Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Физико-географические условия региона 18
1.1. Потенциал климатического фактора в развитии опасных природных процессов (явлений) на территории региона 18
1.1.1. Общая характеристика климата 18
1.1.2. Оценка благоприятности агроклиматических ресурсов для земледелия в регионе 21
1.2. Влияние геоморфологических особенностей территории региона на формирование и развитие опасных природных процессов (явлений) 26
1.3. Состояние почвенно-растительного покрова региона и его зависимость от формирования и развития опасных природных процессов
1.3.1. Почвы 33
1.3.2. Растительность 39
1.4. Гидрографическая сеть региона 40
Глава 2. Теоретико-практические и методические основы эколого географнческой оценки благоприятности земель региона для аграрного освоения 47
2.1. Состояние обеспеченности информационно-картографическими материалами для оценки качества земель региона. Методические аспекты проведения исследования 47
2.2. Структура земельного фонда юга европейской части России 56
2.3. Эколого-хозяйственная характеристика состояния и использования земель региона
2.3.1. Азово-Черноморский субрегион 66
2.3.2. Северо-Кавказский субрегион 80
2.3.3. Прикаспийский субрегион 93
Глава 3. Потери земель и изменение структуры земельного фонда в регионе в результате локального проявления опасных экзогенных процессов
3.1. Потери земель в результате разрушения берегов морей и водохранилищ 99
3.2. Потери земель в результате овражной эрозии 110
3.3. Потери земель в результате русловых процессов на реках региона 114
3.4. Изменение структуры земель в результате схода лавин 120
3.5. Изменение структуры и потери земель в результате схода селей
3.6. Изменение структуры и изъятие земель из землепользования в результате оползневых процессов 132
3.7. Изменение структуры и изъятие земель из землепользования в результате обвально-осыпньгх процессов 138
3.8. Изменение структуры земель под воздействием карстовых процессов 143
3.9. Изменение структуры земель под воздействием просадочных процессов 149
Глава 4. Деградационные процессы на землях региона 153
4.1. Причины деградации земель в регионе 153
4.2. Орошение как фактор интенсификации деградационных процессов в регионе 156
4.3. Воздействие основных видов деградационных процессов на земельный фонд региона 175
4.3.1. Эрозия почв в регионе 175
4.3.2. Засоление и осолонцевание земель региона 191
4.3.3. Переувлажнение земель в регионе 203
4.3.4. Подтопление земель в регионе 212
4.3.5. Заболачивание земель региона 224
4.3.6. Опустынивание земель региона 228
4.3.7. Защебненность и закамененность земель региона 242
Глава 5. Характеристика опасных гидрометеорологических процессов (явлений) и вредителей растений, снижающих урожайность сельскохозяйственных культур 247
5.1. Опасные гидрометеорологические процессы (явления) 254
5.1.1. Опасность засух 254
5.1.2. Опасность пыльных бурь 256
5.1.3. Опасность заморозков 263
5.1.4. Опасность градобитий 266
5.1.5. Опасность сильных дождей 271
5.1.6. Затопление земель в результате наводнений и паводков 282
5.1.7. Опасность степных (хлебных) пожаров 281
5.2. Опасные вредители растений в на землях сельскохозяйственного назначения региона
5.2.1. Опасность распространения саранчи на территории региона 289
5.2.2. Опасность распространения клопа - вредная черепашка на территории региона 297
5.2.3. Опасность распространения лугового мотылька на территории региона 301
5.2.4. Опасность распространения колорадского жука на территории региона 304 Глава 6. Районирование земель сельскохозяйственного назначения региона по степени опасности и риска проявления деградационных процессов 308
6. 1. Районирование земель региона по степени опасности проявления деградационных процессов
6.2. Особенности учета вида и степени опасности воздействия деградационных процессов на земли сельскохозяйственного назначения при оценке их качества и стоимости 316
6.3. Характеристика природных катастроф в растениеводческой отрасли юга европейской части России 322
6.3.1. Хронология наиболее крупных природных катастроф в растениеводческой отрасли региона с начала XX века 322
6.3.2. Чрезвычайные ситуации в регионе, связанные с неблагоприятными условиями погоды 327 6.4. Возможные изменения в активности и масштабах распространения опасных природных процессов (явлений) на землях региона в результате глобального изменения климата 336 Заключение 342
Литература
- Влияние геоморфологических особенностей территории региона на формирование и развитие опасных природных процессов (явлений)
- Эколого-хозяйственная характеристика состояния и использования земель региона
- Изменение структуры земель в результате схода лавин
- Воздействие основных видов деградационных процессов на земельный фонд региона
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Понятие «земля» в широком смысле подразумевает территорию с определенным почвенным покровом, климатом, рельефом местности, растительностью и т. д. В настоящее время в Российской Федерации в больших масштабах происходит изъятие, деградация земель, изменение структуры почвенного покрова в результате природных, антропогенных и социально-экономических процессов. Все это приводит к сокращению площади сельскохозяйственных угодий, снижению плодородия почв, урожайности возделываемых сельскохозяйственных культур и снижению качества продукции.
Территория юга европейской части России представлена сочетанием равнин, предгорий и гор и включает в себя 13 субъектов РФ в пределах Южного и Северо-Кавказского федеральных округов. Анализ качественного состояния земельных ресурсов этого региона показывает, что в течение длительного времени на его обширных земледельческих территориях, наблюдается увеличение площадей деградированных земель, в результате воздействия антропогенной деятельности и опасных природных процессов (явлений). К началу ХХI столетия регион приобрел монофункциональную направленность, природные ландшафты превратились практически полностью в агроландшафты, где компоненты природного комплекса, в том числе и земли, в результате глобальной потери видового разнообразия и естественного равновесия, утратили экологические механизмы самоорганизации, самовоспроизводства, саморегуляции, самоочищения и стали полностью зависеть от разума и действий человека. Широкое использование земель в сельскохозяйственном производстве привело к тому, что на настоящее время доля земель сельскохозяйственного (с/х) назначения в регионе составляет около 80% от общей площади (в Ставропольском крае - более 90%), а площадь пашни – более 50% от общей площади сельскохозяйственных угодий.
