ЭКОЛОГО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СТЕПЕЙ ЦЕНТРАЛЬНОГО ЧЕРНОЗЕМЬЯ: СТРУКТУРА И АНТРОПОГЕННАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ АГРОЛАНДШАФТОВ
ECOLOGICAL AND GEOGRAPHICAL RESEARCH STEPPES OF CENTRAL BLACK EARTH: AGROLANDSCAPES STRUCTURE AND ANTHROPOGENIC TRANSFORMATION
Л.С. Трофимова, И.А. Трофимов, Е.П. Яковлева
L.S. Trofimova, I.A. Trofimov, E.P. Yakovleva
Всероссийский НИИ кормов имени В.Р. Вильямса
(Россия, 141055, Московская обл., г. Лобня)
All-Russian Williams Fodder Research Institute
(Russia, 141055, Moscow region, Lobnya)
e-mail: viktrofi@mail.ru
Продуктивность и устойчивость сельскохозяйственных земель, рациональное природопользование и охрана окружающей среды в сельском хозяйстве являются производными всей системы агроландшафта, то есть его инфраструктуры, оптимальной структуры посевных площадей, севооборотов, достаточной доли в них многолетних трав, функционирования агроэкосистем, развития негативных процессов. Разработаны схематическая модель агрогеоэкосистемы и принципы управления агроландшафтами. Научное обеспечение управления агроландшафтами показано на примере агроландшафтно-экологического анализа территории Центрального Черноземья.
Productivity and sustainability of agricultural land, environmental management and environmental protection in agriculture are derived agro landscape entire system, i.e. its infrastructure, optimal structure of sown areas, crop rotation, a fair share in them perennial grasses, the functioning of agroecosystems, development of negative processes. Schematic agrogeoecosystems model and principles of agrolandscapes management were developed. Scientific maintenance of agrolandscapes management shown in the example agrolandscape-environmental analysis the Central Chernozem natural economic area.
Рациональное природопользование и охрана окружающей среды в степи, продуктивность и устойчивость сельскохозяйственных земель, являются производными всей системы агроландшафта, то есть его инфраструктуры, оптимальной структуры посевных площадей, севооборотов, достаточной доли в них многолетних трав, функционирования агроэкосистем, развития негативных процессов. В настоящее время состояние степных агроландшафтов России неудовлетворительное, а в ряде регионов – критическое. Деградация агроландшафтов и почв, которую называют «тихим кризисом планеты», представляет очень серьезную угрозу для всего живого на Земле [2-4, 9, 10].
Современная система управления агроландшафтами опирается на концепцию сохранения и воспроизводства используемых в сельскохозяйственном производстве земельных и других природных ресурсов (ВИК), и концепции экологического каркаса агроландшафтов и эколого-хозяйственного баланса (МГУ, ИГ РАН). В Институте кормов разработано агроландшафтно-экологическое районирование Центрально-Черноземного природно-экономического района (ЦЧР), выполненное с целью научного обеспечения управления агроландшафтами, адаптивной интенсификации сельского хозяйства, рационального природопользования, оптимизации агроландшафтов и охраны окружающей среды с использованием данных ландшафтно-экологического, почвенно-экологического районирований, ландшафтных, экологических, эколого-географических, почвенных и геоботанических карт [5, 7, 8, 11, 12].
ЦЧР охватывает 5 субъектов Российской Федерации: Белгородскую, Воронежскую, Курскую, Липецкую и Тамбовскую области. По данным Государственного земельного учета на 01.01.2013 г., общая площадь земель в границах ЦЧР составляет 16785,6 тыс. га [1]. Сельскохозяйственная освоенность земель в ЦЧР высокая. Сельскохозяйственные угодья (13332,9 тыс. га) занимают около 80% от общей площади ЦЧР.
Пашня в ЦЧР занимает 10326,2 тыс. га, или 62%. Распаханность земель наиболее высока (65%) в Курской и Липецкой областях. Высокая распаханность земель (58–62%) – в Белгородской, Воронежской и Тамбовской областях. Природные кормовые угодья ЦЧР занимают 2775,7 тыс. га, или 16%, из них 564,5 тыс. га (3%) сенокосов и 2211,2 тыс. га (13%) пастбищ. Под лесами в ЦЧР занята незначительная площадь –1513,5 тыс. га, или 9%, под древесно-кустарниковой растительностью – 492,8 тыс. га, или 3%, под водными объектами – 197,0 тыс. га, или 1%. Болота занимают 155,6 тыс. га, или 1%. Земли застройки, под дорогами, нарушенные и прочие земли занимают 1093,8 тыс. га, или около 7%.
