CC BY
19
Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 9 (18), 2015 I СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ
79
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ
ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ МОДЕЛИ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ОРОШАЕМЫХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ АГРОЛАНДШАФТОВ В
НИЗОВЬЯХ р.СЫРДАРЬИ
Карпенко Нина Петровна
Докт. техн. наук, проф., ФГБОУВО «РГАУ-МСХА» имени К. А. Тимирязева», г. Москва Мустафаев Жумахан Сулейменович Докт. техн. наук, проф., Таразский государственный университет им. М.Х. Дулати, г. Тараз, Казахстан Ескермесов Жандос Елеукенович Докторант, Таразский государственный университет им М. Х. Дулати, г. Тараз, Казахстан
Аннотация. Цель исследований заключается в разработке модели эколого-мелиоративной устойчивости и экологической опасности агроландшафтных систем. На основе методологии оценки экологической устойчивости определены параметры модели и дана оценка эколого-мелиоративной устойчивости и экологической опасности орошаемых земель низовий реки Сырдарья. Выполнены прогнозные расчеты с использованием информационно-аналитических материалов мелиоративного кадастра в низовьях реки Сырдарья. Предложены рекомендации по восстановлению и нормализацию почвенно-экологического состояния агроландшафтов рассматриваемого региона.
Ключевые слова. Орошаемые земли, сельскохозяйственные агроландшафты, мелиорация, экологомелиоративная устойчивость, экологическая опасность, почвы, засоление, грунтовые воды.
Abstract. The purpose of issledovatel research is to develop models of ecological-meliorative sustainability and environmental hazard agrolandscape systems. Based on the methodology of evaluating the environmental sustainability of the identified model parameters and the estimation of ecological-meliorative sustainability and environmental hazards of irrigated lands in the lower reaches of the Syrdarya river. Performed predictive calculations using information and analytical materials reclamation cadastre in the lower reaches of the Syrdarya river. Proposed recommendations for the restoration and normalization of soil-ecological condition of agricultural landscapes in the region.
Keywords. Irrigated lands, agricultural agroland-shafts, reclamation, reclamation sustainability, environmental risk of soil salinization, groundwater.
В настоящее время республика Казахстан является одним из самых неблагополучных в экологическом отношении регионов Евроазиатского материка. Общая площадь республики составляет 272 млн. га: сельскохозяйственные угодья составляют 222 млн. га, в том числе около 27 млн. га пашни. Площадь
орошаемых земель в Казахстане достигает 2,3 млн. га, из них 1,6 млн. га расположены в южных регионах республики, на которых возделывается более 30% всей растениеводческой продукции [2, стр.8]. Схема расположения основных массивов орошения Казахстана представлена на рисунке.
Рисунок. Схема расположения основных массивов орошения Казахстана
Высокая антропогенная нагрузка и широкомасштабное развитие орошения в низовьях р. Сырдарьи явились причиной существенного ухудшения эколого-мелиоративного состояния
орошаемых сельскохозяйственных агроландшафтов в этом регионе, и особенно в Кызылординской области. В связи с этим возникла необходимость оценки направленности изменения природно-мелиоративных
80
Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 9 (18), 2015 I СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ
процессов в результате антропогенной деятельности и прогнозирования геохимического режима агроландшафтов. Для развития изменения направленности процессов на основе анализа многолетних данных и режимных наблюдений была поставлена задача определения экологомелиоративной устойчивости агроландшафтов этого региона.
Коэффициент экологической устойчивости ( Кэу), учитывающий структуру биотических и
абиотических элементов ландшафтов и их экологическую значимость, определялся по следующей формуле [1, стр.7]:
П
Кэу = (1/F)( Z f • ki • k2), (1) i=1
где F - площадь природных и техноприродных систем (водосбора); f - площадь i
-того угодья; Kl - коэффициент стабильности; K 2
- коэффициент, учитывающий геологоморфологическую устойчивость.
На основе методологии, разработанной М.А. Глазовской, была разработана модель экологомелиоративной устойчивости агроландшафтов, представляющая собой зависимость:
П
Кэму = ( Z1 fi • k3 • km • k8 ), (2)
где fi - площадь i -ых элементов
агроландшафтов (степень засоления, глубина залегания и минерализация грунтовых вод), входящих
в ее состав, то есть fi = Fi / F0 , здесь Fi -
площадь i - ых элементов агроландшафтов, га; Fo -общая площадь агроландшафтов; k - коэффициент,
учитывающий экологическую значимость засоленных коэффициент, учитывающий
земель; k m -
экологическую значимость глубины залегания грунтовых вод; k^ - коэффициент, учитывающий
экологическую значимость минерализации грунтовых вод.
