Проектирование мероприятий по экологической оптимизации агроландшафта

 

3. Принципы устройства агроландшафта

 

         Под оптимальным понимают ландшафт, структуры и функции которого максимально соответствуют возможностям и потребностям нормального сбалансированного развития отдельных его компонентов или определенным целям его использования. В соответствии с этим оптимизация ландшафта - это комплекс мероприятий по сохранению или модификации существующих и формированию новых связей между различными составляющими ландшафта в целях его рационального использования, сохранения полезных свойств и предупреждения их возможной утраты, установление максимально полного соответствия природного потенциала ландшафта социально-экономическим функциям, задаваемым ему человеком. В оптимизации техногенных ландшафтов главное место занимает целенаправленное восстановление или реконструкция природно-техногенных комплексов, обеспечивающих возобновление и повышение их продуктивности, природоохранной, хозяйственной, санитарно-оздоровительной и эстетической ценности [15, 4, 5].

         Оптимизация пространственной структуры агроландшафтов предполагает определенное соотношение площадей лесных, луговых и других угодий и пашни - с одной стороны, и правильное размещение их по элементам рельефа - с другой.

         Схема предопределяет системный подход к оптимизации параметров лимитирующих факторов посредством агрохимических, физико-механических и биологических методов воздействия в целях создания агроэкологической обстановки, отвечающей требованиям возделываемых культур и охраны окружающей среды.

         Структура схемы: исходное плодородие агроландшафта; регулируемые показатели плодородия почв; оптимальные показатели плодородия почв; комплекс мероприятий, обеспечивающих регулирование показателей плодородия почв, включающие методы, способы и приёмы регулирования в ландшафтно-мелиоратиных системах земледелия. В качестве способов оптимизации регулируемых показателей плодородия почв выступают севообороты, удобрения, обработка почвы, мелиорация. Приёмы оптимизации включают: технику и сроки внесения удобрений, приёмы возделывания культур, регулирования поверхностного стока, понижения уровня грунтовых вод, повышения инфильтрации почв. Необходимо учитывать при оптимизации регулируемых показателей в системе мероприятий по повышению плодородия почв при их сельскохозяйственном использовании: гумусное состояние, водно-воздушный режим и водно-физические свойства, кислотно-основные свойства почвы, пищевой режим.

         Агроэкосистемы отличаются от экосистем неустойчивым равновесием. В естественных условиях смена структуры экосистем (например, зарастание озер, заболачивание лесов и др.) происходит постепенно. При неуправляемом же вмешательстве сельскохозяйственного производства изменения могут проходить быстро и приводить к снижению устойчивости агроландшафтов и их деградации. Хозяйственная деятельность влияет и на перестройку биоценозов в целом. Причем в отдельных регионах нарушение равновесия между материнской породой, стоком и почвой вызывает необратимые отрицательные изменения в ландшафтах [5, 9].

         При интенсивном сельскохозяйственном использовании земельного фонда, когда равновесие в агроэкосистемах поддерживается искусственно, необходимо знать и учитывать структуру агроландшафтов, их системообразующие свойства. Остовным «целевым свойством» ландшафта является экологический потенциал - интегральная предпосылка его использования. Он характеризует способность ландшафта соответствовать требованиям, предъявляемым ему человеком. Организация экосистем должна быть дифференцирована по типам и видам ландшафтов, основываться на зонально-провинциальных особенностях, типологических и индивидуальных свойствах [7, 11, 12, 18].

         Важно, чтобы регуляция намеченных хозяйственных нагрузок на агроэкосистемы осуществлялась в соответствии с их природной структурой. Необходимо сопоставлять существенные функциональные структуры ландшафта и его потенциал, определять целесообразные направления рационального его использования.

