Введение к работе
Актуальность. Неадаптивность земледелия, в том числе и землеустройства, к своеобразным природным условиям 24-х ландшафтов Ставропольского края привела к тому, что 24,1% почв пашни и 29,4% сельскохозяйственных угодий разрушено водной и ветровой эрозией почв. Интенсивность этих деградационных процессов возрастает: только за 5 лет площадь дефлируемых земель увеличилась на 123,9 тыс. га, эродированных – на 11,6 тыс. га, подверженных совместному действию водной и ветровой эрозии – на 13,6 тыс. га.
В сложившихся условиях особое значение приобретает переход края на принципы адаптивно-ландшафтного земледелия, согласно которым эффективное ведение земледелия связано с дифференцированным использованием каждого ландшафтного таксона, вплоть до низших единиц, что имеет особое значение для небольших фермерских хозяйств. Адаптивно-ландшафтное землеустройство, базирующееся на расчетных методах с использованием геоинформационных технологий, позволяет создавать высокопродуктивные и экологически разнообразные агроландшафты, устойчивые к различным деградационным процессам.
Объектом исследования являются локальные доминантные геосистемы в виде морфологических единиц ландшафта в трех наиболее встречаемых на территории Ставропольского края типах местности, занимающих 51,2 % его территории.
Предмет исследования составляет адаптивно-ландшафтная организация территории на расчетной основе, обеспечивающая сохранность плодородия почв, рациональное использование и устойчивость агроландшафтов.
Цель: совершенствование принципов адаптивно-ландшафтного землеустройства локальных геосистем.
Задачи исследования:
- обосновать необходимость землеустройства территории сельскохозяйственных предприятий с учетом таксономических единиц ландшафтов;
- выявить ведущие критерии дифференциации территории локальных геосистем различных типов местностей;
- установить необходимость агроэкологической и функционально-целевой типизации ландшафтных таксонов локального уровня;
- выявить адаптационный потенциал сельскохозяйственных культур и севооборотов;
- разработать методику проектирования каркаса эрозионной устойчивости агроландшафтов на основе расчетных методов с использованием геоинформационных технологий;
- выработать подходы к обеспечению полифункциональности каркаса устойчивости.
Информационно-методическая база исследований: материалы ландшафтного картирования Ставропольского края В. А. Шальнева; результаты исследований ГНУ «Ставропольский НИИСХ» Россельхозакадемии, ОАО «СтавропольНИИгипрозем», Краевого центра по метеорологии и мониторингу окружающей среды. В работе применялись следующие методы: общенаучные – описательный, сравнительный, статистический, системного анализа, моделирования, картографический; полевые – трансектный, маршрутных исследований, ключевых участков, катенарных профилей; специальные – геоинформационного анализа (методы векторизации, наложения, интерполяций, объединений и пересечений объектов, построения буферных зон) и дистанционного зондирования Земли. Было использовано геоинформационное программное обеспечение: ArcGIS, Erdas Imagine, MapInfo Professional, Trimble Geomatics Office.
Научная новизна работы:
- впервые разработан алгоритм конструирования агроландшафтов локальных геосистем, обеспечивающий системное решение целого комплекса проблем, включая земледельческие, экологические и экономические на уровне фермерских хозяйств и их ассоциаций;
- проанализирована противоэрозионная эффективность линейных рубежей в Ставропольском крае;
- доказано преимущество использования расчетных методов при конструировании агроландшафтов;
- создана геоинформационная база данных специализированных показателей для агроэкологической типизации территории и противоэрозионного проектирования;
- разработана методика адаптивно-ландшафтной организации землепользования на локальном уровне, которая реализована для фермерских хозяйств и их ассоциаций с применением технологий геоинформационных систем;
- выработаны методические подходы к усилению экологической устойчивости конструируемых агроландшафтов.
Практическое значение. Осуществленные соискателем теоретико-модельные обоснования, методическое и базовое обеспечение, опыт проектирования и натурная модель СНИИСХ «Агроландшафт» могут быть использованы при организации агроландшафтов на уровнях локальных геосистем. Откорректированный проект землеустройства используется Прикумской опытно-селекционной станцией СНИИСХ для оптимизации существующей системы земледелия, созданная база данных – Ставропольским НИИСХ для проектирования адаптивно-ландшафтных систем земледелия.
На защиту выносятся следующие положения:
-
Отсутствие адаптивно-ландшафтного землеустройства локальных геосистем способствует усилению деградации почв.
-
Региональные особенности ландшафтной дифференциации локальных геосистем – основа адаптивно-ландшафтного землеустройства.
-
Экологическая устойчивость агроландшафтов локального уровня обеспечивается дифференциацией режимов использования земель и полифункциональным противоэрозионным каркасом, конструируемым на расчетной основе.
Апробация работы и публикации. Основные положения диссертационной работы докладывались на Всероссийской научно-практической конференции «Аграрная наука и образование в реализации национального проекта “Развитие АПК”» (Ульяновск, 2006), на Всероссийской (с международным участием) научно-практической конференции «Геоэкология и рациональное природопользование: от науки к практике» (Белгород, 2007), на Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» (Москва, 2008).
Тематика диссертации входила в тематический план Российской академии сельскохозяйственных наук на 2005–2008 год. Часть материалов диссертации включена в коллективную монографию «Анализ ресурсного потенциала земель Ставропольского края для возделывания плодовых культур» и в отчет по заданию Министерства природных ресурсов Ставропольского края «Разработка принципов конструирования экологически устойчивых ландшафтов на Ставрополье». По теме диссертации опубликовано 9 работ.
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, четырех глав, выводов и приложений, содержит 23 таблицы и 52 рисунка. Диссертация изложена на 175 страницах машинописного текста. Список литературы включает 157 наименований, в том числе 24 иностранных.