Для определения количественных значений значимости отдельных элементов агроландшафтов ( k3 , km и ) были использованы материалы,
характеризующие зависимости урожайности сельскохозяйственных культур от степени засоления почвы, уровня залегания грунтовых вод и их
минерализации, то есть k3 = f (S ,У),
km = f (Сг,У) и kg = f (А,У) (табл. 1).
Таблица 1.
Коэффициент относительной экологической значимости отдельных элементов агроландшафтов [3, стр.67]
Элементы агроландшафтов
Степень засоления Грунтовые воды
почвы ks Глубина залегания УГВ(м) k г Величина минера-лизация(г/л) k м
< 1,0 1,00
1,0...3,0 0,75
Незасоленная 1,00 <1,0 0,85 3,0...5,0 0,50
5.00...10,0 0,35
< 10,0 0,25
< 1,0 1,00
1,0...3,0 0,85
Слабая 0,85 1,0...2,0 1,00 3,0...5,0 0,65
5,0... 10,0 0,55
< 10,0 0,35
<1,00 1,00
1,0...3,0 0,95
Средняя 0,65 2,0...3,0 1,00 3,0...5,0 0,75
5,0...10,00 0,65
< 10,0 0,40
<1,00 1,00
1,0...3,0 0,97
3,0...5,0 1,00 3,0...5,0 0,85
5,0... 10,0 0,75
Высокая 0,35 < 10,0 0,70
< 1,0 1,00
1,0...3,0 1,00
<5,0 1,00 3,0...5,0 0,95
5,0... 10,0 0,93
< 10,0 0,90
Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 9 (18), 2015 I СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ
81
Произведения коэффициента значимости к г
и км можно обозначать как коэффициент гидрогеохимической значимости агроландшафтов кгх = кг ' км ■ Однако его можно использовать, когда площадь глубины залегания грунтовых вод и минерализации будут одинаковы, но так как в природе такое состояние по гидрогеохимическим условиям не встречается, поэтому наиболее достоверным будет, если его представить в следующем виде:
кгх = кг ' /г + км ' /м, (3)
где fг - относительная площадь
агроландшафтов по уровню глубины залегания грунтовых вод; fм - относительная площадь агроландшафтов по минерализации грунтовых вод.
На основе предложенных методологических подходов, была определена гидрогеохимическая значимость отдельных элементов агроландшафтов в низовьях р. Сырдарьи и их экологическая устойчивость (табл. 2, табл. 3).
Как видно из таблиц, значения коэффициентов гидрогеохимического состояния орошаемых массивов
(кгх) в условиях незасоленных почв и слабо
минерализованных грунтовых водах достаточно высоки. В частях агроландшафтов, где расположены засоленные почвы с близким залеганием высоко минерализованных грунтовых вод, показатели их экологической устойчивости постепенно снижается.
Эта закономерность наблюдается в пространственно-временных масштабах на орошаемых массивах низовьев реки Сырдарьи, так как, если в 1960 году на незасоленных почвах их значения составляло 0,639...0,988, то в 2000 году их значения снизались до 0,600.0,750. В зависимости от степени засоления почвы агроландшафтов их значение в 1960 году находится в пределах 0,171.0,276, то в 2000 году снизилось до 0,100.0,125.
Результаты расчетов показывают, что экологическая устойчивость агроландшафтов в низовьях реки Сырдарьи во многом зависит от глубины залегания грунтовых вод и их минерализации, а также от степени засоления почвы.
На основе полученных параметров и данных была получена динамика эколого-мелиоративной устойчивости агроландшафтов в низовьях реки Сырдарьи (табл. 4).
00
ю
Коэффициенты значимости отдельных элементов агроландшафтов [4, стр. 103]
Таблица 2.
