Рис. 6 Суммарные оросительные (О^У_р) и промывные (J_m) нормы в зависимости от мелиоративной обстановки

Автором предложена новая схема расчета объема дренажного стока для обоснования параметров дренажа. Сама глубина грунтовых вод служит показателем взаимодействия статей их баланса, интегрируя и природные (рельефно-литологические, фильтрационные, капиллярные) характеристики и хозяйственные условия использования массива (объем инфильтрационных потерь). Чем ближе к поверхности находится УГВ, тем больше величина суммы приходных статей баланса грунтовых вод, которые компенсируются их расходом на суммарное испарение. Перевод массива в новое стационарное состояние с понижением УГВ становится возможным благодаря наличию новой статьи их баланса - дренажного стока (Д_С). Ее расчет ведется по уравнению:

,(13)

где Q - расход грунтовых вод на суммарное испарение; ДV_B - разность между боковым притоком и оттоком грунтовых вод; J - плановое инфильтрационное питание; J_m- объем промывной нормы для регулирования солевого режима почв (промывка).

Индексы у статей баланса обозначают исходные условия (H_i) и после строительства дренажа (Н_Д). Предложенный метод позволяет дифференцировать объем дренажного стока, а с ним и параметры дренажа в строгом соответствии с гидрогеолого-мелиоративной обстановкой (табл. 5).

Таблица 5. Объем дренажного стока (мм) для подтопленного массива АО «Мелиоратор» Марксовского района Саратовской области

Средний вегетационный УГВ, м	Минерализация грунтовых вод, г/л
	<3	3-5	5-7	>7
	ДС	Jm	ДС	Jm	ДС	Jm	ДС	Jm
2,3-1,9	0	0	0	0	112	57	112	57
1,9-1,5	0	0	124	57	179	105	179	105
1,5-1,1	106	0	189	57	245	105	305	105
1,1-0,8	284	0	367	57	423	105	483	165
<0,8	474	0	531	57	579	105	639	165

Объем дренажного стока (Д_С) без составляющей на промывку (J_m), по используемой в настоящее время методике (Расчет параметров дренажа… ,1990), для рассматриваемого объекта составит 93,7 мм. Очевидно, что для массивов с УГВ < 1,5 м дренаж, рассчитанный на такой объем отвода грунтовых вод, не обеспечит требуемого понижения их уровня. Для массивов с УГВ > 1,5 м такой объем водоотведения будет явно избыточен.

7. Совершенствование методов диагностики мелиоративного состояния орошаемых земель

Оценить погрешность интегральных показателей состояния земель можно только на основе математических моделей теории вероятности. В том случае, когда показатели состояния определяются по картам градиентных поверхностей (глубины и минерализации грунтовых вод, вида и интенсивности деградационного процесса), построенным по данным дискретного опробования, необходимо использовать модель случайных функций. Примеры ее применения в решении задач мелиоративной гидрогеологии и почвоведения приводятся в работах Г.К. Бондаренко (1971), Н.П. Шарапанова (1972), М.В. Раца (1973), Ф.И. Козловского (1976), А.И. Вердиева (1978), В.М. Янюка (1984, 1990). Однако использование этой модели ограничивается необходимостью получения очень большого объёма экспериментального материала. Имеющиеся единичные результаты определения автокорреляционных функций по отдельным характеристикам не гарантируют необходимых условий по их стационарности и эргодичности.

Изучение характера пространственного варьирования засоленности каштановых почв ВОМП подтверждает наличие сложной гидродинамической структуры потоков влаги в пределах ЭПА. Ее результатом является формирование двухуровневой структуры дифференциации солевых запасов в корнеобитаемом слое почв. На фоне низкочастотных колебаний засоленности с амплитудой 30-50% от средних значений и периодом около 20 м проявляются упорядоченные высокочастотные колебания с амплитудой 10-15% и периодом 4,5 м. Усреднение основной части природного варьирования, как показал дисперсионный анализ по иерархической схеме по методу Е.А. Дмитриева (1976), происходит на площади не меньше 400 м². Его количественным выражением, как меры его случайной изменчивости, является полученная автором эмпирическая зависимость:

у_s = 0,125+0,04 ln S_m,(14)

где у_s - среднеквадратическое отклонение; S_m - среднеарифметическое значение засоления в корнеобитаемом слое почв, %.

Высокое варьирование засоленности снижает достоверность воспроизведения его реальной картины по результатам стандартной почвенно-солевой съемки. Вероятность совпадения градации по степени засоления почв по результатам опробования в одной точке с величиной математического ожидания составляет 57-70%. В таких условиях выделение контуров в разной степени засоленных почв возможно только на основе метода индикации. В качестве индикаторов могут использоваться значения тех параметров, которые характеризуют изменение засоления на уровне поля, но обладающие значительно меньшей пространственной изменчивостью. К числу таких параметров относятся показатели средней вегетационной глубины залегания грунтовых вод (Н_СВ) и их минерализация (С_Г). Радиусы корреляции в автокорреляционных функциях этих параметров составляют, соответственно, 227 и 63 м в сравнении с 4-5 м у засоленности почв (рис. 7).

Кроме этого, именно средняя вегетационная глубина грунтовых вод служит диагностическим показателем переувлажнения орошаемых почв. С ней функционально связаны условия газообмена в активном корнеобитаемом слое почв и формирование основных урожаеобразующих режимов.

Рис. 7 Автокорреляционные функции показателей мелиоративного состояния орошаемых земель

По относительному снижению урожайности основных культур орошаемого севооборота разработана шкала переувлажнения орошаемых почв Поволжья (табл. 6).

