CC BY
95
ЛАНДШАФТНАЯ ЭКОЛОГИЯ
УДК 631.459.2
АНТРОПОГЕННОЕ ПЕРЕУВЛАЖНЕНИЕ И ЗАБОЛАЧИВАНИЕ ЛАНДШАФТОВ СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ
© 2011 Илюшин П.В., Марьин А.Н.
Государственный университет по землеустройству Ставропольский государственный аграрный университет
Анализирутся материалы обследования антропогенного переувлажнения и заболачивания ландшафтов Ставропольском крае.
They Are Analysed material of the examination influence of the people surplus moistening and flooding landscape Stavropo-liskiy edge.
Ключевые слова: Ставропольский край, ландшафты, переувлажнение, заболачивание.
Keywords: Stavropoliskiy edge, landscapes, surplus moistening, flooding.
В Ставропольском крае на 1 января 2009 года земли сельскохозяйственного назначения занимают более 92% площади - 6,1 млн. га. Из них сельскохозяйственных угодий - земельных угодий, систематически используемых для получения сельскохозяйственной продукции - 5,7 млн. га или 92,6% от площади земель сельхоназначения. В структуре сельскохозяйственных угодий наибольший удельный вес занимает пашня - 69,4% или 3,9 млн. га. На орошаемую пашню приходится около 9% (345 тыс. га) пахотных земель. На значительной территории сельхозугодий -29,8% или 1,7 млн. га - расположены естественные кормовые угодья. Из них 1,6 млн. га - пастбища (28,0% площади сельхозугодий), 102,6 тыс. га - сенокосы (1,8%). И небольшие площади занимают многолетние насаждения и залежь - соответственно 28,2 и 14,6 тыс. га или 0,5 и 0,3% от площади сельхозугодий.
Орошаемое земледелие в степных районах, к которым относится и Ставропольский край, является одним из мощных факторов интенсификации и повышения устойчивости растениеводства. Кроме этого орошение улучшает экологическую ситуацию в крае за счет активизации жизненных процессов в биоценозе, благоприятно влияет на агроландшафт. В тоже время следует подчеркнуть, что орошение, если его применять без учета агроэкологических требований, может привести и к серьезным отрицательным последствиям. Это отмечалось, прежде всего, из-за социально-экономических причин, которые сдерживали нормальное развитие сельскохозяйственных мелиораций в советский период и главной является экстенсивно-затратный метод хозяйствования, выразившийся, в основном, в тенденции преимущественного увеличения площади земель нового орошения без соблюдения необходимых требований к качеству проектных и строительных работ. Спешили строить и отчитаться, а отсюда такая погоня за валом пагубно отразилась на техническом уровне мелиоративных систем, привела к снижению их надежности, осложнила эксплуатацию. Работы по реконструкции устаревающих оросительных систем отодвинулись на второй план, несмотря на то, что сроки окупаемости капиталовложений при реконструкции орошения в обжитых районах были в 2-2,5 раза меньше, чем при новом ирригационном строительстве.
В 50-60-е годы 20 века на Ставрополье развернулось интенсивное ирригационное строительство, но при этом, разрабатываемые в то время проекты мелиоративного освоения территории, часто не учитывали ее природных особенностей: слабую дренированность почво-грунтов, сравнительно близкий к поверхности уровень грунтовых вод с высокой минерализацией, наличие колоссальных запасов водорастворимых солей в почвообразующих породах, и уже изначально базировались на ряде ошибочных концепций: предусматривалась верхняя схема орошения, когда
ВС
каналы, регулирующие водоемы, и вся распределительная сеть закладывались по господствующим гипсометрическим отметкам, с тем, чтобы сократить расходы на подачу воды; гидроизоляция каналов оросительно-обводнительных систем в большинстве случаев не предусматривалась, на это не хватало средств; режим орошения предусматривал заведомо высокие оросительные нормы; со строительством дренажа запаздывали или не закладывали его совсем. Мировой опыт ирригационного строительства показал, что богарные земли, приуроченные к орошаемым массивам, выполняют роль «сухого дренажа» и подвергаются подтоплению и засолению в значительно большей степени, чем мелиорированные.
