Картографирование урожайности сенокосов южной материковой части Дальнего Востока

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФГОУ ВПО «Московский государственный университет природообустройства»

УДК 581.524 + 581Ю55 (571.61 + 571.62 + 571.63)

Картографирование урожайности сенокосов южной материковой части Дальнего Востока

Г.А. Белая - д-р биолог. наук, проф.,

В.Л. Морозов - д-р биолог. наук, проф.

Для естественных сенокосов всех муниципальных районов юга российского Дальнего Востока представлена картографическая оценка пространственно-временной изменчивости их урожайности. Выполнен анализ устойчивости и продукционного потенциала травостоев.

For natural hayfields of all the municipalities of the southern Russian Far East cartographic assessment of spatial and temporal variability of their yields is represented. The analysis of the sustainability and production capacity of grass is fulfilled.

Российский Дальний Восток занимает огромную территорию восточной окраинной части Российской Федерации. По административному делению в его состав входят: Амурская (площадь - 364 тыс. км²), Магаданская (461) Сахалинская (87) области, Камчатский (722, с Корякским автономным округом - 302), Приморский (166) и Хабаровский край (789), Еврейская автономная область (36) и Чукотский (738) автономный округ. Площадь региона (3113 тыс. км²) составляет 18 % территории страны и равна общей площади 8 крупнейших государств Европы (Франция, Испания, Швеция, Норвегия, Германия, Финляндия, Польша, Италия). С севера на юг протяженность региона составляет - 3200 км, а с запада на восток - 3700 и включает 4 временных пояса. Крайние точки территории максимально отстоят друг от друга на расстоянии 4400 км. Самые большие острова - Сахалин (77 997 км²) и Врангеля (7300 км²). Крупнейшие реки - Амур (длина - 4444 км, площадь бассейна - 1855 тыс. км²), Зея (1242 и 233, соответственно) и Анадырь (1150 и 191). Площадь озера Ханка достигает 4190 км², Зейского водохранилища - 233 км². Двенадцать крупнейших вулканов на Камчатке имеют высоту 1486…4750 м. Самое крупное - Берингово море имеет площадь бассейна 2315 тыс. км². Более 75 % дальневосточной территории имеет горный рельеф. Высота гор обычно не превышает 1000 м.

К важнейшей особенности географического положения Дальнего Востока России относится многоуровневая транзитность и непосредственная контактность в пределах гигантских мегакомплексов Тихоокеанского побережья, островных дуг, Чукотского полуострова (Беренгии) и Камчатки, бассейна Амура. В пределах территории региона хорошо выражены зоны повышенной концентрации естественного разнообразия географических границ (русло Амура, морские побережья, горные цепи). Основным признаком переходной зоны является формирование особых природно-территориальных комплексов. В зоне контактных структур наблюдается высокая изменчивость и контрастность различных режимов и параметров, в два-три раза превосходящих аналогичные показатели за пределами переходных территорий. По мнению специалистов, основанному на анализе региональных палеографических и исторических материалов, природные территориальные системы с контактными структурами относятся к динамическим, изменчивым и менее устойчивым.

Своеобразие природных условий российского Дальнего Востока определяется особым палеогенезисом территории, наличием активного вулканизма, господством муссонного с элементами континентальности климата, пересечением естественных физико-географических границ экотонов, мозаичностью и изменчивостью разнообразным режимов широкой переходной зоны от самого большого Евразийского материка к Тихому океану. Высокое варьирование наблюдается в основных экологических факторах (климат, рельеф, гидрология, эдафон), следствием воздействия которых формировалось биоразнообразие местной флоры и фауны.

В качестве подтверждения контрастности климатических параметров и сезонных изменений погодных условий приведем климадиаграммы, составленные на основе справочных метеорологических материалов для всех регионов Дальнего Востока России (см. рис. 1).

Рис. 1. Климадиаграммы российского Дальнего Востока

С характером климата имеет связь и уровень режима обширной гидрологической сети, где при наличии обычных весенних паводков, наблюдаются сезонные летне-осенние (после тайфунов) наводнения.

На фоне многоуровневого контактного взаимодействия природных структур в различных частях субконтинента наблюдается богатство эко-, гено- и ценофонда территоий, определяющее особую значимость и ценность биологических ресурсов. В регионе выражены всего две основные природные зоны - тундровая и лесная, которые из-за воздействия океанов (Ледовитого и Тихого) и горных систем отклоняются от широтного направления, спускаясь вдоль океанического побережья и горных хребтов в меридиональном направлении. На этом основании специалистами выделяется особый, своеобразный тип дальневосточной зональности, не имеющей аналогов на территории России.