Таблица 6. Оценочная шкала переувлажнения орошаемых земель почв Поволжья

Степень переувлажнения почв	Интервал снижения урожайности, %	Средняя вегетационная глубина залегания грунтовых вод, м
		черноземы - каштановые почвы	светло-каштановые - бурые пустынные почвы
		легко и средне суглинистые	глинистые и тяжело суглинистые	легко и средне суглинистые	глинистые и тяжело суглинистые
не переувлажненные	0	>1,5	>1,4	>1,4	>1,3
слабо	0-20	1,5-1,2	1,4-1,1	1,4-1,0	1,3-1,0
средне	20-40	1,2-0,9	1,1-0,8	1,0-0,7	1,0-0,7
сильно	>40	<0,9	<0,8	<0,7	<0,7

Для построения диагностических шкал вторичного засоления почв апробирован балансово-аналитический (на основе модели равновесного солевого баланса) и статистический методы (рис. 8).

Рис. 8 Засоленность (С_П) темно-каштановых суглинистых (а) и каштановых глинистых (б) почв в зависимости от глубины залегания (H) и минерализации грунтовых вод (С_Г).

Как показали исследования автора (В.М. Янюк, 1998), наилучшей аппроксимацией этой связи статистическим методом является следующая зависимость:

,(15)

где А₁, А₂ - регрессионные параметры, характеризующие почвенно-климатические условия. Более объективный характер взаимосвязи засоления корнеобитаемого слоя почв с показателями Н_СВ и С_Г обеспечивает балансово-аналитический метод. Его адекватность подтверждена производственной проверкой на Энгельсской и Приволжской оросительных системах Саратовской области и Волгодонской ОС в Волгоградской области.

При диагностике вторичного засоления и переувлажнения орошаемых земель по показателям глубины и минерализации грунтовых вод необходимо учитывать, во-первых, временную изменчивость и, во-вторых, инерционность процессов засоления - рассоления почв в сравнении с сезонными и годовыми колебаниями УГВ. Даже при стабилизации гидрогеологической обстановки на орошаемых массивах сохраняются не только высокие внутрисезонные колебания УГВ, но и годовые. Отклонения средней вегетационной глубины по соседним годам в одной и той же скважине составляют в среднем 0,36 м. Это значение сопоставимо с интервалами УГВ 0,4-0,5 м, характеризующие различные категории земель по степени засоления и переувлажнения почв. Для повышения достоверности диагностики вторичного засоления по показателям Н_СВ и С_Г необходимо вести построение карт УГВ по их средневзвешенным значениям за 3-4-летний период. На основе разработанных диагностических шкал вторичного засоления и переувлажнения предложены шкалы оценки мелиоративного состояния орошаемых земель в разрезе основных почвенно-геоморфологических районов Поволжья. Классификационные единицы шкалы - категории и классы соответствуют строго определенным видам и интенсивности проявления деградационных процессов или их сочетаний (таблица 7).

Таблица 7. Диагностическая шкала оценки мелиоративного состояния темнокаштановых суглинистых почв долины р. Волги

Средневегетационная глубина грунтовых вод, м	Класс земель по мелиоративному состоянию при минерализации вод, г/л	Категория земель
	<3	3-5	5-7	>7
>3,5	0	0	0	0	Хорошая
3,5-3,1	0	0	0п	0п	Хорошая с угрозой ухудшения
3,1-2,7	0	0п	0п	0п
2,7-2,5	0п	0п	0п	0п
2,5-2,3	0п	0п	0п	0п
2,3-1,9	0п	0п	З1	З1	Деградированных почв
1,9-1,5	0п	З1	З2	З2
1,5-1,1	П1	З1 П1	З2 П1	З3 П1
1,1-0,8	П2	З1 П2	З2 П2	З3 П2
<0,8	П3	З1 П3	З2 П3	З3 П3

Примечание. Индикация вида процесса: З - засоление, П - переувлажнение. Интенсивность процесса: отсутствует - 0 , слабая - 1, средняя - 2, сильная -3; 0^п - опасность перехода через 3 года в категорию «деградированных почв» при продолжении подъёма УГВ; 0^п - интервал допустимых глубин залегания грунтовых вод, используемый в настоящее время для выделения категории земель с удовлетворительным состоянием по УГВ.

Для включения информации о мелиоративном состоянии орошаемых земель в систему экономической оценки сельскохозяйственных угодий, кроме совершенствования диагностической шкалы, необходимо изменить и форму представления информации. Наряду с экспликацией площадей с различными категориями мелиоративного состояния земель в хозяйстве, должна быть и площадная привязка вида и интенсивности деградационного процесса к первичным объектам оценки сельскохозяйственных угодий - почвенным контурам

8. Методология стоимостной оценки и оптимизации информации о качественных характеристиках земель при формировании земельно-информационных систем

Совершенствование форм и методов управления экономикой и в частности земельными ресурсами невозможно без развития информационного обеспечения. Как сама информация, так и опирающиеся на её использование технологии, становятся неотъемлемой частью общественного производства и, соответственно, рынка. Основополагающим этапом создания системы мониторинга, как и любой информационной системы, является обоснование требований к содержанию и качеству информации. Именно они определяют в конечном итоге необходимые затраты на развертывание системы мониторинга и ее эффективность. Для успешного решения этой задачи необходима разработка и практическая реализация модели потребительской стоимости продукта системы мониторинга земель - информации. Автором предложена следующая схема решения этой задачи (рис. 9).

Рис. 9 Схема оценки потребительской стоимости информации

Основополагающим критерием эффективности сельскохозяйственным землепользованием на всех уровнях от конкретного собственника или арендатора до государства в целом должна стать полнота воспроизводства плодородия почв. Сложное взаимодействие объективных и субъективных факторов процесса воспроизводства плодородия почв, при использовании земли как средства производства, в интегральном виде отражается через величины нормативного рентного дохода и изменение агроресурсного потенциала земель.

Когда стоимостные показатели приведены к единице площади (руб/га), необходимые для воспроизводства плодородия параметры отыскиваются из неравенства:

,(16)

где П_П - показатель уровня плодородия почв (обычно, балл бонитета); К_ИП - общественно необходимый коэффициент использования уровня плодородия почв (урожайная цена балла бонитета); З_ПРТЦ - нормативные затраты, где индексы указывают на связь с показателями: п - уровня плодородия, р - транспортной доступностью, т - технологическими свойствами участка угодий, ц - современных цен на ресурсы производства; Ц_РП - цена реализации продукции; Н_З - величина земельного налога; - норма прибыли на затраты живого труда в составе З_ПРТЦ, обеспечивающая инвестиционную привлекательность вложения капитала в аграрное производство; - изменения агроресурсного потенциала земель.

