Территориальная оценка региональных факторов эрозии сельскохозяйственных земель Амурской области

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Дальневосточный государственный аграрный университет

Территориальная оценка региональных факторов эрозии сельскохозяйственных земель Амурской области

Родоманская С.А.

Аннотация

Эрозия почв относится к числу наиболее интенсивных процессов рельефообразования. В Амурской области на площади обрабатываемых земель 1514,2 тыс. га при интенсивности смыва в среднем 4,1 т/га в год эрозионно-опасные земли составляли 35,7%, а эродированные - 7,3%. В данной статье на основании данных государственного учета земель, специальных обследований и мониторинга, картографических фондовых материалов Территориального фонда информации по природным ресурсам и охране окружающей среды МПР России по Амурской области и материалов собственных исследований выделено совокупное действие подмножества природных и антропогенных факторов, прежде всего определяющих потенциальную опасность проявления и развития водной и ветровой эрозии в Амурской области. Научный анализ динамики, масштабов и условий проявления эрозионных процессов имеет важное научно-практическое значение и является основой для разработки системы противоэрозионных мероприятий, которая могла бы затормозить или остановить развитие эрозионных процессов при вложении минимальных денежных средств.

Ключевые слова: РЕГИОН, ЭРОЗИЯ ПОЧВ, КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ, РЕЛЬЕФ, ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ, ПОЧВЕННЫЙ ПОКРОВ, РАСТИТЕЛЬНОСТЬ, ДЕГРАДАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ, ТЕРРИТОРИАЛЬНАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ

Данные государственного учета земель, специальных обследований и мониторинга показывают, что в целом качество земель в стране и по регионам продолжает ухудшаться. При этом основными негативными процессами, ведущими к деградации почвенного покрова, разрушающими почву и снижающими ее плодородие, являются эрозия и дефляция земель, чему способствуют как природно-климатические факторы, так и нерациональная хозяйственная деятельность человека на земле [1, 2]. К важнейшим природным факторам, как известно, относятся климатические условия, рельеф, геологические условия, почвенный покров, растительность.

Поскольку эрозия почв вызывается временным поверхностным стоком вод, то она, естественно, проявляется на тех территориях, где выпадают (в виде дождей и ливней) или образуются (от снеготаяния) осадки, способные создавать временные водные потоки. Степень потенциальной опасности для формирования стока талых вод или дождевых осадков напрямую зависит от таких факторов, как: характер выпадения или образования осадков, условия рельефа, водопроницаемость и противоэрозионная устойчивость почв, характер подстилающих пород, а также от степени развития и густоты покрытия поверхности растительностью, ее способности защищать почву от смыва, размыва и выдувания [1].

Таким образом, степень потенциальной опасности проявления эрозии можно рассматривать как функцию от действия целого ряда факторов, характеризующих климатические условия, рельеф почвы, геологию, растительность и хозяйственное использование земель. М.Н. Заславский [3] потенциальную эрозионную опасность выразил структурной формулой:

ПОЭ = f(К; Р; Г; П; Ра; А), (1)

где: ПОЭ - потенциальная опасность эрозии;

К - климатические условия;

Р - условия рельефа;

Г - геологическое строение;

П - почвенные условия;

Ра - почвозащитная роль растительности;

А - хозяйственное использование земель.

Между всеми факторами, создающими условия для проявления эрозии, существует тесная связь. Но следует помнить, что при различных сочетаниях условий климата, рельефа, геологического строения, почвенного и растительного покрова эрозия может проявляться с разной степенью интенсивности [4].

