Czym jest pustynnienie? Przyczyny, skutki i sposoby walki

Pustynnienie to długotrwały spadek produktywności gleby na obszarach suchych, półsuchych i okresowo suchych, a nie wędrówka piasku z Sahary. Uruchamiają je zarówno susza, jak i wypas, wycinka czy orka, które odsłaniają ziemię dla wiatru i ulew. Odsłonięta gleba traci próchnicę, gorzej chłonie deszcz i coraz trudniej się odradza.

Pustynnienie to degradacja ziemi, a nie wędrówka pustyń

Pustynnienie to długotrwałe zmniejszenie lub utrata produktywności gleby na obszarach suchych. Zachodzi w samej ziemi i nie polega na ruchu piasku. Obraz Sahary wkraczającej na nowe tereny jest więc mylący: zdegradowane pastwisko może leżeć daleko od jakiejkolwiek wydmy, bo o pustynnieniu decyduje stan gleby.

Konwencja ONZ w sprawie zwalczania pustynnienia (UNCCD) definiuje je jako degradację ziemi na obszarach suchych, półsuchych i okresowo suchych. Przyczyną mogą być różne czynniki, w tym zmienność klimatu i działalność człowieka. Teren musi przy tym spełniać kryterium liczbowe.

Stosunek rocznych opadów do potencjalnego parowania i transpiracji wynosi na nim od 0,05 do 0,65. Ten iloraz nazywa się wskaźnikiem suchości. Poniżej 0,05 leżą pustynie właściwe, a powyżej 0,65 zaczyna się strefa wilgotna.

Strefa o takim wskaźniku obejmuje rozległe obszary Afryki, Azji, obu Ameryk i Australii, a także część południa Europy. Zjawisko dotyczy więc również państw Unii Europejskiej. Pustynnienie na ich terenie opisuje sprawozdanie Europejskiego Trybunału Obrachunkowego.

Od suszy pustynnienie odróżnia czas trwania. Susza jest zjawiskiem krótko- lub średnioterminowym, a pustynnienie długotrwałym. Po suchym sezonie gleba odzyskuje produktywność, a po pustynnieniu nie odzyskuje jej przez długi czas. Nawet kilka lat z rzędu, w których susza w Polsce obniża plony, nie oznacza więc pustynnienia, dopóki ziemia odbudowuje się po opadach.

Gdzie kończy się stepowienie, a zaczyna pustynnienie? Stepowienie to etap pośredni. W przesuszonych siedliskach lasy, zarośla i łąki ustępują murawom stepowym, ale gleba nadal rodzi. Pustynnienie zaczyna się wtedy, gdy długotrwale spada produktywność samej ziemi.

Co uruchamia pustynnienie – klimat czy człowiek?

Odpowiedź brzmi: oba czynniki działają naraz. Każdy z nich może degradację uruchomić i przyspieszyć. Glebę może odsłonić susza, ale też wypas czy orka. Dalej proces toczy się już wspólną pętlą sprzężenia zwrotnego.

• Utrata roślinności – susza, wypas albo wycinka odsłaniają glebę, którą dotąd osłaniały liście i spajały korzenie.
• Erozja wietrzna i wodna – wiatr wywiewa, a ulewy spłukują wierzchnią warstwę, najbogatszą w próchnicę.
• Spadek retencji – płytsza i uboższa gleba gorzej wchłania deszcz i szybciej wysycha.
• Brak odnowienia – siewki nie mają wody na start, więc ziemia zostaje naga na kolejny sezon, a pętla rusza od nowa.

Gospodarka człowieka wchodzi w tę pętlę w kilku miejscach jednocześnie. Nadmierny wypas i wylesianie usuwają albo uszkadzają roślinność, która chroni glebę i utrzymuje jej wilgotność i żyzność, więc uderzają bezpośrednio w pierwsze ogniwo pętli.

Orka, zwłaszcza w monokulturze, zostawia pole bez okrywy przez znaczną część roku i otwiera drogę erozji. Melioracja i pobór wód gruntowych działają na trzecie ogniwo: woda szybciej opuszcza krajobraz, a niższe zwierciadło wód odbiera roślinom zapas na suche miesiące.

