Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Развитие методических основ проектирования эколого-ландшафтных элементов систем земледелия

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Развитие методических основ проектирования эколого-ландшафтных элементов систем земледелия"

На правах рукописи

Макаренко Светлана Александровна

РАЗВИТИЕ МЕТОДИЧЕСКИХ ОСНОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭКОЛОГО-ЛАНДШАФТНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ

/НА ПРИМЕРЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ ВОРОНЕЖСКОЙ ОБЛАСТИ/.

06.01.01. -общее земледелие, 08.00.27 - землеустройство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

РГ Б ОД

1 о в;) гх

Воронеж 2000

Работа выполнена на кафедре землеустройства Воронежского государственного афарного университета им. К.Д.Глинки.

Научный руководитель: доктор экономических наук, профессор М.ИЛопырев.

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор В.В.Коломейченко

кандидат экономических наук, доцент А.А.Харитонов

Ведущая организация: Центрально-Черноземный государственный научно-исследовательский и проектно-изыскательский институт по землеустройству

Защита состоится & На заседании диссертационного Совета К

120. 54. 01 Воронежского государственного аграрного университета им. К. Д. Глинки по адресу: 394087, г. Воронеж, ул. Мичурина 1, в 1400 в ауд.265.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного агроуниверситета им.К.Д.Глинки.

Автореферат разослан

Ученый секретарь

диссертационного С

к. с. - х. наук

С.Я.Мухортов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. На современном этапе развития человеческого общества вовлечение природных ресурсов в экономический оборот стало настолько масштабным и всеобъемлющим, что нарушаются сложившиеся в биосфере связи, отношения, круговорот, происходит деградация земли, т.е. происходит нарушение равновесного природопользования.

Все чаще под сомнение берется оптимальность модели экономического развития. Степень обострения противоречий во взаимодействии общества и природы обусловливает необходимость восстановления равновесного природопользования.

Осознавая необходимость введения новых форм и методов производства на принципах природно-антропогенной сбалансированности ресурсов, сохранения окружающей среды, во многих странах приняты специальные законы. Рациональная организация агроландшафтов и систем земледелия в их органической взаимосвязи становится основой сохранения и возобновления природных ресурсов, улучшения жизни и условий труда человека (Швейцария, Нидерланды, Финляндия, Англия, США, Канада и др.).

В России пути сохранения черноземов и борьбы с засухой определен!; В.Н.Докучаевым Однако за 100 лет в России мы мало продвинулись в широкомасштабном использовании наследия русской науки. Вместе с тем засухи теперь стали чуть ли не каждый год: либо весной, либо летом, а то и весь вегетационный период. Прогрессирует общая деградация почв, овраги растут.

В настоящее время научными учреждениями страны разработаны концепции и методические рекомендации по формированию ландшафтных систем земледелия. Однако значительно хуже обстоит дело с рабочими методиками проектирования этих систем земледелия, особенно по устройству агроландшафтов. В данной диссертационной работе предлагается устранить этот пробел, показывается органическая взаимосвязь устройства ландшафта и традиционных элементов системы земледелия как единого целого природно-антропогенного

комплекса: развиваются методические основы проектирования.

Состояние изученности проблемы по развитию систем земледелия на эколого-ландшафтной основе.

Ознакомление с зарубежной и отечественной сельскохозяйственной научной и общественно-политической литературой показывает, что во всех странах мира крепнет убежденность, что система природопользования и производства продовольствия претерпевает серьезные изменения. Нарастающий социальный конфликт между природными ресурсами и способами природопользования находят выражение в дискуссиях о будущем земледелия и рассматривается как оценка взаимоотношения человека с природой.

При изучении литературы мы пользовались обзорной информацией по состоянию земледелия в странах мира и России. Одной из удачных работ по этой проблеме является обобщающая работа Ф. Б. Прижукова SUSTAINABLE AGRICULTURE - земледелие будущего (концепции, стратегия, технологические аспекты). Концепция SUSTAINABLE AGRICULTURE получила признание и завоевывает популярность как в развитых, так и в развивающихся странах; наибольшее развитие эта система получила в США. Названная выше концепция в России получила название устойчивого развития земледелия. В последние годы в отечественной литературе приводятся разные названия нового направления. В конечном счете все названия свидетельствуют о необходимости экологизации земледелия. Существующие взгляды на решение задачи экологизации представляются в виде концепций «адаптивного земледелия», «ландшафтного», «адаптивно-ландшафтного», «ландшафтно-экологического», «эколого-ландшафтного » и т.п. (А.Н.Каштанов, В.И.Кирюшин, А.А.Жученко, Г.И.Швебс, А.В.Володин, И.П.Здоровцев, А.П.Щербаков, В.В.Коломейченко, Н.В.Парахин, С.Н.Волков, А.В.Каверин, Н.Ф.Реймерс, Б.М.Миркин, Н.Ф.Мильков,В.Е.Шевченко, А.А.Чибилев, А.А.Варламов, К.А.Дроздов, Е.В.Полуэктов, А.М.Лыков, О.Г.Котлярова, А.И.Шабаев, А.К.Свиридов, Ф.Шипунов).

Целью работы является развитие и совершенствование методики про-

ектирования элементов систем земледелия на эколого-ландшафтной основе и ее применение на примере сельскохозяйственных предприятий Воронежской области.

Задачи исследоеания в соответствии с поставленной целью определены следующие:

- исследовать понятийную интерпретацию агроландшафтных экосис-• тем;

- развить подходы к конструированию оптимальных агроландшафтов ;

- сформулировать и включить в экологическую аксиоматику определения: «принцип территориального оптимума», «метод природного контура»;

- усовершенствовдть методические приемы формирования новых границ угодий и размещения овражно-балочных лесных полос;

- развить приемы определения экологической устойчивости агроландшафтов;

- определить основные положения экологической экспертизы проектов агроландшафтных систем земледелия., 1ч

Методы исследовании. Методика научных исследований в области аг-роландшафтоведения и формирования ландшафтных систем земледелия значительно отличается от традиционных методик. Дело в том, что ландшафтные исследования нельзя проводить на отдельных участках, а так же за короткое время (3-5 лет). Ландшафтные изменения проявляются в исторически длительный период (20-100 и более лет). Таким образом, имеет место значительная специфичность методологии научного исследования по агроландшафтным системам земледелия.

При решении задач применялись следующие методы: выявления типичных форм исследуемых процессов и материальных объектов; экспериментально-полевых наблюдений; сравнений и аналогов; историко-генетический; использование эколого-ландшафтной аксиоматики как метода познания; природ-

ного контура среды; картографический; статистического моделирования; балансовый; дистанционного зондирования.

Научная новизна исследований.

1.Представлено впервые; агроландшафт как биологический фактор интенсификации земледелия; землеобеспеченносгь при дальнейшей экологизации природопользования в Воронежской области; определение принципа « территориального оптимума»; определение агроландшафтных экосистем, их сущность, выявление и формирование; обоснование необходимости применения в исследованиях и практики проектирования «метода природного контура»; методические положения, определяющие содержание экологической экспертизы проектов эколого-ландшафтных систем земледелия.

2.Получило дальнейшее развитие: структура методики научных исследований по формированию агроландшафтов; экологическая оптимизация структуры земельных угодий.

3.Совершенствование методики проектирования ландшафтных систем земледелия: экологическая интерпретация элементов организации территории и их проектирование; методические приемы формирования границ угодий и размещение овражно-балочных лесополос; приемы определения экологической устойчивости агроландшафтов.

4.Обзорно-постановочная интерпретация вопросов для их дальнейшего исследования: формы передачи энергии и вещества в агроландшафтных экосистемах; агроландшафт как компенсирующий фактор на малогумусных почвах.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на межре! ио-нальной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов во ВГАУ (1993 г.). Основные положения диссертации неоднократно докладывались на научных конференциях профессорско-преподавательского состава Воронежского госагроуниверсйтета им. К.Д.Глинки, ежегодно (1995-1999 гг).

Результаты исследований опробированы в сельскохозяйственной артели «Дружба» Кантемировского района и других базовых хозяйствах Воронежской области, а также внедряются в 46 базовых хозяйствах,установленных постанов-

лением администрации области от 26.09.1996 г « О внедрении природоохранных (эколого-ландшафтных) систем земледелия в области».

Практическая значимость работы заключается в развитии и совершенствовании методов территориальной организации систем земледелия посредством формирования экологически устойчивых агроландшафтов с обеспечением в них устойчивого земледелия и сохранности плодородия почв. Материалы диссертации применяются как рекомендации при проектировании агро-ландшафтных систем земледелия в хозяйствах области и за ее пределами.

Исследования проводились на кафедре землеустройства Воронежского госагроуниверситета им. К.Д.Глинки с использованием материалов кафедры, научной литературы, а так же данных натурнаблюдений.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и предложений, списка использованной литературы. Содержание работы изложено на 140 страницах. В тексте приведено 19 таблиц, 18 рисунков.

Список литературы включает 108 наименований, в т.ч. 4 в переводе.

