Факторы снижения устойчивости степных агроландшафтов Западно-Сибирской равнины

Факторы снижения устойчивости степных агроландшафтов Западно-Сибирской равнины

И.В. Орлова, к.геол.н., науч. сотрудник, институт водных и экологических проблем СО РАН, г. Барнаул

Объектом нашего изучения являются степные агроландшафты Западно-Сибирской равнины (рассматриваются нами в пределах Российской Федерации), располагающиеся в западной части Алтайского края, юго-западной — Новосибирской и южной — Омской областей. Степная зона здесь представлена Кулундинской, Южно-Приалейской, Южнобарабинской и Прииртыш-ской физико-географическими провинциями. Разорванные ареалы степей имеются и в Кемеровской области, и в Республике Алтай, но мы сосредоточили внимание именно на равнинной части юга Западной Сибири, где степная зона представлена довольно компактным массивом общей площадью 13,2 млн. га [1].

На устойчивость степных ландшафтов (под устойчивостью здесь понимается как сопротивляемость внешним воздействиям, так и способность к восстановлению нарушенных этими воздействиями динамичных свойств ландшафтов), влияют как природные, так и антропогенные факторы. Механизмы влияния природных процессов, в особенности климатических, подробно описаны Б.В. Виноградовым, В.А Николаевым, В.С. Михеевым, Г.Н. Мартьяновой, О.И. Баженовой и др.

Особый интерес представляет изучение антропогенных факторов снижения устойчивости степных агроландшафтов, в первую очередь обусловленных активным сельскохозяйственным преобразованием степей за последние двести лет: интенсивной распашкой земель, уничтожением естественной растительности, перевыпасом скота, чрезмерным орошением и др. По различным оценкам, в настоящее время в степях Западной Сибири сохранилось всего от 5 до 15—20% коренных ландшафтов [2, 3].

Неравномерность распределения антропогенных нагрузок в степях находит свое отражение в земельной структуре территории (табл. 1).

Наиболее высока площадь сельскохозяйственного освоения в Омском Прииртышье (более 90% территории). Пашня здесь занимает фактически все природные ландшафты (85,1%). Распашке подвергаются даже неудобные земли с серыми лесными почвами и солоди, гривы, пониженные участки с близким залеганием грунтовых вод. В Алтайском крае степень распаханности и сельскохозяйственной преобразованности также достаточно высока (67,6% и 75,5% соответственно), но местами наблюдается достаточная стабильная с экологических позиций земельная структура. В степной зоне Новосибирской области самая низкая степень распаханности земель (49,1%) и достаточно высокая доля природных и полуприрод-ных ландшафтов (лесов, болот, водоемов, пастбищ и др.), что повышает экологическую стабильность территории. Однако здесь отмечена периодическая деградация природных кормовых угодий, происходящая от перевыпаса скота синхронно с циклами прогрессирующего усыхания оз. Чаны [4].

Наиболее информативными индикаторами снижения устойчивости степных агроландшафтов сегодня следует признать фактически те же показатели, что позволяют отслеживать процессы опустынивания, а именно: водную и ветровую эрозию, засоление, снижение содержания гумуса в почвах, формирование аридного рельефа, ксе-рофитизацию и деградацию растительности (в частности, вследствие чрезмерного выпаса скота), уменьшение биоразнообразия, снижение уровня поверхностных и подземных вод, усиление частоты засух, пыльных бурь и др.

По степени развития эрозионных процессов степные районы Западно-Сибирской равнины относятся к зоне сильной дефляции и слабого смыва почв [4]. Здесь преимущественно проявляется дефляция в сильной степени; при этом средняя дефлированность сельскохозяйственных угодий составляет 54,5%. Доля дефляционно-опасных земель достигает от 73,5% в Омском Прииртышье до 88,0% в Западной Кулунде [3, 5]. В степной зоне Новосибирской области общая площадь земель, подверженных процессам дефляции, составляет

1. Структура земельных угодий в степной зоне Западно-Сибирской равнины на 01.01.06 г.

