Введение к работе
Актуальность. Изучению почвенного покрова, как упорядоченной пространственно-организованной системы, ее изменению под действием природных и антропогенных факторов в последние десятилетия уделяется все большее внимание: увеличивается объем исследований по структуре почвенного покрова, расширяется их география, разрабатываются общие и региональные классификации, составляются почвенные карты методом отображения структур почвенного покрова (СГО1). Интенсивное развитие данного направления в почвоведении связано с необходимостью разработки теоретических основ для решения ряда практических задач по приостановлению деградации почв и оптимизации использования почвенных ресурсов.
Ранее проведенные исследования структур почвенного покрова Алтайских равнин и горных областей Алтая (Алтайский регион), имея большую теоретическую и практическую ценность, в полной мере не удовлетворяют современньм запросам научного обеспечения основных направлений рационального использования и охраны почвенных ресурсов. Не решены методические проблемы получения необходимых гене-тико-производственных и пространственно-географических особенностей почвенного покрова для качественной оценки и учета земельных ресурсов. Недостаточно разработаны вопросы классификации, пространственно-структурной организации и картографирования СПП.
Поднятие целинных и залежных земель с начала 50-х и экономические условия реформирования земельных отношений 90-х годов настоящего века привели в Алтайском регионе к интенсивному развитию деградации почвенного покрова. Для проведения мероприятий по приостановлению и прекращению деградации почвенного покрова (ПП) при ограниченных экономических ресурсах необходимо получение оперативной информации о состоянии и причинах изменения структуры почвенного покрова. Это возможно при организации почвенного мониторинга, методы которого для природно-хозяйственных условий Алтайского региона до настоящего времени не разработаны.
Природно-сельскохозяйственное районирование Алтайского региона, построенное по почвенным материалам до освоения целинных и залежных земель, а Республики Алтай по данным фрагментарных исследований, не отражает в полной мере современные особенности ПП различных территорий. Это снижает эффективность научных рекомендаций по почвозащитным мероприятиям. При районировании не учитывалась ретроспективная антропогенная нагрузка на почвенный пок-
ров, определяющая тенденции изменения последнего при различном характере использования земель.
При почвенных исследованиях в настоящее время все еще в полной мере не реализуются возможности современной компьютерной техники для получения, хранения и графической интерпретации информации- о почвенных ресурсах и принятия управленческих решений по их рациональному использованию.
Поэтому изучение почвенного покрова, его пространственно-структурной организации с привлечением современных методов актуально как в научном-отношении, так и для рационального использования, прогноза изменений состояния СПП при возможных вариантах хозяйствования.
Цель и задачи исследований. Основная цель работы - усовершенствовать методы исследований, выявить изменения СПП во времени и"их причины, дать им оценку и на ее основе разработать основные направления рационального использования и охраны почвенного покрова Алтайских равнин, предгорных и горных областей Алтая. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
-
Выявить пространственно-структурную организацию почвенного покрова, усовершенствовать классификацию, методы изучения и картографирования СПП.
-
Разработать схему почвенно-географического районирования на основе представлений о СПП, определить факторы дифференциации почвенного покрова и выявить неоднородность СПП по единицам районирования.
-
Разработать методику регионального и локального мониторинга состояния почвенного покрова и его картографическое сопровождение с использованием элементов ГИС-технологий.
-
Обосновать критерии и провести типизацию земель для сельскохозяйственного использования.
-
Разработать основные направления рационального использования и охраны почвенного покрова в зависимости от их характеристик, природных и антропогенных факторов.
Объекты и методы исследований. Объектами исследований послужили пространственно-структурная организация ПП, методы картографирования и изменение количественных параметров СПП Алтайских равнин, предгорных и горных областей Алтая во времени в зависимости от изменения факторов их формирования, обусловленных хо-
зяйственной деятельностью.
В"работе были использованы общепринятые в почвоведении методы: сравнительно-географический, сравнительно-исторический, вложенных ключей. Кроме того, для выделения границ почвенных выделов и экстраполяции характеристик СПП с ключевых участков на основную территорию широко использованы методы дистанционного зондирования (АФС, СВЧ-, ИК-съемки).
Для обработки полученного материала использованы математические методы: общепринятые статистические (Плохинский, 1970; Са-вич, 1972; Дмитриев, 1972), метод характеристических интервалов (Генес, 1967), корреляционный и регрессионный анализы (Дмитриев, 1972), информационно-логический Шузаченко, Карпачевский, Взнуз-даев, 1970).
При создании временных карт состояния СПП, статистической обработки полученных материалов были разработаны и использовались элементы ГИС-технологий.
Диссертация написана по итогам выполнения исследований по заданиям 2. 1.1.3.2.2., подпрограммы "Земельные ресурсы Сибири" программы "Сибирь" СО АН СССР (Прикладная НИР, N гос. per. 79073790), а так же Алтайского государственного университета (АГУ) Международной программы "Мир-Природа" в рамках протокола "Гор-Черномырдин" по космическому сотрудничеству США и России.
Автор в течение 1989-1997 гг. является непосредственным исполнителем и научным руководителем ряда тем, выполняемых на хоздоговорной и плановой научной основе кафедрой почвоведения и агрохимик Алтайского государственного аграрного университета (АГАУ), Алтайским институтом мониторинга земель и экосистем (Ал-тайИМЗом), ИВЗП СО РАН, Алтайским предприятием ЗАПСИБНИИГИПРОЗЕМ и других организаций.
В исследованиях, проводимых автором, принимали участие сотрудники кафедры почвоведения и агрохимии Г.Г.Морковкин, Л.М.Тата-ринцев, А.Е.Кудрявцев, М.Ж.Кашкарбаев и студенты агрономического факультета; сотрудники АлтайИМЗ - О.М.Малютина , Н.Т. Семешина; сотрудники НИИ ЭМ при АГУ - Т.В. Байкалова, А. В. Евтюшкин, А.Н.Романов. Всем им автор выражает благодарность.
Особую признательность автор выражает своему учителю и многолетнему наставнику, заведующему кафедрой почвоведения и агрохимии, доктору сельскохозяйственных наук Лидии Макаровне Бурлако-
вой - за консультации, советы и постоянную поддержку при проведении исследований, организации экспедиций и написанию диссертационной работы. Автор также выражает признательность и благодарность член-корреспонденту РАН В. Л. Миронову, д.т.н. Н.М. Оскор-бину и к.э.н. Ю.А. Полякову за ценные советы и помощь при освоении методов дистанционного зондирования и ГИС-технологий.
Научная новизна работы. Впервые установлены иерархические уровни организации почвенного покрова Алтайских равнин, предгорных и горных областей Алтая, разработаны методы их выделения и классификации, установлены факторы дифференциации почвенного покрова по единицам проведенного автором почвенно-географического районирования. Предложены концептуальные положения электронных (базовых, временных, прогнозных) карт структур почвенного покрова, обоснованы принципы их составления и ведения. Дана оценка деградации СПП под влиянием антропогенной нагрузки. Определены критерии, ограничивающие антропогенную нагрузку в Алтайском регионе.
Впервые определены необходимые населению региона площади зон педосферы: продуктивная, защитная, компромиссная, индустриально-селитебная. Разработан метод оптимизации земельного фонда с учетом основных потребностей человека и устойчивости экосистем.
На зашиту выносятся методологические положения рационального использования и охраны почвенного покрова, основой которых являются:
оценка деградации параметров структур почвенного покрова разных уровней организации при различных уровнях антропогенной нагрузки;
концептуальные положения создания и ведения тематического содержания электронных карт структур почвенного покрова в системе комплексных электронных атласов "Состояние земель" - " Природные ресурсы";
- метод оптимизации структуры земельного фонда.
Практическая значимость. Предложено почвенно-географическое
районирование на основе СПП для организации систем регионального и локального почвенного мониторинга. Определены и рекомендуются масштабы карт СПП разных уровней организации и их содержание. Предложены элементы ГИС-технологии для создания электронных карт и формирования базы данных электронных атласоз состояния почвен-
ного покрова.
Разработаны рекомендации по охране и рациональному использованию почвенного покрова с учетом регламентации антропогенной деятельности.
Реализация результатов исследований. Основные результаты исследований автора используются краевыми, городскими (Барнаул. Рубцовск) и сельскими (Шипуновский, Тальменский, Бийский) комитетами по земельным ресурсам и землеустройству Алтайского края, Республики Алтай, Кемеровской области, а также институтами и научными учреждениями в системе РОСКОМЗЕМа, МИНВУЗа РФ и вузами Барнаула.
Апробация работы. Материалы исследований были доложены на научной конференции "Экологические проблемы химизации сельского хозяйства" (Барнаул, 1990); международной научно-практической конференции "Современные технологии геодезического, фотограмметрического и картографического обеспечения землеустройства и земельного кадастра в Сибирском регионе" (Новосибирск, 1994); Алтайской краевой конференции по охране природы (Барнаул, 1995); Всероссийской научно-практической конференции "Горы и человек: в поисках устойчивого развития" (Барнаул, 1996); международной научно-практической конференции "Проблемы менеджмента на пороге 21-ого века" (Барнаул, 1996); международной научно-практической конференций "Интеркарто-2" (Иркутск, 1996) и др.
Результаты исследований обсуждены на семинарах и коллегиях земельных комитетов, организованных Алтайкомземом, главами администраций на объектах исследований соискателя ( Бийский, Шипуновский сельские районы, г.Барнаул, г.Рубцовск, 1996); Кемкомзе-мом (г.Кемерово, 1994г., Прокопьевск, 1995).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 24 печатные работы.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, написана на»|/Устранйцах машинописного текста, содержитсХрисунков и схем, Сіртаблицн и библиографию из ^/источников.