Основное содержание работы и защищаемые положения

Обязательным условием оптимизации природопользования, сельскохозяйственного производства й земледелия является разностороннее научное обеспечение. Эта задача лежит в плоскости учения В.В.Докучаева, помноженного на мировые достижения земледельческой науки и практики. Та часть наследия , которая касается ландшафтного земледелия, усиленная достижениями российского почвоведения и растениеводства вызывает большой интерес в плане экологизации земледелия в западных странах.

К сожалению, докучаевская концепция оптимизации агроландшафтов не была развита в широких масштабах в России. Ландшафтоведение развивалось в рамках физической географии безотносительно к проблемам природопользоп-

ния в АПК. Лишь в последние годы эрозионная проблематика подтолкнула развитие прикладных аспектов ландшафтоведения.

Крупные подвижки в экологизации земледелия сделаны ВНИИ земледелия и защиты почв от эрозии, а также другими научными учреждениями. В 70-е годы под руководством А.Н.Каштанова широко были развернуты работы по созданию контурно-мелиоративных систем земледелия. Теперь уже не вызывает ни у кого сомнений о необходимости дальнейшей экологизации земледелия, адаптивной его интенсификации и, в особенности, биологизации технологических процессов.

Существующие подходы к решению задач активно дискутируются в виде концепции «адаптивного земледелия», «ландшафтного», «адаптивно-ландшафтного», «эколого-ландшафтного» и др. Это не конкурс модных названий, не очередная «компанейщина», это научный поиск, развивающий сложившееся в 80-е годы представление о зональных системах земледелия.

Методология разработки проблемы пока еще не вышла из состояния дискуссий (В.И.Кирюшин, 1996). Нередко в сами понятия «адаптивное» или «ландшафтное» земледелие включается разный смысл. Нередки другие ситуации, когда под ландшафтным земледелием понимаются альтернативные формы (органическое, биодинамическое и т.п.).

В нашем представлении под термином «ландшафтное» определена необходимость дифференциации земледелия в структурно- функциональной иерархии ландшафта, при этом заметим, не на уровне зоны или каких-либо структурных административных единиц.

Итак, необходима экологическая теория земледелия. В этой связи требуется определить специфичность как методологии научных исследований, так и методики проектирования агроландшафтных систем земледелия. С этой целью требуется известные общие экологические законы, правила к принципы интерпретировать применительно к земледелию. Требуется осмысление общих закономерностей, которые могут служить в качестве объективных ограничений в управлении сельскохозяйственным природопользованием, в том числе и зем-

леделием. Особенно в осмыслении нуждаются методики проектирования эко-лого-территориальной оптимизации агроландшафтов. Ведь в территориальном аспекте системы земледелия конструируются на общепринятых в институтах «Гипрозем»' принципах.

]. В диссертации установлен перечень методов научных исследований в области агроландшафтоведения и формирования ландшафтных систем земледелия, названных ранее.

Как отмечалось выше, методология исследования находится на стадии становления. Особое место занимает вопрос использования объективных экологических законов. Нами выбрано и интерпретировано применительно к земледелию 25 законов, правил и принципов, используя научные труды отечественных и зарубежных ученых. При этом в нашей работе предлагается в известную экологическую аксиоматику включить новые структурные категории методологии: «метод природного контура» и «принцип территориального оптимума». Необходимость включения метода природного контура обусловливается требованиями высокой степени территориальной адаптации элементов ландшафтного земледелия. Принцип территориального оптимума связан с возрастающей демографией и экологическим ограничением использования, земель. Другими словами - в структуру,составляющих биосферы как экосистемы, способствующих обеспечению экологического равновесия, должно быть демографическое регулирование.

. 2. Устройство агроландшафтов предполагает решение тех вопросов, которые стоят перед организацией территории, и кроме того, определяют оптимальную структуру и соотношение земельных угодий, находят устойчивое состояние всей агросреды территории с учетом механизма экологического взаимодействия, отдельных составных частей и элементов систем земледелия. Соотношение и взаимосвязь условно представляется схемой:

3. Большинство современных ландшафтов как природно-территориаль-ных комплексов в той или иной степени уже изменено человеком и состоит из двух частей - естественной и хозяйственной. Эти части складываются из отдельных участков: пашни, лесов, кустарников и других угодий, образующих характерную мозаику и находящихся между собой во взаимосвязи. Необходимо сохранить имеющиеся экологически ценные естественные участки агроланд-шафта и создать новые биоценозы. Это дает возможность приблизиться к устойчивым агроландшафтам, пригодным для жизни животных, птиц и одновременно повысить биопродуктивность освоенных территорий.

Рассматривая агроландшафт как биологический фактор интенсификации земледелия со свойственным ему функциями, в работе предлагаются мероприятия, ориентированные на более полное использование природного потенциала, а не техногенных факторов.

4. В диссертации сформулировано понятие агроландшафтной экосистемы, рассмотрена сущность, выявление и формирование элементарных экосистем.

Следует различать элементарные агроландшафтные экосистемы на уровне микро - (агрофация, ложбина), мезо-(лес, пруд, поле) и макро- систем (совокупность экосистем низшего порядка - лес+пруд+поле и т.д.).

Не всякий участок территории может представлять собой ландшафтную экосистему, а следовательно и ландшафт. Например, «лесная полоса - пашня», хотя и является экосистемой, но не является ландшафтом, поскольку в этой системе не функционируют другие компоненты, обеспечивающие саморегуляцию и полный круговорот вещества и энергии.

Экосистема может состоять из большого числа компонентов или «звеньев», где согласно экологическому закону все составные части имеют важное функциональное значение.

Однако в методическом плане часто исследуется какое-то определенное «звено», изучаемый объект. При этом его необходимо рассматривать во взаимосвязи с другими явлениями и процессами. Из этого вытекает, что в любой

экосистеме (в том числе и ландшафтной) определяется предмет исследования и факторы, образующие «среду» этого предмета. Речь идет о том, что в каждой изучаемой экосистеме определяется «хозяин» (изучаемый объект), а все другие компоненты и факторы представляют собой окружающую среду. В качестве изучаемого объекта может быть любое «звено» или любой компонент экосистемы (рис. 1).

и т.д.

Условные обозначения

3

1 - поле

2 -луг

3 - пруд

4 - лес

- среда

Рис. 1. Соотношение между изучаемым объектом («хозяином») и средой Внутриэкосистемные связи могут выглядеть следующим образом (рис. 2).

абиотические компоненты

Условные обозначения

- подсистема "хозяин"

• подсистема среда

биотические - (биологические! компоненты

- связи между компонентами

Рис. 2. Внутриэкосистемные связи между изучаемым объектом («хозяином») и средой.

5. Ведущий критерий состояния агроландшафтов - состав и соотношение угодий. Решение задачи состава и соотношения угодий в агроландшафтах в экологическом плане заключается в увеличении доли средостабилизирующих угодий, т.е. в увеличении площадей, занятых лесными насаждениями, пастбищами, сенокосами, многолетними травами, водой и др. с одновременным сокращением доли пашни.

Изменение состава и соотношения угодий в целях улучшения экологической обстановки повлечет за собой сокращение площади пашни на 1 жителя. Прогнозное видение этого в Воронежской области можно представить следующим образом (табл. 1).

Таблица 1. Состояние агроландшафтов и землеобеспеченность при разном соотношении угодий в Воронежской области

№ п Состояние агроландшафтов Угодья Соотношение угодий, % Пашни на 1 жителя, га

1 Сильноразрушенное Пашня Лес-луг-вода >70 30 1.20

2 Разрушающееся Пашня Лес-луг-вода 70 30 1.05

3 Неустойчивое Пашня Лес-луг-вода 60 40 0.90

4 Порогоустойчивое Пашня Лес-луг-вода 50 50 0.75

5 Слабоустойчивое Пашня Лес-луг-вода 40 60 0.60

6 Среднеустойчивое Пашня Лес-луг-вода 35 65 0.52

7 Устойчивое Пашня Лес-луг-вода 30 70 0.45

8 Высокоустойчивое Пашня Лес-луг-вода 25 75 0.37

9 Экологическое равновесие, (саморегулирующееся) Пашня Лес-луг-вода <20 80-100 <0.30

С научной точки зрения некорректно ставить задачу решения соотношения с жестко фиксированными цифрами того или иного вида угодий. Разным удельным весом пашни можно либо смягчить, либо обострить экологическую напряженность в экосистемах. На наш взгляд, решение данной задачи правомернее представить в виде шкалы со «скользящим указателем» от худшего состояния агроландшафта к лучшему (рис. 3).

Примечание: Типология агроландшафтов предложена кафедрой землеустройства и приведена в книге: М.И.Лопырев. Основы агроландшафтоведения. -1995. С. 47.

Виды угодий

лес, луга, многолетние травы, под водой

МАСШТАБ верптимпьныСГ. в 1 с» - 50%

Рис. 3. Соотношение угодий но типам агроландшафтов

Современное состояние агроландшафтов в области характеризуется как разрушающееся. Чтобы улучшить экологию в АПК, следует обеспечить хотя бы порогоустойчивое состояние. В этом случае пашни на одного жителя составит 0.75 га.

