УДК 551.4(574).502.7 УСТОЙЧИВОСТЬ СТРУКТУРЫ ЗЕМЛЕПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕРРИТОРИИ ВОЛГО-УРАЛЬСКОГО МЕЖДУРЕЧЬЯ (В ПРЕДЕЛАХ ЗКО)
Западно-Казахстанский аграрно-технический университет имени Жангир хана
Устойчивое развитие природы и общества предполагает удовлетворение потребности нашего и будущего поколений. Оно должно обеспечить возможность существования биосферы и общества в состоянии равновесия, сохранение и улучшение качества жизненной среды, рациональное использование природных ресурсов и т. д. Устойчивое развитие должно базироваться на высоких показателях экономики, учитывающих общую экологическую безопасность для человечества. С ростом хозяйственной деятельности растет отрицательное воздействие на природную среду. Преобразование среды в результате антропогенной деятельности приводит к изменению условий эволюционного процесса, как в организме человека, так и в природной среде. Понятие об устойчивости включает решение актуальных проблем взаимодействия общества и природы, проблем сохранения и улучшения качества жизненной среды.
Наибольшее антропогенное влияние испытало на себе степь. Северное полушарие охвачено почти неразрывным кольцом - великим степным поясом, в состав которого входит испанские десьертосы, венгерские и придунайские пушты, европейские и сибирско-азиатские степи Евразии и, наконец, прерии Северной Америки. Степные ландшафты мира - одни из наиболее освоенных сельскохозяйственным производством ландшафтов. Если все обрабатываемые земли занимают около 11% суши, то в степных районах они достигают 80-90%. Степи Украины, России и Казахстана это регион Евразии, который характеризуется наивысшей степенью антропогенной деградации природных ландшафтов. Антропогенные ландшафты занимают 57% территории всей степной зоны этого региона, а доля сельскохозяйственных угодий составляет 80-96%. На этом фоне в европейской степях во второй половине 19 века; а в азиатских степях - в середине 20 века произошло катастрофическое обеднение ландшафтного и биологического разнообразия.
Изучая историю освоения степи не трудно заметить странное явление: роль и значение самой степи, закономерности природы степи не понимались и не признавались, хотя основой сельского хозяйства были именно они. Степь воспринималась как "дикое поле", "пустое место", которое следует распахать. Человек - хозяйственник не признавал самостоятельной ценности степных экосистем. Л.И. Брежнев в своей книге "Целина" подчеркнул, что необходимо "сделать зерновую отрасль главной отраслью сельского хозяйства Казахстана, увеличить здесь производство зерна в сравнении с прежним периодом не менее в 10 раз и превратить, таким образом, республику в новый крупнейший в стране район зернового производства". Это необдуманное, не учитывающее природных законов степной зоны решение, по сути, стало коренной причиной текущего экологического кризиса степной зоны.
Времена лозунгов, призывающих к "покорению" природы, прошли. Сама природа заставила человека пересмотреть отношение к ней. За все ошибки и промахи она жестоко наказывает человека, ставит перед ним все новые и новые экологические проблемы. Мудрость человека разумного состоит в том, чтобы понять, что природа существует не для легкомысленного ее потребления. Человечество тоже часть природы, причем та, которой доверено забота и защита ее самой.
Широкомасштабная распашка новых земель в период освоения целины в 50-е годы в степях Волго-Уральского междуречья оценивается как фактор многократного увеличения антропогенной нагрузки на степные ландшафты. Уничтожение степного ландшафта, истребление флоры и фауны поставили целинные регионы на грани экологической катастрофы. Ситуация, сложившаяся на целине в первой половине 90-х годов, была объективно оценена учеными и практиками, работающими в области степного природопользования. Вот, что пишет известный исследователь степного ландшафта Казахстана В.А. Николаев: "Видимо, пришло время пересмотреть структуру земельного фонда республики Казахстан. Во-первых, необходимо выбраковка из состава пахотных земель агроландшафтов, характеризующихся невысоким бонитетом; во вторых - строгое соблюдение пастбищных нагрузок и рациональных пастбищеоборотов на естественных кормовых угодьях. И, наконец, необходимо серьезно изучить и решить проблему создания сети особо охраняемых территорий".
Разработанная институтом степи УрО РАН концепция степного природопользования предусматривает частичное восстановление степного ландшафта с одновременным переводом низкобонитетной пашни в пастбищно-сенокосные угодья, сконцентрировав при этом производство зерновых на лучших землях, с применением передовых технологий возделывания.
Для формирования устойчивой новой структуры землепользования в степной зоне необходимо новое агроландшафтное районирование и типология земель с последующей хозяйственно-экологической оценкой отдельных типов. Для сохранения природного разнообразия и укрепления устойчивости антропогенных природных ландшафтов должна быть увеличена доля земель экологического фонда. Земли экологического фонда представляют собой как бы каркас стабилизации природно-антропогенных ландшафтов.
Важным шагом для устойчивого развития сельского хозяйства стало, принятие в 1994 году республикой Казахстан программы развития сельского хозяйства, учитывающей естественноисторические традиции землепользования при ликвидации убыточного земледелия в сухих и опустыненых степях.
Изменения в структуре землепользования ЗКО за последние 10 лет нельзя рассматривать как катастрофические для экологического региона. Специализация сельского хозяйства ЗКО в целом соответствует местным агроприродным условиям и ресурсам. С учетом небольшого агроэкологического потенциала ЗКО позитивным фактором стало локализация земледелия вокруг основных пунктов потребления и освоения пастбищеоборотов с включением в них массивов зональных земель.
Исследования ученых ЗКАТУ им.Жангир хана по совершенствованию зональных систем земледелия в сухостепной зоне Приуралья должны отвечать современным принципам адаптивного биологического земледелия и быть направлены на ослабление засухи, сохранение экологии, предотвращения дефляции и деградации почв, для чего необходимо дальнейшее совершенствование структуры посевных площадей, освоения севооборотов с озимыми культурами и почво-, влаго-, энергосберегающей обработкой с обязательными мероприятиями по воспроизводству гумуса за счет полного использования имеющегося навоза, соломы, включена в полевые севообороты сидеритов в сочетании с рациональной системой минеральных удобрений. В целях предупреждения перевыпаса необходимо соблюдение строгих пропорций между наличием поголовья животных и кормовой базы.