Наиболее уязвимым элементом агроландшафтов является почва, так как именно она подвержена максимальному воздействию внешних природно-климатических и антропогенных факторов. Согласно данным многочисленных почвенных и агрохимических обследований, проведенных в ХХ веке, почвенный покров юга европейской части России в основном довольно плодородный и является благоприятным для ведения земледелия. Климатические условия региона также на большей его части благоприятны для выращивания многих с/х культур. Однако, основная часть территории региона расположена в зоне рискованного земледелия, в связи с чем сельскохозяйственное производство несет большие потери от стихийных природных процессов (явлений), имеющих как локальный характер распространения (лавины, сели, оползни, обвалы, осыпи, карст, просадки, абразия берегов морей и водохранилищ и др.), так и площадной (водная и ветровая эрозия, засоление, осолонцевание, переувлажнение, подтопление и заболачивание земель, засухи, заморозки, град, пыльные бури и др.). Юг европейской части страны к тому же является и одним из наиболее опасных в стране в отношении распространения вредных организмов, наносящих ущерб сельскохозяйственному производству. По разным данным недобор урожая только озимой пшеницы из-за повреждения вредителями и болезнями в отдельные годы составляет в регионе 10-15% валового сбора.
Прогрессивное развитие всех этих негативных процессов (явлений) приводит к снижению уровня плодородия почв, урожайности сельскохозяйственных культур и увеличению затрат на получение единицы их продукции, падению продуктивности кормовых угодий, ухудшению качества кормов, а нередко – к необратимым изменениям количественного и качественного состава земельных ресурсов, практически полному разрушению и уничтожению почвенного покрова. Такое положение, в конечном счете, угрожает продовольственной независимости и национальной безопасности страны.
Для предотвращения этих негативных процессов и улучшения экологической обстановки необходима полноценная и разносторонняя информация о масштабах распространения опасных природных процессов (явлений), действующих (или способных действовать) на землях определенной территории, их интенсивности, частоте и размерах чрезвычайных ситуациях природного характера, которые могут произойти в растениеводческой отрасли региона. Без этой информационно-картографической основы, разносторонне характеризующей источники природных опасностей, их пространственное распределение, масштабы и периодичность природных катастроф, невозможна объективная оценка подверженности земель региона опасным природным процессам (явлениям), успешное планирование профилактических и защитных мероприятий по борьбе с ними.
Отсутствие современных картографических и аналитических материалов по оценке и районированию масштабов распространения и опасности проявления опасных природных процессов (явлений) на землях региона, необходимых для межзонального и внутризонального проведения необходимых агротехнических, агрохимических, гидромелиоративных, противоэрозионных, культуртехнических и др. мероприятий, не позволяет дифференцировать типы, виды и интенсивность применения этих мероприятий. До настоящего времени комплексной системной исследовательской работы по оценке масштабов и опасности воздействия на земли юга европейской части России природных процессов (явлений), развитых на его территории практически не проводилось. Существующие методические подходы к проведению такой оценки, а также система оценочных показателей также требуют дальнейшего развития с целью выявления закономерностей влияния этих процессов (явлений) на изменение структуры земельного фонда и продуктивность земель региона.
Цель исследования: сравнительное изучение воздействия опасных природных процессов (явлений) на земельный фонд юга европейской части России, вскрытие природных и антропогенных закономерностей и причин развития этих процессов и проведение районирования территории региона по их видам и масштабам проявления на землях сельскохозяйственного назначения.
Задачи исследования:
Оценить физико-географические условия территории юга европейской части России, влияющие на благоприятность аграрного освоения земель региона и на закономерности географического распространения, направленность и интенсивность развития опасных природных процессов (явлений) на землях региона.
Провести комплексную оценку современного состояния и использования земель сельскохозяйственного назначения в пределах региона.
Установить и охарактеризовать типы и виды воздействия опасных природных процессов (явлений) на земли региона, провести их классификацию.
Оценить масштабы распространения, направленность и интенсивность развития на землях региона опасных природных процессов (явлений) и вредителей сельскохозяйственных культур.
Установить и оценить количественные и качественные изменения земель региона в связи с негативным проявлением различных видов опасных природных процессов (явлений), выявить влияние этих изменений на интенсивность и направленность развития почв и почвенного покрова в целом и разработать мероприятия по защите земель региона от воздействия этих процессов (явлений) и улучшению их состояния.
Создать информационную базу данных, произошедших (за 1992-2009 гг.) в растениеводческом секторе региона чрезвычайных ситуаций (ЧС), связанных с негативным проявлением опасных гидрометеорологических процессов (явлений), уточнить местоположения их катастрофического проявления, провести их пространственно-временной анализ и оценить территориальные особенности и эколого-экономические последствия произошедших природных катастроф.
Разработать и создать на единой картографической основе серию электронных тематических карт и карто-схем зонирования опасных природных процессов (явлений), позволяющих оценить масштабы их распространения на землях региона.
Провести районирование территории региона по степени опасности и риска воздействия на земли сельскохозяйственного назначения юга европейской части России опасных природных процессов с целью выявления природно-сельскохозяйственных зон региона с различным уровнем опасности и риска возделывания сельскохозяйственных культур.
Определить особенности учета вида и степени опасности воздействия деградационных процессов на земли сельскохозяйственного назначения региона при оценке их качества и стоимости.
Оценить возможные изменения в активности и масштабах распространения опасных природных процессов (явлений) на землях региона в результате глобального изменения климата.
Объект исследования: земли юга европейской части России.
Предмет исследования: опасные природные процессы (явления), вредители растений и связанные с ними изменения параметров структуры земель, продуктивности почв и урожайности сельскохозяйственных культур.
