Экологическое обоснование обустройства речных водосборов при мелиорации сельскохозяйственных земель

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 556.53:627.13

ТарГУ им. М.Х. Дулати

ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ОБУСТРОЙСТВА РЕЧНЫХ ВОДОСБОРОВ ПРИ МЕЛИОРАЦИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ

Мустафаев Ж.С.

Козыкеева А.Т,

Общая современная ситуация территорий трансграничных рек в Центральной Азии, характеризуется достаточно напряженным экологическим состоянием в связи с отсутствием научно обоснованной системы использования их водных ресурсов для развития производительного сила природно-производственного комплекса региона. Такое положение вызвано прогрессивным вовлечением и освоением ресурсного потенциала обширных территорий (в нашем случае водосборов), усилением на них техногенного воздействия и нарушением взаимосвязей между природными компонентами в геосистемах и в системе «человек-природа», которые привели к ухудшению экологического состояния бассейнов рек, особенно в низовьях.

Для решения экологических проблем бассейна трансграничных рек Центральной Азии важно: рассматривать и изучать водосборы в виде геосистем определенного ранга, включающих взаимообусловленный набор компонентов и развивающихся как единое целое; разрабатывать модели, описывающие основные процессы функционирования водосборов с возможно большим набором параметров, учитывающих изменения компонентов геосистем водосборов в условиях антропогенной деятельности человека.

В связи с этим А.И. Голованов прилагает расширение предметной области исследований мелиораций [1]: рассмотрение комплексной мелиорации, как базисного элемента комплексного обустройства; применение мелиоративных мероприятий для повышения экологической устойчивости водосборов; учет при орошении промываемости почв; разработка способов расчета водообмена и обоснования мелиораций в бассейнах рек в связи с развертыванием природно-производственного комплекса для обеспечения продовольственной и производственной потребностей человека.

В.В. Докучаев [2], его ученики и последователи А. Н. Костяков [3] и А. Д. Брудастов [4] и присущие им школа мелиоративной науки рассматривает глубокий естественнонаучный подход для улучшения земли как часть единого целого природно-территориального комплекса, связанный взаимозависимостью свойств компонентов природных объектов и тесную взаимосвязь процессов их функционирования [5-8].

Целостность геосистемного подхода требует четкого определения объекта исследования, то есть объектом исследования выбран водосбор, являющийся интегральным выражением устойчивых взаимосвязей между компонентами геосистемы и земной поверхностью. Водосбор рассматривается как геосистема, объединенная по принципу единства гидрохимических потоков и выполняющая средообразующие или экологические функции [1].

При этом под комплексным обустройством водосборов подразумевается целостная система поэтапных мероприятий на крупных генетически однородных территориях (водосборах), создающих культурные ландшафты, где природопользование оптимизировано на научной основе и увеличение продуктивности земель проводится при сохранении, а в случае необходимости, и при повышении общей экологической устойчивости ландшафтов.

При этом цель комплексного обустройства водосборов является создания так называемых культурных ландшафтов, включающих земли разного назначения, в которых деятельность человека оптимизирована на научной основе в интересах человека и природы, то есть необходимо комплексное обустройство не отдельных землях, но крупных генетически однородных территорий - ландшафтов, водосборов [9]. Это понятие шире комплексной мелиорации отдельных земель, хотя оно ни в коем случае его не отменяет и комплексные мелиорации отдельных видов земель, в разумных масштабах, являются базисными в этом обустройстве, но не единственными.

Функции водосборов предопределяют цели их обустройства:

- улучшение качества речного стока его объема и расходов воды в реке, желаемого распределения стока во времени, качества речных вод, глубин воды в русле;

- повышение продуктивности (полезности) земель путем их мелиорации и рекультивации для нужд конкретных землепользователей;

- природоохранное обустройство водосбора, поддержание, восстановление, воссоздание экологической инфраструктуры на нем.

