CC BY
1УДК 911.52.001:504.064:504.05
А. А. Кудерин1, И. Б. Скоринцева2, Т. А. Басова3, В. С. Крылова4
1 Докторант PhD КазНИТУ им. К. И. Сатпаева, МНС лаборатории ландшафтоведения
и проблем природопользования (Институт географии, Алматы, Казахстан) 2Д.г.н., руководитель лаборатории ландшафтоведения и проблем природопользования (Институт географии, Алматы, Казахстан) 3К.б.н., ВНС лаборатории ландшафтоведения и проблем природопользования
(Институт географии, Алматы, Казахстан) 4К.г.н., СНС лаборатории ландшафтоведения и проблем природопользования (Институт географии, Алматы, Казахстан)
ЛАНДШАФТНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ ЖАНАКОРГАНО-ШИЕЛИЙСКОГО МАССИВА ОРОШЕНИЯ КЫЗЫЛОРДИНСКОЙ ОБЛАСТИ
Аннотация. Представлены результаты исследования, являющегося первым опытом ландшафтного планирования Кызылординской области. В качестве объекта изучения выбран Жанакоргано-Шиелийский массив орошения, играющий важную роль в обеспечении продовольственной безопасности региона. Широкомасштабное сельскохозяйственное освоение массива орошения в 1965-1985 годах обусловило значительную трансформацию природных комплексов и развитие деградационных процессов в них. Отработан «механизм действия» ландшафтного планирования массива орошения, позволяющего решить проблемы адаптированности сельского хозяйства к его ландшафтной структуре, разработать ландшафтно-экологичес-кие критерии сбалансированности землепользования, которые дают возможность повысить продуктивность сельскохозяйственных угодий массива орошения и приостановить их деградацию.
Ключевые слова: ландшафтное планирование, ландшафт, продовольственная безопасность, сбалансированное землепользование.
Введение. В настоящее время в пустынных орошаемых регионах Казахстана наблюдается опустынивание сельскохозяйственных угодий, что обусловлено несоответствием структуры угодий природным условиям и сельскохозяйственным нагрузкам, нехваткой финансовых средств и материальных ресурсов для устойчивого ведения хозяйств. В связи с этим решение проблемы устойчивого развития сельскохозяйственного землепользования должно базироваться на ландшафтном планировании. Применение ландшафтно-экологического подхода в организации устойчивого сбалансированного землепользования на основе ландшафтного планирования является гарантом продовольственной безопасности пустынных орошаемых регионов республики.
Анализ международного опыта показал, что ландшафтное планирование как инструмент решения эколого-экономических проблем землепользования в последнее десятилетие приобретает все большую значимость [1-3]. Опыт ландшафтного планирования территорий сельскохозяйственного освоения базируется на покомпонентном анализе ландшафтной среды [4-6]. Основные задачи ландшафтного планирования в землепользовании сводятся к определению возможностей освоения территории для устойчивого развития сельского хозяйства [1, 6]. На постсоветском пространстве, за исключением Российской Федерации, опыт проведения ландшафтного планирования практически отсутствует [7]. Основными планировочными документами для сельских территорий Казахстана являются районные планировки, которые базируются на приоритетности сельскохозяйственного производства без учета ландшафтно-экологических условий. Для Кызылор-динской области и всей республики печальным примером такого опыта стала экологическая катастрофа Приаралья. В результате чрезмерного забора воды на орошение, без учета природных и экологических особенностей региона, произошла потеря ландшафтно-ресурсного потенциала Аральского моря и долинных комплексов р. Сырдарии, где в настоящее время отмечается ухудшение условий проживания населения и наблюдается деградация земель [8].
Методы. Все этапы ландшафтного планирования Жанакоргано-Шиелийского массива орошения базировались на локальных характеристиках природных комплексов и их морфологических частей. Ведущим методом ландшафтного планирования стал метод полевого ландшафтно-эколо-гического картографирования [9, 10].