         Ландшафтное прогнозирование предполагает функциональное разграничение ландшафтных образований (процесс пространственного дифференцирования деятельности человека, придающей структурным участкам определенные функции). Например, в агроландшафте главной должна быть функция охраны и воспроизводства потенциала почвенного плодородия, в зависимости, от которой решаются вопросы размещения сельскохозяйственного производства, формирования инфраструктуры и др.

         Принципы построения агроландшафтов, имеющие практическое значение и основанные на «самовосстановлении» и «самоочищении» агроэкосистем и их компонентов, можно свести к следующим:

     1.Принцип адекватности. Производственная деятельность в агроландшафтах должна быть адекватной природным закономерностям окружающей среды.

     2.Принцип совместимости. Элементы территории агроландшафтов должны быть органически взаимосвязаны и представлять единую систему, согласованную со строением природных комплексов и хозяйственной деятельностью.

     3.Принцип   соответствия фитоценозов местообитанию. При структурировании агроландшафта важно грамотно выбрать место размещения посевов и посадок различных групп сельскохозяйственных растений на неоднородных по экологическим свойствам и расположению участках возделываемых земель.

     4.Принцип приоритета фитомелиорации. При формировании почвоохранных,

самовосстанавливающихся и самоочищающихся агроландшафтов и агроэкосистем ведущая роль должна принадлежать фитомелиорации, что соответствует одному из важнейших  законов земледелия - закону минимума (поскольку ограничивающим фактором часто является дефицит почвенной влаги, а растительная мелиорация способствует формированию более устойчивого влагооборота в агроэкосистемах).

     5. Принцип пространственного и видового разнообразия. Агроэкосистемы следует

создавать с учетом требования пространственного и видового разнообразия среды. Это соответствует существующей закономерности, согласно которой, чем  разнообразнее и сложнее   структура   агроландшафта,   тем   выше   его  устойчивость,   способность противостоять различным внешним воздействиям.

     6.Принципы   оптимизации  структуры   и   соотношения  земельных   угодий.   При землеустройстве агроландшафтов для определенного сельскохозяйственного региона землепользования в соответствии с местными природными условиями устанавливают экологически и экономически  обоснованные структуру и   соотношение размеров площадей пашни, лугов, леса и вод.

         Необходимы анализ и учет ландшафтно-экологических особенностей конкретной территории. Создаваемые агроландшафты функционируют в соответствии с природными закономерностями данного района [8, 4, 9, 14].

         Ландшафтно-экологический анализ агроландшафта должен основываться на знании его морфологических компонентов (типологическое картографирование) и региональных различий (районирование), а также на учете многочисленных взаимосвязей (баланс веществ и энергии). Особенно важно, чтобы хозяйственные нагрузки на ландшафт планировались в соответствии с его природной структурой. В противном случае несоответствие сложившейся специализации сельского хозяйства потенциальным ресурсным возможностям ландшафта приводит к возникновению и развитию негативных процессов, к нарушению природно-антропогенного равновесия, особенно в ландшафтах с неустойчивым природным равновесием.

         Рациональным можно считать такое воздействие, при котором обеспечивается правильный ресурсооборот, расширенное воспроизводство возобновляемых ресурсов ландшафта (повышение плодородия почвы, продуктивности естественных и культурных фитоценозов и др.). Сельскохозяйственная организация территории должна осуществляться с учетом ее ландшафтно-типологических и региональных различий. Важнейшим нормативным критерием здесь является уровень допустимого однообразия агроландшафтов: оптимальное сочетание технологических условий территории (размеры и конфигурация полей и т.д.) и биотических составляющих (участки лесов, полей, лугов, кустарников, болот и т.д.)

         С позиций системного подхода, учитывающего особенности формирования и функционирования ландшафтов, представляются возможными следующие предпосылки оптимизации агроландшафтов.

         Во-первых, формирование и поддержание на оптимальном уровне структуры и функционирования земельных угодий, обеспечивающих необходимое разнообразие и устойчивость агроландшафта [12, 20, 15].

