Теоретичні основи формування сільськогосподарських ландшафтів

сільськогосподарський ландшафт генетичний гірський

Розглянуто теоретичні основи формування сільськогосподарських ландшафтів та обґрунтовано два класи антропогенних сільськогосподарських ландшафтів -- рівнинний і гірський -- та типи ландшафтних регіональних структур. Виявлено, що важливою властивістю агроландшафтних систем є їхні постійні коливання біля основного тренду свого генетичного розвитку. Таким чином, дії, спрямовані на систему з метою її зміни, на яку вона може відреагувати зміною продуктивності, полягають тільки в обмеженій сфері зміни параметрів місця існування.

Ключові слова: природні ландшафти, сільськогосподарські ландшафти, техногенне навантаження, польові ландшафти, агроландшафтні системи, ландшафтна структура.

Найбільші зміни в природних ландшафтах під впливом господарської діяльності людини спостерігаються при освоєнні земельного фонду в сільськогосподарських цілях. Так, площі лісів скоротилися в зоні мішаних і широколистих лісів більше ніж на 50%. Зараз переведення лісів, розорювання земель значно видозмінили біоценози рівнинних і гірських ландшафтів, особливо в межах лісостепової, степової та інших природних зон світу.

Переважання культурних рослин -- відмінна особливість сільськогосподарських ландшафтів. Наприклад, у степовій і лісостеповій зонах з природної рослинності збереглися лише бур'яни, які завдають шкоди сільському господарству. Різко змінився склад і тваринного світу: збільшилася кількість гризунів та інших шкідників (птахів, комах), які щорічно знищують мільйони тонн хлібних злаків, рису й інших зернових культур. Під впливом культурної рослинності порушився й біологічний кругообіг у ландшафті: відбувається односторонній процес виведення поживних речовин з ґрунту разом з урожаєм, тобто не відбувається їхнє природне повернення з відмираючими частинами рослин. Формуються культурні ґрунти, що є головним природним ресурсом сільськогосподарських ландшафтів.

Під впливом поливної культури землеробства особливо змінюються водний, тепловий і біологічний режими ґрунту, коли природні ознаки залишаються незмінними лише в глибині ґрунтового розрізу. Це дає підстави ученим-ґрунтознавцям додавати до назв ґрунтів пустельної зони слово зрошувані (наприклад, зрошувані сіроземи і т. п.). Для ґрунтів, що вже давно зрошуються, характерні значна потужність гумусового горизонту при невисокому вмісті гумусу (1-2%), велика насиченість діяльною мікрофлорою. Ці ґрунти порівняно з природними містять у декілька разів більше азоту, оскільки в них регулярно вносяться добрива.

Виділяють два класи антропогенних сільськогосподарських ландшафтів -- рівнинний і гірський. У їхніх межах спостерігаються глибокі відмінності в структурі й ступені саморегуляції польових, садових і лучно-пасовищних ландшафтів, тому серед них закономірно виділяються чотири підкласи ландшафтів: польовий, садовий, змішаний (садово-польовий) і лучно-пасовищний.

Підкласи поділяються на зонально-поясні типи, оскільки за наявності спільних ознак вони істотно змінюються при переході з однієї природної (ландшафтної) зони в іншу (степової в напівпустельну або степової в лісостепову тощо). Кожному зонально-поясному типу сільськогосподарського ландшафту (наприклад, польовому степовому, польовому лісостеповому, польовому напівпустельному) властиві різні ґрунти, агрокліматичні ресурси й тому потребує певних агротехнічних прийомів і природоохоронних заходів.

Польовий підклас сільськогосподарських ландшафтів формується під впливом переорювання ґрунтового шару, внесення добрив, вирощування біомаси. Переорювання ґрунту має великий вплив на кругообіг води, підсилюючи поверхневий стік. У польових степових, лісостепових типах ландшафтів з найбільшою інтенсивністю виявляється водна та вітрова ерозія ґрунту.

Ґрунт є ніби літологічним фундаментом польових сільськогосподарських ландшафтів, а посіви становлять їхній культурний біоценоз. Певний багаторічний агротехнічний режим призводить до пристосування в цьому зонально-поясному типі польового ландшафту певних бур'янів і тварин. Під впливом різних польових культур з неоднаковою інтенсивністю в ґрунтах відбувається мінералізація органічної речовини і гумусу. Отже, на фізико-хімічні, гідрологічні та кліматичні властивості польових типів ландшафтів величезний вплив має система ведення сільського господарства: при низькій агротехніці неминуче знижується родючість староорних ґрунтів; температура й вологість повітря, швидкість вітру неоднакові над пшеничним полем і плантаціями цукрових буряків тощо.

