АН КНР: Обзор публикаций по водным вопросам и климату Центральной Азии

[Bulat Yessekin]

Оригинал с рисунками и др. приложении 

Изменение климата, водные ресурсы и устойчивое развитие в засушливых и полузасушливых районах Центральной Азии за последние 30 лет

1 Синьцзянский институт экологии и географии Академии наук Китая, Урумчи, 830011, Китай;
2 Научно-исследовательский центр экологии и охраны окружающей среды Центральной Азии Академии наук Китая, Урумчи, 830011, Китай; 3 Национальная станция наблюдений и исследований пустынно-лугопастбищной экосистемы Cele, Cele, 848300, Китай;
4 Университет Китайской академии наук, Пекин, 100049, Китай;
5 Китайская академия лесного хозяйства, Пекин, 100091, Китай;
6 Государственная ключевая лаборатория экологии пустынь и оазисов, Китайская академия наук, Урумчи, 830011, Китай;
7 Кафедра гидрологии и управления речными бассейнами, Мюнхенский технический университет, Мюнхен 80333, Германия;
8 Школа окружающей среды и материаловедения, Университет Яньтай, Яньтай 264005, Китай
Аннотация: Страны Центральной Азии в совокупности известны как пять "станов": Узбекистан, Кыргызстан, Туркменистан, Таджикистан и Казахстан. В последнее время регион Центральной Азии пострадал от сокращения площади Аральского моря, повсеместного опустынивания, засоления почв, утраты биоразнообразия, частых песчаных бурь и многих других экологических катастроф. Данная статья представляет собой обзорную статью, основанную на сборе, выявлении и сопоставлении результатов предыдущих исследований экологических изменений и региональных событий в Центральной Азии за последние 30 лет. Большинство последних исследований пришли к единому мнению о том, что повышение температуры в Центральной Азии происходит быстрее, чем в среднем по миру. Эта тенденция к потеплению приведет не только к увеличению испарения в оазисах бассейна, но и к значительному таянию ледников в горных районах. Вода является ключом к устойчивому развитию в засушливых и полузасушливых регионах Центральной Азии. Неравномерное распределение, чрезмерное потребление и загрязнение водных ресурсов в Центральной Азии привели к серьезным проблемам с водоснабжением, которые на протяжении последних 30 лет препятствовали региональной гармонии и развитию. Масштабные и значительные изменения в землепользовании, произошедшие в 1990-х годах, могут быть использованы для улучшения нашего понимания природной изменчивости и взаимодействия людей в регионе. В последние годы наблюдается положительная тенденция к трансграничному сотрудничеству между странами Центральной Азии. Возросло внимание международного сообщества, и были начаты исследовательские проекты по обеспечению защиты водных ресурсов и экосистем в Центральной Азии. Однако достигнутые соглашения могут оказаться не в состоянии своевременно принять практические меры для предотвращения серьезных экологических катастроф. Управление водными ресурсами должно основываться на гидрографических границах, а министерства должны иметь возможность принимать своевременные решения без политического вмешательства. Полностью интегрированное управление водными ресурсами, землепользованием и промышленным развитием имеет важное значение в Центральной Азии. Экологический кризис должен стать достаточной мотивацией для достижения консенсуса по единому управлению водными ресурсами во всем регионе.
Ключевые слова: Центральная Азия; изменение климата; водные ресурсы; засушливые и полузасушливые земли; изменения в землепользовании; устойчивое развитие; социально-экономическое развитие
Для цитирования: Ю Ян, ПИ Юаньюэ, Ю Сян, ТА Чжицзе, СУНЬ Линсяо, Маркус ДИССЕ, ЦЗЭН Фаньцзян, ЛИ Яоминг, ЧЭНЬ Си, ЮЙ Жуйде. 2019. Изменение климата, водные ресурсы и устойчивое развитие в засушливых и полузасушливых районах Центральной Азии за последние 30 лет. Журнал "Засушливые земли", 11 (1): 1-14. https://doi.org/10.1007/s40333-018-0073-3
    ∗
Автор-корреспондент: Ю Руйде (E-mail: rui...@ms.xjb.ac.cn)
Получено 2018-09-16; исправлено 2018-11-15; принято 2018-11-26
© Автор(ы) 2019. Эта статья опубликована в открытом доступе по адресу link.springer.com
http://jal.xjegi.com; www.springer.com/40333
2 ЖУРНАЛ ЗАСУШЛИВЫХ ЗЕМЕЛЬ ЗА 2019 год, Том 11, № 1
1 Введение