Агр ол андша фты Годы Коэффициент относительной эко логической значимости отдельных элементов агроландшафтов
незасоленные с л а о оза с о л енные ср е днеза с о л енные сильно засоленные
/д /ж к-гх /д /ж к-гх /д /ж к-гх /д /ж к-гх
Тогускенский (3 1500 га) 1960 0,594 0Д91 0,341 0,117 0,207 0,234 0,137 0,197 0,243 0,102 0Д05 0,173
1970 0,556 0Д44 0,349 0,173 0,194 ОД77 0,163 0,173 ОД 20 0,103 0Д34 0,170
1930 0,502 0,491 0,919 0,204 0,179 ОД39 0,134 0,152 0,132 0,110 0,173 0,131
1990 0,413 0,634 0,952 ОД 17 0,142 0,361 0,143 0,127 0,152 0,127 0,097 0,109
2000 0,334 0,632 0,964 ОД 14 0,111 ОД39 0,153 0,119 0,142 0,144 0,033 0,114
Шиели- Жанакрганский {45600 га) I960 0,250 0,537 0,760 0,293 0,113 0Д26 0,105 0,137 0,143 0,347 ОДЫ ОД 76
1970 0,230 0,539 0,739 0Д09 0,123 0Д42 0,151 0,134 0,172 ОД 10 0,154 ОДЗЗ
1930 0,135 0,627 0,730 0Д35 0,134 ОД 72 0,154 0,127 0,170 ОД 26 0,112 0Д24
1990 0,073 0,710 0,747 ОД 90 0,143 0,423 0,131 0,107 0,177 ОД 56 0,040 ОД 12
2000 0,091 0,713 0,763 0,423 0,164 0,470 0,166 0,035 0,155 ОД 15 0,033 0,133
Кызыл ор- динский (123900га) I960 0,531 0,645 0,933 0,197 0,147 0,244 0,167 0,110 0,170 0,105 0,093 0,092
1970 0,434 0,647 0,945 0,172 0,156 0Д30 0,154 0,104 0,157 0,190 0,093 0,136
1930 0,432 0,643 0,392 0,144 0,169 ОД37 0,150 0,100 0,153 0,274 0,033 0Д29
1990 0,247 0,662 0,731 0,093 0,132 ОД55 0,116 0,079 0,113 0,544 0,077 0Д26
2000 0,271 0,657 0,750 0,110 0,199 ОДЫ 0,105 0,073 0,103 0,514 0,071 ОДОЗ
Казалинский (59450 га) I960 0,429 0,303 0,639 0,010 0,170 0,113 0,406 0,277 0,416 0,155 0Д45 0,171
1970 ОД 30 0,327 0,606 0,035 0,177 0,141 0,372 0,273 0,391 ОДЫ ОД 23 0,195
1930 0,327 0,342 0,566 0,76 0,133 0,176 0,375 ОД 60 0,336 ОД 22 ОДЫ 0,197
1990 ОДЗб 0,449 0,560 0,139 0,139 0,264 0Д35 0,171 0Д44 0,190 0,191 0,171
2000 ОД 26 0,543 0,625 0,161 0,216 0Д61 0,430 0,154 0Д97 0,133 0,092 0,105
Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 9 (18). 2015 I СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ
Коэффициенты относительной экологической устойчивости отдельных элементов агро ландшафтов [4, стр.124]
Таблица 3.
