Агролесомелиорация сельскохозяйственных земель Приморского края(на примере водосборного бассейна озера ханка)

Вестник ДВО РАН. 2015. № 1

УДК 634.0.232 З.П. ДОРОХИНА

Агролесомелиорация сельскохозяйственных земель Приморского края

Рассматривается необходимость проведения комплекса агролесомелиоративных мероприятий в Приморском крае. Особое внимание уделено сельскохозяйственным землям трансграничного бассейна озера Ханка. На примере ключевого участка «Рассказово» разработана пробная схема проектирования полезащитных лесных полос.

Ключевые слова: агролесомелиорация, бассейновый подход, бассейн оз. Ханка, агроландшафты, полезащитные полосы.

The agricultural amelioration of agricultural lands of the Primorsky Kray (on the example of the Lake Khanka watershed). Z.P. DOROKHINA (V.I. Pacific Geographical Institute, FEB RAS, Vladivostok).

The need of carrying out a complex the agricultural amelioration actions in Primorsky Kray is considered. Special attention is paid to agricultural lands of the transboundary watershed of the Lake Khanka. On the example of "Rasska-zovo" key site the trial scheme of design of windbreak forest fields is developed.

Key words: agricultural amelioration, basin approach, watershed of the lake Khanka, agrolandscapes, field protective strips.

15 мая 2006 г. вступил в действие закон «О мелиорации земель в Приморском крае», принятый краевым Законодательным собранием для поддержки сельскохозяйственного производства, регулирования отношений в области мелиорации земель. При этом под мелиорацией в статье 2 закона понимается «коренное улучшение земель путем проведения гидротехнических, культуртехнических, химических, противоэрозионных, агролесомелиоративных, агротехнических и других мелиоративных мероприятий»; агролесомелиорация земель состоит «в проведении комплекса мелиоративных мероприятий, обеспечивающих коренное улучшение земель посредством использования почвозащитных, водорегулирующих и иных свойств защитных лесных насаждений» [13].

Агролесомелиоративные мероприятия включены во все зональные системы ведения сельского хозяйства, а также в перспективные планы освоения территориально-производственных комплексов России [9, 20]. В настоящее время исследования по проблемам агролесомелиорации в нашей стране выполняют ВНИАЛМИ и его опытная сеть. Основная часть исследований сосредоточена в европейской части России, в то время как Сибирь и Дальний Восток недостаточно охвачены данной работой [6, 7, 14, 15].

Площадь сельскохозяйственных угодий в Приморском крае в границах земель аграрного назначения, подверженных эрозии, составляет 664,2 тыс га (32 % от общей

ДОРОХИНА Зоя Павловна - кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник (Тихоокеанский институт географии ДВО РАН, Владивосток). E-mail: zoya_78d@mail.ru

площади сельскохозяйственного назначения). Из них эрозионно-опасные составляют 295,2 тыс га (47,8%), подверженные водной эрозии - 336,9 тыс (16,1%), дефляционно-опасные - 32,1 тыс (1,5 %), подверженные совместному действию водной и ветровой эрозии - 14,2 тыс га (0,7 %). Переувлажненные и подверженные подтоплению сельскохозяйственные угодья расположены на площади 807,5 тыс га и составляют 38,5 % от общей площади земель сельскохозяйственного назначения [4].

В Приморском крае регулярно проводятся работы по лесовосстановлению и агротехническому уходу за лесными культурами на землях лесного фонда, которые, однако, не затрагивают земли сельскохозяйственного назначения, нуждающиеся в проведении комплекса агролесомелиоративных (организационно-технических, агротехнических и лесо-водственных) мероприятий. В связи с вышесказанным возникает необходимость проведения соответствующих мероприятий и создания системы различных видов защитных лесных насаждений (ЗЛН) с учетом агроклиматических и ландшафтных особенностей территории Приморья.

Цель работы

Провести ландшафтное исследование бассейна оз. Ханка, являющегося одним из самых освоенных в сельскохозяйственном отношении регионов Приморья. Осуществить картографо-статистические исследования водосбора Большие Усачи для последующей разработки рекомендаций по агролесомелиоративному обустройству земель. С учетом физико-географических характеристик, структуры землепользования и лесоме-лиорированности территории рассчитать показатель оптимальной полезащитной лесистости для ключевого участка «Рассказово».