Термин "Центральная Азия", также известный как "Средняя Азия" (на советском жаргоне) или "Внутренняя Азия", используется для описания внутренних районов Азии. Регион расположен вдали от океанов во всех направлениях. Согласно определению Организации Объединенных Наций по вопросам образования, науки и культуры (ЮНЕСКО), Центральная Азия граничит с Каспийским морем на западе, горами Дахинган на востоке, Алтайскими горами на севере и Гималаями на юге. Это расплывчатое определение затрудняет географам проведение региональных исследований. Многие исследователи (например, Айзен и др., 2007; Коуэн и др., 2007; Карте и др., 2015) считают, что Монголия, западный Китай, российская Сибирь, северный Иран, Афганистан, Пакистан и Индия находятся в пределах Центральной Азии. Однако в узком смысле Центральная Азия состоит из пяти "стран": Узбекистана, Кыргызстана, Туркменистана, Таджикистана и Казахстана (Любимцева и др., 2005; Рахматуллаев и Абдуллаев, 2014).
При общей площади 4×108 км2 и общей численности населения около 65×106 человек Центральная Азия в основном состоит из засушливых и полузасушливых районов. Из-за континентального расположения региона климат и водные ресурсы с давних времен были ключевыми факторами его социально-экономического развития. Сообщалось, что за последние 30 лет повышение температуры в Центральной Азии превысило среднемировой показатель (Zhang et al., 2010; Hu et al., 2014), что привело к ускорению испарения (Любимцева и Хенебри, 2009) и привело к высыханию озер (Кляйн и др., 2014).., 2014). Нехватка водных ресурсов оказала большое влияние на изменения в землепользовании (Сайко и Зонн, 2000; Чалов и др., 2013). После распада бывшего Советского Союза в 1991 году обширные площади сельскохозяйственных угодий были заброшены, что привело к изменению ландшафтов и водного цикла в Центральной Азии (Любимцева и др., 2005). Кыргызстан и Таджикистан в основном расположены в верховьях трансграничных рек и несут общую ответственность за управление водными ресурсами с Узбекистаном, Туркменистаном и Казахстаном (Пури и Аурели, 2010). Изучение трансграничных рек является деликатным вопросом по политическим и историческим причинам. Огромное количество рек, озер и подземных водоносных горизонтов в регионе являются трансграничными водными объектами. Поэтому трансграничное сотрудничество имеет важное значение для управления водными ресурсами Центральной Азии.
В последние годы экологическая катастрофа на Аральском море привлекла широкое международное внимание (Erdinger et al., 2011; Cretaux et al., 2013; Рафиков и Гульнора, 2014; Миклин, 2016). Опустынивание, засоление почв, утрата биоразнообразия, частые песчаные бури и многие другие стихийные бедствия в Центральной Азии изучались исследователями со всего мира (Riedel et al., 2011; Indoitu et al., 2012; Jin et al., 2012; White, 2013; Stunzhas, 2016). Считается, что изменение климата, рост населения, чрезмерная эксплуатация водных ресурсов и ненадлежащее управление земельными ресурсами являются причинами ухудшения состояния окружающей среды в Центральной Азии (Дэн и др., 2010; Агаджанян и др., 2013; Демин, 2016; Кузьмина и Трешкин, 2016). Различные экономические интересы и противоречивые потребности, цели и приоритеты пяти центральноазиатских стран остаются препятствием для достижения сотрудничества, необходимого для восстановления окружающей среды и устойчивого управления в регионе (Говард и Howard, 2016).
Настоящий документ представляет собой обзор экологических изменений и региональных изменений в Центральной Азии за последние 30 лет. Чрезвычайно важно понимать прогресс исследований и реальные изменения, произошедшие в странах Центральной Азии после распада Советского Союза, поскольку это может послужить руководством для будущего устойчивого развития всего региона. Определение пространственно-временных закономерностей изменения климата, водных ресурсов, землепользования и социально-экономических изменений может способствовать более сбалансированному развитию региона в будущем. Более того, в исследованиях по наукам о земле в Центральной Азии наблюдается общая нехватка научных данных. Для проведения дальнейших исследований в этой области необходимы обзор имеющихся ресурсов и трансграничное научное сотрудничество.
2 Метод
Обзор литературы, посвященной изменению климата, водным ресурсам и социально-экономическому развитию Центральной Азии, был проведен в период с января 1988 по декабрь 2017 года (рис. 1). То

