Содержание к диссертации
Введение
1 Методы оценки состояния земельных ресурсов и проведения мониторинга земель 8
1.1 Существующие методологические подходы к оценке состояния земель 8
1.1.1 Опыт бонитировки почв и мониторинга земель 8
1.1.2 Тематическое картографирование, состояние, прогноз и использование земель сельскохозяйственного назначения 20
1.2 Методика оценки состояния земельных ресурсов с использованием материалов дистанционного зондирования 39
1.2.1 Методические подходы к оценке состояния и использования земельных ресурсов в регионе 39
1.2.2 Типизация земель Липецкой области по негативным процессам, ухудшающим состояние земельных ресурсов, с составлением карт и картосхем на основе материалов ДЗЗ 59
2 Земельные ресурсы Липецкой области и их использование 64
2.1 Природные факторы формирования почвенного покрова 64
2.1.1 Климат 64
2.1.2 Геологическое строение 64
2.1.3 Рельеф 65
2.1.4 Гидролого-гидрогеологические условия 66
2.1.5 Растительность 67
2.2 Почвенный покров 68
2.3 Экспликация земель 70
2.4 Характеристика сельскохозяйственных угодий 72
3 Оценка состояния земельных ресурсов и системы землеустройства в Липецкой области 79
3.1 Негативные природные процессы, ухудшающие состояние земель... 79
3.1.1 Почвенная эрозия 79
3.1.2 Переувлажнение почв 86
3.1.3 Подкисление почв 92
3.1.4 Засоление и осолонцевание 93
3.2 Оценка результатов землеустройства с использованием ландшафтной системы земледелия 98
3.2.1 Оценка эрозионного потенциала пахотных земель на расчетной основе 98
3.2.2 Особенности противоэрозионного проектирования территории хозяйства «Негачевское» Хлевенского района Липецкой области на э кол о го-ландшафтной основе 101
3.2.3 Экономическое обоснование 114
3.3 Тематическое картографирование при оценке состояния земель сельскохозяйственного назначения 119
3.3.1 Мониторинг почвенно-эрозионных процессов 119
3.3.2 Мониторинг переувлажнения земель 128
3.3.3 Мониторинг засоления и осолонцевания 155
3.4 Интегральная оценка состояния земель 156
3.5 Использование результатов оценки состояния 160
сельскохозяйственных земель и мониторинга переувлажненных земель для разработки рекомендаций по рациональному использованию земельных ресурсов 160
Заключение 162
- Методика оценки состояния земельных ресурсов с использованием материалов дистанционного зондирования
- Почвенный покров
- Оценка результатов землеустройства с использованием ландшафтной системы земледелия
- Тематическое картографирование при оценке состояния земель сельскохозяйственного назначения
Введение к работе
Актуальность темы. Несколько столетий назад влияние хозяйственной деятельности человека на природные условия Земли было незначительным. Однако с развитием промышленного и сельскохозяйственного производства увеличивается антропогенная нагрузка на окружающую природную среду.
В ряде наиболее экономически развитых регионов Российской Федерации -Центральном, Центрально-Черноземном, Волго-Вятском, Поволжском, Северо-Кавказском и Уральском - остро стоит вопрос об охране окружающей среды.
Хозяйственная деятельность человека одновременно воздействует на почвенный покров, атмосферу, поверхностные и подземные воды, что вызывает развитие взаимосвязанных негативных природных процессов: эрозии, дегумификации, окисления, засоления, подтопления и др.
Среди негативных явлений, затрудняющих интенсивное ведение сельскохозяйственного производства на территории Липецкой области, ведущее место отводится эрозионным процессам. Около 35% земель области подвержено водной эрозии. В ряде районов продолжают развиваться процессы заболачивания, связанные прежде всего с подъемом уровня грунтовых вод и общей тенденцией увеличения среднегодового количества осадков. В нескольких районах области развито солон-цеобразование.
Активизация негативных процессов на всех категориях земель требует широкомасштабных работ по отслеживанию этих процессов, их оценке, прогнозированию, управлению и реализации мероприятий по предупреждению и снижению наносимого ущерба, поэтому организация мониторинга, оперативное выявление, картографирование и учет эродированных, гидроморфных и засоленных почв с помощью наземных и дистанционных методов является остро необходимой.
В этих условиях первоочередной задачей становится разработка комплекса эффективных природоохранных мероприятий, препятствующих развитию негативных природных процессов.
Одновременно обостряется проблема инвентаризации земель сельскохозяйственного назначения. Их разнообразие по площадям и конфигурации, многообразие форм собственности и ведомственного подчинения, частая смена функционального назначения и землепользователей обусловливают настоятельную необходимость ведения мониторинга земель сельскохозяйственного назначения (агромониторинга).
