CC BY
208
ПРИРОДА И ЭКОЛОГИЯ
З. И. Курбатова УСЛОВИЯ ОПТИМИЗАЦИИ АГРОЛАНДШАФТОВ
Оптимизация природной среды - это поиск сбалансированного соотношения между эксплуатацией экосистем (рациональным использованием естественных ресурсов), их охраной и целенаправленным преобразованием. Но деятельность человека приводит к значительным и устойчивым изменениям природной среды. Исследования по состоянию агроландшафтов проводились в райолне ПсковскоЧудского озера.
Рассматривая предпосылки формирования устойчивых агросистем, необходимо основываться на ландшафтно-экологическом подходе, который предполагает изучение природных явлений и процессов, а также инвентаризацию их ресурсного потенциала; оценку природных систем применительно к возможным видам использования; прогнозирование вероятных изменений природных комплексов в результате их использования; разработку подходов к управлению процессами изменения природных комплексов из-за антропогенного воздействия, определение путей и способов их регулирования; обоснование и разработку рекомендаций по оптимизации агроландшафтов.
Проблема рационального соотношения естественных и искусственных экосистем, несомненно, является одной из ключевых. Инте-
рес представляет схема соотношений площади естественных и преобразованных экосистем, предложенная [1], Согласно его данным, целесообразное экологическое равновесие наблюдается, когда процентное соотношение между площадями естественных и преобразованных экосистем составляет 60 : 40. Существует и такое мнение, что в агроландшафтах леса, луга, водные пространства должны занимать не менее 30% общей площади.
В районах исследуемого региона в соответствии со структурой земельного фонда (табл. 1) леса, сенокосы, земля под водой в Гдов-ском, Сланцевском и Кингисеппском районах занимает 60% и более. Таким образом, в вышеназванных районах ландшафт устойчив к факторам окружающей среды, и антропогенная нагрузка в данном случае смягчается. Хуже обстоят дела в Печорском и Псковском районах. Но в Псковском районе большое количество земель занято кустарником, который тоже способствует устойчивости ландшафта. Остальная площадь ландшафта относится к преобразованным экосистемам.
Поэтому для сохранения экологического равновесия необходимо не уменьшать площади, занятые лесом, а поддерживать их стабильное состояние, расширять их и восстанавливать места вырубки.
Таблица 1
Структура земельного фонда районов и городов
Г довский Печорский Псковский Сланцевский
Га % Га % Га % Га %
Всего земель 339140 100 125099 100 362202 100 219109 100
ИЗ НИХ: -сельхозугодья 31140 9,2 51647 41,3 116084 32,0 26151 11,9
-пашня 8625 2,5 30797 24,6 56194 15,5 16009 7,3
-залежь 12787 3,8 1701 1,4 14857 4,1 - -
-многолетние насаждения 1252 0,4 827 0,7 6199 1,7 368 0,2
- сенокосы 4012 1,2 10845 8,7 20470 5,6 6467 2,9
-пастбища 4464 1,3 7477 5,9 18364 5,1 3407 1,5
Лесные земли 204055 60,2 43373 34,6 129481 35,7 142564 65,0
Кустарники 40082 11,8 8311 6,6 58693 16,2 3046 1,4
Под водой 4573 1,3 1839 1,4 4371 1,2 14440 6,5
Под дорогами 3606 1,1 2837 2,3 6588 1,8 2575 1,2
Застройки 984 0,3 543 0,4 6293 1,7 1422 0,6
Болота 54667 16,1 13930 11,1 36950 10,2 25389 11,6
Нарушенные земли 22 0,01 486 0,4 2116 0,6 1216 0,5
Прочие 11 0,001 2133 1,7 1626 0,4 2206 1,0
Кингисепский г. Псков г. Ивангород
Га % Га % Га %
Всего земель 284210 100 9560 100 6599 100
ИЗ НИХ: -сельхозугодья 43714 15,3 422 4,4 608 9,2
-пашня 25268 8,9 222 2,3 105 1,6
-залежь - - 123 1,3 - -
-многолетние насаждения 1651 0,6 62 0,6 244 3,7
- сенокосы 7486 2,6 15 0,2 208 3,1
-пастбища 9308 3,2 - 51 0,8
Лесные земли 174132 61,2 1718 18,0 3550 53,8
Кустарники 3094 1,0 872 9,1 101 1,5
Под водой 9389 3,3 414 4,3 1553 23,5
Под дорогами 5763 2,0 1537 16,0 164 2,4
Застройки 1593 0,6 3826 40,1 315 4,8
Болота 26352 9,3 330 3,5 84 1,3
Нарушенные земли 1937 0,7 - 45 0,8
Прочие 18232 6,4 441 4,6 179 2,7
Ландшафтно-экологический анализ агроландшафта должен основываться на различных показателях. Особенно важно, чтобы хозяйственные нагрузки на ландшафт планировались в соответствии с его природной структурой.