6. В работе предлагаются приемы совершенствования проектирования прибалочных и приовражных лесных полос, так как современные способы размещения их не всегда предотвращают эрозионные процессы, а нередко способствуют их развитию. Дело в том, что при проектировании не в полной мере учитываются особенности рельефа, характер балки или оврага. При проектировании приовражных лесных полос необходимо учитывать форму склона (прямой, выпуклый, вогнутый), а так же угол расположения горизонталей к оврагу, балке. Нами предложено несколько приемов совершенствования проектирования данных элементов организации агроландшафтов (рис.4).

Рис. 4. Размещение приовражных лесных полос: а) неправильное; б) правильное

7. Усовершенствованы методические приемы формирования новых границ угодий на склонах (рис. 5), сущность которых заключается в выведении из севооборотов пахотных участков, наиболее подверженных эрозионным процессам. Поэтому часть пашни рекомендуется выводить из оборота и трансформировать в другие виды угодий, или эти участки должны подлежать консервации.

Рис. 5. Формирование новых границ угодий

8. Предложены методические приемы определения экологической устойчивости агроландшафтов.

Для оценки проектов эколого-ландшафтных систем земледелия применяется три группы показателей: экологические, экономические и совокупные -эколого-экономические. По оценке опубликован ряд научных работ, в том числе: «Методика эколого-экономической оценки ландшафтной системы земледелия», М., 1995.; «Методика разработки систем земледелия на ландшафтной основе», Курск, 1996; «Методические рекомендации по разработке ландшафтных систем земледелия в мноюукладном сельском хозяйстве». Часть 2. - Курск, 1993 под ред. акад. А.Н. Каштанова и акад. А.П. Щербакова. Кроме того, имеются методики по отдельным составным частям системы земледелия (по расчету баланса гумуса, по эффективности комплексов противоэрозионных мероприятий и др.). Для оценки устроенности территории может быть использовано пособие: С.Н. Волков. Землеустройство в условиях земельной реформы. - М., «Былина», 1998.

Оценку можно выполнить или по всей территории хозяйства в целом, или по отдельным типам агроландшафтов.

1 .Определение соотношения угодий для оценки экологической устойчивости агроландшафтов (К|).

Рассчитывается путем сопоставления площадей, занятых различными угодьями, с учетом их положительного и отрицательного воздействия на природную среду.

2.0пределение коэффициентов соотношения площадей угодий с учетом их экологической ценности в ландшафте (Кг).

3.Определение плотности экотонов (биологических рубежей) в полевых ландшафтах (Кз). Плотность выражается отношением длины экотонов (Д) как естественных, так и антропогенных на площадь пашни ландшафта (Р).

4.0пределение экологического разнообразия (мозаичности) территории (К4). Определяется количеством обособленных участков (контуров) с разными по смежеству угодьями и растительностью, приходящимся на 1 км2 территории определенного ландшафта.

В диссертации предлагаются рабочие таблицы для расчета разных показателей. В качестве примера приведем одну из них, использованную для анализа инфраструктуры одного агроландшафта в сельскохозяйственной артели <(Дружба» Кантемировского района (табл. 2).

к,(1975г)^ - 1;2:л- + -\27 - 0.56; К,(1999г - -

Б 33 + 34 + ...37 Б 33 + 34 -у ...37

Примечание: проценты площади угодий рассчитаны от общей плошади ландшафта (А+Б).

Заключение: агроландшафт из состояния «разрушающегося» (1975 г.) перешел в состояние «устойчивого» (1999 г.).

9.Предложены методологические положения, определяющие содержание экологической экспертизы проектов, цель которой - обеспечение научно-обоснованного определения соответствия проектных решений современным экологическим требованиям перед их утверждением в компетентных государственных органах; предупреждение возможных негативных воздействий планируемых и проектируемых мероприятий в процессе их реализации на экосистему; поддержание динамичного природного равновесия и благоприятного состояния окружающей среды.

Таблица 2. Экологическая инфраструктура агроландшафта

Уголья Ед. изм. 1975 г. 1999 г.

% %

1 2 3 4 5 6 7

А. Средостабилизируюи ие (улучшающие) угодья

1 Леса (ГЛФ) га 25,61 3,09 25,73 3,11

2 Кустарники га - - 1,88 0,23

3 Лесные полосы на пашне га 4,48 0,54 13,61 1,64

4 Кулисы кустарниковые на пашне га 2,9 0,35

5 Лесополосы прибыточные, приовражные, вокруг прудов, илофильтров га 7,66 0,93 8,45 1,02

6 Сплошные лесонасаждения га - - 17,55 2,12

7 Лесная растительность-сукцессия, в т.ч.: - в оврагах; - на склонах балок; - на залуженной пашне га - - 1,90 1,90 0,23 0,23

8 Лесные насаждения автодорог га - - - -

9 Лесные насаждения ЮВЖД га - - - -

10 Отдельно стоящие деревья, всего шт ют/100га - - 84 10 -

11 Отдельно стоящие кусты, всего шт шт/100га - - 19 2 -

12 Сады общественные, инди-видуальные,скверы, парки, уличные насаждения и т.п. га 16,50 1.99 8,67 10,5

Итого(1...12) га 54,25 6,55 81,13 9,79

Луговые угодья и многолетние травы в севооборотах и на других землях

13 Сенокосы га - - - -

14 Пастбища га 241,54 29,17 201,05 24,16

15 Законсервированная и залуженная пашня га 52,8 6,38

16 Залуженные ложбины на пашне га 1,05 0,13

17 Луговые полосы на опушках лесных полос на пашне (эко-тоны) га 23,58 ' 2,85

18 Островные луговые (кустарниковые) участки на пашне для фауны га 0,27 0,03 1,22 0,15

19 Болота в поймах рек и балок га - - 8,85 1,07

20 Болота-блюдца на пашне (мочары) га

2! Многолетние травы в севооборотах га 62,97 11,5

Итого (13...21) га 241,81 29,20 383,81 46,39

1 Угодья Ед. изм. 1975 г. 1999 г.

% %

1 -> 3 4 5 6 7

Под водой и гидротехническими сооружениями

22 Реки га - - - -

23 Ручьи га - - 0,35 0,04

24 Пруды . га 0,22 0,03 2,78 0,34

25 Прудки на вершинах оврагов и балок (противоэрозиониые и обше-экологичсские) шт га 1 0,06 0,02

26 Прудки водозадерживающих земляных валов шт га - - -

27 Водозадерживающие земляные валы у вершин оврагов шт га _ 38 . 1,02 0,12

28 Валы-канавы при лесных полосах на ложбинах шт _

Итого (22... 28) га 0,22 0,03 4,21 0,47

Заказник и, кормовые поля, защитные полосы

29 Заказники энтомологические шт га 1 3,0 0,36

30 Заказники диких животных и ПТИЦ шт га - _

31 Кормовые поля для диких животных и птиц шт га ; - 1 8,17 0,99

~32 Защитные полосы рек и водоемов га _ _ _ „

Итого: (29...32) га - - 11,17 1,35

Всего: (1...32) га 296,28 35,78 480,32 58,00

Б. Дестабилизирующие (ухудшающие ) угодья

33 Пашня (без площади многолетних трав) га 526,0 63,53 371,18 40.96

34 Застроенные территории га - - - -

35 Дороги га 3,81 0,46 8.03 0,97

36 Овраги, оползни га 1,07 . 0,13 - -

37 Другие земли, не покрытые постоянной растительностью и водой га 0,69 0,08 0,61 0.07

Итого: (33...37) га 531,57 6 4,22 347,53 42,00

Площадь в границах ландшафта (1...37) га 827,85 100,0 827,85 100,0

Экологическую и экономическую эффективность внедрения ландшафтных систем земледелия покажем на примере сельскохозяйственной артели «Дружба» Кантемировского района. Работа по внедрению начата в 1976 году и она завершена.

Созданы условия для новых, слаженных и устойчивых механизмов биологической саморегуляции экосистем. Остановлены эрозия и деградация почв.

уменьшено пагубное действие засухи, улучшены водный и тепловой режимы, на полях стало больше птиц и диких животных. На кормовых угодьях балок отмечается восстановление растительного войлока. Характерный и любопытный пример за 1999 год: во всех хозяйствах Кантемировского района, как и по всей Воронежской области, майские заморозки сильно повредили озимые. В сельхозартели «Дружба» озимые полностью сохранились, подмерзания не было.

Экономическая эффективность проявляется постепенно по мере освоения системы земледелия. Покажем ее за последние 3 года, из которых ! 998 и 1999 годы были засушливыми. Занимая 26 место в районе по почвенному баллу артель «Дружба» по урожайности в числе первых

Таблица 3. Эффективность эколого-ландшафтной системы земледелия в сельхозартели «Дружба» Кантемировского района (в группе хозяйств с одинаковыми почвами).

