Методика агроэкологической оценки земель агро-ландшафтов Балахтинской впадины юга Центральной Сибири

С. Е. Перфильев, А. И. Жиров

МЕТОДИКА АГРОЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ЗЕМЕЛЬ АГРОЛАНДШАФТОВ БАЛАХТИНСКОЙ ВПАДИНЫ ЮГА ЦЕНТРАЛЬНОЙ СИБИРИ

Введение

Земледелие в растениеводстве состоит из цикла технологических операций, которые включают: обработку почв — вспашку, боронование, культивацию, прикатывание почв; посев (посадка) культур; уход за посевами; защиту растений; внесение удобрений и уборку урожая. На всех этапах происходит физико-химическая трансформация почв. Негативными последствиями в земледелии являются водная и ветровая эрозия, связанные с этим смыв гумусового горизонта и вынос с урожаем элементов питания растений.

Проблемы земледелия в растениеводстве и экологии тесно взаимосвязаны, и обе они входят в число не только центральных задач современной науки и производства, но и важнейших глобальных проблем современности.

В прошедшем столетии человечество мало заботили вопросы экологии земель и глобальной экологии. В России развитие сельскохозяйственного производства и получение достаточных объемов продукции происходило за счет поднятия целинных и залежных земель, применения химических удобрений и пестицидов без соблюдения агротехники и пороговых экологических возможностей самой земли.

Новый этап развития земледелия базируется в первую очередь на экологоландшафтном подходе. Он подразумевает достаточное включение производственных вопросов земледелия в природную систему и внедрение адаптивно-ландшафтных систем растениеводства.

Основой таких систем являются картографирование ландшафтов для выяснения морфоструктуры, определение с помощью агроэкологического картографирования их агрогеоэкологического потенциала и геоэкологической ситуации на сельскохозяйственной территории, и на этом фундаменте размещаются площади структур сельскохозяйственного производства, где гармонично с природными условиями, свойствами и явлениями взаимодействуют антропогенные, техногенные и природные объекты и их компоненты. Данное направление в землеустройстве получило наименование эколого-ландшафтной организации земель. Такая организация земель предусматривает порционно-оптимальное соотношение доли пашни, сенокосов, пастбищ и природных геосистем. Эколого-ландшафтная организация земель позволяет установить в пределах ландшафтного округа и района аграрную специализацию земель, а в местности (агроландшафте), наряду с этим, определить агромассивы (подурочища и системы урочищ), на которых необходимо использовать типы технологий земледелия.

© С. Е. Перфильев, А. И. Жиров, 2010

Аграрная территория юга Центральной Сибири (Красноярский край) является объектом исследований и представлена землями сельскохозяйственного назначения. В них входят не только сельскохозяйственные угодья — пашня сенокосы и пастбища, но и земли, выполняющие средоформирующие, средовосстанавливающие, средовосполняющие, средозащитные и экономические функции. К ним относятся леса, лесные массивы и колки, реки, ручьи, речки, пруды и озера, болота и болотины, луга и луговины, а также земли автомобильных дорог, транспортных и энергетических коммуникаций, земли под зданиями и сооружениями. Отмеченные объекты совместно с поселениями и хозяйственными постройками образуют сельский ландшафт.

Все объекты представлены пространственными моделями в материалах космических съемок и топографических карт. Выяснение ландшафтного морфотипического строения аграрной территории проведено структурно-геоморфологическим методом (СГМ) дешифрирования аэрокосмических снимков с применением технологий геосистемного и агроэкологического картографирования агроландшафтов [1-4] с использованием космических снимков со спутника ЬапёБа1 на Назаровский, Ужурский, Шары-повский и Балахтинский районы (рисунок).

Космический снимок на Назаровскую и Балахтинскую впадины. Спутник Ьапв,Ба1.