Ю Ян и др.: Изменение климата, водные ресурсы и устойчивое развитие в засушливых и полузасушливых районах... 3
 Мы обратились к базе данных ScienceDirect (Elsevier). В поиске использовались следующие ключевые слова: "климат+Центральная Азия", "вода+Центральная Азия", "земля+Центральная Азия" и "социально-экономическое развитие+Центральная Азия". Если искомые слова встречались в названии, аннотации или ключевых словах статьи, то статья была предварительно выбрана. Затем был проведен процесс проверки на предмет двойного учета и ошибочных статей. Наконец, было зафиксировано общее количество статей в каждой категории. Любые исследования, в которых использовалось дистанционное зондирование, были выделены в отдельную категорию.
Рис. 1. Увеличение количества англоязычных статей в журнале geoscience studies of Central Asia с 1988 по 2017 год

Ю Ян и др.: Изменение климата, водные ресурсы и устойчивое развитие в засушливых и полузасушливых районах... 3
 Мы обратились к базе данных ScienceDirect (Elsevier). В поиске использовались следующие ключевые слова: "климат+Центральная Азия", "вода+Центральная Азия", "земля+Центральная Азия" и "социально-экономическое развитие+Центральная Азия". Если искомые слова встречались в названии, аннотации или ключевых словах статьи, то статья была предварительно выбрана. Затем был проведен процесс проверки на предмет двойного учета и ошибочных статей. Наконец, было зафиксировано общее количество статей в каждой категории. Любые исследования, в которых использовалось дистанционное зондирование, были выделены в отдельную категорию.
Рис. 1. Увеличение количества англоязычных статей в журнале geoscience studies of Central Asia с 1988 по 2017 год
Всего было опубликовано 1846 англоязычных статей: 635 о климате, 510 о воде, 295 о земле и 406 о социальном и экономическом развитии. В 298 из них в качестве основной методологии исследования использовались технологии дистанционного зондирования. Большинство статей было написано китайскими, немецкими и американскими авторами, но это не означает, что эти страны взяли на себя ведущую роль в исследованиях в области геонауки в Центральной Азии. До 1990-х годов советские ученые проводили более всесторонние исследования (в основном опубликованные на русском языке) по метеорологии, гидрологии, географии и геологии "Средней Азии". За последние 30 лет в этом регионе были достигнуты значительные успехи в фундаментальных научных исследованиях. Ученым по-прежнему трудно получать данные, что отчасти является причиной того, что дистанционное зондирование является популярным методом в исследованиях Центральной Азии (Де Берс и Хенебри, 2004; Пропастин и др., 2008; Чжан и др., 2010; Конрад и др., 2011; Чжоу и др., 2013; Кляйн и др., 2014; Берс и др., 2015).
3 Экологические изменения в Центральной Азии 3.1 Изменение климата
За последние 100 лет глобальная климатическая система претерпела значительные изменения, характеризующиеся выбросами парниковых газов и глобальным потеплением. Согласно пятому оценочному докладу МГЭИК, тенденция глобального потепления все еще продолжается, и средняя температура земной поверхности повысилась на 0,85°C (Stocker et al., 2013). Центральная Азия является одним из крупнейших засушливых и полузасушливых районов в мире (Knorr et al., 2001; Xu et al., 2007; Gessner et al., 2013). Природные экосистемы Центральной Азии очень чувствительны и уязвимы к изменению климата (Chen, 2012; Yin et al., 2016). Ху и др. (2014) проанализировали изменения приземной температуры воздуха в Центральной Азии с 1979 по 2011 год, используя данные наблюдений с 81 метеорологической станции. Они обнаружили, что повышение температуры воздуха в Центральной Азии происходило более быстрыми темпами, чем в прилегающих районах или чем в среднем по миру. Тенденция к потеплению заметна, особенно в северной части региона и в холодное время года. В будущем температура приземного воздуха над Центральной Азией повысится в среднем на 3°C–7°C. Наибольшее повышение приземной температуры воздуха произошло весной. Согласно прогнозируемым сценариям выбросов на период 2071-2100 годов, ожидается усиление тенденции к потеплению летом (Озтюрк и др., 2017). Многие климатические модели (Поллнер и др., 2008;
     
4 ЖУРНАЛ ЗАСУШЛИВЫХ ЗЕМЕЛЬ, 2019, Том 11, № 1
 Любимцева и Хенебри, 2009; Ху и др., 2014) были использованы для прогнозирования повышения температуры в 21 веке (таблица 1). Самые последние исследования пришли к единому мнению о том, что повышение температуры в Центральной Азии происходило быстрее, чем в среднем по миру за последние 30 лет. Эта тенденция к потеплению приведет не только к увеличению испарения в оазисах бассейна, но и к значительному таянию ледников в горных районах (Sorg et al., 2012; Unger-Shayesteh et al., 2013).
Таблица 1 Повышение температуры в Центральной Азии на основе различных исследований
 
Пространственные структуры осадков в Центральной Азии тесно связаны с высотой над уровнем моря (Klein et al., 2012; Chen et al., 2013). Годовое количество осадков в горных районах часто превышает 1000 мм, а в некоторых южных районах Центральной Азии достигает даже 2000 мм. В бассейнах рек Узбекистана, Туркменистана и Таджикистана, а также в южных районах Казахстана годовое количество осадков составляет менее 100 мм, но средняя летняя температура достигает более 24° C. Это привело к серьезному опустыниванию земель и проблемам нехватки воды.

