Ландшафтно-экологическая оптимизация структуры сельскохозяйственных угодий Центральной природно-экономической зоны Самарской области

Размещено на http://www.allbest.ru/

Самарская государственная сельскохозяйственная академия

Ландшафтно-экологическая оптимизация структуры сельскохозяйственных угодий Центральной природно-экономической зоны Самарской области

Деменок О.Н., Миронова А.Ю., Рабочев А.Л.

Аннотация

сельскохозяйственный угодие экологический ландшафтный

Дан анализ современного экологического состояния сельскохозяйственных угодий. Определены средостабилизирующие соотношения угодий на ландшафтно-экологической основе, позволяющие эффективно использовать природно-климатический потенциал Центральной природно-экономической зоны Самарской области.

Ключевые слова: агроэкологический кризис, природоохранное землепользование, природно-ресурсный потенциал, экологическая стабильность территории, структура сельскохозяйственных угодий

Основная часть

В Самарской области, как и во многих других регионах России, в результате недостаточного внимания к организации структуры сельскохозяйственных территорий, возникла проблема агроэкологического кризиса. Шаблонное внедрение интенсивных технологий возделывания полевых культур, рассчитанных на максимальную мобилизацию почвенных ресурсов, позволило на некоторое время повысить валовые сборы сельскохозяйственной продукции, однако оно же инициировало глубокие нарушения экологического равновесия в агроэкосистемах.

Необоснованно большой процент распаханности земель, не всегда рациональная структура посевов, размещение лугопастбищных угодий по крутосклонам, другие непродуманные решения привели в итоге к деградации почв, усилению водной и ветровой эрозии, снижению продуктивности естественных лугов и пастбищ и другим нежелательным явлениям и процессам. При любых формах владения землей и методах хозяйствования производственная деятельность должна базироваться на глубокой научной основе, предусматривающей получение высоких и стабильных урожаев качественной сельскохозяйственной продукции при рациональном природопользовании, сохранении, восстановлении и воспроизводстве природных ресурсов на сельскохозяйственных территориях. В этой связи регулирование природоохранного землепользования должно осуществляться в системах земледелия, построенных таким образом, чтобы воспроизводство плодородия почв не требовало дополнительных неоправданно высоких затрат, а являлось следствием мероприятий, направленных на повышение продуктивности полевых культур и защиту земель от почворазрушающих процессов.

При переходе к адаптивно-ландшафтному земледелию необходимо, в первую очередь, знание специфики местных природных ландшафтов. Начало формирования ландшафтного подхода в сельскохозяйственной деятельности связывают с В.В.Докучаевым и его учениками. Большой опыт в исследовании агроландшафтов накопили географы (Раменский, 1938; Глазовская, 1958; Зворыкин, 1965; Николаев, 1979 и др.). Большой интерес в последнее время стали проявлять специалисты сельского хозяйства (Кирюшин, 1996; Володин, Здоровцов, 1999; Постолов, 1999; Семендяева, Дробышева, 1999 и др.).

Впервые концепция адаптивно-ландшафтного земледелия была обоснована в 1993 г. В.И. Кирюшиным, указавшим на необходимость дифференциации земледелия в структурно-функциональной иерархии ландшафта. В 1996 г. В.И. Кирюшин сформулировал основные принципы проектирования ландшафтных систем земледелия:

- достижение оптимального соотношения между пашней, пастбищем и т.д. на основе объективных критериев;

- обеспечение устойчивости агроэкосистем за счет рационального размещения производства и разумной специализации, противоэрозионной организации территории, нормирования техногенной нагрузки [1, 2].

Территория Самарской области составляет 5196,2 тыс. га, общая площадь сельскохозяйственных угодий на 1 января 2007 года составила 3967,2 тыс. га, из них пахотные земли сельскохозяйственных предприятий составляют 2996,4 тыс. га, сенокосы и пастбища - 898,0, многолетние насаждения - 72,8, земли лесного фонда - 649,2, прочие - 579,8 тыс. га [3]. Для территории области характерна четко выраженная природная зональность от типичной лесостепи на севере с лесистостью, близкой к 30%, до открытой сухой степи на юге с естественной лесистостью всего 0,1-0,2%.

В Самарской области с определенной условностью выделены три природно-экономические зоны (ПЭЗ): Северная - лесостепная, Центральная - переходная от лесостепи к степи, Южная - степная. В Центрально-экономической зоне сосредоточено 12 муниципальных районов, которые являются крупнейшими производителями и переработчиками сельскохозяйственной продукции. Земли сельскохозяйственного назначения составляют 1702,10 тыс. га, причем в сельскохозяйственный оборот включено 1614,16 тыс. га, из них пашня занимает 1288,00, сенокосы - 27,64, пастбища - 298,20 тыс. га (рис. 1).