Материалы и методы исследований

Климат бассейна оз. Ханка определяется в большей степени циркуляционными процессами, чем ролью солнечной радиации, что связано с особенностями орографии. Для этой территории характерны сухая холодная зима, засушливая весна и теплое лето с осадками. Средняя температура января составляет -19 оС (абсолютный минимум -40 оС), июля - 20 оС (абсолютный максимум 37 оС). Осадков выпадает 650 мм в год, из них 90 % приходится на теплый период. Интенсивность испарения 450-500 мм/год, коэффициент увлажнения составляет всего 0,6-0,8. Для равнины типичны засухи весной и в начале лета, особенно в юго-западной ее части. Продолжительность вегетационного периода 182-188 дней. Сумма температур выше 10 оС составляет 2000-2600 оС. Залегание снежного покрова неравномерное (не более 20-30 см) и зависит от особенностей рельефа [3, 16].

Приханкайская низменная равнина сложена палеоген-неогеновыми песчано-глини-стыми отложениями, покрытыми мощной толщей аллювиальных, озерных и лагунных песков, гравелитов, галечников и глин. Глина образует водонепроницаемый горизонт, обусловливающий заболоченность равнины [8, 11]. Почвенный покров представлен буроземами, лесными и луговыми подбелами, поймоземами, луговыми глеевыми, лугово-болот-ными почвами и др. [17].

Можно отметить следующие неблагоприятные факторы, влияющие на качество землепользования в регионе. Малоснежные зимы, отсутствие снега в результате сдувания приводят к глубокому промерзанию грунтов, особенно суглинистых и глинистых, появлению морозобойных трещин, что способствует еще более глубокому промерзанию грунта. Весной трещины превращаются в промоины, ускоряя исчезновение влаги и понижая уровень почвенных и грунтовых вод. Проникновение сильных сухих северо-западных ветров из Северо-Восточного Китая и Монголии, дефицит влаги из-за преобладания испарения

над выпадением осадков зимой приводят к иссушению почвы, а весной и в начале лета -к дефляции, переносу и созданию эолового микрорельефа. Распашка склонов на значительных пространствах без соблюдения противоэрозионных полезащитных мероприятий привела к развитию площадной эрозии. Периодические пожары и нерегламентируемая самовольная вырубка древесно-кустарниковой растительности усугубляют ситуацию [8]. Очень серьезной проблемой является качественное состояние почвенных ресурсов на приграничных территориях России и Китая [18]. При разработке адаптивно-ландшафтных систем земледелия, неотъемлемой частью которых является агролесомелиорация, необходимо учитывать вышеперечисленные негативные природно-антропогенные факторы.

На основе сопряженного анализа данных: космических снимков Landsat 8 за 2013, 2014 гг., топографических и тематических карт, авторских материалов [5], программы ArcMap составлена электронная карта речных и балочных разнопорядковых водосборов бассейна оз. Ханка в масштабе 1 : 200000 (рис. 1).

Рис. 1. Фрагмент карты водосборных бассейнов оз. Ханка

Для территории Приморского края применялись инструктивно и нормативно-справочные материалы по проектированию и выращиванию ЗЛН, разработанные для безлесных территорий Европейской части страны [1, 9, 19, 22]. Учитывалось то важное обстоятельство, что в регионе на землях сельскохозяйственного назначения, как правило, уже существуют естественные защитные системы, которые нуждаются лишь в правильной организации территории, простейшей реконструкции и охране. Такие естественные защитные лесные системы значительно отличаются от искусственных насаждений в экономическом и ландшафтно-биологическом отношении. Они, например, имеют качественные преимущества по стокорегулирующим и климаторегулирующим свойствам перед искусственными посадками, дают существенную экономию труда, средств, времени, затрачиваемых на искусственное лесоразведение. Такие природные системы с видовым многообразием растительного и животного мира, сложной и устойчивой биогеоценотической структурой обеспечивают необходимую для успешного развития сельского хозяйства биологическую полноценность агроландшафтов [6].

Для определения показателя оптимальной полезащитной лесистости в каждом агро-ландшафтном выделе пашню делили на отдельные участки (от 300 до 3000 га), на которых подсчитывали количество полей, естественную лесную растительность и площадь

полезащитных полос (если таковые имеются). Это позволило получить данные о степени защищенности сельскохозяйственных угодий с учетом нарезки полей, их числа и особенностей размещения полезащитных насаждений.