Агр о л андша фты Г оды Коэффициент относительной экологической значимости отдельных элементов агр о ландшафтов
незасоленные с л ас оза с о л енные среднезасоленные сильно засоленные
fi к3 к-гх fi к3 к-гх fi к3 к-гх fi к3 к-гх
Тогускенский (31500 га) 1960 0,291 1,00 0,341 0,206 0,35 0,234 0,197 0,60 034S 0305 035 0,173
1970 0,344 1,00 0,349 0,225 0,35 0,277 0,173 0,60 0320 0334 оз> 0,170
1930 0,491 1,00 0,919 0,215 0,35 0339 0,152 0,60 0,132 0,173 оз> 0,131
1990 0,634 1,00 0,952 0,095 0,35 0361 0,127 0,60 0,152 0,097 035 0,109
2000 0,632 1,00 0,964 0,093 0,35 0339 0,119 0,60 0,142 0,033 оз> 0,114
Шиели- Жанакрганский (45600 га) 1960 0,537 1,00 0,760 0,113 0,35 0Д26 0,137 0,60 0,143 0313 оз> 0376
1970 0,539 1,00 0,739 0,123 0,35 0342 0,134 0,60 0,172 0,154 035 0333
1930 0,627 1,00 0,730 0,134 0,35 0372 0,127 0,60 0,170 0,112 035 0324
1990 0,710 1,00 0,747 0,143 0,35 0,423 0,107 0,60 0,177 0,040 оз> 0312
2000 0,713 1,00 0,763 0,164 0,35 0,470 0,035 0,60 0,155 0,033 оз> 0,133
Кызыл ор- динский (123900га) I960 0,645 1,00 0,933 0,147 0,35 0344 0,110 0,60 0,170 0,093 035 0,092
1970 0,647 1,00 0,945 0,156 0,35 0330 0,104 0,60 0,157 0,093 оз> 0,136
1930 0,643 1,00 0,392 0,169 0,35 033 7 0,100 0,60 0,153 0,033 03> 0329
1990 0,662 1,00 0,731 0,132 0,35 035 5 0,079 0,60 0,113 0,077 035 0,407
2000 0,657 1,00 0,750 0,199 0,35 0312 0,073 0,60 0,103 0,071 035 озоз
Казалинский (59450 га) 1960 0,303 1,00 0,639 0,170 0,35 0,113 0377 0,60 0,416 0345 оз> 0,171
1970 0,327 1,00 0,606 0,177 0,35 0,141 0373 0,60 0391 0323 03> 0,195
1930 0,342 1,00 0,566 0,133 0,35 0,176 03Й0 0,60 03S6 0315 035 0,197
1990 0,449 1,00 0,560 0,139 0,35 0364 0,171 0,60 0344 0,191 03> 0,171
2000 0,543 1,00 0,625 0,216 0,35 0361 0,154 0,60 0397 0,092 03> 0,105
00
U)
Евоазийский Союз Ученых (ЕСУ1 # 9 (181 2015 I СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ
84
Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 9 (18), 2015 I СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ
Эколого-мелиоративная устойчивость агроландшафтов в низовьях реки Сырдарьи [5, стр.126]
Агроландшафты Степень засоления почвы Показа- тели Годы
I960 1970 1980 1990 2000
Тогускенский (31500 га) Незасоленные fi' k3 0,291 0,344 0,491 0,634 0,682
ksx 0,841 0,849 0,919 0,952 0,954
Кэс 0,566 0,597 0,705 0,793 0,818
Слабозасолен-ные fi' k3 0,175 0,191 0,183 0,080 0,079
ksx 0,234 0,277 0,289 0,361 0,339
Кэс 0,204 0,234 0,236 0,221 0,209
Среднезасол-енные fi' k3 0,118 0,107 0,091 0,076 0,071
ksx 0,248 0,220 0,182 0,152 0,142
Кэс 0,183 0,164 0,137 0,114 0,107
Сильнозасол-енные fi' k3 0,107 0,099 0,062 0,034 0,031
ksx 0,178 0,170 0,131 0,109 0,114
Кэс 0,143 0,135 0,097 0,072 0,073
Кэс 0,287 0,296 0,301 0,309 0,312
Шиели-Жанакрганский (45600 га) Незасоленные fi' k3 0,537 0,589 0,627 0,710 0,713
ksx 0,760 0,789 0,780 0,747 0,768
Кэс 0,649 0,689 0,704 0,729 0,740
Слабозасолен-ные fi' k3 0,096 0,104 0,114 0,121 0,139
ksx 0,326 0,342 0,372 0,423 0,470
Кэс 0,211 0,223 0,243 0,272 0,305
Среднезасол-енные fi' k3 0,082 0,080 0,076 0,064 0,051
ksx 0,143 0,172 0,170 0,177 0,155
Кэс 0,113 0,126 0,123 0,121 0,103
Сильнозасол-енные fi' k3 0,074 0,054 0,039 0,014 0,013
ksx 0,276 0,233 0,224 0,212 0,188
Кэс 0,175 0,144 0,132 0,113 0,101
Кэс 0,287 0,296 0,301 0,309 0,312
Кызылор -динский (128900га) Незасоленные fi' k3 0,645 0,647 0,643 0,662 0,657
ksx 0,988 0,945 0,892 0,731 0,750