Классификационные построения созданных картографических моделей основывались на сопряженных подходах изучения ландшафтной структуры как основы планирования землепользования - историческом, генетическом и структурном. Использование методов дешифрирования ДДЗ и ГИС-технологий позволило установить характер, степень антропогенной нарушенности и проявления деградационных процессов в ландшафтах массива орошения, оптимальное соотношение площадей сельскохозяйственных угодий в различных их видах [1-3].
Применение методов полевого исследования дало возможность собрать натурные данные по современному ландшафтно-экологическому состоянию территории, определить перспективные площади ландшафтов для сельскохозяйственного освоения [1, 5, 6, 11].
Разработка критериев экологически сбалансированного землепользования массива орошения базировалась на основе ландшафтной карты; расчетах экологических параметров сбалансированности структуры сельскохозяйственных угодий; оценки степени экологической устойчивости ландшафтов к сельскохозяйственному освоению.
Результаты. Для решения задач сбалансированного землепользования Жанакоргано-Шие-лийского массива орошения изучены природные и антропогенно обусловленные процессы, происходящие в природных и хозяйственных подсистемах при различных видах сельскохозяйственного воздействия, на основе которых проведено ландшафтное планирование. Установлено, что в результате интенсивного сельскохозяйственного освоения территория массива орошения служит ареной проявления антропогенных процессов опустынивания [10].
В основу ландшафтного планирования массива орошения положена созданная ландшафтная карта. Карта сопровождается развернутой легендой. В основу выделения таксономических единиц природно-территориальных комплексов (ПТК) на карте положены морфоструктурные и биоклиматические признаки. С учетом типологических классификаций ландшафтов Казахстана [9] на карте выделяется следующая таксономическая система единиц: тип - класс - подкласс - вид ландшафта - комплекс урочищ - урочища (рисунок 1).
В ландшафтной структуре Жанакоргано-Шиелийского массива выделяются урочища поймы, низкой и высокой первой надпойменной террасы, урочища эоловых и аллювиально-пролювиаль-ных равнин, характеризующихся относительно высоким уровнем ландшафтного разнообразия. По совокупности природных факторов, формирующих ресурсный потенциал для сельскохозяйственного освоения территории, наибольший интерес представляют природные комплексы долин и эоловых равнин.
Картографический анализ структурной организации ландшафтов массива орошения показал -ландшафты аллювиальных равнин представлены долинным комплексом урочищ (39 видов ПТК), который занимает 78,6% всей площади массива. Распространен долинный комплекс в центральной, северо-западной и южной части массива орошения. Почвенно-мелиоративные условия долинных комплексов достаточно динамичны и в большей степени определяются уровенным режимом р. Сырдарии. В долинном комплексе выделяются урочища поймы и низкой первой надпойменной террасы (36,4% площади массива орошения) и урочища высокой первой надпойменной террасы (42,2%).
Учет и анализ степени сложности ландшафтного устройства территории играет основополагающую роль при ландшафтном планировании. Количественный анализ ландшафтной структуры массива орошения включал подсчет типов ПТК, количество контуров, их площади и повторяемость, площади отдельных групп урочищ и их доли от общей площади массива, что в совокупности позволило рассчитать коэффициенты ландшафтной раздробленности и сложности ландшафтного рисунка (таблица 1).
Анализ сельскохозяйственной освоенности массива орошения с 1965 по 2016 год показал, что структура сельскохозяйственных угодий и характер их использования полностью зависят от ландшафтных особенностей территории. Наиболее освоены под сельскохозяйственное производство урочища аллювиальных равнин, которые на 75% подвержены деградации. Изучение динамики орошаемых земель массива орошения показало снижение их площади и плодородия. С 1985 года орошаемая площадь массива сократилась в 1,9 раза и в 2016 году составила 43,2 тыс. га, из них 10,6 тыс. га подвержено засолению (рисунок 2).
Рисунок 1 - Ландшафтная карта Жанакоргано-Шиелийского массива орошения Фрагмент развернутой легенды к ландшафтной карте Жанакоргано-Шиелийского массива орошения Урочища высокой первой надпойменной террасы (аллювиальных равнин)
18. Аллювиальная волнистая с эоловой переработкой равнина с луговоразнотравно-злаковой, еркеково-полынной с саксаулом растительностью на песчаных почвах.