Влияние каждого из перечисленных выше факторов на развитие эрозии достаточно широко изложено в трудах землеустроителей, географов, почвоведов и других ученых и практиков, равно как и в ряде картографических изданий представлены территориальные закономерности развития эрозии земель [5]. В разные годы этим вопросам посвятили свои исследования: Садовников И.Ф. (1965, 1968), Соболев С.С. (1965, 1968), Сильвестров С.И. (1965, 1968, 1972), Арманд Д.А. (1975), Спиридонов А.И. (1975), Несмеянова Г.Я. (1981), Пацукевич З.В. (1981), Шашко Д.И. (1985), Пронин В.В. (1990), Литвин Л.Ф. (2000), Родоманская С.А. (2010), Широков В.А. (2010) и др., а при эрозионном районировании Амурской области принимались во внимание результаты эрозионных исследований отдельных ее районов, проведенных учеными: Батраковой И.П. (1965, 1967), Гридасовым В.И. (1967), Зархиной Е.С. (1972-1980), Качияни А.И. (1946, 1954, 1967), Ковальчуком А.П. (1969, 1972), Мискиной Л.В. (1970, 1972), Онищуком В.С. (1988-2001), Хариной С.Г. (2004), Шиндяловой И.П. (1968, 1970) и др.

В данной статье на основании данных государственного учета земель, специальных обследований и мониторинга, картографических фондовых материалов Территориального фонда информации по природным ресурсам и охране окружающей среды МПР России по Амурской области и материалов собственных исследований автором выделено совокупное действие подмножества природных факторов, прежде всего определяющих потенциальную опасность проявления и развития водной эрозии в Амурской области.

Основная часть

Изучаемая территория общей площадью 361,9 тыс. км2 располагается на юго-востоке Азиатской части страны. Значительная протяженность территории (субширотная - 1150 км) и субмеридианальная - 750 км) обусловливают большую пространственно-временную изменчивость климатических параметров, со значительным перепадом сезонных температур и пониженным количеством годовых осадков, усложняя тем самым хозяйственную деятельность такими явлениями, как засухи, суховеи, наводнения, многолетняя мерзлота и т.п.

Один из важных постоянно действующих факторов, определяющих ход проявления эрозии, является рельеф, влияние, которого может быть прямым и косвенным. Прямое влияние оказывают морфология, коэффициент расчлененности; косвенное - распределение атмосферных осадков, температура, глубина залегания грунтовых вод и др. [6].

Факторы геологического и геоморфологического строения предопределили горно-равнинную структуру территории со сложными сочетаниями обширных горных поднятий и межгорных депрессий и равнин. В этом контрасте характера рельефа горные и равнинные территории занимают примерно равные площади. (60% и 40%). Горная территория в общем направлении к долине р. Амур вычленяет и обрамляет Амурско-Зейско-Буреинскую равнину, в пределах которой расположена большая часть сельскохозяйственной зоны Амурской области и где отчетливо выделяются два высотных уровня: Амурско-Зейское плато и Зейско-Буреинская равнина. Особенностью территории плато является сильная расчлененность речной и овражной сетью на холмы и увалы с плоскими вершинами. Вариация абсолютных высот повышенных участков от 250 до 500 м, а в районах предгорий - до 900-1000 метров. Мезорельеф равнины представлен морфологически неоднородными умеренно расчлененными пойменными и надпойменными террасами рек Амур, Зея, Бурея с абсолютными высотами от 100-120 до 180-200 м и четырьмя уровнями планации (выравнивание рельефа) [7].

Согласно геоморфологическому районированию страны, Амурской области присущ эрозионный низкогорный и аккумулятивно-эрозионный рельеф межгорных депрессий, характеризующийся чередованием участков, сложенных рыхлыми отложениями, и невысоких денудационных сопок и гряд, холмогорий, сложенных коренными породами [1, 7].

Элементы микро- и мезорельефа, во взаимодействии с муссонной циркуляцией и циклонической деятельностью усиливающие турбулентные явления в приземной атмосфере, определяют существенные различия климатических условий по сезонам года и по территории, оказывающие значительное влияние на формирование и интенсивность проявления процессов эрозии почв Амурской области. Из климатических показателей наибольшее влияние на эрозионные процессы оказывают такие факторы, как: количество осадков и интенсивность их выпадения, температурный режим почв во время снеготаяния, характер погоды весной во время снеготаяния.

Климат Приамурья формируется под влиянием общей циркуляции атмосферы, континентального полярного, морского полярного, континентального тропического и морского тропического воздуха. Их взаимодействие в различное время года формирует особенности климата Амурской области, который определяется как муссонный - по характеру формирования и континентальный - по температурным условиям [1].

