CC BY
38
АРИДНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ, 2019, том 25, № 4 (81), с. 71-81
: ОТРАСЛЕВЫЕ ПРОБЛЕМЫ ОСВОЕНИЯ ЗАСУШЛИВЫХ ЗЕМЕЛЬ ———
УДК 631.95
ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ И ПОТЕРЬ ПРОДУКТИВНОСТИ АРИДНЫХ ПАСТБИЩНЫХ ЭКОСИСТЕМ САРПИНСКОЙ НИЗМЕННОСТИ1
© 2019 г. М.В. Власенко, А.К. Кулик, А.Н. Салугин
Федеральный научный центр агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения РАН Россия, 400062, г. Волгоград, Университетский просп., д. 97. E-mail: vlasencomarina@mail.ru
Поступила в редакцию 09.04.2018. После доработки 21.12.2018. Принята к публикации 15.01.2019.
Проведен мониторинг пастбищных экосистем полупустынной зоны России в границах Сарпинской низменности и выявлены проблемные региональные вопросы. Экспериментальные данные были получены в 1999-2017 гг. Установлено, что современное состояние агроландшафтов критическое. На долю деградированных пастбищ приходится более 600 тыс. га (34%), где более половины находится в сильной степени деградации. Из общей площади кормовых угодий региона (около 1870 тыс. га) умеренно сбиты 35-40%, сильно сбиты 30-40%, исключены из сельскохозяйственного использования и превратились в сбитые пески и заброшенные земли 15-20%. Наибольшей стадии дигрессия достигает на зимних (круглогодичных) пастбищах. Площадь открытых и подвижных песков увеличилась до 20-30%. Нагрузки на пастбищные угодья в некоторых районах превышают оптимальный показатель в 57 раз. Практически все пастбищные угодья нуждаются в отдыхе и проведении агромероприятий по восстановлению. Серьезной экологической проблемой региона является опустынивание в форме засоления, эрозии и дефляции. Потери продуктивности пастбищ в результате опустынивания в регионе составляют 1052.7 тыс. центнеров кормовых единиц (ц.к.ед.) в год. Агролесомелиоративные мероприятия имеют большое значение для предотвращения эрозии и дефляции почв и рассматриваются как многофункциональный, долговременный фактор охраны окружающей среды. Для получения максимального эколого-экономического эффекта от лесомелиорации была составлена карта лесорастительных условий согласно лесомелиоративной классификации, отражающей природные характеристики территории и особенности ее лесомелиоративного освоения.
Ключевые слова: опустынивание; дефлированность; эродированность; засоленность; пастбища; потери годичной продуктивности. DOI: 10.24411/1993-3916-2019-10075
Аридные регионы занимают около 30% земной суши и имеют чрезвычайно важное народнохозяйственное значение, располагая значительным природно-ресурсным потенциалом. В настоящее время воздействие человека на природу в таких зонах столь значительно, что сохранение и восстановление среды, как систем жизнеобеспечения человека, стала важнейшей социально-экономической задачей. Активная и неразумная антропогенная деятельность создает реальную угрозу нарушения экологического равновесия, приводит к опустыниванию. Опустынивание -превращение плодородных земель в пустыню в результате антропогенного воздействия (Aubreville, 1949). Это крайне обостряет проблемы продовольствия, кормов, воды, вызывает глубокие изменения экосистемы.
1 Финансирование исследований осуществлялось Всероссийским НИИ агролесомелиорации в рамках темы «Разработать систему и технологии адаптивного лесоагарного природопользования на хрупких аридных территориях с целью реализации Национальной программы действий по борьбе с опустыниванием в условиях временной и пространственной динамичности климата и стихийных явлений», а также Прикаспийским НИИ аридного земледелия в рамках тем «Разработать систему и технологии комплексной агрофитомелиорации деградированных залежных пахотных земель и пастбищных угодий» и «Разработать агроэкологические приемы управления восстановительными сукцессиями на сенокосах и пастбищах и технологии производства различных видов кормов в луговом кормопроизводстве».
Накопление фитомассы на аридных пастбищах определяется фотосинтетической радиацией и коэффициентом ее использования, биологическими особенностями вида, температурно -влажностным режимом вегетационного периода, почвенным плодородием, интенсивностью стравливания (Турко, Трубакова, 2018).