Общая площадь дренажных систем в Ставропольском крае охватывает более 200 тыс. га орошаемых земель. Однако к настоящему времени дренаж уже не работает по разным причинам на территории свыше 100 тыс. га. Активная хозяйственная деятельность человека привела к снижению дренирующей способности рек, вследствие зарегулирования поверхностного стока путем строительства на них необоснованно большого количества запруд и водоемов, заиления и захламления рек. И негативные процессы не замедлили сказаться - почти повсеместно отмечается подъем уровня грунтовых вод. Так, на большей части края до строительства орошаемых земель грунтовые воды залегали на глубинах 20-80 м, а на востоке края, в районе Терско-Кумского междуречья - в пределах 10-20 м, сейчас грунтовые воды, практически, на всей территории края оказались в пределах 0-7 м от поверхности, т. е. уже фактически превышены все экологически допустимые глубины. Кроме этого поднятие пресных (< 1-3 г/л, м) и минерализованных (>3 г/л, м) почвенно-грунтовых вод отмечают в гумидной и степной зонах, а затопление (поверхностное переувлажнение) отмечают ежемесячно и уже на основе этого делается заключение о переувлажнении и заболачивании территории. Но в таком случае игнорируется степень покрытия территории при переувлажнении и заболачивании, поэтому мы продолжили исследования в данном направлении, чтобы ликвидировать такой пробел. Поэтому мы с учетом роста и конкретного присутствия переувлажненых почв на территории ландшафтов приводим баллы деградации: от 0 (менее 3% переувлажненной территории) до 5 балла, где переувлажнение отмечается на площади более 15%. В зависимости от того, на какой площади в процентах встречается переувлажнение, принята следующая шкала: <3% - 0 баллов, 3-6% - 1 балл, 6-9% - 2 балла, 9-12% - 3 балла, 12-15% - 4 балла, >15% - 5 баллов (рис. 1, табл. 1).
Рис. 1. Картосхема территории ландшафтов Ставропольского края по антропогенной степени деградации почв переувлажнением
Таблица 1
Антропогенное переувлажнение территории ландшафтов Ставропольского края (2009 г.)
№ ланд- шафтов Площадь
Ландшафты ландшафтов, км2 переувлажнения
% балл
1 Верхнеегорлыкский 1387 8,15
2 Прикалаусско-Саблинский 2021 7,73
3 Ташлянский 2936 4,45
4 Г рачевско-Калаусский 2405 9,65
5 Прикалаусско-Буйволинский 1373 4,97
6 Егорлыкско-Сенгилеевский 1163 8,28
7 Расшеватско-Егорлыкский 2463 1,24
8 Среднеегорлыкский 4286 8,26
9 Бурукшунский 1923 10,09
10 Нижнекалаусский 4024 2,11
11 Айгурский 3787 2,98
12 Карамы к-Т омузловский 5082 3,51
13 Кубано-Янкульский 2582 6,68
14 Левокумский 5125 3,32
15 Правокумско-Т ерский 5932 3,47
16 Курско-Прикаспийский 4839 3,62
17 Нижнекумско-Прикаспийский 4894 19,17
18 Чограйско-Рагулинский 2377 2,91
19 Западно-Манычский 1079 4,08
20 Прикубанский 1373 12,24
21 Воровсколесско-Кубанский 1046 7,40
22 Подкумско-Золкинский 2910 14,83
23 Малкинско-Терский 461 5,65
24 Кубано-Малкинский 950 1,44
Площадь ландшафтов по степени деградации, 0 балл 13661 20,5 0
Площадь ландшафтов по степени деградации, 1 балл 26827 40,3 1
Площадь ландшафтов по степени деградации, 2 балла 11262 17,0 2
Площадь ландшафтов по степени деградации, 3 балла 5491 8,3 3
Площадь ландшафтов по степени деградации, 4 балла 4283 6,5 4
Площадь ландшафтов по степени деградации, 5 баллов 4894 7,4 5
В крае 66418 100 1,62
Переувлажнение. В засушливом Ставропольском крае переувлажнение связано не только строительством оросительно-обводнительных систем, но и в первую очередь с укрупненным землеустройством, когда встречаются массивы орошаемых земель в 5-10 тысяч гектаров, поэтому в крае более 100 населенных пунктов подтоплены. Кроме этого постоянно отмечались нарушениями технологии поливов, особенно в 80-90-е годы, когда на черноземах давали вегетационные поливы нормой превышающей 800-1000 м3/га, а это противоречит всей экологии данного типа почв. И, даже через 20 лет на данных территориях не произошло значительного улучшения и, только на территории пяти ландшафтов переувлажнение составляет нулевую степень деградации, а в 11 ландшафтах она составляет 2-5 степени деградации.
Как отмечалось ранее, превалирующей причиной переувлажнения земель является подтопление грунтовыми водами. При этом площади подтопления формируются, как локальными участками небольшой площади, так и большими массивами. Большие площади с высоким залеганием грунтовых вод приурочены к подкомандным зонам магистральных каналов и участкам орошения с плохой дренированностью территории. Локальные участки располагаются на склонах водоразделов, в прибрежных зонах искусственных водоемов, утечек из водоразводящей сети и т. д.