Зонально-регіональні відмінності польового класу сільськогосподарських ландшафтів дуже різноманітні. Оптимальні фізико-географічні умови для розвитку польових ландшафтів є в лісостеповій і степовій природних зонах. Розораний степ залежно від свого місцезнаходження, характеру рельєфу та субстрату може відігравати роль різних антропогенних сільськогосподарських ландшафтів у ранзі виду: заплавно-лучно-чорноземний польовий; терасовий червоно-коричневий польовий; міжгірсько-рівнинний сіроземний польовий, овально-підвищено-рівнинний чорноземний польовий та ін.

Кожен вид польового комплексу має свій склад урочищ, що створюють його структуру. Характер цих урочищ визначається в основному антропогенною модифікацією, тобто землеробсько-сільськогосподарською спеціалізацією. Зміна одного типу культурної рослинності на інший супроводжується не менш глибокою перебудовою структури ландшафтного комплексу, яка відбувається в разі зміни, наприклад, гідрокліматичних умов. В основі виділення урочищ лежать три ознаки: форми мезорельєфу, відмінності ґрунтів, особливості рослинного покриву, залежні від типу сівозміни. При виділенні урочищ у лучно-пасовищних видах ландшафтів прийнято враховувати ще одну ознаку -- продуктивність трав у центнерах з одного гектара.

Лучно-пасовищний підклас сільськогосподарських ландшафтів поширений повсюдно в усіх природних зонах. Сучасний стан цих ландшафтних комплексів цілком залежить від характеру та інтенсивності господарського використання. Так, сінокосіння відіграє позитивну роль у розвитку лучних ландшафтів, а безсистемне випасання худоби -- негативну.

Сінокосіння сприяє кращому прогріванню і просушуванню ґрунту, перешкоджає розростанню бур'янів і т. п. Під дією надмірного випасання худоби відбувається ущільнення ґрунту, його висушування, випадання з травостою цінних кормових рослин і заміна їх на малопродуктивні види та бур'яни. Особливо шкідливе дуже раннє випасання худоби, коли за наявності великої кількості вологи в ґрунті худоба руйнує дернину, а трава, що відростає, відразу ж поїдається й толочиться. У результаті різко знижується продуктивність пасовищ (густота та якість травостою), на схилах відбувається площинний змив ґрунту. Проте ступінь саморегуляції в лучно-пасовищних ландшафтах значно вищий, ніж у польового та садового типів, і ближчий до природних ландшафтів [1].

Структура зональних лучно-пасовищних сільськогосподарських типів ландшафтів (степового, напівпустельного та ін.) утворює велику кількість видів. Найбільш поширеними й цінними в кормовому значенні серед рівнинних видів ландшафтів є заплавно-долинні, а в горах -- долинні та пологосхилові рівнинні.

Лучно-пасовищні урочища, що становлять види ландшафтів, виявляються і картографуються в полі так само, як і природні. Структура їх складна і багатогранна. Наприклад, серед рівнинного лучно-пасовищного ландшафту схилу в межах достатньо освоєної території розрізняються декілька домінуючих урочищ: сильнозбиті (2-3 ц/га) пасовища на схилах річкових долин з виходами глин, пісковиків; сильнозбиті на крутих схилах балок з різнотрав'яно-злаковою рослинністю на середньозмитих дерново-підзолистих ґрунтах; середньозбиті (10-15 ц/га) пасовища по днищах балок з лучною рослинністю на дернових середньо- і слабопідзолистих ґрунтах; слабозбиті (більше ніж 15 ц/га) пасовища на крутих схилах балок з різнотрав'яно-злаковою рослинністю на середньозмитих підзолистих ґрунтах. Агротехнічні заходи, спрямовані на підвищення продуктивності пасовищ, потребують диференціації їх з урахуванням природно-ботанічних особливостей окремих груп лучно-пасовищних урочищ.

Садовий і садово-польовий підкласи сільськогосподарських ландшафтів мають певну схожість (особливо на вигляд) з лісокультурни- ми комплексами, але відрізняються від них вираженою саморегуляцією й великою потребою у високій агротехніці. Через це садові комплекси відносять до класу сільськогосподарських ландшафтів. Насадження багаторічних садових дерев і чагарників у різних природних зонах зумовлюють глибоку антропогенну перебудову ґрунту внаслідок постійного його обробітку, внесення добрив, поливів. Ґрунт цих комплексів характеризується великою родючістю на загальному зональному фоні природних ґрунтів.