В настоящее время проблемы планирования территории для устойчивого социальноэкономического развития в США, Канаде, Японии, Мексике, странах Евросоюза и России осуществляются в рамках ландшафтного планирования. Парадигма ландшафтного планирования предусматривает природоохранное и ресурсосберегающее природопользование с созданием условий достойной жизни местного населения [5-10].

Отделением земледелия Россельхозакадемии положительно воспринята парадигма ландшафтного планирования, согласно которой необходимо конструировать экологически и экономически сбалансированные высокопродуктивные и устойчивые агроландшафты и проектировать агротехнологии, максимально адаптированные к местным условиям [1].

В наших представлениях парадигма ландшафтного планирования сельскохозяйственного направления имеет некоторые отличия, от той, что приведена выше. Как правило, проект предшествует конструкции, проект — это идея, воплощенная на бумаге или в таблице на мониторе компьютера. В свою очередь, конструкция — это уже объект идеи, выполненный на бумажном или электронном носителе, имеющий инженерные расчеты и воплощенная в природе в виде полей с посевами культур в агромассивах.

Под проектированием понимается выделение на сельскохозяйственной территории по аэрокосмическим снимкам агроландшафтов и агромассивов как системы земель, имеющие достаточный потенциал плодородия и возможностей увеличения их продуктивности с помощью биологических способов восстановления плодородия почв, а также других приемов и методов, позитивно влияющих на экологическое состояние агрогеосистем [12, 13].

К своеобразному проектированию относится агроландшафтное и агроэкологическое картографирование. Конструирование агроландшафтов подразумевает создание специальных тематических карт (функциональное зонирование аграрных территорий) для применения подсистем земледелия и кормопроизводства. Проектирование и конструирование агроландшафтов проводилось в 2001 г. по заданию института РосНИИземпро-ект на составление ландшафтных и агроэкологических карт земель на Балахтинский район Красноярского края.

Балахтинский район территориально совпадает с Балахтинской впадиной и входит в Чулымо-Енисейскую лесостепь. На западе и северо-западе впадина ограничена Солгонским кряжем, на севере — Курбатовским Белогорьем южной части Кемчугской возвышенности, на востоке — Огурским низкогорьем и на юге — Кожановским валом (уступом) с выходом в долину р. Енисей.

В результате агроландшафтного картографирования была составлена «Карта агроландшафтов (местностей) Балахтинской впадины Чулымо-Енисейской лесостепи (Балахтинский район Красноярского края) М 1:100000», которая, сожалению, не может быть отражена в публикации ввиду больших размеров, высокой степени детальности и подробности.

Картографированием было выделено 16 местностей. Они расположены: на увалах (4), на равнинах (5), на низкогорье (3), на наклонном плато (1), на среднегорье (2), в днище и пойме р. Чулым. В дореформенное время все земли указанных местностей были вовлечены в агропроизводство.

Увалы служат разделительными рубежами между равнинами, а пойма р. Чулым отделяет равнинную часть от низкогорной. Из пяти равнин одна является предгорной, так как мягко сочленяется с низкогорьем Солгонского кряжа. Одна равнина является

межгорной, поскольку отделяет низкогорье от среднегорья. Обширное Балахтинское наклонное плато является предгорной правобережной частью р. Чулым. Для каждой равнины рисунок гидросети имеет свой порядок густоты и направления русел. По обводненности среди равнин выделяются две дренированные, две заболоченные и одна полузаболоченная.

На первом этапе агроэкологического картографирования была составлена «Карта эрозионной расчлененности и потенциала смыва почв М 1:100000», служащая инструментом для оценки применения технологий основной обработки почв и прогнозирования последствий от ее использования. В результате составления такой карты была получена агроэкологическая характеристика по смытости гумуса и расчлененности территории местностей (агроландшафтов).