В зависимости от сочетания природных факторов здесь представлены подзоны: лесотундры, тайги, смешанных и широколиственных лесов. Типична интразональная растительность - болота, луга и прибрежноморские сообщества. В равнинных частях Среднего Приамурья и приханкайских районах Приморья отмечены фрагменты экстразональной реликтовой растительности остепенных группировок.

По ботаническому разнообразию восточная часть страны лидирует в общем списке территорий и регионов Российской Федерации. Флора её сосудистых растений насчитывает 4165 видов, составляя третью часть соответствующего фиторазнообразия всей России. Природная флора региона - важный источник неисчерпаемых ресурсов кормовых, пищевых, технических, эфиромасличных, лекарственных, медоносных, декоративных и редких растений. При общей региональной локальной изученности типологии растительности и состава флоры для региона остаются актуальными вопросы экологической оценки растительных ресурсов (запасы органической массы, продуктивность, урожайность и потенциальная производительность) важнейших в практическом отношении естественных фитоценозов и агросистем.

Ранее мы рассматривали основные характеристики устойчивости продуктивности луговых трав региона, южной его части и Приморья [1…6]. Настоящая работа - продолжение изучения пространственно-временной зависимости урожайности природных угодий сенокосного использования от экологических условий всех муниципальных районов южной материковой части Дальнего Востока России. Для анализа эколого-географических особенностей территориальных и разногодичных изменений урожайности природных сенокосов наиболее наглядной оказалась картографическая форма отображения результатов оценки.

Для изучения структуры сельскохозяйственных земель лугопастбищного использования и определения потенциальных возможностей этих угодий в пределах региона было выполнено картографирование, включающее контуры всех муниципально-территориальных единиц. Информационный фонд, составляющий сведения об урожайности сенокосов всех районов, охватывал период 1960-1995 гг. Для представления информации о производительности угодий взят административный район, как пространственная категория, через которую реализуются разномасштабные комплексные хозяйственно-экологические проекты. Выбирая временной интервал, мы исходили из возможности использования максимального ряда переменных показателей урожайности сенокосов. При определении множественной линейной функции среднерегиональной урожайности сена в расчётах использована выборка для естественных лугов - 0,7…28,3 ц·га^-1, не отражающая всего многообразия варьирования их производительной способности.

При формировании фонда данных об урожайности сенокосов сельскохозяйственных предприятий, использовали материалы статистической отчетности. Для некоторых районов эти показатели были уточнены на основе фондовых данных годовых отсчётов соответствующих землепользователей. Подобная база данных позволяет формировать целую серию карт. Для экспонирования оперативных возможностей автоматического составления картограмм были использованы некоторые относительные показатели производительности природных сенокосов.

Для картографирования пространственно-временной изменчивости и устойчивости урожайности луговых трав региона было выбрано программное обеспечение, позволяющее автоматизировать процесс изготовления картограмм. При его разработке в качестве основного условия поставлено требование «переносимости» применительно к объекту исследований и к программным средствам графического отображения. Это положение удалось решить путем реализации принципа модульности программного обеспечение и соответствующей структуризацией данных.

Границы муниципально-территориальных единиц представлялись последовательностью отрезков кривых. Каждый отрезок рассматриваемой территориальной единицы используется при формировании границ двух соседних участков. Число отрезков, формирующих границы, определяется числом смежных участков в пределах каждого контура. Координаты точек, используемых для аппроксимации отрезков границ, сведены в один последовательный файл, содержащий определенное число записей. Каждая запись включает описание конкретного отрезка с соответствующим числом аппроксимируемых точек и их координатами. Число этих записей соответствует общему числу отрезков, используемых для изображения рассматриваемой сети территориальных единиц.

Для формирования контуров границ муниципально-территориальных единиц была составлена реляционная таблица соответствия конкретных участков и числа отрезков, связывающих эти контуры, на основе записей в последовательном файле и их ориентации. Тогда построение картограмм сводилось к соответствующей штриховке контуров. Тип штриховки выбирался в зависимости от интервала шкалы картограммы, включающей все необходимые районы. Описываемое программное обеспечение состоит из трех основных компонентов: базы картографических данных, комплекса программ непосредственного расчёта картограмм и модуля для вывода информации на графическое регистрирующее устройство.

