В.А. БАРАНОВ, к.с.х.н., соискатель
Аннотация
На основе 30 летних ииследований ландшафтов Юга Росии разработана и проверена на практике концептуальная основа и методология агролесомелиоративно – экологического изучения агроландшафтов и урбанизированных территорий с применением методов системного анализа и ГИС – технологий. Дано оптимальное соотношение угодий в ландшафтах и решен вопрос, поставленный 120 лет назад В.В. Докучаевым об оптимальном соотношении угодий.
В 1892 году выдающийся русский ученый В. В. Докучаев издает книгу «Наши степи прежде и теперь», где рассказывает о проблеме чернозѐмов, и мерах их восстановления.[1] Профессор В.В.Докучаев организует «Особую экспедицию по испытанию и учѐту различных способов и приѐмов лесного и водного хозяйства в степях России» лесного департамента для экспериментальной проверки эффективности его программы . В своей работе В.В. Докучаев первый поставил вопрос об оптимизации агроландшафтов.
Агролесоландшафтогенез – (АЛЛГ) – новый тип антропогенной эволюции ландшафтов, развивающихся как совокупное влияние созданной человеком системы защитных лесных насаждений (ЗЛН) на геосистемы,и система ЗЛН –как опорный каркас антропогенного культурного ландшафта. В 70- 80 годы 20 века сформировалась учение об антропогенных ландшафтов –Мильков Ф.Н [5-9].] Позже сформировалась теория и методология cельскохозяйственных (или агроландшафтов Николаевым В.А. [11-13]. др.).
Вопросы оптимизации ландшафтов рассматривались Чибилевым А.А. [14]. Однако они достаточно слабо научно обоснованы. А работы Чибилева А.А. в основном связаны больше с оптимизацие с учетом особо охраняемых территорий.
В настоящее время актуальным является разработка концепции экологической оптимизации и устойчивого развития агроландшафтов, создание их высокопродуктивных и устойчивых моделей, изучение динамики агролесоландшафтов (Концепция …, 2001). Выполненные нами в 1981-2011 гг. исследования дали возможность обосновать динамическую теорию экологической оптимизации агроландшафтов, разработать методологию комплексного агро-экологического и ландшафтного подхода к оценке сельскохозяйственных территорий. Предложена методика комплексного агролесомелиоративного районирования на ландшафтно-экологической основе. Это позволило развить новые направления исследований агролесомелиорации – эколого-ландшафтное и динамическое. С помощью естественно-исторического, статистического, ландшафтного и эколого-картографического анализа определены основные пути эволюции аграрных и агролесных ландшафтов. Дан анализ и произведена оценка соременной экологической ситуации в изучаемых регионах. Комплексные исследования и анализ литературы по моделям основных типов ландшафтов позволили разработать образцы – модели экологически оптимальных агролесных ландшафтов аридных территорий. Полученные материалы, учитывающие современную экологическую обстановку, соотношение угодий, природный потенциал и особенности ландшафта, дают возможность предложить рекомендации по его адаптивному использованию.
Целью данной работы являлось обоснование экологической оптимизации агролесоландшафтов и оптимального соотношения угодий с учетом степени изменчивости на основе разработки новых методических подходов к изучению эволюционных изменений агроландшафта.
Поставленная цель достигалась путем решения следующих задач:
- разработки концепции экологической оптимизации ландшафтов;
- установления основных закономерностей развития агролесоландшафтов и оценки их
- современного экологического состояния;
- выявления роли защитных лесных насаждений (ЗЛН) в формировании оптимальной
- структуры агроландшафтов;
- определения влияния системы ЗЛН на продуктивность агроландшафтов;
- разработки методики оптимального соотношения угодий в агроландшафте;
- разработки методики комплексного ландшафтно-экологического районирования для целей сельскохозяйственного производства с применением ГИС;
- разработки оптимальных моделей агроландшафтов основных типов местностей и прогноз изменения структуры, экологических условий агроландшафтов при их агролесомелиоративной оптимизации.
Основными объектами исследований послужили структура, современное состояние и динамика агроландшафтов ЮВ ЕЧР в пределах Самарской, Пензенской, Ульяновской, Саратовской, Волгоградской, Ростовской, Астраханской областей, республики Калмыкия (включая пашни, сенокосы, пастбища, лесные насаждения). Ландшафтом-аналогом для сравнения послужила Кулундинская степь Алтайского края.
Методические подходя использованные в работе опубликованы нами в работах[2,3]
Таким образом, для анализа и определения оптимальной лесистости и оптимального экологически допустимого соотношения угодий нами проведены исследования по выявлению закономерностей экологической оптимизации агроландшафтов. На основе их результатов определено оптимальное соотношение угодий несколькими методами:
- эволюционный метод – определение времени, когда ландшафт потерял
- устойчивость;
- метод трансформации угодий с учетом современной экологической обстановки;
- метод природных аналогов, т.е. выявление соответствия различных природных угодий влиянию человека;
- метод математического моделирования;
- метод оптимизации на максимум экологических, экономических и социальных факторов (по критериям оптимальности).
Таблица 1
Сценарии оптимального соотношения угодий различными методами (%)
Пашни | Пастбища | Сенокосы | Многолетние насаждения | ООПТ | Лесные площади, лесополосы и кустарник |
Структура угодий (1881 г.) | |||||
44,0 | 22,0 | 3,0 | 0,5 | 0 | 10,5 |
Структура угодий (2000 г.) | |||||
60,9 | 15,4 | 1,08 | 0,098 | 0,14 | 6,79 |
Метод трансформация угодий с учетом агроэкологической обстановки | |||||
47,6 | 20,80 | 2,17 | 0,08 | 5,5 | 8,1 |
Метод природных аналогов | |||||
45 | 35 | 3 | 2 | 5 | 12 |
Метод математического моделирования | |||||
42 | 30 | 3,5 | 1 | 3 | 12 |
Метод оптимизации на максимум экологических, экономических и социальных факторов (по критериям оптимальности) |
|||||
50 | 25 | 2 | 1 | 5 | 12 |
На основе многолетних исследований агролесоландшафтов ЮВ ЕЧР разработана и проверена на практике концептуальная основа и методология агролесомелиоративно – экологического изучения агроландшафтов и урбанизированных территорий с применением методов системного анализа и ГИС – технологий.
1. Анализ современного состояния агролесоландшафтов ЮВ ЕЧР показал, что они в разной степени деградированы и находятся в напряженной экологической ситуации, часть территории (до 25%) оценивается как зона экологического кризиса, чрезвычайной экологической обстановки и поэтому требует экологической оптимизации.
2. В то же время в хозяйствах с системой ЗЛН за последние 50-60 лет произошли положительные изменения, улучшившие экологическое состояние агроландшафтов и повысившие все его показатели, приблизившиеся к эталонным, природным.
3. Агролесоландшафты представляют собой качественно новые объекты ландшафтно–экологического изучения. Это новая модификация агроландшафта, включающая различные виды защитных лесных насаждений, отдельные лесные массивы, колки, прибалочные, пойменные и водораздельные леса. Насыщение агроландшафта новым лесным компонентом вызывает различные изменения, повышающие экологический потенциал. Процесс образования новых агролесоландшафтов можно назвать агролесогенезом.
5. Современное соотношение угодий не обеспечивает высокую устойчивость и биологическую продуктивность агроландшафтов. Одним из главных путей экологической оптимизации агроландшафтов и их устойчивого развития является создание системы ЗЛН с оптимальным соотношением угодий.
6. Для выявления оптимальной лесистости и оптимального соотношения угодий в агроландшафтах разработана комплексная методика, сочетающая в себе системный, картографический, исторический, статистический и математический подходы.
7. Видовое разнообразие, продуктивность, сток и горизонтальная структура являются интегральными показателями состояния агролесоландшафта. Показано изменение этих показателей в процессе эволюции ландшафтов.
8. Современный агролесоландшафтный этап является этапом «возвращения» к более устойчивому состоянию и создание оптимальной лесистости способствует движению к новой устойчивой модификации агроландшафта.
9. Для лесостепи Окско-Донской равнины на междуречных типах ландшафта оптимальное покрытие древесно-кустарниковой растительностью составляет 10%, Приволжской возвышенности – 22%, Сыртовой равнины – 8%. В черноземной степи в Окско-Донской провинции оптимальная лесистость – 8%, в Приволжской – 15%, в Заволжье – 6%. В сухостепной зоне Приволжской возвышенности оптимальная лесистость составляет 10.5%, Окско-Донской равнины – 6%. В зоне полупустынь Сыртовой равнины оптимальная лесистость – 4%, Приволжской возвышенности – 5.8%.
В пустынных областях оптимальное покрытие лесом от 4% на песках и 2% на суглинистых и глинистых почвах.
10. Оптимальная лесистость водосборов агроландшафтов для оптимальной их продуктивности, минимального смыва, максимальной чистоты воды должна составлять для региона в бассейне Дона: лесостепь – 16%, степь – 12%, сухая степь – 8%, полупустыня – 6%, пустыня – 5%.
11. Оптимальное соотношение угодий для агроландшафтов региона составляет: для лесостепи Окско-Донской равнины (ОДН): пашни – 50%, пастбищ 25%, лугов – 10%, леса – 15%; Приволжской возвышенности (ПВ) - 40% пашни, 30% пастбище, 10% луга и 20% лес; Сыртовой равнины (СР) – 55% пашня, 20% пастбища, 10% луг, и 15% лес;
11.1 для степной зоны: ОДН - пашни 55%, пастбищ –20%, сенокосов – 10%, леса – 12%, вод –3%; ПВ – 35% пашни, 30% пастбищ, 25% луга и, и 10% леса; СР – 50% пашни, 30 пастбища, 5% луга , 10,5% лес;
11.2. для сухой степи: ОДН пашни – 45%, пастбищ – 30%, сенокосов –10%, леса – 10%, вод – 5%; ПВ соответственно 40% пашни, 35% пастбища, 15% луга и 10% лес; СР – 45% пашни, 40 % пастбища, 10% луга, 5% лес.
11.3. для полупустыни: Прикаспийская низменность: пашни –20 -40%, пастбищ – 30%, сенокосов – 1-3%, лесов – 2-4%, вод –2- 3%.
Список литературы.
- Докучаев В.В. Наши степи прежде и теперь. Труды экспедиции, снаряженной Лесным департаментом, под руководством проф. Докучаева / Изб. соч. М.: Сельхозгиз, 1954. С. 449–512.
- Методика системных исследований лесоаграрных ландшафтов, Москва: Изд-во ВАСХНИЛ, 1985. 112 с.
- Баранов В.А. Методологические проблемы разработки концепции экологической оптимизации и устойчивого развития агроландшафтов юга России // Природа и общество на рубеже нового тысячелетия / Тезисы докладов Международной конференции. Саратов, 1999. С. 17–18.
- Баранов В.А. Агролесоландшафты Юго-Востока Европейской территории России (Теоретические основы оптимизации). Саратов: Регион. Приволжское изд-во «Детская книга», 2001. 102 с.
- Мильков Ф. Н. Физическая география: современное состояние, закономерности, проблемы. — Воронеж: Изд-во Воронеж. ун-та, 1981. — 400 с.
- Мильков Ф. Н. Вузовская физическая география: периоды её развития и характерные черты как фундаментальной науки. — Воронеж: Изд-во Воронеж. ун-та, 1984. — 304 с.
- Мильков Ф. Н. Физическая география: учение о ландшафте и географическая зональность. — Воронеж: Изд-во Воронеж. ун-та, 1986. — 224 с.
- Мильков Ф. Н. Общее землеведение. — М.: Высшая школа, 1990. — 336 с.
- Мильков Ф. Н., Бережной А. В Терминологический словарь по физической географии / Под ред. Ф. Н. Милькова. — М.: Высшая школа, 1993. — 288 с
- Мухин Ю.П., Кузьмина Т.П, Баранов В.А. Устойчивое развитие : экологическая оптимизация агро и урболандшафтов .Изд-во ВолГУ, Волгоград, 2002,124с
- Николаев В.А. Проблемы регионального ландшафтоведения. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1979. 160 с.
- Николаев В.А. Основы учения об агроландшафтах. Агроландшафтные исследования. М., 1992.
- Николаев В.А. Адаптивная пространственно-временная организация агроландшафта // Вестн. МГУ, сер. геогр., 1999, № 1.
- Чибилёв А.А. Экологическая оптимизация степных ландшафтов. — Свердловс