При соответствующей культуре земледелия 700-800 тыс. га пахотных земель с избытком могут обеспечить продуктами питания населения региона, а развитие устойчивого животноводства при освоении пастбищеоборотов и рациональное использовании богатейших сенокосов позволит экспортировать животноводческую продукцию в другие регионы. Необходимо пересмотреть структуру земельного фонда: во-первых, необходимо выбраковка из состава пахотных земель агроландшафтов, характеризующих небольшим бонитетом. Вторая задача - строгое соблюдение пастбищных нагрузок и рациональных пастбищеоборотов на естественных кормовых угодьях. Наконец, необходимо серьезно изучить и решить проблему создания сети особо охраняемых природных территорий, учитывая что в области еще не мало слабоизмененных или почти неизмененных естественных ландшафтов. Необходимо создание стратегии сохранения и восстановления эталонных участков ландшафтов ЗКО. Создание устойчивого сельского хозяйства при условии сохранения степного ландшафтного и биологического разнообразия возможно при поэтапном внедрении научно-обоснованной стратегий оптимизации степного природопользования.
Современная структура землепользования нуждается в изменениях. Зерновое хозяйство с производством высококачественных сортов пшеницы должно быть сосредоточено на лучших почвах северной части ЗКО с применением эффективной агротехники и методов адаптивно-ландшафтного земледелия. Низкопродуктивные пахотные угодья центральных и южных районов области, где производство товарного зерна убыточно, должно быть переведены в сенокосно-пастбищные угодья.
Степи Западно-Казахстанской области дифференцируются на крупные категории зональных, климатически обусловленных экосистем: засушливых разнотравно-злаковых степей на обыкновенных и южных черноземах, сухих степей на темнокаштановых и каштановых почвах, и опустыненных степей на светлокаштановых почвах.
Значительная часть степей Западно-Казахстанской области подверглась тотальному уничтожению или глубокой антропогенной трансформации. Широкомасштабная распашка земель в период освоения целины (1954-1960) привела к почти полному уничтожению степей. Многие из оставшихся степных территорий подвергаются влиянию выпаса.
Устойчивое природопользование в аридных регионах можно организовать, рационально применяя комплекс мероприятий в зависимости от конкретной ландшафтной структуры местности, в том числе методы фитомелиорации, прежде всего лесомелиорации, способной оптимизировать и обогатить ландшафт обедненных территорий. Обобщение исследований, выполненных на Джаныбекском стационаре РАН, за 50 лет позволило разработать биогеотехнологический подход и пути реорганизации пастбищного хозяйства (Душков, 2003) и предложить методы создания долговечных лесомелиоративных систем на комплексных почвах Северного Прикаспия (Сапанов,2003), которые позволяют комплексно решает проблемы природопользования. Предыдущая практика использования пастбищных ресурсов показала, что до конца ещё не поняты причинно-следственные зависимости естественных пастбищ. Сельскохозяйственное производство концентрируется на тех землях, где возможно земледелие, здесь же в степных пространствах сосредоточивается и основная часть сельских жителей. Происходит процесс локализации овцеводства и других сельскохозяйственных животных на относительно небольших участках, и одновременно с этим происходит недоиспользование остальных пастбищных площадей. Изменение человеком нормально существующих условий в естественной экосистеме может привести к уменьшению потока энергии в этой системе. Искусственно завышенный уровень интенсивности использования природных ресурсов может дать лишь кратковременное резкое увеличение производства сельскохозяйственной продукции с последующим нарушением земель, снижением их продуктивности и ростом издержек производства. Главной задачей стратегии землепользования должна быть стабильность природной среды при оптимальном уровне её использования.
В настоящее время южная граница земледелия (имеется в виду пространство с включением в обработку под неполивное земледелие почв зонального типа) совпадает с южной границей распространения зональных почв: тёмно-каштановых и каштановых. Здесь пашня составляет до 50% всех земель, крупный рогатый скот мясного направления почти наполовину обеспечивается кормами за счёт полевого кормопроизводства, плотность сельского населения составляет 4-11 чел/км2. Пастбища здесь также размещены на зональных тёмно-каштановых и каштановых почвах, а под сенокосы используются поименно-луговые и луговые разности сухостепной зоны, имеются и степные сенокосы на зональных почвах. К югу от рассмотренной полосы земледелия имеет выборочный характер, земли здесь преимущественно пастбищные, ведущая отрасль - животноводство (в основном овцеводство). Плотность населения не превышает 3 чел./км2. Для этой полосы овцы являются экологически опасной группой животных, желательно их долю в общем поголовье сократить за счёт повышения значения коневодства, а в более южных районах - верблюдоводства. Стабилизацию и реставрацию агроландшафтов можно осуществить лишь при более полном учёте экологических условий Западно-Казахстанской области (в пределах Волго-Уральского междуречья), путём усложнения структуры обрабатываемых земель и поголовья сельскохозяйственных животных. В условиях перехода к рынку это происходит стихийно. Высокая степень сельскохозяйственной освоенности, длительные и все возрастающие антропогенные нагрузки на территории Западно-Казахстанской области привели к возникновению целого ряда острых геоэкологических проблем, связанных как с ухудшением качества окружающей природной среды, так и с истощением и потерей природно-ресурсного потенциала (Суербаев, Куспанов, Хон, 2002). Поэтому сохранение оставшихся природных комплексов и их регенерационного потенциала (самовосстановления, самоочищения и т. п.) — задача крайне актуальная и ее решение возможно путем создания сети охраняемых природных территорий (Петренко и др., 2001). В целях оптимизации природопользования на локальном уровне нами (Ахмеденов,2006;Ахмеденов,Унаев,2006) получены результаты показывающие территориальные различия эколого-хозяйственного состояния исследуемой территории. От структуры землепользования зависит, как происходит распределение и перераспределение антропогенных нагрузок по территории и в конечном счете устойчивость ландшафтов. В этом случае соответствие структуры землепользования (хозяйственной специализации) и структуры ландшафтов имеет важное научно-практическое значение. Оно может быть достигнуто на основе оценки ЭХС территории, а затем правильной ее организации (землеустройства) с учетом эколого-хозяйственного баланса (ЭХБ). При оценке степени "экологичности землепользования" применяют так называемые "коэффициенты абсолютной и относительной напряженности эколого-хозяйственного состояния территории", т.е. отношение площадей земель с максимальной и минимальной антропогенной нагрузкой. Конечно, кроме такого соотношения нужно учитывать и конкретный рисунок размещения земель с разной степенью и характером нагрузки, их взаиморасположение. Оценки эколого-хозяйственного баланса территории должны производиться не только на уровне региона и административного района, но и на локальном уровне. В последнем случае, когда рассматриваются ландшафты ранга фации, соотношение площадей с разной нагрузкой покажет в общих чертах и взаиморазмещение этих площадей. Для определения эколого-хозяйственного баланса (ЭХБ) территории используются следующие характеристики: распределение земель по их видам и категориям, площадь природоохранных территорий, площадь земель по видам и степени антропогенной нагрузки, напряженность эколого-хозяйственного состояния (ЭХС) территории, интегральная антропогенная нагрузка, естественная защищенность территории, экологический фонд территории. Так как управление природными и, в том числе, земельными ресурсами осуществляется в рамках административных единиц и отдельных подразделений (землепользовании), то они рассматриваются в качестве объекта изучения (эколого-хозяйственных систем). Такой подход облегчает сбор информации и практическую реализацию результатов исследований.