Засушливые земли имеют неустойчивые экосистемы, легко разрушаемы при чрезмерном выпасе скота. Изучение влияния выпаса бизонов и КРС (крупный рогатый скот) на растительность канзасских прерий (североамериканская формы степи на Среднем Западе США и Канады) показало следующую реакцию травянистых растений на выпас скота: в течение первых нескольких лет выпаса наблюдается снижение обилия и разнообразия, особенно злаков, вегетирующих весной и осенью — Poa gratensis, Agropiron smithii, некоторых трав Aster ericoides, Oxalis strica (Weaver, Hansen, 1941; Weaver, 1968; Voigt, Weaver, 1951; Dyksterhuis, 1958). Доминирующие виды, вегетирующие летом (Solidago missourensis), сокращают свое присутствие, что объясняется различием в поведении животных, и тем, что выпас домашних животных регламентируется человеком (Hartnett et al., 1996).
Общая площадь опустыненных территорий в мире по экспертным оценкам ежегодно увеличивается на 6 млн. га. В России деградация особенно интенсивно протекает и достигает самого высокого уровня на пастбищах полупустынной зоны, так как аридные пастбищные экосистемы используются круглогодично. Большую роль в опустынивании Российских пастбищ играет нерегулируемый выпас овец и коз. При среднем весе овцы 50 кг давление копыт составляет 1 кг/см2. Стадо овец в 50 голов, проходя в день около 10 км, оставляет за собой следы на площади около 1 га, и на каждый 1 см2 степи давит силой 2 кг. Это похоже на то, что шеренга из 30 танков четырехкратно прошла степь в одном и другом направлении (Мордкович, 1982). При выпасе овец из-за скученности стада растительность стравливается и вытаптывается интенсивнее, чем при выпасе КРС, поэтому процессы разрушения естественного травостоя и разбивания верхнего горизонта почвы идут быстрее.
Изъятие биомассы при выпасе скота на аридных пастбищах в пределах 1/3-2/3 высоты травостоя ведет к неизбежной деградации растительной массы. При этом травостой полностью не восстанавливается к концу вегетации. И чем больше изымается биомассы, тем более долгим будет восстановление (Турко, 2018).
Нерегулируемый выпас скота, снижение биоразнообразия пастбищ, преобладание мелкого рогатого скота в структуре поголовья и другие причины могут спровоцировать появление новых крупных очагов опустынивания, способных вызвать в регионе катастрофические последствия.
Решение проблем кормопроизводства актуально, направлено не только на восстановление животноводства (одной из важнейших отраслей сельского хозяйства, тесно связанной с проблемами рационального использования, экологии и состояния пастбищ и лугов), но и может стать мощным буфером в противостоянии опустыниванию и засухам.
Целью исследований является оценка биоэкологического потенциала аридных пастбищных экосистем, выявление степени и причин деградационных процессов, происходящих в них.
В задачи исследований входило решение следующих задач: выявление доли сбитых, закустаренных и засоренных ядовитыми видами трав пастбищ, анализ нагрузки на кормовые угодья сельскохозяйственных животных (условных голов на гектар), определение доли засоленных земель (слабо-, средне- и сильно), индексов дефлированности и эродированности пастбищ, выявление потерь годичной продуктивности кормовых угодий по административным районам и в целом по региону.
Методы исследований
Мониторинг пастбищных экосистем полупустынной зоны РФ проводился в границах Сарпинской низменности. В результате исследования были составлены тематические карты по лесорастительным условиям, засоленности, дефлированности и эродированности угодий, определяющие агроэкологию региона исследования (Кулик, 2007).
Карта лесорастительных условий составлена согласно лесомелиоративной классификации, отражающей природные характеристики территории и особенности ее лесомелиоративного освоения с максимальным эколого-экономическим эффектом. В соответствии с ней лесомелиоративные типы (ЛМТ) пастбищ отличаются по обеспеченности физиологически доступной влагой создаваемых насаждений. В полупустынной зоне это: а - доступные грунтовые воды (ГВ), б - ограниченно
доступные ГВ, в - перераспределенные атмосферные осадки (поверхностный сток, снегонакопление) и орошение, г - территории лишенные источников увлажнения (табл. 1).
Таблица 1. Лесомелиоративные типы (ЛМТ) пастбищ (Кулик , 2004; Петров, 1981).
Доступные ГВ (ЛМТ а) Грунтовые воды доступны при уровне 3-4 м на песчано-галечниковых отложениях, однофазных отложениях крупнозернистого песка, 4-6 м на однофазных среднезернистых песках, 6-8 м на однофазных мелко-зернисто-пылеватых песках, 8-12 м на средне- и мелкозернистых песках с прослойками супеси и суглинка, 12-14 м на супеси, суглинках. Минерализация грунтовых вод не более 0.5-1 г/л во время закладки насаждений. Рост насаждений на территориях ЛМТ а не вызывает больших изменений солевых характеристик почвогрунтов и грунтовых вод, а таксационные показатели и долговечность насаждений определяются биологическими возможностями породы.