Существует ли существенная реакция на повышение температуры в Центральной Азии на фоне глобального потепления? Многие исследователи изучали особенности изменения климата в Центральной Азии и их связь с глобальным потеплением с разных точек зрения. Некоторые предыдущие исследования показали, что конвергенция и дивергенция атмосферной влажности значительно увеличивают содержание влаги в атмосфере, что приводит к тому, что "сухое становится суше, а влажное - еще более влажным" (Аллен и Ингрэм, 2002; Доре, 2005; Хелд и Соден, 2006). Однако несколько недавних исследований показали наличие противоположной закономерности, а именно "сухое становится влажным, мокрое становится сухим" (Greve et al., 2014). За последние 30 лет среднее количество осадков в засушливых регионах увеличилось как по измеренным данным, так и по климатическим моделям (Donat et al., 2016). В Центральной Азии за последние 80 лет годовое количество осадков в целом увеличилось, особенно зимой (Chen et al., 2011). В 1960-2013 годах на юго-востоке Центральной Азии наблюдалась тенденция к значительному увеличению количества осадков (Сонг и Бай, 2016).
Изменение климата в Центральной Азии связано со многими факторами, такими как температура поверхности океана, крупномасштабная меридиональная циркуляция и южное колебание Эль-Ниньо (ENSO). Некоторые исследователи изучали механизм изменения климата в засушливых и полузасушливых регионах Центральной Азии. Любимцева и Коул (2006) сообщили, что усиление западной циркуляции и ее перемещение на юг может быть основной причиной увеличения количества осадков в Центральной Азии в контексте глобального потепления. Ху и др. (2017) использовали набор данных Глобального центра климатологии осадков (GPCC) версии 7 для изучения пространственно-временных вариаций годовых осадков. Их результаты показывают, что годовые осадки в Центральной Азии тесно связаны с ENSO. Аномалия температуры поверхности океана оказывает значительное влияние на температуру в Центральной Азии. Зимняя температура значительно выше, когда положительная аномалия температуры поверхности моря наблюдается в экваториальной части центрально-восточной части Тихого океана (ECEP) с осени на зиму и наоборот. Летняя температура намного теплее (прохладнее), когда температура поверхности океана в зоне ECEP выше (ниже) (Wang et al., 2011). Аномалии летних осадков и температуры в Центральной Азии

Озера
Ю Ян и др.: Изменение климата, водные ресурсы и устойчивое развитие в засушливых и полузасушливых районах... 5
 они тесно связаны с крупномасштабной меридиональной циркуляцией. Зимние осадки и температурные аномалии тесно связаны с особенностью зональной циркуляции в тропиках. Прогиб (хребет) Уральских гор, субтропическая возвышенность западной части Тихого океана и Аравийский прогиб (хребет) являются основными погодными системами, влияющими на климат Центральной Азии (Ван и Вэй, 2012). Годовая температура и количество осадков демонстрируют значительную тенденцию к увеличению, причем на равнинах Центральной Азии они наблюдаются более быстрыми темпами, чем в горных районах бассейна Сырдарьи (Яо и Чен, 2015).

3.2 Водные ресурсы
В Центральной Азии насчитывается более 1×104 рек и 1×104 естественных озера. Площадь озера составляет более 5×105 км2, что составляет примерно 1/5 от общей площади озер Земли. Однако регион сталкивается с проблемами нехватки воды по двум основным причинам. Во-первых, в регионе наблюдается крайне неравномерное распределение водных ресурсов, что создает конкуренцию между водопользователями, расположенными выше и ниже по течению (Чалов и др., 2013). Большинство рек берут начало в горных районах Таджикистана и Кыргызстана, обеспечивая относительно обильную пресную воду для сельскохозяйственных угодий, лесов, животноводства, промышленности и бытовых нужд. В отличие от этого, Узбекистан, Туркменистан и Казахстан сталкиваются с серьезной нехваткой воды. Во-вторых, проблемы с качеством воды усугубляют нехватку пресной воды. Соли, агрохимикаты, органические загрязнители и тяжелые металлы часто ухудшают качество воды в низовьях большинства речных водосборов (Groll et al., 2015). Кроме того, во многих озерных бассейнах (включая Аральское море, Каспийское море, озеро Балхаш и бассейн Иссык-Куля) наблюдается сокращение водоснабжения, сокращение площади озер и деградация экосистем, вызванные нехваткой воды и ухудшением экологической обстановки (таблица 2).

Каспийское море Аральское море Балхаш Ала-Коль Иссык-Куль
 Примечание: Источники данных: Ян и Ду (2013); Ли и др. (2017); и Исследовательский центр экологии и охраны окружающей среды Центральной Азии Академии наук Китая.
Из-за малого количества осадков в бассейне реки почти 98% речного стока приходится на горные районы. Горы Тянь Шань и Памир считаются источниками пресной воды в Центральной Азии. Согласно статистическим данным за последние 30 лет, на долю ледниковых и снеготаяльных вод приходится 20-60% общего стока с гор Тяньшань, что имеет решающее значение для обеспечения сезонной доступности воды. Поскольку в горах выпадает больше осадков, леса также играют важную роль в хранении и выработке пресной воды в засушливых и полузасушливых регионах, но соотношение количества осадков к стоку все еще ниже, чем во влажных регионах. Кыргызстан и Таджикистан в основном расположены в верховьях трансграничных рек с большим количеством воды