Анализ структуры землепользования проводится на основе классификационных единиц земельного кадастра (форма статистической отчетности № 22). Для определения степени антропогенной нагрузки (АН) земель вводятся экспертные балльные оценки. Каждый вид земель получает соответствующий балл, после чего земли объединяются в однородные группы; от АН - минимальной на землях естественных урочищ и фаций до максимальной АН - на землях, занятых промышленностью, транспортом. Группировка земель по степени АН позволяет оценить антропогенную преобразованность территорий в сопоставимых показателях. Ими являются коэффициенты абсолютной (Ка) и относительной (Ко) напряженности ЭХС территории, т. е. отношения площади земель с высокой АН к площади с более низкой АН. Коэффициент Ка показывает отношение площади нарушенных горными разработками, промышленностью транспортом земель к площади малотронутых или нетронутых территорий. Это соотношение крайних по своему значению величин должно привлекать к себе особое внимание с целью уравновешивания сильных антропогенных воздействий с потенциалом восстановления ландшафта и поддержания на соответствующем уровне необходимой площади заповедников, заказников и других природоохранных территорий. Чем больше их, тем ниже коэффициент Ка и благополучнее складывается состояние окружающей среды. В целом, эколого-хозяйственное состояние территории в наибольшей степени характеризуется коэффициентом Ко, так как при этом охватывается вся рассматриваемая территория. Снижение напряженности ситуации уменьшает значение коэффициентов, а при Ко, равном или близком к 1,0, напряженность ЭХС территории оказывается сбалансированной по степени АН и потенциалу устойчивости природы. На территории Западно-Казахстанской области в зависимости от степени АН выделяются зоны с различной напряженностью ЭХС территории (рис.1.).
Каждому антропогенному воздействию или их совокупности соответствует свой предел устойчивости природных и природно-антропогенных ландшафтов. Чем разнообразнее ландшафт, тем он более устойчив. Выражается это, прежде всего большим количеством и равномерным распределением естественных биогеоценозов, урочищ, природоохранных зон и особо охраняемых территорий, совокупная площадь которых составляет экологический фонд (Рэф) территории. Чем он больше, тем выше естественная защищенность (ЕЗ) территории и соответственно устойчивость ландшафта .Вместе с тем, уровень ЕЗ территории также зависит от распределения земель по степени АН. Земли, характеризующиеся высокой степенью антропогенной нагрузки, как правило, имеют низкую естественную защищенность. Если принять земли, входящие в экологический фонд с минимальной АН за P1, то площади земель с условной оценкой степени АН в 2,3, 4 балла будут составлять 0,8 Р2, 0,6 Р3, 0,4 Р4 (земли с самым высоким баллом АН в расчет не принимаются).
Рис.1. Напряженность эколого-хозяйственного состояния территории Волго-Уральского междуречья (в пределах Западно-Казахстанской области) по Ко
Таким образом, - появляется возможность получить суммарную площадь земель со средо- и ресурсостабилизирующими функциями (Рсф) по следующей формуле:
Рсф= Р1+ 0,8 Р2 + 0,6 Р3 + 0,4 Р4 .
Если соотнести площадь земель РСФ к общей площади исследуемой территории (Ро) Рсф/Ро, то мы получим коэффициент естественной защищенности территории (Кез). Кез менее 0,5 свидетельствует о критическом уровне защищенности территории. В отличие от таких показателей, как лесистость, распаханность и т.п., Кез носит интегральный характер и может быть использован для комплексной оценки территории. Оценка выделенных территорий по степени напряженности, согласно классификации Б.И.Кочурова (1998), позволяет сделать вывод, что территории с незначительной и слабой степенью комплексного воздействия можно отнести к территориям с удовлетворительной геоэкологической ситуацией (напряженности), здесь допустимо увеличение антропогенного воздействия. Территории со средней степенью комплексного воздействия имеют конфликтную геоэкологическую ситуацию, на них допустимо лишь сохранение воздействия на существующем уровне. На территориях, где имеется сильное и очень сильное комплексное воздействие, сложилась критическая геоэкологическая ситуация: здесь необходимо проведение мероприятий по уменьшению воздействия. Наихудшее состояние окружающей природной среды выявлено для г. Уральска и прилегающих территорий. Здесь располагаются промышленные предприятия, наиболее интенсивно ведется сельскохозяйственное производство, высоки плотность населения и транспортные нагрузки. Очень низкая антропогенная нагрузка характерна для эколого-географических районов пустынностепной зоны. Дифференциация показателя экологической напряженности по территории области показывает, что наиболее значительная степень геоэкологической напряженности сложилась в западной и центральной частях, а удовлетворительная геоэкологическая напряженность наблюдается в северовосточной и восточной частях региона (рис.1).
Экологическую устойчивость области обеспечивают земли, экстенсивно эксплуатируемые и неэксплуатируемые, т.е. земли с низким уровнем экологической напряженности - особо охраняемые территории, участки занятые лесными насаждениями, территории, используемые под пастбища. Для снижения экологической напряженности предлагается создавать стабилизирующую сеть природных территорий с закреплением соответствующих режимов их использования, предусматривающую расширение площади охраняемых объектов и более рационального расположения их по всей территории области с оптимизацией их использования в природоохранных, рекреационных и других целях.
При оценке уровня комплексного антропогенного воздействия предлагается использовать следующие цепочки значимости, построенные на основе экспертных оценок: плотность населения - площадь пашни - площадь селитебных территорий — плотность скота - выбросы загрязняющих веществ в атмосферу (таблица 2).
При экспертной оценке весовых коэффициентов комплексного антропогенного воздействия (АН) на территории рассчитываются по формуле:
АН = 0,22(Nнac.) + 0,21(Nпашн.) + 0,2(Nселитеб.) + 0,19(Nскот.)+ 0,18 (Nвыброс в атм.),
где Nнac., Nпашн., Nселитеб., Nскот., N выброс в атм., - нормированные величины рассматриваемых характеристик (плотность населения, площади пашен, селитебные территории, плотность скота (условных голов овец), выбросы загрязняющих веществ в атмосферу).
На основе этой формулы построена карта комплексного антропогенного воздействия на административные районы области за 2004 год (рис.2.).
Область допустимых значений рассчитанных безразмерных показателей воздействия задается интервалом от 0 до 1, при этом 0 характеризует территории менее подверженные, а 1 - наиболее подверженные техногенному воздействию.
Рис.2. Комплексное антропогенное воздействие на ландшафты по административным районам Западно-Казахстанской области (в пределах Волго-Уральского междуречья)
Изменения показывают, насколько природные ландшафты приобрели признаки антропогенного в зависимости от участия факторов антропогенеза в формирований внешнего облика. Освоенность определяется характером и типом освоения, нагрузкой на ландшафт, включающей плотность населения, плотность поголовья скота, площадь пашни. В исследуемом регионе степень измененности ландшафтов слабая (0,22) , средняя (38,73) и лишь местами локально сильная (82,55).
Высокая степень сельскохозяйственной освоенности Западно-Казахстанской области означает трансформацию естественных ландшафтов. Сельскохозяйственные угодья области занимают 94 % ее площади, среди них 11,8 — пашня и залежи, 74,7— пастбища, т. е. распахано 1/10 часть территории области. Конечно, это не сравнимо с высокой степенью распаханности в других областях Казахстана, например в Северо-Казахстанской области, распахано 54,5%, Акмолинской - 39,1, Павлодарской – 28 %, т. е. в этих регионах распахано более половины их территории. Но и этого показателя при нерациональном ведении земледелия вполне достаточно для возникновения геоэкологических проблем и исчезновения степных ландшафтов.
Нами была сделана попытка дифференциации территории Западно-Казахстанской области по степени сбалансированности территориальной структуры на примере 2002 года на основании экспликации земель, отражающего эколого-экономическое состояние административных районов. С целью оценки степени сбалансированности территориальной структуры региона нами использовались два интегральных показателя, описанных С.Н. Волковым (2001) и адаптированных к сложившейся системе учета земель на уровне административного района: коэффициент экологической стабильности территории (Кэс) и коэффициент антропогенной нагрузки на территорию (К АН). В целом, данные коэффициенты отражают зависимость между соотношением сильно и слабо преобразованных угодий; с их помощью проведено ранжирование Западно-Казахстанской области (в пределах Волго-Уральского междуречья) по степени сбалансированности их территориальной структуры (рис.3.).
Рис.3. Сбалансированность территориальной структуры земельных угодий в Западно-Казахстанской области (в пределах Волго-Уральского междуречья)
Для оценки влияния состава угодий на экологическую стабильность территории, устойчивость которой падает при повышении сельскохозяйственной освоенности земель, распашке и интенсивном использовании угодий, проведении мелиоративных и культуртехнических работ, застройке территории, необходимо вычислить коэффициенты экологической стабильности территории и коэффициент антропогенной нагрузки (Кан). В том случае, если полученное значение Кэк.ст. < 0,33, то территория экологически нестабильна, при Кэк.ст. = 0,34...0,50 — неустойчиво стабильна, при Кэк.ст. = 0,51. ..0,66 переходит в градацию средней стабильности, а при Кэк.ст.>0,67 — экологически стабильна.
Используя методику, описанную С.Н. Волковым (2001) нами была проведена оценка степени сбалансированности территориальной структуры региона. Анализ рисунка 3 позволяет сделать вывод, что большинство районов характеризуются среднесбалансированной территориальной структурой. Это связано, прежде всего, с высокой сельскохозяйственной освоенностью и распаханностью территории. Распаханность территории - один из важнейших показателей степени антропогенной преобразованности ландшафтов. За 10 лет (1993-2002 гг.) в республике значительно изменилась структура площади землепользования, так доля пашни в среднем по республике составляет 10,5 % (уменьшилась на 2,4 %).
По оценочным данным, целесообразное экологическое равновесие наблюдается, когда процентное соотношение между площадями естественных и преобразованных экосистем составляет 60:40. Суммарный эколого-социально-экономический эффект условно можно считать низким при распаханной площади до 20 %, средним - при 20-29 %, высоким - при 30-39 % и неудовлетворительным, когда доля пашни составляет 40 % и более (Черникова, Черекеса,2001). Площадь пашни на одного человека в Казахстане превышает 1 га, в США составляет 0,7 га, в Венгрии - 0,5 га, во Франции и в Финляндии - по 0,3 га. При этом эффективность использования каждого гектара пашни в этих странах в 3-5 раза выше, чем в Казахстане Причины такого разрыва заключаются в уровне культуры земледелия (в Казахстане низкая эффективность вносимых минеральных удобрений, несоблюдение севооборотов уменьшение содержания гумуса в пахотных горизонтах почвы и т.д.).
Наибольшая нагрузка на агроландшафты отмечается для г. Уральска (0,35) и Зеленовского района (0,37) и довольно высокая в Казталовском, Жаныбекском, Бокейординском, Акжаикском, Жангалинском районах значение К эс в среднем равно 0,58, что также характеризует существенное воздействие хозяйственной деятельности на окружающую среду этого региона. Благоприятная обстановка природных условий в Таскалинском районе ощутимо сглаживает процесс опустынивания, поэтому здесь значение К эс составляет 0,73.