№№ п/п Балл почв Урожайность зерновых ц/га

Хозяйства ¡997 г 1998 (засуха) 1999 (засуха)

1 Колхоз им. Калинина 67,2 16,7 7,2 8,9

т 3 Колхоз «Буревестник» Колхоз «Победа» 66,5 64,2 9,8 12,1 7,4 3,3 8,5 5,8

4 5 Колхоз «Писаревский» Колхоз «Восход» 64.1 66,4 18,1 18,4 5,4 5,6 6,1 6,4

6 ТОО «Искра» 65,9 19,8 9,6 9,7

7 Средняя по группе хозяйств 65.4' 15,8 6,4 7,5

8 С.-х. артель «Дружба» Разница 65,2 23,6 7,8 14,1 7,7 12,6 5,1

Разница в % 43,0 109,0 68,0

За 20-летний срок изучения и внедрения ландшафтного земледелия накопилось достаточно информации, чтобы считать: система земледелия в сельскохозяйственной артели «Дружба» может быть принята как апробированная экологическая модель для Воронежской области. Общие экологические принципы, основанные на современном знании законов природы и ориентированные

на биологизацию, с поправкой на конкретные условия, могут быть рекомендованы при разработке проектов во всех хозяйствах ЦЧЗ.

Выводы и предложения

1. В Воронежской области сохраняется устойчивая тенденция снижения биопотенциала природных ресурсов, в том числе деградации черноземов, а так же роста частотности засух и соответствующего ущерба от них сельскому хозяйству.

2. На современном этапе все острее проявляется негативное влияние исторически сложившихся техногенных методов ведения земледелия на биологический потенциал природных ресурсов. В мировой науке и практике сформировалось новое направление, называемое SUSTAINABLE AGRICULTURE - земледелие будущего. В России пути развития такого направления предопределены более 120 лег назад В. В. Докучаевым. Обобщая материалы зарубежной и отечественной информации и опыта, а так же исследования ученых Воронежского агроуниверситета им. К. Д. Глинки, приоритетным фактором новой интенсификации земледелия на современном этапе признаем рационально устроенные а1роландшафты, являющиеся основой для экологических систем земледелия.

3. Землеобеспеченность является одним из основных вопросов будущих систем земледелия, связанных с состоянием агроландшафтов. В настоящее время в Воронежской области на I жителя приходится 1.2 га пашни. При изменении соотношения угодий в связи с переводом агроландшафтов в экологически устойчивое состояние площадь пашни на 1 человека в будущем будет сокращаться. При достижении устойчивого состояния ландшафтов она будет составлять 0.40 - 0.45 га на человека. Такая тенденция определяется экологическими законами, в т.ч. «Законом максимума», «Правилом меры преобразования природных систем» и др.

4. Показатель оценки хозяйственной деятельности «производство продукции на 100 га сельскохозяйственных угодий» является экологически песо-

стоятельным и поэтому должен быть усовершенствован. Дело в том, что он предполагает интенсификацию использования всех угодий, в т.ч. и смытой пашни, и заовраженных пастбищ наряду с хорошими недеградированными угодьями. Показатели продукции на единицу площади, в том числе и на 100 га, должны рассчитываться на приведенные угодья по земельно-кадастровым баллам, исключая угодья на заовраженных-балочных землях.

5. Структура земельных угодий - один из основных вопросов ландшафтной экологии и ландшафтного земледелия. Современные агроландшафты по составу и соотношению угодий в большинстве случаев определяются как неустойчивые и разрушающиеся. Решение задачи состава и соотношения угодий в афоландшафтах заключается в увеличении доли средостабилизирующих угодий (т.е. площади под лесными насаждениями, пастбищами, сенокосами, многолетними травами, водой и др.) с одновременным сокращением доли пашни до оптимального уровня, при котором дефадация афоландшафта будет сводиться к минимуму. Чтобы приостановить процессы деградации и обеспечить хотя бы порогоустойчивое состояние агроландшафта в ближайшей перспективе целесообразно долю пашни в структуре сельскохозяйственных угодий снизит ь с 80 до 50%.

6. В диссертации предлагается в экологическую аксиоматику включить новый принцип - «принцип территориального оптимума»'со следующей формулировкой: «в структуре составляющих звеньев биосферы как экосистемы, способствующих обеспечению экологического равновесия, должно быть демографическое регулирование». Необходимость введения в методологию названного принципа обусловливается целым рядом экологических законов, в том числе законом «падения природного ресурсного потенциала», «законом снижения энергетической эффективности природопользования», «законом оптимальности» и др.

7. Современная методология решения проблемы экологизации земледелия пока еще не вышла из состояния дискуссии. При этом методика научных исследований в области агроландшафтоведения и формирования ландшафтных

систем земледелия значительно отличается от традиционных методик в агрономической науке. Дело в том, что ландшафтные исследования не представляется возможным проводить на некрупных (деляночных) участках, а так же в сравнительно короткое время. Ландшафтные изменения проявляются в исторически длительные сроки (многие десятки лет). В связи с этим в диссертации впервые представляется особая структура методики исследования ландшафтных систем земледелия.

8. Впервые в диссертационной работе более развернуто представлены понятия агроландшафтных экосистем, в том числе понятие «элементарной ландшафтной экосистемы», понятие агроландшафта как совокупности «элементарных ландшафтных экосистем». Определены методические подходы к выявлению существующих и формированию новых ландшафтных агроэкосистем на микро-, мезо- и макроуровнях. При исследовании ландшафтных экосистем показывается необходимость определения изучаемого компонента как «хозяина» экосистемы, тогда как другие компоненты в этом случае представляют собой «среду». В роли «хозяина» может выступать каждый из компонентов экосистемы, а в связи с этим по-разному выступает и соответствующая среда. Важной определяющей особенностью ландшафтной агроэкосистемы является ее структура и размер. Агроландшафтная экосистема предполагает совокупность природных компонентов, в том числе и земельных угодий, способная к относительной саморегуляции. Если саморегуляция не проявляется, то территория не представляет собой полноценной ландшафтной экосистемы.

9. Узловым вопросом при формировании эколого-ландшафтных систем земледелия является передача энергии и вещества между компонентами ландшафта и элементами системы, который пока слабо изучен. В диссертации обобщены исследования в этом направлении, определен перечень вопросов, требующих дальнейшего углубленного исследования.

10. В агропочвоведении нередко имеет место случаи абсолютизации гумусовых показателей, сведение к содержанию гумуса в почве чуть ли не всего понятия плодородия (В.И.Кирюшин, 1996). При этом упускается из виду, что

само по себе гумусовое состояние является не только причиной того или иного уровня плодородия почвы, но и следствием большой совокупности природных факторов, определяющих это состояние.

Внесение удобрений в почву, введение севооборотов с многолетними травами, замена вспашки бесплужной обработкой, посадка лесозащитных насаждений, дифференцированное и полосное размещение культур и другие агротехнические приемы способствуют улучшению почвы, поддержанию устойчивости и повышению продуктивности агроландшафта. Оптимально устроенный агроландшафт в некоторой мере компенсирует в урожайности недостаточк-' обогащенные гумусом почвы.

11. При экологическом обосновании размера поля и агрофашш (рабочего участка) в агроландшафтах должен соблюдаться «закон минимума», который предусматривает выполнение условий регламентации предельно допустимой величины участка. В степной зоне ЦЧЗ на землях крутизной до 3° природными условиями предопределяются участки площадью около 30 га, при крутизне более 3° они могут быть и мельче. На равнине оптимизация структуры агроландшафта возможна при размерах агрофаций 50-60 га. На склоновых землях экологически однородные участки располагаются вдоль горизонталей (поперек склона) и имеют вид вытянутых контурных ландшафтных полос.

12. В диссертации предлагаются методические приемы определения экологической устойчивости агроландшафтов. Приводится рабочая форма экологической территориальной инфраструктуры агроландшафта с целью определения «меры преобразования природных систем» через соотношение средоста-билизирующих и дестабилизирующих угодий с учетом их экологической ценности.

13. В работе впервые представлены методологические положения, определяющие содержание экологической экспертизы эколого-ландшафтных систем ¡емледелия. Цель последней - обеспечение научно-обоснованного определения соответствия проектных решений современным экологическим требованиям перед их утверждением в компетентных государственных органах.

14. Приведена оценка экологической и экономической эффективности агроландшафтной системы земледелия на примере сельхозартели «Дружба» Кантемировсксго района. При сравнении почвенного покрова 1981 и 1999годов обследования, выявлено, что почвенный покров за прошедшие 20 лет не ухудшался. Более того, наметилась тенденция к стабилизации гумусового горизонта, остановлены процессы эрозии, на пастбищных землях отмечено восстановление растительного войлока, улучшилась экологическая обстановка в целом. Занимая 26-е место в районе по почвенному баллу, сельхозартель «Дружба» по урожайности в числе первых.

Рекомендации производству.

Разработки автора диссертации, представленные выше в качестве новизны и предложений, вошли в изданное в 1999 году методическое руководство «Проектирование и внедрение эколого-ландшафтных систем земледелия в сельскохозяйственных предприятиях Воронежской области». Методическое руководство передано для использования в проектные организации и хозяйства области. Теоретические положения о формировании агроландшафтных экосистем предлагается использовать при дальнейшем совершенствовании методик проектирования и в учебном процессе вузов.

Список научных трудов по теме диссертации

1. Оробинский С.А., Макаренко С.А. К вопросу об экологической устойчивости агроландшафтов // Обеспечение эффективного функционирования производственного потенциала АПК России в условиях рыночных отношений: (Тез. докл.). - Воронеж, 1993. - С.53.

