Природно-антропогенна трансформація сільськогосподарських земель рівнинного Криму

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Природно-антропогенна трансформація сільськогосподарських земель рівнинного Криму

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата географічних наук

Загальна характеристика роботи

Проаналізувати роль фізико-географічних і техногенних чинників у формуванні природно-антропогенної трансформації сільськогосподарських земель рівнин Криму, показати територіальні і тимчасові закономірності процесів трансформації.

Для досягнення мети вирішувалися наступні задачі:

1. Дати фізико-географічну характеристику рівнинного Криму, звертаючи особливу увагу на чинники, контролюючи процеси у ґрунтовому покрові.

2. Проаналізувати характер використання земель рівниного Криму в зв'язку з зонально-провінційними особливостями, намітити шляхи вдосконалення використання земель.

3. Виявити рівень природно-антропогенної перетворености ґрунтів рівнинного Криму, зважаючи на тісну сплетіння природних явищ і процесів, що ініціюються антропогенними чинниками.

4. Показати природоохоронні аспекти використання земель рівнинного Криму, дати ландшафтно-екологічну оцінку трансформації сільськогосподарських земель, ступінь їхньої екологічної порушеності, намітити шляхи подолання несприятливих наслідків трансформації земель на основі створення єдиного природоохоронного комплексу і переходу до адаптивного хліборобства.

Наукова новизна

В результаті проведених досліджень розроблена нова методика кількісної оцінки природно-антропогенної трансформації сільськогосподарських земель рівнинного Криму, з допомогою якої здійснене порівняння екологічного стану і міри руйнування сільськогосподарських земель по фізико-географічних районах. Використання статистичних засобів дозволило на кількісному рівні виробити диференціацію земель. В ході аналізу картографічного матеріалу встановлена наявність прямих і опосереднених зв'язків між трансформацією земель і рівнем господарської діяльності.

Практичне значення роботи

Отримані результати можуть бути використані при ґрунтових, ландшафтних і природоохоронних дослідженнях, при проведенні різноманітних меліоративних заходів, для прийняття прогнозних рішень по раціональному природокористуванню на основі екологічного моніторінгу агроландшафтів рівнинного Криму.

Апробація результатів дисертації

Матеріали і висновки дисертації обговорювалися на Міжнародній регіональній конференції «Проблеми екології і рекреації Азово-Чорноморського регіону» (Сімферополь, 1994), на наукових конференціях Сімферопольського університету (1994-1998), на засіданнях Кримського відділу Українського географічного товариства (1995, 1997).

По темі дисертації опубліковане 6 робіт загальним обсягом 2.6 д.а.

Фактичний матеріал

В основу дисертації покладені дані, отримані автором в результаті польових і камеральних досліджень, проведені в ландшафтно-грунтово-геохімічній лабораторії Сімферопольського університету в 1995 - 97 р.р., картографічні матеріали, статистичні дані.

Обсяг і структура роботи

Дисертація викладена на 207 сторінках і складається з вступу, шести голів, укладення, списку літератури, що використалася. До роботи є додатки на 18 сторінках. Список джерел, що використалися містить 130 найменувань, текст дисертації - 27 малюнків і 17 таблиць.

Основні положення, що захищаються

1. Трансформація сільськогосподарських земель рівнинного Криму є багатосторонній процес, включаючий заміну природних ландшафтів природно-антропогенними (в тому числі техногенними), зі зміною геокомпонентів у зв'язку з розвитком вторинних процесів (перезволоження, карст, дегуміфікація, забруднення, тощо).

2. Рівень трансформації сільськогосподарських земель є функцією властивостей ландшафтів (їхнього висотного положення, місцеположення на локальному рівні, особливостей грунтоутворюючих порід; наявністю або відсутністю солевих горизонтів; вхідної буферності грунтів), характеру і рівня антропогенного впливу.

3. Найбільш сильним чинником трансформації сільськогосподарських земель є зрошення, що викликало цілий комплекс наслідків, що виразились в зміні характеристик грунтового покрову. Зміни, які сталися під впливом зрошення, не можна вважати однозначно негативними, бо сама оцінка може мінятися в залежності від мети і задач функціонування регіону.

Зміст роботи

ґрунтовий рівнинний земля

У першій главі даний опис фізико-географічних умов розглядуваної території.

