Геоэкологическая оценка обустройства агроландшафтов Калачевского района Волгоградской области

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Российская академия наук

Геоэкологическая оценка обустройства агроландшафтов Калачевского района Волгоградской области

В.А. Силова

Аннотация

Актуальность. Исследование материалов статистических данных районов Волгоградской области позволяет наблюдать развитие ключевых неблагоприятных явлений, уровень экологической стабильности и напряженности агроландшафтов, наиболее выраженные их прогрессирующие почвенно-экологические аспекты. Результирующая база данных позволит разработать комплекс мер по эффективной защите территории.

Целью исследования стало изучение геоэкологических особенностей обустройства агролесоландшафтов, процессов функционирования и природноантропогенной трансформации агролесоландшафтных комплексов в переходных природно-географических зонах, их оценка на территории исследования.

Объект. Для оценки геоэкологической эффективности обустройства территории выбраны агроландшафты сельских поселений Калачевского района.

Материалы и методы. Применение актуальных технологий исследования с использованием аэрокосмических сведений при оценке качественного состояния земель сельских поселений позволило выявить геоэкологические особенности и оценить территорию исследования. Анализируя статистические данные о назначении земель, занятых различными видами земельных угодий, для Калачевского района рассчитали показатели, отражающие экологическую устойчивость ландшафтов к антропогенному влиянию. За основу взята методика расчета коэффициентов напряженности эколого-хозяйственного состояния и естественной защищенности ландшафта, предложенная Б.И. Кочуровым.

Результаты и выводы. Для оценки эффективности предложенных мероприятий сельские поселения сформированы в однородные группы по экологическому состоянию территории. Так, выделяется первая группа как наиболее стабильная и экологически устойчивая, с показателем абсолютной антропогенной напряженности (до Ко = 1,0), далее - две менее сбалансированные территории, которые характеризуются ростом антропогенной напряженности и меньшими значениями экологической стабильности. Ранжирование рассмотренных сельских поселений района демонстрирует существующее состояние территории и позволяет подобрать необходимый перечень лесомелиоративных мероприятий.

Ключевые слова: агроландшафты, водосборы, геоморфометрические характеристики ландшафтов, экспозиция склонов, эрозия почв.

Abstract

V.A. Silova. Geoecological assessment of the arrangement of agrolandscapes in the Kalachevsky district of the Volgograd region

The article is devoted to the results of the assessment of changes in the ecological and economic state, taking into account the application of the proposed anti-degradation forest reclamation measures in agricultural landscapes, reflecting the ecological and economic efficiency of forest reclamation.

Introduction. The study of statistical data from the districts of the Volgograd region makes it possible to show the development of key adverse phenomena, the level of ecological stability and tension of agricultural landscapes, their most pronounced progressive soil-ecological aspects. The resulting database will allow us to develop a set of measures for effective protection of the territory.

The aim of the study was to study the geoecological features of the arrangement of agroforest landscapes, the processes of functioning and natural-anthropogenic transformation of agroforest landscape complexes in transitional natural-geographical zones, their assessment in the study area. Object. Agricultural landscapes of rural settlements of Kalachevsky district were selected to assess the geoecological efficiency of the territory arrangement.

Materials and methods. The application of current research technologies with the use of aerospace data in assessing the qualitative state of rural settlements' lands allowed to identify geoecological features and assess the research area. Analyzing statistical data on the purpose of lands occupied by various types of land for the Kalachevsky district, indicators reflecting the ecological stability of landscapes to anthropogenic influence were calculated. The method of calculating the coefficients of intensity of the ecological and economic state and natural protection of the landscape, proposed by B.I. Kochurov, is taken as a basis.

Results and conclusions. To assess the effectiveness of the proposed measures, rural settlements were formed into homogeneous groups according to the ecological state of the territory. Thus, the first group is distinguished as the most stable and environmentally sustainable, with an indicator of absolute anthropogenic tension (up to Co = 1.0), followed by two less balanced territories, which are characterized by an increase in anthropogenic tension and lower values of environmental stability. The ranking of the considered rural settlements of the district demonstrates the existing state of the territory and will allow you to select the necessary list of forest reclamation measures.

Key words: agrolandscape, catchment area, geomorphometric characteristics, slope exposure, soil erosion.

Введение

Ввиду различного природного и антропогенного воздействия наибольшую антропогенную нагрузку на агроландшафты испытывает на себе почва. Для снижения этой нагрузки необходимо научно-методическое обеспечение, основанное на современных исследованиях.

Оценка качественного состояния угодий и порядок их использования должны базироваться на новейшем картографическом обеспечении, позволяющем оценить исследуемую территорию с максимальной точностью в короткие сроки, и на основе этой информации разрабатывать соответствующую модель защиты и восстановления деградированных компонентов, а также планировать социально-экономические мероприятия. Научные исследования по анализу обустройства агролесоландшафтов на основе геоинформационных технологий актуальны в связи в растущей антропогенной нагрузкой и интенсификацией использования земель.