Рентный принцип экономической оценки земли предполагает полное воспроизводство всех используемых ресурсов. Однако изменения плодородия почв могут происходить не только в связи с нарушением баланса органического вещества и биогенных элементов, учитываемых в ЗПРТЦ. Например, переувлажнение почв, вызванное подъёмом грунтовых вод, переуплотнение при использовании тяжёлой сельскохозяйственной техники, подкисление и, наоборот, ощелачивание под воздействием удобрений и оросительной воды. Стоимостную оценку изменения в течение года, в связи с прогнозируемым изменением уровня потенциального плодородия почв (ДПП), предлагается определять по формуле:

=Д ПП ЦПОЗ VПп,(17)

где ЦПОЗ - цена показателя уровня потенциального плодородия почв (ПП) в экономической (кадастровой или рыночной) оценке земель, руб/балл; VПп - скорость изменения уровня плодородия почв (VПп = ДПП/T) до наступления равновесного состояния параметров плодородия почв.

С помощью параметра VПп осуществляется перевод значений экономической оценки изменений эколого-ресурсного потенциала земель в параметры, сопоставимые со стоимостными показателями результатов производства и затрат. Учёт при экономической оценке земель изменения снимает существующее противоречие, когда относительное снижение урожайности определяется по диагностической шкале влияния деградационного процесса, на эффективное плодородие, но при этом возможны изменения и потенциального плодородия.

Особую значимость приобретает учёт при выделении агроэкологически однородных участков в проектах внутрихозяйственного землеустройства. Здесь необходимо будет сопоставить экономию затрат на выполнение механизированных работ на участках «правильной формы» и возможных потерь либо , либо урожайности культур при включении в один рабочий участок почв с разным уровнем плодородия и унификации воздействий по регулированию баланса биогенных элементов. Наряду с прогнозными изменениями показателей потенциального плодородия почв, должно учитывать и изменения техногенного загрязнения компонентов агроландшафта, обусловленные рассматриваемым способом ведения сельскохозяйственного производства.

Первые три составляющих в выражении (16) есть не что иное, как нормативный рентный доход Р_Д. Если величину земельного налога представить через соответствующую долю земельной ренты, тогда оно примет следующий вид:

,(18)

где К_ККО - коэффициент капитализации рентного дохода при кадастровой оценке сельскохозяйственных угодий; К_НЛ - процентная ставка земельного налога от их кадастровой стоимости.

Погрешность результирующих целевых показателей управления (стоимости земли, земельного налога, величины экологического ущерба) включает несколько качественно различающихся видов погрешности. В этом случае вычисление стандартной погрешности результирующего показателя управления (у_у?) ведется алгебраическим суммированием с учетом весов (?у/?x_i):

,(19)

где ?у/?х_i - частная производная результирующего показателя У по фактору Х_i; у_xi - погрешность фактора; nф -число факторов, влияющих на погрешность результирующего показателя.

В частности, погрешность определения рентного дохода, как показателя регулируемых государством условий воспроизводства плодородия почв сельскохозяйственных угодий и объективной базы налогообложения, включает погрешности (В.М. Янюк, 2007): у_С - связи нормативной урожайности оценочных культур с интегральным показателем уровня потенциального плодородия почв; у_П - осреднения свойств почвенной разности в пределах земельно-оценочного района; у_М - масштаба почвенного картирования; у_Д - текущих изменений свойств почв за время после проведения последнего почвенного обследования; у_З - связи оценочных затрат на воспроизводство плодородия почв (регулирования баланса элементов минерального питания и гумуса) с урожайностью культур.

Среднеквадратическая погрешность определения рентного дохода (), по принципу суммирования значений погрешности почвенных характеристик и их связи с урожайностью, в соответствии с (16 и 19) определяется по уравнению:

(20)

где , - частные производные нормативного рентного дохода (Р_Д) и нормативных затрат на воспроизводство плодородия почв (З_П) от нормативной продуктивности почв (ПР), выраженной через произведение показателя плодородия почв и коэффициента его использования (ПР = П_П К_ИП); у_З - погрешность связи оценочных затрат на воспроизводство плодородия почв (регулирования баланса элементов минерального питания и гумуса) с урожайностью культур.

Ширина интервала неопределённости расчётного рентного дохода, как целевого показателя управления задаётся в виде:

(21)

где К_эн - энтропийный коэффициент неопределенности для нормального закона распределения.

В свою очередь от ширины этого интервала, являющегося функцией как адекватности моделей плодородия почв и регулирования балансов биогенных элементов, так и точности почвенного картирования, зависит риск целевого показателя управления (рис. 10).

Полоса, где фактические значения рентного дохода превышают величину его математического ожидания (Р_Дi) соответствует зоне недобора (потерь) земельного налога - ЗПН. Одновременно, в зависимости от от самого значения Р_Дi и ширины И_н, может появиться зона ущерба воспроизводства плодородию - ЗУВ_п, где не выполняется условие (16). Здесь для нормального течения воспроизводственных процессов вместо изъятия земельного налога необходимы дотации.

Рис. 10 Схема определения риска целевых показателей воспроизводства плодородия почв в системе управления земельными ресурсами

Величина этих рисков целевых показателей управления на уровне земельных ресурсов в виде средневзвешенных значений потерь налога () и ущерба воспроизводству плодородия почв (), определяется на основе операции взвешивания:

(22)

,(23)

где - функция распределения погрешности определения рентного дохода.

Таким образом, снижение суммы ущерба и потерь в управляемой системе, обусловленное сокращением полосы интервала неопределенности целевых показателей управления, и является потребительской стоимостью улучшения качества информационных активов. В этом случае на принципах оптимизации затрат может решаться вопрос о целесообразности совершенствования модели объекта (управляемого процесса), то есть знаний, или повышения точности почвенных характеристик и параметров, получаемых при обследованиях, съёмках, дистанционном зондировании, лабораторных опытах.