Параметры полезащитных полос для исследуемых типов почв определяли в соответствии с инструктивными указаниями и рекомендациями [9]; важными здесь являются длина и ширина продольных (основных) и поперечных (вспомогательных) насаждений. Продольные полезащитные лесные полосы (ПЗЛП) располагают поперек направления основных вредоносных ветров (отклонение не более 30 о), господствующих в данной местности, а поперечные - перпендикулярно продольным полосам.

Для групп примыкающих полей разработана формула определения оптимальной площади ПЗЛП с учетом размеров исследуемого участка, количества полей и параметров лесонасаждений [23], применимая для неорошаемых земель:

3ОПТ = [(В/Ь+1)На] + [(Н/С+1)ВЬ] / 10000,

где SОПТ - оптимальная площадь ПЗЛП, га; В - продольная длина участка пашни, м; Ь -длина продольной лесной полосы, м; Н - поперечная длина участка пашни, м; а - ширина продольной лесной полосы, м; С - длина поперечной лесной полосы, м; Ь - ширина поперечной лесной полосы, м.

На основе данных ландшафтного картографирования, дешифрирования космических снимков Landsat 8 разработана пробная схема проектирования ПЗЛП на ключевом участке «Рассказово». Проектируемые полосы создавались с учетом рельефа территории, направления основных ветровых потоков, имеющегося рисунка полей, существующей системы естественной древесно-кустарниковой растительности и инструктивных указаний [9]. В указаниях представлены рекомендации по подбору и смешению пород, способам создания защитных насаждений, их конструкции, уходу за почвой и рубкам ухода, а также планированию и организации лесомелиоративных работ.

Согласно агролесомелиоративному районированию [1], базирующемуся на физико-географическом, агроклиматическом, природно-сельскохозяйственном районировании, бассейн оз. Ханка относится к Южнотаежно-лесной природной зоне Дальневосточной провинции Дальневосточному району Дальневосточно-Амуро-Уссурийскому подрайону. Выбор ассортимента древесных и кустарниковых пород для агролесомелиоративных мероприятий определялся соответствующими рекомендациями, разработанными для различных регионов России [1, 19, 22].

Результаты и обсуждение

В последнее время роль бассейнового (водосборного) подхода при решении ряда научно-практических задач, в том числе рационального аграрного природопользования и агролесомелиорации, возрастает [10, 12, 21]. В бассейне «.. .функционирует взаимообусловленная и взаимосвязанная система природных компонентов, подсистем и геосистем меньшей размерности, объединенная в единое целое как совместным развитием в одних орографических границах, так и потоками энергии и вещества» [10, с. 29]. В целом бассейн, будучи областью взаимодействия природы и общества, представляет собой интегральную природно-хозяйственную систему [2].

Бассейн оз. Ханка находится в юго-западной части Приморского края. На территории бассейна расположены 10 административных районов и 2 городских округа. Северная часть бассейна относится к провинции Хэйлунцзян (КНР). Регион занимает территорию Приханкайской аллювиально-озерной равнины, в центре которой располагается оз. Ханка (4070,0 км2). Водосборная площадь бассейна составляет 25075,7 км2.

Структура изучаемого бассейна содержит водосборы трех иерархических уровней. Их порядок определяли на основании восходящей классификации водосборов: водоток,

впадающий в основное русло, имеет значение порядка на единицу больше. К I порядку отнесены реки, непосредственно впадающие в оз. Ханка, при этом выделено 22 водосбора. Ко II порядку причислены 74 водосбора притоков рек I порядка с общей площадью 11,6 тыс км2; к III порядку - 67 водосборов основных притоков рек II порядка, на долю которых приходится 4,4 тыс км2.