2. Макаренко С.А., Постолов В.Д. Каждому сельскохозяйственному предприятию - экологический паспорт// Обеспечение эффективного функционирования производственного потенциала АПК России в условиях рыночных отношений: (Тез. докл.).- Воронеж, 1993. - С.50-51

3. Макаренко С.Л. Ландшафтный подход в землеустройстве // Повышение эффективности агропромышленного производства в условиях современных форм хозяйствования: Тез. докл. международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов. - Воронеж, 1995,-4.1.-С. 98-99.

4. Макаренко С.А. Элементы ландшафтного устройства территории // Информационное обеспечение рационального использования земель. -Воронеж: Изд-во «Истоки», 1996.-С. 136-142, (в соавторстве).

5. Макаренко С.А. Вопросы экологического равновесия при ландшафтном землеустройстве // Стабилизация развития АПК Центрального Черноземья на основе рационального использования природно-ресурсного потенциала: Тез. докл.. - Воронеж, 1996. - С. 117-118.

6. Организация землепользования на эколого-ландшафтной основе / Лопырев М.И., Макаренко С.А., Черемисинов А.Ю. и др.// Современные проблемы землепользования Центрального-Черноземья России. -Воронеж. 1997. - Гл. 3. - С.25-37.

7. Макаренко С.А. Экономические аспекты эколого-ландшафтного землеустройства// Актуальные проблемы отечественного менеджмента. -Воронеж, 1998.-С.112-113.

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Макаренко, Светлана Александровна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОЛОГИИ ИССЛЕДОВАНИЯ АГРОЛАНДШАФТОВ И СИСТЕМ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ НА ЛАНДШАФТНОЙ ОСНОВЕ

1.1. Методы исследований по формированию экологически устойчивых агроландшафтов

1.2. Агроэкологическая аксиоматика ландшафтных систем земледелия.

ГЛАВА 2 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ЗЕМЕЛЬНЫХ РЕСУРСОВ И ЛАНДШАФТНЫЕ АСПЕКТЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ СИСТЕМ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ

2.1. Характеристика природных ресурсов в АПК Воронежской области

2.2. Антропогенное воздействие на природные ресурсы в сельскохозяйственных предприятиях

2.3. Организация территории, как составная часть ландшафтной системы земледелия

2.4. Агроландшафт как биологический фактор интенсификации земледелия

2.5. Состояние агроландшафтов и землеобеспеченность при разном соотношении угодий в Воронежской области

2.6. Опыт Каменной Степи и необходимость совершенствования систем земледелия

ГЛАВА 3 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АГРОЛАНДШАФТНЫХ ЭКОСИСТЕМ

3.1. Агроландшафтные экосистемы. Их сущность, определение, формирование

3.1.1. Понятие агроландшафтной экосистемы и arpo ландшафта

3.1.2. Элементарные агроландшафтные экосистемы

3.1.3. Агроландшафт как совокупность элементарных агроландшафтных экосистем

3.1.4. Выявление (опознавание) существующих и формирование новых (проектируемых) ландшафтных агроэкосистем

3.1.5. О размере агроландшафта

3.2. Формы передачи энергии и вещества при внутри-ландшафтных связях компонентов (обзорная интерпретация)

3.2.1. Солнечная радиация, ФАР, связывание солнечной энергии, фотосинтез

3.2.2. Гравитационное перемещение частиц (сток, осыпи, напашки, загрязнение, эрозия, заболачивание и др.)

3.2.3. Продуцирование и разложение биомассы связь между растительностью и почвой)

3.2.4. Миграция химических элементов (со стоком воды, переносом ветра)

3.2.5. Круговороты в ландшафтных экосистемах

3.3. Новые аспекты мелиорации в системе ландшафтного земледелия

3.4. Гипертрофированная роль гумуса как фактора плодородия почв и компенсирующая роль агроланд-шафтов

3.5. Экологическая оптимизация структуры земельных угодий

3.6. Экологическая интерпретация элементов организации территории. Размер поля и экология

3.7. Совершенствование проектирования прибалочных и приовражных лесных полос

3.8. Методические приемы формирования новых границ угодий на склонах

ГЛАВА 4 ОЦЕНКА И ЭФФЕКТИВНОСТЬ УСТРОЙСТВА АГРО

ЛАНДШАФТОВ

4.1. Методические приемы определения экологической устойчивости агроландшафтов

4.2. Методологические положения, определяющие содержание экологической экспертизы проектов ландшафтных систем земледелия

4.3. Экологическая и экономическая эффективность ландшафтной системы земледелия (на примере сельскохозяйственной артели «Дружба» Кантеми-ровского района, Воронежской области)

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Развитие методических основ проектирования эколого-ландшафтных элементов систем земледелия"

Актуальность темы. На современном этапе развития человеческого общества вовлечение природных ресурсов в экономический оборот стало настолько масштабным и всеобъемлющим, что нарушаются сложившиеся в биосфере связи, отношения, круговорот, происходит деградация лика земли, т.е. происходит нарушение закона равновесного природопользования.

Все чаще под сомнение берется оптимальность модели экономического развития в развитых странах. Степень обострения противоречий во взаимодействии общества и природы обусловливает необходимость восстановления равновесного природопользования. Интеграция общественного производства и природной среды в экологизированном производстве ставит проблему взаимопревращения экономического эффекта в экологический и наоборот.

Во всех странах отмечается растущая озабоченность в связи с отрицательным влиянием современной сельскохозяйственной деятельности на плодородие почв, растительный и животный мир, на здоровье людей. Подсчитано, что теперь в условиях Центрально-Черноземной зоны каждый гектар пашни ежегодно теряет 0.5-1 тонну гумуса, а это составляет 0.2-0.5% его общего запаса в почве. 120 лет назад основная часть земель Воронежской области содержала 7-10% гумуса, при этом на значительной площади количество его достигало 10-13%. Сейчас земель, содержащих 10-13% гумуса, не осталось. Резко уменьшилась площадь почв, содержащих 7-10% гумуса, возросла площадь с содержанием гумуса 4-7%, и появились почвы с 2-4% гумуса. Подсчитано, что почти каждый год в ЦЧЗ в результате эрозии отчуждается площадь равная территории целого хозяйства, потери же питательных веществ, уносимых с полей, в 2 раза превышают количество минеральных удобрений, ежегодно вносимых хозяйствами.

Быстрое увеличение распаханности территории и хищническая вырубка лесов в XIX веке отразилась на условиях накопления и сбережения влаги в почве, усилились неблагоприятные последствия засухи. Историки подсчитали, что до XVII века засухи были явлением сравнительно редким. На столетие приходилось 8 неурожаев. В XVII-XVIII веках число недородных лет удваивается. В 1820 году правительство Николая I зафиксировало: неурожаи в черноземной степи повторяются через каждые 6-7 лет. За 1865-1890 годы (25 лет) было 10 неурожаев. На степь наступала пустыня. На солончаковых плешах Каменной степи появилась полынь, первая предвестница пустыни. Решить задачу —остановить наступающее бедствие - предстояло В. В. Докучаеву.

Главным научным и практическим итогом деятельности В.В.Докучаева и других членов «Особой экспедиции» можно считать созданные впервые в России на степных угодьях arpo-, гидро-, мелиоративные ландшафты. Наибольшей завершенностью и содержательностью отличается массив Каменной степи в Таловском районе, (сухая в прошлом ковыльная степь превращена в лесостепной оазис. Урожаи здесь выше на 20-40%, а в годы засухи - 50-80%, чем в соседних хозяйствах.

Осознавая необходимость введения новых форм и методов производства на принципах природно-антропогенной сбалансированности ресурсов, сохранения окружающей среды, во многих странах приняты специальные законы. Рациональная организация агроландшафтов и систем земледелия в их органической взаимосвязи становится основой сохранения и возобновления природных ресурсов, улучшения жизни и условий труда человека (Швейцария, Нидерланды, Финляндия, Англия, США, Канада и др.).

Однако за 100 лет в России мы мало продвинулись в широкомасштабном использовании наследия русской науки. А вместе с тем, засухи теперь стали чуть ли не каждый год: либо весной, либо летом, а это и весь вегетационный период. Прогрессирует общая деградация почв, овраги растут.

И вот в последнее десятилетие, в связи с обострившимся экологическим кризисом, в Воронежской области «реанимируется» учение В.В.Докучаева . Администрацией области с участием областной Думы принято постановление «О внедрении природоохранных (эколого-ландшафтных) систем земледелия в области».

Эта система вписывается в структуру природных ландшафтов, обеспечивая условия для воспроизводства почвенных и других ресурсов. Она дает возможность ликвидировать эрозию, регулировать водный сток, формировать экологически однородные участки и т.д.

Ландшафтное земледелие требует вписывания полей в те границы, которые предлагает природа, сотни и десятки тысяч лет создавая местные ландшафты. Здесь нетерпим волюнтаризм, навязывающий то, что удобно человеку и созданной им технике: прямоугольно-клеточная конфигурация полей и их большая площадь (100-400 га), прямолинейное расположение кулис, лесополос, полевых дорог и другие «прямолинейные» решения человеческой воли, идущие вразрез с контурными, плавными, гармоничными «решениями» природного ландшафта.