В районах доля распаханной площади отвечает критериям оптимальности. Приемлемая верхняя величина распаханности составляет 40 % территории (Черникова, Черекеса,2001). В Зеленовском районе и г. Уральске степень распаханности значительно превышает оптимальный уровень. Наибольшая распаханность характерна для Зеленовского района и г. Уральска, затем Таскалинского и Жанибекского районов, что очевидно связано историей земледельческого освоения и наиболее благоприятными природными условиями для развития товарного земледелия. Доля природных и полуприродных ландшафтов в общей площади, т.е. естественная защищенность территории за счет незначительного количества земель экологического фонда наименьший в Зеленовском районе и г. Уральске, тогда как в остальных районах этот показатель довольно высокий, что способствует процессам самовосстановления и условиям поддержания агроландшафтов. Количественные показатели сбалансированности территориальной структуры хорошо отражают ландшафтную структуру области: высокие значения в подзоне степи за счет высокой распаханности и больших нагрузок на пастбища при незначительной доле земель экологического фонда; ниже значения в полупустынной зоне.
Основными функциями лесов Западно-Казахстанской области являются поле -, почво-, водозащитные. Площадь лесов и кустарников невелика (1,5 %), хотя выполняемые ими защитные функции значительно возрастают за счет того, что колки небольшими участками разбросаны на территории области. Оптимальный показатель лесистости любой территории около 20-25 %. В большинстве районов лесистость недостаточная для поддержания экологического равновесия геосистем. Даже при относительно высокой лесистости в районах (Зеленовский, Акжаикский, г. Уральск) леса не везде расположены в достаточном количестве по площади и видовому составу для того, чтобы исключить влияние опустынивания. Относительно высокая степень лесистости в г. Уральске связана с пойменными лесами р. Урал и городской зеленой зоной, в Зеленовском районе с пойменными лесами р. Урал и байрачными лесками в отрогах Общего Сырта, в Акжаикском районе с пойменными лесами р. Урал и, наконец, в Бокейординском районе с лесными массивами Рын-песков.
Выделенные по сбалансированности структуры территории районы отражают не только величину антропогенной нагрузки, но и устойчивость различных ландшафтов к ней. Районы с благоприятной геоэкологической обстановкой - это слабозаселенные и не освоенные территории полупустынной и пустынной зон, отличающиеся высокой устойчивостью ландшафтов.
Районы с удовлетворительной экологической ситуацией - это плотнозаселенные районы, преимущественно с долговременным сельскохозяйственным освоением. К ним относятся территории степной и полупустынной зоны с низким показателем устойчивости ландшафтов.
К районам с неблагоприятной экологической ситуацией относятся степные районы с интенсивным сельскохозяйственным освоением (разработка целины), мощной транспортной инфраструктурой и долговременной разработкой полезных ископаемых (строительное сырье). Хозяйственное освоение этих районов происходит на фоне высокой демографической нагрузки.
Районы с крайне неблагоприятной экологической ситуацией находятся в зоне влияния крупного промышленного центра — г. Уральска. Природа этих районов почти полностью трансформирована мощным промышленным производством (теплоэнергетика, производство стройматериалов, ЖКХ).
Вне зоны влияния промышленности главным фактором трансформации ландшафтов выступают долговременное сельскохозяйственное освоение и мощная транспортная инфраструктура. Демографическое давление на эти районы максимально.
В целом использование данных показателей позволяет контролировать и при необходимости корректировать структуру землепользовании любого административного района в соответствии с экологическими нормами.
Давно известно, что сохранение в степной зоне природных естественных участков, оптимальное пропорциональное соотношение пашни, лесов, кормовых угодий способствуют повышению стабильности и продуктивности агроландшафтов и устойчивости природных систем в целом, препятствуют развитию процессов их деградации. Поэтому весьма важно установление предельно допустимых экологических параметров.
Одним из мероприятий по организации сбалансированной территориальной структуры земельных угодий является создание сети особо охраняемых территорий. Главная задача создания сети особо охраняемых территорий в Западно-Казахстанской области заключается в восстановлении нарушенных ландшафтов для выполнения ими необходимых средоформирующих и ресурсовоспроизводящих функций.
Вместе с тем практика интенсивной сельскохозяйственной освоенности территории Западно-Казахстанской области с постоянным расширением посевных площадей, использованием экологически неустойчивых и малопригодных к земледелию почв (супесчаных, солонцовых и т. п.) привела к катастрофическим последствиям. Необходима переориентация хозяйственной деятельности региона на разумное сокращение посевных площадей, восстановление пастбищ, возрождение традиционных форм землепользования и создание природно-заповедного фонда. Все это является составной частью концепции культурного ландшафта, альтернативной существующей организации территории, устройство и обустройство которой предстоит осуществить в самое ближайшее время. В Западно-Казахстанской области всего три ООПТ республиканского значения — это два зоологических и комплексный заказники общей площадью 160 тыс. га — около 1 % площади области. Причем нужно иметь в виду, что в этих заказниках охраняются преимущественно экосистемы долины р. Урал и что режим зоологических заказников даже формально направлен на защиту лишь крупных млекопитающих и птиц. Разработанная и предложенная система степных эталонных участков, встроенная в систему ООПТ и схему эколого-географического районирования региона, служит опорной сетью для функционирования мониторинга – основной информационной системы наблюдений, оценки и прогнозирования функции почвенного покрова и других компонентов с выявлением антропогенных изменений на фоне естественных процессов почвообразования. В том числе ландшафтно-экологического мониторинга опустынивания. Всё вышеизложенное предполагает необходимость усиления природоохранных мероприятий на территории Западно-Казахстанской области.
В заключении можно добавить, что в целях сохранения продуктивности пахотных угодий степей Северной Евразии должна быть пересмотрена существующая здесь культура земледелия. Сущность новой культуры земледелия по А.А. Чибилеву направленной на экологическую оптимизацию агроландшафта заключается в следующем:
-
в применении агротехники, которая имитирует природные признаки и предусматривает минимальную или нулевую обработку почв;
-
в уменьшении техногенной нагрузки и сохранении на пашне растительных остатков;
-
в создании эффективной системы противоэрозионной защиты черноземов;
-
в предотвращении процессов деградации черноземов при орошении;
-
в создании оптимального лесомелиоративного полезащитного комплекса.
Хочется верить, что поэтапное внедрение научно-обоснованной стратегии оптимизации степного природопользования поможет восстановить степи. Ведь степь - это историко-культурное родовое наследие казахского народа. Наследие, которое досталось ему по праву рождения и он обязан передать его в сохраненном виде будущему поколению.
Создание устойчивого сельского хозяйства при условии сохранения степного ландшафтного и биологического разнообразия станет основой для устойчивого развития в 21 веке Западно-Казахстанской области и Республики Казахстан в целом.
