Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 631.671:631.43:556.01

Методологические основы оценки эколого-мелиоративной устойчивости агроландшафтов

Ж.С. Мустафаев - д-р техн. наук, проф. Таразский государственный университет им. М.Х. Дулати, Тараз, Казахстан

А.Д. Рябцев - канд. техн. Наук Комитет по водным ресурсам МСХ Республики Казахстан

Аннотация

Предложенная система и выбор критериев оценки экологической устойчивости агроландшафтов являются методологической основой для обоснования комплекса приоритетных мероприятий по разработке системы экологического нормирования предельно-допустимого уровня использования водно-земельных ресурсов.

The offered system and choice of criteria of an estimation of ecological stability agro landscape, are a methodological basis for a substantiation of a complex of priority measures on system engineering ecological norm limiting - admitted of level of use of water -ground resources.

Многообразие окружающего мира требует комплексного изучения фундаментальных понятий о природной среде, которая представляет собой единую организованную систему (ландшафт, геосистема), состоящую из ряда взаимосвязанных и взаимообусловленных компонентов (приземный слой атмосферы, биота, почва, подземные и поверхностные воды). К сожалению, долгое время этот очевидный факт при решении вопросов природопользования практически не принимался во внимание. В связи с этим, общим недостатком проблем природопользования, в том числе и в сфере мелиорации сельскохозяйственных земель, является их некомплексное решение. Улучшение определенных компонентов природных систем (почвы, биологические и водные ресурсы и др.) и тем более отдельных факторов (водный, солевой и другие балансы), как показала практика, было совершенно недостаточно для решения проблемы рационального использования природных ресурсов и оптимизации ландшафтов при мелиорации сельскохозяйственных земель. При обосновании различных видов мелиорации природную систему не рассматривали как целостную систему, состоящую из ряда взаимосвязанных и взаимообусловленных компонентов, поэтому очевидно выпадали основные свойства ландшафтов и их изменение в процессе деятельности (открытость, структура, целостность, функционирование и др.), а следовательно, и причинно-следственные связи (причина - процесс - следствие). В связи с этим, планируемые мероприятия предусматривали по существу не ликвидацию причин, а борьбу со следствиями, что во многих случаях только ухудшало ситуацию [1; 2].

Таким образом, при создании агроландшафтов необходимо рассматривать природную систему как единое целое, оценивая изменение основных свойств этих систем при техногенном воздействии и установлении причинно-следственных связей. При этом для длительного стабильного существования агроландшафтов в составе природной системы, необходимо оптимальное соотношение, по крайней мере, трех ее параметров: степени устойчивости, открытости и биоразнообразия.

Под устойчивостью природной системы понимают способность к самосохранению и саморегулированию в пределах, не превышающих определенных критических величин (допустимых пределов изменений), то есть речь идет о способности ландшафтов сохранить свою функцию, равновесие и структуру в пространственно-временном масштабе при внешних и внутренних воздействиях [2].

При оценке устойчивости ландшафтов и в целом природной системы, нахождение оптимального сочетания угодий рассматривается как комплексная задача, решение которой должно основываться на количественном описании взаимосвязанных природных процессов, антропогенных воздействий и оптимизироваться с учетом социально-экономических и природосохраняющих показателей, которые характеризуются показателем изменчивости.

Изменчивость - способность элементов природной системы переходить из одного состояния в другое под влиянием внешних сил или факторов саморазвития. По глубине трансформации систем различают изменения в ходе функционирования, динамики и развития, то есть [2]:

функционирование - это совокупность процессов передачи и превращения вещества и энергии, поддерживающие систему в определенном состоянии; динамика - это обратимое изменение, которое происходит в рамках структуры системы;

развитие или эволюция - это необратимые изменения систем с коренной перестройкой структуры и формирования новых ландшафтов, что связано как с внешними воздействиями (природными и антропогенными), так и с внутренним саморазвитием.

Для оценки динамики системы, характеризующих их стабильность, достаточно использовать показатель Кс, который учитывает структуру биотических и абиотических элементов ландшафтов, их экологическую значимость [2]

где f - площади биотических и абиотических элементов, входящих в состав ландшафта, в долях от общей площади системы; k1 - относительная экологическая значимость отдельного элемента; k2 - коэффициент геолого-морфологической устойчивости рельефа.

Коэффициент k1, характеризующий роль биотических элементов в формировании экологической стабильности ландшафта, определяющийся в зависимости от типа и продуктивности растительного покрова, физико-химических, биологических свойств почв как биохимических барьеров, установлен И.П. Айдаровым [3] и дополнен нами для различных природных зон Казахстана. Коэффициенты относительной экологической значимости приведены в табл. 1. В первом приближении можно использовать такие обобщенные показатели, как коэффициент экологической устойчивости или стабильности техноприродных или квазиприродных систем В.А. Баранова [2] и уровень эколого-геохимической устойчивости М.А. Глазовской [2]. При этом коэффициент экологической устойчивости (стабильности) (Кэу), учитывающий структуру биотических и абиотических элементов ландшафтов, их экологическую значимость, определяется по формуле

где F - площадь природных и техноприродных систем (водосбора); fi - площадь i-го угодья; K1 - коэффициент стабильности; K2 - коэффициент, учитывающий геолого-морфологическую устойчивость рельефа, зависит от площади оврагов, крутых склонов, оползней, незакрепленных песков и т.п., они изменяются от 1,0 для стабильного рельефа, до 0,70 - для нестабильного.