Основными особенностями климатических условий области являются: малоснежная (12-24 см), холодная и продолжительная (140-150 дней) зима, жаркое дождливое лето, холодная засушливая затяжная весна, короткая осень, резкие колебания температур от месяца к месяцу, от одного дня к другому и даже в течение суток. Годовое количество осадков наращивается от зимы к лету и увеличивается с севера на юг и с запада на восток: на юге в прибрежной полосе - 710-795 мм, на севере - 455-694 мм, на склонах гор количество осадков увеличивается до 1000 мм, а к западу наблюдается убывание осадков до 376-523 мм. Стоит отметить, что количество зимних осадков составляет лишь 3-4 %, весенних - 11-18 %, или 60-70 мм, а осадки теплого периода года составляют 70-80 %, вызывая переувлажнение территории. Из осадков, выпадающих в июле-сентябре, около 45-50 % имеют ливневый характер. Частое выпадение дождей в виде ливней способствует формированию поверхностного стока. Общее число дней с осадками в сельскохозяйственной зоне составляет около 100-115, а к северу наблюдается увеличение. Такое распределение осадков в условиях горного рельефа, например, средней и верхней частей бассейна р. Зея, обусловливает возникновение высоких паводков и нередко катастрофических наводнений [8].

Минимальная температура зимой может опускаться до минус 40-50 єС. Годовые амплитуды составляют 60-70 єС. Безморозный период в сельскохозяйственной зоне области в среднем 100-130 дней, в северных районах - 70-100 дней. Сумма положительных температур выше 10є - 1500-2200 єС, в сельскохозяйственной зоне - 1900 - 2300 єС. Рассматриваемой территории в течение всего года наиболее свойственны ветра западных, юго-западных, северо-западных, а также южных румбов. Скорость ветра по сезонам года различна и варьируется в среднем от 0,5 до 6 м/с по сезонам с возможным усилением до 19-30 м/с. Весной и осенью наблюдаются сильные суховеи в виде пыльных и песчаных бурь, создающиеся со стороны Китая штормовыми ветрами, ураганами со скоростью более 19 м/с [8].

Касаясь качественной характеристики факторов водной эрозии в условиях Приамурья, следует иметь в виду их интенсивность и большую силу воздействия на почву (неравномерное распределение осадков в течение года, глубокое промерзание и позднее оттаивание, лавинный сток талых вод, большая крутизна южных склонов и длинные северные склоны, большая доля ливневых осадков в общем количестве летних осадков; быстрое снеготаяние в весеннее время, обусловленное циркуляцией атмосферы и солнечной радиацией). Так, очень глубокое промерзание и медленное оттаивание почвы в период снеготаяния для стока талых вод даже при минимальных (до 1°) уклонах земной поверхности резко снижают эффективность агротехнических и особенно лесомелиоративных приемов. Переохлаждение тормозит биологические процессы в почве, замедляет биохимический ход минерализации органических веществ и формирование почвенной структуры. И, как следствие, в начале вегетации в почве содержится крайне незначительное количество легкодоступных для растений минеральных и органических веществ. Наибольший сток весной наблюдается после дождливой осени, когда пахотный слой почвы уходит в зиму переувлажненным и прочно сцементированным морозами. В этом случае талые воды скатываются с поверхности пашни, как с бетонной подушки [2].

Почвенный покров Амурской области относится к своеобразной муссонно-мерзлотной океанической дальневосточной почвенно-биоклиматической фации. Горно-равнинный характер современного рельефа и природно-климатические условия приводят к широкому разнообразию почв и структуры почвенного покрова области. Наиболее преобладающими типами почв исследуемой территории (равнинные территории), являются лугово-черноземовидные (35,8%), луговые глееватые и глеевые (29,2%), бурые лесные (20,7%) и пойменные аллювиальные (9,2%). Наиболее плодородными почвами являются лугово-черноземовидные, отличающиеся достаточно мощным гумусовым слоем. Менее гумусированными из преобладающих почв являются аллювиальные [9, 10]. Преобладающими почвами сельскохозяйственных земель по механическому составу являются глинистые (69,8%), тяжелосуглинистые (8,1%), среднесуглинистые (15,1%), расположенные на склонах крутизной до 100 (табл. 1) [11, 12].

