Фитоэкологическая оценка и агролесомелиорация опустыненных земель Западно-Казахстанской области Есмагулова Баян Жумабаевна

Содержание к диссертации

Введение

1 История изучения и физико-географическая характеристика западно-казахстанской области (ЗКО) 10

1.1 Географическое положение 10

1.2 История изучения ЗКО 11

1.3 Геологическое строение, рельеф и гидрология 14

1.4 Климат и почвы 18

1.5 Флора и фауна 19

2 Проблема опустынивания земель и возможность применения данных дистанционного зондирования для её оценки 22

2.1 Понятие и проблемы опустынивания 22

2.2 Применение данных дистанционного зондирования Земли для изучения процессов опустынивания 29

3 Программа, объекты и методика исследований 35

3.1 Программа и объекты исследования, используемые материалы 35

3.2 Методика полевых исследований 37

3.3 Методика камеральных исследований 41

4 Оценка антропогенной нагрузки на ландшафты зко и их группировка 48

4.1 Оценка антропогенной нагрузки 48

4.2 Оценка пастбищной нагрузки и её динамика 55

5 Фитоэкологическая оценка, агролесомелиоративное картографирование и ландшафтно-экологическая группировка земель ЗКО 63

5.1 Фитоэкологическая оценка и агролесомелиоративное картографирование земель эолово-аккумулятивных комплексов 63

5.1.1 Ключевой участок «Кандагаш» 64

5.1.2 Ключевой участок «Семь сестер» 73

5.1.3 Ключевой участок «Алымшагыл» 80

5.1.4 Ключевые участки «Бажбан» и «Кырган» 88

5.2 Динамика площади разбитых песков

(ключевой участок «пос. Сейткали») 95

5.3 Анализ пастбищной дигрессии на пологоволнистой суглинистой равнине (ключевой участок «озеро Аралсор») 100

6 Оптимизация природопользования на деградированных землях ЗКО 108

6.1 Оптимизация деградированных земель

эолово-аккумулятивных комплексов 108

6.2 Закрепление и восстановление подвижных песков 114

6.3. Рациональное использование пастбищ

пологоволнистой суглинистой равнины 117

Заключение 119

Практические рекомендации 122

Список литературы 123

• Геологическое строение, рельеф и гидрология
• Применение данных дистанционного зондирования Земли для изучения процессов опустынивания
• Методика камеральных исследований
• Оценка пастбищной нагрузки и её динамика

Введение к работе

Актуальность исследований. Западно-Казахстанская область (ЗКО) Республики Казахстан представляет собой огромный регион площадью 151,2 тыс. км², большая часть земель которого используется под пастбища. Вследствие интенсивных антропогенных нагрузок, нерационального использования пастбищных угодий, а также специфических природно-климатических условий области за последнее 30 лет на этой территории возник целый ряд экологических проблем, среди которых наибольшее значение приобрела деградация земель. В связи с этим в регионе возникла необходимость проведения комплексных агролесомелиоративных мероприятий по закреплению песков, восстановлению и сохранению естественного травостоя деградированных пастбищ, а также по организации пастбищеоборотов и т.д. Для организации научно-обоснованных мелиоративных мероприятий по восстановлению высокопродуктивных пастбищных экосистем региона первоочередным этапом должна стать фитоэкологическая оценка территории, проводимая с использованием современных методов дистанционного зондирования Земли (аэро- и космоснимков) и геоинформационных технологий.

Степень разработанности темы. Исследованием природы региона занимались многие исследователи. Изучению почвенно-растительных ресурсов Западно-Казахстанской области посвящены работы И. И. Лепехина (1769), который исследовал районы Западного Казахстана по маршруту: дельта р. Волги – г. Гурьев – г. Уральск – г. Оренбург. П. С. Паллас (1773, 1788) описывал редкую засушливость климата области и песчаную почву. В начале ХIX века Э. А. Эверсман (1840) составил крупномасштабную карту Бокейевской Орды. В работах известного исследователя края А. Г. Гаеля (1974) рассмотрены вопросы возникновения песчаных массивов Западного Казахстана. Рын-пески исследовали А. Г. Рябуха, А. С. Рябуха (2008), М. Н. Сыдыков (2008), В. С. Кучеров (2008), К. Н. Кулик (1989).

Сведения о природном облике Прикаспийской низменности наиболее полно представлены в описаниях Т. Д. Якубова (1955), А. Г. Доскач (1953, 1979), А. А. Чибилёва (1988, 2008). Исследованием фауны и флоры Западно-Казахстанской области занимались О. Т. Кольченко (1958), Т. Дарбаева и Т. Цыганкова (2001), Н. И. Котин (1967). Историко-географические предпосылки возникновения проблемы опустынивания в изучаемом регионе рассматриваются в работах А. В. Чигаркина (1984), К. М. Ахмеденова (2003, 2009).