Наличие положительного рентного дохода, определяемого на основе научно-обоснованных параметров продуктивности и затрат, это не только обязательное условие воспроизводства плодородия почв в сельскохозяйственном землепользовании. Одновременно это и показатель того, что и информационные ресурсы о плодородии почв обретут реальный рыночный спрос и, соответственно, рыночную стоимость как элемент его управления уже на уровне поля и хозяйства.

Чтобы использовать рассматриваемую модель потребительской стоимости информации для обоснования оптимальной детальности определения базовых показателей плодородия почв сельскохозяйственных угодий (масштабы и сроки обновления почвенных обследований) необходима научно-методическая проработка следующих вопросов:

- обоснование состава и вида показателей плодородия (индивидуальных для участка или усредненных по почвенной разности в регионе) при кадастровом учете и оценке земель;

- формализация погрешности определения интегральных показателей плодородия почв в зависимости от масштаба и срока давности проведения почвенного обследования.

С переходом на более низкий уровень управления плодородия почв (поля и хозяйства), изменяются целевые функции управления и используемые для этого информационные активы, но сам принцип построения функций оптимизации управления и информации сохраняется. Это задание для интервалов недостатка интенсивности управляющего воздействия функций потерь урожайности или снижения качественных характеристик почв (запасов гумуса, элементов минерального питания). Для интервалов избытка интенсивности это будут функции стоимостной оценки экологических издержек (подъём уровня грунтовых вод, эрозия почв, загрязнение продукции и водоисточников) связанные с потерями урожаеобразующих ресурсов. Целевую функцию эколого-экономической эффективности использования в производстве дополнительных урожаеобразующих ресурсов можно представить в следующем виде (в расчёте на единицу площади):

max,(24)

где Р_С - объём используемого ресурса; К_ИР - коэффициент использования ресурса в приросте продуктивности почв; Ц_РП - цена реализации продукции; С_ТИР - суммарная стоимость использования единицы ресурса; и - средневзвешенные значения стоимостных оценок риска потерь продуктивности и агроресурсного потенциала земель в зависимости от ширины интервала неопределённости величины Р_С , как управляющего воздействия, функционально связанные с качеством информационных активов и затратами на их получение (З_ИОУ).

Рассмотренная методология стоимостной оценки и оптимизации информации реализована автором в обосновании оптимальности информации мониторинга мелиоративного состояния орошаемых земель (МОЗ). В сфере государственного управления эта информация необходима при решении следующих основных задач: экономической оценки земельных и водных ресурсов, планировании объёма водоподачи с учётом мелиоративной обстановки; определении эколого-экономического ущерба земельным и водным ресурсам.

Целевой функцией оптимальности информационного ресурса МОЗ автор предлагает считать сумму ущерба и потерь целевых показателей государственного управления, обусловленных неточностью информации о качественных характеристиках земельных и водных ресурсов и затрат на получение информации:

,(25)

где П - составляющие ущерба (потерь) целевых показателей управления: экономической оценки земель для налогообложения (П_П ), затрат на водоподачу (П_В), оценки эколого-экономического ущерба водоисточникам (П_УВ), руб/га ; ЗМ_i- затраты на ведение мониторинга, руб/га.

Индексы (З_i) у составляющих потерь этой функции означают, что их величина зависит от соответствующих затрат на информационное обеспечение. Критерием оптимальности качества информации МОЗ служит минимум этой функции . Первые составляющие целевой функции (25) - потери можно рассматривать как информационные издержки, вызванные неэффективностью управления из-за погрешности используемого ресурса управления - информации. Последняя составляющая - это технологические издержки, обеспечивающие получение информации. Затраты на получение информации (ЗМ_i), при которых целевая функции F_ои принимает минимальное значение, являются общественно необходимыми затратами (ОНЗ) или потребительской стоимостью информации в системе государственного управления (рис. 11).

На первом этапе оптимизационных расчётов устанавливается соотношение в детальности наблюдений за отдельными показателями - Н и С_Г. Во-первых, они характеризуются различной степенью пространственного варьирования. По полученным параметрам автокорреляционной функции минерализация варьирует сильнее, чем глубина. Во-вторых, ввиду нелинейности связи этих показателей с засоленностью почв (15), интенсивность влияния погрешности определения Н и С_Г на погрешность целевого показателя будет различной в разных диапазонах значений Н и С_Г. Согласно выполненным расчётам, оптимальное соотношение в количестве точек наблюдений за Н и С_Г будет следующим для интервалов глубин грунтовых вод (м): Н<1,5 1:3; 1,5<Н<3,0 1:2; Н>3,0 1:1.

Рис. 11 Схема оценки потребительской стоимости информации мониторинга мелиоративного состояния орошаемых земель

Обобщенные данные по оптимальной детальности режимных наблюдений за Н и С_Г с учетом возможных суммарных потерь (П_Н+П_В) на орошаемых землях Поволжья приводятся в таблице 8. В ней принята используемая в настоящее время схематизация сложности гидрогеолого-мелиоративных условий на орошаемых землях.

Оптимальная частота замеров объема и ионно-солевого состава коллекторно-дренажных стоков, поступающих в водоисточники, рассчитанная по критерию приводится в таблице 9.

