Методологические основы анализа и оценки уровня техногенных нарушений агроландшафтов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Методологические основы анализа и оценки уровня техногенных нарушений агроландшафтов

Антропогенная деятельность в низовьях реки Сырдарьи явились одной из основных причин деградации природных компонентов из-за преобладания потребительского неконтролируемого использования ресурсов и отсутствия методов экологической оценки или экспертизы [1-5].

С целью определения уровня техногенных нарушений природных систем выполнен ретроспективный анализ развития орошаемого земледелия. Такой анализ необходим, во-первых, для установления основных противоречий между производительной деятельностью и природной средой, приведших к современному экологическому кризису и деградации, и, во-вторых, для разработки концепции и стратегии реконструкции систем на техногенно-нарушенных природных комплексах и определения путей выхода из создавшегося кризиса.

В настоящее время методы эквивалентного сопоставления разнородных показателей применяются для оценки технического уровня проектных решений в мелиоративной науке [1]. Поэтому, для оценки уровня техногенного нарушения агроландшафтов, можно использовать показатели, характеризующие отношения использования природных ресурсов и изменения их компонентов в системе природопользования[4]:

- при агротехническом освоении территории:

,

техногенный агроландшафт водохозяйственный

где - площадь освоенной территории, га; - площадь природных или полуприродных экосистем, га;

- при мелиорации сельскохозяйственных земель:

,

где - фактическая оросительная норма или удельный водозабор, м³/га; - почвенно-экологическая допустимая норма орошения, обеспечивающая оптимальное соотношение тепла и влаги в конкретных природно-климатических зонах, м³/га;

- при использовании водных ресурсов:

,

где - располагаемые водные ресурсы бассейна рек, км³ или м³/с; - санитарный попуск, обеспечивающий экологическую устойчивость в низовьях бассейнов рек, км³ или м³/с; - объем водозабора для нужды промышленных предприятий и сельскохозяйственных организации, км³ или м³/с;

- при оценке изменений гидрохимического режима воды:

,

где - естественная минерализация воды рек до антропогенной деятельности человека, г/л; - минерализация воды рек, в процессе антропогенной деятельности человека, г/л.

- при сбросе в водоисточник возвратных вод:

,

где - коллекторно-дренажные и сточные воды, км³ или м³/с.

- при оценке гидрохимического режима орошаемых земель:

где - площадь малопродуктивных засоленных земель, га.

Для демонстративного расчета показателей уровня техногенного нарушения агроландшафтов, выполнен анализ использования природных ресурсов бассейна реки Сырдарьи (таблица 1) [4].

Таблица 1. Динамика использования природных ресурсов и их влияние на компоненты природной системы в низовьях реки Сырдарьи

Как видно из таблицы 1, в ХХ веке игнорирование законов природы и природного процесса привело к несоответствию характера развития производительных сил к характеру природоохранных отношений в низовьях реки Сырдарьи.

В начале ХХ века в низовьях реки Сырдарьи орошаемые земли были приурочены в основном к Присырдарьинским предгорным и бугористогрядовым равнинам, речным долинам и сухим дельтам рек и предгорным равнинам южного Казахстана на незасоленных автоморфных почвах, где имелись благоприятные климатические условия для возделывания сельскохозяйственных культур. В период 1900-1950 годов поливная норма составила 4-8 тыс. м³, что соответствовало почвенно-экологическим допустимым нормам орошения земель и обеспечивало энергетическую сбалансированность тепла, влаги и питательных веществ природных арголандшафов. По мере расширения масштабов орошения, особенно связанные с освоением засоленных земель и рисовых систем, оросительная норма или удельная водопадача на один гектар непрерывно возрастала и достигла 44,6 тыс. м³. Согласно этим данным, годовые непродуктивные потери оросительной воды для уровня «водовыдел на поле - корнеобитаемая зона сельскохозяйственных культур» составляют 346% или в 3,46 раза больше, чем потенциальное испарение воды с поверхности почвы. Все это привело к тому, что в несколько десятков раз увеличилась интенсивность геологического круговорота воды и химических веществ в низовьях реки Сырдарьи, что привело к ухудшению качества воды, особенно в дельтах рек, где минерализация возросла до 2,5 г/л и существенно превысила ПДК по многим показателям вследствие сбросов в реки коллекторно-дренажных вод (12,0-14,0 км³ в год).

Таким образом, показатель, характеризующий темпы использования природных ресурсов в определенной степени дает возможность определить степень изменения природной системы, тогда приближенные значения коэффициента, характеризующего уровень техногенного нарушения агроландшафтов, можно определить по формуле:

,

где - количество компонентов природной системы, принятых для определения уровня техногенных нарушений природных систем.

Для оценки уровня техногенного нарушения природной системы, можно использовать обобщенный показатель , который определяется по формуле [5]:

,

где - относительные значения уровня техногенных нарушений природного объекта [5].

Таким образом, предложенный методологический подход позволяет оценить уровень техногенного нарушения агроландшафтов и экологическую безопасную норму использования природных ресурсов, определить снижение ресурсоемкости производства и повышение его экологичности, сформировать качественно новую методологию индуктивного планирования и стратегии управления природными процессами в условиях антропогенной деятельности в техногенных нарушенных природных системах.