19. Аллювиальная наклонная равнина с навеянным песчаным чехлом с полынно-саксауловой, полынной с боялы-чом растительностью на такыровидных почвах.
Таблица 1 - Количественные характеристики структурной организации ландшафтов Жанакоргано-Шиелийского массива орошения
Урочища Показатели Поймы и низкой первой надпойменной террасы Высокой первой надпойменной террасы Аллювиально-пролювиальных равнин Эоловых равнин Средняя величина
Площадь урочищ S, км2 4415,0 5126,8 1393,4 1205,9 3035,3
Доля от общей площади массива, % 36,4 42,2 11,5 9,9 25,0
Количество видов урочищ m 17,0 22,0 9,0 7,0 13,8
Количество выделенных контуров n 277,0 276,0 47,0 30,0 157,5
Среднее количество контуров на одно урочище (p = n/m) 16,3 12,5 5,2 4,3 9,6
Средняя площадь контура So = S/n, км2 15,9 18,6 29,6 40,2 26,1
Индекс частоты встречаемости урочищ данной группы в регионе W = т/тобщ. 0,31 0,40 0,16 0,13 0,25
Коэффициент ландшафтной раздробленности Клр = 1 - So/S, доли ед. 0,996 0,996 0,979 0,967 0,985
Коэффициент сложности ландшафтного рисунка Кслр = p-n/S-S0 16,29 12,55 5,22 4,29 9,59
Степень засоления земель варьирует от слабой до очень сильной [10]. В результате проявления процессов вторичного засоления на орошаемых землях массива практикуется так называемое «кочевое земледелие», при котором ежегодно осваиваются новые площади под орошаемые массивы, старые забрасываются. Эрозионные процессы также широко развиты на массиве и представлены плоскостной и линейной формами. Плоскостная водная эрозия проявляется в виде смытости поверхностных горизонтов почв. На начало 2017 года 24,8% площади земель массива орошения в разной степени подвержено водной эрозии.
Характер изменений и устойчивости природных комплексов зависит от их свойств, вида и степени сельскохозяйственного воздействия. По степени устойчивости ландшафтов к сельскохозяйственному воздействию на массиве орошения выделены слабоустойчивые (урочища эоловых равнин) и неустойчивые (урочища аллювиальных и аллювиально-пролювиальных равнин) природные комплексы. В целом доля слабоустойчивых природных комплексов составляет 9,9% и неустойчивых - 90,1% от общей площади массива. На основе устойчивости ландшафтов была разработана сбалансированная структура землепользования Жанакоргано-Шиелийского массива орошения (таблица 2).
Таблица 2 - Сбалансированная структура землепользования Жанакоргано-Шиелийского массива орошения
Сбалансированные экологические параметры в ландшафтах
Доля угодий в ландшафте от площади массива, % Площадь ПТК, 2 км2 Современный
Ландшафты / группа урочищ Орошаемых земель от площади сельхоз- Посевов многолетних трав от площади Кормовых угодий от площади сельхоз- Полезащитных полос от площади орошаемой Природных ландшафтов в общей площади коэффициент экологической стабилизации ландшафта
угодий пашни угодий пашни территории
Ландшафты аккумулятивных аллювиальных равнин
1. Поймы и низкой
первой надпой- 10 60 50 20 60 4220,6 0,41
менной террасы
2. Высокой первой надпойменной 15 50 50 15 55 5132,1 0,47
террасы
Ландшафты аккумулятивных аллювиально-пролювиальных равнин
3. Аллювиально-
пролювиальных 10 50 55 10 60 1290,9 0,62
равнин
Ландшафты аккумулятивных эоловых равнин
4. Грядово-бугрис-той эоловой 50 70 1274,8 0,52
равнины
Исследования ландшафтной структуры и разработанная оптимальная структура землепользования массива орошения позволили сделать вывод о том, что сбалансированное соотношение сельскохозяйственных угодий на массиве достигается путем увеличения доли средоста-билизирующих угодий (лесных насаждений, естественных пастбищ и сенокосов, посадкой многолетних трав) до 55-60% территории сельскохозяйственного освоения массива и сокращением площадей орошаемой пашни до 10-15% (рисунок 3).
Базовым элементом экологической инфраструктуры ландшафтного планирования Жана-коргано-Шиелийского массива орошения является ландшафтно-экологический каркас (ЛЭК) (рисунок 4).
Выделенные элементы ЛЭК на территории массива позволяют сохранять биологическое и ландшафтное разнообразие, выступают в роли регуляторов экологического состояния. В структуре экологического каркаса выделены зоны с охраняемым статусом (9% от площади массива), которые охватывают природные комплексы приречной поймы. Установлены зоны сельскохозяйственного использования, занимающие 20% площади массива, которые расположены в пределах поймы низкой и высокой первой надпойменной террасы.
Буферные зоны (51% от площади массива) занимают большую часть массива и простираются на аллювиально-пролювиальных, эоловых и аллювиальных равнинах. Зоны реабилитации массива охватывают преимущественно урочища высокой первой надпойменной террасы и представлены в центральной части, на юге и северо-востоке массива.
Проведенное ландшафтное планирование Жанакоргано-Шиелийского массива орошения представляет собой междисциплинарный инструмент пространственной организации территории, учитывающий как ландшафтно-экологические, так и социально-экономические аспекты природопользования. Оно использовалось для территориальной организации сельскохозяйственной деятельности в конкретных видах ландшафтов (рисунок 5).
На массиве орошения выделены зоны по интенсивному, умеренному, ограниченному сельскохозяйственному освоению, а также территории с режимом восстановления природных ландшафтов, где сельскохозяйственное освоение запрещено. Кроме того, проведено ранжирование рассматриваемой территории по функциональному использованию ландшафтов с выделением зон охранного статуса, буферных зон, территории проектирования лесозащитных и водоохранных полос и др.
Рисунок 3 - Карта сбалансированных сельскохозяйственных нагрузок Жанакоргано-Шиелийского массива орошения
Рисунок 4 - Схема ландшафтно-экологического каркаса Жанакоргано-Шиелийского массива орошения
Рисунок 5 - Карта ландшафтного планирования Жанакоргано-Шиелийского массива орошения
Заключение. Ландшафтное планирование является одним из инструментов территориаль- ной организации, обеспечивающей сбалансированность сельскохозяйственного природополь-зования.
Проведенное ландшафтное планирование территории Жанакоргано-Шиелийского массива орошения направлено на установление рационального использования его с учетом ландшафтно-экологического потенциала природных комплексов и агротехнологических свойств почв, на получение максимального выхода сельскохозяйственной продукции и сохранение экологической стабильности пустынных орошаемых ландшафтов. Природные комплексы массива орошения рассмотрены нами с точки зрения их значимости для сельскохозяйственного освоения и ранжированы на карте ландшафтного планирования по целесообразности их хозяйственного освоения.
Исследование позволило выделить на массиве орошения территории с неустойчивыми и слабоустойчивыми ландшафтами, требующими ограничения и сбалансированности структуры землепользования.
Разработанные картографические модели Жанакоргано-Шиелийского массива орошения, карты: ландшафтная, сбалансированных сельскохозяйственных нагрузок, ландшафтно-экологи-ческого каркаса и ландшафтного планирования содействуют решению проблем в области управления сельскохозяйственным производством, позволяют создать оптимальные условия для воспроизводства основных компонентов ландшафтной среды, установить сбалансированную структуру землепользования и природное равновесие между сельскохозяйственным воздействием и уровнем естественной устойчивости природных комплексов, а также снизить экологическое напряжение в регионе.
ЛИТЕРАТУРА
[1] Brown D.G., Pijanowski B.C., Duh, J.D. Modeling the relationships between land use and land cover on private lands in the Upper Midwestn // Environmental Management. - 2000. - N 59. - P. 247-263.
[2] Wang H., Wang L., Su F., Tao R. Rural residential properties in China: Land use patterns, efficiency and prospects for reform // Habitat International. - 2012. - N 36(2). - P. 201-209.
[3] Paar P. Landscape visualizations: Applications and requirements of 3D visualization software for environmental planning // Computers, Environment and Urban Systems. - 2006. - N 30. - P. 815-839.