Таблица 8. Оптимальное количество точек наблюдений за показателями мелиоративного состояния на орошаемых землях Поволжья (в расчете на 100 га)

Категория сложности условий	Наблюдения за режимом УГВ	Определение минерализации грунтовых вод	Качества поливной воды, определений за сезон
1	0,5	0,5	2
1а	0,5	0,5	4
2	1	2	2
3	2	4	2
4	0,5	0,5

Таблица 9. Оптимальная частота определения объемов и ионно-солевого состава коллекторно-дренажного стока за год

Твердый сток по общей минерализации, т/год	Вертикальный дренаж	Горизонтальный дренаж	Твердый сток по содержанию NPK т/год	Вертикальный дренаж	Горизонтальный дренаж
1-10	1	1	<0,05	1	1
10-30	1	2	0,05-0,10	1	1
30-50	2	2	0,10-0,25	2	2
50-100	2	3	0,25-0,50	2	3
100-200	3	4	0,50-1,00	3	4
200-300	4	5	1,00-2,50	5	6
300-400	5	6	2,50-5,00	8	8-10
>400	6	7-8	>5,00	10	12

Она дифференцируется в зависимости от величины твердого стока, рассчитываемого по формуле:

,(26)

где Т_С - твердый сток, т/год; Д - интенсивность дренажного стока, л/сек; С - концентрация дренажного стока, г/л; T- продолжительность работы дренажа в год, сутки; 0,0864 - коэффициент размерности. Частота определений рассчитывается отдельно для стока по общей минерализации и отдельно по содержанию в стоке подвижных форм биогенных элементов (NPK). Необходимая частота выбирается по максимальному значению.

мелиоративный плодородие орошаемый земля

Основные выводы

1. Обоснован ресурсный метод агроэкологической оценки орошаемых земель, который обеспечивает приведение сложного сочетания и взаимодействия природных и хозяйственных факторов, точности информационных активов (данных, информации и знаний) об их качественных и количественных характеристиках в универсальные и соизмеримые показатели эффективности управления и охраны плодородия почв.

2. Ресурсный метод агроэкологической оценки земель обеспечивает учёт в своих показателях системной сложности почв как объекта управления, способного к саморегуляции, вероятностного характера параметров свойств почв и самих управляющих воздействий, параметров технических средств и технологий управления водным и пищевым режимом. Он реализуется через создание моделей эффективного ресурса влаги и элементов минерального питания, как блоков комплексной модели плодородия почв.

3. Количественными показателями эффективности управления и охраны плодородия почв служат:

- агропроизводительная способность почв, оцениваемая по степени удовлетворения потребности культур в урожаеобразующих ресурсах;

- затраты на регулирование баланса органического вещества почв и элементов минерального питания, обеспечивающие определённый уровень реализации агропроизводительной способности почв;

- величина ущерба и потерь целевых показателей управления (урожаеобразующих ресурсов, продуктивности, агроэкологического потенциала земли), в зависимости от сочетания и взаимодействия природных и хозяйственных факторов и качества информации и знаний об объекте управления.

4. Методология стоимостной оценки (потребительской стоимости) информационных активов, как ресурса управленческой деятельности базируется на формализованном описании:

- ширины интервала неопределённости целевого показателя управления, обусловленного в совокупности погрешностью модели объекта и параметров его состояния;

- величины ущерба и потерь в управляемой системе в зависимости от риска целевого показателя управления, оцениваемого по вероятности принятия неправильного управляющего воздействия.

5. Экспериментальным подтверждением формирования сложной гидродинамической структуры потоков влаги в орошаемых почвах даже на уровне элементарного почвенного ареала, является дифференциация солевых запасов зоны аэрации. Варьирование засоленности почв представлено двухуровневой структурой. На фоне колебаний с амплитудой 30-50% от средних значений по контуру с периодом около 20 м, обусловленных микрорельефом поверхности, проявляются колебания с амплитудой 10-15% с периодом до 4-5 м, которые связаны с нанорельефом и анизотропностью свойств почвы. Усреднение основной части природного варьирования засолённости почв, как меры его случайной изменчивости, происходит на площади не меньше 400 м².

6. В разработанной моделе формирования эффективного ресурса влаги (ЭРВ) детерминированное описание водного режима почв и водопотребления растений учитывает стохастический характер процессов формирования дефицита водопотребления, режима водоподачи и усвоения почвой дополнительного ресурса влаги. Количественными параметрами стохастичности процессов являются: средневзвешенный срок задержки полива ввиду ограничений по гидромодулю участка; дисперсия поливной нормы; дисперсия предполивных влагозапасов почвы в масштабе поля; коэффициент увеличения дисперсии усвоенной поливной нормы, если она превышает эрозионно-допустимую поливную норму.

7. Наблюдения в производственном опыте в течение трех ротаций (18 лет) типового зернокормо-пропашного севооборота за показателями плодородия темно-каштановых среднесуглинистых почв с различными вариантами управления пищевым режимом и эпигнозные расчеты баланса гумуса по фактическим значениям урожайности выращиваемых культур подтвердили необходимость корректировки для условий орошения параметров трансформации органического вещества почв. В частности, коэффициент минерализации гумуса возрастает по сравнению с богарой в 1,2 раза, коэффициент гумификации пожнивно-корневых остатков в 1,5 раза.

8. Затраты на воспроизводство плодородия почв существенно зависят от нормы внесения органических удобрений. Их увеличение для компенсации потерь гумуса при низкой урожайности ведет к снижению доли минеральных удобрений в возмещении выноса элементов питания и снижению общих затрат на воспроизводство плодородия на единицу продукции с 250-300 руб/т к.ед при урожайности 6,5-7,0т к.ед/га до 150-170 руб/т к.ед при урожайности 3,0-3,5т к.ед/га.

Для сопоставимости затрат на воспроизводство плодородия почв, их расчет предлагается вести только по компенсации выноса элементов питания минеральными удобрениями. При существующих ценах на ресурсы производства эта величина является максимумом затрат.

9. Разработан и апробирован метод описания вертикального влагообмена. Необходимые для его реализации физически обоснованные зависимости интенсивности расхода грунтовых вод (с учётом направленности процесса - иссушения или насыщения) и приведенных влагозапасов зоны аэрации от мощности зоны капиллярного насыщения определяются в лизиметрических опытах в течение одного года. Влияния остальных факторов устанавливается в проводимом на ЭВМ имитационном эксперименте. В условиях, когда грунтовые воды начинают существенно влиять на процессы водопотребления (> 10%), относительная погрешность расчёта их расхода не превышает15%.