Цель и задачи исследования. Главная цель состоит в разработке методики оценки состояния земельных ресурсов с использованием дистанционного зондирования и последующего обоснования мониторинга земель на примере Липецкой области.
В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи:
- дать комплексную оценку современного состояния и использования земель и
выявить специфические особенности мониторинга земель сельскохозяйственного
назначения;
разработать способ агромониторинга земель сельскохозяйственного назначения;
провести типизацию земель по негативным процессам, ухудшающим их качественное состояние.
f>OC 1(АЦиОаА.ич1АЯ I БИБЛИОТЕКА і СЛІДОМ»' Ції *
Объект исследования - земли сельскохозяйственного назначения Липецкой области.
Предмет исследования — разработка методики мониторинга состояния и использования земель сельскохозяйственного назначения.
Материалы и методы исследования. Решение поставленных задач базировалось на материалах полевых и камеральных исследований автора, проводимых в 1995-2003 гг., литературных источниках, картографических и фондовых материалах Комитета по земельным ресурсам и землеустройству Липецкой области и ЦЧО-НИИгипрозем, дистанционных материалах космо- и аэрофотосъемки. При составлении карт и картосхем использовались методологические подходы, разработанные А.Б. Ахтырцевым, П.С. Русиновым, В.М. Смольяниновым, Б.И. Кочуровым, Е.Д. Серебряковой, В.К. Рязанцевым, В.Н. Жердевыми др..
Были использованы методы: ландшафтного картографирования, ландшафтно-индикационный, статистический, математический метод кластер-анализа, дистанционного зондирования (аэро-, космофотосъемка и аэровизуальные наблюдения).
Защищаемые положения:
1. Методические подходы к современной оценке состояния и использования земельных ресурсов в регионе;
-
Типизация земель Липецкой области по негативным процессам, ухудшающим их качественное состояние, с составлением карт и картосхем на основе материалов ДЗЗ;
-
Использование результатов оценки состояния сельскохозяйственных земель и мониторинга переувлажненных земель для разработки рекомендаций по рациональному использованию земельных ресурсов.
Научная новизна. В диссертационном исследовании автором впервые для территории Липецкой области дана комплексная оценка современного состояния и использования посевных площадей по результатам оперативного контроля с применением технологий дистанционного зондирования, разработан способ агромонито-ринга земель сельскохозяйственного назначения, выявлены региональные негативные процессы, проведена типизация земель по выявленным негативным процессам с использованием кластер-анализа и составлением карт и картосхем.
Практическая значимость. Материалы исследования могут быть использованы специалистами землеустроительных служб, проектных и изыскательских организаций (Росземкадастр), в комитетах по земельным ресурсам и землеустройству, в организациях, связанных с мониторинговыми исследованиями и в учебном процессе вузов соответствующего профиля.
По результатам проведенных исследований была разработана новая технология агромониторинга земель сельскохозяйственного назначения, которая признана изобретением (патент № 2217806). Методика выделения переувлажненных земель и их ландшафтно-экологическая типология внедрены в практическую деятельность ЦЧОНИИгипрозем Липецкой области.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на научной конференции профессорско-преподавательского состава и молодых ученых Воронежского государственного аграрного университета имени К.Д. Глинки (Воронеж, 1997 г.); на международном научно-практическом симпозиуме «Дорожная эко-
логияХХІ века» (Воронеж, 2000 г.); II научно-практической конференции «Мониторинг земель в системе управления ресурсами регионов России (на примере Воронежской области)» (Воронеж, 2001 г.), Ш научно-производственной конференции «Региональный мониторинг земель в системе экономических преобразований земельных отношений» (Воронеж, 2002 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 научных работ объемом 5 печатных листов, в т.ч. 2,3 пл. авторских.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 180 страницах: состоит из введения, 3 глав, заключения, списка литературы, включающего 178 наименований, в том числе 8 зарубежных источников, приложения из 9 таблиц и 6 рисунков. Основной текст диссертации содержит 24 таблицы и 24 рисунка.