Вопросами защитного лесоразведения на рассматриваемой территории занимались А. Г. Гаель (1952, 1989, 1999), В. И. Петров (1983, 1993), К. Н. Кулик (1987, 1996, 2004), В. А. Ковда (1950, 1984), Ф. М. Касьянов (1978), Н. С. Зюзь (1975), А. С. Манаенков (1984, 1997), М. К. Сапанов (1998), В. Ю. Душков (2002), М. Л. Сиземская (2011) и другие.

Работы данных ученных являются фундаментом в изучении возникших негативных проблем Западно-Казахстанской области, связанных с нерациональным использованием ресурсов и приведших к деградации сельскохозяйственных угодий.

Объект исследований – пастбища Западно-Казахстанской области.

Цель исследований – осуществить фитоэкологическую оценку деградированных пастбищ ЗКО и провести агролесомелиоративное картографирование на основе геоинформационных технологий для разработки рекомендаций по лесомелиоративному обустройству территории.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

1. проанализировать современную структуру землепользования и степень антропогенной нагрузки на территории административных районов ЗКО;

2. провести ретроспективный анализ процесса освоения пастбищ ЗКО;

3. осуществить фитоэкологическую оценку и ландшафтно-экологическую группировку пастбищ ЗКО по комплексу почвенно-геоморфологических условий, виду и степени деградации земель;

4. провести агролесомелиоративное картографирование песчаных массивов ЗКО для определения лесопригодности земель и планирования лесомелиоративного обустройства;

5. провести картографирование динамики площади незакрепленных песчаных массивов;

6. оценить состояние пастбищных фитоценозов ЗКО при различных животноводческих нагрузках;

7. предложить комплекс агролесомелиоративных мероприятий по оптимизации экологической обстановки на деградированных пастбищах ЗКО.

Научная новизна. Впервые проведено геоинформационное картографирование фитоэкологических условий аридных ландшафтов ЗКО. Показана возможность оценки степени зарастания песчаных массивов методами изолиней-ного картографирования. Установлена зависимость общего проективного покрытия травостоя по мере удаления от животноводческой точки на землях ЗКО. Дана количественная оценка распределения земель по уровням деградации пастбищных угодий. Разработаны рекомендации для проведения агролесомелиоративных мероприятий на аридных пастбищах области.

Теоретическая и практическая значимость работы. Полученные результаты имеют важную теоретическую и практическую значимость для проведения мониторинговых исследований природно-антропогенных комплексов ЗКО (определение продуктивности пастбищных угодий, отслеживание скорости наступления песков на социальные и хозяйственные объекты и т.д.), а также для планирования и организации адаптивно-ландшафтного обустройства земель ЗКО и сопредельных территорий. Предложенная методика оценки степени зарастания песчаных массивов древесной и травянистой растительностью по космическим снимкам дает возможность оперативно оценивать динамику закрепления или, наоборот, разбивания песков.

Материалы диссертационной работы внедрены в учебный процесс кафедры «Механизированные технологии и землеустройство» Западно-Казахстанского аграрно-технического университета имени Жангир хана в курсе лекций и лабораторно-практических занятий по дисциплине «Агролесомелиорация».

Методология и методы исследований. Методологической основой работы послужили исследования Б. В. Виноградова (1964, 1998), В. И. Петрова (1985, 1989),

К. Н. Кулика (1996, 2004) и других, заложивших основы изучения процессов опустынивания в аридной зоне и возможности применения для этого аэрокосмической информации. В диссертационной работе были применены методы полевых экспедиционных исследований (Розанов, 1975; Общесоюзная инструкция…, 1984), дешифрирования космических снимков (Виноградов, 1976; Книжников, 2011), ландшафт-но-экологического профилирования (Методические указания…, 2007), агролесомелиоративного картографирования (Кулик, 2004; Рулев, 2007; Геоинформационные…, 2010). Для составления тематических карт были освоены приемы работы с информационно-поисковым веб-сервисом Google Earth и программными продуктами Surfer и Global Mapper. Для обработки полевых материалов и данных оценки состояния пастбищных земель ЗКО использовались методы математической статистики. Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

ландшафтно-экологическая группировка земель животноводческих районов ЗКО по комплексу почвенно-геоморфологических условий, виду и степени деградации земель, позволяющая подбирать соответствующие приемы геоинформационного картографирования, а также разрабатывать агролесомелиоративные мероприятия.