В настоящее время многими научными учреждениями страны разработаны концепции и методические рекомендации по формированию ландшафтных систем земледелия. Однако значительно хуже обстоит дело с рабочими методиками проектирования этих систем земледелия, особенно по устройству аг-роландшафтов.

В данной диссертационной работе предлагается устранить этот пробел, предпринята попытка показать органическую взаимосвязь устройства ландшафта и традиционных элементов системы земледелия как единого целого природно-антропогенного комплекса.

Состояние изученности проблемы по развитию систем земледелия на эколого-ландшафтной основе.

Ознакомление с зарубежной и отечественной сельскохозяйственной научной и общественно-политической литературой показывает, что во всех странах мира крепнет убежденность, что система природопользования и производства продовольствия претерпевает серьезные изменения. Нарастающий социальный конфликт между Природными ресурсами и способами природопользования находят выражение в дискуссиях о будущем земледелия и рассматривается как оценка взаимоотношения человека с природой.

При изучении литературы мы пользовались обзорной информацией по состоянию земледелия в странах мира и России. Одной из удачных работ по этой проблеме является обобщающая работа Ф. Б. Прижукова SUSTAINABLE AGRICULTURE - земледелие будущего (концепции, стратегия, технологические аспекты).

Концепция SUSTAINABLE AGRICULTURE получила признание и завоевывает популярность как в развитых, так и в развивающихся странах, наибольшее развитие эта система получила в США.

Названная выше концепция в России получила название устойчивого развития земледелия. В последние годы в отечественной литературе приводятся разные названия нового направления в науке. Это объясняется разным видением проблемы, разными подходами к решению проблемы и т.д.

В конечном счете все названия свидетельствуют о необходимости экологизации земледелия. Существующие взгляды на решение задачи экологизации активно дискуссируются в виде концепции «адаптивного земледелия» [24], «ландшафтного» [ 43, 93], «адаптивно-ландшафтного», [ 46, 48], «ландшафтно-экологического» [44], «эколого-ландшафтного » [60].

Наиболее полное йспользование научного потенциала и обобщение практического опыта было достигнуто при разработке и освоении зональных систем земледелия А. И. Бараевым, большой вклад в эту проблему внесли труды Т. С. Мальцева. В последние годы находят развитие концепции адаптивно-ландшафтной интенсификации земледелия [А.А. Жученко, А. Н. Каштанов, А. П. Щербаков, Г. И. Швебс, В.И. Кирюшин, В. Е. Шевченко и др.].

Обобщая современную отечественную литературу можно выделить две сложившиеся концепции, которые развиваются в ВНИИЗ и ЗПЭ под руководством Российской академии сельскохозяйственных наук и Московской СХА им. Тимирязева. Кроме названных выше имеются частные концепции развития земледелия с содержанием отдельных составных частей систем земледелия.

Целью работы является развитие и совершенствование методики проектирования элементов систем земледелия на эколого-ландшафтной основе и их применение в условиях проявления техногенных воздействий на сельскохозяйственные угодья в сельскохозяйственных предприятиях Воронежской области и ЦЧЗ.

Задачи исследования в соответствии с поставленной целью определены следующие:

- исследовать понятийную интерпретацию агроландшафтных экосистем;

- развить подходы к конструированию оптимальных агроландшафтов соотношение основных видов сельскохозяйственных угодий «паш -ни - леса - луга - воды» и др.);

- сформулировать и включить в экологическую аксиоматику - «принцип территориального оптимума», «метод природного контура»;

- усовершенствовать методические приемы формирования новых границ угодий и размещения овражно-балочных лесных полос;

- развить приемы и методы определения экологической устойчивости агроландшафтов.

- разработать основные положения экологической экспертизы проектов агроландшафтных систем земледелия;

Методы исследований. Методика научных исследований в области аг-роландшафтоведения и формирования ландшафтных систем земледелия значительно отличается от традиционных методик. Дело в том, что ландшафтные исследования нельзя проводить на деляночных участках, а так же за короткое время 3-5 лет. Ландшафтные изменения проявляются в исторически длительный период (20-100 и более лет). Таким образом, имеет место значительная специфичность методологии научного исследования по агроландшафтным системам земледелия.

При решении задач применялись следующие методы:

- метод выявления типичных форм исследуемых процессов и материальных объектов;

- метод экспериментально-полевых наблюдений;

- метод сравнений и аналогов;

- метод историко-генетический на основе обобщения естественно-исторической литературы и научных аналитических наблюдений;

- использование эколого-ландшафтной аксиоматики, как метода познания;

- метод «эмпирических обобщений»;

- метод природного контура среды;

- метод картографический;

- метод статистического моделирования;

- балансовый метод;

- метод дистанционного зондирования.

Научная новизна исследований.

Представлено впервые: агроландшафт как биологический фактор интенсификации земледелия;* землеобеспеченность, при дальнейшей экологизации природопользования в Воронежской области; определение принципа « территориального оптимума»; определение агроландшафтных экосистем, их сущность, выявление и формирование, обоснование необходимости применения в исследованиях и практики проектирования «метода природного контура»; методические положения, определяющие содержание экологической экспертизы проектов эколого-ландшафтных систем земледелия.

2.Получило дальнейшее развитие: структура методики научных исследований по формированию агроландшафтов; экологическая оптимизация структуры земельных угодий.

3.Совершенствование методики проектирования ландшафтных систем земледелия: экологическая .интерпретация элементов организации территории и их проектирование; методические приемы формирования границ угодий и размещение овражно-балочных лесополос; приемы определения экологической устойчивости агроландшафтов.

4.0бзорно-постановочная интерпретация вопросов для их дальнейшего исследования; формы передачи энергии и вещества в агроландшафтных экосистемах; агроландшафт как компенсирующий фактор на малогумусных почвах.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов во ВГАУ (1993 г.).

Основные положения диссертации неоднократно докладывались на научных конференциях профессорско-преподавательского состава Воронежского госагроунйверситета им. К.Д.Глинки, ежегодно.

Результаты исследований внедрены в сельскохозяйственной артели «Дружба» Кантемировского района и других базовых хозяйствах Воронежской области. Издано постановление администрации Воронежской области от

26.09.96 г. «О внедрении природоохранных (эколого-ландшафтных) систем

---------"" А о >ъ '™ч земледелия в области». . ; /

Практическая значимость работы заключается в развитии и совершенствовании методов территориальной организации систем земледелия посредством формирования экологически устойчивых агроландшафтов с обеспечением в них устойчивого земледелия и сохранности плодородия почв.

Материалы диссертации применяются как рекомендации при проектировании агроландшафтных систем земледелия в хозяйствах области и за ее пределами.

Исследования проводились на кафедре землеустройства Воронежского госагроуниверситета им. К.Д.Глинки с использованием материалов кафедры, научной литературы, а так же данных натурнаблюдений.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения четырех глав, выводов и предложений, списка использованной литературы. Содержание работы изложено на 140 листах. В тексте приведено 19 таблиц, 18 рисунков.

Заключение Диссертация по теме "Общее земледелие", Макаренко, Светлана Александровна

ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1.В Воронежской области сохраняется устойчивая тенденция снижения биопотенциала природных ресурсов, в том числе деградации черноземов, а также роста частотности засух и соответствующего ущерба от них сельскому хозяйству.

2.На современном этапе все острее проявляется негативное влияние исторически сложившихся техногенных методов ведения земледелия на биологический потенциал природных ресурсов. В мировой науке и практике сформировалось новое направление, называемое SUSTAINABLE AGRICULTURE. В России пути развития такого направления предопределены более 120 лет назад В. В. Докучаевым. Обобщая материалы зарубежной и отечественной информации и опыта, а также исследования ученых Воронежского агроуниверситета им. К. Д. Глинки, приоритетным фактором новой интенсификации земледелия на современном этапе признаем рационально устроенные агроландшафты, являющиеся основой для экологических систем земледелия.

З.Землеобеспеченность является одним из основных вопросов будущих систем земледелия, связанных с состоянием агроландшафтов. В настоящее время в Воронежской области на 1 жителя приходится 1.2 га пашни. При изменении соотношения угодий в связи с переводом агроландшафтов в экологически устойчивое состояние площадь пашни на 1 человека в будущем будет сокращаться. При достижении устойчивого состояния ландшафтов она будет составлять 0.40 - 0.45 га на человека. Такая тенденция определяется экологическими законами, в т.ч. «законом максимума», «правилом меры преобразования природных систем» и др.

4.Показатель оценки хозяйственной деятельности - «производство продукции на 100 га сельскохозяйственных угодий» является экологически несостоятельным и поэтому должен быть пересмотрен. Дело в том, что он предполагает интенсификацию использования всех угодий, в т.ч. и смытой пашни, и заовраженных пастбищ наряду с хорошими недеградированными угодьями.

Показатели продукции на единицу площади, в том числе и на 100 га, должны рассчитываться на приведенные угодья по земельно-кадастровым баллам, исключая угодья на заовраженных балочных землях.