[4] Bassova T., Khusnitdinova M., Geldyeva G., Skorintseva I. Anthropogenic disturbance of landscapes in the border area of Kazakhstan and Kyrgyzstan // Proceeding of 16th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM. Ecology, Economics, Education and Legislation. - Albena, 2016. - P. 45-52.
[5] Кирюшин В.И. Теория адаптивно-ландшафтного земледелия и проектирования агроландшафтов. - М., 2011.
[6] Skorintseva I., Kuderin A., Bassova T., Krylova V. Landscape and ecological bases of food security in the Republic of Kazakhstan // Proceeding of 16th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM. Ecology, Economics, Education and Legislation. - Albena, 2016. - P. 521-528.
[7] Medeu A., Skorintseva I., Bassova T., Krylova V. Assessment of supply sufficiency of agricultural lands of southern Kazakhstan by water resources // Proceeding of 17th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM. Ecology, Economics, Education and Legislation. - Albena, 2017. - P. 125-131.
[8] Чупахин В.М., Андриишин М.В. Ландшафты и землеустройство. - М.: Агропромиздат, 1989.
[9] Гельдыева Г.В., Веселова Л.К. Ландшафты Казахстана. - Алматы, 1992.
[10] Гельдыева Г., Будникова Т., Токмагамбетова Р., Плохих Р. Ландшафтное обеспечение схемы борьбы с опустыниванием долины реки Сырдарья. - Алматы, 2004.
[11] Barrett T., Feola G., Krylova V., Khusnitdinova M. The application of Rapid Appraisal of Agricultural Innovation Systems (RAAIS) to agricultural adaptation to climate change in Kazakhstan: A critical evaluation // Agricultural Systems. - 2017. -N 151. - P. 106-113.
REFERENCES
[1] Brown D.G., Pijanowski B.C., Duh, J.D. Modeling the relationships between land use and land cover on private lands in the Upper Midwestn // Environmental Management. 2000. N 59. P. 247-263.
[2] Wang H., Wang L., Su F., Tao R. Rural residential properties in China: Land use patterns, efficiency and prospects for reform // Habitat International. 2012. N 36(2). P. 201-209.
[3] Paar P. Landscape visualizations: Applications and requirements of 3D visualization software for environmental planning // Computers, Environment and Urban Systems. 2006. N 30. P. 815-839.
[4] Bassova T., Khusnitdinova M., Geldyeva G., Skorintseva I. Anthropogenic disturbance of landscapes in the border area of Kazakhstan and Kyrgyzstan // Proceeding of 16th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM. Ecology, Economics, Education and Legislation. Albena, 2016. P. 45-52.
[5] Kiryushin V.I. Theory of adaptive-landscape agriculture and agrolandscapes design. М.: 2011. (In Rus.).
[6] Skorintseva I., Kuderin A., Bassova T., Krylova V. Landscape and ecological bases of food security in the Republic of Kazakhstan // Proceeding of 16th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM. Ecology, Economics, Education and Legislation. Albena, 2016. P. 521-528.
[7] Medeu A., Skorintseva I., Bassova T., Krylova V. Assessment of supply sufficiency of agricultural lands of southern Kazakhstan by water resources // Proceeding of 17th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM. Ecology, Economics, Education and Legislation. Albena, 2017. P. 125-131.
[8] Chupakhin V.M., Andriishin M.V. Landscapes and Land Management. M.: Agropromizdat, 1989. (In Rus.).
[9] Geldyeva G.V., Veselova L.K. Landscapes of Kazakhstan. Almaty, 1992. (In Rus.).
[10] Geldyeva G., Budnikova T., Tokmagambetova R., Plokhikh R. Landscape Provisions for Desertification Combating Scheme in the Syrdarya River Valley. Almaty, 2004. (In Rus.).
[11] Barrett T., Feola G., Krylova V., Khusnitdinova M. The application of Rapid Appraisal of Agricultural Innovation Systems (RAAIS) to agricultural adaptation to climate change in Kazakhstan: A critical evaluation // Agricultural Systems. 2017. N 151. P. 106-113.
