Destrukcija zemljišta pod uticajem klimatskih promena
Autorka: Vesna Golubović Ćurguz, Šumarski fakultet
Ljudi i njihove aktivnosti (povećana potrošnja energije, industrijalizacija, intenzivna poljoprivredna proizvodnja, povećanja broja stanovnika u gradovima i dr.) su jedan od najznačajnijih uzročnika globalnih klimatskih promena sa različitim posledicama po život u budućnosti. Klimatske promene prisutne su već više decenija i značajno utiču na životnu sredinu i celokupan živi svet. Tek je tokom prethodne dve decenije povećano razumevanje potencijalnih rizika koji klimatske promene nose sa sobom. Dva najvažnija klimatska faktora su temperatura i vlažnost (vlaga) i oni se međusobno uslovljavaju. Rast globalne temperature i veoma izražena temperaturna varijabilnost direktno uslovljavaju i promene rasporeda i količine padavina, što se ispoljava kroz pojavu čestih i intenzivnih suša koje smenjuju poplave u mnogim regionima. Ova smenjivanja sušnih perioda sa naglim i intenzivnim padavinama utiču na promenu osobina zemljišta (sadržaj hranljivih materija, pH vrednost zemljišta, prisustvo pesticida i svetlosti) kao i procesa koji se u njima odvijaju. Mnoge od ovih promena mogu oštetiti ili potpuno uništiti biljni svet, životinje i ostale organizme pa čak imaju uticaja i na život ljudi koji se nalaze na zahvaćenim područjima.
Poplava u rasadniku Topčider, maj 2014.
Postoje različita predviđanjima naučnika šta će se dešavati u narednih 30-50 godina. Po jednom scenariju prosečne godišnje temperature će se povećati za najmanje 10 stepeni za pojedine regione, biće povećan broj toplotnih talasa uz smanjenje broja hladnih (mraznih) dana i produžiće se vegetacione sezone u umerenoj zoni. U ovom periodu i koncentracija ugljen dioksida će se takođe povećati. Promene u sastavu gasova u atmosferi koji dovode do efekata staklene bašte mogu usloviti porast temperature na velikim prostorima i značajne promene u atmosferskim padavinama uz očekivana povećanja intenziteta suše na nekim lokacijama. Svakako, analiza uticaja potencijalnih budućih promena je prilično teška, zbog neizvesnosti u prognozi globalne i dugoročne promene temperature i oblika padavina uz složen uticaj prirodne vegetacije i načina korišćenja zemljišta (delom zbog potencijalnih promena i u socio-ekonomskim uslovima). Shodno tome, dugoročna i globalna prognoza o promeni zemljišta može biti samo uopštena, delimično imaginarna procena, uz mogućnost donošenje samo opštih zaključaka. U prirodnim procesima formiranja zemljišnih slojeva veoma je značajan balans vode na površini i prisustvo vlage u dubljim slojevima.
Ukoliko se nastavi trend rasta temperature to će usloviti odvijanje mnogih procesa u zemljištu, posebno u uslovima smanjenja količine padavina. Najznačajniji efekti ovakvih promena su ublažavanje nepovoljnih hidroloških posledica mraza i snega (porast nivoa reka i njihovo izlivanje), a samim tim pojava manjeg broja klizišta i količine vode koja prolazi od površinskih do dubljih zemljišnih slojeva. Ovakvi uslovi na prisutne biljke prouzrokuju smanjuje njihovih osnovnih fizioloških procesa.
Kakve se promene na zemljištu mogu očekivati u budućnosti?
Klimatske promene sa svim efektima kao posledicu mogu imati značajne izmene osobina i uslova zemljišta. Ove promene najviše utiču na osetljive ekosisteme – menja se prirodna vegetacija, što uslovljava i način upotrebe zemljišta. Pod uticajem osobina vegetacije (sastav vrsta, gustina biljaka, dinamika razvoja, proizvodnja biomase, karakteristike korena), mogu delimično biti ublaženi efekti klimatskih promena. Sve promene zemljišta koje nastaju usled klimatskih promena po svojoj prirodi mogu se podeliti naː fizičke, hemijske i biološke.
Fizičke promene (degradacioni procesi) ispoljavaju se kroz pojavu erozije zemljišta, povećanje stepena kiselosti (acidifikacija) i povećanje prisustva soli u zemljištu (salinizacija).
Hemijske promene – kako su zemljišta deo globalnog ciklusa kruženja ugljenika i azota, promene nivoa gasova u atmosferi dovode do odgovarajućih promena u zemljištu.
Biološke promene – najznačajnija biološka karakteristika zemljišta je prisustvo i aktivnost mikroorganizama koji razlažu organsku materiju. Ukoliko su promene temperature, padavina i vegetacije značajne, mikroorganizmi su uslovljeni da razlažu organsku materiju brže nego što se stvara nova i onda nivo organske materije u zemljištu opada.
Klizište Goč 2010.
Šta treba preduzeti u budućnosti?
Najveći izazov za naučnike koji proučavaju zemljišta je da se utvrdi tačno kako će klimatske promene uticati na zemljište, jer se neki od mogućih efekata međusobno suprotstavljaju. Zbog mnogih neizvesnosti u globalnim klimatskim promenama (pravac, intenzitet, sezonska i geografska distribucija) u detaljnijem predviđanju njihovih ekoloških, ekonomskih pa čak i socijalnih posledica, potrebne su multidisciplinarne analize koje bi dale tačnu naučnu osnovu za prilagođavanje ili ublažavanje nepovoljnih posledica klimatskih promena.