Предлагаемый способ составления картограмм включает сплошную штриховку всего контура территориальных единиц без учета естественного размещение луговых массивов внутри них. Такая условность картограмного изображения дает искажение реальной структуры луговых угодий, что необходимо учитывать при анализе пространственной специфики территорий. Для автоматического составления исходной серии итоговых карт был выбран масштаб 1:10 000 000, отражающий даже наиболее мелкие муниципально-территориальные единицы с разнообразными временными интервалами. Для обобщения материалов за длительный период составлены карты максимальной, минимальной и средней многолетней производительности природных сенокосов (рис. 2, 3, 4). Для перехода от административных и хозяйственно-экономических единиц к естественно-географическим категориям природной среды используют геоботанические, почвенные и климатические карты соответствующих сельскохозяйственных угодий.

Оценивая эффективность использования природных кормовых угодий на основе анализа пространственно-временной изменчивости их производительности в пределах небольших периодов, следует отметить достаточно высокую устойчивость максимальной урожайности сена во всех районах. Параметры наименьшей и средней (за 5-летний период) продуктивности лугов характеризуются определенной неоднородностью.

Рис. 2. Максимальная многолетняя урожайность природных сенокосов, ц*га-1 сена

Рис. 3. Минимальная многолетняя урожайность природных сенокосов, ц*га-1 сена

Эколого-географические различия природных условий районов региона не одинаково отражаются на устойчивом функционировании лугов. В луговом кормопроизводстве, как и в растениеводстве, состояние погодных условий не всегда определяет конечные результаты продукционной деятельности. Известно, что основное внимание в сельскохозяйственном производстве направлено на всемерное расширение агротехнических и мелиоративных мероприятий для обеспечения стабильной урожайности земледелия.

Рис. 4. Средняя многолетняя урожайность природных сенокосов, ц*га-1 сена

Многократное использование различных технологических приемов нивелирует воздействие природных факторов на агроэкосистемы. В отношении естественных кормовых угодий сенокосного использования перечень реализуемых агрохозяйственных мероприятий остается очень ограниченным, поэтому их продукционная способность в большинстве районов материковой части Дальнего Востока России полностью подчинена динамике природных процессов (осадки, температура воздуха, снеговой покров).

Рассмотрим урожайность сенокосов под воздействием различных форм хозяйственной нагрузки. Природные пойменные и суходольные луга различного флористического состава при ежегодном колебании погодных условий дают 7,9…9,4 ц*га-1 сена. Благоприятные и негативные последствия некоторых мелиоративных и культуртехнических приемов (поверхностное улучшение, удобрение, осушение и т. д.) резко влияют на производительность угодий. Амплитуда изменения урожайности травостоев на таких массивах заметно возрастает. В этом случае имеет место снижение стабильности функционирования экосистем. Обеспечивая в отдельные годы высокую максимальную производительность луговых трав, сообщества теряют важнейшее природное свойство - высокую устойчивость. Для возвращения сенокосам устойчивой продуктивности требуются повышенные энергозатраты и прогнозируемое планирование регулярных мелиоративных мероприятий. При наращивании любых форм агрохозяйственного воздействия у луговых трав наблюдается увеличение толерантности, в том числе и к неблагоприятным экологическим последствиям.

Высокая урожайность некоторых травосмесей и кормовых монокультур сопряжены с очень большой энергозависимостью земледелия. Чрезмерное расширение пашни и сопутствующая химизация плодородия почвы снижают питательные достоинства выращиваемых кормов, ухудшают водно-физические свойства эдафона и способствуют локальному развитию неблагоприятной экологической обстановки. Без перевода части пахотных земель в урбанизированных районах региона в категорию долголетних сенокосов и пастбищ с обязательным залужением нельзя ожидать заметного экологического оздоровления территорий.

Состояние растительного покрова в местах интенсивной деятельности человека требует включения естественных комовых угодий в категорию важных природоохранных объектов с особой экологической хозяйственной значимостью. Пересмотр сложившегося отношения к естественным лугам как к второстепенной категории растительности позволяет решить проблему дешёвых высококачественных кормов с ценным ветеринарными достоинствами, улучшить экологическое состояние территории, возродить природо- и водоохранные свойства луговых трав и повысить нравственное воспитание населения.

