Структурная модель пространственных и территориальных элементов ландшафтных систем земледелия

1. Агроландшафт как фактор устойчивости землепользования

2. Функции агроландшафтов и мероприятия по их реализации

1. Агроландшафт как фактор устойчивости землепользования

На современном этапе не удается выполнить важнейшего экологического требования - приведения темпов эксплуатации природных систем в равенство с интенсивностью самовосстановления этих систем. Природный ресурсный потенциал должен быть равен или больше уровня изъятия ресурсов и темпов изменения жизненной среды. Однако прогрессирующая деградация ресурсов говорит об обратном. Антропогенные возмущения в биосфере выше ее способности к саморегуляции (Н.Ф. Реймерс, 1990).

Для решения этой проблемы необходимо применять и использовать новые методы, новые подходы в исследованиях агроландшафтных систем – ландшафтно-экологический метод.

Агроландшафт следует рассматривать как территориальную единицу для решения вопросов формирования систем земледелия и землеустройства на экологической основе. Он может быть понят на определенных ограниченных территориях с возможностью саморегуляции, с определенным пищевым, водным и тепловым режимами. Агроландшафт, являясь антропогенным, формируется под воздействием сельскохозяйственной деятельности человека. Следовательно, в структуре агроландшафта должны найти отражение формирующие его элементы из организации территории и системы земледелия. Тогда структура агроландшафта может быть представлена следующей схемой.

Структура агроландшафта.

Большинство современных ландшафтов как природно-территориальных комплексов в той или иной степени уже изменены человеком и состоят из двух частей – естественной и хозяйственной. Эти части складываются из отдельных небольших участков пашни, сенокосов, лесов, кустарников и других угодий, образующих характерную мозаику и находящихся между собой в тех или иных взаимосвязях. Чем выше культура земледелия, экономика землепользования и землевладения и чем лучше они приспособлены к пространственным различиям ландшафта, тем надежнее будет обеспеченно повышение эффективности производства и соблюдение экологических требований.

При этом необходимо учитывать, что в ходе человеческой деятельности для агроландшафтов характерна перестройка биологического и геохимического круговоротов, водно-теплового баланса, особенностей процессов почвообразования, численности и видов живых организмов, а все изменения в них происходят гораздо быстрее, чем в естественной природе.

Ландшафт при изменении его человеком обычно упрощается как биологическая система. Возникают монокультурные, однообразные, агрохозяйственные ландшафты, их производительность и устойчивость ниже, чем у естественных, увеличивается их уязвимость к внешним воздействиям. Их неустойчивость усугубляется тем, что ежегодно с урожаем отчуждаются 40-80% продукции, которая обычно полностью перерабатывается в природных системах, т.е. ландшафт постепенно истощается. Но для сельскохозяйственного использования однообразные ландшафты более удобны, поэтому сохраняется тенденция расширения площадей таких высококультурных, но неустойчивых ландшафтов.

Крайне необходимо сохранить имеющиеся экологически ценные естественные участки агроландшафтов (леса, кустарники, участки с естественным травостоем) в естественном состоянии и создавать новые биоценозы (сообщества живых организмов). Это дает возможность приблизиться к устойчивым агроландшафтам, пригодным для жизни зверей и птиц, и одновременно повысить продуктивность освоенных территорий.

Таким образом, рациональное сочетание рабочих участков (агрофаций), полей севооборотов и естественных природных участков – один из важнейших факторов оптимизации ландшафтов. С экологической и природоохранной точек зрения нецелесообразно чрезмерное укрупнение контуров угодий, а с экономической и технологической – невыгодно наличие мелких контуров. Поэтому целесообразно создавать экологическое разнообразие местности с помощью формирования границ различной длины, приходящихся на 1 га территории с учетом природных факторов.

К экологическим последствиям чрезмерного укрупнения контуров относятся ухудшение лесозащитности сельскохозяйственных угодий, уничтожение мест обитания диких животных и птиц, понижение уровня грунтовых вод, изменение микроклимата на всей территории, увеличение опасности загрязнения вод и воздуха, возникновение и усиление процессов водной и ветровой эрозии почв; спрямление малых водотоков или их закрытое дренирование для улучшения конфигурации обрабатываемых участков и укрупнение контуров полей, что приводит к изменению водного режима на мелиорируемых угодьях и на прилегающей территории, ликвидация вкрапленных понижений, колок, кустарников и "блюдец", приводящих к ухудшению экологического разнообразия ландшафта.

