Введение к работе
Актуальность исследования. Центрально-Черноземный регион (ЦЧР) России имеет благоприятные почвенно-климатические условия для интенсивного ведения сельскохозяйственного производства. Однако эти условия используются не достаточно эффективно, что не позволяет в полной мере реализовать природно-ресурсный потенциал агроландшафтов региона.
Почвенный покров в агроландшафтак ЦЧР подвергается воздействию антропогенных факторов, что в условиях склонового типа местности и сложившейся практики земледелия приводит к почвенно-деградационным процессам и, как следствие, снижению плодородия почв.
В настоящее время не вызывает сомнений, что рациональное использование почвенных и земельньгх ресурсов в агроландшафтах с получением стабильных и высоких урожаев культур невозможно без внедрения ландшафтно-экологически): систем земледелия и использования адаптивных агротехнологий.
Агроклиматические условия, оказывающие непосредственное влияние на сельскохозяйственное производство, в значительной мере обусловливают урожайность культур, качество продукции, ее стоимость, а также производительность труда. Однако они являются наиболее активными, очень изменчивыми и трудно поддаются формализации, поэтому основной задачей при проектировании ланд-шафтно-экологических систем земледелия выступает максимальная адаптация агроландшафтов к разнообразию природно-хозяйственных условий.
Следует отметить, что накоплен значительный опыт по проектированию и внедрению адаптивно-ландшафтных систем земледелия, но до сих пор остается ряд научных проблем, для решения которых недостаточно эмпирических данных (в частности, необходимость дифференцированных оценок скорости почвообразовательного процесса для условий склоновой неоднородности ландшафтов).
Актуальность исследования обусловлена необходимостью создания теоретических и методических основ рационального использования земель, решения экологических проблем при землеустроительном проектировании агроландшафтов и р'азработки на его основе эколого-ландшафтных систем земледелия и адаптивных агротехнологий.
Объектом исследования служат почвенный покров природно-антропоген-ных' ландшафтов, сформированный на разных формах рельефа за различные периоды времени, и земельные ресурсы на разных масштабных уровнях.
Предметом исследования являются почвенно-геоморфологические взаимосвязи, выявление которых позволяет повысить адаптивные возможности ландшафтных систем земледелия для условий склоновых агроландшафтов Белгородской области.
Цель исследования заключалась в предпроектной оптимизации структуры ландшафтного земледелия, улучшении условий землепользования с учетом особенностей почвенно-геоморфологических условий и иерархической организации агроландшафтных систем Белгородской области.
При этом под землепользованием понималось целевое использование земли в установленном законом порядке.
Для достижения поставленной цели последовательно решались следующие задачи:
-
определение иерархических территориальных уровней и объектов землеустроительного проектирования и предложение усовершенствованного способа их координации с иерархической пространственной организацией агроландшафт-ных систем;
-
обоснование наиболее перспективных формул для оценки почвенно-геоморфологических условий в пределах трансект-катен;
-
количественная оценка внутризональных различий климата, условий почвообразования и эрозии для склоновых местоположений ландшафтов;
-
предложение способов оптимизации землепользования на разных иерархических уровнях землеустроительной организации территории.
Теоретические и методические основы исследования. Проблемы, связанные с оптимизацией сельскохозяйственного производства, внедрением в него ландшафтно-экологических систем земледелия и противоэрозионной организацией территории, рассмотрены в работах Б.П. Ахтырцева, А.Б. Ахтырцева, СЮ. Бу-лыгина, В.П. Герасименко, В.В. Докучаева, В.Н. Жердева, М.Н. Заславского, И.П. Здоровцова, А.Н. Каштанова, В.И. Кирюшина, О.Г. Котляровой, М.В. Кума-ни, Г.А. Ларионова, Ф.Н. Лисецкого, Л.Ф. Литвина, М.И. Лопырева, СВ. Лукина, В.Д. Постолова, П.С. Русинова, А.А. Светличного, Л.Г. Смирновой, В.Д. Солови-ченко, Ю.П. Сухановского, Г.И. Уварова, Г.И. Швебса и др.
Исходные материалы и методы исследования. В основу диссертации положены данные собственных полевых исследований, проведенных в период с 2007 по 2010 гг. на территории Белгородской области. В полной мере использованы результаты химико-аналитических исследований почв, в том числе проведенных лично автором. В ходе исследований были использованы фондовые и картографические материалы кафедры природопользования и земельного кадастра Белгородского государственного университета, Федерально-регионального центра аэрокосмического и наземного мониторинга объектов и природных ресурсов, управления Федеральной службы государственной регистрации, кадастра и картографии по Белгородской области, ОАО «Белгородземпроект», материалы космической съемки Национального аэрокосмического агентства США (NASA).