Рис. 1 Структура сельскохозяйственных угодий Центральной природно-экономической зоны Самарской области

Для выявления сложившейся экологической ситуации на территории Центральной природно-экономической зоны проведена оценка земли как природного комплекса, обладающего определенным природно-ресурсным потенциалом. В зависимости от доли стабилизирующих угодий для каждого муниципального района определен индекс стабилизации (табл. 1), по значению которого определена экологическая напряженность территории: 0,61-0,90 - слабая, 0,40-0,60 - средняя, 0,21 - 0,40 - сильная, менее 0,2 - критическая экологическая напряженность [4].

Экологическая обстановка территории оценивалась по состоянию земель в зависимости от видов и интенсивности проявления негативных процессов. Комплексный анализ статистических и фондовых материалов Министерства сельского хозяйства и продовольствия Самарской области, Министерства лесного хозяйства, охраны окружающей среды и природопользования Самарской области, Территориального органа Федеральной службы государственной статистики по Самарской области, ОАО «ВолгоНИИгипрозем» позволил выделить уровни экологической напряженности и получить четкую картину по Центральной ПЭЗ Самарской области в целом (табл. 2).

Оценка экологического состояния сельскохозяйственных угодий Центральной ПЭЗ при существующей структуре последних показала, что земли слабой экологической напряженности занимают 27,2 %, средней экологической напряженности - 29,4 %, сильной экологической напряженности - 37,0 %, в критическом состоянии находятся 6,3 % сельскохозяйственных угодий. Наибольший удельный вес в пашне составляют земельные угодья средней (29,6 %) и сильной (35,5 %) экологической напряженности. В кормовых угодьях 28,5 % земель находятся в состоянии средней, 43,0 % - сильной и 8,7 % - критической экологической напряженности.

Таблица 1

Характеристика территории муниципальных районов Центральной ПЭЗ Самарской области по состоянию экологической напряженности

Таблица 2

Экологическое состояние сельскохозяйственных угодий Центральной природно-экономической зоны Самарской области

Можно констатировать, что существующая организация сельскохозяйственных угодий для агроландшафтов Центральной природно-экономической зоны Самарской области не способствует рациональному использованию природного биоэнергетического потенциала территории.

Применение ландшафтно-экологического подхода при решении вопросов организации использования земель предполагает создание устойчивых систем земельных участков сельскохозяйственного назначения. Определение оптимального соотношения лугов (сенокосы и пастбища) и пашни построено на показателях биоэнергетического потенциала территории (БЭПТ) (пашни и луга) для преобладающих типов почв данной зоны (чернозем типичный).

Для определения оптимального соотношения лугов (сенокосы и пастбища) и пашни применяем «Методику определения оптимального соотношения земельных угодий для агроландшафтов лесостепи ЦЧЗ на биоэнергетической основе», одобренную Ученым советом Всероссийского НИИ земледелия и защиты почв от эрозии РАСХН [5].

При построении модельных агроландшафтов учитывают содержание и запас энергии в различных типах растительности на основании литературных (лесные и травянистые ценозы) и фактических (полевые ценозы) данных по запасу и приросту фитомассы (надземной и подземной), содержанию и запасам гумуса в почве. Модельная структура земельных угодий, а также биэнергетические потенциалы территории (БЭПТ) луга и пашни представлены в таблице 3.

Таблица 3

Бионергетический потенциал агро- и экосистем

Зависимость модельных значений БЭПТ луга и БЭПТ пашни от модельной структуры земельных угодий, с учетом биоэнергетических потенциалов, соответственно, для луга и пашни носит линейный характер. Уравнения этой зависимости в общем виде, с точностью до БЭПТл и БЭПТп, выглядят так:

где: м - модельный агроландшафт;

п - пашня,

л - луг;

X₁ - модельная доля луга в общей площади, %;

X₂ - модельная доля пашни в общей площади, %;

БЭПТл и БЭПТп - биоэнергетические потенциалы, соответственно, для луга и пашни (из графы 7 табл. 3).

Подставляя последовательно в эти уравнения значения БЭПТл для луга и БЭПТп для всех представленных в таблице 3 разновидностей пашни, получим уравнения (1), (2а) - (2г):

103,555·Х₁ (1)

-92,106·Х₁+9210,6 (2а)

-80,441·Х₁+8044,1 (2б)

-86,874·Х₁+8687,4 (2в)

-85,961·Х₁+8596,1 (2г)

Для определения оптимального соотношения сельскохозяйственных угодий для всех 4 возможных комбинаций агроландшафта решаем последовательно 4 системы уравнений: (1) с (2а); (1) с (2б); (1) с (2в); (1) с (2г). Результаты несложных расчетов приведены в таблице 4.