Наиболее тревожное положение на территории 17 - Нижнекумско-Прикаспийского ландшафта (4894 км2 или 7,4%), основная территория которого приходится на самые засушливые районы Ставропольского края - Левокумского и Нефтекумского. Это связано, с тем, что почвы очень легкие и по территории проходит несколько ветвей распределительных оросительнообводнительных каналов, а также тем, что территория прилегает к Прикаспийской низменности.
Четвертой степени деградации (очень высокой) подвержены уже два ландшафта: 20 - При-кубанский и 22 - Подкумско-Золкинский, но площадь их несколько меньше - 4294 км2 или 6,5% от территории края. Третей же степени деградации подвержены три ландшафта: 4 - Грачевско-Калаусский, 6 - Егорлыкско-Сенгилеевский и 9 - Бурукшунский на площади 5491 км2 или 8,3% от территории края (рис. 2).
Рис. 2. Антропогенное переувлажнение территории Среднеегорлыкского ландшафта
Основная площадь ландшафтов приходится на первую (низкую) степень деградации -40,3% (26827 км2) и еще 37,5% на нулевую (13661 км2 или 20,5%) и вторую (11262 км2 или 17,0%) степени. Это и определило, что коэффициент деградации ландшафтов по переувлажнению равняется 1,63, то есть приближается ко второй степени и напоминает нам о срочных мерах по их защите.
В крае выявлено более 2 млн. га земель с гидроморфным режимом почвообразования - т. е. с уровнем грунтовых вод от 0 до 3 м, таким образом, на 1 га орошаемых земель в крае приходится более 5 га подтопленных неорошаемых отмечается подъем уровня грунтовых вод. Около 50 лет назад на большей части края грунтовые воды залегали на глубинах 20-80 м, на востоке края -в пределах 10-20 м, сейчас грунтовые воды оказались в пределах 0-7 м от поверхности на всей территории края. Подтоплены не только орошаемые, но и неорошаемые земли, в т. ч. населенные пункты - 273 на общей площади 47,4 тыс. га. В целом эти данные подтверждают вывод об ухудшении экологической обстановки в крае и показывают, что имеют место процессы опустынивания территории Ставропольского края во всех формах его проявления.
Заболачивание. Слабая дренированность территории, а также постоянная фильтрация из каналов, оросителей, и потери при орошении формируют основные составляющие приходной и расходной части водного баланса и определяют, тот или иной уровень грунтовых вод, вызывая подтопление и засоление подкомандных площадей. В 1998-2001 гг., то есть четыре года подряд
было практически полное отсутствием атмосферных осадков в летний период, а также высокие температуры воздуха в летний период, но уровень грунтовых вод, практически, остался на всей территории Ставропольского края, на прежней установившейся отметке. В другие годы, какие бы они не были засушливые, тем более сохранялась та же тенденция. Комплексные наблюдения за состоянием земель, динамикой уровней и минерализацией первого от поверхности водоносного слоя и засоления пород в горизонте аэрации на территориях, расположенных в зоне влияния Пра-во-Егорлыкской, Лево-Егорлыкской и Кумо-Маныческой оросительно-обводнительных систем и Большого Ставропольского Канала, выявили объективную взаимосвязь между наличием ирригационных систем и процессами подтопления и вторичного засоления земель. Отмечено, что эти явления наиболее отчетливо прослеживаются на участках, расположенных по рельефу ниже канала или крупного водоема, то есть в зоне подкомандной территории. Площадь таких земель в крае составляет 1500 тыс. га, в том числе пашни - 800 тыс. га (табл. 2).
Таблица 2
Антропогенное заболачивание территории ландшафтов Ставропольского края (2009 г.)