Водосбор р. Большие Усачи (площадь 335 км2) находится в северо-западной части бассейна оз. Ханка в границах Ханкайского административного района. Общая длина водотоков внутри бассейна составляет более 120 км, эрозионная расчлененность 0,35 км/км2. Здесь выделены притоки II порядка рек Винокурка (93,2 км2) и Кирпичная (56,2 км2). В орографическом отношении данный водосбор - отроги Пограничного хребта (200-400 м), переходящего во всхолмленную низменную равнину. При этом на долю низменной аккумулятивной равнины (до 200 м) в границах водосбора приходится 207,2 км2 (61,8 %), на возвышенную денудационную равнину (200-500 м) - 121,8 км2 (36,4%), на низкогорья - 6,1 км2 (1,8 %). Для рассматриваемого района составлена серия электронных (цифровых) слоев в масштабе 1 : 200000: геоморфология, почвы, экспозиции склонов, структура землепользования (рис. 2, см. вклейку).

Распределение земель по экспозициям: северные склоны занимают 61,4 км2 (18,3 %), восточные - 102,4 (30,6%), южные - 105,3 (31,4 %), западные - 66,0 км2 (19,7 %). В структуре землепользования выделены 4 категории. Леса и древесно-кустарниковая растительность занимают 150,7 км2 (45 %) территории водосбора. На пашню приходится 107,2 км2 (32 %), на кормовые угодья и залежи соответственно - 33,5 км2 и 26,8 км2 (10 % и 8 %).

В границах исследуемого водосборного бассейна вокруг пахотных угодий полосные насаждения отсутствуют. Между полями севооборотов в понижениях овражно-балочной сети, имеющих характерный древовидный рисунок, имеется естественная растительность, которая не оказывает мелиоративного влияния на прилегающие агротерритории. Такие площади сельскохозяйственных угодий нуждаются в создании систем ЗЛН, проектируемых с учетом особенностей размещения лесных ценозов.

Ключевой участок «Рассказово» расположен к северу от пос. Рассказово. Занимает площадь 1700 га, из которых 575 га приходится на естественную древесно-кустарниковую растительность, 1078 га - на пашню. Большую часть участка занимают буроземы (рис. 3, см. вклейку).

Расстояние между основными полосами должно составлять 350 м, между продольными - 1500 м, ширина полос - 12 м (3-рядные) [9]. Соответственно, необходимая площадь пашни - 52,5 га, оптимальная площадь ПЗЛП - 4,3 га, защищенность пашни - 8,2 %. Подсчитано, что для создания мелиоративного эффекта на ключевом участке необходимо высадить ПЗЛП общей площадью 25,9 га, при этом количество полей должно составлять 20. Полосы должны быть ажурной конструкции, за счет которой скорость ветра снижается на 30-70 %. Агротехника посадки насаждений, породный состав древесных и кустарниковых насаждений, уход за почвой и полосами подробно представлены в нормативных указаниях. В целом для лесоразведения на пахотных землях Дальневосточного агролесомелиоративного района рекомендован следующий ассортимент деревьев и кустарников: дуб монгольский, лиственницы сибирская и даурская, береза плосколистная, орех маньчжурский, бархат и липа амурские, груша уссурийская, абрикос и ясень маньчжурские, клен Моно, яблоня ягодная, сосна обыкновенная, смородина, жимолость.

Заключение

Интенсивное земледелие в пределах трансграничного бассейна оз. Ханка привело к разрушению природных ландшафтов и усилению деградационных процессов, что повлекло за собой снижение их качественного состояния. На сельскохозяйственных угодьях необходимо проведение комплекса агролесомелиоративных мероприятий, которые будут

способствовать преобразованию низкопродуктивных земель в экологически устойчивые высокопродуктивные агролесоландшафтные комплексы. Разработка комплекса мероприятий невозможна без учета специфики агроклиматических характеристик и ландшафтной структуры территории. Для научного обеспечения региональных проблем природопользования целесообразно создать в Приморском крае опытную станцию по агролесомелиорации (например, на базе Приморского НИИСХ), поскольку задачи лесной мелиорации здесь чрезвычайно специфичны и не менее важны, чем в малолесных районах страны.

На основе ландшафтно-картографических исследований разработана классификация бассейна оз. Ханка, которая несет важную пространственно-временную информацию о структуре региона. Подсчитаны площади, занимаемые выделенными таксонами, длины водотоков и показатели эрозионной расчлененности. Комплексная физико-географическая оценка водосбора Большие Усачи позволила выявить целостную картину современного состояния территории, характера хозяйственной деятельности, а также оценить степень антропогенных преобразований. Полученные результаты могут быть использованы при разработке научно-практических рекомендаций по агролесомелиоративному обустройству трансформированных ландшафтов. С учетом комплекса данных для ключевого участка «Рассказово» представлена пробная схема проектирования полезащитных полос.