Методика оценки состояния земельных ресурсов с использованием материалов дистанционного зондирования
Переход к экономическим методам управления землепользованием невозможен без получения и использования информации о состоянии земельных ресурсов, их распределении по различным формам собственности, экономической оценки, государственной защиты прав собственности и налогообложения. Особо острой и важной в настоящее время является проблема инвентаризации земель сельскохозяйственного назначения. Разнообразие землепользовании по площадям и конфигурации, многообразие форм собственности и ведомственного подчинения, частая смена функционального назначения и землевладений, обусловливают настоятельную необходимость ведения мониторинга земель сельскохозяйственного назначения (агромониторинга). Содержание агромониторинга земель составляют комплексные наблюдения, изыскания, обследования, съемки, которые характеризуют изменения: - установление границ и учет площадей административно-хозяйственных образований, землепользовании, землевладений, сельскохозяйственных полей, рабочих участков, пастбищ, сенокосов и др.; - интегральная оценка состояния земель и растительности, связанная с развитием негативных процессов: эрозией, дегумификацией, переувлажнением и пр.; Целью агромониторинга являются: - инвентаризация и качественная оценка состояния земель сельскохозяй ственного назначения; - выявление негативных процессов антропогенного и природного характера, снижающих плодородие земель; - получение информации для создания банка данных о метрических характеристиках, природио-экологических свойствах, хозяйственном и юридическом статусе всей совокупности земель и организации постоянного контроля за использованием сельскохозяйственных земель; - создание информационной основы для регистрации прав собственности, владения, пользования (аренды).
С этой целью были разработаны Методические рекомендации по оценке современного состояния и использования посевных площадей по материалам дистанционного зондирования и оперативного наземного контроля [74, 157]. Применение материалов аэрофото- и видеосъемки обеспечивает высокую точность, достоверность и объективность получаемой информации и оперативность выполнения работ. Работа по комплексной оценке современного состояния и использования посевных площадей включает ряд последовательных этапов, основными из которых являются: 1. Разработка программы работ. 2. Аэрофото- и видеосъемочные работы. 3. Организационно-технологические работы. 4. Полевые работы. 5. Камеральные работы. Полный цикл проводимых работ представлен в технологической схеме (рисунок 2). 1. Разработка программы работ
Программа работ включает следующие разделы: общие положения; характеристика района исследования; содержание работ; источники информации; методические указания; требования к оформлению материалов (выходной продукции) и сопровождающей документации. 2. Аэрофотосъемочные и видеосъемочные работы Аэрофотосъемочные работы (АФС) выполняются специализированными организациями, имеющими летательные аппараты (самолеты, вертолеты), оборудованные соответствующей аэрофотосъемочной аппаратурой. Для проведения АФС рекомендуется применять самолеты ТУ-134 СХ или ИЛ-20, которые обеспечивают оптимальную скорость съемки, продольные и поперечные углы наклона съемки в пределах до 3. Рекомендуемые аэрофотоаппараты: АФА-Т-100, АФА-Т-200, АФА-ТЭ-350, АФА с фокусом 500 мм и 750 мм. Аэрофотосъемочные работы производятся по известной методике. Обработка фотоматериалов (получение негативов, контактных и увеличенных отпечатков) Обработка фотоматериалов включает в себя следующие технологические операции: фотохимическая обработка негативов и их нумерация; контрольный просмотр негативов; контактная и увеличенная фотопечать. Изготовление фотосхем Процесс изготовления фотосхем складывается из подготовительного этапа, монтажа, контроля и оформления фотосхем [143]. Подготовительные работы включают: подбор фотоснимков по трапециям и маршрутам в пределах трапеции, контроль фотографического качества. При контроле фотографического качества снимков обращают внимание на проработку деталей изображения и однотонность. При составлении фотосхем контактные отпечатки монтируют на картон с предварительно наклеенной на него бумагой. Монтаж выполняют по начальным направлениям или по одноименным контурам. При составлении многомаршрутных фотосхем монтаж начинают со среднего снимка среднего маршрута, и развивают его к границам участков. Совмещение идентичных контуров в зонах перекрытия снимков выполняют способом «мигания» и контролируют их сходимость с помощью наколов.
Способ «мигания» заключается в следующем: накладывают друг на друга и при быстром поднятии и опускании перекрывающейся части второй снимок перемещают относительно первого, добиваясь совмещения идентичных контуров. Затем снимки закрепляют грузиками и делают наколы в контурных точках, расположенных посередине перекрытия. Если несовмещения наколов с контурами нижнего снимка носят систематический характер, их устраняют перемещением верхнего снимка, после чего делают порез и соответствующие части снимков наклеивают на основу. Контроль монтажа фотосхем осуществляется по порезам. Обрезки снимков укладывают на фотосхему, совмещая по линиям пореза и накалывая иглой ряд контурных точек. Несовмещение наколов на фотосхеме с соответствующими контурами не должно быть более 0,7 мм для равнинных районов. Используя имеющуюся карту, на фотосхему наносят рамки трапеции, пункты геодезической сети и выполняют ее оформление. Масштаб фотосхемы определяется по карте или по координатам геодезических пунктов. 3. Организационно-технологические работы Организационно-технологические работы включают в себя подготовительные работы и разработку схем дешифрирования аэрофотоснимков (АФС). 3.1. Подготовительные работы Подготовительные работы включают в себя сбор и анализ информации. Топографические, фондовые картографические (чертежы-проекты корректировки научно-обоснованной системы земледелия по хозяйствам и др.) и текстовые материалы (пояснительные записки, экспликации по полям севооборотов, структуры посевных площадей, схем севооборотов, размещения культур по полям севооборотов и предшественникам) являются источниками первоначальной информации об изученности состояния и использования посевных площадей. Подбор информации должен отвечать тематической ориентации исследований и иметь конкретный территориальный охват. Наряду с вышеперечисленными источниками информации, при проведении исследований используются имеющиеся методики, инструкции, редакционные указания и другая специальная литература в направлении оценки состояния земель и сельскохозяйственных посевов.
Анализ собранных материалов носит характер тематической направленности. 3.2. Разработка схем дешифрирования аэрофотоснимков Разработка схем дешифрирования АФС включает в себя: - разработку эталонов-определителей дешифрирования и создание банка данных; - дешифрирование аэрофотоснимков; - автоматизированную обработку фотоматериалов. Для точного и достоверного дешифрирования картографируемых объектов по аэрофотоснимкам используются дешифровочные эталоны, представляющие собой типичное фотоизображение объекта, которое с заданной степенью вероятности характеризует всю совокупность его изображений. Сущность использования дешифровочных эталонов заключается в том, что исследователь сопоставляет дешифрируемый объект не с местностью, а с его фотоизображением на эталоне. Методика использования эталонов основана на сопоставлении фотоизображений путем выявления черт сходства и различия. Метод аналогии, применяемый при этом, включает использование дешифровочных признаков. При разработке эталонов количество ключевых участков определяется тематической однородностью территории. К эталонам может прилагаться форма текстовой аннотации, отражающая географические, морфологические и другие характеристики объектов.
Почвенный покров
Разнообразие почв на территории области во многом обусловлено пестротой литологического и гранулометрического состава почвообразующих пород, разнообразием их свойств, вертикальной и горизонтальной неоднородностью наносов, что оказало существенное влияние на генезис, состав, свойства почв и структуру почвенного покрова [14], Наиболее распространены в качестве почвообразующих пород водно-ледниковые, древнеаллювиальные и аллювиальные отложения. Подавляющее большинство почв области сформировалось на покровных суглинках и глинах. Среди покровных отложений выделяют подгруппу лессовидных суглинков и глин (породы тяжелого и среднего гранулометрического состава). Девонские, каменноугольные, меловые и юрские отложения в качестве почвообразующих пород встречаются чрезвычайно редко. Почвенный покров района отличается значительной пестротой. Наиболее характерными почвенными разностями являются типичные черноземы средней мощности, выщелоченные и оподзоленные черноземы, темно-серые и светлосерые лесные почвы. Типичные черноземы приурочены к плато и слабопологим склонам на лессовидных суглинках. Они имеют хорошо выраженную комковатую структуру, обеспечены калием и бедны фосфором; содержание гумуса колеблется от 3 до 7%. Наибольшее распространение эти почвы получили в междуречье Дона и Воронежа, где они залегают не сплошной полосой, а отдельными пятнами в комплексе со слабовыщелоченными, выщелоченными черноземами и серыми лесными почвами. Северная граница распространения типичных черноземов в междуречье проходит по линии Лебедянь - Чаплыгин. На правобережье Дона эти черноземы встречается отдельными пятнами на плато и склонах южной экспозиции.
Выщелоченные черноземы отличаются буроватой окраской, комковато-пылеватой структурой в горизонте Аі, ореховатой структурой в нижних горизонтах и хорошо заметной кремнеземистой присыпкой. Эти почвы бедны калием и фосфором, гумуса содержат до 6%. Выщелоченные черноземы в комплексе с другими почвами занимают правобережье Дона (к северу от долины С новы) и северную часть междуречья Дона и Воронежа. Оподзоленные черноземы и серые лесные почвы распространены в виде пятен на территории всего района. Они занимают склоны долин и балок, но значительные их участки имеются и на плато. Наиболее крупные участки серых лесных почв расположены в междуречье Дона и Красивой Мечи (Данковский, Елецкий и северная часть Тербунского лесхозов). Серые лесные почвы сформировались под древесной растительностью на флю-виогляциальных отложениях, состоящих из разнозернистых кварцевых светлоокрашенных песков с прослойками суглинков и распространены широкими полосами по берегам крупных рек и пятнами по берегам мелких рек. Эти почвы характеризуются небольшой мощностью гумусового горизонта (10-13 см), с резким переходом в следующий горизонт [14]. 2.3 Экспликация земель Земельный фонд Липецкой области в административных границах на 2001 г. по данным Комитета по земельным ресурсам и землеустройству Липецкой области составляет 2404,7 тыс. га и представлен следующими категориями земель [159]: земли сельскохозяйственного назначения составляют 77,3% от общей территории (1958,5 тыс. га); земли населенных пунктов- 194,8 тыс. га; земли промышленности, транспорта, связи, обороны и иного назначения — 38,0 тыс. га; земли особо охраняемых территорий - 13,8 тыс. га; земли лесного фонда -182,3 тыс. га; земли водного фонда - 6,4 тыс. га и земли запаса - 16,3 тыс. га. Распределение земельного фонда по угодьям приведено в таблице 6 и рисунке 4.