У другій главі викладені методологія і засоби дослідження. В основу дисертації покладені теоретичні положення, що сформулювалися в роботах В.А. Ніколаева, Д.Л. Арманда, Н.Ф. Реймерса, М.А. Глазовської, Ю. Одума, Б. Коммонера, В.С. Преображенського, Г. І. Швебса, П.Г. Шищенко, Б.М. Миркина, А.Ю. Ретеюма, А.Г. Топчиєва, В. І. Буракова. Ф.В. Зайдельмана, А.В. Новікової, П.Д. Подгородецького, М.Д. Гродзинського.

Окрім загальнонаукових підхідів (екологічний, системний та інш.) в дисертаційній роботі використовувались конкретно-наукові засоби: грунтові, геохімічні, геофізичні. Центральне місце займає географічний підхід, що націлює на врахування територіальності і комплексності. Найважливішим засобом реалізації цього підходу в роботі був картографічний засіб.

Основними робочими прийомами і операціями отримання інформації були збір літературного і фондового емпіричного матеріалу (в тому числі дані Кримських філій інститутів Укрземпроект, УкрНДІГІім, Кримської гідрогеодого-мелиоративної експедиції). На протязі 1995-1997 р.р. автор проводив польові спостереження на Присасицькії низовини, в Присивашші і на Центрально-Кримській рівнині. У ході польових робіт в рівнинах Криму проводилися розвідувальні і дослідні маршрути з планової і висотною прив'язкою крапок спостережень, вивчалися грунтові профілі. Уточнювалися ареали розповсюдження окремих типів, виглядів і різновидів грунтів, виконувалися аналізи зразків грунтів: гранулометричний, мінералогічний, хімічний склад, карбонатність, вологість, щільність. Широко використовувались матеріали, що опублікувалися: було проаналізоване біля 200 робіт. Крім того, в польових умовах виконувалися морфогенетичні грунтові дослідження, застосовувався спряжений аналіз стану компонентів ландшафтних систем в локальному і регіональному аспекті.

Зібрані фактичні матеріали були піддані систематизації, математичному і логічному аналізу.

У третій главі показані основні риси трансформації ландшафтів рівнин Криму під впливом сільськогосподарської діяльності. Територія степового Криму до останньої третини XIX сторіччя використовувалася для тваринництва екстенсивного типу. Після відміни кріпосного права і з розвитком капіталізму в Росії в Криму різко поширилися посівні площі.

Інтенсивність хліборобського використання території особливо посилилася в 60-х роках XX сторіччя в зв'язку з будівництвом Північно-Кримського каналу і зрошенням земель. До середини 80-х років розорка охопила 70-80% території, а площа зрошуваних земель досягла майже 380 тис. гектарів. Водночас в останні десятиріччя різко зросло навантаження на ландшафти у зв'язку з інтенсивним застосуванням добрив і ядохимікатів. Внесення ядохімікатів складало на початку 90-х років 4-6 кг на 1 гектар, мінеральних добрив - 80-100 кг на 1 гектар. Автором дисертації проаналізована система ланцюгових реакцій, що виникла в зв'язку з функціонуванням Півнвчно-кримського каналу. Створення каналу привело як до позитивних, так і негативних наслідків. Повне співставлення тих і інших можливо при підрахунку економічних, екологічних і соціальних втрат і вигод, але це задача майбутнього.

Охарактеризована структура сільськогосподарського виробництва. Виявлені зонально-провінційні відмінності в використанні сільськогосподарських земель. На основі статистичних зведень (Земельний фонд…, 1995) автором розрахована частка розораних земель сільськогосподарського використання (табл. 1). В рівнинах Криму частка розоранності сільськогосподарських угідь в середньому складає 76%. По адміністративним районам Криму її показники мають значну змінюваваність (від 40% до 90%). Крім того, виявлене значне варіювання галузевого розмаїття господарств рівнин Криму. Загальну картину територіального розподілу розоранності дасть складена по матеріалах Держкомстату республіки карта господарського використання земельних угідь рівнин Криму. Понижена розоранність властива Присивашшю (північні дільниці), Тарханкутській піднесенії рівнині і південній окраїні Центральної підобласті.

Підвищена розораність приурочена до ареалів розвитку найбільш родючих грунтів: чорноземів південних, темно-каштановых солонцьоватих, локово - чорноземных і лукових аллювіальних грунтів.

В четвертій главі розглянуті вторинні грунтові процеси, що приводяться до трансформації грунтів. Самые глибокі антропогенні трансформації грунтів рівнинного Криму почалися з розвитком широкого зрошення з 60-х років цього сторіччя.