В основу методик исследования положен эколого-ландшафтный подход. Привлечены следующие общенаучные и специальные методы: топографо-геодезический, химико-аналитический, сравнительно-географический, картографический, математи-ко-статистический, методы системно-функционального анализа. Определение бітового химического состава почв и пород выполнено автором с применением рентге-нофлуоресцентного анализатора «Спектроскан MAKC-GV». Для определения достоверности результатов были задействованы статистические программные пакеты (STATISTICA, MS Excel). Особое внимание в исследовании уделялось использованию геоинформационных систем (ArcGIS, Maplnfo, Surfer, БелГИС) и данных дистанционного зондирования земной поверхности (космических снимков высокого разрешения фирмы DigitalGlobe (США), результатов радарного сканирования земной поверхности Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) и др.).
В проведенных полевых исследованиях использован метод дневных хроно-рядов почв (Иванов, Александровский, 1984), который предполагает изучение разновозрастных поверхностей с различной давностью начала почвообразования на идентичных породах и в сходных климатических условиях.
Достоверность результатов обусловлена использованием большого объема информации и репрезентативной выборки, актуальных картографических материалов и данных дистанционного зондирования Земли, современных способов обработки и анализа данных.
Научная новизна работы. Впервые для территории Белгородской области проведена оценка влияния рельефного фактора на интенсивность водной эрозии почв, что позволило составить схему районирования Белгородской области по геоморфологической предрасположенности к проявлению водной эрозии почв. В результате верификации формул, используемых в описании рельефного фактора, определены наиболее перспективные математические выражения для оценки пространственного распределения почв, сформированных на склонах при совместном влиянии процессов эрозии и почвообразования. Предложены способы оптимизации землепользования на разных иерархических уровнях землеустроительной организации территории.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Усовершенствованный способ координации иерархических территориальных уровней и объектов землеустроительного проектирования с иерархической пространственной организацией агроландшафтных систем.
-
Оценка почвенно-геоморфологических условий в пределах трансект-катен с использованием наиболее перспективных формул.
-
Внутризональные различия климата, условий почвообразования и эрозии склоновых местоположений ландшафтов.
-
Оптимизация землепользования различных иерархических территориальных уровней.
Практическое значение работы. Результаты исследования могут быть использованы при разработке проектов внутрихозяйственного и межхозяйственного землеустройства проектными организациями, органами государственной власти для более эффективного и рационального использования земельных ресурсов на уровне региона, муниципальных образований и землепользовании, специалистами по землеустройству, землевладельцами и землепользователями.
Материалы диссертации вошли в научные отчеты по qjamy РНП 2.2.1.1.3121 Научно-образовательного центра «Фундаментальные проблемы геоматики в науке, образовании и управлении» целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы» (2006-2008 годы), РНП 2.2.1.1.4439 «Фундаментальные основы развития геоаналитических систем» на базе научно-образовательного кластера «Геонформатика и технологии дистанционного зондирования в естественных науках».
Внедрение в учебный процесс. Результаты исследования применяются при проведении практических занятий по дисциплинам: «Ландшафтное земледелие» для студентов дневного и заочного отделений специальности «Земельный кадастр», «Ландшафтное планирование» для студентов дневного отделения, обучающимся по магистерской программе «Природопользование».
Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертации были представлены на научной конференции «Молодые ученые - географической науке» (Киев, 2007); на Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы современной сельскохозяйственной отрасли»
(Николаев, 2008); на Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Регион-2010: общественно-географические аспекты» (Харьков, 2010); на Международной научно-практической конференции, посвященной 35-летию образования Белгородского научно-исследовательского института сельского хозяйства «Управление продукционным процессом в агро-технологиях 21 века: реальность и перспективы» (Белгород, 2010).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 14 работ, из них 3 статьи опубликованы в журналах, рекомендованных перечнем ВАК РФ. Получено авторское свидетельство об официальной регистрации базы данных.
Личный вклад автора заключается в проведении полевых изысканий, сборе, обработке и анализе фактического материала, в результате которых создан уникальный массив данных о морфологических и физико-химических свойствах почв, сформированных на антропогенных земляных сооружениях (курганах, валах различного назначения) и автоморфных условиях за разные периоды времени.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка использованных источников.
Похожие диссертации на Ландшафтно-экологические основы оптимизации землепользования на разных иерархических территориальных уровнях его организации