Значительное развитие негативных процессов на сельскохозяйственных угодьях ЦЧР ухудшает их качество в результате нарушенности земель водной и ветровой эрозией, переувлажненности и заболоченности угодий, наличия угодий с кислыми почвами, неудовлетворительного культуртехнического состояния пастбищ и сенокосов. Из общей площади сельскохозяйственных угодий ЦЧР (13332,9 тыс. га, 100%) около 39% являются эрозионноопасными и 18% дефляционноопасными, всего 57%, из них 21% уже эродированы и дефлированы; 3% переувлажнены, 4% заболочены, 53% кислые.
Наиболее значительная доля эрозионноопасных земель (51–58%) отмечена на территории Курской и Липецкой областей с высокой степенью распаханности, расположенных, главным образом, в условиях пересечённого рельефа на суглинистых почвах в широколиственнолесной и лесостепной зонах. Наименьшая эрозионная опасность (15%) характерна для территории Тамбовской области с более равнинным рельефом. Наиболее значительная доля дефляционноопасных земель (32-33%) отмечена на территории Белгородской и Воронежской областей. Больше всего эродированных и дефлированных сельскохозяйственных угодий (25-29%) находится на территории Белгородской и Воронежской областей.
Из всех видов сельскохозяйственных угодий в ЦЧР наибольшую эрозионную опасность представляет пашня. На пашне полностью уничтожен защищающий почву от водной и ветровой эрозии естественный растительный покров, разрыхлена почва, изменены ее структура, водно-физические свойства. Из общей площади пашни ЦЧР (10326,2 тыс. га), несмотря на то, что под нее везде отведены лучшие земли, 38% являются эрозионноопасными и 20% дефляционноопасными. Из них 19% площади пашни уже эродировано, дефлировано, подвержено совместному воздействию водной и ветровой эрозии. Наиболее эрозионноопасной (50-60%) является пашня в Курской и Липецкой областях. Наибольшая дефляционная опасность (38%) характерна для пашни Белгородской и Воронежской областей. Больше всего эродированной и дефлированной пашни (24-26%) в Белгородской и Воронежской областях.
Природные пастбища более устойчивы к воздействию процессов эрозии, чем пашня. На пастбищах естественный почвенно-растительный покров, защищающий ландшафты от водной и ветровой эрозии, сохраняется в значительно большей степени, чем на пашне. Эрозионная опасность на пастбищах ЦЧР, из-за неудовлетворительного состояния и вытеснения их распашкой на склоны с суглинистыми почвами, примерно на 40% выше, чем на пашне. Дефляционная опасность на пастбищах ЦЧР примерно на 25% меньше, чем на пашне.
Из общей площади пастбищ ЦЧР (2211,2 тыс. га) 54% являются эрозионноопасными и 15% дефляционноопасными. Из них 39% площади пастбищ уже эродированы, дефлированы, подвержены совместному воздействию водной и ветровой эрозии. Наибольшая эрозионная опасность (76%) характерна для пастбищ Липецкой области. Высокая эрозионная опасность (49-59%) характерна для пастбищ Курской и Воронежской областей. Значительная эрозионная опасность (39%) отмечена на пастбищах Тамбовской области. Наибольшая дефляционная опасность (28%) характерна для природных пастбищ Белгородской области. Существенная дефляционная опасность (19%) характерна для пастбищ Воронежской области. Наиболее эродированы (41%) пастбища Воронежской области. Значительно эродированы пастбища (26-29%) в Курской, Липецкой и Тамбовской областях. Наиболее дефлированы природные пастбища в Белгородской (25%) и Воронежской (7%) областях.
Уклоны рельефа в значительной степени определяют особенности экосистем и хозяйственной деятельности. Наличие уклонов рельефа, в сочетании с тяжелым гранулометрическим составом почв и выпадением осадков, представляет существенную эрозионную опасность и в значительной степени способствует развитию водной эрозии. Равнинные угодья с небольшими уклонами до 1? и со слабовыраженными склонами до 2? преобладают на территории всех субъектов федерации ЦЧР. Около 28% площади сельскохозяйственных угодий ЦЧР расположены на эрозионноопасных склонах и распределены по уклонам рельефа следующим образом. На пологих слабо эрозионноопасных склонах (2-5?) находится 21% площади сельскохозяйственных угодий; на слабо покатых эрозионноопасных склонах (5-7?) – 4% угодий; на покатых сильно эрозионноопасных склонах (7-10?) – 2% угодий; на крутых особо эрозионноопасных склонах (более 10?) – 1% площади угодий.