За умовами рельєфу садові ландшафти більш різноманітні, ніж польові. Сади розміщуються не тільки на рівних терасах, вододілах, а й на крутих схилах, де розвиток польових ландшафтів неможливий. В Україні практикується терасування схилів гір, як правило, під сади, виноградники, плантації деревно-чагарникових порід, що становлять багаторічний тип культурних фітоценозів. Терасування схилів задля використання під виноградники й сади значно поширене в гірських районах Карпат і Криму.

Зональні садові типи сільськогосподарських ландшафтів розмежовуються на види за орогеоморфологічною ознакою, відмінностями ґрунтів і фітоценозів. Особливий вид садових ландшафтів становлять виноградники на терасованих схилах. В антропогенно-ландшафтному аспекті садові комплекси ще недостатньо вивчені порівняно з польовими. Зокрема, дуже важливо мати детальну класифікацію садових ландшафтів, вивчити їхню динаміку, навчитися вчасно визначати стадію деградації для їхнього своєчасного оновлення та відновлення.

Специфіка антропогенних сільськогосподарських ландшафтів полягає в їхній належності до короткочасно регульованих людиною природно-господарських комплексів. Наприклад, у польовому ландшафті щорічно змінюється склад надземної біомаси, а разом з нею -- й мікроклімат. Стійкішою є підземна частина польових ландшафтів. Сільськогосподарські ландшафти (посіви), які хоча короткий час не використовуються, розвиваються відповідно до природних закономірностей. Урожай сільськогосподарських культур, садів, ягідників, сіно на луках визначаються насамперед, ландшафтно-кліматичними умовами в цілому, погодними умовами сезонів року.

Виникнення, структура та функціонування сільськогосподарських ландшафтів тісно пов'язані й спричинені соціально-економічними умовами. В Україні останніми роками здійснюються певні роботи щодо оптимізації сільськогосподарських ландшафтів. Це досягається упровадженням у сільськогосподарське виробництво форм раціонального природокористування, заснованих на знанні регіональних особливостей природних ландшафтів, а також таких, що їх змінила людина [2].

З перспективними планами розвитку сільського господарства тісно пов'язується й проблема антропогенно-ландшафтного прогнозу, тобто зміни природних та сільськогосподарських комплексів під впливом діяльності людини. Частка сільськогосподарських ландшафтів неухильно зростає, тому дуже важливо враховувати специфіку їх виникнення та розвитку -- при всіх видах землеволодіння та землекористування.

Основне завдання у процесі подальшого збільшення сільськогосподарського використання земельних ресурсів як на рівнинних, так і гірських територіях полягає в тому, щоб не допускати надмірних докорінних порушень і змін природної рівноваги в ландшафтах.

У цьому значна роль належить фахівцям агропромислового комплексу, які володіють системним підходом до землеустрою ландшафтів.

Сучасні агроландшафтні системи (АЛС) -- агроландшафти, що вже давно сформувалися, -- це складні природно-антропогенні комплекси з безліччю компонентів досить різних за рівнем ландшафтоутворювальної значущості. Отже, агроландшафтні системи, під якими слід розуміти складні утворення сільськогосподарського призначення у вигляді функціонального цілісного поєднання компонентів, умов і явищ природного та антропогенного походження, територіально представлені відносно однорідними ділянками з певним типом взаємозв'язків і взаємодій вхідних елементів. На розвиток АЛС спільно впливають природні умови й технологічні (виробничі) процеси.

Отже, агроландшафт відрізняється від природних утворень чіткішими межами, але не має таких самих ефективних механізмів саморегулювання ресурсоутримувальних і ресурсовідновлювальних систем. Тому майбутнє їх багато в чому залежить від територіально-організаційної узгодженості природно-антропогенних структур і господарської діяльності.

Агроландшафтні системи формуються в результаті взаємодії природно-територіальних комплексів із системами землеробства, типами утримання худоби, меліоративними заходами тощо. Г.І. Швебс та інші вчені України [3] вважають, що виявлення (картографування) і класифікація агроландшафтних систем ґрунтується на виділенні природно-територіальних комплексів (це виконується ландшафтним картографуванням) і встановленні їхніх взаємозв'язків з виробничою, меліоративною та іншими структурами сільськогосподарського призначення (це є предметом власне агроландшафтного аналізу).

При цьому об'єктом ландшафтного аналізу є природно-територіальні комплекси (ПТК) -- ділянки території, в межах яких компоненти природи (гірські породи, ґрунти, поверхневі та ґрунтові води, рослинний,тваринний світ, мікроорганізми, приземний шар атмосфери) перебувають у тісному генетичному зв'язку й динамічній єдності, завдяки чому розвиваються і реагують на зовнішні дії як єдине ціле. Сусідні ПТК відрізняються один він одного якістю складових природних компонентів та своєрідністю відносин між ними.