Кэс 0,817 0,796 0,768 0,697 0,704
Слабозасолен-ные fi' k3 0,125 0,133 0,143 0,155 0,169
ksx 0,244 0,230 0,237 0,255 0,212
Кэс 0,184 0,182 0,190 0,205 0,191
Среднезасол-енные fi' k3 0,066 0,062 0,060 0,047 0,044
ksx 0,170 0,157 0,153 0,118 0,108
Кэс 0,118 0,110 0,107 0,083 0,076
Сильнозасол-енные fi' k3 0,034 0,033 0,031 0,027 0,025
Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 9 (18), 2015 I СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ
85
k8N 0,092 0,136 0,229 0,407 0,308
Кэс1 0,063 0,085 0,130 0,217 0,167
Кэс 0,296 0,293 0,299 0,301 0,285
Казалинский (59450 га) Незасоленные fi' kS 0,308 0,327 0,342 0,449 0,548
kSN 0,639 0,606 0,566 0,560 0,625
Кэс1 0,474 0,467 0,454 0,505 0,587
Слабозасолен-ные fi' ks 0,144 0,150 0,156 0,160 0,184
kSN 0,118 0,141 0,176 0,264 0,261
Кэс1 0,131 0,146 0,166 0,212 0,223
Среднезасол-енные fi' ks 0,166 0,164 0,156 0,103 0,092
kSN 0,416 0,391 0,386 0,344 0,397
Кэс1 0,291 0,276 0,271 0,224 0,245
Сильнозасол-енные fi' ks 0,086 0,078 0,075 0,067 0,032
kSN 0,171 0,195 0,197 0,171 0,105
Кэа 0,129 0,137 0,136 0,119 0,069
Кэс 0,256 0,257 0,257 0,265 0,281
Как видно из таблицы 4, оценка экологомелиоративной устойчивости агроландшафтов в низовьях реки Сырдарьи показала, что их высокие значения наблюдаются на агроландшафтах Тогускенского массива орошения (0,454...0,818), а самые низкие - в условиях Казалинского массива орошения (0,454).
Таким образом, темпы интенсивности изменения природного процесса в результате антропогенной деятельности показывают, что в настоящее время стратегия и тактика развития мелиорации в условиях Кызылординской области должна быть направлена, прежде всего, на восстановление и нормализацию почвенноэкологического состояния агроландшафтов [2, стр. 12; 6, стр.313].
Литература
1. Глазовская М.А. Методологические основы оценки эколого-геохими-ческой устойчивости почв к техногенным воздействиям. - М., 1997.-236 с.
2. Карпенко Н. П., Мустафаев Ж. С., Козыкеева A. Т., Ескермесов Ж. Е. Анализ экологической
ситуации и комплексная мелиоративная оценка состояния орошаемых агроландшафтов в низовьях реки Сырдарья // Природообустройство. - 2015. - №2. - С.8-12.
3. Мустафаев Ж.С., Рябцев А.Д., Адильбектеги Г.А. Методологические основы оценки устойчивости и стабильности ландшафтов. - Тараз, 2007. -218 с.
4. Мустафаев Ж.С., Рябцев А.Д. Методология оценки эколого-мелиоративной устойчивости и стабильности агроландшафтов // Поиск, 2006. - №4.-С. 103-109.
5. Мустафаев Ж.С., Козыкеева А.Т., Рябцев
А.Д., Кененбаев Т.С., Райымбекова Б.Т. Методологические основы оценки устойчивости и стабильности ландшафтов //Актуальные
экологические проблемы Республики Татарстан. -Казань, 2007. - С.124-126.
6. Мустафаев Ж.С., Козыкеева А.Т. Бассейн Аральского моря: прошлое, настоящее и будущее. -Тараз, 2012. -318 с.
ХИМИЧЕСКИЕ ПРИМЫ УЛУЧШЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ АГРОЛАНДШАФТОВ НА СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВАХ ВЕРХНЕВОЛЖЬЯ
Окорков Владимир Васильевич
Доктор с.-х. наук, заведующий отделом ФГБНУ «Владимирский научно-исследовательский институт
сельского хозяйства», г. Суздаль
THE CHEMICAL METHODES OF IMPROVEMENT OF ECOLOGICAL STA TE OF A GROLANDSCAPES ON GREY FOREST SOILS OF VERHNEVOLZHYA
Okorkov Vladimir Vasilyevich, Doctor of agricultural Sciences, head of Division of FSBI " Vladimir scientific research Institute of agriculture", Suzdal