10. Аналитические решения разработанной и верифицированой модели равновесного солевого баланса орошаемых почв в явном виде отражают взаимосвязь природных (глубина и минерализация грунтовых и оросительных вод, климатические условия, капиллярные свойства почв и грунтов) и управляемых хозяйственных факторов (оросительной и промывной нормы, допустимого порога засоления, режима орошения, набора культур, объёма дренажного стока). Это позволяет рассчитывать необходимые при проектировании и эксплуатации параметры оптимального мелиоративного режима.

11. Экономия оросительной воды при подъёме и участии грунтовых вод в водопотреблении культур возможно только при их минерализации менее 2-3г/л. При более высокой минерализации возникает необходимость в поддержании промывного режима на фоне дренажа. Ежегодная промывная норма в этом случае составит 15-30% от оросительной нормы при глубине грунтовых вод 2,0-1.8м и более 50% при глубине менее 1,5м.

12. Диагностическим показателем переувлажнения орошаемых почв служит средневегетационная глубина грунтовых вод. С ней функционально связаны условия газообмена в активном корнеобитаемом слое почв и формирование основных урожаеобразующих режимов. Нарушение оптимальных условий газообмена и снижение урожайности основных культур орошаемого севооборота начинается при подъёме грунтовых вод выше 1,3-1,5м. Наиболее существенное снижение урожайности (более чем на 20-30%) происходит, когда грунтовые воды находятся ближе 1,0-1,2м от поверхности почв.

13. По степени влияния глубины залегания и минерализации грунтовых вод на формирование водно-воздушного и солевого режимов почв, как факторов их эффективного плодородия, разработана усовершенствованная шкала диагностики мелиоративного состояния орошаемых земель в разрезе основных почвенно-геоморфологических районов Поволжья. Ее классификационные единицы соответствуют определенному виду и интенсивности проявления деградационного процесса и величине понижающего коэффициента к уровню плодородия почв.

14. На основе изучения параметров пространственно-временной изменчивости показателей мелиоративного состояния орошаемых земель Поволжья и разработанной модели потребительской стоимости информации определены оптимальные параметры детальности наблюдений в системе мониторинга. В зависимости от сложности гидрогеологической обстановки оптимальная плотность режимной сети изменяется от 0,5 до 2 скважин на 1км² , при существующей плотности около 1,0.

Предложения для внедрения

Полученные автором теоретические, методические и практические результаты могут быть использованы в качестве инструментария для совершенствования системы агроэкологической оценки орошаемых земель.

1. Модель формирования эффективного ресурса влаги и оценки агропроизводительной способности орошаемых почв целесообразно использовать при создании в региональных органах управления сельским хозяйством и мелиоративно-водохозяйственным комплексом информационно-советующих (справочных) систем по выбору первоочередных объектов инвестирования в мелиоративное улучшение и реконструкцию для обоснования показателей агроэколого-экономической оценки.

2. Метод определения затрат на воспроизводство плодородия орошаемых почв рекомендуется использовать научно-исследовательским и проектным институтам при разработке систем земледелия, проектов внутрихозяйственного землеустройства, параметров кадастровой и рыночной оценки сельскохозяйственных угодий.

3. Метод описания вертикального влагообмена и равновесного солевого баланса орошаемых почв рекомендуется использовать проектными институтами для обоснования параметров оптимизации гидромелиоративных систем при реконструкции участков, подвергшихся засолению и переувлажнению, подтопленных населенных пунктов.

4. Диагностические шкалы оценки мелиоративного состояния орошаемых земель, модель потребительской стоимости информации о качественных характеристиках земель рекомендуется для совершенствования нормативно-методической базы ведения мониторинга в рамках реализации соответствующей федеральной целевой программы «Сохранение и восстановление плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения и агроландшафтов, как национального достояния России на 2006-2010гг.».

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации

1. Яковлев Н.П. Этапы солеотдачи и промывные нормы при рассолении хлоридно-сульфатных солончаков Заволжья / Яковлев Н.П., Литвинова А.А., Янюк В.М. // Мелиорация земель Поволжья: Сб. научных трудов ВолжНИИГиМ. - М., 1979. - С. 10-16.

2. Янюк В.М. Вертикальный влагобмен в глинистых каштановых почвах Заволжья при близких грунтовых водах / В.М. Янюк // Использование орошаемых земель в Поволжье: Сб. научных трудов ВолжНИИГиМ. - М., 1983. - С. 45-50.

3. Янюк В.М. Пространственное варьирование засоленности в пределах элементарного почвенного ареала каштановых почв Заволжья / В.М. Янюк // Почвоведение. - 1984. - № 1. - С. 72-78.

4. Янюк В.М. Расчеты водно-солевого режима каштановых почв Заволжья / В.М. Янюк, А.С. Фалькович // Почвоведение. - 1984. - № 12. - С. 109-116.

5. Янюк В.М., Оценка солепроявления в почвах и грунтовых водах подтопленных массивов Энгельсской оросительной системы / В.М. Янюк, Л.И. Лимарева // Вопросы эксплуатации оросительных систем и рациональное использование орошаемых земель в Поволжье: Сб. научных трудов ВолжНИИГиМ. - М.: ВНИИГиМ, 1986. - С. 83-89.

6. Янюк В.М. Методические рекомендации по оценке вторичного засоления орошаемых земель / В.М. Янюк / Отдельный оттиск. - Саратов: ВолжНИИГиМ. - 1987. -20с.

7. Доржиев В.С. Программное обеспечение информационно-поисковой системы мелиоративного состояния орошаемых земель / В.С. Доржиев, В.М. Кузник, В.М. Янюк // Эксплуатация оросительных систем Поволжья: Сб. научных трудов ВолжНИИГиМ. - М.: ВНИИГИМ, 1987. - С. 21-24

8. Четвертков С.С. Временные рекомендации по определению категорий мелиоративного состояния орошаемых земель среднего и нижнего Поволжья / С.С. Четвертков, А.А. Дубинский, А.Н. Галибин, В.Н. Кистанов, В.М. Янюк, В.М. Федорина и др. Отдельный оттиск. - Саратов: ВолжНИИГиМ. 1987. - 29 с.