Современные агроландшафты должны отвечать следующим основным требованиям: быть долговечными, не нарушать уже существующих равновесных экологических систем и способствовать их стабилизации, обеспечивать общий экологический баланс территории и рациональное использование земель и атмосферных осадков, восстанавливаться в процессе хозяйственной деятельности и не требовать при этом больших эксплуатационных расходов.

В естественных условиях каждому комплексу соответствует свое сочетание растительного и животного мира. Ландшафтные различия земельных участков обусловливают разную экологию растений, особенности технологии земледелия, требования к сортам культур. Однако в природе существуют более или менее однородные участки территории, где не только почвы, но и прочие природные условия (уклон, экспозиция склона, характер увлажнения и др.) одинаковы и образуют определенный вид природного комплекса или ландшафта.

Агроландшафт должен обладать должной структурой, устойчивостью и экологической емкостью. Лесные полосы, валы-террасы, дороги, рабочие участки пашни и другие его элементы, расположенные системно, создают эту устойчивость.

Важнейшей особенностью экологической модели ландшафтной организации территории является ее органическая взаимосвязь с земледелием, поэтому и то, и другое подчинено единым природным законам, следовательно, должно рассматриваться как единое целое.

Всякий ландшафт характеризуется относительной территориальной замкнутостью и наличием в нем трех зон: связывания и трансформации энергии и вещества (пашня, лес, луг), транзита (временный и постоянный водный источник), концентрации и аккумуляции (пойма, озеро, болото). Степень "перекрытия" и взаимодействия этих зон определяется структурой и конструкцией агроландшафта.

В результате хозяйственной деятельности и структура, и конструкция агроландшафтов нарушаются. Наблюдаются сдвиги в цикличности зональных метеорологических и вегетационных периодов, нарушаются энергетические обменные процессы, снижается плодородие почв, дисбалансируются пищевой, водный и тепловой режимы. Например, в первой зоне часто отсутствуют луга, а имеющиеся лесополосы не выполняют необходимой природоохранной роли.

Освоение целинных и залежных земель в пашню привело к активному проявлению неблагоприятных, труднорегулируемых процессов: эрозии и дефляции почв. При глобальной распашке земель были разрушены зоны транзита (засыпаны водотоки, ликвидированы микропонижения и др.). Зоны концентрации и аккумуляции оказались за пределами территориальных систем.

На сегодня одна из главных задач землеустройства заключается в создании оптимальных агроландшафтов на основе их биологизации и восстановлении их функций как саморегулирующихся и самовоспроизводящихся систем. Это приведет к созданию экологически стабильных систем земледелия, прекращению и приостановлению процессов их разрушения.

Агроландшафты отличаются от естественных образований более четкими границами, которые могут совмещаться с границами категорий земель или совпадать с ними, но не имеют столь же эффективных механизмов саморегулирования ресурсосодержащих и ресурсовоспроизводящих систем. Поэтому будущее во многом зависит от территориально-организационной согласованности природно-антропогенных структур и хозяйственной деятельности.

Нашей задачей является обосновать подход к конструированию оптимальных моделей агроландшафтов (в которых определенное долевое сочетание леса – луга – воды), обеспечивающих высокую степень биопродуктивности и почвоводоохранной надежности.

При ландшафтном подходе к землеустройству узловое значение приобретает категория единиц, названных ландшафтно-технологическими контурами. При идеальных условиях их объединяют в землеустроительном проекте в агроландшафтный контур (рабочий участок землепользования) или агроландшафтный массив (поле севооборота). Границы агроландшафтных контуров – наиболее подходящие места для линейных видов производственных (дороги, линии передач и др.) и природоохранных (лесные полосы, водорегулирующие канавы и др.) инфраструктур.