Распределение пахотных земель ЦЧР по уклонам поверхности показывает, что распахиваются в основном (76%) равнинные участки агроландшафтов. Однако 24% пашни расположено на эрозионноопасных склонах. Практически повсеместно во всех областях ЦЧР распахиваются и более крутые эрозионноопасные склоны. На пологих слабо эрозионноопасных склонах (2-5?) расположено более половины площади пашни (51%) Белгородской области, значительная часть пашни (28%) Курской области. Значительную долю (16-19%) занимают такие пахотные угодья в Воронежской и Липецкой областях, меньше их в Тамбовской области (6%). На слабо покатых эрозионноопасных склонах (5–7°), представляющих повышенную эрозионную опасность, расположено 4% площади пашни Белгородской области, 3% пашни Воронежской области, 2% пашни Курской области, 1% пашни Липецкой области.
Целесообразно не распахивать эрозионноопасные склоны, а использовать их как природные кормовые угодья, протективные степные травяные экосистемы агроландшафта.
На лучших почвах мира (черноземах ЦЧР) за последние 20 лет (1990–2011) по данным Росстата (2012), резко увеличились площади, занятые подсолнечником. Например, в Тамбовской области они увеличились в 4–5 раз, или до 23%. Это в 2,5-3 раза превышает фитосанитарную норму биологического земледелия и приводит к резкому ухудшению фитосанитарной обстановки в области. Доля многолетних бобовых и злаковых трав сократилась в 8 раз, с 17,7 до 2,3%. Это в 10-12 раз ниже нормы биологического земледелия, и в таких условиях темпы снижения содержания гумуса и разрушения комковатой и зернистой структуры черноземов на пахотных землях многократно возрастают. Значительную долю (18% от площади пашни) занимают чистые пары.
Полевые культуры весьма существенно различаются по их влиянию на процессы минерализации гумуса и почвообразования. Наибольшие среднегодовые потери гумуса наблюдаются под чистым паром и пропашными (1,5-2,5 т/га), средние — под зерновыми и однолетними травами (0,4-1 т/га). Под основными почвообразователями – многолетними травами сокращения запасов гумуса не происходит или отмечается его увеличение на 0,3-0,6 т/га [6].
В результате такой структуры посевных площадей общая потеря гумуса почв в 100-200 раз превышает его накопление. В результате угнетения почвообразования на значительных площадях неизбежно снижается плодородие почв и продуктивность агроэкосистем, ухудшается фитосанитарная обстановка. Соответственно возрастают затраты на производство сельскохозяйственной продукции.
Можно снизить потери гумуса используя для его воспроизводства растительные остатки сельскохозяйственных культур, солому, органические удобрения и сидеральные культуры. Все это необходимо, но недостаточно.
Установлено, что важнейшим фактором в управлении сельскохозяйственными землями и агроландшафтами, влияющим на плодородие пахотных земель, являются видовой состав культур, их соотношение в структуре посевных площадей и уровень продуктивности. В основных черноземных районах России для сохранения плодородия почв, прежде всего, необходимо совершенствовать видовой состав культур и структуру использования пашни, в первую очередь за счет сокращения площадей чистых паров и пропашных культур, увеличения доли многолетних трав.
В научно обоснованных системах земледелия многолетние травы, являются основным источником углерода и азота для пополнения запасов гумуса, а также основным фактором защиты почв от эрозии. Основным источником пополнения запасов природного азота в почвах являются культуры семейства бобовых (многолетние и однолетние травы, зернобобовые). В рациональной структуре посевных площадей должно быть максимальное количество многолетних трав и бобовых культур (не менее 20-25%) и минимальное – чистых паров и пропашных культур. Площади последних должны определяться наличием ресурсов для воспроизводства гумуса и вынесенных из почвы питательных веществ. В то же время необходимо увеличение доли средостабилизирующих компонентов агроландшафтов в ЦЧР (пастбищ, сенокосов, лесов) на 15-20% по сравнению с современным состоянием.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ: