Агролесомелиоративное картографирование Северо-Западного Прикаспия

Кулик, Константин Николаевич

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Агролесомелиоративное картографирование Северо-Западного Прикаспия
ВАК РФ 06.03.04, Агролесомелиорация и защитное лесоразведение, озеленение населенных пунктов

Автореферат диссертации по теме "Агролесомелиоративное картографирование Северо-Западного Прикаспия"

> Ой '"

На правах рукописи

¡ОПТ 1996

КУЛИК КОНСТАНТИН НИКОЛАЕВИЧ

АГРОЛЕСОМЕЛИОРАТИВНОЕ КАРТОГРАФИРОВАНИЕ СЕВЕРО-ЗАПАДНОГО ПРИКАСЛИЯ

Специальность 06.03.04 - агролесомелиорация и защитное лесоразведение, озеленение населенных пунктов

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

Волгоград - 1996

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском' институте агролесомелиорации. •

Официальные оппоненты: А.И.Степанов, доктор сельскохозяйственных наук, академик РЭА; Д.М.Киреев, доктор сельскохозяйственных наук; А.Н.Сажин, доктор географических наук.

Ведущая организация - Шный государственный научно-исследовательский и проектно-изыскательский институт по землеустройству (икШИГИШОаВИ).

Защита состоится " «¿Г- 1996 р.

*/£. часов на заседании диссертационного совета Д-020.П.01 во Всероссийском научно-исследовательском институте агролесомелиорации. !

Адрес: 400062, г.Волгоград-62, ул.Краснопресненская, 39, ЫМАШ1.

С диссертацией иожно ознакомиться в библиотеке Всероссийского научно-исследовательского института агролесомелиорации.

Автореферат разослан

Ученый секретарь

диссертационного совета Л.А.Петрова

ОБЩАЯ ХАРЛОТЕРЛСТИКЛ РАБОТ».

Актуальность проблем»?. Северо-Западный Прикаслий - крупнейший регион пастбищного животноводства на юго-востоке Европейской части России и Западном Казахстане. В последние 20 лет здесь резко усилились процессы деградации земель вследствие интенсивных антропогенных нагрузок, которые усугубляются жесткими природно-климатическими условиями. Практически все (свыше 21 млн.га) пастбища региона из-за перевыпаса, распашки и техногенных нарушений деградирован« в той или иной степени. В конце 80-х годов здесь насчитывалось около I или.га подвижную песков, свьше 200 тыс.га вторично засоленной и заболоченной пашни. В некоторых районах, где дефляция приобрела лавинообразный характер, сложилась обстановка экологического бедствия (Черные земли). Пески заносят поселки, каналы, дороги, сельхозугодья,, тем самым либо полностью, либо частично уничтожал веками сложившиеся экосистемы и резко увеличивая климатическую дискомфортность. Только на Черных землях ущерб от деградации пастбищ за последние 30 лет составил (в ценах I98& г.) свыше 3 млрд.руб. (В.М.Петров, IS89). В связи с этим возникла важная хозяйственная необходимость выполнения широкомасштабных песко-закрепительных работ, восстановления дегрэдированних пастбищ и перевода малопродуктивных земель в адаптивные лесоаграрные ландшафты.

Наиболее экологичным, экономичным и порой единственным средством борьбы с опустыниванием является фитомепиорэция, основанная на глубокой и всесторонней фитоэкологи ческой оценке мелиорируемых ландшафтов. Без нее насаздения гибнут, не принося ожидаемого эффекта. В связи с этим, огромные площади нарушенных агроландшафтов нуждаются в составлении научно обоснованных проектов и тематических карт, которые отражали бы все основные факторы, влияющие на формирование и результативность той или иной отрасли яееоаграрного осво-

сник. Дая выполнения »тих рг.бот обиино используются трудоемкие н дорогостоящие экспедищашше обследовании, которые к тону ко не отличаются достаточной объективностью, оперативностью и высокой то^ностьь, Применение а&рокосмических методов изучения и картографирования фитоэкологических условий ландшафтов сокращает затраты на проектно-иэыскательские работы, ускоряет их тейпы, повышав? качество и точность проектной документации, положительно отражается на результатавносу«< яесоагр&рного освоения территорий. В этой плане актуальность разработки методов фитозкологической оценки и агролесомелиоративного картографирования регионов, подверженных деградации» становится очевидной.

Работа выполнялась с 1081 г. в соответствий с заданиями ВАСХНИЛ, РАСХН, ГКНТ по темпаанаы ЫМАЛШ Госрегистрации -81085801; 011630074296; 0106.0070244; 0186.0070223 НТП "Косиос"; 01.9.40006321) и по целому ряду хоздоговорных тем.

и^дь и запачи исследований. Целью работы являлось научное обо-сновакие возможности применения аэрокосмической фотоинформ&цш (АКФ) и определение уровня ее информативности для фатоэнологкчес-кой оценки, агролесомелиоративного картографирования, изучения процессов деградации и восстановления аридных ландшафтов в связи с их адаптивной трансформацией в высокопродуктивные лесоаграриые ландшафты.

Достижение поставленной цели осуществлялось на основе решения следующих задач: I) разработка общих принципов применения АКФ дли фитоэкологнческой оценки аридных ландшафтов и агролесомелиорации; 2) разработка методики количественной и качественной оценки фнто-экологических ресурсов и юс изучение с помощью АКФ; 3) комплексное обзорное, на основе космических фотоснимков (НФС) и детальное, на основе аэрофотоснимков (АФС) картографирование фитоэкологических

условий ариднкх ?андсафтов а полях агролесомелиорации; 4) кзучогае, картографирование и картографо-уатеаатическое моделирование процессов деградации и восстанпвлекия агроландиафтов под влиянием фитоме-лиорацин, по материалам раэновреисншх АК8; 5) создание лесомелиоративной типологии к лесомелиоративное картографирование земельного фонда региона; 6) составление тематических карт для целей комплексного лесоагрлрного природопользования; 7) предложения к объемы р;-,5от по адаптивной трансформации земель с пойочыо фитоыелиорации и рационавьноыу иппользов; ниа аридных ландаафтов в регионах исследований.

Объекты исследований и фактический катер»ал. Изучены яьндийф-тн: песков Среднего Дона (Арчедино-Донской и Голубинсхий пзсченш массям;); Терт ко-'пу некого, Куиско-Ъохжсхого, Во л го -У ря л ь с к о г о и Урадс-Энбенсхого междуречий Северо-Западного Пр:«каспнги Кроме этого, комплексные исследования проводились на Чире:¡сих и Цимлянских песках, з иеядуречье рек Чу и Таласа (пески Муткуии), Приараяьа, где резалась некоторые методические вопросы применения А1® в явнд-яефтех-аназогах.

Исследования проводили з экапедипионш« я камеральннх условиях, применяя иетод ландиафтно-индикационного дешифрирования сиич» коз. Закономерности раепределеняя я взаимосвязи яомсокето* вафтов изучали на 15 полигонах я 105 ключешсс участках. При .¡го» обследовано в наземнж ыарзрутах (30 тыс. км) и с воздуха (г^се? с вше 300 часов) около 100 ыхи.га территории аридной зоны. На ключевых участках проложено свиве 350 км ландиафтно-экологических инструментальных профилей, разбурено около 300 с к с шин глубиной от I до 12 и. Отобрано и проанализировано свыше .8 тыс. проб почво-гру.ч-та, грунтовых аод (ГВ), почвенно-грунтовчх растворов. Систематизировано свьете 20 тыс. и отдешифртрозано около 12 тыс. единиц аэрокосми-

ческой фотоинформвции'.

Научная новизна. Впервые разработана теория, методология и -технология приыекешя аэроксснических <¡mo~ н тезеизображвннВ земной поверхности дяя целей агрояесоиелиорации :¡ оааршюго десораз--аении. Это позволило развить новое направленно в агролесоневио-дивной науке - агрояееоыеякоративное картографирование ландкаф-тов. 11« основе аналвзи разновременных АКФ получена кетодика иэола-нэйного коипьвтерного картографирования различных характеристик ¡counoiiemoD ландиафпшх коипхексоз, связей неаду ними и динамичных процессов деградации. Осуществлено картографо-ыагенатическоа моделирование дефляции почвенно-растителыюго покрова пастбиц - основного экзогенного процесса в стой регионе. Показами причины ее возникновения н рассчитан прогноз развития в зависимости от [триродных и антропогенних факторов.

Для юго-востока Европейской части России и Западного Казахстана впервые дана коиплексная оценка фитозкологичееккх условна агро-лшедпафтов, проведено типологическое районирование крупных регионов и составлена серия оценочно« и прогнозных карт для рационального, лесоаграрного освоения. Это позволило наметать пути и определить объемы трансформации малопродуктивных земель аридной зоны о адаптивные (к сложившийся природно-климатическим условиям) лесо-вграрные ландшафты.

Полученные материалы дали возможность решить проблему оперативной, экономичной к достоверной оценки фатоэкологнческого потенциала аридных территорий.

На зениту выносятся с д едущие основные положения » разработке

1. Теоретические основы и методика применения AKS для целей агролесомелиорации.

2. Методика агролесомелиоративного картографирования аридккх ландшафтов.

3. Теория и практическая реализация аэрокосмического мониторинга в агролесомелиорации.

4. Картогрзфо-математическое моделирование и прогноз развития деградации почвенно-растительного покрова в регионе.

5. ^тоэкологическая оценка агроландшафтов на основе АШ.

6. Научное обоснование и объемы трансформации ыалопродуктив-ных земель аридной зонн в адаптивные лесоаграрные ландшафты.

Практическая ценность и реалиаащя работы. Основные разработки автора по фитоэкологической оценке,лесомелиоративной типологии и картографированию аридных ландшафтов, диагностике и прогнозированию процессов их деградации повшают точность и оперативность составления проектов, з несколько раз сокращая при этом затраты трудовых и материальных ресурсов, обеспечивая высокую результативность лесомелиоративных работ. На основе проведенных исследований составлена серия тематических карг для агролесомелиорации (свше 120 листов). Материалы диссертационной работы использованы Ш-ВШгипроземом и дирекцией "Агролесомелиострой" при разработке (1986 г.), корректировке (1994 г.) и осзоении Генеральной схемы борьбы с опустыниванием Чсрнозеиеяьских и Кизлпрских пастбищ на ачощади 4,3 млн.га; комитетами по экологии и охране природы Дагестана, Калмыкии, Ставропольского крап, Астраханской и Волгоградской областей при разработке природоохранных и природоулучиающих проектов экологически напряженных районов, а так.же реализованы в методических и практических рекомендациях: "Рекомендации по созданию лееопастбищ на подвига«« песках юго-востока Европейской части СССР" (Москва, 1985 г.); "Методические указания по лесомелиоративной классификации и картированию аридных пастбищ" (Волгоград, 1985); "Предложения по рациональному использованию песчаных земель Волгоградской области" (Волгоград, 1986); "Инструктивные указания по лесомелиорации аридных па-

стби-ц" (Москва, 1987); "Рекомендации по комплексному освоению Тер-ско-Кумских песков" (Москва, 1987); "Предложения по лесомелиорации пастбищ на Черных землях Астраханской области" (Волгоград, 1990); "Применение аэрокосмических методов в агролесомелиорации. Методические рекомендации" (Москва, 1991).

Эффективность и народнохозяйственная значимость защищаемых разработок подтверждены Президиумом РАН, постановлением которого, в соответствии с Указом Президента России, автору в 1994 г. присуждена Государственная научная стипендия.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работа доложены и одобрены на конференциях, совещаниях, семинарах, курсах, школах: Всесоюзных (Ашхабад, 1994, 1985, 1986, 1991; Львов, 1988; Москва, 1989; Новочеркасск, 1989); республиканских и региональных (Волгоград, 1983, 1985, 1986, 1987; Джамбул, 1983; Саратов, 1990; Астрахань, 1993); международных (Риджтаун - Канада, 1991; Волгоград, 1994); кроме того, на заседании секции защитного лесоразведения и агролесомелиорации ВАСХНИЛ (Элиста, 1991) и годичном собрании Отделения лесоводства и агролесомелиорации РАСХН (Москва, 1986, 1996). Материалы демонстрировались на ВДНХ (1986, 1989 гг.), где были отмечены бронзовой и серебряной медалями и использованы при съемках научно-популярных фильмов.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 50 печатных работ обидим объемом 23 п.л.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, восьми глав, заключения. Объем 387 стр. Работа иллюстрирована 63 рисунками, содержит 28 таблиц, список литературы из 428 наимено' ваний, в том числе 28 иностранной, 51 приложение на 62 страницах.

Автор глубоко признателен доктору географических наук, профес сору В.В.Виноградову, лауреату Государственной премии, академику

РЛСХН В.И.Петрову за большуп помощь и содействие в проведении работы.

В исследованиях принимали участие Н.С.Манаенкова, В.В.МозГунов, А.С.Рулев, Ю.В.Рыбальчешсо, А.Н.Салугин. Автор выражает им искренни» благодарность.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

I. Физико-географические условия регионов исследований

Арчедино-Донские и Голубинские пески расположены в междуречьях и долинах Дона, Медведицы, Арчеды и Илоэли. Это кварцевые, древ-неалловиальные отложения Дона и его притоков, неоднократно подвергавшихся эоловой переработке (А.Г.Гаель, А.Л.Трушковс.тай, 1962; Б.Б.Полынов, 1926-1927). Поверхность песчаных массивов представлена относительно плоскит террасами с обпрш уклоном в сторону Дона. Террасы сложены песками с бугристый и грядовым рельефом и выровненными, слегка всхолмленными равнинами. Бугра и гряды чередуется с понижениями различной формы и величины. Указанные массивы расположены в степной зоне, подзоне сухих степей с резко выраженный континентальным климатом. Средняя годовая температура колеблется в пределах 6,3; 7°. Самый теплый месяц июль 22,4; 22,9°, самый холодный январь -9,2; -9,6°. Среднегодовое количество осадков 376-381 мм. Наибольшее га количество выпадает детом. Осенние и зимние осадки полностью поглощайтея песчаными почвами и формируется промывной тип водного режима (Н.Й.Кулик, 1979). Снеговой покров устанавливается в конце декабря, а таяние начинается с конца марта. Среднее число дней со скежши покровом 93-107. Преобладающие ветры пго-вс точных и восточных румбов. Часто отмечаются засухи и суховеи, которые сопровождается высокими температурами а резким снижением влажности воздуха. ГВ залегает на глубине от 0,5 до 4 м по котловинам

и понижениям. На равнинах третьей террасы уровень ГВ (УГВ) 12-14 и. Шнеразизация ГВ (УГВ) во всех случаях не превышает I г/л. На изучаемых песках в результате длительной эволюции образовалась следующие почвы: I) черноэемовидные супесчаные; 2) дерново-степные связ-нопесчамыз; 3) маломощные дерново-степные песчаные; 4) примитивные песчаные; 5) луговые песчаные и супесчаные (Л.Г.Гаель, А.Н.Гумилев, 1966).

В зависимости от фитоэкологических условий и антропогенной нагрузки пески находятся в разных стадиях зарастания и ииеют различный видовой состав растительности, представленный в основном псаммофитами. Урожайность сухой массы составляет от 5 до 25 ц/га в зависимости от степени заращенности песков. Естественная древесно-куотьрниковая растительность приурочена к понижншям и состоит из ольхи, березы, осины, дуба, ивы и других пород. На песках нашли широкое распространение культуры сосны, тополя.

Северо-Западный Прикаспий занимает крайний вго-восток русской равнины, прилегает к Каспийскому морю с северо-запада и включает в себя степную, полупустынную и пустынную природные зоны. Это плоская поверхность, отделяющаяся от окруяающих приподнятых равнин горизонталью 50 м. По генезису Северо-Западный Пр«аспий - морская аккумулятивная равнина, сформированная трансгрессивно-регрессивными циклами Каспийского моря в четвертичный период. Характерной особенностью рельефа является малая амплитуда, связанная с замедленностью процессов эрозии вследствие малого количества выпадающих осадков. На песчаных равнинах главную рельефообразующую роль играет дефляция Характерны для региона многочисленные неглубокие бессточные впадин I - лиманы, падины, западины, соры и пересыхающие озера. Почвы бурые, пустынно-степные различного мехсостава в комплексе с солонцами и солончаками, ЬЬлодой геологический возраст региона обусловливает

высокое содержание з почвогрунтох солей. В результате регрессии Хвалынского моря сформировалось несколько солевых зон, яеяащих в разных гипсометрических интервалах (-28...-25, -25...-23, -23... ... 10 м) и отличающихся мощностью веттснего незаселенного горизонта, солесодержанием в почвогрунтах зоны аэрарии, а также '«ТВ (В.И. Петров, 1989). Современную природу региона определяют также резкая атмосферная засушливость, безводность и бессточность. Среднее количество осадков, выпадащих в течение теплого периода, колеблется от 200 m на северо-западе до 100 мм на юго-востоке. Теплый период характерен высокой испаряемостью (до 1000 мм), частыми суховеями и высокими температурами воздуха. В течение холодного периода (ноябрь -март) здесь выпадает всего до 80 км осадков. Именно в ото время накапливаются основные запасы продуктивной влаги, расходуемой летом. В период снеготаяния и во время ливней вода накапливается в понижениях, обеспечивая влагозарядку почвы, масштабы которой зависят от размеров и глубины депрессий. Талые воды в депрессиях способствуют рассолению почз и опреснению ГВ. В течение года над регионом преобладает отротиая циркуляггия воздушных масс. Наиболее часто дуют ветры восточных и юго-восточных румбов. Засухи и суховеи отмечаются ежегодно. Среднегодовая относительная влажность воздуха 54-60$. ГВ в болышнство случаев соленые, залегают а зависимости от рельефа на глубине 1,5-12 м. В настоящее время на территории Северо-Западного Прикаспия произрастает около 450 видов травянистой и дре-весно-кустарннковой растительности. В экологическом отношении флора отличается чертами высокой ксерофитизации.

2. Проблемы оценки природных ресурсов для «елей агролесомелиспции

Формирование облика и структуры природных ландшафтов, их функционирование в значительней мере зависит uí древесно-кустарниковой

и травянистой растительности, которая определяет уровень экологической комфортности среды обитания человека. В создании лесоаграр-|<ых ландшафтов важную роль играют защитные лесные насаждения (ЗЛН), выполняющие несколько функций. Во-первых, они стабилизируют состояние ландшафта, являясь его биологическим каркасом. Во-вторых, это среда обитания животных и источник разнообразной, полезной для человека продукции. В-третьих, они регулируют потоки вещества и энергии в системе "лес-поле", улучшают гидротермичаский режим, и тем самым выполняют мелиоративную функцию (Е.С.Павловский, В.И.Петров, 1993). Большое значение ЗЯН придается з адаптивном земледелии (А.А.%ченко, 1990; Е.С.Павловский, 1988). Однако реализация данной концепции требует очень тщательной оценки фитоэкологического потенциала территорий и точного расчета оптимального количества ЗЛН. Без учета этих факторов лесомелиорация в аридной зоне затратна и неэффективна.

Во второй половине ХУШ века экспедиция Российской Академии наук,с участием С.Г.ГЧ1елина и П.С.Палласа,провела маршрутное обследование юго-востока Европейской части России. При этом было отиечено большое распространение песков, отличающихся более благоприятными для растений условиями произрастания в сравнении с глинистыми пустынями. В конце XIX, начале XX вв. В.В.Докучаев (1883), П.А.Косты-чев (1888), А.П.Колесоа (1900), Г.Н.Высоцкий (1911) указывали на то, что песчаные почвы юга России,в своем большинстве, пригодны длг облесения и возделывания на них различных сельскохозяйственных кул( тур. За последние 70 лет появились наиболее крупные исследования, раскрывающие вопросы генезиса, геоморфологии, почвообразования, оценки лесорастительных условий и рационального освоения земелыюгс фонда аридной зоны (В.Б.Полынов, 1926-1927; А.Г.Гаель, 1937, 1952; М.А.Орлов, 1940; М.П.Петров, 1950, 1973; Т.Ф.Йкубоа, 1955; В.АЛЬ-

колаев, 1956; А.А.Вакулин, 1973, 1985; А.Г.Бабаев, З.Г.Фрейкин, 1977«, Н.Ф.Кулия, 1979; А.Г.Дрскач, 1979; В.Н.Виноградов, 1980; В.И.Петров, 1984, 1987, 1989; «.М.Касьянов, 1985; А.Н.Маланьин, 1986,и др.). Отмечено, что основным лесомелиоративным фондои аридной зоны являются пески с корнедоступныыи ГВ. Их лесомелиорация возможна на базе аборигенной низкорослой древесно-кустарниковой флоры, засухо-, соле—и зимостойких форм растений из других аридных районов при тщательном учете фитоакологических условий.

Однако необходимость фитомелиоративных работ на огромных площадях сухой степи и полупустыни требует привлечения новой, более детальной и оперативной информации об их фитоэкологическом потенциале, которая может быть получена с помощью дистанционных методов.

Аэрофотосъемка в географических исследованиях начала применяться с 1930 г, (А.Е.Ферсман, 1930), а к концу 30-х годов она становится незаменимым методом в географических, геоморфологических и лвндпафтных исследованиях (Б.А.Фэдорович, 1943). В настоящее время больсое значение приобрела съемка из космоса, а аэрофотосъемка стала одним из элементов дистанционного изучения природных ресурсов земли.

В результате исследований С.П.Альтера (1966), Б.В.Виноградова (1966, 1984), W.Haaaenpflug, G.Richter (1972), Ю.С.Толчельникова (1974), А.А.Григорьева (1975), Н.Г.Харина (1975), Л.А.Богомолова (1976), G.Riedel (1981), В.А.Николаева (1987), Е.А.Востоковой и др. (1988), Э.Шанда (1990), и др. была создана общая методологическая основа дешифрирования АКЗ, на которой осуществлялось даль^й-шее совершенствование аэрокоемических методов для регання частных проблем. Так были установлены принципы дешифрирования по комплексу признаков рельеф« и почвенного покрова ландшафтов аридной зоны (Т.В.Афанасьева, 1965; В.А.Калнина, 1965, 1971; Ю.С.Толчельников,

1966; В.Л.Андроников, 1975; В.И.Кравцов« и др., 1976; з.Singh „ 1983; К.А.Еорошна, В.А.Каяшша, 1981; Л.Н.Кулеков, К.А.Вороннна, 1984; К,Н.Кудпк, 1984; Г.В.Добровольский, В.Д.Андроников, 1990), ггубины эьлогашя и минерализации ГВ (Б.В.Виноградов, 1962; Е.С. Арцыбшпеа, 1962; В.И.Левин, 1964; К.Е.Нефедов, 1964; С.В.Викторов» 1974; Е.А.Востокова, 1980), растительности (И.П.Петров, 1936; Б.В. Виноградов, 1964, 1975, 1978, 1981, 1985; А. И. Бабаев, 1969; Н.Г. Хс,рин, 1975; Н.Т.Нечаева и др., 1979; D.R.íhompaon и др., 1981; Е.А.Востокова, 1984). Предложенные методы дешифрирования лесной растительности (С.В.Белов, 1961; Д.Ц.Киреев, 1976, 1977; В.И.Сухих и др., 1977, 1987; j.cuellec, 1980; И.Д.Дмитриев, 1983; В.И.Екран» 1984; Е.П.Данйлкс и др., 1983) могут быть частично приняты для лесов и ЗДН аридной зоны.

В работах Б.В.Виноградова, 1976, 1980, 1981, 1983-1986, 1989-1991; M.Debusecho и др., 1977; В.И.Кравцовой, 1977, 1993; Н.Г. Харика, 1985; Т.А.Бабаевой, 1983; w.v.Heueden , 1983; А.И.Бабаева, 1984; К.Н.Кулика, 1990, 1994, 1995; Л.А.Григорьева, 1985; Е.А. Востоковой и др., 1986; Б.В.Виноградова, К.Н.Кулика, 1987; Е.В. Глушко, 1992; В.А.Николаева, 1993,и др. отмечается, что изучение разновременных материалов аэрокосиической съемки позволяет проследить динамику изменений природной среды под влиянием деятельности человека, осуществлять прогнозирование процессов опустынивания, намечать пути рационального ведения хозяйства.

С начала 80-х годов появляются работы, в которых рассматриваются вопросы применения дистанционных методов в агролесомелиорации (Б.М.Ивахов, 1983, 1988; К.Н.Яулик, 1983, 1984, I987-I99I, 1994; В.И.Петров, К.Н.Кулик, 1983-1987; Ю.Ы.Иаслов, 1984; К.Н.Кулик, В.И.Петров, 1985, 1989, 1991; Е.С.Павловский, Б.В.Виноградов, Н.З. Боровиков, 1985; Е.А.Востокова и др., 1969; В.И.Петров, 1989; И.Г.

Зыков, Н.С.Ианаенкова, 1990; Д.М.Киреев, В.Л.Сергеева, 1991; к.к. Ки11к , 1991; М. Я.Даббит-Хусейн, 1994; Н.С.Манаенкова, 1994). В них раскрывается опит применения АКФ для решения задач полезащитного лесоразведения в районах, подверженных эрозии и дефляции.инвентаризации ЗЛН, лесомелиорации опустыненных пастбищ и разбитых песков аридной зоны. Авторы приводят фитозкологические классификации лесомелиоративного фонда, рассматривают проблемы адаптивной трансформации малопродуктивных земель аридной зоны средствами лесомелиорации. Отмечается, что при лесомелиоративной опенке и картографировании аридных земель необходимо учитывать весь комплекс фитоэкологических условий.

3. Методическая основа работы

Методика работ по применении АК® в агролесомелиорации базируется на их дешифрировании, минимальном наземной обследовании ключевых участков и слежении за изменениями 'лондапфтов под влияние« фитоыелиорации.

Объекты на АК5 опознавались по прямым дегафровочнш признаки* (форма, рисунок, размер, тон, цвет, тень). В случае их недостаточности пользовались методом ландшафтной индикации (С.В.Викторов, А.Г.Чиюгаев, 1985), при этом учитывались многолетние, сезонные, суточные и погодные (влитацич на физиономичность ландшафтов) изменения. Установлены оптимальные сроки съемки для региона исследований по фазе максимального развития травянистой растительности.

В работе использованы черно-белые телевизионные снимки Ы 1:5000000; черно-белые,спектрозональные и многозональные К£С (4 1:1000000-1:125000; черно-белые АФС М 1:5000-1:50000, предназначенные для целей землеустройства сельхозпредприятий, весенне-лет-не-осенних аспектов. Таким образом решалась проблема комплексного использования А2С, что существенно сократило расходы средств на

специальную съемку.

Изучение спектральной яркости обьектоэ агролесомелиорации на АШ показало, <«о наиболыкй информативностью обладают снимки, отснятые в красной н инфракрасной зонах спектра. Анализ черно-беянх сняшсоа, ьыпоиненних в узких диапазонах спектра: 510-600; 600-700; 700-850 ни, шяяия, что ¡-.а фотоэкояогического картографирования предпочтительна зона 700-В50 им, как в ней наиболее отчетливо распознаются растительность, рельеф, выдел дате я контуры. Вместе с тем, зона 510-600 ни позволяет картографировать территории» подвергшиеся дефляции. Спектрозоиальные снимки особенно эффективны дли определен!я вида и состава лесонасаждений, границ выноса мелкозема, площадей, находящихся под орошением и подверкогшх засоле-¡¡•№ и заболачиванию, "югооо.чздьные снимки (позитивы на прозрачной основа), обрабатываемые на лроекторо Ы5Р-4С, показали, что оптимальны« вариантом дйя дешифрирования фигозкологических условий является синтез трех-четырех зон спектра, в число которых обязательно должны входить следующие: 1-460-520; 4-640-680; 6-790-890 ни. При определенном сочетании фильтров на них уверенно распознается растительность и степень эаращенности песков, определяются веские насаждения, дешифрируются лесомелиоративные категории (ЛЫК) пастбищ, гидрографическая сеть и др.

Для оперативного поиска информации с помощью персональной ЭВМ разработана база данных на АШЕ> (20 тыс. ед.) и картографический материал (9 тыс. ед.), позволяющая в несколько раз ускорить поиск необходимой информации и резко повышать эффективность научных исследований.

Разработанная методика изучения, фитоэкологической оценки и агролесомелиоративного картографирования агроландшафтов основана на рекомендациях почвенных, сельскохозяйственных, геоботанических

исследования. Нами усовершенствована пгсгиэтапная технология работ с АКФ Б.В.Вйноградооа (1584), включающая в себя: I) предварительное дешифрирование; 2) полевое эталонирование; 3) экстраполяцию; 4) полевой контроль; 5) окончательное дешифрирование и картографирование.

Предварительное дешифрирование состояло из ряда операций, включающих опознавание на АК$ объектов, описанных в литературе и показашшх на существуюсрос картах. На атом этапе проводились ре-когносцировочзше объезды и облеты территорий, которые служили для уточнения мест размещения ключенлх участков. Здесь ае осуществлялось операция предварительного природного и лесомелиоративного районирования. Полевое эталонирование проводилось на ключевых участках, где конгак1'!пл;и методами изучались компоненты ландшафта и связи между ними. Для дешифрирования на ключах широко использовалось усовершенствованное дандшафтно-окологическое профилирование. Наибольшую детальность и производительность обеспечивали коиби;тированные инструментальные яандшафтно-экологические профили, проло-генкые с использованием АКЭ. В пределах профиля, в каждой фации производилось описание компонентов ландшафта по программам полевых исследований (А.Г.Гаель, М.С.Колшсов, 1937; А.Г.Воронов, 1963; Крупномасштабное картирование поч,. ,., 1978; Б.А.Доспехоа, 1979; Общесоюзная инструкция..., 1984; Методические указания по изысканиям..., 1985 и др.), сопровождаемое характеристикой антропогенного воздействия на данную экосистему. Экстраполяция включала операции по дешифрированию неяосещенных территорий по признакам, выработанный на ключевых участках. Полевой, контроль представлял собой выборочную оценку достоверности и детальности дешифрирования при экстраполяции. Принималась достоверность границ контуров не менее 0,95, а состава 0,90. Окончательное дешифрирование и картографиро-

вание включало все операции, предусмотренные соответствующими программами камеральной обработки полевого материала, составления карт заданного масштаба и тематики. Количественные характеристики компонентой ландшафтов получали методом инструментального дешифрирования с помощью зеркального стереоскопа с чертежным стереометром, интерпретоскопа, оптического синтезатора Ш)Р~4С и др.

4. Дефляция как основной вид деградации земель Северо-Западного Прикаспия

Исследования показали, что преобладающим процессом, вызывающим деградацию почвенно-растительного покрова в регионе, является дефляция. Для ее оценки разработана диагностическая шала, включающая четыре уровня ее развития: фоновый, средний или умеренный, сильной, очень сильный, определяемые по состоянию растительности и почвы и наличию и характеристике яэа и очагов дефляции. Предложенные уровни хорошо согласуются с зонами экологических состояний территорий - нормы, риска, кризиса и бедствия (Б.В.Виноградов, 1993). Установлено, что дефлированше поверхности (территории) надежно определяются на Аг£Ф вследствие повышения коэффициента спектральной яркости участков с нарушенным почвенно-растительньш покровом. Поэтому основным дешифровочнам признаком, по которому распознаются на АКФ уровни дефляционной деградации, является тон фотоизображения, который меняется от темно-серого (фоновый) до светлого (очень сильный). Коэффициенты оптических плотностей при этом составляют 1,1-0,8 (фоновый); 0,8-0,4 (умеренный); 0,2-0,4 (сильный); менее 0,2 В (очень сильный). Индикаторами дефляции на аридных пастбищах являются также язвы и очаги дефляции на почвах легкого механического состава и пятна опустынивания вокруг животноводческих точек на суглинистых и глинистых почвах. Очаги концентрической формы, расположенные большей частью на территориях с умеренным уровнем деградации, дешифрируются по рассеянному точечному рисунку. Очаги

в ферме nosос крезультат слияния язв и мелких очагов) расположены на территориях с сильной деградацией. Очень сильному уровню деградации соответствуют очаги пятнистой (неправильной) формы, образованные в результате перевыпаса и распаяки легких почв.

Важнейший направлением в системе мониторинга природной среды является динамическое экологическое картографирование. Нами разработана технология для иэолинейного картографирования экологических полей регионального опустынивания в Северо-Западном Прикаспии. При этом использовались АФС Черных земель Калмыкии I954-1993 гг., M 1:50000. Вся территория (площадью 4,3 млн.га) была разбита на 532 квадрата (пиксела) размером 9x9 км площадью 8100 га каждый (площадь одного АФС). На 270 пикселах нерегулярного расположения были отдежифрированы все площади подвижных песков и дефлированннх поверхностей, лишенных растительности» Кроме того, имелось 152 незначимых пиксела, содержание которых определялось методом экстраполяции. На заведомо недефлируеиых территориях (плотных суглинистых почвах, акваториях, дельтах и поймах рек и др.) были проставлены значения со среднегодозым показателем дефляции, равным 0. Результаты дешифрирования песков на снимках 1954 г, попиксельно сравнивались со снимками 1984 г. и 1993 г., что дало возможность подсчитать для каждого пиксела прирост площади подвижных песков и дефляционных поверхностей за периоды между съемками и рассчитать среднегодовые значения в тыс.га на пиксел в год. Эти данные были привязаны к топокарте И 1:500000 и введены в ЭВМ. После их математической обработки с помощью пакета прикладных программ "Surfer", методом электронного картографирования получены карты изолиний зрироста площади песков с интервалом в 0,1 тыс.га на пиксел в год :начала эа 30-летний - 1954-1984 гг. (рис.Ш, а затем почти за 10-летний - 1954-1993 гг. (рисЛБ). Это позволило выделить поля

Ряс, 1 . КОМПЬЮТЕРНЫЕ ИЗ ОД ИМАМ И ЧЕС КИЕ КАРТЫ ДЕФЛЯЦИИ ЧЕРНЫХ ЗЕМЕЛЬ (составлены до АКФ: А - 1954-М гг.,Б - 1054-93 гг.)

1 - территории устойчивы*? х дефляции. Зоны экологического состояния территорий, подверженных дефляция: 2 - норма; 3 - рнех; 4 - кризис; 5 - бедствие; 6 - ядро дефляции» ? - изолинии скорости прироста площади подвижных песков в дефлировакнызс участхов (тыс, га ка пиксел в год)

окологических нарушений н охарактеризовать их.

Очень сильное опустынивание (зона экологического бедствия) ограничивается изодинамической линией 0,6 тыс.га на пиксел а год и более. Это составляет в среднем 7,4 и более процентов площади пиксела в год, что при линейности процесса должно привести к полной детериорации территории за 13,5 лет и м-знее. В ядре опустынивания скорости дефляции составляют 1,0-1,3 тыс.га на пиксел в год, что приведет к полному разрушении системы за 8-6 лет. Сильное опустынивание (зона экологического кризиса) ограничивается иэодинами-ческими линиями скорости дефляции 0,3-0,6 тыс.га на пиксел в год. Здесь относительный рост площади песков находится в пределах 3,77,4£ площади в год, что соответствует продолжительности полной детериорации за 13-30 лет. Умеренное опустынивание (зона экологического риска) лежит между изодинамическими линиями 0,2-0,3 тыс.га на пиксел в год с относительный ростом нарушенных площадей 1,1-3,% площади в год, что соответствует продолжительности полной детериорации за 30-91 лет. Слабое опустынивание (зона экологической нормы) или его отсутствие ш этому показателю соответствует скорости роста площади песков менее 0,1 тыс.га на пиксел в год или 1,1 и менее процентов площади пиксела в год. Построенная по данный АК® 1954-1984 гг. карта показывает, что площадь зоны экологического бедствия расположенной в центральной и северной части Черноэе-мельского района Калмыкии составила 376 тыс.га или 8,335 тестового региона (см. рисЛА). Площадь зоны экологического кризиса за этот период составила 813 тыс.га (21,35?), а зоны экологического риска - 1436 тыс.га (33,Территория с фоновым уровнем составила 1690 тыс.га (36,9$ площади).

Изодинамическая карта темпов дефляции по данный 1954-1993 гг. показывает, что площадь зоны бедствия уменьшилась до 278 тыс.га

- 20 -

(5,95? региона, см. рис Л Б). Характерной особенностью является смещение (дрейф) ядра с максимумом опустынивания в юго-восточном направлении на 30-40 км. Это связано с проведением агролесомелиоративных работ и закреплением песков в западной части массива, и отсутствием таковых в восточной части, где экспонентное расширение площади подвижных песков продолжалось по сценарию неограниченного роста. Зона кризиса также несколько сократилась до 690 тыс.га (17,£$) за счет перехода в зону экологического риска, которая также уиеньаилась до 1328 тыс.га (31,155) вследствие перехода в зону условной нормы, площадь которой увеличилась до 2019 тыс.га (45,Й5).

Аналогичным образом была получена нэодимамичесгсап карта дефляции пастбищ всего региона. Все вышесказанное позволяет говорить о том, что изодкнейное картографирование динамики опустынивания, по сравнению с другими методами, более информативно. Карты показывают топографическое положение центров деградации земель с максимальной интенсивностью этого процесса, что дает возможность оперативно планировать фитомелиоратавные работы, передислоцируя кх в наиболее экологически напряженные районы.

5. Динамика деградации и восстановления почвенно-раститедьного покрова в регионе

Изучение состояния почвенно-растительного покрова Арчедино-Донского и Голубинского массивов проводилось по АйС (1958, 1961, 1968, 1976, 1981, 1989 гг.). Сравнение снимков показало, что обпдея тенденция развития песков в последние 30 лет направлена в сторону зарастания. Сокращается как общая площадь открытых песков, так и количество очагов и язв дефляции. Эта тенденция обусловлена тремя факторами: I) ограничением антропогенного воздействия; 2) увеличением количества выпадающих осадков; 3) широкой и планомерной лесомелиорацией. Отдельные вспышки дефляции приурочены к местам кон-

центрами скота, прокладки ксичуникацпй, дорогам, разработкам и ¡•шеют ограниченный характер для данного массива. Сравнение АОС разных лет Голубинских песков свидетельствует об относительной устойчивости процессов зарастания среднебугристой части массива и ьедяенном развевании крупнобугристых песков в центральной части массива.

Антропогенная дефляция наиболее сильное развитие получила в Кумско-Волжеком междуречье в 60-е - 80-е годы. В 1986 г. здесь имелось свыше 700 тыс.га подвижных песков, возникших за счет перевыпаса и распаяжи. Анализ динамики проведен на основе АФС И 1:20000-1:50000 (1954, 1956, 1958, 1964, 1970, 1979, 1981, 1986 гг.) и ГСВС « 1:1000000-1:100000 (1976, 1978, 1982, 1984, 1989, 1992 гг.).

На полигоне площадью 100 тыс.га, расположенном в центральной части Черных земель, пастбища представлены четырьмя типами: I - несбитые и слабосбитые злаково-прутняково-белополынные песчаные и супесчаные пастбища и сенокосы; 2 - умеренно сбитые злаяово-белопо-якнные и тырсовые песчаные и супесчаные; 3 - сильносбитые тьгрсово-эбелековые и сорпо-однолетниковые песчаные и супесчаные; 4 - аккумулятивные и дефляционные эоловые и морские пески и супеси, лишенные растительности. На протяжении последних 35 лет пастбища Черних земель подвергались интенсивным антропогенным воздействиям (выпас, распашка, прокладка канаяоз, разбивание автотранспортом, разработки), видоизменялись (один тип переходил в другой), деградировали, а разрушенные участки восстанавливались в очень малой степени.

Анализ эксперименталышх данных выявил фактическую картину развития различных типов пастбищ во времени (табл.1).

Установленная динамика с достаточной точностью (среднеквадратичное отклонение не превышало 0,5) описывается функциями, характерный ход которых виден на рис.2.

Таблица I

Йшамкка площадей 5 пастбищ раздутых типов по годам * , % от общей п.югдод.ч

Тип I1950:1954;1956:1958:1964!1970:19791198111904:1986;1989;1992

¡лт^игпл • *_^_;_■_•_; •_;_; •__;

68,3 60,9 50,2 40,4 25,6 1 3,2 5,1 2,6 2,2 3,5 5,7 27,3 32,2 41,9 46,6 52,8 22,6 20,2 3,0 6,1 9,3 10,7 2,9 4,8 5,6 7,7 9,2 35,6 41,1 52,3 43,4 27,4 17,0 1,5 2,1 2,3 5,3 12,4 20,6 33,6 37,1 46,3 59,8 66,6

4 6 8 14 20 29 31 34 36 39 42

Продолжительность периода г", лет 0

Рис.2. Динамика и прогноз опустынивания пастбищ на Черных

землях Калмыкии Пастбища: I - несбитые и слабосбитые злаково-прутияково-белополвнные; 2 - умеренкосбитые алаково-белополынные и тырсовые; 3 - сильносбитые тырсово-эбелековые и сорно-одколетниковые; 4 - подвижные пески.

Злаково-прутняково-белополынные пастбища и сенокосы аппроксимируются логистической кривой вида

' " I

3T(t) » —S—=J—р- + s',

1 • I ♦ ea-t-b »t

где s' и s" максимально и минимально допустимые значения данного типа пастбищ ( s'= 7$; з"= l%)- а = -3,409; * = 0,201.

Здаково-белополынные и тырсовые пастбища аппроксимируются функцией з2(0 . а . t'b . eot|

где а - 2,017; Ъ » 2,259; о » -0,187-

Немонотонная динамика этих типов связана с процессом разрушения пастбищ 1-го типа и превращением их во 2-й тип. Процесс вначале идет интенсивно, а затем замедляется вследствие распада пастбищ 2-го типа и превращением их в 3-й тип.

Изменение площади тырсово-збелековых пастбищ s^ на исследуемом временном интервале вплоть до 1984 г. носит экспоненциальный характер и хорошо описывается функцией s3(t) - 6(a+b>t,) ,

ГДО а « 0,826; Ъ « 0,091.

Однако после 1984 г., исходя из уравнения баланса Si » S ,

где si , 5 - площади элементов экосистемы и исследуемого региона,

рост площади пастбищ 3-го типа невозможен. Даяьнейпее их разаитшз

будет происходить в соответствии с функцией S3(t) = e(a+b.t*)t

где а = 6,776; Ъ » -0,083-Таким образом,

ОПИСЯМИ о динамики 3-го типа пастбищ двумя экспоненциальными функциями хорошо согласуется с уравнением баланса.

Для разбитых песков вполне; обоснованной мотет быть логистическая функция, так как совершенно очевидно, что с некоторого момента

скорость развевание песков начнет уменьшаться из-за дефицита оставшейся площади:

зл*) ш——- + э", (I)

I + е

где з' = 865€;" э" » 1%\ а = 5,35?; Ъ = -0,156. Здесь прогноз вполне надежен (см. рис.2).

Согласно уравнению (I), незначительный рост площади ¡эазбгтых песков в начальный период наблюдений даже стабилизировал систему в устойчиво равновесном состоянии. Однако хозяйственная деятельность, ускорившая дефляцию, по экстраполяцнонному прогнозу (I), к 2010 г. привздет к тому, что разбитые пески поглотит практически песь м&ссиз Черных земель.

Для изучения экосистемы о целом применялось математическое моделирование системы 5 и взаимодействую^« элементов ьч , которые реализуются согласно созданной модели и матрицам переходов различных типов пастбищ друг б друга в различные временные интервалы. В природе процессы опустынивания, как правило, сопровождаются восстановлением разрушенных участков (под влиянием антропогенных или природных факторов). Поэтому в модели учтены как процессы деградации, так и процесса восстановления по установленным 10 переходам, имеющим определенные количественные показатели.

Модель описывается системой дифференциальных уравнений, решение которых позволило осуществить долгосрочное прогнозирование, тем самым предупредить катастрофу полной детериорации территории. Результаты расчетов, полученные на модели, указывают на возможность регуляции связей между элементами экосистемы, установления предельно допустимых норм выпаса, фитомелиорации, распашки и т.д. Опубликованный прогноз экспонентного разрушения пастбищ Черных земель ускорил разработку и освоение Генеральной схемы борьбы с

01Ц'от»ниая!мб)( Чериоземельских и Кизяпрских пастбищ, и с 1989 г. она начала ре ал и з о вы ват ь с я. В результате лесомелиорация дала возможность стабилизировать процесс опустынивания о регионе.

б. Лесомелиоративная типология, картографирование и особенности лесомелиорации аридных ландшафтов

Значительные площади Северо-Западного Приааспня в хозяйственном ovHOES'.tttK представлеш в основном пастбищами, разнесенными не только на песках и супесях,' но и на неблагоприятных -, л п растсние-DO^cvna твердых (суглинистых и глинистых) землях - засоленных, со-донцяштс:. Зто обстоятельство сильно ограничивает возможности ле-еонелиорафш. Разработанная лесомелиоративная классификация пред-налтчена для всесторонней оценки пастбис как объекта лесомелиорации (В.И.Петров, К.Н.Кулик, 1983, 1985, 1937). В ее основу поясга-ны ландпафтные признаки: состояние почвенно-растательного покрова, водно-солевые характеристики почпогрунтов, наличие и виды дополнительных источников увлажнения и некоторые другие факторы, опреде-особенности лесомелиорации пастбищ. Все аридные пастбища ии деяии на 4 Л ¡'Л, различающиеся иежду собой по состоянии почвенно-рксткгеяьного покрова:

ЛШ{ I - очаги дефляции, возникшие о результате чрезмерной нагрузки скота у водопоев, когдр к населенных пунктов, а также участки пастбищ, подвергшиеся опустынивании и выведенные из хозяйственного оборота из-за распашки;

ЛШ£ П - заросиие и слабозароспме пески разных фора рельефа в различных стадиях почвообразовательного процесса, часто с разобщенными язвами дефляции, Они легко терпят иочвеино-растнтельный покров и опустыниваются при яавшенной нагрузке скотом и распашке;

ЛМК Й - пастбища с супесчаными зенаяьн '*'и светло-каштановыми, бур«« полупустынными, оро-бурыми пустынным» почвами, способными

дефлировагь при сплошной распааке;

ДМК 1У - пастбища на суглинистых и глинистых почвах, практически не подвергающиеся дефляции не только при интенсивно« выпасе, но и при распашке.

В пределах ЛМК мы выделяем лесомелиоративные типы (ЛИГ) пастбищ, разнящиеся между собой по обеспеченности создаваемых лесонасаждений физиологически доступной влагой. В аридной эоне ото определяется наличием дополнительных источников увлажнения. Таким образом, выделены Л КГ пастбищ со следующими источниками дополнительного увлажнения: а) - доступные ГВ; б) - ограниченно доступные ГВ; в - перераспределенные атмосферные осадки (поверхностный сток, снегонакопление), орошение; г) - пастбища, лишенные указанных выше источников увлажнения.

Все природное разнообразие аридных пастбищ рассматривается как сочетания в различных комбинациях ЛМК и ЛИГ, выражаеиые в виде обоСщенных таксономических единиц - лесомелиоративных взделов (ЛМВ) и обозначаемые двойным индексом "категория-тип". Каждому из 16 ЛМВ (1а - 1Уг) соответствуют конкретные виды насаждений, наборы пород-мелиорантов, технологии обработки почвы и создания насаждений, а также другие элементы и факторы, определяющие в конечном итоге эффективность лесомелиоративных мероприятий на пастбищах. В пределах ЛМВ производится деление на более мелкие таксономические единица -модификации 'ЛМВ.

ЛМК имеют отличительные признаки и легко выделяются на К$С по прямым деамфровочным признакам и в поле по состоянию почаенно-рас-титиЛьного покрова.

Отдсщяфрироаанные снимки и обработанные карты глубины залегания ГБ а !;РВ, а также другие материалы использовались для составления карты ДКГ и модификаций ЛЬ?Г заданного масштаба. Затем путем

наложения карт ЛОТ к ЛИС соответствующих масштабов и» получали контуры ДМВ, Взаимная интерпретмия карт М 1:10000-1:100000 позпо-Яяе* деталноировать яееомевиоратиинуи карту за спет выделения на ней модификаций ЛИВ.

Результатом данной работы является карта (28 листов, М 1:1000000) лесомелиоративных категорий аридных, равнинных пастбищ СНГ (табл.2).

Таблица 2

Площади пастбищных угодий аридной зоны СНГ (млн.га)

Государства * (Сатегории : I + п • ш пастбищ : 1У -: Всего ¡Солончаки и :сильноэасолен-;ныс земли

Россия 3,69 2,94 4,15 10,48 0,69

Казахстан 29,76 36,11 80,47 146,34 8,13

Узбекистан 14,37 1,16 8,29 23,82 0,31

Туркменистан 27,53 3,54 3,58 34,60 2,89

Итого: 75,35 44,85 96,49 215,54 • * 12,02

Анализ карты показывает, что песков (I и П ЛМК) з аридной зоне- насчитывается 75,35 иди.га. Это лучший лесомелиоративный фонд, обладающей значительным фитоэкологическим потенциалом для выращивания насаждений как заветного, так и рекреационного назначений. Полученные материалы уточняют данные А.Е.Иванова и Н.Н.Дряченко (1962), Н.ф.Кулика (1979), что позволяет более объективно оценивать объемы фитомеяиорации в региональном аспекте.

7. Фитоэкодогическая оценка аридных ландшафтов

Обзорное картографирование регионов исследований проводилось на основе НФС. По ним определялись следующие ландшафтные особенности: границы (контурч), рельеф, степень заращекности, а методом ландшафтной индикации - УГВ и МГВ. По рисунку и тону фотоизображе-

кия на KïC Арчедино-Донского массива было выделено 6 ландшафтных комплексов: I) бугристые неоаросше и слабозаросаие пески эании&кт 14090 га или территории; 2) бугристые среднеэаросшие и заросшие, подразделяющиеся на участки с близким и глубоким залеганием ГВ (I14030 га - 46,2Й); 3) грядово-бугристые разной степени зара-щенности пески (51700 га - 20,9Й); 4) пологозолнастая песчаная равнина (17870 га - 7,255); 5) крупные депрессии в бугристых песках с близким залеганием ГВ (4920 га - 2,150; 6) плоская супесчаная равнина (44130 га - 17,9£). Эти коыплексы явились основой для более детального картографирования песков по ASC с выделением местностей, урочищ и отдельных фаций, характерных для песчаных массивов При-донья.

Важнейшим фитоэкологическиы условием на песках является глу-оина забегания ГВ. По КОС (M 1:500000-1:125000) в пределах песчаных массивов определены площади с различной глубиной залегания ГВ. Индикаторами служили рельеф и растительность. Результатом гидрогеологического дешифрирования КФС явилась карта глубины залегания ГЬ в Арчедино-Донском песчаном массиве И 1:200000.

Детальное картографирование осуществлялось по АФС M 1:5000-1:50000. Материалы аэрофотосъемки позволили уточнить границы контуров, выделить средне- и крупнобугристые пески, определить более точно степень зараженности с дифференцировкой неэаросших, слабо-, средне- и заросших песков, определись таксационные показатели "и видовой состав древесной и частично травянистой растительности, фиксировать некоторые другие ландшафтные характеристики.

Используя полученные данные дешифрирования Ai® и пг.страподи-руя их на всю исследуемую территорию, а также ландшафтную карту, схему глубины залегания ГВ и имеющийся картографический материал, составлена карта агролесомелиоративного районирования Арчедино-Дон-ск..х песков масштаба 1:100000, основанная на всестороннем анализе

их фигоэкояогичесних условий (К.Н.1(улик, 1984, 1987). Выделено пять агролесомелиоративных районов Арчедино-Донских песков.

1. Крупные по площади депрессии (4920 га или 2,1% от площади »accusa), расположенные среда бугристых и грядовобугристых песков с супесчаными черноэеиовидцши и лугово-бояотными почвами с луго-во-степной растительностью. Глубина залегания пресных ГВ менее 2 м. Эти территории необходимо осваивать под ценные пастбища и сенокосы. Па отдельных шгощздях возможно выращивание норковых траз, садовых

и бахчевых культур» используя для оровения выходы ГВ.

2. Грядовсбугристые пески (51700 га или 20,9%) с дерново-степ-кигт почвема по понижениям и степной разнотравной растительностью. ГВ я среднепошжешшх местах залегают па глубине 2-4 и. Згот район перспективен для использования и качестве пастбищ под згацитой на-с.окденкй, которые целесообразно размещать по склонам гряд и «еж-грядовым понижениям, мекду естествешплш колками. В результате образуется сплошной кулъгурио-естествешшй тип насаждений в межгря-ДОКЫХ ПО!ИЖенЛГОС» способный 3D2?iTS!Tb вергшш и склоны гряд от дефляции, улучшить травостой и организовать пастбнщсоборот.

3. Среднебугрютые разной степени заращенное»! пески (120120 га или 51,9&) с дерново-степныш и примитивными почвами, степной разреженной растительность». Глубина заяегаш;я ГВ 4-8 ». Здесь по поилжени mi возможно создание лесокесаядеиий защитно-хозяйственного и рекреационного назначений. Остальные территории после лесомелиоративного освоения используются з качестве пастбищ с регулируемой системой выпаса.

4. Пологопожсгстке вавганы (7870 га или 7,2£) с дерново-степ-И5лгл почвами. Хорош закреплены тразгашетой растительностью. ГВ залегают глубже 8 м. Эти земли перспективны для организации почвозащитных севооборотов в системе полезащитных лесных полос.

5. Плоская равнина (44130 га или 17,9?) с черноземовидныыи супесчаными сильнодефлировашыми почвами. Основной земледельческий фонд Арчедино-Дрнских песков. Здесь требуется дополнительно создать около 3 тыс.га полезащитных лесных полос.

Голубинский песчакыП массив выделен в территорию, на которо) целесообразна организация ландшафтного заказника. Уникальной осо бенностью структур* сухостеотого ландшафта Голубинскях песков яв дяется наличие природных барханных комплексов и заболоченных кот ловин с бореальными элементами. Сплошное облесение Голубинских песков затруднено ввиду высоких перепадов рельефа. Однако для фи сацин их структуры необходимо куртинно-колковое облесение по пои жениям. Сплошная десомелиорадия сосной возможна в северной части массива (пологобугркстая степь).

Большой интерес в хозяйственном и экологическом отношении для Арчедино-Донских песков и прилегающих территорий представля! имеющиеся здесь леса и различные виды лесонасаждений, делшфриру мые по форме, рисунку и тону фотоизображения. Они разделяются н следующие группы: I) леса речных долин; 2) байрачные леса; 3) к яочные леса на песках (дубравы,березняки, осинники, олыаанники)

4) массивные лесные насаждения искусственного происхождения;

5) защитные лесные полосы различного назначения;

С помощью системы электронного картографирования "Surfer" ставлена серия оденочных компьютерных корт, районирующих терри1 ршэ по уровню общей, естественной и искусственной лесистости, I явлено, что на 22,^ территории района общая лесистость не npei с/ает 1%', на 42,4£ лесистость в пределах I-35K; на 15,3$ террито' уровень лесистости от 3 до 10£; на 19,6i площадей этот показат превышает I05S, местами достигая уровня более чем 90^, Карта ра пределекия естественных лесов свидетельствует о том, что на II

. ... ■■ - 31 ■■■■■• территории они полностью отсутствуют. На 64,655 на их долю приходится не более 3% площади. Около 05 площади района характеризуются уровнем лесистости 5-10£, а 1<35 - свыае 1055. Оценка территории по уровню искусственной лесистости дала следующую картину: полный их отсутствием характеризуется чуть более 2/5 площадей, основная часть территории ииеет лесистость не более 1% (55,755) и 1-35 (3155). Площади с уровнем искусственной лесистости от 3 до 35 составляют 3,6? территории, а более 55 соответственно 7,355, это, в основном, песчаные массивы. Площадь ЭЯН на дефлированных,сильнорасчлененных землях чаще всего не превышает 3%, а на слабо- и умереннорасчленеи-ных, находящихся в интенсивном хозяйственной использовании, не превышает обычно 155, что не оказывает существенного влияния на стабилизацию экологической обстановки и эффективность сельскохозяйственного производства.

Для территории Северо-Западного Прикаспия проведено районирование, основанное на ландиафтно-экологических принципах, а также дана подробная характеристика пескам этого региона, как наиболее ценного в лесомелиоративном отнооекии земельного фонда. Выделено 34 ландшафтных комплекса, сформированных на морских, морских перевеянных, эояово-аккуыулятивнцх и поймегаю-дельтовых равнинах. При выделении учитывались рельеф, почвенно-растнтельныП покров и уровень его деградации, УГВ и НТВ. Подсчитаны площади каждого комплекса и составлена карта 11 1:500000. На ее основе получены лесомелиоративные карты М 1:500000 на Кумско-Волгское и Волго-Уральское / (рис.3) и М 1:200000 на Терско-Нумское междуречья. Площади ЛИВ пастбищ представлены в табл.3. Из них видно, что лучший лесомелиоративный фонд пастбищ (ЛМВ 1"&", "би... 1У*а", составляет 9223 тыс.га или 43$ земель. Это свидетельствует о высокой потенциальной возможности изученного региона для адаптивного лесоаграрного освоения.

Рис.3. ЛЕСОМЕЛИОРАТИВНАЯ КАРТА ПАСТБИЩ СЕВЕРО-ЗАПАДНОГО ПРИКАСПИЯ (авторский оригшшл М 1:500000) ЛМК: 1 - 1-П; 2 - Ш{ 3 - 1У; ЛМТ: Л - -а"; 5 - *б'; 8 - 'в';

7 - 'г'; 8 - солончаки, сорьх, соленые озера; 0 — пашня

Таблица 3

Площади пастбищных угодий Северо-Западного Прикаспия (тыс.га)

ЛМВ ; Терек-:-Кума ; Куыа-; -Волга : Волга: -Урал : Всего

1а 15,6 21,5 205,2 242,3

16 5,3 353,7 319,5 678,5

1в - - - -

1г 7,4 - 26,8 34,2

Итого: 28,3 ' 375,2 551,5 955,0

Па 320,1 _ 201,5 521,6

Пб 407,1 1303,2 2956,8 . 4667,1

Пв 24,6 - - 24,6

Пг 18,6 439,2 1386,5 1844,3

Итого: 770,4 17-42,4 4544,8 7057,6

Ша 14,9 - « 14,9

Шб 179,0 921,7 282,0 1382,7

Шв 25,3 1035,8 552,8 1613,9

Шг 79,9 314,7 364,7 » 759,3

Итого: 299,1 2272,2 1199,5 3770,8

1Уа 6,0 - - 6,0

1У6 138,0 991,2 580,7 1709,9

1Ув 37,3 1598,0 5305,5 6940,8

1Уг 1,0 - 1001,5 1002,5

Итого: 182,3 2589,2 6687,7 9659,2

Всего 1280,1 6979,0 13183,5 21442,6

% 7 32 61 100

Проведенная по междуречьям, на основе АТС, детальная фк «¡экологическая оценка земельного фонда позволила обосновать его трансформации в высокопродуктивные угодья.

В Терско-Кумском междуречье площадь пастбищ составляет 1280 тыс.га. Из 16 ЛМВ здесь нами отмечены 15 (нет ЛМВ 1яв"). Наибольшую площадь занимает П iiMit (770 тыс.га). Исследования показали

практически повсеместную деградацию почв к растительности в этом регионе, связанную с перевыпасом и техногенными нарушениям». Багете с тем, данная территория располагает значительным фятоэкологиче-ским потенциалом, который позволяет веста здесь не только пастбищное хозяйство, но и развивать другие отрасли комплексного освоения. Около I% земель можно отводить под сады, Еииоградшнш, веса и ЗИН. На 13$ площадей вполне реально создавать почвоэаадтные севообороты с обязательным участием ЭДН. В наиболее интересных в природном отношении местах целесообразна организация ландшафтных заказников к заповедников (Иргаклинская лесная дача, "Степан бугор", "Сосновая падина", "Арнаутская роща" и др.) на площади 71 тыс.га.

В Кумско-Волжскон междуречье очаги всех форм имеют единую геоморфологическую структуру. Однако почвеачо-гидрологические и микроклиматические условия, складывающиеся в них, резко различаются н зависят от возраста и площади очагов. Эти показатели чрезвычайно важны и, в конечном счете, определяют успех фитомелиорации. В этой связи проведено детальное картографирование по АФС очагов дефляции. В них выделены эколого-морфологические области (В.И.Петров, 1979) и зоны, требующие различных технологий выращивания насаждений и ассортимента пород.

По комплексу признаков (генезису, форме, величине, морфологии и фитоэкологии) очаги дефляции разделены на три основных типа:

1) древние (возраст более 50 лет) образовались в условиях умеренного выпаса и локального перевыпаса возле старых колодцев и ферм;

2) старые (возраст 30-40 лет) возникли на площадях регионального перевыпаса; 3) современные (не старше 30 лет) возникли на площадях распаэки песчаных и супесчаных почв.

Установлено, что на древних очагах сформировался промывной водный режим, в результате почвогрунтн содержат незначительное ко-

дичество солей, а под ними имеются линзы слабо- и среднем'шерлли-эовашшх ГВ, Вследствие небольшой площади отнх очагов скорость вет-ропесчаного потока в приземном слое существенно меньше, чем на крупных очагах дефляции третьего типа. Древние очаги дефляции относятся к категории наиболее лесопригодных территорий, имеющих а регионе весьма ограниченное распространение. По материалам АШ5 на Черных землю Калмыкии выявлено 44 таких очага с общей площадью 16250 га. Их необходимо использовать для создания сети лесных оазисов рекреационного, хозяйственно-рекреационного и других форм использования. Наиболее благоприятные лееорастительпые условии вкладываются а днищах котловин выдувания. Для стабилизации их водного баланса при лесомелиоративной освоение очагсв необходимо сохранять часть учлсткоз открытых песков - аккумуляторов атмосферных осадков. Остальная часть подлежит фатоаеаиорации, а затем переводится в ле-соплстбвцз с регулируемой системой выпаса. Очага данного типа с некоторыми кодификациями морфологических особенностей, почвенно-рас-тнтельного покрова, гидрогеологических условий отмечены наш и на других песчаных массивах Северо-Западного Прнкаспня. Всего их насчитывается около 200 шт. Причем везде они отличадтся лучшиии фито-экозогическкии условиями по сравнению с окружающей территорией. Это прекрас1шэ объекты для лесомелиорации» комплексного освоения, создания эталонных хозяйств в аридной зоне общей площадью около 120 тыс.га.

На очагах второго типа дефляция не выходит за пределы почвенного профиля и никалеяацей прослойки суглинка. Почвогрунты засолены, ГВ сильно ним среднешшерализоааны. Однако ввиду сравнительно небольшой площади очагов (до 100 га) массоперенос незначителен. На очагах этого типа возможна лесомелиорация, но с применением пород, способных существовать за счет атмосферных осадков и устойчивых к

- 36 -

высокому солесодержанию в почвогрунтах.

Очаги третьего типа имеют большую площадь по сравнению с очагами первого и второго типов (от 200 до 13000 га) и возраст менее 30 лет. Растительность на этих очагах отсутствует вследствие жестокого ветрового режима, устанавливающегося на больших открытых пространствах. Величина площади очага оказывает существенное влияние на усиление скорости ветропесчаного потока и формирование условий, губительных для поселяющейся растительности. Проведенные по разновременным АКФ исследования показали, что очаги площадью до 80 га имеют тенденцию к устойчивому самозарасташто, от 80 до 120 га относятся к группе неустойчивого самозарастания, а более 120 га относятся к группе устойчивого развевания. Это связано с тем, что над очагами площадью до 80 га ветровой поток в приземном слое не успевает разгоняться до критических скоростей. В связи с этим улучшаются условия выживания растительности. Плотность семян, приносим« ветром с окружающих заросших пастбищ, значительно вше, чем на крупных очагах. Кроме того, на небольших очагах скорость смыкания участков инспермации с целиной больше, чем на крупных массивах. Над очагами площадью от 80 до 120 га ветровой поток начинает ускоряться, проявляется засекание и выдувание растительности, о семена переносятся через очаг и откладываетеп на его периферии или на границе с целиной. На очагах площадью более 120 га процесс развевания становится устойчивым.

Комплексная фитоэкояогическая оценка агроландшафтов Кумско-Волжского междуречья показала, что на 2,b¿ площади возыомш организация почвозащитных севооборотов под защитой ЗЛН. Древние очаги дефляции необходимо использовать под создание насаждений рекреацион-но-хоапЯственного назначения, а лучшие участки (с пресными ГВ) отводить под сады и виноградники, но с выверенным расчетом водного

баланса. На 240 тис.ra целесообразна организация закг.зкиков и заповедников (учитывая расширение до 120-130 тыс.га заповедника "Черные земли").

Из'общей площади пастбищ Волго-Уральского междуречья - 13183,5 тыс.га, околс земель можно реально перевести под почвозащитные севообороты, леса, ЗДН, сенокос» и сады. На ЕЙ территории целесообразна организация заказников и заповедников. ib остальных землях необходима организация лесопастбнщ с регулируемой системой кшаса кивотних.

Б Урало-Эмбенском междуречье детальная фятсэкологичэская оценка дана песчаному массиву Тайсойган и прилегающей территории, где наибольший практический интерес для комплексного освоения представляют ленточно-бугристые пески с огромными запаса.:«! npscira; ГВ, которые позволяют при помощи современных технологий превратить пески в высокопродуктивный лесоаграршй ландшафт.

Обобщая изложенные материалы по детальной агролесомелиоративной оценке и картографированию Северо-Западного Прикаспия, ш предлагаем следующую трансформацию структуры его земельного фонда.

Пастбищ всех категорий здесь насчитывается 21442,6 тыс.га (I0QSO. На площади 519,7 тыс.га (2,4/5) требуется немедленное закрепление подвижных песков. Организация почвозащитных севооборотов возможна на 410,8 тыс.га (1,9&). Лучшие земли по плодородию и водно-солевым характеристикам - 135,7 тис.га (0,655) - целесообразно отвести под сады а виноградники. Лесные насаждения защитно-хозяйственного и рекреационного назначений могут быть созданы на 596,3 тыс.га (2,6&). На 546,7 тыс.га (2,556) территории, особо ценной в природном отношении, необходима организация ландшафтных заказников и заповедников. Реальная возможность создания высокопродуктивных сенокосов, а местах дополнительного (к атмосферному) увлажнения,

имеется на площади 2517,7 тыс.га (11,%)» Остальные земли -16715,7 тыс.га (78,$)'- должны оставаться под пастбищами, но с обязательным созданием на них защитных насаждений различного назначения и регулированием нормы выпаса животных.

8. Экономическая эффективность использования аэрокосмических методов в агролесомелиорации

Экономическая эффективность определена путем сравнения расчетных затрат на выполнение комплекса проектно-изыскатедьских работ традиционными (наземными) методами и методами, базирующимися на AKS, по усредненным показателям на 1000 га исследуемой территории (в ценах 1982 г.). Установлено, что в первом случае сумма расходов составляет 1531 руб., а во втором - 82 руб. или в 18,7 раз меньше. В пересчете на всю площадь Прикаспийской низменности (3II06 тыс.га) эти показатели составили 47,6 и 2,Г млн.руб. соответственно. Таким образом, экономический эффект от сокрыдинич средств на разработку проекта агролесомелиоративного обустройства зтого региона исчисляется суммой 45,4 млн.руб. в ценах 1982 г., что, несомненно, приведет к большому практическому и природоохранному значению, при повышении точности получаемой информации.

ЗАШЯЕНИЕ

Северо-Западный Прикаспий располагает значительным фитоэколо-гическим потенциалом и является перспективным регионом для адаптивного аграрного природопользования. Однако интенсивная антропогенная нагрузка вызывает дефляцию, засоление и заболачивание земель, которые приводят к частичному или полному разрушению экосистем. Возникший экологический кризис может быть подавлен только путем срочных мелиоративных и организационно-хозяйственных мероприятий. Среди них главным является комплексная фитоиелиорация. Сложность фмтсэкодо-

гическкх условий затрудняет сельскохозяйственное использование э-ой территории и обусловливает необходимость выработки оперативных методов многофакторной их оценки. В настоящей работе раскрыто новое направление агролесомелиоративной науки - изучение и картографирование агроландшафтов как объектов агролесомелиорации на основе АКЭ, которые содержат обширную информацию для оперативной, комплексной фитоэкологической оценки современного состояния территорий. Кроме того, АК35 в сочетании с аэровизуальным и наземным обеспечением могут широко использоваться при составлении тематических карт, необходимых для проектирования мероприятий комплексного «есоаграрного освоения песков, восстановления и мелиорации пастбищных угодий, выявления пространственно-временной эволюции процессов деградации и решения ряда других теоретических и прикладных проблем агроэкологии.

Наземными, аэровизуальными и камеральными экспериментами установлено, что К<5С целесообразно использовать для обзорного, а А$С для детального картографирования. Но 1ЙС М 1:1000000 можно надежно выделять территории ранга ландшафта, земли с почвами различного (пески, супеси, суглинки) механического состава, а также солонцы и солончаки. КФС М 1:125000 позволяют уточнять границы ландиафтных комплексов, определять любые формы мезорельефа, степень покрытия территорий травянистой растительностью, виды насаждений, дешифрировать распространение естественной древесной и кустарниковой растительности и др. АФС Н 1:10000-1:50000 дают возможность детализировать особенности мезорельефа, проводить детальную фатовкологиче-скую оценку ландшафтных таксонов низшего ранга (местностей, урочищ, фаций). Наибольшую информацию при исследовании аридных агроландшафтов можно поаучяг-, лри дешифрировании снимков весенне-лет-не-осешшх аспектов еслк черно-белых, так и спектрозоналъных и мно-

гозональшх. Разработанная технология работ с АШ позволяет до минимума сократить производство специальной, ориентированной на интересы агролесомелиорации, съемки и более полно и комплексно использовать материалы, предназначенные для других целей. Оперативный поиск необходимой информации обеспечивает разработанная компьютерная база данных. Дистанционные исследования в сочетании с модифицированным нами наземным ландшафтно-экологическиы профилированием н аэровизуальным мониторингом на ключах позволили выявить ранее неизвестные или недостаточно изученные факторы трансформации ландшафтов.

Основным (экзогенным) процессов, формирующим облик ландшафтов в регионе, является дефляция, возникающая, как правило, вследствие антропогенных нарушений почвенно-растителыюго покрова и усугубляющаяся сочетанием благоприятных для развития данного процесса метеорологических факторов. Дефлированные поверхности надежно определяются на АМ5» так как дефляция увеличивает альбедо территорий л соответственно - их коэффициент спектральной яркости на снимках. Повышение альбедо приводит к неблагоприятным изменениям климата: уменьшению относительной влажности воздуха; увеличению температурных контрастов между нарушенными и ненарушенными участками; росту средних и максимальных температур почвы и воздуха; увеличению повторяемости пыльных бурь и, как следствие, к уменьшению осадков, что способствует дальнейшему опустыниванию территории.

Для оценки процесса деградации почвенно-растительного покрова от дефляции разработана интегральная шкала критериев, которая включает четыре уровня ее развития: фоновый, умеренный, сильный и очень сильный. Они хорошо согласуются с зонами экологических состояний -нормы, риска, кризиса и бедствия (катастрофы), общепринятыми в России и за рубежом, и надежно распознаются на АКФ как по прямым, так

и по ¡сосланным признакам.

Разработана методика и проведено иэодинамическое, компьютерное картографирование тейпов дефляции э Северо-Западном Прикоспии по разновременным КШ. В ее основе лежат следующие операции: анализ и сопоставление ЛКЗ, полученных с репрезентативными интервалами времени, соог-етствувдши длительности переходов из одного состояния зкосистемк и другое; попиксельный подсчет дефлировпнных площадей и привязка их к топооскове; ввод массива данных в ЭВМ; математическая обработка и построение с псыощыо пакета прикладных программ "зигХег" карт изолиний прироста площади песков и дефяированных поверхностей (с заданным интервалом за периоды наблюдений), выражаемых в тыс.га па пиксел в год. Такая методика позволяет наглядно представить темпы дефляция. Она дает возиолмоеть устанавливать топографическое положение центров деградации земель с максимальной интенсивностью этого процесса, как правило, но выявляемого на картах динамики дискретных систем, и устанавливать направление дрейфа "ядер" опустынивания. Это позволяет оперативно корректировать стратегию и менять тактику лесомелиоративных работ. Метод изолинейного компьютерного картографирования может успешно применяться и для количественной оценки малодинамичных процессов и статичных компонентов ландшафтов, уровней их загрязнения и других агроэкологических аномалий.

Разновременные АКФ дали возможность количественно и качественно оценить динамику деградации почвенно-растительного покрова и его восстановление под влиянием фитомелиорации. Анализ съемок за 40-летний период показывает, что Арчедино-Донские пески, в связи с увеличением количества выпадающих осадков, ограничением воздействия человека, интенсивной лесомелиорацией, находятся в состоянии медленного зарастания. Годубинский песчаный массив относится к разряду песков, где процесс« зарастания и развевания уравновешены.

Северо-Западный Прикаспий, особенно его Кумско-Волгское междуречье, является регионом интенсивного опустынивания. Процессы развевания песков и пастбищ здесь резко усилились в 60-70-е годы в связи с превышением нормы нагрузки скота на пастбища и распашкой земель . без соответствующей противодефляционной их защиты. Установленное по А® развитие четырех типов пастбищ в регионе описывается следующими функциями: I и 4 тип - логистической; 2 -<Г -функцией; 3 тип - двумя экспонентами. Экстраполяционный прогноз по кривым регрессий показывает, что если бы не было принято срочных организационко-ме-лиоратавньос мер, то пески поглотили бы весь массив Черных земель к 2010-2015 гг. Нами установлено, что изменение экосистем региона происходит как под воздействием внешних факторов, так и под влиянием внутренних тенденций развития их элементов. Созданная модель и матрицы переходов (по десяти направлениям) различных типов пастбищ от одного уровня деградации или восстановления к другому в различные временные интервалы количественно оценивают эти процессы. Модель функционирования экосистем описывается дифференциальными уравнениями и показывает хорошее сходство выявленных значений с наблюдаемыми. Она позволяет получать объективные данные о предельно допустимых нормах выпаса, распашки, необходимых темпах фитомелиора-ции и т.д., и может быть с успехом реализована в других регионах аридной зоны.

Разработана лесомелиоративная классификация аридных пастбищ, учитывающая их лесопригодность и нуждаемость в тех или иных лесомелиоративных мероприятиях. В соответствии с ней, по состокнию по-чвенно-растительного покрова, выделены четыре ЛЖ, а в пределах каждой категории по источникам дополнительного увлажнения - четыре ЛИГ пастбищ, которые позволяют классифицировать все природное разнообразие фитоэкологических условий в виде 16-ти ЛМ8. Каждому ЛМВ

соответствуют определенные виды насаждения, ассортимент пород-мелиорантов, технологии создании и выращивания насаждений. Эта классификация позволяет рационально подходить к юпользованию пастбищных территорий, а методика их картографирования - значительно экономить трудовые, денежные и материал ьше ресурсы э процессе пропе-дешя изыскательских работ и практической реализации проектных решений.

Фитоэкологическая характеристика аридных ландшафтов, проведенная на основе АК56, с использованием тематических и топографических карт, аэровизуальных и наземных робот, дала возможность оценить с позиций фитомелиорации крупные, значительно различающиеся между собой по своей природе регионы - Средний Дон (пески), Терско-Кумское, Кумско-Вояжское, Волго-Уральское и частично Урадо-Эыбенское междуречья в границах Северо-Западного Лрикаспия.

Выделение по материалам Й2С аандиафтных комплексов является основой для их детального картографирования по ASС, что дает возможность составлять лесомелиоративные карты для региональных и локальных природоулучаающих и природоохранных проектов. Кроме того, АКФ позволила выделить типы очагов дефляции, различающиеся фитоэко-яогическими условиями и определить их критические площади; установить зависимость между возрастом, площадью и лесорастительными условиями очагов; выявить их эколого-морфологическое разнообразие и наметить очередность фитомелиорации, определяемую особенностями генезиса и современного состояния очагов. Только благодаря АКФ впервые обнаружен и охарактеризован лучший лесомелиоративный фонд песков Северо-Западного Прикаспия - древние очаги дефляции с близким залеганием пресных и слабоминерализованных ГВ.

На основе АКФ составлена серия разномасштабных тематических оценочных и прогнозных карт (свыше 120 листов) - планово-норматив-

на« база научно обоснованной, адаптивной трансформации аридных территорий в высокопродуктивные агролесоландшафты. Определены виды лесомелиорации и объемы лесомелиоративных работ в регионе. Эти материалы паяли широкое применение при разработке проектов борьбы с опустыниванием Черьоземельских и Киэлярских пастбищ; ландшафтно-экологической оценке равнинных пастбищ Дагестана, Астраханской области, восточных районов Ставрополья, Волгоградского Заволжья; заповедника "Черные земли"; памятника природы "Чапурниковская балка"; диагностических критериев опустынивания на юго-востоке России, а также реализованы в методических и практических рекомендациях.

Экономический эффект использования АгСФ для фитоэкологической оценки агроландшафтов, обоснования и проектирования видов и объемов агролесомелиоративных работ,складывается из экономии средств на проведение специальной аэрокосмической съемки объектов (освоение предназначенных для целей землеустройства, лесного хозяйства, оценки природных ресурсов и т.д.); экономии средств в результате сокращения объемов полевых работ; уменьшения трудозатрат; сокращения времени составления проектов. Затраты на агролесомелиоративные изыскания методами, базирующимися на АКФ, в 19 раз меньше, чем расхода на выполнение этих работ традиционными (наземными) методами. При отлм достигается 3-4-кратиое сокращение времени, составления проектов, что имеет большое природоохранное значение и 2-кратное снижение трудозатрат при повышении точности.

Теоретические положения, методические и прикладные разработки полученные в результате исследований, могут быть широко использ^ва^ ны в научной, учебной и производственной деятельности, связанной не только с защитным лесоразведением и агролесомелиорацией, но и с экологией, физической географией, охраной природы и рациональны-! использованием природных ресурсов.

Основные работы, опубликованные актером по материмая диссертации:

1. Применение космических снимков для гидрогеояогичаской характеристики Арчедано-Донсиого песчаного массива // Информ. лист. Волгоградского ЦН'Ш,- Р 274-83.- Волгоград, 1983,- 4 с.

2. Лесомелиоративная классификация и картирование аридных пастбищ // Состояше и перспективы развития защитного лесоразведения ляп целей швотноводства п пустынных и пояупустышшх зонах Казахстана,- Алма-Ата, 1983.- С.14-16 (соавт. - В.И.Петров).

3. Картирование фитозкояогических условий Арчедано-Доиеких песков по материалам аэрокосыической фотоинфориации // Проблемы комплексного освоения песков и мелиорации пастбищ,- Волгоград, 198*.- С.125-132.

4. Применение косиаческнх снимков в целях рационального использования1 и? охраны: ландшафтов песчаных земель Оолгоградской обдаст» // Состояние и охрана биологаческюс ресурсов Волгоградской области.- Волгоград, 1964.- С.10-Х1.

5. Иэтодическне основы зесоиеяиоратшшой классификации и варьирования пастбищ Пр«каспийской низменности // Бвля. ВКШШ,- Волгоград, 1985.- Вып.1(44)С.3-0 (соавт. - В.И.Петров).

6. Изиерение экологической тенденции опустынивания Черных зе-иель Калмыкии по повторный аэрог,осмическиы снимкам // Док л. АН СССР.

- 1985.- Т. 285, Ё> 5.- С Л 269-1272 (соавт. - Б.В.Виноградов, В.ВЛе-бедев, А.Н.Каяцов).

7. Аэрокосмические изтоди лесомелиоративной опенки и мониторинга аридных территорий // Лесомелиоративные методы повыэения продуктивности с.-х. производства и охраны природы.- Волгоград, 1965.

- С.61-64 (соаат. - В.И.Петров).

в. Использование космической фотоинформации для лесомелиоративной классификации и картирования аридных территорий // Геодезия,

аэросъемка, картография,- 1985.- Р 5.- С.21-23 (соавт, -Б.И.Петров!

9. Изучение фитоэкйлогических условий песков Кумско-Воккского междуречья по аэрокосмнческии снимкам // Экологические проблемы освоения пустынь и охрана природы,- Ашхабад, 1986,- С.71-73.

10. Изучение песков юго-востока Европейской чести СССР с помощью аэрокосмических фотоснимков // Вести, с.-х. науки.- 1986,» 12.- C.II8-I22 (соавт. - В.И.Петров).

. II. Дистанционные методы фитоэкояогической оценки песков Кун-ско-Волжского междуречья // Повышение продуктивности сельскохозяйственных угодий методами лесомелиорации.- Волгоград,1986.- C.7I-8Ü

12. Индикация состояния почвенно-раститедьного покрове Прадон ских песков аэрокосмическими методами // Состояние и охрана биологических ресурсов Волгоградской обл.- Волгоград, 1987,- С.28-33»

13. Аэрокосмический ыошторииг динамики опустынивания Черных земель Калмыкии по повторный съемка« // Проблемы освоения пустынь.

1987.- № 4,- С.45-53 (соавт. - Б.В.Виноградов).

14. Лесомелиоративное районирование Черноэемеяьских пастбищ // Лесомелиорация аридных пастбищ,- Волгоград, 1987.- С.5-16 (соавт.- В.И.Петров).

15. Аэрокосмический мониторинг защитных лесных насаждений // Аэрокосмическкй мониторинг лесных ресурсов зоны интенсивного ведения хозяйства.- Львов, 1988,- С.12-14 (соавт. - Е.С.Павловский).

16. йитоэкологическое картографирование песков по аэрокосмическим снимкам // Роль проектных и научных разработок в ускорении научно-технического прогресса лесохоэяйственного производства,- И.

1988.- С.185-186.

17. Изучение фитоэкологичесхих условий песков Терско-Кумекогс междуречья с использованием аэрокосмической информации // Геодези; аэросъемка и картография. Отечественный и производственный огаит,-1988.- * 5-6.- С.25-27 (соавт. - В.В.Мозгунов).

18. геоэкологические условия песчаного пассива ТайсоЯган // Баял. ВНШШ.- 1969.- Вш.1(56).- С.16-22 (соавт. - В.И.Петров).

19. Аэрокосмические методы изучения экологической обстановки в лecoаграрных ландшафтах // Вопросы лесной биогеоцеиояогки, экологии и охраны природы в степной зоне.- Куйбышев, 1939.- С.23-28 (соавт. - В.В.Кравцов).

20. Аэрокосмкдаские методы исследований аридных ландшафтов // "угоди нее л о до пани я водной эрозии з противоэрозиошюй лесомелиорации,- Волгоград, 1989,- Вып.НЭб).- С.43-58.

21. Яян&мический мониторинг деградации и оосстановления пастбищ Черных земель Калмыкии // Проблемы освоения пустынь.- 1990,-

& I,- С, 10-19 (соаат,- Б.В.Виноградов, А.К.Черкшкш, А.Ю.Горнов).

22. Аэрокосмические иетоды изучения аридных экосистем // Ban- . росы экологии в интенсивных системах земледелия Повол та я (Тезисы докладов научно-практической конференции 2-6 апрояя 1990 г.).- Саратов, 1990.- С.15-17.

23. Aerial and Satellite methods of reeearch in Agroeilvicultural amelioration // The Third international Windbreaka and Agro-foreotry aynpoaiua proceedings. - Ridgtown College, Canada, June, 1991, p.55-59.

24. Фитоэкологипеские условия н фитокедиорация осушенного дна Аральского моря // Взстн. с.-it. науки.- 1991.- Р 7.- С.73-77 (соавт.- В.И.Петров).

25. Применение аэрокоемнчееккх методов а агролесомелиорации. Методические рекомендации.- П.: ВАСХНИЛ, 1991.- 56 с. (соавт. -Е.С.Павловский, В.И.Петров).

26. Оценка нестабильности экосистем Черных земель Калмыкии по длинному ряду аэрокосмичесьих измерений // Докл. АЛ СССР,- 1991,-T.3I6, # 6,- C.I494-I497 (соавт. - Б.В.Виноградов, Д.Е.Фролов).

- 48 -

27. Аорокосмические методы в комплексном освоении песков н фитомелиорации аридных пастбищ // Бюлл. ВНИАЛШ.- Волгоград, 1991. - ВыпД(62).- С.11-19 (соавт. - В.И.Петров, В.В.Мозгунов).

28. Изучение очагов дефляции на Чериозеыедьских пастбищах по аэрокосмическим фотоснимкам // Билл. ВНИАЛШ.- Волгоград, 1991,-ВыпД(б2).- С.40-47.

29. Прогнозирование процессов опустыниваиип пастбищ Западного Прикаспия на основе азрокосмкческой фотоинформации // Лесомелиорация и ландшафт,- Волгоград, 1993,- С.67-82 (соавт. - Б.В.Шногра-дов, А.Н.Салугин).

30. Ландшафтно-экояогическая оценка пастбищ Северного Прикаспия // Агроэкодогические проблемы Российского Прикаспия.- Волгоград, 1994.- С.156-168.

31. Ландшафты Волгоградской области и их картографирование по космически« снимкам // Агролесоландшафты, Проблемы, свойства, управление и оценка.- Волгоград, 1995.- С.41-55 (соавт. - А.С.РУлсв)

32. Фитоыелиорацип деградированных пастбищ Западного 1Сазах-стана // Агрояесоландшафты. Проблемы, свойства, управление к оценка.- Волгоград, 1995.- С.222-229 (соавт. - А.Г.Терюков, В.В.Лепес-ко).

33; Прогнозирование динамики разбитых песков Черных земель Калмыкии по обучающей последовательности азрокосмичеста снимков И Еиота и природная среда.- Ыосква-Эдиста, 1995,- С.259-268 (соавт. - Б.В.Виноградов, А.Н.Капцов).

Информация о работе

Кулик, Константин Николаевич
доктора сельскохозяйственных наук
Волгоград, 1996
ВАК 06.03.04

Автореферат

Похожие работы