№ Площадь
заболачивания
ланд- Ландшафты ланд- шафтов, км2
шафтов % балл
1 Верхнеегорлыкский 1387 0,24 0
2 Прикалаусско-Саблинский 2021 0,61 1
3 Ташлянский 2936 0,29 0
4 Г рачевско-Калаусский 2405 0,03 0
5 Прикалаусско-Буйволинский 1373 0,17 0
6 Егорлыкско-Сенгилеевский 1163 0,27 0
7 Расшеватско-Егорлыкский 2463 0,59 1
8 Среднеегорлыкский 4286 1,98 3
9 Бурукшунский 1923 1,93 3
10 Нижнекалаусский 4024 0,05 0
11 Айгурский 3787 1,03 2
12 Карамы к-Т омузловский 5082 0,39 0
13 Кубано-Янкульский 2582 1,58 3
14 Левокумский 5125 0,22 0
15 Правокумско-Т ерский 5932 0,43 0
16 Курско-Прикаспийский 4839 2,50 4
17 Нижнекумско-Прикаспийский 4894 5,89 5
18 Чограйско-Рагулинский 2377 0,71 1
19 Западно-Манычский 1079 0 0
20 Прикубанский 1373 0,68 1
21 Воровсколесско-Кубанский 1046 0,35 0
22 Подкумско-Золкинский 2910 1,53 3
23 Малкинско-Терский 461 0,44 0
24 Кубано-Малкинский 950 0,06 0
Площадь ландшафтов по степени деградации, 0 балл 32963 49,7 0
Площадь ландшафтов по степени деградации, 1 балл 8234 12,4 1
Площадь ландшафтов по степени деградации, 2 балла 3787 5,7 2
Площадь ландшафтов по степени деградации, 3 балла 11701 17,5 3
Площадь ландшафтов по степени деградации, 4 балла 4839 7,3 4
Площадь ландшафтов по степени деградации, 5 баллов 4894 7,4 5
В крае 66418 100 1,42
Процесс формирования техногенных водоносных горизонтов на территории края еще далек от завершения, и в настоящее время наблюдается устойчивый подъем уровня грунтовых вод (УГВ). Нами были учтены показатели заболачивания территории, где отмечено, что на территории отдельных ландшафтов она может достигать 5,89% (это опять на территории 17 - Нижнекум-ско-Прикаспийского ландшафта), а также прилегающего к нему 16 -Курско-Прикаспийскому ландшафту (2,50%) (рис. 3).
Еще на территории трех ландшафтов показатель заболачивания превышает 1,5% (13 - Ку-бано-Янкульский - 1,58%, 22 - Подкумско-Золкинский - 1,53% и 8 - Среднеегорлыкский -1,98%), тогда как на всех остальных не более 1%. На картосхеме (рис. 33) для заболоченных ландшафтов принята следующая шкала: <0,5% - 0 баллов), 0,5-1% - 1 балл, 1-1,5% - 2 балла, 1,52% - 3 балла, 2-2,5% - 4 балла, >2,5% - 5 баллов. Менее 0,5% с нулевым баллом ландшафты располагаются в центральной части Ставропольского края, таких ландшафтов 13 и их общая площадь достигает 32963 км2 или 49,7%. Особенно тревожное положение там, где заболачивание превышает 1,0% территории ландшафта, а их семь (степень деградации от 2 до 5), и они занимают 25221 км2 или 38%, что крайне недопустимо для засушливого степного края.
Кроме отмеченных ландшафтов в четырех затопление территории находится в пределах 0,5-1%, а это 12,4% (8234 км2), что с переувлажнением исключает любые сельскохозяйственные работы на 8000 гектаров. Если проследить распределение по степени затопления территории ландшафтов, то видим, что меньше всего - второй (5,7% или 3787 км2), 7,3-7,4% - четвертой (очень высокой) и пятой (катастрофической) степени деградации и на втором месте после недеградированных ландшафтов приходится на третью степень - 17,5% (11701 км2). Все это подняло средний коэффициент по антропогенному затоплению до 1,42, то есть среднее между первой и второй степенью деградации (рис. 4).
Рис. 3. Картосхема территории ландшафтов Ставропольского края по антропогенной степени деградации почв заболачиванием
Рис. 4. Антропогенное заболачивание территории Грачевско-Калаусского ландшафта
Заключение. Широкое распространение переувлажненных земель, осложняющих экологическую обстановку и в связи с этим для восстановления почвенного покрова после различного рода нарушений, важно выявить основные закономерности, последовательность стадий и скорость протекающих в почве процессов, интенсивность их протекания. В Ставропольском крае в результате интенсификации процесса переувлажнения за период 1970-1990 гг. из сельскохозяйственного пользования выпало около 1 млн. га плодородных земель. В связи со строительством водохранилищ на реках площадь затопленных земель в Российской Федерации превысила 30 млн. га
Все больше становятся площадей подтопленных земель. Так, в Ставропольском крае за последние десять лет они увеличились с 0,3 до 1,2 млн. га и продолжают увеличиваться. Процесс подтопления территории края носит неравномерный характер и в наибольшей степени этому бедствию подвержены ландшафты, прилегающие к Ставропольской возвышенности, то есть в пределах Ставропольского плато или по границам Ставропольского края и наша задача остановить этот процесс.
В то же время необходимо разработать федеральную и региональные программы по восстановлению почвенного плодородия. Современная агроэкологическая ситуация требует совершенствования систем земледелия и в целом ведения АПК, внедрения почвозащитных технологий возделывания сельскохозяйственных культур, основанных на новых методологических принципах. Наука и практика пока не сказали своего «последнего» слова об агроэкологическом ландшафтном земледелии, как в плане технологии и организации, так и экономической оценки. Нужны проектные решения по восстановлению почвенного плодородия, окультуриванию эродированных земель и включение их в сельскохозяйственное пользование.