Таблица 1. Характеристика пашни по механическому составу почв [12, 13]

Необходимо отметить, что преобладающий тяжелый механический состав, медленное оттаивание сезонной мерзлоты летом, равнинность рельефа, а также выпадение основного количества осадков во вторую половину лета, - все эти факторы приводят к образованию верховодки, к сезонному поверхностному переувлажнению почв области и развитию процессов заболачивания. В результате затрудняется проведение сельскохозяйственных работ. Для улучшения водно-физических свойств почв необходимо осушение и другие агромелиоративные приемы.

Большое меридиальное и широтное распространение области, разнообразие почвенно-климатических и почвенно-гидрологических условий обусловливают разнообразие растительности на территории Амурской области. По территории области растительность располагается зонально: друг друга сменяют подзоны хвойных, хвойно-широко-лиственных и широколиственных лесов. Леса покрывают 54% территории, а общая площадь лесного фонда на 1 января 2005 года составляла 32,5 млн. га, что по существующей градации показателей лесистости относит территорию области к многолесной [14].

Однако на обширной территории области показатели лесистости существенно различаются по административным районам с севера на юг (табл. 2). Районы Зейский, Магдагачинский, Селемджинский, Сковородинский, Тындинский и Шимановский, занимающие три четверти территории области, относятся к многолесным, с показателями лесистости более 60%. В девяти районах области показатель лесистости ниже 60%, а в главных земледельческих районах, расположенных на территории Зейско-Буреинской равнины, он менее 5% (Тамбовский, Ивановский, Белогорский, Константиновский и Михайловский районы).

Для сельскохозяйственной зоны характерны степные луга с обильной травянистой злаковой растительностью. Под этой растительностью формируются луговые почвы аллювиальных равнин, составляющих основной сельскохозяйственный фонд области, отличающийся потенциальным плодородием. В силу густого заселения и высокой земледельческой освоенности Зейско-Буреинской низменности и самой южной части Амурско-Зейской равнины их считают безлесными. Здесь лесная растительность сохранилась лишь в виде древесно-кустарниковых зарослей. В сельскохозяйственной зоне Зейско-Буреинской равнины имеются возможности для расширения существующих посевных площадей.

В перспективе возможно использование благоприятных лесорастительных условий в южной тайге и подзоне широколиственно-хвойных лесов для создания лесных массивов промышленного значения. Задачам обеспечения ландшафтной устойчивости и стабильной продуктивности лесных биогеоценозов должна отвечать структура лесных земель. При этом важно, чтобы в структуре лесного фонда леса І и ІІ групп, выполняющие защитное, водоохранное, санитарное и другое экологическое предназначение, не сокращались, а, наоборот, в результате рационализации лесопользования их доля увеличивалась. Планирование развития промышленных и сельскохозяйственных отраслей должно осуществляться с учетом особенностей географической среды территории.

эрозия водный пашня

Таблица 2. Лесистость области по административным районам

Из анализа данных, полученных в результате обобщения ежегодной земельной статистической отчетности, в структуре земельного фонда области сосредоточено 38% сельскохозяйственных угодий, а в сельскохозяйственном использовании по состоянию на 01.01.2017 г. находится 3,5 млн. гектаров (табл. 3). В расчете на одного жителя приходится 2,6 га всех сельскохозяйственных угодий, в том числе 1,2 га пашни. Последний показатель в среднем по стране составляет, как известно, немногим более 0,8 га на одного жителя. В этом плане область может рассматриваться как мощный и реальный резерв наращивания продовольственной базы Дальнего Востока и стран АТР [1, 2].

Таблица 3. Распределение земель сельскохозяйственного назначения Амурской области [15]

Данные таблицы 3 свидетельствуют о том, что за последний 20-летний период произошли кардинальные количественные изменения в структуре посевных площадей. Посевные площади за 1997-2006 гг. снизились на 36%. Увеличение площадей сельскохозяйственных земель в 2006-2017 г.г. на 25% обусловлено возросшей потребностью в сельскохозяйственной продукции, расширением крестьянских и подсобных хозяйств.