Сельскохозяйственная организация территории должна осуществляться с учетом ее ландшафтно-типологических и региональных различий. Хорошая организация сельскохозяйственной территории может быть достигнута
на основе глубокого изучения, анализа и учета ландшафтной неоднородности земельного фонда, разработки конкретных землеустроительных, лесовосстановительных, мелиоративных и других работ, которые должны предусматривать оптимальное сочетание параметров хозяйственной нагрузки в конкретном ландшафте. Важнейшим нормативным критерием здесь является уровень допустимого однообразия агроландшафтов, оптимальное сочетание технологических условий территории (размеры и конфигурация полей и т.д.). С экологической точки зрения современный ландшафт -это целостная система взаимосвязанных и взаимодействующих компонентов.
Рассматривая вопросы устойчивости и оптимизации ландшафтов, очень важно располагать системой количественных оценок и характеристик изучаемых процессов. В этой связи заслуживает внимания возможность оценивать степень экологической устойчивости ландшафта с помощью коэффициента экологической стабильности (КЭСЛ), интегрирующего качественные и количественные характеристики абиотических и биотических элементов ландшафта.
Согласно экологической устойчивости сельскохозяйственного ландшафта [2], первый метод оценки с помощью этого коэффициента основан на определении и сопоставлении площадей, занятых различными элементами ландшафта, с учетом их положительного или отрицательного влияния на окружающую среду: п
X Scm
I = 1
КЭСЛ1 =....................
т
X Sнcm
I = 1
где Scm - площади, занимаемые сельскохозяйственными культурами и растительными сообществами, оказывающими положительное влияние на ландшафт (леса, зеленые насаждения, естественные луга, заповедники, заказники и пахотные земли, используемые для выращивания многолетних трав: клевера, люцерны, травяных смесей и др.);
Sнсm - площади, занимаемые нестабильными элементами ландшафта (ежегодно обрабатываемая пашня, земли с неустойчивым травяным покровом, площади под застройкой и дорожной сетью, зарастающие и заиленные водоемы, места добычи полезных ископаемых, другие участки, подвергшиеся антропогенному опустошению).
Оценку ландшафта производят по следующей шкале:
КЭСЛ1 характеристика ландшафта;
< 0,5 нестабильность хорошо выражена;
0,01 - 1,0 состояние нестабильное;
1,01 - 3,5 состояние условно стабильное;
3,51 и более стабильность хорошо выражена.
Биотические элементы ландшафта оказывают неодинаковое влияние на стабильность. Для оценки необходимо учитывать не только их площадь, но и внутренние свойства, а также качественное состояние:
X ^х КэзхКч I = 1
КЭСЛ2 =
где А - площадь биотического элемента;
Кэз - коэффициент, характеризующий экологическое значение отдельных биотических элементов (площадь застройки - 0; пашня - 0,14; огороды - 0,5; луга - 0,62; пастбища
- 0,68; водоемы - 0,79; леса - 1,0);
Кч - коэффициент геолого-морфологи-ческой устойчивости рельефа (1,0 - стабильный, 0,7 - нестабильный);
Fт - площадь всей территории ландшафта.
Оценку ландшафта производят по следующей шкале:
КЭСЛ2 характеристика ландшафта;
< 0,33 нестабильный;
0,34 - 0,50 мало стабильный;
0,51 - 0,66 средне стабильный;
0,67 и более стабильный.
В соответствии с данными таблицы 1 был сделан расчет коэффициентов экологической стабильности исследуемого ландшафта для каждого района:
т
Таблица 2
Коэффициенты экологической стабильности по районам
КЭСЛ1 КЭСЛ2
Гдовский 3,6 0,9
Печорский 1,3 0,7
Псковский 2,2 0,7
Сланцевский 2,5 0,8
Кингисеппский 2,2 0,8
Следует отметить, что чем выше коэффициент, тем лучше для стабильности ландшафта и его устойчивости. При расчете КЭСЛ1, исходя из положительного или отрицательного влияния элементов ландшафта на окружающую среду (абиотический компонент), установлено, что практически все коэффициенты находятся в градации "состояние условно стабильное", кроме Гдовского района, где он уже переходит в градацию "Стабильность хорошо выражена" и равен 3,6. Значит, такая оценка ландшафта требует от специалистов хозяйства разработки соответствующих мероприятий к его стабилизации во всех районах кроме Гдовского.
Расчет КЭСЛ2 с учетом распределения биотических компонентов на территории районов, которые имеют свои коэффициенты, характеризующие экологическое значение биотических элементов, показал, что его значение для всех районов относится к градации "стабильный". Хотя выделяется в лучшую сторону состояние в Гдовском районе (0,9), затем в Сланцевском и Кингисеппском (0,8) и на последнем месте Печорский и Псковский районы (0,7).
Расчеты по КЭСЛ1 и КЭСЛ2 дают основную информацию о степени экологической устойчивости исследуемого ландшафта, необходимую для выбора соответствующих мероприятий по его защите и переформированию.