Научная новизна исследования:
определены физико-географические факторы, влияющие на благоприятность аграрного освоения земель юга европейской части России и на закономерности географического распространения, направленность и интенсивность развития опасных природных процессов (явлений) на землях региона;
проведена комплексная оценка современного состояния и использования земель сельскохозяйственного назначения в пределах региона;
впервые получена достаточно полная и объективная информация о наборе опасных природных процессов (явлений), воздействующих на земли юга европейской части России, выявлены масштабы их распространения и катастрофичность проявления;
вскрыты природные и антропогенные закономерности и причины развития опасных природных процессов (явлений) в различных природно-хозяйственных зонах юга европейской части России;
установлена зональность распространения опасных природных процессов (явлений) и вредителей сельскохозяйственных культур на территории региона;
определены закономерности количественных и качественных изменений почв, пространственной структуры земель и урожайности сельскохозяйственных культур в результате опасного проявления природных процессов (явлений) и воздействия вредителей растений и разработан комплекс мероприятий по их защите и улучшению состояния;
создана специализированная информационная база данных, произошедших (за период 1992-2009 гг.) в растениеводческой отрасли региона природных катастроф и изучено их пространственно-временное распределение;
разработана и создана серия электронных тематических карт и карто-схем зонирования опасных природных процессов (явлений), позволяющих оценить масштабы их распространения на землях региона;
проведено районирование территории региона по степени опасности и риска воздействия на земли сельскохозяйственного назначения юга европейской части России опасных природных процессов (явлений);
определены особенности учета вида и степени опасности воздействия деградационных процессов на земли сельскохозяйственного назначения региона при оценке их качества и стоимости;
оценены возможные изменения в активности и масштабах распространения опасных природных процессов (явлений) на землях региона в результате глобального изменения климата.
Теоретическая значимость работы.
Основные положения исследуемой проблемы дают представление об особенностях развития, географических закономерностях распространения, направленности и интенсивности протекания опасных природных процессов (явлений) на землях юга европейской части России. Установлены закономерности количественных и качественных изменений почв и почвенного покрова в результате опасного проявления природных процессов (явлений).
Практическая значимость работы
Полученные в результате исследования результаты, можно рассматривать как исходный материал при разработке основных направлений региональной эколого-хозяйственной политики и рационального использования земельных ресурсов региона. Кроме того, они могут быть использованы: для учета всех деградированных и подверженных деградации земель региона; прогноза и предупреждения чрезвычайных ситуаций в сельском хозяйстве, связанных с гидрометеорологическими процессами (явлениями); определения рациональной величины финансовых и материальных ресурсов для локализации и ликвидации возможных ЧС в сельскохозяйственном секторе экономики региона и создания необходимых резервов для их ликвидации; исследования эффективности различных организационных и технических мероприятий по снижению уровней комплексного природного риска для земельного фонда региона; кадастровой оценки земель и исчисления земельного налога на основе кадастровой стоимости земельных участков; разработки проектов рационального природопользования; научной организации комплексных исследований по изучению влияния на земельный фонд региона опасных природных процессов (явлений) и др.
Составленные карты и карто-схемы позволяют оценить масштабы распространения и опасность проявления природных процессов (явлений) на землях региона и могут быть использованы для подсчёта общих объёмов, стоимости, очерёдности и расчёта экономической эффективности комплекса мероприятий по предотвращению отрицательного воздействия на земельный фонд региона опасных природных процессов (явлений) и потребности в специальной технике. Материалы исследования могут быть использованы страховыми организациями страны и региона: при обосновании риска инвестиционных вложений в развитие сельскохозяйственного сектора субъектов РФ в пределах региона; расчета величин страховых тарифов для страхования урожая сельскохозяйственных культур от природных рисков и др.
Материалы диссертации были использованы при разработке Атласа природных и техногенных опасностей и риска чрезвычайных ситуаций Южного федерального округа Российской Федерации (Атлас…, 2007), созданного по заказу МЧС РФ. Материалы исследования также используются при выполнении работ по теме «Распространение и опасность проявления природных процессов и явлений в Северо-Кавказском федеральном округе России» (шифр: 2010-1.1-223-040-039) лота «Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров в области снижения риска и уменьшения природных и техногенных катастроф» (шифр: 2010-1.1-223-040) федеральной целевой программы Минобрнауки «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» (2009-2013 гг.).
Методы исследования и использованные материалы. В качестве основных методов исследования использованы: комплексный сравнительно-географический, геоинформационно-картографический, статистический, районирования, балльных оценок в сочетании с обобщением значительного массива фондовых и литературных материалов.
Составление тематических карт базировалось на геоинформационных подходах, позволяющих гармонично сочетать основные методические положения традиционной картографии и геоинформационных систем (ГИС). В качестве программного средства для создания баз данных, векторизации и обработки картографической информации была использована издательская программа «Frichend». Методика предварительной обработки и подготовки статистических данных (с 1992 г. по 2009 г) по чрезвычайным ситуациям природного характера (из архива МЧС, Минсельхоза и Минприроды РФ), произошедших в сельскохозяйственном секторе экономики региона, заключалась в группировке данных по видам, хронологии и районам проявления. Эти многолетние статистические данные по аномальным природным явлениям, послуживших причиной возникновения в сельском хозяйстве соответствующих чрезвычайных ситуаций различного масштаба, и количественные показатели частот их возникновения на территории исследуемого региона, являются достаточно представительными для их использования в анализе степени подверженности земель юга европейской части России опасным природным процессам (явлениям).
Сбор фактического материала для оценки масштабов распространения и степени проявления опасных природных процессов (явлений) на землях юга европейской части России проводился на основе экспедиционных исследований, обзора литературных и фондовых материалов, имеющихся в различных министерствах и ведомствах страны, в частности Минприроды, Минсельхоза, МЧС РФ и др. (нормативно-правовые документы в сфере земельных отношений и охраны окружающей среды; научно-техническая документация в области землеустройства, кадастра, мониторинга, оценки земель и государственного контроля за их использованием и охраной; государственные доклады и отчеты, архивы, справочники и информационные бюллетени по опасным природным процессам (явлениям) в субъектах РФ и др.), а также в личном архиве автора.