Список использованной литературы:
-
Агроэкология /Под ред. В.А.Черникова, А.И.Черекеса.-М.:Колос,2000.-535 с.
-
Ахмеденов К.М Современное геоэкологическое состояние степей Западно-Казахстанской области (в пределах Волго-Уральского междуречья)//Сб.: Степи Северной Евразии. Материалы IV международного симпозиума. Оренбург: ИПК «Газпромпечать», 2006. С.75-78.
-
Ахмеденов К.М. Эталонные степные ландшафты Волго-Уральского междуречья (предварительный кадастр)// Вестник ЗКГУ, №1 2004. С.170-180.
-
Ахмеденов К.М., Унаев М.Х. Эколого-хозяйственный баланс территории Западно-Казахстанской области (в пределах Волго-Уральского междуречья)// Индустриально- инновационная политика: состояние и перспективы развития. Материалы междунар. науч. - практ. конф - Уральск, 2006. С.27-31.
-
Волков С.Н. Землеустройство. Том 2: Землеустроительное проектирование. Внутрихозяйственное землеустройство. — М.: Колос, 2001. — 648 с.
-
Вопросы географии Казахстанской целины. - А-А., 1983.
-
Душков В.Ю. Биогеотехнологический подход и пути реорганизации пастбищного животноводства в аридных регионах Европейской части России // Агроэкологический вестник.-2003.-№5. С.6-11.
-
Кочуров Б.И. Геоэкология (География экологических ситуации).-М.,Изд-во МГОПУ,1998.-122 с.
-
Левыкин С.В. Стратегия сохранения и восстановления эталонных плакорных ландшафтов степной зоны Южного Урала. - Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук. - Оренбург, 2000.
-
Левыкин С.В., Чибилев А.А., Кадралиев С.Ш. Об изменении структуры землепользования в Западно-Казахстанской области за последнее десятилетие ХХ столетия. Сб. «Проблемы природопользования и сохранения биоразнообразия в условиях опустынивания: материалы межрегиональной научно-практической конференции, 18-20 октября 2000 г.». - Волгоград: изд. ВНИАЛМИ, 2000.
-
Миркин Б.М.,Хазиахметов Р.М. О концепции экологически-ориентированного управления степной агроэкосистемой // Степной бюллетень.-Осень,2000.-№8.-С.30-34.
-
Москалев Г.Е. Земельные ресурсы Западного Казахстана и их использование. Сб. «Экономическое развитие Северного Прикаспия» выпуск 2. - Уральск, 1973.
-
Николаев В.А. Ландшафты азиатских степей. - М. Изд-во МГУ, 1999.
-
О земле. Закон Республики Казахстан. – Алматы: ЮРИСТ, 2001.
-
Парфенова А.Я. География сельского хозяйства Уральской области. - Уральск, 1990.
-
Петренко А.З. и др. Зеленая книга Западно-Казахстанской области. Кадастр объектов природного наследия. ЗКГУ. Уральск: Изд-во РИО ЗКГУ,2001.- 194с.
-
Природа Уральской области и ее охрана. Часть I и II. -Уральск «Диалог», 1992.
-
Природно-ресурсный потенциал и проектируемые объекты заповедного фонда Западно-Казахстанской области. - Уральск, 1998.
-
Приуралье: Альбом / сост. Ж.М. Туремуратова. Алматы, 2001.
-
Розанов Б.Г. Основы учения об окружающей среде. М.:МГУ,1984.-376 с.
-
Сапанов М.К. Экология лесных насаждений в аридных регионах.- Тула: Гриф и К,2003.-248 с.
-
Суербаев Р.Х., Куспанов С.К., Хон В.Н. Экологические проблемы Западно-Казахстанской области. - Уральск: Зап.-Каз. ЦНТИ,2002.-76 с.
-
Фетисов И.М. Решение проблем сельского хозяйства Западно-Казахстанской области. Вестник ЗКГУ. Выпуск 2 - 2001.
-
Чибилев А.А. Основы степеведения. - Оренбург, 1998.
-
Чибилев А.А. Степи Северной Евразии (эколого-географический очерк и библиография). - Екатеринбург: УрО РАН, 1998.
-
Чибилев А.А., Дебело П.В., Рамазанов С.К. Предварительная схема экологического каркаса Северного Прикаспия. Сб. «Проблемы природопользования и сохранения биоразнообразия в условиях опустынивания: материалы межрегиональной научно-практической конференции, 18-20 октября 2000 г.». - Волгоград: изд. ВНИАЛМИ, 2000. С. 125-127.
УДК 631.674.2:631.45
ЛИМАННОЕ ОРОШЕНИЕ И ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВ
Нагиева А.Г., магистр почвоведения и агрохимии,
Кучеров В.С., доктор с.-х. наук
Западно-Казахстанский аграрно-технический университет имени Жангир хана
Наряду с проблемой повышения продуктивности пашни в Казахстане очень остро стоит вопрос сохранения и воспроизводства почвенного плодородия. Плодородие в значительной степени определяется содержанием гумуса, роль которого в почве многообразна. Как сложный органоминеральный комплекс, гумус обусловливает оптимальные физические свойства почв, их поглотительную способность, имеет большое значение в создании агрономически ценой водопрочной структуры, оказывает непосредственное влияние на водный, воздушный и тепловой режим, аккумулирует энергию, необходимую для всех физиологических процесс происходящих в почве. Гумус является резервом основных питательных веществ для растений.
Сельскохозяйственное использование почв приводит к существенному изменению качественного состава гумуса в основных типах почв. При освоении целинных и длительном использовании их без систематического применения удобрений происходит уменьшение содержания всех групп гумусовых веществ. Однако темпы уменьшения содержания лабильных соединений, объясняемых группой фульвокислот, более высокие, нежели темпы уменьшения гуминовых кислот.
Развитие почв и почвенного покрова, как и формирование их плодородия, тесно связаны с конкретным сочетанием природных факторов почвообразования и многообразным влиянием человеческого общества, с развитием его производительных сил, экономических и социальных условий.
Одним из центральных в проблеме почвенного плодородия является вопрос об изменении и состава органического вещества, поскольку от него зависят пищевой режим и важнейшие физические свойства почвы. Все возрастающее значение органического вещества почвы обязывает тщательно контролировать динамику гумуса в зависимости от комплекса агротехнических мероприятий [1].