Зрошувальні землі складають 380 тис. гектарів або біля 23% сільгоспугодь. Біля 84% поливних площ зрошуються дощуванням, інші - поверхнім засобом, в тому числі біля 20 тис. Гектарів затопленням (культура рису). Орошаемые землі дадуть більш високі урожаї, однак вода не завжди використовується раціонально, багато її втрачається при зрошувані застарілими типами дощувальних машин. Біля 20% води йде на технологічні сброси і фільтрацію з тимчасових зрошувальників Щорічна нарізка і засипка останніх веде до руйнування і змиву родючого поверхнього шару грунту.

Значні площі зрошуемих земель приурочені до Присивашської низовинної рівнини, складеної важкими суглинками, з більшим запасом солей. З початком зрошення грунтові води піднімалися по 0.8-1.0 м/рік, а в приканальні зоні річний приріст доходив до 1.5 м. По мірі підйому рівня грунтових вод (УГВ) на зрошувальних дільницях спостерігалася стадійна зміна їхньої мінералізації, що спочатку зростала за рахунок розчинення солей, що містяться в грунтах, після цього зменшувалася за рахунок прісних інфільтратів, і нарешті, при досягненні глибини менш 3 м від поверхні мінералізація знову підвищувалася за рахунок витрачання грунтових вод на випаровування (Кукоба, Балюк, 1976). Високе положення РГВ в річний період чередується зі зниженням до осіні. Площа підтоплених земель по регіону складає 186 гектарів.

Аналіз фактичних матеріалів Кримської ДГМЄ показує, що природне засолення зберігається на площі 2539 гектар, також слабке засолення - 2268 гектар, середнє і сильне - 274 гектар. На богарних землях засолення спостерігається на 63100 гектар, але по багатолітнім даним прогресивне розсолення грунтів.

Під впливом поливу автоморфні грунти підвищених дільниць опріснялись, в той час як в пониженнях рельєфу, а також біля насипних каналів відбувалося вторинне засолення гидроморфних і напівгідроморфних грунтів.

В грунтах і грунтових водах майже всіх зрошувальних дільниць спостерігається спорадичена поява соди звичайно на глибині 0.5-1.0 м, рідше - на глибині до 0.5 і 1-2 м (Драган, 1976). Содопроявлення в цілому не дуже високоінтенсивне, але нерідко перевищує поріг токсичності (Гринь, 1969; Новикова, 1973).

Вироблений аналіз питання про вплив зрошення на родючість грунтів (Баеріін., 1979; Полупан і А.П. Канаш, 1978; Гоголев, 1988; Кукоба, Балюк, 1976). Загальна тенденція така, що зрошення викликає руйнування грунтових агрегатів, сприяє формуванню сцементованих (злитих) фрагментів грунтового профілю, збільшення обє'мної маси, сілітизації, особливо в чорноземах. Причина погіршення цих властивостей - диспергація і внутрігрунтові виветрюваня, перезподіл мулистої фракції по профілю (лесиваж), осолонцювання, осолодіння.

Затоплення рисових чеків зумовлює розвиток в поверхневих горизонтах грунтів анаеробіозісу, отже, оглеєння і вилуковування, винесення мулу, Mg, Ca з поверхневих горизонтів, пониження кордону скипання карбонатів. Разом з тим відзначається відносне накопичування кремнезему, агрегатного заліза і марганцю в конкреційних новоутвореннях. Глибина трансформації грунтів під впливом рисосіяня, їхня деградація достатньо швидка, особливо в випадках недодержання науково обгрунтованої агротехніки. Вже за 4 роки зміни носять чітко висловлений характер (Розанов, 1983).

Глеєутворення в умовах тривалого застійно - промивного режиму призводить до текстурно-глинястої диференціації профілю, відбілювання поверхневих горизонтів. Набуваються риси більш гумідних грунтів.

Ландшафтні умови ірригаційної трансформації грунтів Автором запропонована схема географічних закономірностей ірригаційноїтрансформації грунтів степового Криму. Схема створена на основі нових матеріалів Кримської філії Українського інституту гідротехніки і меліорації, Кримської гїдрогеолого-меліоративної експедиції, Крымводгоспу і особистих досліджень автора. При її розробці автор враховував схему фізико-географічного районування Криму (Подгородецкий, 1988) і гідрогеолого-меліоративного районування (Гідрогеологія СРСР, 1970). В основу схеми покладений ландшафтний принцип.

Охарактеризовані вигляди впливу ландшафтних умов на трансформацію сільськогосподарських земель.

Розроблена схема ландшафтної структури використана при укладанні карти «Оцінка трансформації земель».

В п'ятій главі викладені теоретичні і методичні основи екологічної оцінки трансформації земель. Вироблені розрахунки коефіцієнта антропогенної перетворюванності і оцінка трансформованості грунтів рівнин Криму. Використовувалася схема, запропонована П.Г. Шищенко (1988), згідно якій ступінь антропогенного впливу оцінюється в балах в залежності від типу природокористування: природні охороновані території - 1, лісу-2, багна і заболочені землі - 3, луки - 4, сади і виноградники - 5, рілля - 6, сільська забудівля - 7, міська забудівля - 8, водосховища, канали - 9, землі промислового використання - 10.

Дані про співвідношення площ названих рангів в межах землекористуваннь були отримані по земельному кадастру Криму, а також по картах масштабу 1: 200000. На їхній основі був розрахований індекс антропогенної перетворюванності (Лемешев, Анучин, Гофман, 1982) по формулі

,

Де Uап - індекс антропогенної перетворюванності, r - її ранг, q - частка (%) даного вигляду природокористування в межах землекористування. Для врахування глибини антропогенного перетворення ландшафту П.Г. Шищенко (1988, з. 41) пропонує враховувати «вагу» кожного вигляду природокористування. На основі експертних оцінок індекс глибини перетворюванності визначений слідуючим чином: ліси - 1.05, луки - 1.15, сади і виноградники - 1.2, рілля - 1.25, сільська забудівля - 1.3, водосховища 1.4. З урахуванням цього ступінь антропогенної перетворенності визначається П.Г. Шищенко по формулі:

Де Кап - коефіціент антропогенної перетворенності, r - ранг антропогенної перетворенності ландшафтів по видах використання, р - площа рангу (%), q - індекс глибини перетворюванності ландшафту, n - кількість виділів в межах контуру ландшафтного регіону.

Вироблений розрахунок ступеня перетворенності територій в межах господарств по розглянутій схемі. Запропонована наступна градація перетворенності сільськогосподарських земель: дуже слабко перетворені - < 2.0; слабко перетворені - 2.0-3.0; середньо перетворені - 3.0-4.0; сильно перетворені - 4.0-4.5; дуже сильно перетворені - > 4.5. Оцінка трансформації земель рівнин Криму проведена на основі регіональної ландшафтної структури з урахуванням величин коефіціенту перетворюванності і імовірності прояв вторинних негативних процесів. Бралось до уваги також відносна тривалість агроландшафтів, що детермінувалася передусім властивостями грунтів і рівнем їхньої родючості. Наведений діапазон висот ландшафтних ярусів, характер генези рельєфу, ухили поверхні, глибина залігання рівня грунтових вод (РГВ), їхня мінералізація і переважні грунти.

Характеристика груп ландшафтних місцевостей по 7 висотних ярусах дана в таблиці 3. Вигляди і величини трансформованності, обчислені по господарських одиницях, після цього були генералізовані в цілому по регіону і відображені в таблиці 4 і на малюнку.

Найбільш низької трансформованістію виділяються місцевості групи 1, де низька природна родючість грунтів виключає їхнє хліборобське використання. Слабкою трансформованістью характеризуються місцевості 2 і 10, де панують, відповідно, засолені грунти і малопотужені грунти з виходами порід, що визначило їхнє використання в випаді маолпродуктивних пасовищ. Найбільшої трансформованості виділяються місцевості груп 3-5, 7, де розвинуте зрошуемих хліборобство, в тому числі - рисосіяння, а в північно-західній частині рівнин Криму фіксується сильне забруднення. В місцевостях 3 і 4 широко уявлені солонцюваті луково-каштанові і темно-каштанові грунти в комплексі з солонцями. В умовах зрошення тут розвиваються процеси осоолдіння, дегуміфікації, кіркоутвореня, а при підйомі РГВ - вторинне засолення, оглеєня, злитизація. Ці процеси в'явлені і в місцевостях 5, 7.

Місцевості груп 6, 7, 9 найбільш широко освоєні в хліборобстві, але трансформовані здебільшого в середньому ступені і в меншому ступені - сильно, що зумовлене відносно більш високим рівнем родючесті грунтів (темно-каштановых залишково-солонцюватих і чорноземів), а, отже, і більшою тривалістю агроладшафтів до розвитку вторинних негативних процесів.

Навіть при максимальному значенні коефіціента антропогенної пертворюванності (більш 4.5) ці місцевості відрізняються меншим розвитком вторинних негативних процесів і більш стабільною біопродуктивністю (урожаями сільськогосподарських культур), і тому відносяться до названих вище категорій, а не до дуже сильно, що трансформувалися.