Условными знаками в замкнутых контурах на карте эрозионной опасности показаны: пашня на плоских плато (до 1°); пашня на пологих выпуклых склонах (1°); пашня на пологих вогнутых склонах (1°); пашня на слабо покатых выпуклых склонах (до 3°); пашня на слабо покатых вогнутых склонах (до 3°); пашня на покатых и на слабо покатых выпуклых склонах (до 5°); пашня на покатых и на слабо покатых вогнутых склонах (до 5°); пашня на плоских и волнистых вершинах низкогорий; пашня на покато-плоских вершинах и пологосклоновых седловинах низкогорий; пашня на холмистых вершинах и пологосклоновых седловинах низкогорий. На карте показаны контуры эродированно-сти выдела пашни в тоннах в год с 1 га (потенциального смыва гумуса) в зависимости от крутизны склонов — от 3 т (1°) и до 20 т (> 5°). К сожалению, карта также в силу ряда вышеуказанных причин не может быть приведена в статье.

По анализу контуров коэффициентов энергоактивности (обводненности) установлены территории преобладания водной или ветровой эрозии и аккумуляции твердых осадков. На карте имеются участки микрозоны заповедных участков, лесных массивов, площади сенокосов и пастбищ, а также показан класс земель по пригодности и степени ограничения в агропроизводстве.

Следующим этапом агроэкологической оценки земель служит создание «Карты земель Балахтинской впадины М 1:100000», на которой выделены местности лесной зоны (тайга, подтайга), местности лесостепной зоны (зона мелколиственных лесов), местности степной и сухостепной зоны.

Большую часть площади Балахтинской впадины занимают лесостепные местности, на втором месте таежные местности и на третьем — степные и сухостепные ландшафты. Данное положение разрешает отнести отмеченные агроландшафты к лесоагроланд-шафтам (тайга, подтайга), агролесоландшафтам (лесостепь) и агростепным ландшафтам (степь и сухая степь).

Наложением контуров «Карты земель Балахтинской впадины М 1:100000» на «Карту агроландшафтов (местностей) Балахтинской впадины Чулымо-Енисейской лесостепи (Балахтинский район Красноярского края) М 1:100000» позволило составить «Карту агроэкологическую Балахтинской впадины М 1:100000» и отнести выделенные агроландшафты к определенному агроэкологическому типу. В Балахтинском агроланд-шафтном районе находятся 2 увала южной степи, дренированная подтаежная равнина, 2 заболоченные равнины типичной лесостепи, 2 увала типичной лесостепи, дренированная равнина южной лесостепи, кустарниково-лесная пойма р. Чулым, межгорная подтаежная равнина, наклонное плато южной и типичной лесостепи, 2 низкогорья южной тайги, 2 среднегорья южной тайги.

На агроэкологической карте выделены следующие агролесоландшафты: ярус подветренных березово-осиновых (мелколиственных) лесов с крупнотравными лугами;

ярус березово-осиновых лесов с разнотравными лугами; ярус подветренных лесов осиново-березовых лесов с крупнотравными лугами; ярус осиново-березовых лесов с крупнотравными лугами. Также на ней отражены агростепные ландшафты: ярус увлажненных степей; ярус влажных степей; ярус сухих степей; а, кроме того, лесоагро-ландшафты: ярус березово-еловых лесов террас рек 2-го порядка; низкий ярус лесолуговых, заболоченных пойм рек 2-4-го порядка; ярус подтаежных березово-осиновых, лиственнично-еловых лесов покатых и крутых склонов кряжа и возвышенности; ярус подтаежных березово-осиновых, пихтово-осиновых лесов; ярус березово-осиновых лесов межгорных впадин; ярус елово-лиственничных лесов низкогорий; ярус березовососновых, елово-лиственничных, сосново-пихтовых лесов среднегорий.

Типология местностей (агроландшафтов) была осуществлена в соответствии со схемой выделения лесоагроландшафтов (тайга, подтайга), агролесоландшафтов (лесостепь) и агростепных ландшафтов (степь). В результате в Балахтинской впадине установлено 7 типов местностей.

1. Агролесоландшафты увалистых дренированных наклонных равнин.