Более 50% пашни и естественных кормовых угодий в Амурской области расположены на склонах разной крутизны и экспозиции. Наши исследования и приведенные ранее характеристики природно-сельскохозяйственных районов подтверждают тот факт, что в целом по области рельеф относительно спокойный. Так, пашня с уклонами до 1° составляет около 75% от ее общей площади, с уклонами 1-2° - 17,3%, а уклоны от 2 до 10 ° составляют лишь около 8% от общей площади пахотных земель (табл. 4).

Таблица 4. Характеристика пашни по уклонам поверхности

Однако, если учесть, что эрозия почв проявляется на землях с уклонами от 0,5° до 1° и более при неправильной агротехнике и неумелой хозяйственной деятельности человека, станут очевиднымм наличие и прогрессирование деградации сельскохозяйственных земель области. Почвы Приамурья отличаются эрозионной уязвимостью, смыв почвы на пашне достигает 14-45 т/га и более. Даже в относительно благополучных в эрозионном отношении равнинных районах с лугово-черноземовидными и лугово-бурыми почвами интенсивность смыва достигает 30-50 т/га в год.

В земледельческом отношении степень сельскохозяйственной освоенности Амурской области крайне различна. Наиболее освоены юго-восточные районы области (Константиновский, Серышевский, Тамбовский, Белогорский, Ивановский, Октябрьский, Михайловский районы). Высокая теплообеспеченность (2000-2500 оС), наряду с продуктивными почвами, позволяет сосредоточить здесь более 30% посевов зерновых культур и сои. Степень сельскохозяйственной освоенности достигает 70-80 %, а степень распаханности территории - 50% и более.

Юг области и правый берег р. Зеи, представленные Благовещенским, Свободненским и Завитинским районами, характеризуются наличием основных площадей супесчаных и легкосуглинистых почв, не испытывающих избыточного увлажнения и с достаточно благоприятными биоклиматическими условиями. Степень распаханности территории - около 20% с несколько меньшими возможностями эффективного производства зерновых и сои.

Центральная группа районов (Архаринский, Бурейский, Ромненский, Мазановский и южная часть Шимановского района) с суммой активных температур за вегетационный период около 1800оС и степенью распаханности территории немногим более 5% имеет ограниченные возможности возделывания зерновых и сои.

Крайне слабо освоены горно-таежные территории, составляющие северную группу районов (Зейский, Тындинский, Сковородинский, Шимановский, Селемджинский и Магдагачинский), где в сельском хозяйстве используется менее 0,01% территории, а ее распаханность практически отсутствует. Северная группа районов, по сравнению с центральной группой, расположена в более суровых климатических условиях, где рельеф большей частью гористый, и выращивание зерновых культур убыточно [12].

Данные о сельскохозяйственной освоенности области в разрезе административных районов представлены в таблице 5, которая отражает различную освоенность территории по районам.

Таблица 5. Сельскохозяйственная освоенность территории области

Результаты и выводы

Таким образом, естественно-производственные особенности Амурской области имеют строго выраженный зональный характер. Анализ особенностей природно-климатического потенциала региона и хозяйственной деятельности позволили выявить основные причины развития эрозионных процессов природного и антропогенного характера (табл. 6), создающие предпосылки для повсеместного распространения как водной, так и ветровой эрозии почв.

Таблица 6. Природно-антропогенные факторы и причины развития водной и ветровой эрозии в условиях Амурской области [1, 16]

Динамика, масштабы и условия проявления эрозионных процессов имеют важное научное и практические значение и диктуют необходимость разработки такой системы противоэрозионных мероприятий, которая могла бы затормозить или остановить развитие эрозионных процессов при вложении минимальных денежных средств. В силу особенностей землепользования в эрозионных районах им присущи свои требования, отражающие специфику основных вопросов противоэрозионной организации территории:

- создание основы для внедрения научно обоснованной зональной системы ведения сельскохозяйственного производства на эродированных и эрозионно опасных землях;