Большая часть лесных насаждений располагается по периметру районного центра г. Калач-на-Дону, что оказывает благоприятное влияние на высокую эффективность почв и создание наилучших условий агроценоза.

Основная часть территории данного региона представлена землями сельскохозяйственного назначения - 326 104,3 га, что составляет свыше 70% от общей площади земель. Вовлеченность земель в активную сельскохозяйственную деятельность составляет 54%. Среднегодовое количество осадков - около 350 мм. Гидротермический коэффициент равен 0,65-0,8. Коэффициент увлажнения при соответствующем количестве атмосферных осадков составляет около 0,51.

Природные особенности района с достаточно благоприятными условиями для растениеводства и животноводства обусловили то, что в структуре земельного фонда 2/3 земель (54,6 тыс. га) отведено для нужд сельского хозяйства.

Для геоэкологической оценки обустройства агроландшафтов составлена шкала индексов и деградационной опасности в границах Калачевского района. Суммарный индекс деградации составляет 181,5, на территории исследуемого района широко распространены такие формы негативных процессов, как солонцеватость и ветровая эрозия, сильно- и среднеэродированные земли. Более 70,0% площади сельскохозяйственных угодий подвержено эрозионным процессам [3].

Материалы и методы. Оценку экологической эффективности предложенных мероприятий провели по расчету эколого-хозяйственной напряженности сельских поселений. Чтобы провести анализ экологической эффективности, можно воспользоваться методикой Кочурова Б.И. и провести расчет эколого-хозяйственной напряженности территорий в выбранном районе Волгоградской области [2, 4].

Показатели отражают уровень сбалансированности территориальной структуры отдельной рассматриваемой территории.

Отмечается ранжирование категорий земель по уровню их антропогенной нагрузки и рассчитывается как соотношение застроенных территорий возделываемых угодий к неиспользуемым и используемых в естественном виде территорий. Так, сбалансированные и экологически устойчивые территории с коэффициентом напряженности до 1 - в них экологическая напряженность отсутствует. Далее напряженность растет: 1,0-2,0 слабая; 2,0-3,0 - средняя; 3,0-4,0 - высокая и более 4,0 - сильная.

Стабильная экологическая обстановка может сложиться только благодаря цельной устойчивой системе, включающей естественные и искусственные урочища, а также застроенную территорию. Так, на примере рассмотренных методик Кочурова Б.И., Павловского Е.С., Петрова В.И., Ворониной В.П. и Кулик А.В. с применением модифицированного коэффициента напряженности эколого-хозяйственной напряженности для сельскохозяйственных регионов была проведена оценка [5].

Принимая за основу статистические данные о распределении земель, занятых различными видами угодий и хозяйственной деятельностью, по методике Б.И. Кочурова для геоэкологических исследований рассчитали показатели, отражающие экологическую устойчивость ландшафтов, устойчивость к антропогенному влиянию.

геоэкологический антропогенный природный агролесоландшафт

Результаты и обсуждение

В целом можно отметить средний уровень напряженности в районе, он равен 2,5. На каждой отдельной территории учитывалась доля угодий, находящихся в хозяйственном обороте, показатели застроенности, естественной защищенности и их влияние в целом на агроэкосистемы.

По результатам проведенного анализа выявлено, что в среднем 5,9% от территории исследуемого региона занимают земли сельскохозяйственного назначения и большая часть их слабо освоена.

При определении экологической стабильности сельских поселений региона исследований лишь одно Ильевское сельское поселение имеет градацию средней экологической стабильности, восемь муниципальных поселений района характеризуются экологической нестабильностью (К_эк._ст менее 0,33), а о территориях Береславского, Зарянского и Крепинского поселений можно сказать, что они неустойчиво стабильны. По результатам проведенного анализа выявлено, что в среднем 5,9% занимают земли сельскохозяйственного назначения, большая часть их слабо освоена.

В районе отмечается средний уровень напряженности, он равен 2,5. Оценка земель Ильевского поселения по степени антропогенной нагрузки составила 2,64. На картограмме эрозии почв выделены следующие категории: слабая, средняя и сильная.

Так была рассчитана экологическая стабильность сельских поселений Калачевского муниципального района (таблица 1, рисунок 1).

Таблица 1

Оценка сбалансированности территориальной структуры Калачевского района

Рисунок 1 - Оценка сбалансированности территориальной структуры Калачевского района: а) по экологической стабильности, б) по антропогенной нагрузке

Проведенная оценка сбалансированности агролесоландшафта позволяет характеризовать соответствие антропогенной нагрузки его устойчивости, экологическую уравновешенность его компонентов, что позволит создать благоприятную оптимальную структуру агроэкосистемы.