2. Агролесоландшафты плоских, местами заболоченных равнин.

3. Агролесоландшафты холмисто-волнистых наклонных плато.

4. Агростепные ландшафты волнисто-увалистых равнин.

5. Лесоагроландшафты межгорных впадин низкогорий и среднегорий.

6. Лесоагроландшафты гребнево-гривистых низкогорий.

7. Лесоагроландшафты пойменно-террасовые крупных рек.

Подтверждением превалирования закона высотной поясности и ярусности над широтной зональностью, а также котловинности территории служат данные анализа по урожайности зерновых культур по хозяйствам Балахтинского района Красноярского края в предреформенное время. Так, в южной степи (сухостепной агроландшафт) урожайность по зерновым составляла 18 ц/га, типичной степи (агростепной ландшафт) — 20 ц/га, в типичной лесостепи (агролесоландшафт) урожайность повысилась до 23 ц/га, в северной лесостепи (лесоагроландшафт) — снизилась до 16 ц/га.

Заключение

Представленная методика выяснения агроэкологических типов (лесоагроландшаф-ты, агролесоландшафты, агростепные ландшафты) агроландшафтов Балахтинского ландшафтного района позволяет подбирать наиболее продуктивные сорта зерновых и кормовых культур. Экологический ресурс в типе агроландшафта по сохранности почв от деградации, их продуктивности, плодородия определяет применение в различных местностях технологии ландшафтного (почвозащитного), адаптивно-ландшафтного (адаптация культур к типу почв), сберегающего (ресурсосберегающего), биологизиро-ванного (схемы севооборотов по сукцессионному ряду) и точного земледелия.

Литература

1. Жиров А. И. Создание ресурсно-экологических карт на геотопологической основе // Ресурсно-экологическое картографирование на основе современных информационных технологий. Иркутск, 1993.

2. Жиров А. И., Монахов А. К. Опыт сельскохозяйственного дешифрирования радиолокационных снимков// Известия вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. 2003. № 4.

3. Перфильев С. Е. Методологические аспекты развития адаптивного земледелия в Центральной Сибири // Достиж. науки техники АПК. 2003. № 9.

4. Перфильев С. Е. Технологии геосистемного и экологического картографирования агроландшафтов Центральной Сибири // География и природные ресурсы. 2008. № 3.

5. Антипов А. Н. Системное картографирование для ландшафтного планирования // Методология системного экологического картографирования. Иркутск, 2002.

6. Дмитриев В. В., Жиров А. И., Ласточкин А. Н. Прикладная экология. М., 2008.

7. Жиров А. И., Солодов А. А. Комплексная экологическая оценка лесорастительных условий на геотопологической основе // Изв. высш. учеб. завед. Лесной журнал. Архангельск, 2000. № 3.

8. Исаченко А. Г. Методы прикладных ландшафтных исследований. Л., 1980.

9. Ландшафтное планирование в России: опыт работ и перспективы / А. Н. Антипов, В. В. Кравченко, В. М. Плюснин, Ю. М. Семенов, Е. Г. Суворов. Иркутск, 2006.

10. Черкашин А. К. Онтология сбалансированного развития // Географические исследования в Сибири. Полисистемное тематическое картографирование. Новосибирск, 2007. Т. 4.

11. Гаитов Ю. М., Кирюшин В. И. Инновации, землеустройство и ресурсосберегающие технологии в земледелии // Достиж. науки и техники АПК. 2007. № 2.

12. Перфильев С. Е. Агроландшафтное и агроэкологическое тематическое картографирование в космическом аграрно-промышленном мониторинге // Системы географических знаний. Иркутск, 2008.

13. Перфильев С.Е., Черных В. А. Эколого-ландшафтная организация земель ландшафтного проектирования // Ландшафтное планирование для России: итоги и перспективы. Новосибирск, 2006.

Статья поступила в редакцию 23 марта 2010 г.