УДК 504.062:502.35

DOI: 10.24412/cl-37200-2024-96-104

МОДЕЛИ УСТОЙЧИВОГО ЗЕМЛЕПОЛЬЗОВАНИЯ СТЕПНЫХ ЛАНДШАФТОВ

MODELLING SUSTAINABLE LAND MANAGEMENT OF STEPPE LANDSCAPES

Андреева О.В., Куст Г.С., Лобковский В.А., Непесов М.Д., Суслова С.Б.

Andreeva O.V., Kust G.S., Lobkovskiy V.A., Nepesov M.D., Suslova S.B.

Институт географии Российской Академии наук, Москва, Россия Institute of Geography of the Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia

E-mail: andreevala@yandex.ru

Аннотация. На типовых примерах землепользования в степных ландшафтах (растениеводство, пастбища, охраняемые природные территории) рассмотрены возможные аспекты применения развиваемой авторами методологии семантического моделирования устойчивого землепользования (УЗП). В работе приводятся принципиальные схемы (в форме лепестковых диаграмм) для анализа

«целостности» подходов УЗП в отношении конкретных моделей, рекомендуемые как для визуализации моделей, так и их корректировки для достижения наилучшего целевого результата. Последнее достигается путем добавления в модель практик, расширяющих ее объем и содержание и направленных на улучшение таких параметров модели как природный и антропогенный риск деградации, природный и актуальный потенциал земель, способность их к восстановлению, снижение интенсивности негативных процессов и явлений и их воздействий. Приведенные примеры наглядно демонстрируют причины возможного несоответствия традиционных практик землепользования состоянию устойчивости, определяемой через понятие нейтрального баланса деградации земель. На новых примерах подтверждено ранее высказанное положение, что применение термина УЗП в отношении конкретных практик или технологий (или термина «практика УЗП») не имеет смысла, а корректное использование термина УЗП касается только моделей землепользования.

Ключевые слова: устойчивое землепользование, УЗП, нейтральный баланс деградации земель, НБДЗ, практики землепользования, деградация земель.

Abstract. Using typical examples of land management in steppe landscapes (crop production, pasture management, protected areas), possible options of the application of the authors’ methodology for semantic modeling of sustainable land management (SLM) are considered. The paper provides basic schemes (in the form of radar diagrams) for analyzing the "integrity" of SLM approaches in relation to specific models, recommended both for visualizing models and for their adjustment to achieve the best target result. The latter can be achieved by adding practices to the model that expand its scope and content and are aimed at enhancing such model parameters as reducing natural and anthropogenic risk of degradation, improving natural and actual potential of lands, their ability to recover, reducing the intensity of negative processes and phenomena and their impacts. The examples provided clearly demonstrate the reasons for the possible inconsistency of traditional land use practices with the state of sustainability, defined through the concept of a land degradation neutrality. New examples confirm the previously stated thesis that the use of the term SLM in relation to specific practices or technologies (or the term "SLM practice") does not make sense, and the correct use refers only to SLM models as an integral set of different practices.

Key words: sustainable land management, SLM, land degradation neutrality, LDN, NBDZ, land use practices, land degradation.

Введение. Становление концепции устойчивого землепользования (УЗП)¹ относится к концу 80-х – началу 90-х годов прошлого столетия. В Рамочном документе по оценке устойчивого землепользования Саммита ООН по Окружающей среде и Развитию в Рио в 1992 г. были сформулированы 5 базовых положений, определяющих, что УЗП является сочетанием технологий, стратегии и действий, направленных на интеграцию социально-экономических принципов с экологическими проблемами, для того, чтобы одновременно: (1) поддерживать или улучшать производство/услуги, (2) снижать уровень производственных рисков, (3) защищать потенциал природных ресурсов и предотвращать ухудшение качества почвы и воды, (4) быть экономически жизнеспособными и (5) социально приемлемыми .

Активное развитие концепции УЗП в последнее время неразрывно связано с применением подходов нейтрального баланса деградации земель (НБДЗ) в контексте Цели 15  Повестки 2030 устойчивого развития ООН, принятой в 2015 г. [2]. Принято считать, что технологии и практики УЗП позволяют предотвратить, снизить риск развития, смягчить неблагоприятные последствия нерационального использования и обратить вспять деградацию земель [3]. Несмотря на огромное число работ (около 2 млн по данным Google Scholar за период 2010-2023²), при всем разнообразии подходов и проработки тематики УЗП, до сих пор дискуссионным остается понимание «устойчивости» землепользования и его интерпретация. Переводы самого понятия на русский язык известны как устойчивое землепользование, рациональное использование земель, устойчивое управление земельными ресурсами. При этом УЗП трактуется разными авторами через такие подходы как: интегрированное управление плодородием почвы, ресурсосберегающее сельское хозяйство и улучшенное управление пастбищами, улучшенное управление водными и лесными ресурсами, сохранение природных ресурсов для производства продовольствия, повышение содержания почвенного органического углерода, восстановление экосистем в целом, окупаемость инвестиций в УЗП. Наиболее согласованным и емким в настоящее время является определение УЗП, сформулированное [4] как «устойчивое использование ресурсов земель, включающих почвы, воду, растительный и животный мир для производства товаров и услуг, отвечающих меняющимся потребностям людей, при условии обеспечения долгосрочного продуктивного потенциала этих ресурсов и сохранения их экологических функций».