5.Структура земельных угодий - один из основных вопросов ландшафтной экологии и ландшафтного земледелия. Современные агроландшафты по составу и соотношению угодий в большинстве случаев определяются как неустойчивые и разрушающиеся. Решение задачи состава и соотношения угодий в агроландшафтах заключается в увеличении доли средостабилизирующих угодий (т.е. площади под лесными насаждениями, пастбищами, сенокосами, многолетними травами, водой и др.) с одновременным сокращением доли пашни до оптимального уровня, при котором деградация агроландшафта будет сводиться к минимуму. Чтобы приостановить процессы деградации и обеспечить хотя бы порогоустойчивое состояние агроландшафта в ближайшей перспективе, необходимо долю пашни в структуре угодий снизить с 81 до 50%.

6.В диссертации предлагается в экологическую аксиоматику включить новый принцип - «принцип территориального оптимума», со следующей формулировкой: «в структуре составляющих звеньев биосферы как экосистемы, способствующих обеспечению экологического равновесия, должно быть демографическое регулирование». Необходимость введения в методологию названного принципа обусловливается целым рядом экологических законов, в том числе «законом падения природного ресурсного потенциала», «законом снижения энергетической эффективности природопользования», «законом оптимальности» и др.

7.Современная методология разработки проблемы экологизации земледелия пока еще не вышла из состояния дискуссии. При этом методика научных исследований в области агроландшафтоведения и формирования ландшафтных систем земледелия значительно отличается от традиционных методик в агрономической науке. Дело в том, что ландшафтные исследования не представляется возможным проводить на некрупных (деляночных) участках, а также в сравнительно короткое время. Ландшафтные изменения проявляются в исторически длительные сроки (многие десятки лет). В связи с этим в диссертации впервые представляется особая структура методики исследования ландшафтных систем земледелия.

8.Впервые в диссертационной работе более развернуто представлены понятия агроландшафтных экосистем, в том числе понятие «элементарной ландшафтной экосистемы», понятие агроландшафта как совокупности «элементарных ландшафтных экосистем». Определены методические подходы к выявлению существующих и формированию новых ландшафтных агроэкосистем на микро-, мезо- и макроуровнях. При исследовании ландшафтных экосистем показывается необходимость определения изучаемого компонента как «хозяина» экосистемы, тогда как другие компоненты в этом случае представляют собой «среду». В роли «хозяина» может выступать каждый из компонентов экосистемы, а в связи с этим по-разному выступает и соответствующая среда. Важной определяющей особенностью ландшафтной агроэкосистемы является ее размер. Агроландшафтная экосистема предполагает совокупность природных компонентов, в том числе и земельных угодий, способная к относительной саморегуляции. Если саморегуляция не проявляется, то территория не представляет собой полноценной ландшафтной экосистемы.

9.Узловым вопросом при формировании эколого-ландшафтных систем земледелия является передача энергии и вещества между компонентами ландшафта и элементами системы, который пока слабо изучен. В диссертации обобщены и углублены исследования в этом направлении, определен перечень вопросов, требующих дальнейшего углубленного изучения.

10.В агропочвоведении нередко имеет место абсолютизация гумусовых показателей, сведение к содержанию гумуса в почве чуть ли не всего понятия плодородия (В.И.Кирюшин, 1996). При этом упускалось из виду, что само по себе гумусовое состояние является не только причиной того или иного уровня плодородия почвы, но и следствием большой совокупности природных факторов, определяющих это состояние.

Внесение удобрений в почву, введение севооборотов с многолетними травами, замена вспашки бесплужной обработкой, посадка лесозащитных насаждений, дифференцированное и полосное размещение культур и другие агротехнические приемы способствуют улучшению почвы, поддержанию устойчивости и повышению продуктивности агроландшафта. Мы считаем, что оптимально устроенный агроландшафт в некоторой мере компенсирует в урожайности недостаточно обогащенные гумусом почвы.

11 .При экологическом обосновании размера поля и агрофации (рабочего участка) в агроландшафтах должен соблюдаться «закон минимума», который предусматривает выполнение условий регламентации предельно допустимой величины участка. В связи с этим для условий степной зоны ЦЧЗ на землях крутизной до 3° экологически целесообразно формировать участки площадью около 30 га, а с уклоном более 3° - они могут быть и мельче. На равнине оптимизация структуры агроландшафта возможна при размерах агрофаций 50-60 га. На склоновых землях экологически однородные участки располагаются вдоль горизонталей (поперек склона) и имеют вид вытянутых контурных ландшафтных полос.

12. В диссертации предлагаются методические приемы определения экологической устойчивости агроландшафтов. Приводится рабочая форма экологической территориальной инфраструктуры агроландшафта с целью определения «меры преобразования природных систем» через соотношение средоста-билизирующих и дестабилизирующих угодий с учетом их экологической ценности.

13.В работе впервые представлены методологические положения, определяющие содержание экологической экспертизы эколого-ландшафтных систем земледелия, цель которой - обеспечение научнообоснованного определения соответствия проектных решений современным экологическим требованиям перед их утверждением в компетентных государственных органах.

Н.Приведена оценка экологической и экономической эффективности агроландшафтной системы земледелия на примере сельхозартели «Дружба»

132

Кантемировского района. При сравнении почвенного покрова 1981 и 1999годов обследования выявлено, что почвенный покров за прошедшие 20 лет не ухудшался. Наоборот, наметилась тенденция к стабилизации гумусового горизонта, остановлены процессы эрозии, на пастбищных землях отмечено восстановление мощного растительного войлока, улучшилась экологическая обстановка в целом. Занимая 26-е место в районе по почвенному баллу, сельхозартель «Дружба» по урожайности в числе первых.

Рекомендации производству Разработки автора диссертации, представленные выше в качестве новизны и предложений, вошли в изданное в 1999 году методическое руководство «Проектирование и внедрение эколого-ландшафтных систем земледелия в сельскохозяйственных предприятиях Воронежской области». Методическое руководство передано для использования в проектные организации и хозяйства области. Теоретические положения о формировании агроландшафтных экосистем предлагается использовать при дальнейшем совершенствовании методик проектирования и в учебном процессе вузов.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Макаренко, Светлана Александровна, Воронеж

1. Арманд Д.Л .Нам и внукам. -М.: Мысль, 1966.-254 с.

2. Арманд Д.Л. Учение о ландшафте. -М.: Мысль, 1975.- 224с.

3. Айдак А.П. И взойдут семена. -Чебоксары: Чувашское кн. изд-во, 1993-54с.

4. Белолипский В.А. Регулирование стока главное направление оптимизации агроландшафтов // Мелиорация и вод. хоз-во. - 1990.- №9.-С.37-40.

5. БелолипскийВ.А. ,Ворощук В.П. Концептуальные основы экологически безопасного земледелия //Аграрная наука .- 1995.-№5. С.36-38.

6. Белолипский В.А. Прикладные подходы к ландшафтному земледелию в степи Украины // Аграрная наука.-1998.-№1.- С.9-11.

7. Бураков В.И. Система земледелия и агроландшафт //Земледелие.-1990.-№4.-С.40-44.

8. Варламов A.A. Внутрихозяйственная организация использования земель на ландшафтной основе М., 1990.-46с.

9. Варламов A.A. Организация территории сельскохозяйственных землевладений и землепользований на эколого-ландшафтной основе: Учебное пособие.-М.,1993.- 114 с.

10. Ю.Вербицкий И. Системы полезащитных лесных полос в сухой степи //АПК: экономика, управление.-1992.-№7.-С.68-71.

11. П.Вернадский В.И. Биосфера.-М.: Наука, 1946.

12. Волков С.Н. Землеустройство в условиях земельной реформы. -М.: Былина, 1998.-526с.

13. Волков С.Н, Экономика землеустройства. М.: Колос, 1996.-239с.

14. Володин В.М. Земледелие на ландшафтной основе // Вестник Рос. акад. с.-х. наук.- 1997.- №4.-С. 11-13.

15. Володин В.М., Здоровцов И.П. Конструирование устойчивых агроэкосистем // Земледелие. 1999.-№1.- С. 18-20.

16. Горбунова Л.И. Проблемы агроэкологического изучения ландшафта //Геоэкологические аспекты хозяйствования, здоровья и отдыха. Пермь,1993.- С. 244-246.

17. Докучаев B.B. О задачах и целях, преследуемых особой экспедицией // Лесной журнал. 1934. -Вып.2.- С.37.

18. Докучаев В.В. Наши степи прежде и теперь. -М: Сельхозгиз, 1936.-116с.

19. Дмитренко В.Л. Эколого-экономическая оценка почвозащитной системы земледелия с контурно-мелиоративной организацией территории (Луганской области) //Экономика Украины.-1991.-№12.-С.50-54.

20. Дмитренко В.Л., Махортов Ю.А. Оптимизация структуры агроландшафта // Земледелие.-1998.-№3. С. 18-19.

21. Довбан К.И. Проблемы экологии в интенсивном земледелии и пути их решения Минск, 1990.- 83 с.

22. Егоренков Л.И. Основы экологии и охраны окружающей среды. -М.: ГУЗ,1994.-225с.

23. Жученко A.A. Адаптивное растениеводство. -Кишинев: Штиинца, 1990.-432с.