6 ЖУРНАЛ ЗАСУШЛИВЫХ ЗЕМЕЛЬ, 2019, Том 11, № 1
 водоснабжение осуществляется с гор. В низовьях реки водопользователи из Узбекистана, Туркменистана и Казахстана часто жалуются на недостаточный речной сток в их страны (рис. 2). У засушливых рек Центральной Азии есть две основные характеристики. Во-первых, сезонные колебания гидрографических данных часто значительны (Yu et al., 2015). Пик стока обычно приходится на лето, а зимой на большинство рек приходится ледниковый период. Прерывистые потоки и неустойчивые русла довольно распространены. Во-вторых, объемы воды в нижнем течении часто значительно ниже, что приводит к меньшему количеству осадков, более высокому испарению и инфильтрационным потерям, а также к большему потреблению воды. Временный сток рек в засушливых районах имеет особое биологическое значение, позволяя определенным видам размножаться и уничтожая другие (Karthe, 2018). В засушливых и полузасушливых регионах Центральной Азии рост большей части естественной растительности (также называемой тугайной растительностью) в значительной степени зависит от состояния грунтовых вод. По сравнению с забором поверхностных вод, показатели эксплуатации и использования подземных вод относительно низкие, и подземные воды используются в основном для орошения и бытовых нужд (Liu et al., 2018). Тугайная растительность хорошо переносит сухую и засоленную почву (Thevs et al., 2012). На сельскохозяйственных угодьях сельскохозяйственные культуры часто приходится выращивать в условиях нехватки воды.
Рис. 2. Водные ресурсы Центральной Азии. 

При расчете общего объема водных ресурсов был исключен двойной учет границы раздела между поверхностными и подземными водами. Отрицательное значение трансграничных водных ресурсов отражает чистый отток из страны. Источник данных: Deng et al. (2010).
Примером экологической катастрофы в Центральной Азии является усыхание Аральского моря. Из-за забора воды для орошения и бытовых нужд из обоих притоков, то есть Амударьи и Сырдарьи (Erdinger et al., 2011), площадь Аральского моря резко сократилась с 4×105 км2 в начале 1990-х годов до примерно 1×105 км2 в 2012 году (Klein et al., 2014). Многие лидеры стран Центральной Азии и Организация Объединенных Наций занялись урегулированием кризиса. Однако реализация плана устойчивого управления водными ресурсами в бассейне Аральского моря (включая оазисы Амударья и Сырдарья) в настоящее время осуществляется слишком медленно, чтобы предотвратить дальнейшие потери воды и ухудшение состояния окружающей среды. Аральское море может исчезнуть, как это произошло с Лобнором в китайском Синьцзяне.
При наличии достаточного количества данных гидрологические модели могут быть успешно применены в масштабе крупных бассейнов в засушливых и полузасушливых районах (Yu et al., 2017). Однако при изучении Центральной Азии часто возникают проблемы, вызванные трансграничным характером водных ресурсов. По данным CAWater-Info (2018), около 30% региональных подземных вод хранится в трансграничном водоносном горизонте в бассейне Аральского моря, и этот показатель значительно выше в горных районах (например, в горах Тянь Шань). Все крупные реки Центральной Азии в основном являются трансграничными, что означает, что связанные регионы совместно используют природные ресурсы и несут ответственность, что требует межгосударственного регулирования и мер взаимной защиты. К сожалению, политическое соперничество, экономическая конкуренция и национализм серьезно подорвали усилия по решению трансграничных водных проблем за последние 30 лет (Говард и Howard, 2016).
 