методика изолинейного картографирования степени зарастания песчаных массивов древесно-кустарниковой и травянистой растительностью, позволяющая дистанционно определить лесомелиоративные типы земель.

результаты фитоэкологической оценки, агролесомелиоративного и динамического картографирования деградированных земель ЗКО, позволяющие определить долю лесопригодных земель и объемы лесомелиоративных работ.

особенности деградации пастбищных угодий в 4-х-километровой зоне от животноводческой точки (кошары), позволяющие рационально спланировать пастбищеоборот и предложить загонно-порционную систему пастьбы.

Степень достоверности полученных результатов работы подтверждается большим объемом полевых исследований, применением общепринятых методик получения экспериментальных данных и статистических методов обработки результатов, использованием в качестве растровой основы для картографирования космических снимков высокого разрешения с высокоточной географической привязкой к местности, обеспечиваемой современными геоинформационными системами.

Апробация результатов исследования. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на VII Международном симпозиуме «Степи Северной Евразии» (Оренбург, 2015), Международной научно-практической конференции «Агролесомелиорация в 21 веке: состояние, проблемы, перспективы, фундаментальные и прикладные исследования» (Волгоград, 2015), XII International and practical conference «International scientific review of the problems and prospects of modern science and education» (Boston, 2016).

Личный вклад. Автору принадлежит постановка проблемы, формулировка цели и задач исследования. Диссертант непосредственно участвовал в полевых экспедиционных исследованиях, самостоятельно провел статистическую обработку полученных данных, составил тематические карты с использованием ГИС, сформулировал выводы и предложения производству. Диссерта-

ционная работа выполнена автором в 2013- 2016 гг. в рамках тематического плана НИР ФГБНУ «ВНИАЛМИ»: по заданию 9.1 «Геоинформационное моделирование и дистанционный мониторинг процессов опустынивания ландшафтов в разных природных зонах РФ» и 0713-2014-0021 «Теоретическое и геоинформационное моделирование, мониторинг и прогноз процессов деградации опустынивания ландшафтов в потенциально неустойчивых переходных природных зонах (зональных экотонах)». Доля личного участия автора 70%.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 научных работ, в том числе 2 статьи в изданиях, рекомендуемых ВАК Минобрнауки РФ. Общий объем 5,1 п.л., лично соискателю принадлежит 2,4 п.л.

Структура и объем диссертации. Работа изложена на 159 страницах. Состоит из введения, шести глав, заключения и практических рекомендаций. Содержит 22 таблицы, 43 рисунка, 15 приложений. Список использованной литературы включает 221 наименование, в том числе 7 на иностранных языках.

Геологическое строение, рельеф и гидрология

Научные экспедиции с участием специалистов–естествоиспытателей ставили своей задачей изучение уникальных физико-географических условий Казахстана [27].

И. И. Лепехин [126] одним из первых исследовал районы Западного Казахстана по маршруту: дельта р. Волги – гг. Гурьев – Уральск – Оренбург. Он описал свое путешествие, подробно охарактеризовав растительный и животный мир Прикаспийского побережья.

П. С. Паллас в первой части своего знаменитого труда «Путешествие по разным провинциям Российской империи» охарактеризовал местность между г. Уральск и г. Астраханью, отмечая здесь редкую засушливость и песчаную почву. При этом отмечал богатство растительности района, так как почва уже на небольшой глубине сохраняет влажность на протяжении всего лета. Также он дает детальное описание Рын-песков, высказывает предположение об их генезисе, характеризует рельеф и растительность [154].

В Западной части Казахстана во второй половине 20-х годов ХХ века совершил поездку в Букеевскую Орду Э. А. Эверсман, который составил крупномасштабную карту этого региона [210, 211].

С. К. Чаянов [205] в своих трудах писал: «Я не был в Казахстане с 1912 г., и когда в 1955 г. проезжал Западно-Казахстанскую и Актюбинскую области, я не узнал этой части Казахстана. Оврагов и балок стало намного больше, но что особенно меня поразило – это обилие пыли, засыпанные песком посевы и сухие песчаные русла старых небольших ручьев».

А. Г. Доскач исследовала геоморфологию Прикаспийской низменности и дала физико-географическое районирование этой территории [77, 78].

Начало изучения песчаных массивов Прикаспийской низменности относится ко второй половине ХVІІІ века. Оно связано с исследованиями, проводившимися как отдельными учеными-естествоиспытателями, так и специальными экспедициями Российской академии наук.

Грядово-бугристые пески (барханные) пески описаны в специальных исследованиях П. С. Палласом [154], Т. Ф. Якубовым [214], А. Г. Гаелем [58-64].