Главная природная функция речного бассейна, во-первых - стокообразующая и в этом принципиальная важность такого членения территории, во-вторых - особым образом объединенные геосистемы (принцип объединения - единство гидрогеохимических потоков, имеющих один объект для своей разгрузки), выполняющие важные средообразующие или экологические функции, в - третях - пространственный базис для природопользования (размещения земель разного целевого назначения, в том числе сельскохозяйственных, населенных пунктов, объектов промышленности, транспорта, размещения отходов) и природообустройства. В этом заключается триединство функций речного бассейна, которые определяют научную и практическую целесообразность членения территории на водосборы разных размеров, в рамках которых открывается возможность комплексной оценки состояния территории и водных объектов, выработки единой программы их улучшения, учитывающей интересы не только отдельных земле- и водопользователей, но и интересы всех людей, на ней проживающих и, что сейчас очень злободневно, восстановление и сохранение природы.

При этом стратегические задачи эколого-географического прогнозирования динамики компонентов речных водосборов в условиях антропогенной деятельности требует разработки новых научно-методических вопросов территориальной организации природной системы речных бассейнов, так как основные изменения пространственно-временных масштабов происходят именно в этих природных объектах в связи с интенсивным использованием природных ресурсов и размещением производительных сил.

Организация зональной геосистемы тесно связана с территориальным распределением и соотношением экологических ниш геоэкосистем:

- пространственная, близкая к понятию среды обитания и местоположения;

- ресурсная или параметрическая, определяемая положением объекта относительно градиентов того или иного вещественно-энергетического фактора.

В качестве рабочей гипотезы использовано выдвинутое Э.Г. Коломыц [10] положение о структурных уровнях ландшафтной организации, оперяющееся на концептуальную модель ландшафта как иерархической системы управления, где каждый геокомпонент рассматривается в системе структурных уровней «фон-каркас-процессор-узор» [11]. При этом фон и каркас с процессором образуют входные переменные, а виды ландшафтов и результирующие характеристики их функционирования выступают как выход системы. бассейн речной водосбор антропогенный

Для выявления ландшафтообразующей роли природных факторов, прослеживаемых в функциональной цепи «фон-каркас-процессор-узор», использованы разработанные Ж.С. Мустафаевым, С.И. Умирзаковым и А.Т. Козыкеевой методологический подход ландшафтно-экологического районирования природной системы [12].

После установления иерархической системы управления водосбором можно разработать экологическую инфраструктуру, то есть совокупность природосохраняющих природных и антропогенных элементов, повышающих экологическую устойчивость, то есть биотическую и абиотическую устойчивости водосбора, улучшающих качество окружающей среды. Схематично ее можно представить в виде экологического каркаса территории, состоящего из трех взаимосвязанных звеньев: биоцентров, или природно-географических окон, биокоридоров и буферных зон. Биоцентры формируются с целью сохранения на части территории естественных биогеоценозов и биокоридоры формируются вдоль линейных форм рельефа речных долин, то есть водоохранные зоны, полосы отчуждения вдоль дорог, лесные полосы. Буферные зоны располагают вокруг мест активного природопользования (карьеров, шахт, промышленных площадок, населенных пунктов), а также вокруг особо ценных в природоохранном отношении территорий. В буферных зонах должна вестись экстенсивная хозяйственная деятельность, размещаться сенокосы, многолетние насаждения, зоны отдыха населенных пунктов.

Для сохранения и восстановления экологической продуктивности ландшафтов для буферных зон А.И. Головановым и Ф.М. Зиминым [13] предложено понятие «рекультивационный режим» - как совокупность требований, обеспечивающих качественное восстановление земель при экологических и ресурсных ограничениях, обязательно предполагающих, помимо технического - биологический этап, а на территориях с чрезвычайной экологической ситуацией и в зонах экологического бедствия создавать постоянно действующие инженерно-экологические системы, обеспечивающие первичную очистку загрязненных земель, восстановление рельефа и почвенного покрова, а затем - локализацию очагов загрязнения, эксплуатацию инженерных сооружений, обеспечивающих доочистку земель, развитие биоты, реабилитацию сельскохозяйственных земель.

Современное состояние водосборов Центральной Азии, то есть бассейна Аральского моря определяется значительной освоенностью и функционированием в них природно-техногенных комплексов, которые сформировались в результате воздействия техногенных факторов. Среди них существенное влияние на водосборы оказывает воздействие агропромышленный комплекс, где сопровождается потерей плодородия почв, деградацией кормовых угодий, нарушением гидрологического и гидрохимического режимов, особенно в низовьях рек. Основными источниками загрязнения являются возвратные воды с орошаемых агроландшафтов и сточные воды промышленных и коммунальных предприятий городов [14].

Для оценки экологического состояния водосборов в бассейне Аральского моря необходимо учесть негативные изменения их природных компонентов и выявить возникающие экологические проблемы. В связи с этим определены характерные изменения природных компонентов водосборов по ландшафтным зонам в бассейне Аральского моря [14]. Приведенный анализ показал, что воздействие техногенных факторов особенно сильно сказалось в низовьях реки Сырдарьи и Амударьи, где произошли необратимые изменения естественной растительности и других природных компонентов. Выявленные негативные изменения природных компонентов и приоритетные экологические проблемы позволили наметить основные пути совершенствования экологической инфраструктуры водосборов в бассейне Аральского моря на основе их комплексного обустройства.

При этом комплексное обустройство водосборов предусматривает создание экологической инфраструктуры: улучшение, восстановление и сохранение гидрографической сети; внедрение адаптивно-ландшафтного земледелия и мелиорации; жесткого нормирования предельно-допустимого уровня водопотребности сельскохозяйственных угодий; экологически безопасной утилизации сточных и возвратных вод на водосборе.

Литература

1. Голованов А. И., Сухарев Ю. И., Шабанов B. В. Комплексное обустройство территорий - дальнейший этап мелиорации земель // Мелиорация и водное хозяйство.- 2006. -№2.-с.25-31.

2. Докучаев, В. В. Избранные труды.- М.: Изд-во АН СССР, 1949. - 427 с.

3. Костяков, А. Н. Основы мелиорации.- М.: Сельхозиздат, 1960. - 622 с.

4. Брудастов, А. Д. Осушение минеральных и болотных земель.- М.:Сельхозгиз, 1934.-433 с.

5. Айдаров, И. П. Обустройство агроландшафтов России.- М.: МГУП, 2007. -159 с.

6. Шабанов, В. В. Необходимость развития мелиорации земель // Природообустройство и рациональное природопользование- необходимые условия социально экономического развития России: сб. науч. тр.- М.: МГУП, 2005.- Ч. 2. - с. 318-336.

7. Рекс Л.М. Системные исследования мелиоративных процессов и систем.- М.:Аслан, 1995.- 192 с.

8. Мустафаев Ж.С. Методологические и экологические принципы мелиорации сельскохозяйственных земель. - Тараз, 2004. -306 с.

9. Орлов Р.М. Мелиорация как природооптимизирующий процесс // Оптимизация процессов комплексного мелиоративного регулирования / Сборник научных трудов.- М.: МГМИ, 1985.- С.116-128.

10. Коломыц Э.Г. Ландшафтные исследования в природных зонах (Методологические аспекты).- М.: Наука, 1987. - 117 с.

11. Мустафаев Ж.С., Козыкеева А.Т., Ешмаханов М.К., Мустафаев К.Ж. Математико-географическое моделирование устойчивости природной системы /Поиск, 2004. - №4. - С.126-133.

12. Мустафаев Ж.С., Умирзаков С.И., Козыкеева А.Т. Методологические основы ландшафтно-экологического районирования природной системы // Гидрометеорология и экология.- 2000.- №3-4.- С. 146-159.

13. Голованов, А. И., Зимин Ф.М. Природообустройство (Курс лекций).- М.:МГУП,2001.-150 с.

14. Мустафаев Ж.С., Козыкеева А.Т. Бассейн Аральского моря: прошлое, настоящее и будущее.- Тараз, 2012.- 318 с.

Размещено на Allbest.ru