Природные кормовые угодья играют заметную роль в общей структуре земель сельскохозяйственного назначения на 1.01.95 г., занимая 185,0 тыс. га, в том числе сенокосы 29,9 тыс. га и пастбища 155,1 тыс. га (таблица 7). Все природные кормовые угодья можно разделить на три категории: заливные (пойменные), суходольные (материковые или плакорные) и заболоченные. Последние не имеют четкой ландшафтной приуроченности, а характер угодья зависит в большей мере от степени увлажнения. Интенсивное использование земельных ресурсов области сопровождается рядом негативных явлений, из которых наиболее опасными явились развитие крупномасштабных эрозионных процессов, большие потери гумуса в почвах, разрушение структуры почв, ухудшение их водного режима, снижение плодородия почв. Анализ качественного состояния сельскохозяйственных угодий по состоянию на 1,01,95 г. (таблица 8) показал, что из 1731,5 тыс. га сельхозугодий на территории области 262,1 тыс. га (15,2%) земель подвержены плоскостной водной эрозии, из которых 188,0 тыс. га (10,9%) - пашни. Наибольшее количество эродированных земель приходится на Данковский, Измалковский, Лебедянский, Краснинский и Становлянский районы. Дефляционно-опасных земель насчитывается всего 52,4 тыс. га (3%), имеющих легкосуглинистый, супесчаный и песчаный гранулометрический состав. Наблюдаются они в ряде хозяйств Чаплыгинского, Добровского, Задонского, Грязинского, Усманского и Хлевенского районов. Общая длина овражно-балочной сети на территории области составляет 13,4 тыс. км на площади 15,6 тыс. га. Из 13,7 тыс. вершин оврагов 2,6 тыс. продолжают расти. Наибольшее распространение овражной формы эрозии получили районы, расположенные на Среднерусской возвышенности, особенно Из-малковский, Становлянский, Лебедянский, Краснинский, Липецкий, Хлевен-ский и Задонский районы, где каждая четвертая вершина оврага действующая. В результате эрозии земель разрушаются значительные площади сельскохозяйственных угодий, резко снижает их плодородие, происходит заиление рек и других водоисточников, увеличивается расчлененность территории ежегодно растущими оврагами, ухудшается гидрологический режим местности, сильно сокращается влагообеспеченность полей.
Исходя из этого, большое значение имеет борьба с эрозией почв, которая осуществляется применением комплекса взаимосвязанных организационнохозяйственных, агротехнических, лесомелиоративных и гидротехнических мероприятий. Однако борьба с эрозией почвы проводится неудовлетворительно. Объемы работ по комплексной защите почв повсеместно резко сокращаются из-за отсутствия необходимой техники и оборудования, из-за трудностей с финансированием и материально-техническим обеспечением. Исключительно важную роль в плодородии черноземов играет гумус, но состояние гумусового фонда в почвах области вызывает тревогу, так как за последние 60-100 лет потери гумуса составили 25% его исходных запасов. По данным за 2000 г. Государственного центра агрохимической службы «Липецкий» выявлено уменьшение содержания гумуса в пашне до 5,6%. Наиболее заметное снижение отмечено в Добринском, Добровском, Долгоруковском, Елецком, Задонском, Лебедянском, Лев-Толстовском, Усманском и Чаплыгинском районах. Незначительное снижение содержания гумуса в пашне наблюдается в Воловском и Грязинском районах. На уровне предыдущего цикла обследования (1995 г.) сохранилось содержание гумуса в пашне в Данковском, Измалков-ском, Липецком и Тербуиском районах. Отмечено также повышение содержания гумуса в пашне в Краснинском, Становлянском и Хлевенском районах (таблица 9).