Ограниченно доступные ГВ (ЛМТ б) Грунтовые воды ограниченно доступны при наличии тех же условий, что и для ЛМТ а, но их минерализация превышает 0.5-1 г/л. Рост насаждений на таких территориях сопровождается соленакоплением в почвогрунтах и грунтовых водах, что ведет к их усыханию, когда средневзвешенное солесодержание в капиллярной кайме достигает определенных для каждой породы пределов.
Перераспределенны е атмосферные осадки и орошение (ЛМТ в) Пастбища на землях с недоступными грунтовыми водами и с дополнительным увлажнением за счет стока, равнинные пастбища в районах, где число дней со снежным покровом не менее 50-60 дней, относят к ЛМТ в. Долговечность и таксационные показатели насаждений зависят от количества перераспределенной влаги. Они всегда выше, чем на пастбищах ЛМТ г.
Территории, лишенные источников увлажнения (ЛМТ ) Грунтовые воды недоступны, если их уровень превышает пределы, указанные для доступных грунтовых вод; независимо от уровня и минерализации грунтовых вод солесодержание в капиллярной кайме превышает общеизвестные для каждой породы пределы; в зоне аэрации имеются экранные горизонты. На площадях с недоступными грунтовыми водами в районах со среднегодовой суммой осадков <300-350 мм древесные насаждения гибнут в возрасте 7-12 лет, если отсутствует дополнительное увлажнение (сток, снегонакопление). Кустарники и полукустарники изреживаются и гибнут при среднегодовой сумме осадков <200-250 мм и при существовании снежного покрова до 50-60 дней. В таком случае пастбища относят к ЛМТ г.
Основой гидрогеологического дешифрирования является взаимосвязь между рельефом и гидрогеологическими характеристиками, что дает основание для нахождения индикаторных признаков гидрогеологических условий, используемых для опознания на космических снимках местоположений с различной глубиной залегания ГВ, и прогнозирование их на весь регион исследования.
Для выделения ЛМТ на пастбищах брались сведения о глубине залегания и минерализации ГВ, т.к. солевые характеристики зоны аэрации тесно связаны с минерализацией грунтовых вод (МГВ), а экранирующий эффект солонцового и импермацидного2 горизонтов может быть снят специальными приемами подготовки почвы. Материалы о глубине и минерализации ГВ выбирались из тематических карт и схем, составленными различными водохозяйственными организациями. При работах на профилях были выявлены дешифровочные признаки глубины залегания ГВ, мощности незасоленного верхнего слоя почвогрунта, наличие или отсутствие плотных отложений кварцевого песка и других
2 Импермацидный горизонт (термин введен Г.Н. Высоцким) - слой появы или грунта с постоянной низкой влажностью, близкой к влажности устойчивого завядания, не промачиваемый влагой атмосферных осадков; встречается в почвах лесостепной, степной и более сухих зон, обладающих водным режимом непромывного типа (прим. авт.).
экранных горизонтов. При картировании выявлялись признаки модификаций ЛМТ, на основании этих признаков выделялись ЛМТ и наносились их границы. Правильность нанесения границ ЛМТ контролировалось полевым контролем. При дешифрировании применялись аэрокосмические фотоснимки (АКФ) с использованием программы SASPlanet. Выбор осуществлялся на основе отсутствия помех (облачность, недостаточное качество полученного изображения с низким разрешением) при соответствии спектрального диапазона снимка и объекта исследования. Полученные космоснимки были трансформированы в необходимую проекцию для дальнейшей обработки. Было проведено поконтурное дешифрирование космоснимков с помощью программы Photoshop CS6. Чем ближе к поверхности почвы залегают ГВ, тем активнее развивается естественная растительность (гидрофиты и фреатофиты), что является хорошими дешифрировочными признаками и обуславливает интенсивный темный фон изображения на снимках. ГВ в таких местах залегают на глубине 0-6 м. Пески различной степени зарощенности с глубиной ГВ 6-12 м дешифрируются по светло-серому и серому тону изображения и ячеистому рисунку. При залегании УГВ более 12 м на бугристых сположенных3 песках с преобладанием омброфитной растительности (ложные ксерофиты) на снимках выявляется однородный темно-серый фон фотоизображения (Кулик, 2004).
Карта индексов дефлированности и эродированности пастбищ составлена на основе расчета индексов деградации (ИД), отражающих по 100-балльной шкале пораженность территории определенной формой деградации. ИД находится как отношение пораженной территории (га) к общей площади территории (га), умноженное на 100. Чем больше показатель ИД, тем значительнее площадь территориальных массивов деградации. Метод обеспечивает сопоставимость и объективность оценок земель различных категорий по характеру и степени их опустынивания в разных формах проявления (Павловский, Кулик, 1999).