В основу выбора критериев опасности и риска воздействия на земли опасных природных процессов (явлений) положены руководящие документы Минприроды, Минсельхоза, Росгидромета, МЧС РФ. Аналитическая обработка материалов выполнялась в соответствии с действующими федеральными руководствами и методическими указаниями.
Личный вклад автора в работу: Диссертационная работа является результатом обобщения исследований по изучению опасных природных процессов (явлений) и вредителей сельскохозяйственных растений на землях юга европейской части России, проведенных в период с 2000 по 2010 гг. лично автором и в сотрудничестве со специалистами ГУ «Высокогорный геофизический институт» Росгидромета и других научных и образовательных учреждений страны. Автором были осуществлены сбор, обработка и систематизация статистической информации о произошедших за 1992-2009 гг. в растениеводческой отрасли юга европейской части России чрезвычайных ситуаций природного характера, а также имеющихся фондовых и литературных материалов по тематике работы, разработаны и реализованы все указанные далее защищаемые положения. Автором также проведена оценка и районирование по степени природной опасности и риска ЧС земель субъектов региона и созданы соответствующие электронные тематические карты. Достоверность полученных результатов обеспечивается применением современных способов обработки и анализа фактического материала, а также системным подходом к изучению объекта.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Проведенная комплексная эколого-хозяйственная характеристика состояния и использования земель на юге европейской части России позволяет оценить их современное состояние, использование и подверженность деградационным процессам в пределах выделенных субрегионов и эколого-хозяйственных районов.
-
Оценка масштабов распространения и интенсивности развития на землях юга европейской части России опасных природных процессов (явлений) и вредителей сельскохозяйственных культур позволяет установить и оценить природные и антропогенные причины их возникновения, закономерности развития, количественные и качественные изменения земель региона в связи с негативным проявлением этих процессов и разработать мероприятия по защите земель региона от воздействия этих процессов (явлений) и улучшению их состояния.
-
Созданная информационная база данных, произошедших (за 1992-2009 гг.) в растениеводческом секторе региона чрезвычайных ситуаций (ЧС), связанных с негативным проявлением опасных гидрометеорологических процессов (явлений) позволяет провести пространственно-временной анализ этих ЧС и их эколого-экономических последствий и районирование региона по уровню риска возникновения ЧС природного характера на землях сельскохозяйственного использования, что обеспечивает в дальнейшем осуществление дифференцированного подхода при расчете величин тарифов для страхования урожая сельскохозяйственных культур в регионе от природных рисков и др.
-
Созданные карты зонирования и районирования земель сельскохозяйственного назначения юга европейской части России по степени опасности проявления деградационных процессов позволяют установить зональность их распространения, дифференцировать территорию региона по видам и масштабам пораженности этими процессами и выявить наиболее проблематичные территории в отношении изменения структуры земель и опасности их деградации.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на научно-практических конференциях: «Основные тенденции и пути совершенствования механизма экономического развития» (Ставрополь, 2001, 2002, 2004), «Проблемы обеспечения национальной безопасности в контексте глобализационных вызовов» (Ставрополь, 2003), «Экономика регионов России: анализ современного состояния и перспективы развития» (Ставрополь, 2005); международной научно-практической конференции «Развитие форм и инструментария управления аграрной экономикой региона» (Ставрополь, 2005); научно-практической конференции «Актуальные социально-экономические проблемы России» (Москва, 2006); международной научно-практической конференции «Инновационные процессы в решении региональных социально-экономических проблем» (Невинномысск, 2007); международной научно-практической конференции «Финансово-экономические проблемы развития регионального АПК» (Ставрополь, 2008); всероссийской научной конференции «Экологическое состояние и перспективы использования земель России, выбывших из активного сельскохозяйственного оборота» (Москва, 2008); международной научно-практической конференции «актуальные проблемы и перспективы современного гуманитарного знания» (Невинномысск, 2009); II международной научно-практической конференции «Молодежь и наука: реальность и будущее» (Невинномысск, 2009); международной научно-практической конференции «Повышение управленческого, экономического и иновационно-технического потенциала предприятий, отраслей и народно-хозяйственных комплексов» (Пенза, 2009); VI всероссийской научно-практической конференции «Региональные проблемы устойчивого развития сельской местности» (Пенза, 2009); III всероссийской научно-практической конференции «Мониторинг природных экосистем» (Пенза, 2009); VI международной научно-практической конференции «Окружающая среда и здоровье» (Пенза, 2009); V международной научно-практической конференции «Краеведческие аспекты географических исследований и образования» (Пенза, 2009); ХVII международной научно-практической конференции «Экология и жизнь» (Пенза, 2009); ХIII научно-практической конференции «Вузовская наука – Северо-Кавказскому региону» (Ставрополь, 2009); международной научно-практической конференции «Развитие конкуренции как фактор экономического роста и обеспечения социального благополучия: методология, теория, практика» (Невинномысск, 2009); Всероссийской научной конференции «Методическое обеспечение мониторинга земель сельскохозяйственного назначения» (Москва, 2009). В полном объеме диссертация докладывалась на общегеофизическом семинаре Высокогорного геофизического института Росгидромета (Нальчик, 2010).
Публикации. Основные результаты диссертационного исследования нашли отражение в 90 публикациях, общим объемом 201,6 п.л., из них авторских 35,4 п.л., в том числе в 2 монографиях и в 18 рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ для докторских диссертаций.
Объем и структура диссертации. Структурное построение, логика и последовательность изложения материала в диссертации определены ее целью, задачами и отражают характер исследуемой проблемы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы из 397 наименований и приложения. Диссертация изложена на 404 страницах, содержит 29 карт и карто-схем, 30 таблиц, 31 диаграмму, 39 фото. Список использованной литературы занимает 40 страниц. Объем приложения составляет 22 страницы.