А. А. Кудерин1, И. Б. Скоринцева2, Т. А. Басова3, В. С. Крылова4
1Сэтпаев ат. Кдз¥ЗТУ PhD докторанты, ландшафттану жэне табигатты пайдалану мэселелерi лабораториясыньщ KFK (География институты, Алматы, Казахстан) 2Г.г.д., ландшафттану жэне табигатты пайдалану мэселелерi лабораториясыныц жетекшга (География институты, Алматы, Казахстан) 3Б.г.к., ландшафттану жэне табигатты пайдалану мэселелерi лабораториясыныц ЖFК
(География институты, Алматы, Казахстан) 4Г.г.к., ландшафттану жэне табигатты пайдалану мэселелерi лабораториясыныц AFK (География институты, Алматы, Казахстан)
ЦЫЗЫЛОРДА ОБЛЫСЫНЬЩ ЖАЦАК;ОРГАН-ШИЕЛ1 СУАРМАЛЫ МАССИВ1НЩ
ЛАНДШАФТТЬЩ ЖОСПАРЛАНУЫ
Аннотация. Мацалада жYргiзiлген зерттеулердiц гылыми нэтижелерi кврсетiлген, б^л Кызылорда об-лысы ландшафттыц жоспарлануыныц алгашцы тэжiрибесi болып табылады. Зерттеу объектiсi ретiнде Кызылорда облысында орналасцан, аудандагы азыц^лш цаушаздшн цамтамасыз етудегi мацызды рвл ойнайтын ЖацацорFан-Шиелi суармалы массивi тандалды. 1965-1985 жылдары суармалы массивiн ауцымды тYPде ауыл шаруашылыц игеру табиFи кешендердщ айтарлыцтай трансформациясына жэне ондаFы дегра-дациялыц YPДiстердiц дамуына себепшi болды. ЖYргiзiлген зерттеу суармалы массивiнiц ландшафттыц жоспарлауында «эрекет механизмшщ» втелуiн юке асырды, ол ауыл шаруашылыFыныц ландшафттыц ц^-рылымына бейiмделу мэселелерiн шешуге, Yйлестiрiлген жердi пайдаланудыц ландшафттыц-экологиялыц критериилерш ц¥PуFа мYмкiндiк бердi, ол вз кезепнде суармалы массивiндегi ауыл шаруашылыц алцап-тардыц внiмдiлiгiн арттыруFа жэне олардыц деградациялануын тоцтатуFа септiгiн типзд^
ТYЙiн свздер: ландшафттыц жоспарлау, ландшафт, азыц^лш цауiпсiздiгi, Yйлестiрiлген жердi пай-далану.
A. A. Kuderin1, I. B. Skorintseva2, ^ A Bassova3, V. S. Krylova4
1 PhD student of KazNRTU after K. I. Satpayev, junior researcher of the Laboratory of landscape science and nature management problems (Institute of geography, Almaty, Kazakhstan) 2D.g.s., head of the Laboratory of landscape science and nature management problems (Institute of geography, Almaty, Kazakhstan) 3C.b.s., leading researcher of the Laboratory of landscape science and nature management problems
(Institute of geography, Almaty, Kazakhstan) 4C.g.s., senior researcher of the Laboratory of landscape science and nature management problems (Institute of geography, Almaty, Kazakhstan)
LANDSCAPE PLANNING OF IRRIGATION MASSIF ZHANAKORGAN-SHIELI
IN KYZYLORDA REGION
Abstract. The article presents the scientific results of the study, which is the first experience of landscape planning of Kyzylorda region. The object of the study is Zhanakorgan-Shieli irrigation massif located in the territory of Kyzylorda region, which plays an important role in ensuring food security of the region. Large agricultural development of irrigation in 1965-1985 caused significant transformation of natural complexes and development of degradation processes in them. The study allowed to work out the" mechanism of action " of landscape planning of irrigation, which allows to solve the problems of adaptation of agriculture to its landscape structure, to develop landscape-ecological criteria of land balance, which allow to increase the productivity of agricultural lands of the irrigation array and to stop their degradation.
Keywords: landscape planning, landscape, food security, balanced land use.