Потери годичной продуктивности (ПГП), связанных с деградацией угодий, оценивались по формуле (Кулик и др., 2001):
ПГП=Б^Исо^0>П ,
где Б - бонитет угодий оцененных в ц.к.ед., Исо - индекс степени опустынивания (0.05 - слабая, 0.30 - средняя, 0.70 - сильная), 0.5 - коэффициент пересчета, П - площадь угодья в га.
Результаты и их обсуждение
Сарпинская низменность является частью Северо-Западного Прикаспия. Ее территория ограничивается с востока Волго-Ахтубинской поймой, с запада - Ергенинской возвышенностью, южная граница проходит по нулевой отметке Прикаспийской низменности (рис. 1). Несмотря на кажущееся однообразие здесь нет и 20 км2, в границах которых природные условия были бы идентичны. При однотипности почв наблюдается разный водный режим, при одинаковом водном режиме - разная растительность и т.п. Такую неоднородность экосистем необходимо учитывать.
Район характеризуется резко континентальным климатом, где ярко проявляется антициклонический режим погоды. В южных районах выпадает 150-210 мм, в северных - до 250350 мм осадков. Экстремальность климатических условий низменности определяет неблагоприятное соотношение тепла и влаги гидротермический коэффициент Селянинова - 0.3-0.4. В отдельные годы этот коэффициент существенно изменяется.
В административном отношении здесь размещены Светлоярский р-н (с южной окраины г. Волгограда) Волгоградской области; Малодербетский, Кетченеровский, Октябрьский и Сарпинский районы Республики Калмыкия; Черноярский и северная часть Енотаевского районов Астраханской области (3.7 млн. га). Наибольшую долю в структуре сельскохозяйственных земель Сарпинской низменности составляют пастбища (около 1870 тыс. га), которые обеспечивают содержание более 800 тыс. овец и 150 тыс. КРС.
На естественных пастбищах региона встречается 256 видов растений из 173 родов, 48 семейств (Степнин, 1962). Здесь потенциально может произрастать большее количество пригодных для кормопроизводства видов (Дурдусов и др., 2003). Однако, перевыпас скота негативно сказался на продуктивности кормовых угодий. С середины до конца 1960-х гг. в регионе доминировали злаковые ассоциации. Видовой состав фитоценозов, реагируя на антропогенные воздействия при
3 Сположенные пески - пески, находящиеся на пологих склонах (прим. авт.).
АРИДНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ, 2019, том 25, № 4 (81)
непосредственном или опосредованном влиянии комплекса факторов, в 1970-е гг. сменился на бело-и чернополынные ассоциации, т.к. по экологическим, биологическим и геохимическим особенностям под воздействием перевыпаса полыни способны вытеснять коренные злаковые фитоценозы (Дзыбеков, 2001). При увеличении сбоя сукцесионные изменения привели к смене полынников на эбелековые сообщества. Большая часть современных пастбищ представлена малоценными ядовитыми или малопоедаемыми видами: Xanthium strumarium, Ceratocarpus arenarius и др. Их доминирование также спровоцировал неумеренный выпас, нарушающий коренные сообщества (Опарин и др., 2004).
Рис. 1. Географическое положение и рельеф Сарпинской низменности. АРИДНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ, 2019, том 25, № 4 (81)
Из общей площади кормовых угодий региона умеренно сбиты 35-40% пастбищ, 30-40% - сильно сбиты, 15-20% пастбищ исключены из сельскохозяйственного использования и превратились в сбитые пески и заброшенные земли. Максимальная деградация пастбищ выявляется в припоселковых и прифермских пастбищах (Власенко, 2011). Наибольшей стадии дигрессия достигает на зимних (круглогодичных) пастбищах. На песчаных пастбищах в последние несколько десятилетий площадь открытых и подвижных песков увеличилась с 5-10% до 20-30%. Наиболее сбиты пастбища Малодербетовского и Октябрьского районов. Закустаренные тамариксом кормовые угодья по региону составляют 422 тыс. га (23%). Засорены ядовитыми и вредными травами 4-10% площади пастбищ (Власенко, 2014). Все это снижает кормовую ценность пастбищ и говорит о сильной деградации территории (табл. 2).
Проблема опустынивания в настоящее время для данной территории приобрела особую актуальность, т.к. совокупность отрицательных факторов нерационального природо-, земле- и пастбищепользования наносит значительный ущерб аридным территориям и приводит к превращению их в малопригодные для ведения хозяйства, что негативно отражается на качестве жизни населения.
Качественное состояние и продуктивность пастбищ обусловлена составом и состоянием растительного покрова, где главную роль играют морфометрические характеристики компонентов растительных ассоциаций, проективное покрытие. Сбой травостоя, выражаемый величиной проективного покрытия, определяется интенсивностью нагрузок на пастбище при выпасе и отражает степень антропогенной деградации пастбища.