Автор благодарен своему научному консультанту - доктору географических наук, профессору В.В. Разумову за помощь и сотрудничество по исследуемой проблематике. Автор выражает особую признательность своим соавторам по научным работам за предоставленную возможность использовать в данной диссертации материалы совместных исследований, а также коллективу отдела стихийных явлений ГУ «Высокогорный геофизический институт» Росгидромета за поддержку и помощь при работе над диссертацией.
Влияние геоморфологических особенностей территории региона на формирование и развитие опасных природных процессов (явлений)
Агроклиматические ресурсы — это совокупность связанных с климатом условий природной среды, которые в естественной обстановке обеспечивают рост, развитие и продуктивность сельскохозяйственных культур. Для каждой сельскохозяйственной культуры характерен свой «агроэкологический оптимум», т.е. довольно четкая приуроченность величины и качества урожая к пространственному и временному градиенту температур, влажности, освещения, содержания элементов минерального питания и их сочетанию. Следовательно, особенности почвы, климата, рельефа, погоды и других факторов должны оцениваться на основе учета особенностей соответствующих адаптивных реакций на них каждого культивируемого вида и даже сорта растений. Лишь при таком подходе, возможно сформировать адаптивную территориальную структуру сельскохозяйственных угодий, при которой все агрофитоценозы будут размещены в наиболее благоприятных для реализации их продукционного, средоулучшающего и рентного потенциала условиях.
К важнейшим агроклиматическим условиям относятся тепло- и влагообеспеченность, условия перезимовки и другие. Актуальность оценки агроклиматических ресурсов определяется тем, что знание сельскохозяйственного потенциала конкретной территории, а также климатического оптимума для отдельных культур позволяет подобрать самые приспособленные к местным условиям растения и их группы, которые являются наименее уязвимыми к воздействию неблагоприятных природных факторов и способны обеспечить наибольшую урожайность при минимальном уровне потерь (Зоидзе, 1997; Зоидзе, Овчаренко, 2000).
На территории Российской Федерации основные факторы климата -свет (солнечная радиация), тепло (термические ресурсы) и влага — распределены очень неравномерно, поэтому обеспеченность субъектов РФ отдельными видами агроклиматических ресурсов резко различается (Атлас..., 2005). Около 80% почвенного покрова страны расположено на территориях, имеющих крайне низкую теплообеспеченность или неблагоприятные условия рельефа (часто и то и другое), что практически или полностью исключает возможности земледельческого использования почв и ограничивает использование их под кормовые угодья (Природно-техногенные..., 2000). На этих территориях почвенный покров выполняет в основном лесорастительные функции или используется в качестве оленьих пастбищ. Значительные площади, имеющие хорошую теплообеспеченность, непригодны для земледелия (без орошения) из-за слабого увлажнения и используются в основном в качестве низко продуктивных пастбищ. В целом на территории России соотношения между качеством почвенного покрова и условиями тепло и влагообеспеченности крайне неблагоприятны. Почти все территории с хорошей влагообеспеченностью имеют низкую теплообеспеченность и, как правило, малоплодородные почвы. Большинство территорий с более плодородными почвами и лучшей теплообеспеченностью страдает от недостатка влаги. Значительная часть территории России, включающая северные районы Уральского, Сибирского и Дальневосточного федеральных округов, характеризуется низкими значениями ресурсов климата, при которых ведение сельского хозяйства в открытом грунте является проблематичным. Наилучшие потенциальные возможности для возделывания сельскохозяйственных культур имеются на юге европейской части России, этот регион лидирует среди других регионов России как по отдельным составляющим, так и по совокупности климатических условий. Для изучаемого региона характерен высокий уровень обеспеченности ресурсами климата при значительно меньшем, чем в целом по стране, диапазоне изменения его составляющих в отдельных субъектах РФ в пределах региона (Атлас..., 2007).
Климатические условия юга европейской части России в целом очень благоприятны для сельского хозяйства и позволяют рентабельно возделывать практически весь спектр культур, формирующих основной продовольственный фонд нашей страны. По данным (Государственный..., 2007, Кирюшин, 2000), зерновые и зернобобовые культуры занимают в округе 60-65% посевных площадей. Здесь производится около 30% валового сбора зерна в Российской Федерации. Хорошая теплообеспеченность территории региона позволяет также успешно возделывать широкий набор овощных, плодовых и кормовых культур. Кроме того, здесь на больших площадях возделываются пожнивные культуры. На всей территории региона сумма положительных температур воздуха выше 10С, соответствующих периоду активной вегетации растений, находится в пределах 3000—3500С при продолжительности этого периода от 153 до 183 дней, что превышает эти показатели в других регионах страны (Доклад..., 2004-2009; Зоидзе, 1997; Зоидзе, Овчаренко, 2000). На преобладающей части территории изучаемого региона теплообеспеченность вполне достаточна для возделывания основных сельскохозяйственных культур, а недостаток тепла начинает ощущаться только при поднятии в горы. Регион располагает также лучшими условиями по влагообеспеченности и солнечной радиации. При этом наиболее благоприятные климатические условия для сельскохозяйственного производства характерны для Краснодарского края (табл. 1.1) В северовосточном направлении от Черноморского побережья Краснодарского края благоприятность климата постепенно снижается (Ростовская, Астраханская и Волгоградская области и Республика Калмыкия) (Атлас..., 2007).
На фоне благоприятных в целом агроклиматических условий для развития сельского хозяйства на территории юга европейской части России, здесь наблюдаются и неблагоприятные гидрометеорологические явления, которые достаточно часто вызывают потери урожая сельскохозяйственных культур. Стихийные гидрометеорологические явления, к которым относятся засухи, пыльные бури, суховеи, природные пожары, заморозки, сильные морозы, ледяная корка, выпревание растений и ряд других, заметно корректируют общий агроклиматический фон, существенно снижают сельскохозяйственную продуктивность климата и наносят большой ущерб сельскому хозяйству региона.