Сущность почвообразовательного процесса заключается в концентрации в почве азота и зональных элементов питания, а также в других изменениях, обусловленных воздействием растительности на материнскую породу. Способность почвы обеспечивать произрастание растительности в свою очередь делает возможным существование и развитие на суше разнообразных животных как растительноядных, так и плотоядных.
Одна из важнейших характеристик гумусовых кислот (ГК) - это элементный состав [2]. Посредством его определения дается оценка особенностей органического вещества почв. Элементный состав является отражением условий почвообразования и в первую очередь зависит от химического состава разлагающихся органических остатков и условий гумификации.
Изменение условий почвообразования при орошении выражается, прежде всего, в своеобразии микроклимата оазисов, континентальность и аридность которого ослабевают благодаря обводнению территории и смене эфемерной растительности культурной. Все исследователи отмечают, что при распашке сероземов гумусовый горизонт подвергается разрушению и вследствие увеличения аэрации происходит усиленная минерализация органического вещества и снижение содержания гумуса, преимущественно в пахотном горизонте. При орошении изменяются и более глубокие горизонты, ухудшаются водно-физические свойства почв. Многие исследователи считают, что по отдельным наблюдениям трудно судить о том, как идет изменение содержания гумуса и как меняются его запасы с увеличением давности орошения.
Характеристика исследуемых почв:
Разрез №1. Каштановая среднемощная целинная тяжелосуглинистая почва
(Целина Лимана 29)
Разрез №2. Каштановая тяжелосуглинистая почва (Лиман 29)
Таблица – Запасы гумуса и подвижных форм NPK в каштановых лиманных почвах
Показатели
|
Типы исследуемых почв
|
Лимана 29 (целина)
|
Лиман 29
|
0-20см
|
0-20см
|
уровень обеспеченности
|
Запасы гумуса, т/га
|
62,48
|
92,80
|
136,00
|
Обогащенность гумуса азотом
|
очень низкое
|
очень низкое
|
Содержание валового азота, т/га
|
2,56
|
3,50
|
4,47
|
Содержание подвижного азота, кг/га
|
27,39
|
25,52
|
очень низкая
|
Содержание подвижного фосфора, кг/га
|
10,70
|
4,64
|
очень низкая
|
Содержание подвижного калия, кг/га
|
505,04
|
533,60
|
очень высокая
|
Сравнивать варианты разных почв по содержанию гумуса не возможно, т.к. она не может полностью характеризовать гумусовый режим почв. Поэтому для оптимальной характеристики гумусового режима почв нами были рассчитаны запасы гумуса в корнеобитаемом слое изучаемых почв (в слое 0-20см и 0-50см). По полученным данным запасов гумуса дана оценка уровня обеспеченности почв гумусом. По градации, Орлова и Гришиной, исследованные почвы – низко и очень низко обеспечены гумусом. Запасы гумуса и подвижных форм NPK в слое 0-50см в почвах целины Лимана 29 не определялись, т.к. при закладывании данного разреза на глубине 0-38см началось заливание разреза грунтовой водой, это указывает на то, что данный лиман не осушается на большую глубину весной. Закладка разреза проводилась в весенний период – в мае месяце – в это время недалеко от разреза была еще талая вода. Этим и можно объяснить низкий уровень обеспеченности гумусом на Лимане 29.
Для оценки способности почв обеспечить растения элементами питания, а также необходимости во внесении удобрений и их доз, важное значение, имеет определение подвижных (доступных) форм азота, фосфора и калия. Азот в почве находится в форме органических и минеральных соединений.
Аммиачный азот может быть в почве в различных формах. Аммиак в почве образуется в результате аммонификаций – размножения азотосодержащих органических соединений. Аммиачный азот частично используется растениями. По градации Мачигина, уровень обеспеченности азотом показал низкий уровень
Из таблицы видно, что в каштановых тяжелосуглинистых почвах запасы подвижного азота составили в слое 0-20см почвы на целине 27,39 и на Лимане 29 - 25,52т/га.
Подвижные формы фосфора представлены легкорастворимыми фосфатами, которые составляют 2-10% валового. Часть их усваивается растениями. Степень усвояемости зависит от свойств почв, температуры, влажности, виды растений и колеблется от 0,5 до 10%. Подтипы каштановых почв низко обеспечены подвижными формами фосфора. В слое почвы 0-20см фосфор колеблется от 10,70 – 4,64кг/га. Это связано с тем, что подвижный фосфор при наличии карбонатов переходит в двух и трехзамещенные формы фосфора, т.е. карбонаты связывают подвижный фосфор.
Запасы резервного калия в почвах огромны, так как он входит в состав гидрослюд и легко высвобождаются. Содержание подвижной формы калия показывал очень высокий уровень обеспеченности, это говорит о том, что содержание подвижного калия в каштановых почвах исключительно высоко.
Полученные результаты исследований показывают, что для получения стабильных высоких урожаев, на Лимане 29, необходимо вносить расчетные дозы азотно-фосфорных минеральных удобрений.
Список использованной литературы:
-
Лебедева,И.И. Влияние почвообразующих пород на характер гумусонакопления в выщелоченных черноземах Мордовской АССР/ И.И. Лебедева // Почвоведение.1971,-с.48-62.
-
Гришина, Л. А. Гумусообразование и гумусное состояние почв. / Л. А.Гришина //М.: Изд-во МГУ, 1986. 243 с.
УДК 556.535.8(574).
ЭКОЛОГИЯ ПОЙМЫ РЕКИ УРАЛ ПРИ РАЗЛИЧНОМ ВОДНОМ РЕЖИМЕ
Кучеров В.С., Гумарова Ж.М
Западно-Казахстанский аграрно-технический университет имени Жангир хана
Развитие животноводства, перевод его на промышленную основу требуют интенсификации и индустриализации кормопроизводства, и прежде всего на естественных сенокосах, дающих дешевые высокопитательные корма.
Пойменные луга – один их первоочередных объектов широкой мелиорации. На них выгодна организация лугопастбищного хозяйства, так как благодаря устойчивому увлажнению и плодородию почвы затраты на улучшение этих угодий быстро окупаются.
Заливные пойменные луга распространены почти по всей территории Казахстана, но большие их площади (около 60%) находятся в лесной, лесостепной и степной зонах.