24. Жученко A.A. Стратегия адаптивной интенсификации сельского хозяйства (концепция).- Пущино: ОНТИПНЦРАН, 1994.-148с.

25. ЗО.Сохранить плодородие черноземов/ Зезюков Н.И., Придворев Н.И., Трунова

26. B.А., Баранов A.M.// Земледелие. 1996. - №5. - С. 6-7.

27. Зезюков Н.И. Повышение устойчивости земледелия ЦЧЗ: Учеб. пособие.-Воронеж : ВСХИ,1990.-88с.

28. Ивонин В.М. Роль лесных насаждений в противоэрозионных системах //Лесное хозяйство.-1992.-№10.-С.35-39.

29. Извеков A.C. Ландшафтное земледелие России //Аграрная наука.-1993.-№6.1. C.40-44.

30. Интенсивное использование земель в Центрально-Черноземной зоне / В.Я.Заплетин, В.Н.Покидышев, Н.П. Покидько и др. -М.: Россельхозиздат,1Q7Q1. А / ✓ . А / V,

31. Исаченко А.Г. Ландшафтоведение и физико-географическое районирование. М.: Высш. шк., 1991.-366 с.

32. Исаченко А.Г. Оптимизация природной среды.-М., 1980.-264с.

33. Каверин A.B. Экологические аспекты использования агроресурсного потенциала. Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 1996.- 220 с.

34. Калиниченко Н.П. Принципы формирования противоэрозионных лесомелиоративных систем по водосборам для создания оптимизированных агро-лесоландшафтов // Научное наследие В.В. Докучаева и современное земледелие. М., 1992.

35. Кант Г. Биологическое растениеводство возможности биологических агро-систем. М.: Агропромиздат, 1988.-207с.

36. Каштанов А.Н. Научные основы почвоохранного земледелия на склонах. Почвозащитное земледелие на склонах. М.: Колос, 1983.

37. Каштанов А.Н. Основы устойчивого ведения земледелия в степных и сухо-степных районах страны // Вестник с.-х. науки.-1987.-№10.-С.42-46.

38. Каштанов А.Н. Новый этап в земледелии // Земледелие.-1987.-№11.-С.30-33.

39. КаштановА.Н., Лисецкий Ф.Н., Швебс Г.И. Основы ландшафтно-экологического земледелия. М.: Колос, 1994,-127с.

40. Кирейчева Л.В. Формирование экологически устойчивых мелиорированных агроландшафтов. //Аграрная наука.-1998.- №2.

41. Кирюшин В.И. Концепция адаптивно-ландшафтного земледелия. М.; Пу-щино, 1993.-64с.

42. Кирюшин В.И. Экологические основы земледелия. -М.: Колос, 1996.-367с.

43. Кирюшин В.И. Основные принципы разработки адаптивно-ландшафтных систем земледелия // Земледелие.-1996.-№3.-С.42-44.

44. Клементова Е., Гейниге В. Оценка экологической устойчивости сельскохозяйственного ландшафта // Мелиорация и вод. xo3-bo.-1995.-№5.-C.33-34.

45. Ковда В.А. Почвенный покров, его улучшение, использование и охрана. -М.: Наука,1981.-181с. '

46. Эколого-экономические проблемы региона /Козлов А.Т., Васильев A.A., Зайцев А.Ф., Гашо Е.Г. Воронеж: Квадрат, 1996.-168с.

47. Коломейченко В.В. Как нам накормить каждого человека. Орел, 1995.-62с.

48. Концепция формирования высокопродуктивных экологически устойчивых агроландшафтов и совершенствования систем земледелия на ландшафтной основе. Курск,1992.-139с.

49. Концепция ландшафтной контурно-мелиоративной системы земледелия // Земледелие.-1992.-№4.-С.2-4.

50. Колос на ладони. Воронеж: Центр.-Чернозем. кн.изд-во,1985.-239с.

51. Кормилицын В.Ф. Экологический ориентир устойчивости агроэкосистемы // Земледелие.-1998.-№2.-С. 11-12.

52. Котлярова О.Г. Надо переходить на ландшафтное земледелие // Земледелие.-1990.-№6.-С.35-38.

53. Кузнецов H.A. Сельское расселение ЦЧЭР. Ростов н/Д, 1994. - 155 с.

54. Лопырев М.И., Оробинский С.А. Агроландшафт и формирование ландшафтных систем земледелия // Докл. Рос. акад. с.-х. наук. 1993.-№4.-С.25-33.

55. Лопырев М.И. Основы агроландшафтоведения: Учеб. пособие. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1995.-184с.

56. Лопырев М.И. Агроландшафты и земледелие // Земледелие. 1986.-№2.-С.15-18.

57. Лыков A.M., Боинчан Б.П., Вьюгин С.М. Органическое вещество и плодородие почвы в интенсивном земледелии -М.: ВНИИТЭСХ, 1984.- 59с.

58. Лыков A.M., Нечаев В.Н. Методические основы разработки ландшафтных систем земледелия // Мелиорация и вод. хоз-во.-1994.-№3.-С.20-22.

59. Мауль Я.Я. Ландшафтоведение: Учеб. пособие. Целиноград: Изд-во ЦСХИ, 1986.-56с.

60. Методика разработки систем земледелия на ландшафтной основе. Курск: Изд-во КГСХА.-1996.-132с.

61. Мильков Ф.Н Человек и ландшафты. Очерки антропогенного ландшафтове-дения. М.: Мысль, 1973.-224с.

62. Мильков Ф.Н. Ландшафтная география и вопросы практики.-М.,1996.-256с.

63. Миркин Б.М., Злобин Ю.А. Растительные сообщества наших полей. М.: Знание, 1990.-62с.

64. Мухина О. Подход к оценке потенциальной устойчивости ландшафтов // Экология : проблемы и пути решения. Пермь, 1995.- С.37-38.

65. Нестеров П.М., Нестеров А.П. Экономика природопользования и рынок: Учебник для вузов. М.: Закон и право: ЮНИТИ, 1997.-413с.

66. Оуэн О.С. Охрана природных ресурсов / Пер. с англ. Т.И. Беляшиной; Под ред. и с предисл. А.Г.Банникова. М., Колос, 1997.-416с.

67. Постолов В.Д. Эффективность использования и охрана земельных ресурсов в условиях осуществления земельной реформы. Воронеж: ВГАУ, 1997.-152с.

68. Проблемы ландшафтного земледелия: Докл. науч.-практ. конф./ Под ред.

69. A.Н.Каштанова. Курск: ВНИИЗ и ЗПЭ, 1997.-267с.

70. Проектирование и внедрение эколого-ландшафтных систем земледелия в сельскохозяйственных предприятиях Воронежской области / Под общ. ред.М.И.Лопырева. Воронеж, Истоки, 1999. - 186 с.

71. Зональные системы земледелия (на ландшафтной основе) / Под ред. Пупо-нина А.И. М.: Колос,1995.-288 с.

72. Рамад Ф. Основы прикладной экологии. Л.,1981.

73. Растениеводство Центрально-Черноземного региона/ Федотов В.А., Коло-мейченко В.В., Коренев Г.В. и др.; Под ред. В.А.Федотова,

74. B.В.Коломейченко. Воронеж: Центр духовного возрождения Черноземного края, 1998.-464 с.

75. Реймерс Н.Ф. Природопользование. Словарь- справочник. М.: Мысль, 1990.-636с.

76. Реймерс Н.Ф. Популярный биологический словарь. М., 1991. - 544 с.

77. Реймерс Н.Ф. Экология: Теория, законы, правила, принципы и гипотезы. -М.: Россия молодая, 1994.- 367 с.

78. Рыбарски И., Гайссе Э. Влияние состава угодий на экологическую стабильность территории.// Землеустроительные работы в специфических условиях.- Татранска Ломница, 1988.-С. 19-26.

79. Сачок Г.И., Коляда В.В., Колковский В.М. Имитационное моделирование агроэкосистем Беларуси Минск, 1994. - 38 с.

80. Сидоров М.И., Шевченко В.Е. Освоение систем земледелия в ЦЧЗ в условиях интенсификации сельскохозяйственного производства. Воронеж, 1988. -48 с.

81. Система земледелия Таловского опытно-производственного хозяйства на 1985-1990 гг./В.Е.Шевченко, А.П.Дорохов, А.Ф.Витер и др. Каменная степь, 1984.-65 с.

82. Щербаков А.П. Свиридов В.И., Сухоновский Ю.П. Моделирование и системный анализ в почвозащитном земледелии // Вестник с.-х. науки.- 1992.-№5-6,- С.141-143.

83. Щербаков А.П., Швебс Г.И. Ландшафтный подход в земледелии // Земледелие. -1992. №6.- С. 14-16.

84. Экология и использование земель.- М.: Знание, 1991.- 64 с.

85. Яблоков A.B. Химизация сельского хозяйства: негативные последствия для живой природы // Сельскохозяйственная практика: противоречия перестройки .- М.: Агропромиздат, 1989.

86. Яблоков A.B. Экологическая ситуация в СССР: факты, анализ, прогноз // Через тернии. -М.: Прогресс, 1990.