В шостій главі розглянуті шляхи подолання несприятливих наслідків природно-антропогенної трансформації земель рівнин Криму на основі оптимізації екологічної інфраструктури, вдосконалення мережі охоронюваних територій (запропонована нова структура природоохоронного комплексу на розглядуваній території по еколого-географічним районам), переходу до адаптивного хліборобства.

Висновки

В рівниних частинах Криму трансформація сільськогосподарських земель відбувається під впливом різноманітних чинників і механізмів. Природні умови утворюють певне тло, що служить основою для розгортання ланцюгів наслідків, викликаних антропогенними чинниками. Останні викликають порушення рівноваги, що склалася. Із-за сильної перетворюванності екосистем і майже повної відсутності природних фітоценозів регуляційні механізми виявляються слабко. Крім того, розбалансуваня перекидається на інші екосистеми, що ще більше знижує рівень стабілізації.

Трансформація сільськогосподарських земель рівнинного Криму включає як мінімум дві, що складають:

1) перетворення природних ландшафтів в природно-антропогенні ландшафти (агроландшафти різних виглядів);

2) трансформація компонентів земель (передусім грунтів): зміна хімізму, вологозмісту, механічного складу, щільності, прояв нових виглядів процесів (наприклад, ирригаціїної ерозії, осолодіння, злитизації), дегуміфікації та ін.

В першому випадку йдеться про заміну природних компонентів - рослинності, грунтів, клімату (на рівні місцевого клімату), рельєфу (на рівні микрорельефу і, інколи, мкзорельєфу), поверхніх викладень - штучними - рослинністю садів, виноградників, зернових і просапних культур, багатолітніми травами, штучними ґрунтами, штучними терасами, водосховищами, будівлями і т.д. Заміни такого роду не можуть бути однозначно визначені в рамках оцінки «добре - погано», оскільки антропогенні системи необхідні для існування людини. Промова може йти лише про необхідність пошуку розумних територіальних пропорцій між природними і антропогенними системами.

В другому випадку йдеться про перетворення компонентів ландшафту без змін самої суттєвості компонентів, наприклад змін характеристик грунтів. Ці зміни в більшості випадків виявляються несприятливими,

Має місце тенденція більш значної імовірності прояву трансформаційних змін геокомпонентів в тих районах, де ступінь заміни природних ландшафтів антропогенними більш високий: виявлена чітка тенденція більш значної переворенност грунтового покрову в центральній частині рівнинного Криму і в зрошувальні частині Присивашшя, того там, де більш щільне населення, більш висока розоранність, більше транспортних шляхів, більш родючі і продуктивні грунти. Нерідко має місце складне переплетіння природних і антропогенних процесів, виникнення так званих ланцюгових реакцій. Ланцюгові реакції захоплюють також дільниці, що розміщені поруч з тими, на яких відбуваються впливу. Нерідко наслідки діяння захоплюють далеко розташовані від місць діянь райони.

Публікації за темою дисертації

1. Альшевби Ф.С.Х. К вопросу природно-антропогенной слитизации почв // Проблемы экологии и рекреации Азово-Черноморского региона. Материалы международной региональной конференции. - Симферополь: Таврида, 1995. - С. 250-252.

2. Альшевби Ф.С.Х. Природно-антропогенная трансформация почвенного покрова равнинного Крыма в связи с ландшафтными условиями. Симферополь, 1996. - 24 с. Библиография.: 16 назв. - Рус. - Деп. в ГНТБ Украины 14.10.96. №1905 - ун 96.

3. Драган Н.А., Альшевби Ф.С.Х. Проблемы и задачи охраны почв равнинного Крыма // Природа. Естественно-географический журнал. - Симферополь, 1996. - №2. - С. 24-26.

4. Альшевби Ф.С.Х. Трансформация сельскохозяйственных земель равнинного Крыма // Культура народов Причерноморья. - Симферополь, 1998. - С. 16.

5. Драган Н.А., Алшевби Ф.С.Х. Оценка трансформации сельскохозяйственных земель равнинного Крыма // Ученые записки Симферопольского университета, 1998. - №5 (44). - С. 74-77.

6. Альшевби Ф.С.Х. Антропогенные изменения в агроландшафтах равнинного Крыма // Ученые записки Симферопольского университета, 1998. - №5 (44). - С. 77-79.

Размещено на Allbest.ru