В Республике пойменные луга занимают около 1,3 млн.га – 20% всех естественных сенокосов, однако полученные здесь сено, сенаж и зеленый корм составляют значительную долю в кормовом балансе, так из общего количества заготавливаемого на природных сенокосах корма свыше 40% получают на заливных угодьях.
Резкие изменения водного режима на значительных площадях пойменных земель отрицательно сказались на экологии ценных злаков (костреца безостого, полевицы) и привели к распространению луговых сорняков.
Снижение продуктивности пойменных лугов и обеднение состава травостоя обусловлены непрерывным использованием, интенсивным выпасом скота ранней весной и осенью. В показателях продуктивности пойменных сенокосов наблюдаются резкие колебания по годам и в зависимости от местонахождения лугов, и типов, уровня воды. Получение высоких урожаев сельскохозяйственных культур в пойме реки Урал зависит от существующих запасов питательных веществ в почве. Химические свойства почв изучались при разных водных режимах почв: при наличии и отсутствии затопления поймы реки.
При исследовании химических свойств почв пользовались работами [1,2]
Химические свойства луговых почв поймы представлены в таблице 1.
По данным таблицы видно, что на участке с ежегодным затоплением химические свойства луговых почв поймы реки Урал характеризуются более высокими показателями, чем при отсутствии затопления поймы.
Таблица 1 - Химические свойства луговых почв поймы реки Урал
Показатели
|
Годы
|
2001
|
2003
|
2006
|
1
|
2
|
3
|
4
|
І При наличии затопления поймы
|
Содержание гумуса, %
|
4,1
|
4,2
|
4,2
|
Содержание общего азота,%
|
0,28
|
0,3
|
0,3
|
Содержание Р2О5 в мг.экв на 100 г абсолютно сухой почвы
|
4,1
|
4,0
|
4,4
|
Содержание К2О в мг.экв на 100г абсолютно сухой почвы
|
58
|
60
|
63
|
ІІ При отсутствии затопления поймы
|
1
|
2
|
3
|
4
|
Содержание гумуса,%
|
4,0
|
3,8
|
3,6
|
Содержание общего азота,%
|
0,28
|
0,26
|
0,25
|
Содержание Р2О5 в мг.экв на 100 г абсолютно сухой почвы
|
4,0
|
3,8
|
3,7
|
Содержание К2О в мг.экв на 100г абсолютно сухой почвы
|
57
|
58
|
60
|
Для рационального использования природных ресурсов поймы реки Урал необходимо проводить ежегодное ранневесеннее затопление поймы в течении 20 – 30 суток. Одним из показателей влияющих на урожайность сена естественного травостоя поймы являются водно -физические свойства почв.[3]
Водно – физические свойства луговых почв поймы реки Урал характеризуются следующими показателями таблицы 2.
Таблица 2 - Водно–физические свойства луговых почв в слое 0-60см
в 2006 году
Показатели
|
объем-ная масса,
г/см3
|
удельная
масса,
г/см3
|
Пороз-ность, %
|
Водопрони-цаемость мм/мин
|
При наличии затопления поймы
|
1,36
|
2,72
|
50
|
1,2
|
При отсутствии затопления
|
1,40
|
2,68
|
47
|
0,82
|
Исследования водно – физических свойств почв показали, что при отсутствии затопления поймы наблюдается ухудшение водно – физических свойств луговых почв, что выражается в снижении порозности и водопроницаемости почв. Обеспеченность Р 2О5 в проводимых исследованиях для зерновых средняя, для кормовых низкая и средняя, обеспеченность К2О для всех культур в пойме реки Урал – очень высокая.
Луговое кормопроизводство при использовании поименных лугов без элементарного ухода за ними приводит к снижению и вырождению растительного покрова, засорению несъедобными травами. При таком состоянии эти луга не имеют большого значения в создании прочной кормовой базы.
Система мероприятий по улучшению лугов как раз и заключается в том, чтобы путем улучшения водного, воздушного и пищевого режимов, ухода за дерниной и травостоем наиболее длительный срок держать эти кормовые угодья в состоянии наибольшей хозяйственной ценности.
К приемам поверхностного улучшения, прежде всего, относятся мероприятия по поддержанию лугов в культурном состоянии и повышению их урожайности без нарушения естественной дернины. Это внесение удобрений, боронование, дискование, борьба с сорной растительностью. подсев трав и т.д.
Для создания сеяных сенокосов на лугах используют участки, занятые не поедаемой или плохо поедаемой растительностью, или же участки, освободившиеся от посева однолетних кормовых (предварительных) культур. Такие участки засевают многолетними травами. [4]
Ускоренное залужение на лугах проводить в первую очередь на низкопродуктивных участках.
Пойменные луга, которые снизили урожайность или по различным причинам выпали из сенокосного фонда, следует подвергать коренному улучшению с посевом на них многолетних трав. Повышенные участки лугов, затопляемые при весенних разливах на несколько дней или незатопляемые ежегодно, допустимо использовать и под посевы других культур, но и здесь целесообразно включать в севообороты многолетние травы.
Таблица 3 - Урожайность (ц/га) сеяных многолетних трав при
залужении пойменного луга реки Урал
Трава и травосмесь
|
Среднее за 3 года
|
Среднее за 4 года
|
Среднее за 5 лет
|
Кострец
|
36,6
|
29,6
|
29,0
|
Люцерна синяя
|
44,7
|
44,4
|
34,4
|
Люцерна синяя + кострец безостый
|
49,6
|
-
|
42,8
|
Люцерна синяя +житняк ширококолосый
|
48,6
|
42,2
|
36,9
|
Контроль (без улучшения)
|
8,3
|
8,3
|
7,5
|
Опыты прошлых лет, проводимые Уральской сельскохозяйственной опытной станцией в пойме реки Урал, показали перспективность создания сеяных сенокосов. Наиболее продуктивными травами оказались, люцерна синяя в смеси с кострецом безостым (таблица 3).
Кострец безостый и в чистом виде высокопродуктивен. Его можно сеять на заливных пойменных лугах, он выносит длительное затопление. Следует подчеркнуть, что кострец безостый сравнительно успешно приспосабливается к местным экологическим условиям, он долговечен и дает устойчивые по годам урожаи сена и семян. Особенно устойчив к конкретным экологическим условиям кострец дикорастущий, местный, собранный на заливном лугу поймы Урал, что подтверждается приведенными в таблице данными (таблица 4).
Достарыңызбен бөлісу: |