На значительных площадях, особенно в условиях Окско-Донского плос-коместья (левобережье р. Воронеж) существенный ущерб земельному фонду сельскохозяйственного назначения наносит переувлажнение земель. Оно, как правило, носит пятнистый характер и поражает пространства с наиболее плодородными лугово-черноземными и черноземно-луговыми почвами на площади около 91 тыс. га. Переувлажнение земель максимально выражено в центральном плоскоместном физико-географическом районе лесостепной провинции Окско-Донской низменности (Грязинский, Усманский и Добринский районы), где площадь переувлажненных земель на сельхозугодьях составляет 25-30%, полугид-роморфные земли с лугово-черноземными почвами занимают 49-51%, а на долю автоморфных земель с черноземами приходится лишь 18-26%. По отдельным хозяйствам Добринского и Усманского районов площадь переувлажненных земель достигают 30-67% (таблица 10).
Оценка результатов землеустройства с использованием ландшафтной системы земледелия
На территории хозяйства "Негачевское" Хлевенского района Липецкой области большое развитие получили эрозионные процессы. Это выражается в смыве почв, уменьшении мощности гумусового горизонта. Для изучения вопросов интенсивности проявления эрозионных процессов проведена работа по установлению классов эрозионной опасности земель по Методике оценки эрозионной опасности земель [95]. Картограмма потенциального смыва почв разрабатывается на основе детального учета особенностей рельефа, показателей эрозионного потенциала талых и ливневых вод. Для расчета потенциального смыва в целом по хозяйству был взят типичный участок пашни площадью 315,0 га. На участке выделено десять линий стока, наиболее характерных для данного водосбора. Каждая линия стока поделена на стометровые отрезки, для которых определены уклон в процентах, а также тип почвы, степень смытости и другие факторы. Расчет потенциального смыва на данном пахотном массиве произведен по эмпирической зависимости: где: ЭТ(Л) - потенциальный смыв от стока талых вод (ливневых дождей), т/га в год; КТ(Л) - эродирующая способность стока талых вод (ливневых дождей), т/га на единицу эрозионного потенциала талых вод (ливневых дождей); Ro6 - обобщенный коэффициент эрозионного потенциала рельефа; П - коэффициент относительной смываемости почв. Коэффициент эродирующей способности стока талых вод (Кт) обусловливается зональными особенностями и для микрозон Липецкой области может быть принят: - северо-западная 0,090 - центральная 0,095 - восточная 0,090 - юго-восточная 0,085 - юго-западная 0,085 Коэффициент эродирующей способности стока ливневых дождей для Липецкой области колеблется в пределах 0,07.
Обобщенный коэффициент эрозионного потенциала рельефа (R ) целесообразно определять с учетом поправок за профиль и экспозицию склона: Ro5=RxK3xKn, (2) где: R - коэффициент эрозионного потенциала рельефа; К3 - поправочный коэффициент за экспозицию склона; К„ - поправочный коэффициент за поперечный профиль склона. Поправочный коэффициент за экспозицию склона принимается: северная - 0,80; восточная - 0,95; южная - 1,20; западная - 1,05; и соответственно за форму поперечного профиля склона: прямой — 1,0; рассеивающий — 0,80; собирающий- 1,20. Коэффициент эрозионного потенциала рельефа определяется по уравнению: R = 1а[п1+се - (п - l)I+ct ]i 45, (3) где: 1 - длина отрезка, м; а - показатель степени при длине; п - порядковый номер отрезка; іл - уклон отрезка, %. Показатель степени - а при длине 1 зависит от уклона отрезка следующим образом: Карта потенциального смыва разрабатывается на основе данных расчетов с учетом выделения классов эрозионной опасности земель по данной шкале: 1-е незначительной эрозионной опасностью (до 3 т/га в год); II - слабой эрозионной опасностью (3,1-10 т/га в год); III - средней эрозионной опасностью (10,1-20 т/га в год); IV - сильной эрозионной опасностью (20,1-40 т/га в год); V - очень сильной эрозионной опасностью (более 40 т/га в год). На основании картограммы потенциальной эрозионной опасности земель устанавливается целесообразность дальнейшего использования и необходимость специальной почвозащитной организации территории и различных про-тивоэрозионных мероприятий. Данные расчета приведены в таблице А.З.