Доля сельскохозяйственных угодий Доля пашни в площади сельхозугодий Занято под:

Лесистость территории водой болотами застройкой, дорогами и прочими землями

Алтайский край 75,5 67,6 13,2 4,1 1,8 5,4

Новосибирская область 73,3 49,1 5,2 8,5 5,1 7,9

Омская область 90,7 85,1 1,0 0,6 0,4 7,3

более 51,0% [6]. Темпы увеличения площадей дефлированных земель составляют от 2,24% в Алтайском крае (по данным ЗапСибГипроЗема) до 6,80% в Омской области [7].

Особенно сильно деградированы южные районы Омской области. Так, в Павлодарском районе дефляции подвержено 79% площади сельхозугодий, в Таврическом — 62,2%, в Одесском — 66,4%. Средне- и сильнодефлировано 38,4% земель Полтавского района, 36,9% — Щербакуль-ского, 27,0% — Одесского [8]. Даже в более или менее благополучном Баганском районе Новосибирской области от дефляции уже пострадало 155,1 тыс.га (9,7% площади сельхозугодий), имеется еще 164,7 тыс.га (10,4%), предрасположенных к дефляции земель [4].

Кроме дефляции на изучаемой территории имеются и локальные очаги линейного проявления эрозионных процессов: овражные системы вдоль рек Иртыша, Оми, Тары, Оши, У и др., а также вокруг озер Курумбельской впадины, некоторых озер древней Алаботинской долины, оз. Эбейты, Ульджай и др. Развитие овражнобалочных систем продолжается и в настоящее время. В Омской области средний линейный прирост их очень велик — 8,1 м в год, а отдельные овраги прирастают со скоростью 75—100 м в год и более [8]. В Кулунде оврагообразование не получило столь значительного развития вследствие малого количества осадков и низкого гипсометрического положения территории.

Весьма актуальны проблемы снижения устойчивости агроландшафтов от процессов засоления, часто усиливающихся под влиянием хозяйственной деятельности человека, прежде всего вследствие орошения сельхозугодий. Особенно широкое распространение процессы засоления агроланд-шафтов получили в западных районах Новосибирской области, где на них приходится 85,8% площади опустыненных сельхозугодий. В Чановском районе в той или иной степени засолено 73,4% сельхозугодий [4]. Второе место по площади солонцовых земель (2,2 млн. га или 25% территории) занимает Омская область, территория

которой уникальна в том отношении, что ее почвы, даже автоморфные черноземы, часто имеют близкие к поверхности засоленные горизонты. Слабое засоление отмечается уже на глубине 30—70 см, реже — 100 см [9].

В сухостепной подзоне Алтайского края, по данным ЗапСибГипроЗема, доля агроландшафтов, подверженных засолению, составляет 26,4% от общей площади подзоны.

В качестве интегрального показателя изменения (или снижения) почвенного плодородия нами анализировалось содержание гумуса в пахотном горизонте (А) почв за несколько периодов почвенного обследования (табл. 2), в результате чего можно сделать вывод о значительном и устойчивом снижении значений данного показателя.

По данным агрохимических обследований, в среднем 56% почв (10,1 млн. га) пахотных угодий Западно-Сибирского региона характеризуются пониженным содержанием гумуса. В Алтайском крае и Омской области таких почв соответственно 68 и 64% [5].

Общие суммарные потери гумуса в почвах степей составляют от 0,37 т/га в год в Омском Прииртышье [7] до 2 т/га в Приалейской степи [10].

Основная причина снижения плодородия почв заключается в снижении запасов органических и питательных веществ вследствие их выноса с урожаем сельскохозяйственных культур. Если в биогеоценозе степи в метровый слой поступает от 8 до 28 т/га органического вещества, то в агроценозе — от 3 до 10 т/га, то есть меньше в 2—3 раза [7].

Ситуация усугубляется резким снижением внесения органических и минеральных удобрений за последнее десятилетие (в десятки раз!). Фактически сегодня гумусовое состояние почв в степях поддерживается только корневыми и пожнивными остатками, а отрицательный баланс элементов питания варьирует от 35—57 кг/га в Алтайском крае и Новосибирской области до 68,8 кг/га в Омской области [3, 4].