9. Доржиев В.С. Способ оценки мелиоративного состояния орошаемых земель / В.С. Доржиев, В.М Янюк // Мелиорация и водное хозяйство. - 1990. - № 6. - С. 19-20.

10. Четвертков С.С. Методическое руководство по методам контроля и критериям оценки мелиоративного состояния орошаемых земель Поволжья / С.С. Четвертков, А.Н. Галибин, А.А. Волохова, В.М. Янюк и др. // Отдельный оттиск. - Саратов: ВолжНИИГиМ. 1991. - 35 с.

11. Янюк В.М. Усовершенственная система оценки мелиоративного состояния орошаемых земель / В.М. Янюк, Л.И. Лимарева // Совершенствование мелиоративных технологий и оросительных систем Поволжья: Сб. научных трудов ВолжНИИГиМ. - Саратов, 1995. - C. 33-37.

12. Янюк В.М. Оценка влагообеспеченности посевов на основе моделирования водного режима почв / В.М. Янюк, Л.Г. Романова, А.С. Фалькович, В.В. Майорова // Совершенствование мелиоративных технологий и оросительных систем Поволжья: Сб. научных трудов ВолжНИИГиМ. - Саратов, 1995. - C. 38-43.

13. Янюк В.М. Применяемые виды мелиораций и их влияние на природу степного Заволжья / В.М. Янюк, А.Н. Галибин, Л.Г. Романова // Мелиорация и водное хозяйство. - 1997. - C. 37-39.

14. Янюк В.М. Охрана и методы предотвращения засоления почв при орошении / В.М. Янюк // Мелиорация и водное хозяйство. - 1998. - № 2. - С.29-31.

15. Янюк В.М. Агроэкологическая оценка технических средств и технологий управления водным режимом / В.М. Янюк, А.С. Фалькович, Н.Ф. Рыжко, В.В. Майорова // Тез. докл. на Всероссийской практической конференции. - Волгоград , 1998.- С.72-73.

16. Решетов Г.Г. Оценка проявления переувлажнения орошаемых земель Поволжья и способы повышения их продуктивности / Г.Г. Решетов, В.М. Янюк, А.Н. Галибин // Антропогенная деградация почвенного покрова и меры ее предупреждения: Тез. докл. на Всероссийской практической конференции. - М., 1998.

17. Силагин В.А. Совершенствование методики оценки земельных ресурсов для формирования экономического механизма их рационального использования / В.А. Силагин, Т.А. Стрельникова, В.М. Янюк // Фундаментальные и прикладные исследования Саратовских ученых для процветания России и Саратовской Губернии. - Саратов, 1999. - С.155-157.

18. Янюк В.М. Совершенствование эколого-мелиоративной оценки оросительных мелиораций в Поволжье / В.М. Янюк, А.Н. Галибин, Н.Ф. Рыжко, Л.Г. Романова // Проблемы мелиорации в условиях рыночной экономики: Сб. научных работ ВолжНИИГиМ. - Саратов: СГАУ, 1999. - C. 54-60.

19. Янюк В.М. Диагностика переувлажнения орошаемых земель Поволжья / В.М. Янюк, А.Н. Галибин, Л.Г. Романова, Л.И Лимарева. // Проблемы мелиорации в условиях рыночной экономики: Сб. научных работ ВолжНИИГиМ. - Саратов: СГАУ, 1999. - C. 124-129.

20. Янюк В.М. Руководство по надзору за эколого-мелиоративным состоянием орошаемых земель Поволжья / В.М. Янюк // Проектирование, реконструкция и строительство мелиоративных систем и сооружений: Каталог паспортов. - Вып. 22. - М.: ГУ ЦНТИ, 2000. - С. 15-16.

21. Янюк В.М. Пакет прикладных программ по организации и ведению информбанка и составлению карт мелиоративного состояния орошаемых земель / В.М. Янюк // Проектирование, реконструкция и строительство мелиоративных систем и сооружений: Каталог паспортов. - Вып. 22. - М.: ГУ ЦНТИ, 2000. - С. 47-48.

22. Янюк В.М. Методические указания по оценке производительной способности мелиорированных земель / В.М. Янюк // Проектирование, реконструкция и строительство мелиоративных систем и сооружений: Каталог паспортов. - Вып. 22. - М.: ГУ ЦНТИ, 2000. - С. 49-50.

23. Янюк В.М. Методические указания по выбору комплекса воздействий и типовые технологические процессы повышения плодородия мелиоративно-неблагополучных земель / В.М. Янюк // Проектирование, реконструкция и строительство мелиоративных систем и сооружений: Каталог паспортов. - Вып. 22. - М.: ГУ ЦНТИ, 2000. - С. 57-58.

24. Янюк В.М. Мелиорация солонцов на орошаемых землях Заволжья / В.М. Янюк, А.Н. Галибин // Техническое совершенствование и эксплуатация оросительных систем в засушливой зоне Российской Федерации: Сб. трудов ВолжНИИГиМ. - М., 2000. - C. 117-126.

25. Янюк В.М., Проблемы оценки мелиоративного состояния земель лиманного орошения / В.М. Янюк, А.Н. Галибин, Л.Г. Романова // Техническое совершенствование и эксплуатация оросительных систем в засушливой зоне Российской Федерации: Сб. трудов ВолжНИИГиМ . - М., 2000. - C. 126-133.

26. Янюк В.М. Обоснование допустимого уровня ирригационной нагрузки на системах лиманного орошения / В.М. Янюк, А.Н. Галибин, В.В. Майорова // Использование земель лиманного орошения в современных условиях: Сб. науч. тр. ВНИИОЗ. - Волгоград, 2000. - C. 79-85.

27. Галибин А.Н. Оценка мелиоративного состояния земель лиманного орошения / А.Н. Галибин, В.М. Янюк, Л.Г. Романова, В.А. Тарбаев // Использование земель лиманного орошения в современных условиях: Сб. науч. тр. ВНИИОЗ. - Волгоград, 2000. - C. 85-90.