Эколого-хозяйственная характеристика состояния и использования земель региона
На территории юга европейской части России все опасные природные процессы и явления, негативно воздействующие на земельный фонд, можно разделить на три группы по виду и степени воздействия: экзогенные процессы, протекающие с уничтожением почвы и изменяющие структуру почвенного покрова, приводящие к деградации земель и уменьшающие их продуктивность.
Процессы первой группы делятся на две подгруппы. Первая подгруппа включает в себя процессы, представляющие непосредственную угрозу существованию земель. К ним можно отнести: овражную эрозию, переработку берегов морей и водохранилищ, боковую эрозию русел рек. Ко второй подгруппе относятся такие процессы, как: сели, лавины, оползни, обвалы, осыпи, карст, просадки. Поскольку движущей силой большинства этих процессов (лавинных, селевых, оползневых и обвально-осыпных) является сила тяжести, то приурочены они, в основном, к горным долинам и руслам рек. Именно туда выплескивают они свою энергию, там аккумулируют переносимый материал в конусах выноса. Если учесть, что в днищах горных долин и нижних частях склонов находятся и наиболее плодородные горные почвы, становится понятно, что практически все плодородные земли этой части региона находятся в зоне действия указанных процессов, которые и по частоте проявления, и по наносимому ущербу являются опасными на исследуемой территории. Процессы этой подгруппы проявляясь локально, в наибольшей степени изменяют ландшафтный рисунок и почвенный покров отдельных территорий региона. Все процессы первой группы характеризуются неопределенностью момента возникновения, разной скоростью протекания и локальностью проявления. Результаты их воздействия хорошо отражаются в изменении структуры почвенного покрова, границ ландшафтов и уничтожении отдельных компонентов ландшафтов, нарушению связей между ними и др. Вторая группа природных процессов (деградационных) отличается широкомасштабным характером проявления и более растянута во времени. Процессы этой группы не несут прямой и быстрой угрозы для почвы и биоты, но могут привести к полной деградации земель, кардинально изменив структуру почвенного покрова и условия существования биоты, вплоть до ее гибели. К ним можно отнести такие природные процессы как: водную эрозию, дефляцию, переувлажнение, подтопление, заболачивание, засоление, осолонцевание, опустынивание, закамененность и защебненность поверхности почвы и др.
Третью группу представляют около 10 видов опасных гидрометеорологических явлений, особенно негативно влияющих на продуктивность земель и урожайность сельскохозяйственных культур -пыльные бури, град, сильные продолжительные дожди, засухи, заморозки, наводнения и др. К третьей группе можно отнести и вредителей растений, таких как: саранча, луговой мотылек, клоп-вредная черепашка и колорадский жук. Эти вредители сельскохозяйственных культур получили на территории исследуемого региона наибольшее распространение. 2.2. Структура земельного фонда юга европейской части России
Российская Федерация располагает большим земельным пространством, ее территория насчитывает почти 1 млрд 710 млн га. Земли сельскохозяйственного назначения, т.е. расположенные за чертой городских и сельских поселений и предназначенные для нужд сельского хозяйства занимают 400,9 млн га, или 23% общего земельного фонда (Земельный..., 2006). Часть этих земель используют непосредственно как средство производства для получения продукции сельского хозяйства. Они выделены в качестве сельскохозяйственных угодий. Их площадь в составе земель сельскохозяйственного назначения к началу 2005 г. составляла около 200 млн га. Сельскохозяйственные угодья по своим природным свойствам и производственной пригодности тоже неоднородны, могут использоваться с разной степенью интенсивности. Наиболее продуктивная их часть - это пашня, далее идут угодья, пригодные для сенокошения и пастьбы скота. В состав сельхозугодий входят и участки, занятые под многолетними насаждениями, и неиспользуемые участки, т.е. залежи. В пределах административных границ юга европейской части России насчитывается 59131,5 тыс. га земель. Из них земли сельскохозяйственного назначения на 1.01.2009 г. занимали 46550,9 тыс. га или 78,7% от общей площади региона (рис. 2.2.1-2.2.3, табл. 2.2.1) (Государственный...., 2009). Сельскохозяйственные угодья занимают площадь 43875,8 тыс. га, или 94,2% от всех земель сельскохозяйственного назначения. Степень эксплуатации пашни на юге европейской части России значительно превышает экологически допустимые нормы. До 1990-х гт. в степных районах Волгоградской области и Ставропольского края площадь пашни составляла 60-70% от всей площади этих субъектов. Еще выше был процент распаханности (75-80%) в районах Краснодарского края к северу от р. Кубань, на равнинах Кабардино-Балкарии (более 90%) (Агроэкологическое..., 2008).
Изменение структуры земель в результате схода лавин
В природном отношении территория края состоит из двух частей. Северная и центральная части, включающие Кубано-Приазовскую низменность, заняты степями, а южная включает в» себя почти всё Черноморское побережье и занята преимущественно горной поверхностью. Степная Кубань очень благоприятна для ведения сельского хозяйства, поэтому практически вся её территория представляет собой одно огромное поле. Высокая степень распаханности присуща Белоглинскому (84% территории), Брюховецкому (77%) и др. административным районам края.
С учетом сложившихся географических условий и особенностей территория Краснодарского края условно разделена на шесть природно-экономических зон (северная, центральная, западная, Анапо-Таманская, южно-предгорная, приморская), что и определило в них специфику производственной сельскохозяйственной деятельности (Ведение..., 2000, 2001; Доклад..., 2009).