Кроме потерь гумуса и снижения мощности гумусового горизонта пахотные степные почвы утратили первоначальную структуру почвенного

2. Изменение содержания гумуса (в %, в горизонте А) в почвах степной зоны

Западно-Сибирской равнины

Регион Год обследования Черноземы выщелоченные Черноземы обыкновенные Черноземы южные Темно- каштановые Каштановые

Омская область 1955-1965 9,40 7,60 4,40

1976-1981 8,10 6,50 3,50

2002 5,20 2,50-3,50

Новосибирская 1964-1976 8,00 6,80 4,20

область 2002 4,30-5,30 1,60-3,1

1954 6,25 5,90 3,80-7,60 3,50-4,61 1,50-3,50

Алтайский 1968 5,47 3,42 2,90 1,5-3,18

1988-1989 1,81 1,82 1,56

край 1992-1994 4,99-5,47 4,51-4,83 0,98-1,23

2002 2,61-4,84 4,38-4,53

Примечание: составлено автором по данным [1, 6, 7, 10 и др.]

покрова, в них снизилось количество водопрочных агрегатов, ухудшилась их форма, почвенный покров стал сильно дифференцированным. За короткий срок распашки (50—80 лет после освоения) совершенно разрушилась уникальная зернистая и капролитовая структуры почвы.

Приведенные данные свидетельствуют о том, что, по современной классификации [4], практически все плодородные почвы степной зоны ЗападноСибирской равнины относятся к выпаханным, деградированным и неокультуренным разностям.

Помимо плакорных степных ландшафтов (пахотных) сильно деградированы ландшафты, используемые под выпас скота. Несмотря на то, что в настоящее время поголовье всех видов скота в степной зоне резко сократилось (особенно овец и коз) и, соответственно, снизилась средняя нагрузка скота, повышения параметров устойчивости пастбищных агроландшафтов не наблюдается, поскольку плотность скота крайне неравномерна, пастбищеобороты не соблюдаются и коренное улучшение не проводится.

Таким образом, изучение основных антропогенных факторов преобразования степей позволяет сделать вывод о необходимости проведения следующих мероприятий, способствующих повышению потенциальной устойчивости степных агроландшафтов.

1. Сохранение биоразнообразия и природных степных ландшафтов, формирование экологического каркаса и др.

2. Развитие оптимизированного пастбищного животноводства с нормированным выпасом скота.

3. Внедрение ландшафтно-адаптивных систем

земледелия.

4. Широкое использование фитомелиорации.

5. Биологическое воспроизводство плодородия почв.

6. Сохранение и реставрация коренной степной растительности.

7. Улучшение состояния полезащитных и водоохранных лесополос.

8. Функциональное зонирование территории с учетом экологических ограничений использования земель и др.

Литература

1. Основы использования и охраны почв Западной Сибири. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1989. 226 с.

2. Горбачев, В.Н. Искусственные элементы экологического каркаса Кулундинской равнины / В.Н. Горбачев, А.Н. Куприянов // Кулундинская степь: прошлое, настоящее, будущее. Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2003. С. 35-41.

3. Парамонов, Е.Г. Кулундинская степь: проблемы опустынивания / Е.Г. Парамонов, Я.Н. Ишутин, А.П. Симоненко. Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2003. 138 с.

4. Субрегиональная национальная программа действий по борьбе с опустыниванием (НПДБО) для Западной Сибири (юг Кулунды Алтайского края, Новосибирская область). Волгоград, 2000. 250 с.

5. Земледелие на равнинных ландшафтах и агротехнологии зерновых в Западной Сибири (на примере Омской области). Новосибирск: РАСХН, Сиб. отд-ние СибНИИСХ, 2003. 412 с.

6. Дитц, Л.Ю. Деградация почвенно-растительного покрова Северной Кулунды как фактор проявления антропогенного опустынивания / Л.Ю. Дитц, Н.В. Шеметова // Сибир-ский экологический журнал. 2004. №3. С. 367-375.

7. Полвека целине. Омск: РАСХН, Сиб. отд-ние СибНИИСХ, 2004. 320 с.

8. Земля, на которой мы живем. Природа и природопользование Омского Прииртышья. Омск, 2002. 576 с.

9. Быковская, Т.К. Биологическая продуктивность степных почв юга Западной Сибири. Вестник Моск. ун-та. Серия 17. Почвоведение. 2004. №4. С. 28-32.

10. Бурлакова, Л.М. Деградация почв и проблемы устойчивого развития сельскохозяйственного производства в Алтай-ском регионе / Л.М. Бурлакова, А.Е. Кудрявцев, Е.В. Кононцева. Ползуновский вестник. 2005. №4. С. 28-34.