28. Янюк В.М. Инструкция по технологии регулирования гумусового состояния орошаемых почв Поволжья / В.М. Янюк, Л.Г. Романова // Научно-технические достижения в мелиорации и водном хозяйстве: Каталог паспортов - Вып. 23. - Ч. 3. - М.: ГУ ЦНТИ., 2001. - С. 13-14.

29. Янюк В.М. Оценочная шкала переувлажнения орошаемых почв Поволжья / В.М. Янюк, А.Н. Галибин, // Научно-технические достижения в мелиорации и водном хозяйстве: Каталог паспортов - Вып. 23. - Ч. 3. - М.: ГУ ЦНТИ., 2001. - С. 15-16.

30. Янюк В.М. Регулирование гумусового состояния орошаемых почв / В.М. Янюк, Л.Г. Романова, А.Н. Галибин, В.В. Майорова // Проблемы мелиорации и пути их решения: Сб. науч. тр. ВолжНИИГиМ. - М., 2001. - C. 98-108.

31. Янюк В.М. Организация полигонного мониторинга для комплексной оценки антропогенной нагрузки на агроландшафт / В.М. Янюк, А.Н. Галибин, Л.Г. Романова // Проблемы мелиорации и пути их решения: Сб. науч. тр. ВолжНИИГиМ. - М., 2001. - C. 88-98.

32. Туктаров Б.И. Разработка схем и способов использования существующих лиманов на примере Бурдинской системы лиманного орошения / Б.И. Туктаров, С.А. Подмарев, П.В. Тарасенко, В.М. Янюк, В.В. Соколов // Проблемы землеустройства и мелиорации земель в Саратовской области: Сб. науч. тр. ФГОУ ВПО Саратовский ГАУ. - Саратов, 2002. - C. 227-233.

33. Янюк В.М. Учет пространственного варьирования влагозапасов в почве при агроэкологической оценке средств полива / В.М. Янюк, А.С. Фалькович // Мелиорация и водное хозяйство. - 2002. - N 5. - C. 29-31.

34. Янюк В.М. Анализ применимости результатов кадастровой оценки сельскохозяйственных земель для налогообложения / В.М. Янюк, Ю.М. Серов, С.Н. Косолапов // Проблемы землеустройства и мелиорации земель в Саратовской области: Сб. науч. тр. ФГОУ ВПО Саратовский ГАУ. - Саратов, 2002. - C. 116-122.

35. Янюк В.М. Оценка гумусового состояния и воспроизводства плодородия орошаемых почв / В.М. Янюк, А.Н. Галибин, В.В. Майорова // Проблемы землеустройства и мелиорации земель в Саратовской области: Сб. науч. тр. ФГОУ ВПО Саратовский ГАУ. - Саратов, 2002. - C. 201-213.

36. Янюк В.М. Гидролого-мелиоративные аспекты деградации и восстановления земель Малоузенской системы лиманного орошения / В.М. Янюк, А.Н. Галибин, С.А. Подмарев, В.В. Майорова // Проблемы землеустройства и мелиорации земель в Саратовской области: Сб. науч. тр. ФГОУ ВПО Саратовский ГАУ. - Саратов, 2002. - C. 218-227.

37. Туктаров Б.И. Эколого-мелиоративное состояние инженерного лимана Бурдинский после 17-ти лет его эксплуатации / Б.И. Туктаров, С.А. Подмарев, В.М. Янюк, П.В. Тарасенко // Эволюция и деградация почвенного покрова / Материалы 2ой Международной науч. конф. - т. 1. - Ставрополь, 2002. - C. 220-222.

38. Подмарев С.А. Особенности переустройства инженерных систем лиманов Саратовской области / С.А. Подмарев, В.М. Янюк, П.В. Тарасенко // Современные технологии возделывания сельскохозяйственных культур Сб. науч. тр. СГАУ им. Н.И. Вавилова, Саратов, 2002. - с. 133-138

39. Туктаров Б.И. Роль рельефных и гидрогеологических особенностей территориального расположения крупных систем лиманного орошения на эколого-мелиоративное состояние / Б.И. Туктаров, С.А. Подмарев, В.М. Янюк, П.В. Тарасенко //Роль дополнительного профессионального образования в условиях реформирования АПК Материалы науч-прак. конф., Чебоксары, 2002. - с. 120-122

40. Янюк В.М. Корректировка ставки единого сельскохозяйственного налога на основе земельно-кадастровой информации / В.М. Янюк // Землеустроительные, кадастровые, геодезические работы для обеспечения стабильности и эффективности развития экономики России. Матер. межд. науч. практ. конфер. - Омск, 2005. - C. 333-336.

41. Янюк В.М. Обоснование параметров рыночной оценки участков сельскохозяйственных угодий выделяемых из долевой собственности / В.М. Янюк // Земельный вестник России. - № 1-2. - 2005. - C. 15-18.

42. Янюк В.М. Методология стоимостной оценки информации о плодородии почв при включении земель в рыночный оборот / В.М. Янюк // Вавиловские чтения 2005. Секция «Землеустройство и земельный кадастр». - Саратов, 2005. - C. 54-57.

43. Янюк В.М. Диагностика переувлажнения почв в системе мониторинга орошаемых земель Поволжья / В.М. Янюк // Вестник СГАУ им. Н.И. Вавилова. - Саратов, 2005. -№ 3. - C.49-54.

44. Янюк В.М. Обоснование параметров рыночной оценки сельскохозяйственных угодий / В.М. Янюк // Кадастровый вестник. - 2006. - №2.- C.28-35.

45. Синицына Н.Е. Обоснование затрат на воспроизводство плодородия почв при экономической оценке сельскохозяйственных угодий / Н.Е. Синицына, В.М. Янюк // Актуальные вопросы агрохимии и почвоведения: Сб. науч. работ СГАУ им. Н.И. Вавилова. - Саратов, 2006. -С. 91-95.

46. Янюк В.М. Оптимизация информации мониторинга эколого-мелиоративного состояния орошаемых земель / В.М. Янюк // Вестник СГАУ им. Н.И. Вавилова. - 2007. - № 2. - С. 30-32.

...