Таблица 4

Рассчитанные значения оптимального соотношения луга и пашни и БЭПТ_опт

Аналогичный результат можно получить графическим путем. Поскольку зависимость между структурой угодий и БЭПТ носит линейный характер, достаточно рассчитать БЭПТ луга и БЭПТ пашни только для двух модельных агроландшафтов, например, следующих:

- первая модель - луг составляет 80% площади (X₁=80), пашня - 20% (X₂=20);

- вторая модель - луг составляет 40% площади (X₁=40), пашня - 60% (X₂=60).

В результате можно получить по 2 точки для каждой из прямых: (1), (2а) - (2г) и построить эти прямые (рис. 2). Оптимальные соотношения луга и всех 4 видов пашни дают пересечения на графике прямой (1) с прямыми (2а), (2б), (2в), (2г).

Рис. 2 Графическое определение оптимального соотношения луга и пашни в модельном агроландшафте

Оценка влияния состава угодий на экологическую стабильность территории, устойчивость которой падает при повышении площади распашки, произведена по коэффициенту экологической стабильности территории - К_эк.ст. [6]:

(3)

где: К_li - коэффициент экологической стабильности угодья i- го вида (табл. 5);

Р_i - площадь угодья i-го вида.

Таблица 5

Коэффициенты оценки экологической стабильности различных видов угодий

Исходное экологическое состояние территории сельскохозяйственных угодий Центральной ПЭЗ Самарской области соответствует 0,21-0,29 ед., что оценивается как экологически нестабильная территория (табл. 6).

Предложенная оптимизация структуры сельскохозяйственных угодий может быть реализована в два этапа: первый поднимает К_э.ст до 0,34-0,50 ед., что переводит территорию в разряд экологически неустойчиво стабильной территории; на втором К_э.ст достигает 0,51-0,57 ед., а территория переходит в градацию территории средней экологической стабильности. Для поэтапного перевода экологически нестабильных территорий в разряд неустойчиво стабильной, а далее в градацию устойчиво стабильной требуется проведение оптимизации структуры землепользования в следующих направлениях:

1. Сокращение площадей пашни как минимум до 60% от площади земель за счет трансформации в другие категории земельных угодий, консервации нарушенных земель, выведения их из сельскохозяйственного оборота.

2. Увеличение площади средостабилизирующих угодий (пастбищ и сенокосов) до 40% от площади сельскохозяйственных угодий за счет залужения деградированных участков пашни, создания долголетних культурных пастбищ на пашне.

3. Внедрение ландшафтно-адаптивных систем земледелия.

Таблица 6

Коэффициент экологической стабильности для фактического соотношения сельскохозяйственных угодий муниципальных районов Центральной ПЭЗ Самарской области

В целом оптимизация структуры сельскохозяйственных угодий Центральной ПЭЗ Самарской области позволит создать экологическое равновесие в агроландшафтах, повысить их стабильность, а также активизировать процессы самовоспроизводства плодородия почв.

Список использованных источников

1. Каштанов А.Н. Концепция ландшафтной контурно-мелиоративной системы земледелия // Земледелие. 1992, № 4. С. 2-5.

2. Кирюшин В.И. Экологические основы земледелия: учебник для вузов. М.: Колос, 1996. 366 с.

3. Государственный доклад о состоянии окружающей среды и природных ресурсов в Самарской области в 2007 году / Правительство Самарской области; Министерство природных ресурсов и охраны окружающей среды Самарской области. Самара, 2008. 314 с.

4. Агроэкологическая оценка земель, проектирование адаптивно-ландшафтных систем земледелия и агротехнологий: методическое руководство / Под ред. академика РАСХН В.И. Кирюшина, академика РАСХН А.Л. Иванова. М.: ФГНУ Росинформагротех, 2005. 784 с.

5. Методика определения оптимального соотношения земельных угодий для агроландшафтов лесостепи ЦЧЗ на биоэнергетической основе / Всероссийский НИИ земледелия и защиты почв от эрозии РАСХН. Курск, 2005. 39 с.

6. Рабочев Г.И., Рабочев А.Л. Кирова Н.Н. Экологическая эффективность адаптивного землеустройства. Самара: ФГОУ ВПО СГСХА, 2010. 122 с.

Размещено на Allbest.ru