Анализ максимальной и минимальной многолетней среднерайонной урожайности сенокосов (рис. 2, 3) показывает, что у лугового кормопроизводства существует большой потенциальный резерв. На основной части территории активного лугового кормопроизводства сенокосы при благоприятном сочетании природных факторов способны обеспечить стабильную урожайность. Наиболее низкая урожайность сена связана, в первую очередь, не с эколого-биологическими свойствами луговых трав, а со слабым уровнем технологии заготовки кормов и недостаточной хозяйственно-экологической культурой землепользователей.

На основе картографической оценки ресурсов сенокосных угодий напрашиваются пути рационального использования лугов и обязательной охраны травяной растительности. При эксплуатации природных угодий повсеместно практикуется экстенсивный подход, сдерживающий широкое использование передовых технологий в области луговодства. Из-за очень высоких потерь повсюду велика диспропорция между биологической продуктивностью трав и их хозяйственным урожаем. Даже самые низкопродуктивные суходольные луга в период максимального развития трав накапливают в 2 раза больше надземной фитомассы, чем её заготавливается при традиционных способах сенокошения, транспортировки и последующего хранения. Внедрение совершенной технологии заготовки грубых кормов позволяет почти в 2 раза увеличить сбор урожая с естественных угодий. При внедрении системы культуртехнических и мелиоративных мероприятий и направленной концентрации материальных ресурсов на природные кормовые угодья для интенсификации их производительности площадь постоянно эксплуатируемых земель можно сократить до оптимального соотношения.

Таким образом, оценка пространственно-временной изменчивости урожайности различных типов лугов позволяет рекомендовать для инвестиционной политики в региональном лугопастбищном кормопроизводстве перспективные суходольные угодья, обладающие более широким агроэкологическим потенциалом по сравнению с постоянно используемыми сырыми и влажными вейниковыми лугами. У суходольных лугов наблюдается максимальное варьирование урожайности травостоев в разные годы, сопряженное с влагообеспеченностью погодных условий поздневесеннего и раннелетнего периодов. Эти экосистемы характеризуются очень высокой способностью к самовосстановлению за счет пластичности экологической амплитуды слагающих их растений и большого флористического разнообразия. Основные мероприятия по интенсификации использования суходольных сенокосов и пастбищ необходимо направить землепользователям Зейско-Буреинской, Приханкайской и Среднеамурской равнин, где на фоне повторяющихся неблагоприятных погодных условий заготавливается около 50 % областных и краевых запасов грубых кормов. Картограмма минимальной урожайности сенокосов отражает уровень устойчивости их производительности в условиях многолетних циклических изменений погодных условий в разных районах территории региона.

картографический урожайность сенокос устойчивость

Библиографический список

1. Морозов, В. Л. Эколого-географические особенности функционирования луговых сообществ Приморья [Текст] / В. Л. Морозов, Г. А. Белая //Продуктивность сенокосов и пастбищ. - Новосибирск: Наука, 1986. С. 52 - 55.

2. Морозов, В. Л. Влияние интенсивной и экстенсивной мелиораций на устойчивость природных кормовых угодий и сеяных трав в Приморье [Текст] / В. Л. Морозов // Повышение эффективности мелиорации и водного хозяйства на Дальнем Востоке. - Владивосток: ДальНИИГиМ. Ч. 1. Кн. 4. 1987. С. 46-48.

3. Белая, Г.А. Экологический прогноз продуктивности лугов Приморья и Приамурья [Текст] / В.Л. Морозов, Г.А. Белая // Геология и экология бассейна реки Амур. Тез. докл. советско-китайского симпоз. - Благовещенск: АмурКНИИ ДВО АН СССР, 1989. Ч. 3(1). С. 13-15.

4. Морозов, В.Л. Картирование пространственно-временной изменчивости урожайности луговых трав Приморья [Текст] / В.Л. Морозов, Г.А. Белая, С. М. Краснопеев // Экология, продуктивность и генезис травяных экосистем Дальнего Востока. - Владивосток: ДВО АН СССР, 1990. С. 106-115.

5. Белая, Г.А. Региональные проблемы использования ресурсов природных кормовых угодий [Текст] / В.Л. Морозов, Г.А. Белая // Проблемы и перспективы развития Дальневосточного региона. - Владивосток: Дальнаука, 1995. С. 68-85.

6. Белая, Г.А. Урожайность сенокосов и фитомасса травяных экосистем российского Дальнего Востока. [Текст] / Г.А. Белая, В.Л. Морозов // Роль мелиорации и водного хозяйства в реализации национальных проектов. - М.: ФГОУ ВПО МГУП, 2008. Ч. 1. С. 35-40.

Размещено на Allbest.ru