Северная природно-экономическая зона занимает значительную часть Азово-Кубанской равнины с малозаметным уклоном в сторону Азовского моря. Общая земельная площадь составляет 1945,8 тыс. га, из них 1510,2 тыс. га пашни. В экономическом отношении зона является основной базой производства зерновых культур. Это зона недостаточного увлажнения и поэтому в ней часто наблюдаются засухи. Здесь фактором, ограничивающим величину урожая возделываемых культур, часто является низкий запас почвенной влаги. Поэтому в данной зоне максимальное накопление и рациональное использование запасов влаги будет являться важным фактором получения высоких и устойчивых урожаев возделываемых сельскохозяйственных культур. Почвы данной зоны в значительной степени подвержены дефляционным процессам, однако локально проявляется здесь и водная эрозия. В зависимости от рельефа местности и состояния почвенного покрова на глинистых и тяжелосуглинистых почвах, которые преобладают на этой территории, слабый смыв отмечен при уклонах до 5, средний при 5-7, сильный от 7 и выше.
Общая земельная площадь центральной природно-экономической зоны составляет 1950,4 тыс. га, в том числе 1296,4 тыс. га пашни. Рельеф в основном равнинный, хотя в степной правобережной части Кубани встречаются многочисленные западины, а на левобережье - балки. Почвы центральной зоны, при условии обеспечения их в достаточном количестве азотными и фосфорными удобрениями, дают высокие урожаи пшеницы, кукурузы, подсолнечника, сахарной свеклы и других сельскохозяйственных культур. Значительная часть почв зоны подвержена ветровой и водной эрозии и переувлажнению.
Западная природно-экономическая зона включает дельту и нижний участок поймьь Кубани. Общая земельная площадь - 559,8 тыс. га, в том числе сельскохозяйственных угодий - 377,4 тыс. га, из них пашни - 336,7 тыс. га. Значительная часть почв данной зоны деградирована, засолена, переувлажнена и заболочена. Длительное использование почв, более 30-50 лет, в рисовых оросительных системах (РОС) существенно изменило, ухудшило и нивелировало свойства различных почв и способствовало образованию нового искусственного типа рисовых почв. В процессе строительства и эксплуатации РОС произошло антропогенное преобразование профиля почв в результате планировки, нивелировавшей естественные элементы мезо- и микрорельефа и создавшего новый рельеф, включающий осушительные каналы, дамбы дорог и оросителей, выровненные чеки. Почвенные процессы изменились в сторону циклической смены окислительных и восстановительных процессов. Наблюдается усиление гидроморфизма, способствующего накоплению токсичных веществ, потере структуры, уплотнению, уменьшению водопроницаемости, усилению склонности к набуханию и трещиноватости. В настоящее время многие РОС не используются по назначению, в результате каналы, дамбы, валики зарастают болотной растительностью, что приводит к разрушению гидротехнических сооружений.
Общая земельная площадь Анапо-Таманской природно-экономической. зоны составляет 293,8 тыс. га, из них 88,6 тыс. га пашни. Значительная часть территории зоны отличается повышенной пересеченностью местности с характерным для нее низкогорным рельефом и невысокими сопками. Зона относится к районам недостаточного увлажнения. Специализация данной зоны, в основном, на выращивании винограда, овощей и риса.
Южно-предгорная природно-экономическая зона составляет значительную часть территории Краснодарского края - 1603,9 тыс. га, из них 547,2 тыс. га пашни. Характерной особенностью зоны является расчлененность рельефа местности, связанная с процессами эрозии и явлениями тектонического порядка.
Приморская природно-экономическая зона описана ниже при характеристике районов побережий морей.
В настоящее время фактическое состояние ведения сельского хозяйства в крае характеризуется- преимущественно экстенсивным развитием. Пахотные земли края в течение длительного времени, эксплуатируются с интенсивным применением ядохимикатов, минеральных удобрений, использованием мощной, разрушающей структуру почв техники, несоблюдением севооборотов, в результате чего они быстро теряют свои уникальные свойства, в первую очередь, плодородие. Интенсивно протекающие в настоящее время процессы деградации почв могут привести к потере больших площадей черноземных почв, используемых для производства сельскохозяйственной продукции. По данным НИИ Кубаньгипрозем, в Краснодарском крае не осталось земель, не подверженных тем или иным процессам деградации в различной степени. Основными деградационными процессами в крае являются ветровая, и водная эрозия почв, переувлажнение, подтопление (рис. 2.3.4). По данным (Доклад..., 2009), водной и ветровой эрозии в крае подвержено 2364,3 тыс. га сельскохозяйственных угодий или 49,3% всех земель сельскохозяйственного назначения.
Воздействие основных видов деградационных процессов на земельный фонд региона
По данным (Государственный..., 2008), на реках, протекающих в западной части Северного Кавказа - Псекупс, Пшиш, Афипс, Иль, Хабль, Абин, Адагум, Курджипс, интенсивность процессов боковой эрозии низкая. Активные эрозионные процессы наблюдаются в долинах нижнего течения рек Мзымта и Псезуапсе. Пораженность процессами здесь достигает 50%, наибольшие размывы отмечаются на участках развития пойменных террас. Прохождение катастрофических паводков на реках Агой, Небуг, Нечепсухо, Ту и их притоках в Туапсинском районе Краснодарского края, в результате выпадения ливневых осадков, приводит к резкой активизации боковой эрозии. Развитие процессов эрозии в среднем и нижнем течении рек Кубань, Белая, Уруп, Лаба, Зеленчук и др., сопровождается массовым переносом наносов, что способствует прогрессирующему развитию процессов боковой эрозии. Пораженность берегов этих рек боковой эрозией в среднем составляет 50-70%. По данным (Информационный геологический..., 2007), в среднем течении р. Кубань на меридиональном участке реки развитие процессов боковой эрозии фиксируется на отдельных участках от г. Невинномысск до г. Новокубанск, где пораженность составляет около 30%. В районе гг. Армавир и Новокубанск в русле р. Кубани в результате выемки песчано-гравийной смеси, усилились процессы боковой эрозии. Значительное воздействие наблюдается в районе резкого поворота реки на запад (станицы Темижбекская, Кочубеевская и др.). На широтном участке реки (ст. Кавказская - ст. Воронежская) темпы боковой эрозии снижаются до 0,1-0,3 м, высокие темпы боковой эрозии фиксировались только в вершинах излучин, составляющие 0,8-1,2 м. На этих участках рек наблюдается формирование кос и отмелей на противоположных берегах рек.