Таблица 2. Экологическое состояние пастбищ Сарпинской низменности, в % (Власенко, 2014).
Районы Нагрузка, усл. гол./га Сбитые, % Закустарены >10% Засорены травами >3%
средне сильно ядовитыми вредными
Кетченеровский 0.9-1.2 41.0 - 24.6 8.6 8.0
Малодербетский 0.9-1.3 51.2 1.6 16.9 5.8 4.3
Октябрьский 0.6-1.1 47.1 - 21.0 9.7 9.2
Сарпинский 1.3-1.5 39.3 - 15.5 6.5 6.5
Черноярский 1.4-1.5 40.5 - 28.1 9.3 7.5
Енотаевский 0.8-1.0 41.7 0.7 17.1 6.2 7.7
Светлоярский 0.6-0.9 23.0 1.8 10.3 4.8 6.7
Превышенная нагрузка скота на пастбищные угодья отмечается на всей территории Сарпинской низменности. Особенно критична она в Сарпинском и Черноярском районах (до 1.5 усл. гол./га) и превышает областной показатель в 2-3 раза. Участки сбитых пастбищ имеют очаговый характер в местах с преобладанием почв легкого гранулометрического состава. Отмечается образование больших массивов открытых песков. Интенсивный выпас скота привел к ухудшению состояния пастбищной растительности. Практически все пастбищные угодья нуждаются в отдыхе и проведении агромероприятий по восстановлению (Власенко и др., 2014).
Прогнозирование смены изменений фитоценозов - важная задача управления пастбищами. Под воздействием перевыпаса происходит изменение растительного покрова и среды обитания. Смены растительных сообществ при перевыпасе скота могут сопровождаться нарушением экосистем и опустыниванием. При этом смена сообществ может быть обратимой, если среда обитания не нарушена (демутация). Если среда обитания нарушена, то восстановление растительного покрова затягивается, формируются новые сообщества, сильно отличающиеся от произрастающих до сбоя. Обратимые смены сообществ не нарушают саморегуляции в экосистемах при выпасе и сенокошении и носят временный характер.
Восстановление пастбищной растительности идет медленными темпами. Зарастание вторичной травянистой растительностью происходит постепенно и малопродуктивными видами (мятлик луковичный, полынок, камфоросма и пр.), и залежные участки десятки лет не используются как продуктивные пастбища, представляют собой резерв потенциальных кормовых угодий при условии их заселения пастбищными видами.
Улучшить экологию среды и увеличить объемы дешевых кормов возможно путем рационального использования пастбищ. Для оптимизации пастбищных нагрузок применительно к Сарпинской низменности рекомендуется предельно допустимое поголовье скота, которое безопасно для травостоя, на всех типах пастбищ при обеспеченности кормами 80-100% - 0.3 усл. гол./га, при обеспеченности кормами <80% нагрузка - 0.25 усл. гол./га, при обеспеченности кормами <50% -0.2 усл. гол./га (Власенко, 2014).
Выявляя факторы, лимитирующие продуктивность и экологическое состояние пастбищных экосистем региона исследований, следует раскрыть его природный потенциал. Сарпинская низменность представляет собой равнину с падинами глубиной до 1 .5 м и ложбинами, по которым весной направляются сточные воды. Дно низменности по отношению к окружающей равнине понижено на 10 м. Борта сложены хвалынскими глинами и суглинками. Наиболее крупная ложбина -Кривая Лука (120 км). Рельеф равнинный, сформирован под влиянием нижнехвалынской трансгрессии Каспия, соляной тектоники и миграции древних волжских рукавов. Грунтовые воды залегают в ложбинах и понижениях на глубине 2-3 м, в остальной части - 3-10 м, на повышенных участках - на глубине >20 м. Минерализация воды увеличивается к юго-востоку - до 20 г/л. Высокоминерализованные воды имеют спорадическое распространение. Воды гидрокарбонатно-натриевого состава преобладают, реже встречаются хлоридно-натриевые.
Интенсивное использование малопродуктивных земель в регионе приводит к нарушению стабильности экосистем, прогрессирующему опустыниванию в форме дефляции, засоления и эрозии. Серьезной экологической проблемой является почвенное засоление (рис. 2).