На основании данной таблицы, определена площадь земель по классам эрозионной опасности. Так земли I класса занимают площадь 122,0 га, что составляет 38,7% от территории данного участка. Земли II класса - 69,0 га и соответственно 21,9%; III класса- 69,0 га и 21,9%; IV класса- 16,0 - 5,1% и V класса 39,0 га-12,4%. Фрагмент установления классов эрозионной опасности земель приведен на рисунке 5. Так как для расчета потенциального смыва и установления классов эрозионной опасности был взят типичный массив пашни, то с некоторой степенью вероятности можно перенести процентное соотношение классов на всю площадь пашни хозяйства. Итак, площадь I класса в целом по хозяйству составила 2475,6 га; II класса -1401,0 га; III класса - 1401,0 га; IV класса - 326,2 га и V класса - 793,2 га при общей площади пашни - 6397,0 га. 3.2,2 Особенности противоэрозионного проектирования территории хозяйства «Негачевсное» Хлевенского района Липецкой области на эколого-ландшафтной основе Нахождение правильного местоположения и направления линейных элементов (базисных мелиоративно-технологических рубежей), обеспечивающих стокорегулирующую роль, создание необходимых территориально-организационных условий для ведения современных систем земледелия, предотвращение эрозионных процессов, регулирование водного режима, производительное использование сельскохозяйственных машин, правильное осуществление основной обработки почв и возделывание культур с учетом рельефа местности и структуры почвенного покрова - одна из задач обустройства территории хозяйства «Негачевское» Хлевенского района Липецкой области. Рассмотрим особенности устройства агроландшафта по проекту Липецкого филиала ЦЧОНИИгипрозем 1986 г. Землепользование хозяйства в значительной степени расчленено долина-ми, балками и оврагами.
Степень расчленения составляет 0,8-0,9 км/км . Около 33% пашни расположено на плато, что создает наилучшие условия для выращивания сельскохозяйственных культур; 10% пашни приходится на склоны с уклоном более 3. 73,4% пастбищ расположено на крутых свыше 5 склонах. Почвенный покров хозяйства "Негачевское" представлен черноземами выщелоченными — 71,3%, черноземами типичными — 20,8%, пойменными аллюви-ально-луговыми почвами - 3,4% и почвами овражно-балочного комплекса -4,5%. Общая площадь смытых земель насчитывает 1620,0 га, из них 403,0 га пашни. 10% земель подвержено сильной смываемости почв [160, 163]. На пахотном межбалочном водосборе склоны представлены тремя видами профилей (прямой, продольный и поперечный) с ярко выраженным прямолинейным характером водораздела. На рисунке 6 показан проект устройства агроландшафта, разработанный Липецким филиалом ЦЧОНИИгипрозем с типичными недостатками в проектировании, которые зачастую встречаются в современных проектах внутрихозяйственного землеустройства. Для детального анализа устроенности территории севооборотов были отобраны наиболее эрозионно-опасные рабочие участки в разных севооборотах, представленные в таблице 13. Зачастую лесные полосы размещаются не по рельефу, а напротив, идут вдоль склона, чем создают предпосылки для сбора и концентрации стока вдоль данной лесной полосы, что приводит к размыванию почв на данном участке. Такие участки называются "эрозионно-опасной зоной" и представляют собой площади обрабатываемых пахотных земель с уклоном в рабочем направлении более 1.
Тематическое картографирование при оценке состояния земель сельскохозяйственного назначения
По результатам анализа физико-географических условий и проявления почвенно-эрозионных процессов в Липецкой области был выбран репрезентативный ключевой участок - хозяйство «Озерское» Становлянского района. Территория хозяйства характеризуется умеренно-континентальным климатом с теплым летом и сравнительно холодной зимой. Зимой температура достигает до -37С, летом до +39С. Высота снежного покрова около 18 мм. Запас воды в снеге среднемноголетний - 53 мм, наименьший - 21 мм. Глубина промерзания почвы для чернозема выщелоченного: средняя многолетняя — 75 см, наибольшая - 94 см, наименьшая — 40 см. Значительная часть осадков выпадает летом 240-300 мм в виде ливней, что способствует развитию эрозионных процессов.