Для анализа оценки техногенного нарушения компонентов локальных экосистем в низовьях реки Сырдарьи приводятся данные о почвенно-экологических и почвенно-мелиоративных условиях двух наиболее типичных массивов орошения (таблица 2), расположенных в долине реки Сырдарьи: Казалинский - на правом берегу в пределах аллювиальной равнины, Тогускенский - на левом берегу в пределах аллювиальной равнины.

Таблица 2. Оценка техногенно-нарушенных агроландшафтов в низовьях реки Сырдарьи

Основными показателями, характеризующими связи биологического и геологического круговоротов воды и химических веществ и влияние их на состояние агроландшафтов являются испарение, влагообмен между почвенными и грунтовыми водами и интенсивность геохимических потоков, которые непосредственно зависят от гидротермического режима орошаемых земель (таблица 2).

Примечание: - показатель освоенности территории; - общая площадь агроландшафта; - площадь сельхозугодий; - показатель использования водных ресурсов на массивах орошения; - удельный водозабор; - показатель качества воды водоисточника; - минерализация воды до освоения; - минерализация воды после освоения; - показатель освоения малопродуктивных земель; - площадь малопродуктивных земель.

Изменение гидротермического режима агроландшафтов с 3,0-5,0 (естественный режим) до 0,42-0,63 резко изменили потоки воды и солей в почве и в подстилающих грунтах, что предопределило направленность почвообразовательного процесса. В агроландшафтах в низовьях реки Сырдарьи постоянное завышение удельной водопадачи на орошаемых землях, с одной стороны, привело к снижению экологической продуктивности почвы, в силу изменения направленности эволюционного природного процесса, в том числе почвообразовательного. С другой стороны недостаточная дренированность земель вызвала подъем высоко минерализованных грунтовых вод, характерных для региона, что способствовало коренному изменению гидрогеохимического режима агроландшафта, то есть происходило вторичное засоление почв.

В результате широкомасштабного освоения орошаемых земель в низовьях реки Сырдарьи, в том числе засоленных, потребовало внедрения промывного режима орошения для управления и регулирования водно-солевым режимом почв и расширения посевов риса. В результате возросло водопотребление, усугубился до крайности экологический кризис, что привело к техногенному нарушению компонентов агроландшафтов.

Анализ почвенно-экологического состояния агроландшафтов позволил выявить следующий уровень техногенных нагрузок на природную систему [4]:

1. Оптимальная техногенная нагрузка на природную систему () - это результат совокупного проявления сложных, длительных или сравнительно кратковременных процессов с природной и антропогенной составляющими, которые обеспечивают благоприятное экологическое состояние агроландшафта или замедляющего процессы его ухудшения.

2. Удовлетворительная техногенная нагрузка на природную систему () - неустойчивое функционирование системы в результате совокупного проявления сложных, длительных или сравнительно кратковременных процессов с природной и антропогенной составляющими, что приводит к нарушению динамического или экологического равновесие агроландшафтов.

3. Напряженная техногенная нагрузка на природную систему () - это результат совокупного проявления сложных, длительных или сравнительно кратковременных процессов с природной и антропогенной составляющими, который характеризуется значительными изменениями агроландшафтов и общим ухудшением среды обитания человека.

Таким образом, прогноз возможных изменений природных процессов на агроландшафтах на перспективу, при сохранении существующей системы земельных отношений, сельскохозяйственной и мелиоративной деятельности, есть специфически аргументированная информация о будущем. Содержание и степень реальности такой информации определяется обобщением многолетнего опыта системы земледелия, результатами теоретических и производственных исследований и разработанными на их основе методами оценки возможных изменений природных процессов.

Литература

1. Мустафаев Ж.С. Почвенно-экологическое обоснование мелиорации сельскохозяйственных земель в Казахстане. - Алматы, 1997. - 358 с.

2. Хачатурьян В.Х. Айдаров И.П. Концепция улучшения экологической и мелиоративной ситуации в бассейне Аральского моря // Мелиорация и водное хозяйство. 1990. - №12. - С. 5-12; 1991. - №1. - С. 2-9.

3. Мустафаев Ж.С., Умирзаков С.И. Ахметов Н.Х. Сейдуалиев М.А. Сагаев А.А., Козыкеева А.Т. Мустафаева Л.Ж. Ландшафтно-экологическое обоснование адаптивного мелиоративного режима почвы при реконструкции техногенных нарушенных природных систем в низовьях реки Сырдарьи (Аналитический обзор)/ - Тараз, 2002. -100 с.

4. Мустафаев Ж.С., Умирзаков с.И., Козыкеева А.Т., Ахметов Н.Х. Оценка уровня техногенных нагрузок на природную систему в низовьях реки Сырдарьи // Сборник научных трудов КазНИИВХ / Научные исследования в мелиорации и водном хозяйстве. - Тараз: «Аква», 2001. - том. 38. - выпуск 2. - С. 132-136.

5. Джинни К. Средние величины. - М.: Статистика, 1990. - 342 с.

Размещено на Allbest.ru