Чтобы анализировать эффективность предложений, сформированы однородные по экологическому состоянию территориальные группы. Расчетные показатели сбалансированности коэффициентов экологической стабильности, антропогенной нагрузке, естественной защищенности отражают уровень экологической напряженности каждой из оцениваемой территории сельских поселений (рисунок 2).

Рисунок 2 - Картосхема напряженности экологического состояния сельских поселений Калачевского района

В целом можно отметить средний уровень напряженности в районе, он равен 2,5. Оценивая степень сбалансированности в Калачевском районе в целом как средний, имеем в виду 8 сельских поселений, вошедших во вторую группу ранжирования экологического состояния для Калачевского муниципального района.

Анализ качественного состояния земель Калачевского района отразил экологическую напряженность территории, губительное положение сельскохозяйственных угодий, рост и развитие эрозионных процессов и неустойчивость агроландшафтов.

Земли площадью 110,8 тыс. га пригодны для сельскохозяйственного оборота, они составляют 34,1% от всей территории земель сельскохозяйственного назначения. Естественные угодья, малопригодные для распашки, предназначенные для пастьбы и сенокошения, составили 185,7 тыс. га (5,7%) сельскохозяйственных угодий. Непригодные для сельскохозяйственного использования земли площадью 17,1 тыс. га (2,3% соответственно) тоже находятся в сельскохозяйственном обороте.

Преобладают почвы, которые относятся к первой категории, это каштановые почвы маломощные и среднемощные среднесуглинистого и легкосуглинистого гранулометрического состава.

Выводы

Проведенный анализ состояния земель и космоснимков территории исследуемого Калачевского муниципального района позволил провести ранжирование на территориальные группы сельских поселений по экологическому состоянию и выявить экологическую напряженность агроландшафтов, низкую естественную защищенность. Результаты позволяют сделать выводы о том, что существующие лесные насаждения не выполняют своих функций, сельскохозяйственные угодья нуждаются в противоэрозионных мероприятиях, создании новых и реконструкции существующих защитных лесных насаждений.

Ильевское сельское поселение имеет показатель, который свидетельствует о экологически стабильной устойчивой структуре угодий. Это объясняется тем, что сельское поселение характеризуется достаточной естественной и защитной лесистостью территории.

Многих негативных последствий мелиорации можно избежать или минимизировать их влияние на окружающую среду, если строго руководствоваться действующими нормативными документами при проектировании мелиоративных систем для условий адаптивно-ландшафтного земледелия уже на этапе предпроектной агроэкологической оценки объекта мелиорации.

Оценка экологической эффективности, расчет антропогенного воздействия и эколого-хозяйственной напряженности на агроландшафты демонстрируют трансформацию и деградирование экосистемы, восстановление которой и поддержание в оптимальном и равновесном состоянии требует существенных затрат.

Библиографический список

1. Афонин А.Н., Соколова Ю.В. Эколого-географический анализ и моделирование распространения биологических объектов с использованием ГИС. СПб: Изд-во ВВМ, 2018. 121 с.

2. Горбанев В.А., Кочуров Б.И. Проблемы территориального районирования России: национальные и международные аспекты // Вестник МГИМО-Университета. 2018. №4. С. 23-54.

3. Кулик К.Н. Защитные лесные насаждения - основа экологического каркаса агротерриторий // Вестник российской сельскохозяйственной науки. 2018. №1. С. 18-21.

4. Кулик К.Н., Рулев А.С., Кошелева О.Ю. Почвенный покров урбанизированных территорий: идентификация и картографирование по космическим снимкам // Проблемы региональной экологии. 2015. №3. С. 121-126.

5. Методика проектирования базовых элементов адаптивно-ландшафтной системы земледелия. М.: Россельхозакадемия. 2010. 85 с.

6. Хабарова И.А., Непоклонов В.Б. Деградация земель юга Российской Федерации // Известия высших учебных заведений «Геодезия и аэрофотосъемка». 2017. Т. 61. №2. С. 111-115.

7. Denisova E.V., Silova, V.A. The current state analysis of the agro-forest landscape components based on the geoinformational systems usage // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2019. Р. 052062.

8. Florinsky I. Digital terrain analysis in soil science and geology. Amsterdam: Elsevier Academic Press. 2012. 379 p.

9. Kuzmina Zh.V., Shinkarenko S.S., Solodovnikov D.A. Main Tendencies in the Dynamics of Floodplain Ecosystems and Landscapes of the Lower Reaches of the Syr Darya River under Modern Changing Conditions // Arid Ecosystems. 2019. V. 9. No 4. P. 226-236.

10. Solutions of problems in defining indicators of agricultural land within the framework of activities for the implementation of the concept of development monitoring in the Russian Federation / S.N. Volkov [et al.] // International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM. 2017. V. 17. No 5. P. 819-828.

Размещено на allbest.ru