Ю Янг и др.: Изменение климата, водные ресурсы и устойчивое развитие в засушливых и полузасушливых районах... 7
 4 Региональные изменения в Центральной Азии 4.1 Изменения в землепользовании
С юго-востока на северо-запад высота Центральной Азии снижается с 7495 до 132 метров. Обширный регион между Памиром и Каспийским морем в основном состоит из пустынь, полупустынь и степей. Основными регионами являются Казахский и Мелкосопочниковый на севере, Туранская равнина в центре, Прикаспийская равнина на западе и пустыня Каракумы на юге. В засушливых и полузасушливых регионах Казахстана, Узбекистана и Туркменистана имеются большие орошаемые площади с голыми землями и скудной растительностью (Klein et al., 2012). Горные ландшафты Кыргызстана и Таджикистана на юго-востоке Центральной Азии содержат ледники, снег, хвойные леса и луга. Современная растительность в засушливых и полузасушливых регионах Центральной Азии произошла от древних средиземноморских видов, которые имеют субтропическую генетическую основу.
Процветание Центральной Азии, как аграрного региона, с древних времен всегда было тесно связано с землепользованием. Сегодня в сельском хозяйстве по-прежнему занято около 60% сельского населения. В бассейне Аральского моря из общей площади земель в 1,55×108 км2 0,59×108 км2 считаются пригодными для возделывания, из которых фактически используется только около 0,10×108 км2. Около половины обрабатываемых земель расположено в оазисах с плодородными почвами (CAWater-Info, 2018). После распада Советского Союза наиболее значительными изменениями в землепользовании в Центральной Азии стали заброшенность и рекультивация сельскохозяйственных угодий. Основываясь на технологии дистанционного зондирования, Чен и др. (2013) обнаружили, что площадь сельскохозяйственных угодий в Центральной Азии сократилась с 1,03×108 км2 в 1990 году до 0,54×108 км2 в 2000 году, а затем увеличилась до 0,70×108 км2 в 2009 году (рис. 3). Площадь степей, лесов и пустынь увеличилась с 1990 по 2000 год, а затем несколько сократилась в связи с мелиорацией сельскохозяйственных угодий. С 1990 по 2009 год площадь Аральского моря сократилась на 63,80%, в то время как в районе Балхаша и Иссык-Куля существенных изменений не произошло. Кроме того, урожайность сельскохозяйственных культур резко снизилась с 1992 по 1995 год, затем неуклонно росла до прежнего уровня и оставалась стабильной в 21 веке (Chen et al., 2013).
Рис. 3. Изменения в землепользовании в Центральной Азии с 1990 по 2009 год. Источник данных: Chen et al. (2013).
С распадом Советского Союза в 1991 году страны Центральной Азии пережили переход от централизованно планируемой экономики к конкурентной социальной рыночной экономике, что привело к глубокой реструктуризации сельскохозяйственного сектора Центральной Азии (Baumann et al., 2011). Рынки были либерализованы, и возникла иностранная конкуренция (Иоффе и др., 2004). Появились крупные землевладельцы, а рабочие мигрировали из сельской местности в города (Лерман и Шагайда, 2007). Значительное количество сельскохозяйственных угодий было заброшено в течение периода, который был назван "самым масштабным и резким эпизодом изменения земель в 20 веке" (Kuemmerle et al., 2011). Позже сельскохозяйственные угодья были рекультивированы, и ландшафт был обновлен. Хотя изменения в землепользовании регулировались людьми, природные условия (например, повышение температуры, таяние ледников, наличие воды, осадки и испарение) также сыграли свою роль в изменениях в землепользовании.
Засоление почв является еще одной проблемой на засушливых и полузасушливых землях Центральной Азии. Из-за больших потерь воды, малого количества осадков и нехватки оросительной воды засоление земель затронуло более 80 стран.
     
ЖУРНАЛ ЗАСУШЛИВЫХ ЗЕМЕЛЬ, 2019, Том 11, № 1
 47,5% орошаемых земель в Центральной Азии (33,0% в Казахстане, 11,5% в Кыргызстане, 16,0% в Таджикистане, 95,9% в Туркменистане и 50,1% в Узбекистане) (Хамидов и др., 2016). Засоление представляет серьезную угрозу для растениеводства в засушливых и полузасушливых регионах (Кушиев и др., 2005). В этих регионах распространены дерновые и засоленные почвы. Формирование и эволюция почвенных структур связаны с особыми сочетаниями климатических и гидрологических условий в большинстве районов Центральной Азии.
4.2 Численность населения и экономический рост
Общая численность населения Центральной Азии в 1993 году составляла 52,3×106 человек, которая увеличилась до 71,9×106 человек в 2017 году с ежегодным темпом роста в 0,81%. В течение последних трех десятилетий численность населения постепенно увеличивалась (рис. 4). С 1993 по 2017 год был зафиксирован следующий рост численности населения: в Казахстане с 16,4×106 до 18,4×106, в Кыргызстане с 4,52×106 до 6,13×106, в Таджикистане с 5,57×106 до 9,11×106, в Туркменистане с 3,99×106 до 5,85×106 и в Узбекистане с 21,9×106 до 32,4×106. Учитывая обширную территорию и низкую плотность населения, рост населения в Центральной Азии не должен оказывать большого давления на водные ресурсы и землепользование на национальном уровне.
Рис. 4. Численность населения и ВВП на душу населения в Центральной Азии в 1993 и 2017 годах. Источник данных: Исследовательский центр экологии и охраны окружающей среды Центральной Азии Академии наук Китая.

За последние 30 лет Центральная Азия пережила экономический бум. После короткого периода экономического спада с 1991 по 1995 год восстановление экономики было быстрым и устойчивым. С 1993 по 2017 год ВВП Казахстана на душу населения увеличился более чем в 30 раз. В других странах региона также наблюдался быстрый экономический рост и рост производительности. Однако промышленное развитие в регионе было неравномерным и имело потенциальные недостатки. Страны Центральной Азии, особенно Казахстан, Туркменистан и Узбекистан, обладают всемирно известным осадочным бассейном, который содержит огромные запасы нефти (Гу и Ю, 2017). Поэтому были привлечены иностранные инвестиции, чтобы помочь этим странам развивать вторичную промышленность. В отличие от этого, Кыргызстан и Таджикистан развили гидроэнергетику благодаря своим гипсографическим преимуществам и обилию водных ресурсов. Эти разработки, ориентированные на природные ресурсы, вызвали множество практических проблем. Конкуренция между гидроэнергетикой верхнего течения и ирригацией нижнего течения в последние годы стала серьезной проблемой. Современные меры управления, как правило, не применяются в сельскохозяйственном производстве. Наука и техника постепенно трансформируют традиционные методы ведения сельского хозяйства. Электроэнергетика, горнодобывающая промышленность, машиностроение и ряд других отраслей испытывают трудности на большей части территории региона. Общая экономическая ситуация недостаточно сбалансирована и сильна, чтобы противостоять международному финансовому кризису.
5 Обсуждение
Центральная Азия является одним из крупнейших в мире закрытых водосборных бассейнов с более чем 1×104 реками и 1×104 природными озерами. Обширные территории засушливых и полузасушливых земель в значительной степени зависят от рек и озер как источников пресной воды. За последние три десятилетия произошли значительные изменения в водных объектах, включая крупные внутренние реки и Аральское море. Сокращение площади Аральского моря невозможно.
   
