрива.

Без дренажу промивання іноді лише піднімає солі ближче до поверхні або переносить проблему в інше місце.

Окремо: піски і дюни, що рухаються.

Перша лінія

гілкові грати;

солом'яні клітини;

низькі проникні огорожі;

смуги поперек вітру.

Друга лінія

місцеві піщані трави;

кореневищні злаки;

галофіти при сольовому впливі;

грунтопокривні чагарники.

Третя лінія

більші чагарники;

дерева лише після часткової стабілізації;

водозбірні лунки;

захист від піщаного нальоту.

Високі дерева не можна ставити першою лінією на рухомий дюні: їх коріння оголюватиметься або засипатиметься.

Окремо: деградована пасовища

Послідовність

Оцінити кормову ємність.

Зменшити поголів'я.

Розділити територію на сектори.

Відновити водопої.

Дати дільницям тривалий відпочинок.

Підсіяти місцеві багаторічні трави.

Ввести бобові.

Зберегти чагарникові сховища.

Контролювати бур'яни вибірково.

Повертати тварин лише після укорінення рослинності.

Випас повинен йти за відновленням рослин, а не випереджати його.

Мозаїчна модель відновленого ландшафту

Ідеальна система має бути повністю однаковою.

У ній зберігаються:

відкритий степ;

квітучі луки;

високотрав'я;

низькі ділянки, що випасаються;

чагарникові острови;

лісосмуги;

вологі западини;

ставки;

кам'яні ділянки;

мертва деревина;

дільниці без господарського втручання;

продуктивні лісосади.

Така мозаїка забезпечує більше місцепроживання, ніж суцільна посадка одного типу.

Економічна послідовність відновлення

Відновлення має поступово оплачувати себе.

1-2-й роки

Можливі продукти:

насіння та саджанці;

однорічні посухостійкі культури;

лікарські трави;

сіно;

компост;

роботи з водозбору та розплідника.

2-5-й роки

багаторічні трави;

керований випас;

бджільництво;

ягоди;

кормові рослини;

біомаса;

насіння місцевих трав.

5-10-і роки

плодові культури;

горіхи ранніх порід;

лікарська сировина;

гриби;

пасовищно-деревна система;

Екологічний туризм.

10-30-і роки

каштан;

волоський горіх;

цінна деревина після проріджування;

насіннєвий матеріал;

переробка;

повноцінний лісосад;

платні екосистемні послуги

Економічна діяльність має знову видаляти всю біомасу. Частина врожаю, трави, деревини та листового опаду повинна залишатися в системі.

Контрольні показники відновлення

Потрібно вимірювати як кількість висаджених дерев.

Ґрунт

частка покритої поверхні;

органічна речовина;

швидкість інфільтрації;

щільність;

глибина коріння;

pH та засолення;

стійкість агрегатів.

Вода

зменшення поверхневого стоку;

зниження розмиву;

тривалість збереження вологи;

рівень ґрунтових вод;

заповнення сезонних водойм.

Рослинність

відсоток виживання;

кількість місцевих видів;

наявність багаторічників;

площа голої землі;

природне поновлення.

Тварини

запилювачі;

ґрунтові безхребетні;

птахи;

амфібії;

дрібні ссавці.

Економіка

витрати на гектар;

обсяг продукції;

потреба у поливі;

кормова продуктивність;

дохід за роками;

кількість робочих місць.

Приклад плану на перші десять років

Терміни сильно залежить від опадів. У вологому кліматі деякі процеси проходять швидше, а посушливому відновлення може зайняти десятиліття.

Ключовий принцип DREVO

Відновлювати потрібно окремі дерева, а кругообіг:

дощ → проникнення води → живе коріння → мікроорганізми → рослинна маса → тварини → органічні залишки → гумус → нова рослинність.

На першій стадії завдання людини - зупинити втрату води та ґрунту. На другий повернути постійне рослинне покриття. На третій – сформувати мозаїчну екосистему. І лише потім вводити лісосад, господарські культури та довговічні дерева.

Найчастіша помилка – висадити дорогі саджанці на непідготовлену голу землю. Найстійкіший підхід спочатку створити умови, в яких природа знову здатна вирощувати рослини майже самостійно.