Важливою для завдань землеробства межею ландшафтного підходу і концепції ПТК є розуміння останнього як територіальної ієрархічно організованої системи.

Для ландшафтного підходу територіальний аспект -- один зі стрижневих. він пов'язаний із виявленням (картографуванням) ландшафтних територіальних структур, їх описом та аналізом з різною прикладною метою. Отже, створюється передумова співвідношення (оптимізації) територіальної організації природного середовища й господарської діяльності.

Реалізацією цієї передумови є концепція природно-господарських територіальних систем (ПГТС). Під ПГТС Г.І. Швебс пропонує розуміти складне утворення географічної оболонки, тобто діалектично цілісне поєднання природних і господарських компонентів, умов і явищ у вигляді відносних однорідних ділянок з певним типом взаємозв'язків і взаємодій вхідних елементів.

Одним з видів ПГТС є агроландшафтні системи (АЛС). Тобто АЛС -- це складне утворення географічної оболонки, що є цілісним поєднанням природних не перетворених або перетворених людиною природних елементів, сільськогосподарських угідь, включаючи виробничі, меліоративні й природоохоронні інфраструктури, та соціальні об'єкти сільськогосподарського призначення. АЛС утворюють порівняно однорідні ділянки території з певним типом взаємозв'язків і взаємодій вхідних елементів.

Типи ландшафтних територіальних структур. Ландшафтна територіальна структура -- це сукупність ландшафтних територіальних одиниць, пов'язаних певними просторовими відносинами. Так, елементарні ландшафтні осередки (фації) можуть об'єднуватися в різні територіальні структури залежно від того, які системоутворювальні відносини прийняті за основу цієї інтеграції.

У безлічі системоутворювальних відносин між фаціями виділяються чотири основних, тобто таких, що найбільше визначають вирішення різноманітних питань аналізу агроландшафту. Цими визначальними відносинами та відповідними їм ландшафтними структурами є: 1) генетико-морфологічні (при виділенні генетико-морфологічої структури ландшафту); 2) позиційно-динамічні (при виділенні однойменної ландшафтної структури); 3) зв'язаність по лінії потоку (при виділенні парагенетичної структури); 4) спільність за гідрофункціонуванням трьох наведених типів ландшафтних структур (при виділенні басейново-ландшафтної структури). Кожна ландшафтна структура має власний таксономічний ряд ландшафтних територіальних одиниць (рис. 1).

Специфіка завдань, що вирішуються при ландшафтному та агроландшафтному обґрунтуванні землеробства, землеустрою тощо, визначають вибір аналізованого типу ландшафтної територіальної структури. Ці завдання різноманітні й складні, так що в кожному конкретному випадку дослідник повинен чітко встановити, які відносини між фаціями слід ураховувати. Відповідно до цих відносин визначається тип ландшафтної структури, аналіз якої найефективніший у певному конкретному випадку.

Наводимо загальні рекомендації щодо вибору типу ландшафтної структури стосовно розробки основних проблем землеробства та землеустрою (табл. 1).

Генетико-морфологічна ландшафтна структура. При її виділенні визначальне значення має схожість походження (генезису) і умов розвитку (еволюції) її територіальних одиниць, які в ландшафтознавстві називаються природно-територіальними комплексами. За цією ознакою територіально суміжні фації об'єднуються в ПТК найвищих органів -- підурочища, урочища, місцевості та ландшафти. ПТК виділяють так, щоб у їхніх межах зберігалися відносно постійними генетично зумовлені поєднання компонентів природи.

Найнижчою морфологічною одиницею ландшафту є фація, тобто ПТК, що відповідає одному елементу рельєфу або його частині з однаковим генезисом і літологією ґрунтоутворювальних порід, однією ґрунтовою відмінністю, глибиною залягання, ступенем мінералізації й типом хімізму ґрунтових вод, одним мікрокліматом та однією рослинною асоціацією. Фація територіально неподільна в природному відношенні -- через неї не можна провести жодної природної межі (ґрунтової, геологічної, геоботанічної та ін.). Унаслідок цієї однорідності фація є початковою територіальною одиницею не тільки генетико-морфологічної структури, й решти всіх структур ландшафту.

Рис. 1. Типи ландшафтних територіальних структур

Таблиця 1. Обґрунтування вибору типу аналізованої ландшафтної територіальної структури

Підурочище виділяється в тому випадку, якщо на одному елементі рельєфу (схилі ерозійної форми, днищі долини, вершині горба і т. п.) сформувалися декілька фацій, близьких за генезисом і складом природних компонентів.