Czy da się więc wyliczyć, jaki procent pustynnienia przypada na człowieka? Szacunki udziału degradacji antropogenicznej istnieją, ale są orientacyjne, bo naukowcy nie wypracowali dotąd wspólnej metody oceny tych czynników. Trudność wynika z samej pętli.

Ten sam spadek retencji bywa skutkiem suchego roku i pola przesuszonego rowami. Każde ogniwo wzmacniają przy tym oba czynniki naraz. Udział klimatu i człowieka da się zatem opisać jako współdziałanie, ale jego podział na procenty pozostaje przybliżony.

Skutki pustynnienia sięgają od gleby po migracje

Pierwszy skutek widać w samej glebie: ubywa w niej materii organicznej, czyli próchnicy i resztek roślin, które wiążą wodę i składniki pokarmowe. Według kryteriów przyjętych na forum konwencji międzynarodowych zawartość próchnicy poniżej 3,5%, czyli około 2% węgla organicznego, uznaje się za przejaw pustynnienia na obszarach suchych. Na polach nawadnianych dochodzi do tego zasolenie, widoczne jako jasny nalot.

Z uboższej gleby zbiera się niższe plony, a pastwiska rzedną, i od tego zaczynają się skutki społeczne. Rolnicy i pasterze tracą dochód, rośnie ubóstwo, a kiedy ziemia przestaje wyżywić rodziny, ludzie wyjeżdżają z dotkniętych regionów. Sahel, czyli pas sawann na południe od Sahary, przeszedł cały ten łańcuch po suszach z przełomu lat 60. i 70. XX wieku. Wymieranie stad pchnęło wtedy ludność do miast.

Jezioro Aralskie to przykład degradacji, którą wywołało odebranie wody krajobrazowi. Od lat 60. XX wieku wody Amu-darii i Syr-darii szły przede wszystkim na nawadniane pola bawełny. W efekcie jezioro rozpadło się na kilka zbiorników, a rybołówstwo upadło. Odsłonięte dno stało się źródłem burz pyłowych niosących sól i pozostałości nawozów. Takie pyły wiąże się z problemami zdrowotnymi mieszkańców, choć wpływu samego pyłu nie da się łatwo oddzielić od innych czynników.

Łańcuch zamyka się w atmosferze. Rozkładana materia organiczna uwalnia węgiel w postaci dwutlenku węgla, który wzmacnia efekt cieplarniany. Cieplejszy klimat z silniejszym parowaniem z kolei sprzyja dalszej degradacji gleby.

Czy Polsce grozi pustynnienie, czy stepowienie?

W kilku regionach Polski zachodzą już procesy prowadzące do stepowienia. Kraj leży w klimacie umiarkowanym przejściowym, z dala od klasycznych obszarów suchych, z myślą o których powstała definicja UNCCD, choć Polska jest stroną tej konwencji. Realnym zagrożeniem są przesuszone siedliska i ubożejące gleby.

Czy w Polsce zachodzi więc stepowienie? Według opracowania IUNG-PIB w Puławach środkowa Polska należy do regionów o najniższych opadach w Europie. Chodzi o Mazowsze, Wielkopolskę i Kujawy. Do małej ilości deszczu dochodzi parowanie: w ciepłym półroczu odparowuje często więcej wody, niż spada z opadem, więc klimatyczny bilans wodny robi się ujemny. Ten niedobór nakłada się na skutki dawnego odlesienia i osuszania dolin pod uprawy.

Najbardziej narażone są regiony, w których niskie opady spotykają się z glebami, które słabo zatrzymują wodę:

• Kujawy – najniższe sumy opadów w kraju, położenie w cieniu opadowym pojezierzy i niewielka lesistość.
• Wielkopolska – przepuszczalne gleby o małej pojemności wodnej, a we wschodniej części dodatkowo leje depresji wokół odkrywek węgla brunatnego.
• Mazowsze – opady wśród najniższych w Europie i duży udział lekkich gleb.
• Ziemia Lubuska – piaski, przez które woda szybko przesiąka w głąb.

Stan gleb potwierdza ten obraz. Przy progu 2% węgla organicznego, przyjętym dla obszarów suchych, 89% areału polskich gleb rolnych trzeba by zaliczyć do gleb o niskiej zawartości materii organicznej. Autorzy łączą to z dużym udziałem gleb lekkich, piaszczystych.