Ю Ян и др.: Изменение климата, водные ресурсы и устойчивое развитие в засушливых и полузасушливых районах... 9
 это объясняется исключительно забором воды за последние 30 лет. Варис (2014) предположил, что отрасли, интенсивно использующие ирригацию в бывшем Советском Союзе, истощили водные объекты в Центральноазиатском регионе. Это правда, что с 1960-х годов массовое потребление воды привело к сокращению площади Аральского моря (Сайко и Зонн, 2000), но за последние три десятилетия ситуация существенно не изменилась. Приток воды значительно ниже, чем потери воды после распада Советского Союза, и Аральское море постепенно высыхает из-за чрезмерного использования воды для орошения в верховьях притоков. Сегодня постепенное осушение Аральского моря является не только региональной проблемой, но и стало всемирно известной транснациональной экологической катастрофой (Cai et al., 2003; Китамура и др., 2006; Кадир и др., 2009; Миклин, 2016). Существует настоятельная необходимость инициировать комплексное управление водными ресурсами в регионе для обеспечения защиты экосистем и социально-экономической устойчивости в Центральной Азии (Kubo et al., 2009).
Изменение климата и водные ресурсы имеют большое экологическое и экономическое значение в Центральной Азии, где широко распространенные и значительные изменения в землепользовании, произошедшие с 1990-х годов, также могут помочь улучшить наше понимание природной изменчивости и взаимодействия человека с окружающей средой (Chen et al., 2013). Региональные осадки в основном выпадают в горах Памир и Тяньшань на юго-восточной окраине региона. Увеличение испарения и уменьшение количества осадков в обширных внутренних районах привело к сокращению речного стока с гор в равнинные районы. Частые экстремальные природные явления (такие как продолжительная засуха и наводнения) могут оказать значительное влияние на структуру и функционирование экосистем в Центральной Азии (Wu et al., 2011; Zerbe and Thevs, 2011). Несмотря на несколько исследований в масштабе водосбора или бассейна, реакция экосистем на изменения в водообеспеченности и землепользовании в Центральной Азии все еще неясна. Изменения температуры и чередование осадков также могут оказывать как положительное, так и отрицательное воздействие на экосистемы. Потенциальные последствия изменения климата и долгосрочная устойчивость водных ресурсов нуждаются в дальнейшем изучении (Yang et al., 2013).
Экологические проблемы являются главной заботой правительств стран Центральной Азии. Экосистема в засушливых и полузасушливых регионах является хрупкой. Изменение климата и вмешательство человека могут легко привести к значительным изменениям экосистемы или даже экологическим катастрофам (Левинтанус, 1992; Эрдингер и др., 2011). Пространственно-временные различия в водообеспеченности, вызванные деятельностью человека, и изменения в землепользовании привели к региональным различиям в экосистемных услугах, а именно в вспомогательных услугах, услугах обеспечения, услугах регулирования и услугах культуры. Местные жители получают выгоду и полагаются на те экосистемные услуги, на которые повлияли изменения ряда факторов, включая демографические, социально-экономические, политические, физические и биологические условия. Экосистемы засушливых земель должны управляться таким образом, чтобы они могли предоставлять экосистемные услуги, отвечающие потребностям человека в социальном развитии. Наряду с засушливыми и полузасушливыми землями Центральной Азии, горные районы также подвержены экологическим катастрофам (Халворсон и Гамильтон, 2007). Поэтому необходимо лучше понимать влияние и функции экосистемных услуг для поддержки разработки политики и комплексных мер управления в Центральной Азии. Чтобы понять сложность местной социально-экономической и водной политики, связанной с устойчивым развитием, необходимо проводить более всесторонние и систематические исследования в различных масштабах.
С переходом от советской плановой экономики к современной рыночной произошли значительные изменения в землепользовании и миграции. Плохое управление сельскохозяйственными угодьями привело к нехватке продовольствия, деградации земель, утрате биоразнообразия и опустыниванию (Гинцбургер и др., 2003). Пяти странам Центральной Азии крайне необходимы региональные сети для дополнительного орошения и улучшения управления водными ресурсами, растениеводства и управления пастбищными угодьями. Сокращение водоснабжения приведет к экономическим потерям и окажет влияние на уровень занятости в масштабах всей экономики, а также к деградации орошаемых земель в странах, расположенных ниже по течению (Бекчанов и Ламерс, 2016). Исследователи требуют изменения политики в направлении поддержки комплексного растениеводства и животноводства (Сулейменов, 2014). Изучение природных ресурсов и экологических проблем важно для защиты экосистем и социально-экономического развития. Сельскохозяйственное производство и эксплуатация природных ресурсов должны управляться устойчивым образом, что принесет пользу будущим поколениям. Учитывая, что вода является ключевым фактором, влияющим на сельское хозяйство в Центральной Азии, эффективность водопользования и продуктивность сельского хозяйства