Strategija prilagođavanja ovakvim uslovima mora biti bazirana na kratkoročnim i dugoročnim promenama u aktivnostima ljudi koji će biti prilagođene uslovima izazvanim klimatskim promenama. U poljoprivrednoj proizvodnji ove adaptacije (prilagođavanja) zahtevajuː
– investicije u zalivne sisteme koji će biti efikasniji od postojećih ali uz nižu cenu ulaganja;
– istraživanja i ukrštanja biljaka otpornih na sušu uz konstantno ispitivanje mogućnosti opstanka tih biljaka u dužim sušnim intervalima;
– razvoj otpornih sorti koje su tolerantne na promene temperature i vlage;
kontinuirano testiranje na nove biljne bilesti i štetočine uz suočavanje sa adaptacijom patogenih organizama i biljaka na klimatske promene;
– uvođenje novih načina korišćenja i eksploatacije zemljišta.
Uticaj klimatskih promena i primena pesticida na zemljište
Tradicionalni sistemi obrade zemljišta doprineli su promeni strukture zemljišta, smanjenju mikrobiološkog diverziteta, uzrokovali nastanak poznatih efekata staklene bašte. Međutim, i dalje najveća količina biljne proizvodnje i proizvodnje hrane u celom svetu se ostvaruje u intenzivnoj poljoprivredi što ima i ekološke posledice. Različita hemijska jedinjenja se masovno koriste u savremenoj poljoprivrednoj proizvodnji jer se intenzivna proizvodnja hrane ne može zamisliti bez upotrebe hemijskih đubriva i pesticida iako oni predstavljaju ozbiljnu opasnost za životnu sredinu, prvenstveno za zemljište. Negativni efekati prekomernih doza mineralnih sirovina odražavaju se na reakciju, strukturu i biogenost zemljišta, a doprinose i nakupljanju štetnih materija u biljkama. Kontaminacija tla i podzemnih voda upotrebom hemijskih preparata u poljoprivredi, svake godine se sve više povećava. Količina azotnih i fosfatnih đubriva koje se upotrebljavaju zbog povećanja prinosa je sve veća, ali ako se ona primenjuju bez organskih đubriva ili u prekomernim dozama – dolazi do propadanja strukture zemljišta i opadanja njegove plodnosti. Zato je neophodna kontinuirana kontrola zagađenja. Veštačka đubriva razaraju živi svet u zemljištu čime zemljište postaje osetljivije na ostale nepovoljne uticaje, a omogućavaju i nastanak azotnih oksida koji su opasniji po klimu od ugljen-dioksida. Ovi nepovoljni uticaju u kombinaciji sa upotrebom teških mašina u polju i intenzivnog navodnjavanja, mogu dovesti do ozbiljnih problema u degradaciji zemljišta i do hemijskog i biološkog osiromašenja zemljišta. Ovakva situacija se pogoršava pod uticajem klimatskih faktora (visoka temperatura, iznenadni i intenzivni pljuskovi i dr) i to dovodi do erozije, akumulacije soli i preterane mineralizacije.
Kako su pesticidi nezaobilazni deo poljoprivredne proizvodnje, u njihovom razvoju teži se ka dobijanju efikasnih i selektivnih jedinjenja, koja će se dovoljno dugo zadržavati na tretiranim površinama uz što manje neželjenih uticaja na životnu sredinu. Pesticidna jedinjenja su nakon primene izložena procesima razgradnje koji zavise od osobina primenjenog preparata, od karakteristika zemljišta (fizičke, hemijske i biološke) i klimatskih faktora. U procesima razgradnje pesticida u zemljištu značajnu ulogu imaju mikroorganizmi koji su sposobni da iz njihovih molekula koriste biogene elemente i energiju za svoje fiziološke procese. Međutim, u zemljištu se odvija i suprotan proces u kome pesticidi štetno deluju na populacije mikroorganizma (utiču na zaustavljanja njihovog razvoja, smanjenje brojnosti, smanjenje fiziološke aktivnosti). Ovaj proces je nepovoljan jer su mikroorganizmi vrlo heterogena grupa sastavljena od aerobnih i anerobnih organizama koji mogu biti heterotrofni (hrane se produktima drugih organizama) ili autotrofni (sposobni da sami proizvedu hranljive materije) i samim tim vrlo značajni u stvaranju i održavanju plodnosti zemljišta. Oni su indikatori promena fizičko-hemijskih osobina zemljišta koji nastaju pod uticajem različitih faktora iz spoljašnje sredine; razgrađuju pesticide i druge zagađivače i utiču na rast i razviće biljaka. Intenzitet delovanja pesticida na populaciju mikroorganizama zavisi od edafskih (fizička, hemijska i biološka svojstva zemljišta) i klimatskih faktora, načina i učestalosti primene, navodnjavanja, đubrenja i dr.
Lab. analiza mikrobiološke aktivnosti
Predlozi za prevazilaženje nepovoljnih faktora
Kako bi se pronašla optimala rešenja za probleme izazavane mnogim dosadašnjim ljudskim aktivnostima neophodan je multidisciplinarni timski rad za razumevanje složenosti različitih ekosistema (posebno agroekosistema) i međusobnog delovanja svih faktora koji čine te sisteme. Sinhronizovano i u kontinuitetu treba primenjivati integralne mere bazirane na ekološkim osnovama koje doprinose stabilizaciji ekosistema (gajenje otpornih i tolerantnih biljnih vrsta i njihovih varijeteta, modifikacija primenjenih mera u praksi, uz uspostavljanje monitoringa (praćenje svih promena). Blagovremeno preduzimanje svih neophodnih mera minimalizovaće upotrebu hemijskih preparata u slučajevima kada je njihova primena neophodna.