В настоящее время, принимая решение о "наращивании" плодородия бедных почв, необходимо понимать, что они являются продуктом экономической обстановки, определившей их бедность. Повышение их плодородия связано чаще всего с преодолением неблагоприятных элементарных почвенных процессов путем применения больших количеств органических удобрений, мелиорантов и других зат-
ратных мероприятий. Причем поддержание нового состояния требует постоянных усилий, ибо как только исчерпается мелиоративный эффект, усилится проявление неблагоприятных процессов.
Усиливается значение севооборотов по мере усложнения агроландшафта и проявления неблагоприятных факторов. Севообороты играют ключевую роль в предотвращении эрозионных процессов. От подбора культур по их почвозащитной способности и чувствительности к смытости почв зависит продуктивность пашни и сохранность почвенного покрова.
На основании усредненных данных принято считать возможными следующие экологически допустимые концентрации посевов в севооборотах: зерновые культуры - 60-80%, сахарная свекла - 20-25%, кукуруза - 50-60%, картофель - 30-50%,подсолнечник и лен - 14-16%. Эти пределы могут существенно колебаться [3].
Следует особо выделить подсевные, по-укосные, пожнивные культуры, продлевающие время нахождения почвы под растительным покровом, как одно из важных средств биоло-гизации земледелия.
В совершенствовании структуры посевных площадей и севооборотов важное значение имеет размещение многолетних трав. С расширением их посевов часто связывают решение задачи регулирования гумусового баланса почв. Во всех зонах необходимы оптимизация сроков пользования многолетними травами, и увеличение бобового компонента в их составе, что намного повышает продуктивность и значение их как предшественника в севооборотах возрастает при их удобрении.
Уплотнительные посевы эффективны также в отношении защиты от эрозии, что важ-
но в зоне, где большие площади занимают переувлажненные земли.
С позиции системного подхода, учитывающего особенности формирования и функционирования ландшафтов, представляются возможными следующие предпосылки оптимизации агроландшафтов:
- формирование и поддержание на оптимальном уровне структуры и функционирования земельных угодий, обеспечивающих необходимое разнообразие и устойчивость агроландшафта; при этом необходимо основываться на геоэкологическом мониторинге ландшафтного фонда, что позволяет объединить различные типы агроэкосистем, урочищ и фаций в гомогенные по утилитарно-экологическим функциям группы;
- экологическая оптимизация агроландшафтов должна обеспечивать восстановление и сохранение местного генетического фонда живой природы, а также восстановление и сохранение естественных ценозов;
- восстановление и сохранение обводненности территории, которая должна соответствовать естественному фону данного ландшафтного образования. В этом отношении важны стабилизация и поддержание природно-обусловленного уровня поверхностных и грунтовых вод, возрождение утраченных водотоков и родников; достаточно значимы экспертиза проводимых водохозяйственных мероприятий и функционирующих гидротехнических сооружений, установление экологических критериев регулирования и использования местного и транзитного стока поверхностных вод;
- экологическая оптимизация агроландшафтов обеспечивается целенаправленным развитием сети охраняемых природных территорий различных рангов и статуса (от микро-
заказников до заповедников); при этом необходимо учитывать как ландшафтно-географические (уровни организации и иерархию ландшафтов), так и биоэкологические (наличие природно-миграционных русел, транзитных коридоров, очагов выживания) предпосылки;
Учету сохранения подлежат также эстетические и этические ценности, рекреакцион-но-культурные ресурсы агроландшафта.
Таким образом при рассмотрении условий оптимизации ландшафтов интерес представляет соотношение площадей естественных и преобразованных экосистем. Согласно Рей-мерсу Н. Ф. (1990) экологическое равновесие наблюдается, когда процентное соотношение между ними составляет 60:40. По фактическим данным были рассчитаны коэффициенты экологической стабильности ландшафта (КЭСЛ1) по абиотическим компонентам (площади, занимаемые сельхозкультурами и растительными сообществами, оказывающие положительное и отрицательное влияние на ландшафт) и биотическим элементам (КЭСЛ2 ), где учитывается не только площадь, но и качественное состояние элементов для чего вводится дополнительный коэффициент (пашня-0,4, огороды
- 0,5, пастбище - 0,68, лес - 1,0 и т.д.). Установлено, что КЭСЛ1 находится в градации "состояние условно стабильное" для всех районов, кроме Гдовского, где "стабильность хорошо выражена". КЭСЛ2 характеризует состояние для всех районов как "Стабильное", хотя и с вариациями, где на последнем месте Печорский и Псковский районы.
Расчеты этих коэффициентов дают основную информацию о степени экологической устойчивости исследуемого ландшафта, необходимую для выбора соответствующих мероприятий по его защите и переформированию.
Литература
1. Реймерс Н. Ф. Природопользование / Н. Ф. Реймерс. - М.: Мысль, 1990. - 637 с.
2. Климентова Е. Оценка экологической устойчивости сельскохозяйственного ландшафта / Е. Климентова, В. Гейниге // Мелиорация и водное хозяйство, 1995. № 5. - С. 33.
3. Кирюшин В.М. Экологические основы земледелия / В. М. Кирюшин. - М.: Колос, 1996. - 367 с.