Уже многие годы остается недостаточно обоснованным, но очень важным вопрос об оптимальном соотношении (структуры) угодий. Эта задача, поставленная 120 лет назад В.В. Докучаевым, пока не нашла своего полного научного решения. Следует иметь в виду, что чем сложнее организация территории, тем больше внимания необходимо уделять формированию агроландшафта как целостной территориально-технологической системы. Этот этап работы в сочетании с вопросами о соотношении естественных и искусственных угодий вообще невыполним без наличия ландшафтной и агроландшафтной карт, карты экологического зонирования исследуемой территории, квалифицированного агроландшафтного и экологического анализа, с помощью которого можно оценивать инженерную обоснованность землеустроительных и мелиоративных конструкций, а также систему производственной и природоохранной инфраструктуры.

Данный подход в ландшафтном земледелии должен базироваться на законах ландшафтной экологии и стать основой социально-экологического обустройства территории.

2. Функции агроландшафтов и мероприятия по их реализации

В свете вышеизложенного "ландшафт" и "земледелие" представлены как единое целое, в органической взаимосвязи, с ориентацией на более полное использование потенциала природных, а не техногенных факторов. В этом аспекте агроландшафт просматривается как механизм формирования устойчивого землепользвания со следующими функциями.

Функции агроландшафтов и мероприятия по их реализации

Функции	Мероприятия
Производственные: а) формирование условий устойчивого земледелия; б) производство с.-х. продукции.	Выход на ландшафтное землеустройство и земледелие с учетом экологических особенностей каждого хозяйства, подбор с.-х. культур и их сочетания в севооборотах, полосные посевы в совокупности с древесной и кустарниковой растительностью, создание гидромелиоративных сооружений, мониторинг земель, средостабилизирующие агротехнологии.
Территориальные: а) создание условий существования растительности и животных; б) предопределение соотношения земельных угодий; в) осуществление производственно-экологического зонирования территории; г) создание условий для высокопроизводительного использования с.-х. машин и механизмов, снижение транспортных затрат, обеспечение связи.	Посадка лесных насаждений, отвод земель под леса, луга, территорий под заказники и заповедники, залужение, почвозащитные севообороты, экологические ниши. Расчет коэффициентов экологической стабильности путем сопоставления площадей различных угодий с учетом положительных и отрицательных воздействий на природную среду. Составление карты категорий эрозионно-опасных земель; выделение типов агроландшафтов для конструирования устойчивых систем земледелия. Трансформация угодий, совершенствование и формирование новых базисных рубежей для обработки почвы, рациональное территориальное размещение севооборотов в системе земледелия хозяйств, учет целесообразности перераспределения земель при реформировании с.-х. предприятий. Формирование агроэкосистем.
	Метеорологические: а) регулирование водного и температурного режимов почвы; б) регулирование водного и температурного режимов воздуха; в) аккумуляция солнечной энергии и радиации; г) упреждение природных аномалий (суховеев, пыльных бурь, заморозков и т.д.)	Проектирование прудов, посадка всех видов лесных полос, гидромелиорация (создание стокорегулирующих водозадерживающих валов). Расчет коэффициента увлажнения. Комплекс мелиораций. Расчет суммы активных t° территорий. ФАР=0.43S + 0.57Д. Почвозащитные лесомелиоративные мероприятия.
	Гидрологические: а) регулирование стока; б) формирование влагозапасов почвы; в) регулирование уровня грунтовых вод; г) формирование условий снегораспределения	Проектирование прудов и гидросооружений, посадка стокорегулирующих лесных полос и кулис, противоэрозионная агротехника, организация территории.
	Биологические: а) воспроизводство биопродуктивности угодий; б) гумусообразование; в) энтомологическая саморегуляция	Улучшение пищевого, водного и теплового режимов путем внедрения комплекса мероприятий, создание условий для энтомологической саморегуляции, расширение площади многолетних и бобовых трав, консервация и залужение пашни, система удобрений, адаптивные сорта.
	Физико-химические: а) влияние на физическое состояние почвы (структуру, плотность, водопроницаемость и др.); б) влияние на режим питания растений; в) влияние на химические свойства почвы.	Минимализация системы обработки, применение бесплужной обработки и др.; улучшение структуры почвы путем освоения полного комплекса агромероприятий: повышение органического вещества в почвах системой агромероприятий.

Лекция №3.