Spadek materii organicznej wiążą przy tym ze zmianą stosunków wodnych, intensywniejszym użytkowaniem i odwodnieniem melioracyjnym. Wynik zależy jednak od przyjętej skali. Krajowa klasyfikacja, dopasowana do polskich gleb, zalicza do klasy niskiej wielokrotnie mniejszą część areału.

O kierunku zmian świadczy dopiero powtarzalność, czyli przesuszenie tych samych gmin, które monitoring suszy wskazuje w kolejnych sezonach.

Pola walki z pustynnieniem

Pustynnienie da się zahamować, a czasem częściowo odwrócić, pod warunkiem że działa się jednocześnie na glebę, wodę i roślinność. Ramę międzynarodową wyznacza konwencja UNCCD. Unia Europejska nie ma natomiast odrębnych ram prawnych dotyczących pustynnienia. Przyjęła za to w 2025 r. dyrektywę o monitorowaniu i odporności gleb, która ma zapobiegać ich degradacji.

Gleba i uprawa

Rolnictwo zaczyna hamować degradację, kiedy każda praktyka zrywa jedno ogniwo pętli. Ograniczenie orki chroni glebę od środka. Intensywna uprawa w monokulturach niszczy strukturę gleby i prowadzi do nadmiernego napowietrzenia siedlisk, a w efekcie do mineralizacji próchnicy. Uprawa uproszczona z płodozmianem zatrzymuje ten rozkład i chroni zdolność gleby do retencji. Dzięki temu pętla traci trzecie ogniwo.

Okrywa roślinna, czyli międzyplony i mulcz z resztek pożniwnych, przerywa ogniwo erozji, bo wiatr i deszcz nie trafiają na nagą ziemię. Wypas rotacyjny, przy którym stado przenosi się między kwaterami, daje roślinom czas na odrost. Przerywa w ten sposób pierwsze ogniwo pętli, czyli utratę roślinności.

Woda i retencja

Walka z pustynnieniem polega w dużej mierze na zatrzymaniu wody w krajobrazie, zanim rowy odprowadzą ją do rzek. Na terenach zmeliorowanych służą temu zastawki, które zmieniają odwodnienie w sterowany odpływ, oraz mała retencja: oczka, stawy i odtwarzane mokradła. Takie inwestycje w zlewniach rolniczych obejmuje na przykład polski plan przeciwdziałania skutkom suszy.

Nawadnianie wymaga ostrożności, bo bywa częścią problemu. W suchym klimacie woda z nawodnień odparowuje, a sole zostają w wierzchniej warstwie gleby bez drenażu, która z roku na rok coraz bardziej się zasala. Pobór wód gruntowych nie powinien przekraczać tempa ich odnawiania, bo inaczej pogłębia suszę hydrologiczną w całej okolicy. Bezpieczniejsze jest nawadnianie kropelkowe, które dozuje wodę prosto pod korzeń.

Zadrzewienia i zalesianie

Zalesianie pomaga tam, gdzie bilans wodny terenu wystarcza jednocześnie dla drzew i ludzi. Ten warunek mogą spełnić pasy zadrzewień śródpolnych, które hamują wiatr przy ziemi i ograniczają erozję oraz parowanie z pól. Wielki Zielony Mur w Sahelu ma odtworzyć 100 mln ha do 2030 r. Według danych programu Wielki Zielony Mur z pierwszego raportu o jego stanie trzeba by w tym celu rocznie odtwarzać 8,2 mln ha i wydawać 4,3 mld USD. Do kluczowych wyzwań krajów realizujących program należało m.in. finansowanie.

Granica tej metody ujawniła się na półsuchym Płaskowyżu Lessowym w Chinach, gdzie od 1999 r. działa program zazieleniania „Grain to Green”. Nowe nasadzenia zwiększyły tam produkcję pierwotną netto i ewapotranspirację, czyli parowanie z gleby i roślin.

Według badania w Nature Climate Change rośnie zapotrzebowanie roślinności na wodę. Zbliża się ono do poziomu, który zagrozi dostępności wody dla ludzi. Na terenie z niedoborem wody zwiększanie pokrywy roślinnej może więc wywołać konflikt o wodę między ekosystemem a ludźmi.