Доля засоленных сельскохозяйственных угодий в общей площади засоленных сельскохозяйственных угодий РФ составляет: в Республике Калмыкия - 31.9%, в Волгоградской области - 16.2%, в Астраханской области - 10.3%. В Светлоярском, Черноярском, Енотаевском и Кетченеровском районах засолено до 50% сельхозугодий, в Октябрьском, Малодербетском и Сарпинском районах - до 70%. Наибольший процент засоленных пастбищных земель отмечается в Малодербетском районе, наименьший - в Енотаевском районе. Средне- и слабозасоленные пастбища сконцентрированы в северной части, а сильнозасоленные - в центральной и южной частях Сарпинской низменности.
Причина засоления почвы - генезис территории, имеющей засоленные почвообразующие породы, а там, где ГВ расположены на глубине 3-4 м, - вторичное засоление почв путем перемещения соли через систему капилляров к верхним слоям почвы. Степень засоленности почвы и характер распределения солей по профилю оказывают большое влияние на состав и структуру растительного покрова: на светло-каштановых почвах доминируют белополынно-ковыльные ассоциации, на солонцах глубоких и средних - белополынные, на солонцах мелких и корковых -чернополынные. При значительной степени засоления почвы или лишены растительности, или покрыты специфической растительностью (солянки и солевыносливые злаки).
Регион является опасным в дефляционном отношении (рис. 3).
Прогрессирующее нарастание эрозионных процессов связано с тем, что противоэрозионные мероприятия, обеспечивающие ликвидацию, предупреждение, замедление эрозионных процессов и восстановление плодородия эродированных земель в настоящее время не проводятся. В Светлоярском районе водной эрозии подвержено 20.4 тыс. га пастбищ. В Черноярском и в северной части Енотаевского района находится 53 тыс. га оврагов, развитие которых связано с влиянием стока вод на участки с уклоном в сторону рек Волга и Ахтуба.
Деградация и истощение почв региона выражается в уменьшении содержания гумуса в верхнем (пахотном) слое до 1.00% на 85% сельскохозяйственных угодий, что соответствует кризисной экологической ситуации. Ухудшение экологической ситуации в регионе связано с разрушением почвенного покрова при сильных пыльных бурях, при которых выносится до 20-22 т мелкозема с гектара, что превышает допустимый уровень потерь - 2-3 т/га в год (Кулик, 2007). Процессы ветровой эрозии (дефляции) зависят: от направления движения воздушных потоков, их скорости, повторяемости, температуры и влажности воздуха; состава почвы; состояния поверхности почвы, ее устойчивости к дефляции; вертикальной расчлененности рельефа, состава пород, положения форм и элементов рельефа к господствующим ветрам; задернованности и лесистости; типа использования земель.
В Астраханской области дефляции подвержено 2031.2 тыс. га земель, где на сбитых скотом пастбищах с изреженной растительностью образовалось 539 тыс. га развеваемых песков. На 579.9 тыс. га дефляционно-опасных земель Астраханской области сельскохозяйственные угодья занимают 333.8 тыс. га. Наиболее активно процессы идут в Харабалинском, Енотаевском, Красноярском и Наримановском районах (Власенко, 2014).
Рис. 2. Доля засоленных земель, в %. Условные обозначения: 1 - слабо- и среднезасоленные земли в сельскохозяйственных угодьях, 2 - слабо- и среднезасоленные земли в пастбищах, 3 -сильнозасоленные (включая солончаки) земли в сельскохозяйственных угодьях, 4 -сильнозасоленные (включая солончаки) земли в пастбищах.
Доля дефляционно опасных земель в общей площади района по Енотаевскому району составляет 60%, из которых наибольшую долю занимают сильно дефлированные территории - 65%, средне дефлированные составляют 32%, слабо дефлированные - 3%; по Черноярскому району - 30-45% дефляционно опасных земель, из которых слабо дефлировано 62%, средне дефлировано - 25% и сильно дефлировано 13%. В Северо-Западной части низменности процессы дефляции выражены слабее.
Важным фактором, определяющим жизненный уровень населения, живущего на
деградированных территориях, является продуктивность сельскохозяйственных угодий. Поэтому оценке снижениях продуктивности из-за опустынивания уделяется пристальное внимание (Кулик, 2003). Потери продуктивности (ПГП) пастбищных угодий в результате опустынивания ежегодно составляют: по Светлоярскому району - 37.0 тыс. ц.к.ед., по Малодербетскому району -167.7 тыс. ц.к.ед., Кетченеровскому району - 357.1 тыс. ц.к.ед., Октябрьскому району -191.9 тыс. ц.к.ед., Сарпинскому району - 132.1 тыс. ц.к.ед., Черноярскому району - 94.8 тыс. ц.к.ед., северной части Енотаевского района - 72.1 тыс. ц.к.ед. Таким образом, удельные потери годичной продуктивности в результате опустынивания в регионе нарастают по мере усиления аридности климата и ухудшения почвенно-гидрологических условий. Общие ПГП пастбищ в результате опустынивания в регионе составляют 1052.7 тыс. ц.к.ед. Эти данные служат показателем масштабов ущерба, наносимого опустыниванием, и критерием выбора приоритетных объектов агроэкологического обустройства территории.