Территория хозяйства «Озерское» по схеме геоморфологического районирования Центрально-Черноземных областей относится к придонскому из-вестняково-карстовому району типичной лесостепи, и представляет собой возвышенную равнину сильно расчлененную долинами, балками и оврагами. Эта расчлененность определила преобладающие здесь долинно-балочный и овраж-но-бапочный типы рельефа. Степень долинно-балочного расчленения в хозяйстве равна 0,75 км/км2. Абсолютные высоты водоразделов достигают 260 м, колебания этих высот 100 м и более. Овраги занимают в хозяйстве 1,3% территории. В целом овраги, несмотря на значительную пересеченность местности, не получили большого развития благодаря значительному облесению местности. Поверхность водоразделов имеет волнистый характер. Волнистость обусловливается сильным развитием на склонах ложбин стока, переходящих ниже в вершины балок и оврагов. Эти понижения следуя одно за другим, делят поверхность на ряд щитообразных возвышений, насаженных на более низкое сглаженное основание. На ровных пространствах щитообразных возвышений получает свое развитие своеобразный микрорельеф в виде воронкообразных углублений и плоских блюдец, которые распределены по поверхности неравномерно. Уклон местности в самой прибровочной части гидрографической сети превышает 3-5, вследствие чего образовались большие площади смытых почв, а также эрозионные рытвины и овраги. Эти процессы, получившие свое ускоренное развитие еще в прошлом, продолжают развиваться в некоторых местах в настоящее время, что вызывает необходимость проведения мониторинга и разработки мероприятий по борьбе с ними. Основными почво образующими породами на территории хозяйства «Озерское» являются четвертичные лессовидные бескарбонатные, слабокарбонатные и карбонатные суглинки.
Основной фон почвенного покрова хозяйства составляют черноземы выщелоченные, сформировавшиеся на склонах различной экспозиции и крутизны, а также на водораздельных плато. Мощные выщелоченные черноземы сформировались на платообразных участках, Среднемощные выщелоченные черноземы занимают наибольшую площадь и по территории хозяйства распространены сравнительно равномерно. Слабосмытые выщелоченные черноземы приурочены к покатым и сильнопокатым склонам различных экспозиций. Площадь черноземов выщелоченных составляет 5094 га, в том числе на пашне используется 4261 га. Оподзоленные черноземы распространены довольно равномерно с меньшими по площади контурами, чем черноземы выщелоченные. Темно-серые лесные почвы выделены небольшими контурами главным образом вблизи лесов на очень пологих, пологих и покатых склонах различных экспозиций.
Черноземы типичные выделены небольшими контурами на возвышенных платообразных участках площадью 75 га. Черноземно-луговые почвы сформировались по ложбинам стока, где в их формировании большую роль, наряду с грунтовыми водами, играют натечные воды поверхностного стока. Площадь их составляет 83 га, в том числе в пашне используется 63 га. Балочные системы покрыты сложным сочетанием, в состав которого входит пятнистость почв балочных склонов слабо-, средне- и сильносмытых с 10% аллювиально-делювиальных почв днищ балок, общая площадь - 958 га. Овраги на территории хозяйства занимают 122 га. В основном развит боковой тип оврагов, в меньшей степени - донный. Боковые овраги залегают в основном в центральной и юго-западной части хозяйства, достигая в отдельных случаях значительных размеров: в длину 300-500 м, ширину 20-30 м, глубину -свыше 3 м. Расчлененность рельефа приводит к повсеместному развитию эрозии в ее линейной и плоскостной формах. Так, свыше 40% почв подвержены эрозии в различной степени, это составляет 3003 га, кроме того, 4058 га представляют участки, в различной степени потенциально-опасные в эрозионном отношении. Развитию процессов водной эрозии способствует определенное сочетание выше перечисленных природных факторов и хозяйственная деятельность человека [168].Из природных условий главная роль в развитии водной эрозии принадлежит рельефу. От крутизны склона, экспозиции, протяженности и формы склонов зависит степень эродированности (таблицы 18, 19). Влияние климата на эрозию почв осуществляется через интенсивность осадков и снеготаяние. Наибольший поверхностный сток вызывают ливни. Интенсивное сельскохозяйственное использование земель при существующей зернопропашной системе земледелия без соблюдения всех звеньев общего комплекса по защите почв от эрозии также в значительной мере стимулирует развитие эрозионных процессов. Нарушение чередования культур в севообороте, недостаточное внесение удобрений, изменение структуры почвы в сторону ее распыления и многое другое - вот далеко не полный перечень причин, способствующих возникновению и развитию эрозии, созданных хозяйственной деятельностью человека.
При проведении анализа имеющихся материалов предыдущего тура обследования и аэрофотоснимков 2000 г. на территории хозяйства «Озерское» Становлянского района Липецкой области были выявлены продолжающиеся процессы развития эрозии. В восточной части участка, склоны особенно южной экспозиции, имеют большое количество лощин и промоин, неотраженных на топооснове, но хорошо видных на снимке (рисунок 14). В некоторых местах к плоскостной эрозии добавляется линейная (участки 1, 2). Склоны южной экспозиции размываются в большей степени (участок 3). В ходе выполнения работы были заложены почвенные разрезы, на некоторых участках, где по материалам аэрофотосъемки было отмечено усиление признаков эрозии. Морфологические признаки, приведенные ниже, подтвердили интенсификацию эрозионных процессов на этих участках.