ЛИТЕРАТУРА

1. Агролесомелиорация. Волгоград: ВНИАЛМИ, 2006. 746 с.

2. Ганзей С.С. Избранное. Владивосток: Дальнаука, 2014. 275 с.

3. Геосистемы Дальнего Востока России на рубеже XX-XXI веков. Т. 1. Владивосток: Дальнаука, 2008. 248 с.

4. Государственный (региональный) доклад о состоянии и использовании земель в Приморском крае в 2011 году. Владивосток, 2012. 167 с.

5. Ермошин В.В., Ганзей К.С., Мишина Н.В., Егидарев Е.Г. Геоинформационное картографирование природных комплексов Дальнего Востока России // Ойкумена. 2012. № 3. С. 152-161.

6. Зархина Е.С. Защитная роль лесов на полях Приамурья // Лесоразведение и лесомелиорация. 1968. № 3. С. 15-20.

7. Зархина Е.С. Регулирование естественной лесистости сельскохозяйственных земель как основной метод лесных мелиораций // Тр. ДальНИИЛХ. 1978. Вып. 20. С. 26-33.

8. Ивашинников Ю.К. Палеогеоморфология депрессионных морфоструктур юга Дальнего Востока. М.: Наука, 1978. 133 с.

9. Инструктивные указания по проектированию и выращиванию защитных лесных насаждений на землях сельскохозяйственных предприятий. М.: Колос, 1973. 40 с.

10. Корытный Л.М. Бассейновая концепция в природопользовании. Иркутск: Изд-во Ин-та географии СО РАН, 2001. 163 с.

11. Кулаков А.П., Мясников Е.А. Бассейн озера Ханка: новые представления о морфоструктуре и сейсмической опасности // Вестн. ДВО РАН. 2008. № 4. С. 51-57.

12. Мильков Ф.Н. Бассейн реки как парадинамическая ландшафтная система и вопросы природопользования // География и природ. ресурсы. 1981. № 4. С. 11-18.

13. О мелиорации земель в Приморском крае (с изменениями на 2 декабря 2009 года). - http://docs.cntd.ru/ document/929112657 (дата обращения: 22.09.2014).

14. Подойницын Г.И. Полезащитные лесные полосы и их влияние на микроклимат и урожайность риса на Дальнем Востоке: автореф. дис. ... канд. биол. наук. Владивосток, 1963. 24 с.

15. Подойницын Г.И. Полезащитные лесные полосы Приморья. Владивосток: Дальневост. кн. изд-во, 1959. 24 с.

16. Природно-ресурсный потенциал Приморского края. Владивосток: Дальнаука, 1998. 186 с.

17. Росликова В.И., Рыбачук Н.А., Короткий А.М. Атлас почв Юга Дальнего Востока России (Приханкай-ская низменность). Владивосток: Дальнаука, 2010. 247 с.

18. Росликова В.И. О состоянии почвенных ресурсов на приграничных территориях России и Китая // Вестн. ДВО РАН. 2012. № 6. С. 144-119.

19. Справочник агролесомелиоратора. М.: Лесн. пром-сть, 1984. 284 с.

20. Стратегия развития защитного лесоразведения в Российской Федерации на период до 2020 года (проект). Волгоград: ВНИАЛМИ, 2012. 38 с.

21. Хазифов А.Р. Моделирование функционирования водосборов при их комплексном обустройстве // Мелиорация и водное хозяйство. 2010. № 3. С. 34-37.

22. Энциклопедия агролесомелиорации. Волгоград: ВНИАЛМИ, 2004. 680 с.

23. Юферев В.Г., Дорохина З.П. Оценка структуры защитных лесных насаждений на орошаемых землях Сарпинской низменности // Лесн. хоз-во. 2009. № 3. С. 23-24.

К статье З.П. Дорохиной «Агролесомелиорация сельскохозяйственных земель Приморского края (на примере водосборного бассейна озера Ханка)»

Рис. 3. Схема существующей древесно-кустарниковой растительности и проектируемых полезащитных лесных полос ключевого участка «Рассказово»