В целом, в последние годы наблюдается тенденция к заключению соглашений по управлению водными ресурсами на основе трансграничного сотрудничества между странами Центральной Азии (Амбросио, 2008; Рахимов, 2010). По мере роста международного внимания к региону увеличилось и число исследовательских проектов, посвященных охране водных ресурсов и экосистем в Центральной Азии (Хамзаева и др., 2009; Либерт и Липпонен, 2012). Однако со временем это может не воплотиться в практические действия по предотвращению экологических катастроф, таких как продолжающееся сокращение площади Аральского моря. Существует острая конкуренция за водные ресурсы между сельским хозяйством, гидроэнергетикой, бытовыми объектами, пастбищами и промышленными объектами, расположенными вдоль речных оазисов. Конфликты при распределении водных ресурсов чаще всего возникают в международных водосборных бассейнах, разделяемых более бедными, менее демократичными и политически нестабильными странами, которые управляются слабыми международными институтами управления водными ресурсами (Бернауэр и Зигфрид, 2012). Отсутствует сотрудничество между национальными органами власти и министерствами, ответственными за водохозяйственную политику и охрану окружающей среды. Такие министерства водного хозяйства должны базироваться на гидрографических границах и иметь возможность принимать своевременные решения без политического вмешательства. Очень трудно достичь консенсуса в отношении трансграничных экологических и финансовых правовых норм. Для обеспечения стабильных и устойчивых экосистемных услуг в Центральной Азии необходимо полностью интегрированное управление водными ресурсами, землепользованием и промышленным развитием
в рамках политики, финансов, экологических норм, соответствующих организаций и технологий.

6 Выводов
В этом исследовании был проведен обзор изменений климата, водных ресурсов и региональных изменений в Центральной Азии за последние 30 лет. Были рассмотрены различные результаты исследований международных исследователей, а также отчеты Исследовательского центра экологии и охраны окружающей среды Центральной Азии Академии наук Китая. Были сделаны следующие важные выводы.
(1) Самые последние исследования показали, что за последние 30 лет повышение температуры в Центральной Азии было выше, чем в среднем по миру. Изменение температуры и чередование осадков могут оказывать как положительное, так и отрицательное воздействие на хрупкую экосистему засушливых и полузасушливых регионов.
(2) Горы Тянь Шань и Памир считаются источниками пресной воды в Центральной Азии. Большая часть региона сталкивается с проблемами нехватки воды по двум основным причинам: неравномерное распределение водных ресурсов и проблемы с качеством воды.
(3) Трансграничные водные объекты плохо управляются из-за различных интересов пяти стран Центральной Азии. Чрезмерная эксплуатация водных ресурсов трансграничных рек приводит к уменьшению уровня Аральского моря, а также ко многим другим экологическим катастрофам.

(4) После распада Советского Союза в 1991 году наиболее значительными изменениями в землепользовании в Центральной Азии стали отказ от сельскохозяйственных угодий и их рекультивация. С 1990 по 2000 год сельскохозяйственные площади сократились почти на 50%, но в 21 веке неуклонно увеличивались. Площадь степей, лесов и пустынь увеличилась с 1990 по 2000 год, а затем несколько сократилась в связи с мелиорацией сельскохозяйственных угодий.
(5) За последние 30 лет численность населения региона постепенно увеличивалась. Экономический рост и промышленная экспансия во всех пяти странах Центральной Азии были достигнуты в разной степени. Однако рост был в основном ориентирован на природные ресурсы и был неравномерным. Ухудшение состояния окружающей среды становится все более заметным по мере экономического развития Центральноазиатского региона.
Признание
Это исследование было проведено при поддержке Программы стратегических приоритетных исследований Академии наук Китая, Пан-Третьего полюса экологического исследования для Зеленого шелкового пути (XDA20060303), Синьцзянской программы ключевых исследований и разработок (2016B02017-4) и Национального фонда науки о природе Китая -Программы Организации Объединенных Наций по окружающей среде (NSFC-UNEP, 41361140361). Сбор и анализ данных были проведены при поддержке Исследовательского центра экологии и охраны окружающей среды Центральной Азии Академии наук Китая. Особая благодарность Ю Ян и др.: Изменение климата, водные ресурсы и устойчивое развитие в засушливых и полузасушливых районах... 11
 "Проект по привлечению талантов высокого уровня" (Y871171) Синьцзянского института экологии и географии Академии наук Китая.

Best regards,

Bulat K. YESSEKIN