Известный исследователь края А. Г. Гаель пришел к выводу, что песчаные массивы Подуралья обязаны своим происхождением сильным эрозионным процессам ледникового периода, благодаря которым к подножию Подуральско-го плато и на Прикаспийскую низменность были вынесены колоссальные количества меловых песков. В дальнейшем эти песчаные массивы претерпели различные стадии переработки. Через них прорывались блуждающие водные потоки с Подуралья, расчленяя пески и оставляя среди них долинообразные понижения. Незакрепленные пески подвергались эоловым процессам, приведшим к образованию бугристых гряд и барханов [59, 64].

Неоценимый вклад в изучение природы Урало-Каспийского края внес первый член-корреспондент Российской академии наук П. И. Рычков. В своем главнейшем труде «Топография Оренбургской губернии», впервые опубликованном в 1762 г., он выделил отдельную главу, посвященную описанию «знатнейших песчаных мест» [176].

В 1768-1769 гг. И. И. Лепехин, проводя исследования Северного Прика-спия, посетил Нарынскую степь: «Пески не что иное суть, как отрывки или конец называемых Рын-песков, в которых калмыки наилучшее свое кочеванье имеют. Рын-пески продолжаются по самой середине Яицкой степи, начинаются пониже Эльтонского озера, где степные реки протекают, Узени называемые» [126].

Рын-пески или Нарын в переводе с казахского – «узкий песок». В 1768-1769 гг. часть Рын-песков обследовал С. Г. Гмелин [70]. Он так описывал этот песчаный массив: «Рын - огромное пространство песчаных бугров, в Нарын-ской части Букеевской казахской орды, в Астраханской губернии. Название это для жителей ближайших губерний является синонимом самой орды. Пески начинаются у Ханской ставки, которая ими сильно занесена. Все это море песков или барханов представляет местами довольно высокие холмы, до 6 м высоты, состоящие из совершенно чистого, красновато-желтого песка, содержащего в себя морские раковины. Эти песчаные холмы у Ханской Ставки ниже представляют курганы, с конусообразной, тупой вершиной, поросшей кустами ломоноса и бурой ивы, скаты их состоят из сыпучего песка, переносимого ветром с места на место, изменяя тем форму бугров. Песок, из которого состоят бугры, сухой только на поверхности, но на глубине уже несколько метров, даже среди знойного лета, начинается сырой песок, выкопав незначительной глубины яму -в 1 метр и менее, получается водоем с годной для питья водой. Рын-пески состоят из 12 урочищ: Джаскус, Кандагач, Мечеть-кум, Кызыл-чагил, Дюсе, Джангельды, Телубой, Тереклы, Айгыр-кум, Барча-кум, Ямань-кум, Эри-кум».

Не оставила без внимания Рын-пески и экспедиция И.Ф. Фалька, в 1770 14 1772 гг. исследовавшая Волго-Уральское междуречье [199]. Общество изучения Казахстана издало работу И. И. Томашевского [194] -ученого лесовода и почвоведа, описавшего природные условия бывшей Букеев-ской губернии. В основу работы лег отчет о естественноисторических исследованиях, проведенных автором в течение 1912-1918 годов в западных районах Казахстана. В книге описаны оро- и гидрография, геологическое строение, климат, почвы территории указанной губернии. Особое внимание И. И. Томашевский уделил характеристике почв и дал их генетическую классификацию. Почвы же котловин, низин, крутых склонов, затопляемых долин, лиманов и прочие он отнес в особую группу. Завершил свою книгу автор высказыванием ряда практических советов по использованию природных богатств изученного им района.

Неоценимый вклад в изучение растительности полупустыни внес С. А. Никитин [144, 145]. Во флоре ЗКО по данным В. В. Иванова [92-94] и О. Т. Кольченко [108] насчитывается 1256 видов растений, они относятся к 117 семействам и 487 родам. В растительном покрове области имеются элементы трех зон: зона настоящих степей проходит на севере, зона полупустынь занимает значительную среднюю часть области, и зона пустыни своей северной границей проходит по южным районам. Фауна представлена грызунами, хищникам, есть копытные; много пресмыкающихся. Из птиц характерны редкие виды - стрепет, дрофа, саржа. Река Урал и озера богаты рыбой [72].

Современные исследования на территории Рын-песков В. И. Петрова [137, 160, 161], Н. С. Зюзя [90, 91], К. Н. Кулика [112, 113, 118] и А. С. Манаен-кова [130-132, 170] связаны с процессами опустынивания песчаных земель и разработкой комплекса мероприятий по их предотвращению.