Рис. 3. Индексы дефлированности (1) и эродированности (2) пастбищ, доли единиц.
Восстановление пастбищных экосистем - процесс длительный. Одним из путей улучшения агроэкологической ситуации в регионе является лесомелиоративное обустройство территории (Петров, 2000). Агролесомелиоративные мероприятия имеют важное значение для предотвращения эрозии и дефляции почв и рассматриваются как многофункциональный, долговременный фактор охраны окружающей среды (Коринец, Пучков, 2006). Применяя систему фитомелиорации возможно снизить засоление почв на 10-15% и повысить продуктивность засоленных земель на 20-25% (Гордеев, Романенко, 2008). Лесомелиоративные комплексы «работают» наиболее эффективно, когда применяются грамотно, с учетом научно обоснованного размещения на сельскохозяйственных землях, подбора ассортимента деревьев и кустарников в соответствии с лесорастительными условиями, что обеспечит достижение максимально возможного мелиоративного, хозяйственного, санирующего и эстетического эффекта (Кулик, Кулик, 2015).
Для получения максимального эколого-экономического эффекта от лесомелиорации была составлена карта лесорастительных условий согласно лесомелиоративной классификации, отражающей природные характеристики территории и особенности ее лесомелиоративного освоения. Согласно ей центральная часть Сарпинской низменности в основном ограничена доступными грунтовыми водами. Территории с ограниченно доступными грунтовыми водами (ЛМТ б) занимают площадь 1.8 млн га, с возможностью перераспределения атмосферных осадков (ЛМТ в) -0.91 млн. га, лишенные источников дополнительного увлажнения (ЛМТ г) - 0.95 млн. га (рис. 4). Представленная карта позволяет решать целый ряд практически важных вопросов: планирование
использования территорий, пространственное размещение лесных и сельскохозяйственных угодий, выбор наиболее перспективных видов и форм насаждений, их конфигурация (кулисы, колки, массивы) и прочие лесомелиоративные особенности.
44° в.д.
- границы Сарпинской низменности 15 0 15 30 КМ
]-ЛМТб I _ = |- ЛМТ в I // // 1-ЛМТг
Рис. 4. Лесорастительные условия Сарпинской низменности. Условные обозначения: ЛМТ б -ограниченно доступные ГВ; ЛМТ в - возможность перераспределения атмосферных осадков; ЛМТ г - лишенные источников дополнительного увлажнения.
Выводы
К основным причинам неустойчивого сельскохозяйственного производства в регионе можно отнести, наряду с неблагоприятными климатическими условиями, неудовлетворительное качественное состояние угодий, вызванное снижением культуры земледелия и кормопроизводства. Антропогенные факторы в связке с неблагоприятными климатическими, гидротермическими и эдафическими условиями приводят к сокращению площадей природных кормовых угодий, деградации почвенно-растительного покрова, резким колебаниям урожая и питательной ценности кормов, замедляя устойчивое развитие животноводства в регионе. Интенсивное использование низкопродуктивных аридных земель дестабилизирует природные экосистемы, вызывает прогрессирование опустынивания, на отдельных территориях - изъятие земель из сельскохозяйственного оборота, превращение участков в «бросовые земли». В результате опустынивания в регионе сокращаются площади полноценных кормовых угодий, увеличивается экологическая и социально-экономическая напряженность. Потери продуктивности пастбищ в результате опустынивания в регионе составляют 1052.7 тыс. ц.к.ед. в год. Важнейшей задачей на сегодняшний день продолжает оставаться проблема восстановления плодородия почв, продуктивности и экологической стабильности бросовых, засоленных земель, подвижных песков, создание экологически устойчивых, высокопродуктивных сельскохозяйственных биоценозов на деградированных землях с последующим вовлечением их в сельскохозяйственный оборот. Создание лесомелиоративных комплексов, заложенных с учетом специфики природно-территориальной
структуры агроландшафтов, является важным звеном в осуществлении ряда природоохранных
мероприятий, направленных на сохранение природного равновесия и предотвращение развития
деградационных процессов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Власенко М.В. 2011. Изменение растительного покрова под влиянием выпаса сельскохозяйственных животных на пастбищных угодьях Астраханской области // Фундаментальные исследования. №12 (4). С. 757-759.
Власенко М.В. 2014. Продуктивность и флористическое разнообразие пастбищ Сарпинской низменности под влиянием фитомелиорации // Дис. ... канд. с.-х. наук (06.03.03 - Агролесомелиорация, защитное лесоразведение и озеленение населенных пунктов, лесные пожары и борьба с ними). Волгоград: ВНИАЛМИ. 208 с.