- осуществление противоэрозионных мероприятий на всех землях, где проявляются эрозионные процессы, любого назначения и хозяйственного использования;

- соблюдение принципа количественной оценки факторов развития эрозии почв при выделении категорий эрозионной опасности земель и проектировании противоэрозионных мероприятий;

- разработка научно обоснованного комплекса противоэрозионных мероприятий последовательно от общего к частному - для территорий страны, субъектов Российской Федерации, административных районов, сельскохозяйственных предприятий, овражно-балочных водосборов;

- учет при проектировании системы севооборотов и организации использования других угодий подверженности эрозии нижележащих земель или возникновения на них эрозионной опасности;

- при размещении линейных рубежей, формировании полей и организации их использования исходить из основной задачи регулирования стока, предотвращения смыва почв и эффективного применения почвозащитных технологий, а также высокопроизводительного использования сельскохозяйственной техники.

Список использованных источников

Донцов А.В., Родоманская С.А., Широков В.А. Региональные аспекты эрозии сельскохозяйственных земель и землепользования Амурской области. - Благовещенск: ДальГАУ. - 2010. - 273 с.

Родоманская С.А. Сохранение почвенной безопасности сельскохозяйственных земель Амурской области как основа региональной продовольственной безопасности // АгроЭкоИнфо. - 2018, №1. - http://agroecoinfo.narod.ru/journal/STATYI/2018/1/st_148.doc.

Заславский М.Н. Эрозия почв. - М.: Мысль. - 1979. - 245 с.

Евсеева Н.С., Квасникова З.Н., Людкевич Е.И. Эрозионные процессы в природно-антропогенных геосистемах южной тайги Западно-Сибирской равнины и их геоэкологические аспекты // Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. - 2014, № 5. - С. 442-449.

Родоманская С. А. Научные исследования региональных особенностей эрозии сельскохозяйственных земель Амурской области // Международный научно-исследовательский журнал. - 2016, № 2 (44), часть 3. - С. 108-110. doi: 10.18454/IRJ.2016.44.037.

Воскресенский С.С. Геоморфология СССР. - М.: Высшая школа. - 1968. - 288 с.

Агроклиматические ресурсы Амурской области. - Л.: Гидрометеоиздат. - 1973. - 104 с.

Сильванов А.П. Почвы Амурской области - Благовещенск: Амурское кн. изд-во, 1959. - 118 с.

Терентьев А.Т. Почвы Амурской области и их сельскохозяйственное использование // - Владивосток: Дальневост. кн. изд-во. - 1969. - 275 с.

Онищук B.C., Чернаков Ю.С. Исследование структуры почвенного покрова при почвенно-мелиоративном районировании Амуро-Зее-Буреинского междуречья // Бюллетень / Почвенный ин-т им. В.В.Докучаева. - Вып. 46. - М.: Изд-во МГУ. - 1988. - С. 44-49.

Качественная характеристика и культуртехническое состояние земель в Российской Федерации на 01.01.1996. Роскомзем. - М. - 1996. - 142 с.

Почвенная карта РСФСР [Карта] // - Масштаб 1:2 500 000. - М: ГУГК СССР. - 1988. - 16 л.

Почвенно-эрозионная карта СССР [Карта] // - Масштаб 1:2 500 000 (авторский оригинал) / Почвенный ин-т им. В.В. Докучаева. - М. - 1990. - 274 с.

Почвенный покров и земельные ресурсы Российской Федерации // Под общ. ред. Л.Л.Шишова, Н.В. Комова, А.З.Родина, В.М. Фридланда / Почвенный ин-т им. В.В. Докучаева. - М.: РАСХН. - 2001. - 400 с.

Официальный сайт Территориального органа Федеральной службы государственной статистики по Амурской области [Электронный ресурс] код доступа: http://amurstat.gks.ru/.

Фетюхин И. В., Черненко В. В. Факторы развития, моделирование и прогнозирование эрозии почвы // Международный сельскохозяйственный журнал, no. 1, 2018. - С. 11-13. doi:10.24411/2587-6740-2018-11003.

Размещено на Allbest.ru