Таблица 1 Коэффициенты относительной экологической значимости

Для оценки эколого-мелиоративной устойчивости (Kэму) агроландшафтов нами разработана зависимость на основе методологии М.А. Глазовской

,

где fi - площадь i-х элементов агроландшафтов (степень засоления, глубина залегания и минерализация вод), входящих в ее состав, то есть

fi = Fi /Fo,

где Fi - площадь i-х элементов агроландшафтов, га; Fo - общая площадь агроландшафтов; ks - коэффициент, учитывающий экологическую значимость засоленных земель; kм - коэффициент, учитывающий экологическую значимость глубины залегания грунтовых вод; kг - коэффициент, учитывающий экологическую значимость минерализации грунтовых вод. Для определения количественного значения значимости отдельных элементов агроландшафтов, то есть параметров ks, kм и kг использованы материалы, характеризующие зависимости урожайности сельскохозяйственных культур от степени засоления почвы, уровня залегания грунтовых вод и их минерализации, то есть kз = f(S, У), kм = f(Sг, У) и kг = f(, У) (табл. 2).

Таблица 2 Коэффициент относительной экологической значимости отдельных элементов агроландшафтов kз = f(S, У)

В общем, произведение коэффициента значимости kм и kг, можно обозначить как коэффициент гидрогеохимической значимости агроландшафтов kгх, то есть

kгх = kг · kм.

Однако его можно использовать, когда площадь глубины залегания грунтовых вод и минерализация будут одинаковы, так как в природе такое состояние по гидрогеохимическим условиям не встречается, поэтому наиболее достоверным будет, если его представить в следующем виде

kгх = kг fг + kм fм,

где fг - относительная площадь агроландшафтов по уровню глубины залегания грунтовых вод; · fм - относительная площадь агроландшафтов по минерализации грунтовых вод.

Таким образом, при обосновании структуры ландшафтов (состава и соотношения различных биотических элементов) необходимо учитывать, с одной стороны, требования сохранения экологической стабильности ландшафтов и минимизации негативного воздействия хозяйственной деятельности на биоразнообразие, почвенные, биологические и водные ресурсы с другой - необходимость производства сельскохозяйственной или иной продукции.

В основу разработки методологии оценки устойчивости ландшафтов положены идеи и методы геосистемного подхода, позволяющего описать, систематизировать и понять совокупность природных процессов с учетом конкретной хозяйственной деятельности. При этом хозяйственная деятельность направлена на обеспечение воспроизводства возобновляемых природных ресурсов и, в первую очередь, сохранение природного плодородия почв, биоразнообразия и продуктивности биоты, являющихся основой существования природных ландшафтов, и создание экологически устойчивых и экономически эффективных агроландшафтов.

Такая постановка проблемы предусматривает согласование требований социально-экономического развития и требований природной среды рассматриваемой территории. Это обусловливает необходимость рассмотрения, с одной стороны, природных ландшафтов, состоящих из ряда взаимосвязанных и взаимообусловленных компонентов (атмосфера, биота, почвы, поверхностные и подземные воды), с другой - хозяйственной деятельности, включающей мелиорацию и изучение в комплексе вышеперечисленных компонентов природной среды и их изменения в процессе антропогенной деятельности. При этом характеристика природной среды должна оцениваться группой ее свойств, которые являются системообразующими факторами, а их численные значения являются интегральными критериями, отражающими состояние отдельных компонентов ландшафта и учитывающими влияние хозяйственной деятельности.

Таким образом, предложенная система и выбор критериев оценки экологической устойчивости агроландшафтов, являются методологической основой для обоснования комплекса приоритетных мероприятий по разработке системы экологического нормирования предельно допустимого уровня использования водно-земельных ресурсов Казахстана.

экологический устойчивость агроландшафт нормирование

Библиографический список

1. Голованов, А.И. Основы природообустройства [Текст]/ Голованов А.И., Сурикова Т.И., Сухарев Ю.И., Зимин Ф.М. - М.: Колос, 2001. 264 с.

2 . Агроэкология [Текст]. - М.: Колос, 2000. 536 с.

3 . Айдаров, И.П. Перспективы развития комплексных мелиораций в России [Текст] /Айдаров И.П. - М.: ФГОУ ВПО МГУП 2004. 175 с.

4. Мустафаев, Ж.С. Методологические основы оценки устойчивости и стабильности ландшафтов [Текст] /Мустафаев Ж.С., Рябцев А.Д., Адильбектеги Г.А.. - Тараз, 2007. 218 с.

Размещено на Allbest.ru