Применение данных дистанционного зондирования Земли для изучения процессов опустынивания

Пастбищная нагрузка выражается в количестве скота, приходящегося на единицу площади пастбища. Предельно допустимая нагрузка (ПДН) на пастбища зависит от эколого-географического района, типа пастбищ, их состояния (восстановленные или деградированные) и вида выпасаемых животных. Так, для типчаково-полынно-ковыльных пастбищ сухой степи ЗКО при средней валовой урожайности 3,0 ц/га ПДН составляет для крупного рогатого скота (КРС) - 0,11 усл. голов/га, для овец и коз – 0,22 усл. голов/га, а для ковыльно-житняково-типчаково-полынных пастбищ ПДН для КРС - 0,08 усл. голов/га, для овец и коз – 0,16 голов/га. На пастбищах полупустынной зоны (шагырово-еркеково-разнотравные, иногда закустаренные, серополынно-эфемерово-кустарниковые сообщества) средняя валовая урожайность составляет 2,9 ц/га, поэтому здесь ПДН еще меньше и составляет в среднем 0,05 усл. гол./га КРС и 0,10 усл. голов/га овец и коз [147].

Для оценки существующей животноводческой нагрузки на пастбищные угодья конкретных районов ЗКО проводится расчет условного поголовья, которое представляет собой произведение натурального поголовья на соответствующий коэффициент: для КРС – 0,6; овец и коз – 0,15 [213]. Нагрузка скота на пастбища находится как отношение условного поголовья скота к общей площади пастбищных земель (формула 3): Н = П / S (3) Н – нагрузка скота на пастбища; П – условное поголовье скота, усл. голов; S – общая площадь пастбищ, га. Далее на основе космических снимков проводится лесомелиоративная классификация земель, предназначенная для всесторонней оценки пастбищ, как объекта лесомелиорации. В ее основу положены ландшафтные признаки: состояние почвенно-растительного покрова, наличие и виды дополнительных источников увлажнения, и некоторые факторы, определяющие особенности лесомелиорации пастбищ [112].

В соответствии с лесомелиоративной классификацией [3, 112, 161], деградированные пастбища делятся на 4 лесомелиоративные категории (ЛМК), различающиеся между собой по состоянию почвенно-растительного покрова.

К категориям, выделяемым в ЛМК І, относятся очаги опустынивания, возникшие в результате чрезмерной нагрузки скота у водопоев, кошар и населенных пунктов, а также участки пастбищ, подвергшиеся опустыниванию и выведение из хозяйственного оборота из-за распашки. В зависимости о площади очаги опустынивания относят к мелким (менее 100 га), средним (100 – 500 га) и крупным (более 500 га).

ЛМК ІІ - заросшие и слабозаросшие пески разных форм рельефа в различных стадиях почвообразовательного процесса, часто с разобщенными язвами дефляции, а также территории с песчаными пустынными почвами. Они легко теряют почвенно-растительный покров и опустыниваются при повышенной нагрузке скотом и даже при частичной распашке широкими лентами.

ЛМК ІІІ – площади с супесчаными зональными (светло-каштановыми, бурыми полупустынными, серо-бурыми пустынными, такыровидными пустынными) почвами, способными дефлировать при сплошной распашке.

ЛМК ІV – имеют суглинистые и глинистые почвы, практически не подвергающиеся ветровой эрозии не только при интенсивном выпасе, но и при распашке.

На космических снимках степень зарастания песков травянистой и древесной растительностью находится путем деления площади заросшей травянистой и древесной растительности на общую площадь квадрата регулярной сетки (в переводе в %). Общая степень зарастания песков находится как сумма этих двух показателей (формула 4). З = Si/ S2 W0% (4) где З - степень зарастания песков, %; Si площадь травянистой или древесной растительности (га или км2); & - площадь квадрата (га или км2). В пределах каждой ЛМК по уровню и минерализации грунтовых вод выделяются следующие лесомелиоративные типы (ЛМТ): ЛМТ «а» - доступные ГВ, глубина их залегания от 0 до 4 м, минерализация до 1 г/л; ЛМТ «б» - ограниченно доступные ГВ, глубина их залегания от 4 до 8 м, с минерализацией свыше 1 г/л; ЛМТ «в» - перераспределенные атмосферные осадки (снегонакопление, поверхностный сток); ЛМТ «г» - недоступные ГВ и лишенные указанных источников увлажнения. Для картографирования ЛМТ были взяты карты с точками УГВ и МГВ и в программе Surfer с применением интерполяционного метода «кригинг» построены изолинейные карты УГВ и МГВ ключевых участков. Для работы в Surfer электронные таблицы данных должны содержать по крайней мере три столбца данных: первые два столбца данных - координаты X и Y, третий столбец является величиной Z, назначенной в точку X, Y [187]. В нашем случае X и Y - это координаты центра ячейки регулярной сетки, которая накладывается на космический снимок, а Z представляет либо данные об уровне грунтовых вод, либо об их минерализации.