Урочище -- природно-територіальний комплекс, що формується в межах однієї ме- зоформи рельєфу і складається із закономірно поєднаних фацій, має зазвичай, чітко виражену генетичну єдність. Залежно від поєднання фацій у межах урочища останні поділяються на прості та складні. Простими є урочища, на кожному елементі рельєфу яких сформувалося лише по одній фації; складними -- ті, що мають у своїй структурі підурочища.

Місцевість -- це ПТК, що є поєднанням урочищ, розвинених на одному геологічному фундаменті, та які характеризуються комплексом форм рельєфу одного генезису. В межах ландшафту місцевості виділяються в тому випадку, якщо вони розрізняються за видом домінантних (що переважають за площею) урочищ або мають домінантні урочища одного виду, але різні урочища-субдомінанти.

Ландшафт -- вища одиниця генетико-морфологічної структури, тобто це ПТК, що має один геологічний фундамент, генетично близькі типи рельєфу, однаковий клімат, і відрізняється тільки для певної ділянки території набором урочищ. Відмінності ґрунтово-рослинного покриву в межах ландшафту зумовлені дією місцевих, а не глобальних (регіонально-провінційних) чинників. Тому в ландшафті немає зональних відмінностей у складі ґрунтів та рослинних спільнот і характерна лише наявність інтразональних ґрунтів та фітоценозів.

Позиційно-динамічна ландшафтна структура відображає залежність комплексу природних умов і процесів від положення фацій щодо ландшафтно-значущих меж, уздовж яких відбувається зміна інтенсивності та напрями горизонтальних речово-енергетичних потоків (насамперед поверхневого стоку, а також перенесення в приземному шарі атмосфери). Територіальні одиниці структури цього типу виділяються так, щоб у їхніх межах інтенсивність сучасних процесів, пов'язаних з речово-енергетичними потоками, була в цілому однаковою й однотипною за динамічними показниками.

Такі місця в більшості випадків відповідають каркасним лініям рельєфу (вододільній лінії, тальвегу, брівці, підошві схилу, лініям його перегинів), уздовж яких змінюється інтенсивність поверхневого стоку і, відповідно, водно-ерозійного процесу, вітропотоку в діяльному шарі атмосфери. Інтенсивність горизонтальних потоків змінюється іноді на межі між різними за властивостями фільтрації ґрунтами і породами зони аерації, оскільки в цих місцях змінюється інтенсивність ґрунтового стоку та геохімічної міграції (в ландшафтно-геохімічному відношенні вони є геохімічними бар'єрами).

Ландшафтна смуга -- група фацій, що мають загальне положення щодо меж зміни інтенсивності горизонтальних потоків, а також характеризуються одноманітними фізико-географічними процесами. У межах однієї ландшафтної смуги горизонтальні потоки однонаправлені і в усіх точках мають однакові градієнти.

Ландшафтні смуги, розташовані в одному діапазоні висот (тобто схожі за висотною позицією), мають подібні морфологію рельєфу, набір сучасних екзогенних процесів, ґрунтово-фітоценотичні процеси. Це зумовлює ярусну диференціацію не тільки гір, а й рівнин. Для аналізу цієї закономірності слід виділяти ландшафтні яруси -- територіальні одиниці позиційно-динамічної структури, яку становлять суміжні та пов'язані односпрямованим речово-енергетичним потоком ландшафтні смуги, що мають спільне гіпсометричне положення, а також визначають зміну чинників ландшафтної динаміки. Якщо ландшафтні смуги відрізняються одна від одної насамперед за інтенсивністю сучасних фізико-географічних процесів, то ландшафтні яруси -- їх набором.

Ландшафтні яруси пов'язані між собою в цілому односпрямованими горизонтальними потоками і за спільністю напрямку цих потоків об'єднуються у вищу одиницю позиційно-динамічної структури -- парадинамічний район. Він є сукупністю ландшафтних ярусів, пов'язаних горизонтальними речово-енергетичними потоками, що беруть початок від одного спільного центрального місця -- ландшафтного ярусу. Район, як правило, займає пануюче висотне положення, від якого радіально розходяться лінії потоку, що об'єднують в одну динамічну систему ландшафтні яруси схилів і рівнин. Сукупність ярусів, що мають одну макроек- спозицію, можна виділити в парадинамічний підрайон. Як правило, ці одиниці збігаються з певною частиною (лівою або правою) басейнів малих річок.

Парагенетична ландшафтна структура.