На р. Кубань высокая опасность русловых процессов существует также в верхних и нижних бьефах водохранилищ: в первом случае — из-за аккумуляции наносов в русле и на пойме, во втором — из-за врезания русла (Разумов и др., 2008). По данным (Информационный геологический..., 2007), ниже Краснодарского водохранилища, в условиях полностью зарегулированного стока нижнего течения р. Кубани, где активизация боковой эрозии контролируется количеством расходов Тиховского и Федоровского гидроузлов, наблюдается незначительное снижение процессов, ввиду ежегодного уменьшения сбросов. Темп развития процессов составил на прямых участках русла 0,5-0,7 м, на излучинах — 1-1,5 м. На этом участке реки происходит активное переформирование русла реки, аккумуляция песчано-илистого материала, отмирание проток, образование островов. Активное развитие процессов наблюдается на pp. Лаба, Белая, Уруп, где темпы процессов боковой эрозии сохраняются на уровне 0,7-1,2 м с активным переформированием русла реки и образованием аккумулятивных форм (кос, отмелей). Пораженность берегов достигает 50-70%. Вдоль левого берега р. Лабы скорость разрушения берегов достигает 5 м. Пораженность береговой зоны активной боковой эрозией достигает 70%. Активное переформирование русловых потоков, образование новых кос и отмелей происходит на участке слияния рек М. Лаба и Б. Лаба севернее ст. Каладжинской. В районе р. Бол. Зеленчук наблюдается увеличение активности развития процессов боковой эрозии (Атлас..., 2007).
В Ставропольском крае интенсивная боковая эрозия отмечается на 552 участках суммарной протяжённостью 694,85 км (Информационный..., 2006). Особенно распространён этот процесс по берегам рек Егорлыка, Кубани и Б. Зеленчука, Калауса, которые протекают в размываемых берегах, сложенных супесями и суглинками. В засушливых районах, на реках бассейна Кумы и Маныча, боковая эрозия слабая, размываются только пойменные уступы. Практически для всех рек характерна миграция русла в пойме (Информационный..., 2006).
На территории Кавказских Минеральных Вод речная эрозия связана с деятельностью рек Кума, Подкумок и их многочисленных притоков. В районе г. Кисловодск (Кузнецов, 2007), процессы береговой эрозии развиты по долинам рек Белая, Аликоновка, Ольховка, Березовая. В районе Минеральных Вод речная эрозия проявляется в основном в паводковые периоды на реках Кума и Джемуха.
На р. Терек опасность изменений русел и пойм выражается, в первую очередь, в размывах пойменных берегов, сложенных галечниками, песками и суглинками, со скоростью до 5 м/год (Атлас..., 2007). Наиболее крупным является размыв правого берега р. Терек на отрезке ст. Терская (Республика Северная Осетия-Алания) - с. Братское (Чеченская Республика). Скорость размыва берегового уступа составляет 4-10 м в год (Информационный геологический..., 2007).
В Республике Дагестан развитие боковой эрозии отмечено по притокам рек Андийское и Аварское Койсу, Самур (Государственный..., 2008).
Размывы берегов рек Приазовской низменности — Кирпили, Бейсуг, Челбас, Ея протекают очень медленно (менее 1 м/год) и только в характерных местах — вершинах излучин (размываются их вогнутые берега). Опасность от размыва берегов и на малых, и на средних реках этой части региона является незначительной (Чернов, 2000).
Опасность изменений русел и пойм северных районов округа, относящихся к бассейну реки Дон, как правило, невысока. Непосредственно на р. Дон опасность колеблется от малой в пределах севера Ростовской области до высокой в верхнем и нижнем бьефах Цимлянского водохранилища (Атлас..., 2007). На Нижнем Дону выделено 176 км активных эрозионных берегов или 41,3% от общей протяженности береговой линии. Активность русловой эрозии преимущественно слабая и весьма слабая, наиболее ей подвержен участок от Цимлянского водохранилища до г. Семикаракорска. Ниже по течению встречаются только отдельные проявления, весьма протяжённые (от первых сотен метров до 5-7 км), но мало активные. Наиболее активные участки боковой эрозии расположены в районе г. Семикаракорск (хутор Чебачий), г. Константиновск (ниже гидроузла) и ст-цы Романовской (Государственный..., 1998, 2008). Высокая опасность существует в нижних течениях рек Хопер и Северский Донец. Реки меньших размеров северной части округа отличаются малой и незначительной опасностью русловых процессов, выражающейся здесь в заилении их русел и пойм в связи с распашкой водосборов и повышенным стоком наносов с них (Чернов, 1994).
В Астраханской области речная эрозия развивается в пределах Волго-Ахтубинской поймы (1-10 м/год) (Государственный..., 2008). Разветвленная речная сеть поймы и дельты способствует достаточно пшрокому проявлению деятельности проточной воды. Реки на отдельных участках подмывают и размывают берег и образуют медленно перемещающиеся песчаные острова и отмели. Наиболее интенсивный размыв и обрушение берега происходит в основном в период паводка, особенно на его спаде. На некоторых участках размыва продвижение береговой линии происходит по несколько метров в год. Интенсивному размыву берега способствуют рыхлое сложение пород, слагающих берега, и значительная глубина р. Волги и её протоков и рукавов (Схема..., 2003).
В пределах Волгоградской области высокая опасность обусловливается, в основном, интенсивным размывом пойменных берегов в вершинах и нижних крыльях излучин (более 5 м/год) (Чернов, 1994). Эрозионным процессам подвергнут практически весь коренной берег правобережья р. Волги. Процессы боковой эрозии развиты от нижнего бьефа Волгоградского водохранилища до низовьев р. Волги, где процессам эрозии подвержено 150 км коренного берега. В районе нижнего бьефа Волгоградской плотины (г. Волжский) темпы боковой эрозии составляют 1-3 метра (Информационный геологический..., 2007).