Аналогично строятся изолинейные карты по степени зарастания песков травянистой и древесной растительностью.

Все природное разнообразие деградированных пастбищ рассматривается нами как сочетание в различных комбинациях ЛМК и ЛМТ, выражаемых в виде обобщенных таксономических единиц - ЛМВ - обозначенных двойным индексом «категория и тип» [112, 137, 165].

Методика камеральных исследований

Отгонное животноводство советского периода заметно отличалось от традиционного пастбищепользования, поскольку базировалось на создании постоянных летних и зимних животноводческих стоянок. В Советское время в 1970-е годы овцеводство стало основной отраслью животноводства области.

В первой половине 1970 поголовье овец по сравнению 1980 и до середины 1990 гг. оказалось наиболее высоким. Это было связано с производственной деятельностью области. В 1990 годы в пастбищном животноводстве можно заметить упадок численности поголовья скота, что способствовало частичному восстановлению растительного покрова, а также восстановлению сильносбитых пастбищ и закреплению подвижных песков (рисунок 7).

В период с 1965 г. по 1992 г. овцеводство становиться ведущей отраслью животноводства области, в связи с высокой рентабельностью производства шерсти и низкой себестоимостью баранины. Овцеводство развивалось быстрыми темпами, используя обширные пастбищные и сенокосные угодья области [18, 82]. На рисунке 7, можно увидеть, что с 1965 по 1985 годы нагрузка овец и коз на пастбищах превышали их емкость, и это стало одной из главных причин опустынивания пастбищных земель территории.

Оценка животноводческой нагрузки на районы ЗКО проводится по статистическим данным [184, 185] (таблица 5). Однако, данные показатели не соответствуют истинному положению, поскольку в каждом хозяйстве имеется не учтенные официальными органами сельскохозяйственные животные.

Результаты расчета показали, что официальная пастбищная нагрузка во всех исследуемых районах ненамного, но превышает норму [147]. При этом необходимо учитывать, что реальное поголовье может несколько отличаться от данных официальной статистики, что обусловлено тем фактом, что практически все хозяйства находятся в частных руках и государство не имеет возможности полностью контролировать всю ситуацию [97]. Кроме того, ситуацию усугубляет территориальная неравномерность осуществляемого выпаса, так как основная пастьба скота сосредоточена вблизи поселков, кошар и водопоев, что увеличивает нагрузку на эти земли.

С 1995 г. по 2005 г. численность поголовья скота резко уменьшается в связи с экономическим кризисом в стране, но, несмотря на это, в сельском хозяйстве площадь пастбищных земель увеличивается.

Анализ численности поголовья скота области в период 2008-2010 гг. (рисунок 8) показал, что показатель нагрузки на пастбища в среднем составляет около 941,6 тыс. голов.

Начиная с 2010 года, в области прослеживается общая тенденция уменьшения поголовья скота. Несмотря на это, в области в значительной мере нарушены пастбищные земли, на которых наблюдаются бесплановые и чрезмерные выпасы сельскохозяйственных животных.

Так, в Бокейординском районе за период 2006–2011 гг. было зарегистрировано свыше 2500 крестьянских хозяйств (рисунок 9). Все зарегистрированные крестьянские хозяйства занимаются животноводством и, в основном, держат овец и коз [185].

Вообще, с 90-х годов прошлого века стало возрождаться более тесное сотрудничество между фермерами, включая коллективный выпас. Такое взаимодействие наиболее распространено в маленьких поселениях (аулах), несмотря на то, что всё еще много частных собственников пасут свой скот индивидуально, так как фермеры с опаской относятся к организации кооперативов и любому, особенно государственному, вмешательству в их организацию [97]. Рисунок 9 - Численность крестьянских хозяйств на 2006 – 2011 гг. в Бокейординском районе [185].

На основании анализа рисунка 10 можно сказать, что количество овец и коз в 2 раза превышает количество остальных животных.

Поголовье различных видов сельскохозяйственных животных в период 2006 – 2010 гг. в Бокейординском районе [184, 185]. С 2006 по 2008 гг. количество всех видов животных практически не изменялось, с 2009 года численность их растет (кроме верблюдов), например, поголовье лошадей по сравнению с 2006 годом, в 2010 году выросло на 36,45%, овец и коз – на 83%, КРС – на 83,8%.