         Во-вторых, экологическая оптимизация агроландшафтов должна обеспечивать восстановление и сохранение местного генетического фонда живой природы, а также восстановление и сохранение естественных ценозов.

         В-третьих, восстановление и сохранение обводненности территории, которая должна соответствовать естественному фону данного ландшафтного образования.        

         В-четвертых, экологическая оптимизация агроландшафтов обеспечивается целенаправленным развитием сети охраняемых природных территорий различных рангов и статуса (от микрозаказников до заповедников).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Оценка устойчивости изучаемого агроландшафта

2.1  Расчёт индекса экотонизации

 

         Для экологической оценки устойчивости состояния ландшафта и его использования служит определенный показатель-индекс видового разнообразия (индекс экотонизации).

                                                                                   Li

      Y = S

 

Y - индекс видового разнообразия;

L - длина экотона, м;

S - площадь территории агроландшафта, га

 

         Экотон - переходная полоса между визуально различимыми сообществами. Обычно экотоны   населены   организмами  значительно   гуще,   чем   сами   контактирующие сообщества.

Оценка индекса видового разнообразия:

менее 5 м/га	очень слабая экотонизация
5-10 м/га	слабая экотонизация
10-20 м/га	средняя экотонизация
более 20 м/га	высокая экотонизация

 

                                                                                                                             Таблица 1

       Определение плотности экотона (биологических рубежей в агроландшафте)

№	Название экотона	Длина, м
1	Опушки лесных полос  на пашне	12600
2	Опушки прибалочных  и приовражных полос	11250
3	Опушки лесов	7320
4	Границы пашни с другими  угодьями	79820
5	Границы садов с другими  угодьями	2600
6	Обочины дорог	61230
7	Береговые полосы рек  и водоёмов	19870
8	Границы степной и  травянистой растительности с другими  угодьями	487
9	Границы пастбищ с  другими угодьями
10	Границы сенокосов с  другими угодьями	16540
11	Границы кустарников  с другими угодьями	3300
12	Площадь под застройками	2450
Итого		217467

 

 Li = 217467 м

 S = 5400 га

 

               Y= 217767 = 40,33 м/га

5400

 

Индекс экотонизации оказался равным 40,33 м/га, что свидетельствует о высокой экотонизации.

 

2.2 Расчёт коэффициента экологической стабильности ландшафта (КЭСЛ1)

 

         Коэффициент экологической стабильности ландшафта показывает стабильность ландшафта, соотношение в агроландшафте сельскохозяйственных или иных угодий, которые обладают стабилизирующим или дестабилизирующим влиянием на агроландшафт.

 

Fстаб.

                                               КЭСЛ1 = Fдестаб.

 

         К стабилизирующим угодьям относят площади, занимаемые стабильными элементами ландшафта (леса, защитные лесные насаждения, прибалочные, приовражные луга, заповедники, заказники, естественные водоемы и болота, кустарники, пастбища, сенокосы, пашня под многолетними культурами).

         К дестабилизирующим относят площади, занимаемые нестабильными элементами ландшафта (площади под застройками и домами, зарастающие и заиленные водоемы, места добычи полезных ископаемых, овраги, пашня под однолетними культурами).

 

         Оценка коэффициента экологической стабильности ландшафта производится по следующей шкале:

0,5 - 1,0	ландшафт нестабильный
1,01-3,0	ландшафт условно стабильный
3,01-4,5	ландшафт с ярко выраженной стабильностью

 

                                                                                                     

                                                                                                      Таблица 2

№	Наименование элемента	Площадь элемента (га)
1	Опушки лесных полос	88,22
2	Опушки прибалочных полос	99,25
3	Береговые полосы рек  и водоемов	87,50
4	Сенокосы	260,20
5	Степная и травянистая  растительность	403,2
6	Кустарники	13
7	Овраги	54
8	Балки	25
9	Дороги	151,16
10	Застройки	55,5
11	Пашня под однолетними  культурами	4155,15
12	Сады	10,16
Итого		5400