ГордеевА.В., Романенко Г.А. 2008. Проблемы деградации и восстановления продуктивности земель сельскохозяйственного назначения в России. М.: ФГНУ «Росинформагротех». 68 с.
Дзыбеков Д.С. 2001. Вторичная восстановительная сукцессия в полупустынной и степной растительности // Теория и практика лесомелиорации и лесоаграрного освоения аридных территорий. Волгоград: ВНИАЛМИ. Вып. 1 (109). С. 125-128.
Дурдусов С.Д., Хегай В.Е., ЗулаевМ.С. 2003. Возрождение традиционного животноводства в Калмыкии // Зоотехния. № 6. С. 20-21.
Коринец В.В., Пучков М.Ю. 2006. Агроэкологическое обоснование проведения лесомелиоративных работ на Нижней Волге // Природопользование в аграрных регионах России. М.: Современные тетради. С. 73-77.
Кулик К.Н., Петров В.И., Павловский А.С. 2001. Организация системы научного обеспечения и мониторинг реализации НПДБО (на примере Ростовской области) // Эколого-мелиоративные аспекты научно-производственного обеспечения АПК. М.: Современные тетради. С. 18-22.
Кулик К.Н. 2003. Экологические аспекты борьбы с опустыниванием и продовольственной безопасности РФ // Проблемы опустынивания и защита биологического разнообразия природохозяйственных комплексов аридных регионов России. М.: Современные тетради. С. 33-41.
Кулик К.Н. 2004. Агролесомелиоративное картографирование и фитоэкологическая оценка аридных ландшафтов. В.: ВНИАЛМИ. 249 с.
Кулик К.Н. 2007. Опустынивание и комплексная мелиорация агроландшафтов засушливой зоны. Волгоград: ВНИАЛМИ. 86 с.
Кулик К.Н., КуликА.К. 2015. О перспективах защитного лесоразведения в Волгоградской области // Стратегическое развитие АПК и сельских территорий РФ в современных международных условиях. С. 303-307.
Мордкович В.Г. 1982. Степные экосистемы. 2-е изд. испр. и доп. Новосибирск: Гео. 170 с.
Опарин М.Л., Опарина О.С., Цветкова А.А. 2004. Выпас как фактор трансформации наземных экосистем семиаридных регионов // Поволжский экологический журнал. № 2. С. 183-199.
Павловский Е.С., Кулик К.Н. 1999. Субрегиональная национальная программа действий по борьбе с опустыниванием (НПДБО) для юго-востока Европейской части РФ. Волгоград: ВНИАЛМИ. 313 с.
Петров В.И. 1981. Биоэкологические основы размещения древесно-кустарниковой растительности на песках Юго-Востока // Мелиорация и хозяйственное освоение песков засушливых областей. Вып. 3 (72). С. 43-54.
Петров В.И. 2000. Рекомендации по формированию лесопастбищ в аридной зоне. Волгоград: ВНИАЛМИ. 42 с.
Степнин Г.И. 1962. Растительность юго-западной части Сарпинской низменности и смежного массива Ергеней // Автореф. дис. ... канд. биол. наук. Ростов-на-Дону. 22 с.
Турко С.Ю. 2018. Методы и принципы оптимизации пастбищных экосистем // Пути повышения эффективности орошаемого земледелия. № 2 (70). С. 230-235.
Турко С.Ю., Трубакова К.Ю. 2018. Моделирование функционирования пастбищ в целях прогнозирования их состояния при хозяйственной эксплуатации // Вестник Башкирского государственного аграрного университета. № 1 (45). С. 33-38.
AubrevilleA. 1949. Climats, forests et desertification del Afrique tropicale // Societe deditions geographiques, maritimes et colonials. Paris. 255 p.
Voigt J.W., Weaver E. 1951. Range condition classes of native mid-western pastures: an ecological analysis // Ecological monographs. Vol. 21. P. 39-60.
Weaver J.E. 1968. Prairie plants and their environment. Lincoln: Nebraska University Press. 132 p.
WeaverJ.E., Hansen W.W. 1941. Native mid-western pastures: their origin, composition, and degeneration // Conservation and Survey Division Bulletin University of Nebraska. Vol. 22. P. 1-93.
Dyksterhuis E.J. 1958. Ecological principles in range evaluation // Botanical Review. Vol. 24. P. 253-272.
Hartnett D.C., Hikman K.R., Fischer-Walter L.E. 1996. Effects of bison grazing, fire and topography on floristic diversity in tallgrass prairie // Journal of Range Management. Vol. 49. P. 413-420.