Рост численности поголовья скота привел к распространению пастбищ с сильной и очень сильной степенью деградации, ареалы которых чаще всего наблюдаются вблизи мест концентрации животных - около колодцев, зимников и летников. В таких местах растительный покров почти сбит, общее проективное покрытие (ОПП) не превышает 5-7%. Кроме того, на деградацию пастбищных земель влияет вольный выпас скота.

Таким образом, основную экологическую напряженность на землях области создает нерациональный, концентрированный выпас сельскохозяйственных животных, который, в связи с ростом рыночных цен на мясо, с каждым годом будет только увеличиваться. Растениеводство не сможет составить конкуренцию животноводству: даже с учетом роста посевных площадей, общая распа-ханность территории ЗКО вряд ли превысит территориальный показатель 20-25 %, что близко к оптимальному значению. Следовательно, необходимо разработать программу развития продуктивного и, вместе с тем, экологически сбалансированного, животноводства в регионе. Первым этапом в разработке подобной программы должна стать комплексная оценка и фито- и лесомелиоративное картографирование территории, подверженной процессам деградации.

Таким образом, на основании вышеприведенных данных можно сделать следующие выводы:

1. В силу природных условий и особенностей хозяйственного освоения в исторический период территорию ЗКО на современном этапе можно подразделить на земледельческие и животноводческие районы.

2. Начиная с 2005-2008 годов, наблюдается стабильное увеличение поголовья овец и коз как в пределах всей ЗКО, так и в отдельных районах (например, Бокейординском). В то же время поголовье КРС либо остается на одном уровне, либо изменяется незначительно. В силу анатомо-физиологических осо 62

бенностей конечностей, кусательного и жевательного аппаратов овцы и козы хуже всего влияют на состояние пастбищ, так как они выбивают, стравливают травостой почти у самой корневой системы, либо вообще вырывают его из земли, тем самым, способствуя дестабилизации пастбищных экосистем.

3. Экологическая напряженность на землях животноводческих районов создается также за счет неравномерного распределения поголовья на пастбищных угодьях – практически отсутствует система отгонной пастьбы. В большинстве хозяйств практикуется круглогодичный выпас, в связи с чем, пастбищные угодья вблизи населённых пунктов и животноводческих точек чрезвычайно перегружены.

4. Требуется проведение лесомелиоративной оценки и картографирования пастбищных земель ЗКО для разработки комплекса мелиоративных и организационно-хозяйственных мероприятий по оптимизации природопользования на этих территориях.

Оценка пастбищной нагрузки и её динамика

Оценка процессов деградации земель ЗКО проводилась нами, в том числе, и по показателям, количественно характеризующим изменение песчаных ландшафтов во времени. Сегодня не территории области можно выделить достаточно много локальных очагов антропогенной дефляции. Большая часть из них приурочена к местам водопоев и животноводческим точкам, однако встречаются и более значимые в социально-экономическом отношении случаи. Речь идет, в первую очередь, о заносе песками населенных пунктов, в результате которого происходит полная смена уклада жизни местного населения и его отток из мест проживания.

Изучение динамики наступления песков на населенные пункты нами было проведено на примере ключевого участка «Поселок Сейткали» (приложение М). Ключевой участок расположен в 13 км к востоку от поселка Урда, общая площадь участка составляет 182 га. На сегодняшний день на нем заметно очень сильное изменение экологического состояния (Приложение Н). Рельеф мелкобугристый и среднебугристый. Пески незаросшие и слабозаросшие, а также на супесчаных бурых полупустынных солонцеватых почвах встречаются мелкие солончаки. Анализ космических снимков в период с 1990 по 2015 годы показывает очень сильное разрушение травянистой и древесной растительности с образованием очагов опустынивания в поселке (рисунок 34).

В растительном покрове вблизи поселка единично наблюдаются сарсазан, типчак, эбелек. В северо-западной части вдоль поселка расположена 11-рядная посадка тамарикса. Уровень ГВ в поселке достигает 3,2м, МГВ до 1 г/л. Экологическое состояние поселка Сейткали исследовалось по космо-снимкам периода 1990, 2000, 2011 и 2015 годы. В результате дешифрирования разновременных космических снимков можно увидеть изменение площади заноса песка в поселок (рисунок 35).

Как видно из рисунка 35, в 1990 году в п. Сейткали площадь незаросших песков составляла 43 га, солончаков - 15 га, через десять лет площадь незаросших песков увеличилось на 41 га, а площадь солончаков сократилось на 6 га за счет засыпания песком.

В 2011 году площадь незаросших песков в поселке составила 92 га, солончаков – 1 га. Увелечение площади незаросших песков в этот год может быть связано с засушливым летом 2010 года, а также с тем, что с 2011 года в Бокейординском районе численность крестьянских хозяйств и, следовательно, поголовье скота возросло.

В 2015 году площадь открытых песков в п. Сейткали увеличилась на 21 га, площадь солончаков осталась без изменения (1 га).

Результаты исследований показывают, что на рассматриваемом участке наблюдается ускоренное развитие деградации земель (рисунок 36). Такая картина наблюдается не только в одном поселке Сейткали, в Бокейординском районе таких населенных пунктов несколько – Темир-Масин, Ворошилов, Жиек-кум. Увелечение площадей незаросших песков в поселке связано с нерациональным использованием земель в хозяйствах, увелечением численности мелкорогатого скота и его чрезмерным выпасом возле поселка, а также неправильно проведенными лесомелиоративными мероприятиями.

Вблизи поселка проводились лесомелиоративные мероприятия: к югу и юго-западу от поселка расположена 15-ти рядная защитная полоса из тамарикса высотой 2-2,5 м. Общая площадь посадки составляет 5,1 га, из которых только на 2,5 га тамарикс находится в хорошем состоянии (49%) (рисунок 37). Согласно космическому снимку 2015 года 2,6 га полосы составляют выпады и погибший древостой. Часть защитной полосы частично засыпана песком (рисунок 38). Далее к юго-западу от поселка видны попытки расширения защитной полосы – 1-2-х летние саженцы тамарикса с очень низкой сохранностью (2-5%). К западу от поселка расположен еще один крупный массив тамарикса площадью около 49,2 га, среди которого можно наблюдать естественные насаждения по понижениям – на космоснимке они имеют форму, приближенную к концентрической, в отличие от рядового рисунка искусственных насаждений. Однако сохранность этого массива также невысока, около 45%.

Таким образом, поселок остается незащищенным с юго-восточной, северной и северо-западной сторон, в то время как, судя по форме барханов, наступление песков идет именно с этих сторон. Внутри самого поселка наблюдаются попытки закрепления песка посевом овса песчаного, однако такие участки единичны, занимают незначительную площадь и сами растения практически засыпаны песком. Следовательно, на данный момент можно говорить о неполной защите населенного пункта от песчаных заносов и неполноте проводимых лесомелиоративных мероприятий.

Выпас как экологический фактор имеет важное значение для степной экосистемы. Естественные степные травостои сформировались под влиянием выпаса крупных диких копытных (туры, сайгаки и др.). Рост численности диких копытных ограничивают различные природные факторы (хищники, болезни, засухи, холодные зимы и т. д.). Поэтому в дикой природе численность травояд 101 ных животных находится в относительном равновесии с пастбищной емкостью степи. В сельскохозяйственных экосистемах количество скота регулирует человек, что часто приводит к превышению пастбищных нагрузок, что способствует развитию процессов пастбищной дигрессии.

При соблюдении нормативов допустимых пастбищных нагрузок стравливание оказывает благоприятное влияние на степные растительные сообщества: снижается количество ветоши в травостое, его закустаренность, почва обогащается навозом, увеличивается сомкнутость травяного покрова. Однако превышение пастбищной нагрузки вызывает негативные изменения в степных растительных сообществах. При многолетней перегрузке из травостоя выпадают ко-выли, другие ценные злаки и бобовые, вместо них разрастаются сорные травы. Перевыпас уплотняет почву и сильно угнетает растения, в результате степная экосистема теряет одно из своих важнейших качеств - устойчивость к засухе. Особенно негативно на степные пастбища влияет выпас овец. Несколько мягче воздействует крупный рогатый скот [97, 143, 213].

Постепенное изменение растительного сообщества под воздействием чрезмерной пастбищной нагрузки называется пастбищной дигрессией (пастбищный сбой). При пастбищной дигрессии падает продуктивность травостоев, обедняется видовой состав, степные травы замещаются сорными.

Исследования показали, что заметные изменения степных растительных сообществ прекращаются при отдалении от стойбища овец на 2000 м, от стойбища КРС на 1000 м [51, 52, 198, 213].

В задачи данного исследования входило установление расстояния от животноводческой точки, на котором происходит заметная трансформация пастбищных угодий, для условий пологоволнистой суглинистой равнины ЗКО. Для этого проводилось изучение пастбищной нагрузки по ходу заложения ландшафтно-экологического профиля на ключевом участке «озеро Аралсор» (рисунок 39).

Озеро Аралсор расположено на севере Бокейординского района ЗКО и является наиболее крупным соровым понижением в районе. Площадь озера составляет 101 км2. Ключевой участок заложен к югу от озера (приложение О).