Объекты и методы. Объектами исследования послужили так называемые «успешные» (лучшие, хорошие) практики и технологии УЗП, научно-справочные материалы и базы данных, описанные в различных источниках, преимущественно в международных платформах обмена знаниями. WOCAT, FAOSTAT, TERRASTAT, AQUASTAT, FORIS, LRIS, GLCN, LADA, APAN,

SPUSH, CACILM, и др. В России пока нет аналогичных сетевых ресурсов, однако, в учебных и специальных научных изданиях накоплен большой опыт по разработке, внедрению и распространению практик, направленных на борьбу с водной и ветровой эрозией почв, переувлажнением, засолением, осолонцеванием и уплотнением почв, загрязнением почв и вод. В [7] проведен анализ собранных описаний практик УЗП в России, показывающий их доминирование именно в степных (включая лесостепные, сухостепные и полупустынные) регионах. Важно отметить, что большинство зарегистрированных «успешных» практик приходится как раз на южные степные территории страны с наибольшими проявлениями деградации земель (рисунок 2).

Рисунок 2. А. Распределение описаний практик УЗП по России, по [7]. Б. Индекс НБДЗ для регионов и федеральных округов России, по [11].

Методической основой для анализа успешных практик и моделей землепользования в рамках данной работы послужили подходы к типологии объектов землепользования, опубликованные нами ранее [8, 9]. Под «объектом землепользования» в целях описания успешных практик понимается целостный ландшафтно-хозяйственный объект с определенными границами на местности, в пределах которого оценивается эффективность применяемых практик и достижение НБДЗ. «Моделью землепользования» предложено называть центральный образ совокупности практик и технологий, которые характеризуются сходным набором технологических приемов, природными и социально-экономическими условиями и потенциалом, рисками деградации земель (включая антропогенные воздействия), возможностью и способами достижения НБДЗ. Распознавать устойчивость землепользования предложено с учетом таких признаков как природное или антропогенное негативное воздействие, риск деградации, природный/исходный потенциал, способность к самовосстановлению, искусственное поддержание баланса/восстановления, технологии адаптации, технологии для расширения потенциала, достаточность ресурсов и социально-экономических условий.

Примеры первых полученных результатов были продемонстрированы в виде лепестковых диаграмм общего характера [6], и в дальнейшем продемонстрированы возможности детализации разработанных подходов для горных пастбищ [10]. В данной работе мы представляем результаты применения аналогичных подходов для типовых моделей степного землепользования.

Результаты и обсуждение. На рисунках 3-8 представлены примеры, сравнивающие в пределах одного вида землепользования разные модели использования пашни, пастбищ и охраняемых природных территорий: интенсивное растениеводство в южной холмистой лесостепи Заволжья, пастбищные хозяйства в Приэльтонье, заповедник «Черные Земли» и прилегающие территории в Калмыкии. Для построения диаграмм использованы те же параметры, что и в [6, 9]: «Природный потенциал» (отражающий «Ресурсный потенциал»,

«Адаптационный потенциал» и «Способность к самовосстановлению»), «Расширенный антропогенный потенциал» (отражающий «Антропогенные улучшения природного потенциала» и «Достаточность социально-экономических условий»); «Актуальные неблагоприятные воздействия», включающую «Природные процессы и явления» и «Процессы и явления, вызванные человеческой деятельностью»; «Потенциальные неблагоприятные воздействия», включающую «Природные риски» и «Антропогенные риски». Степень влияния каждого параметра на модель оценивается с помощью экспертной таблицы 1. Модели визуализированы с помощью лепестковых диаграмм, для упрощения визуализации эти параметры генерализованы по принципу, описанному в [11].

Таблица 1 Шкала для качественной экспертной оценки параметров модели

Для сравнения диаграмм они построены в единой системе координат и ограниченного набора основных «успешных практик», хотя очевидно, что полнота каждой модели  обеспечивается полным набором существующих и рекомендуемых практик. Каждая практика (некоторые близкие по целям практики землепользования объединены в целях визуализации) отражает степень устойчивости модели через контролируемые ею параметры и цели. При таком способе представления степень устойчивости модели в целом характеризуется площадью фигуры, описываемой внешними границами совокупности всех многоугольников.

Модель интенсивного растениеводства на богарных черноземах холмистых равнин (Самарская область, Похвистневский район).

Данная модель показана в двух относительно контрастных вариантах. Первый (рисунок 3) отражает традиционную пропашную систему земледелия, второй (рисунок 4) – вариант с переходом на технологию прямого посева no-till. На диаграммах видно, что второй вариант при использовании совокупности технологических решений оказывается более устойчивым, несмотря на относительно умеренный природный потенциал почв и ландшафтов (черноземы выщелоченные и оподзоленные малой и средней мощности, агроистощенные и эродированные). Это достигается за счет того, что внедрение технологии no-till практически полностью снижает воздействие неблагоприятных природных и антропогенных процессов и рисков, связанных в первую очередь с эрозией и агроистощением почв, способствует накоплению углерода, сохранению почвенной структуры, снижению уплотнения, сохранению влаги. В совокупности это приводит к повышению способности к самовосстановлению и искусственному поддержанию продуктивности агрокультур при меньших затратах. Вместе с тем, no-till проявляет себя как более рискованная технология в отношении загрязнения почв пестицидами из-за отсутствия механической прополки от сорняков и повышения уязвимости к вредителям.

Рисунок 3. Модель интенсивного растениеводства на богарных черноземах холмистых равнин (вариант пропашной системы земледелия).

Важно отметить, что повышение устойчивости «базовой» модели не обязательно требует технологии no-till. Снижение рисков и актуальных проявлений деградационных процессов может достигаться за счет применения дополнительных специальных методов предупреждения и борьбы с почвенной эрозией (почвозащитные приемы, контурно-мелиоративные технологии), профилактики уплотнения пахотных и подпахотных горизонтов (более активное использование бобовых и пропашных в севообороте), сохранения и накопления влаги и гумуса (улучшение почвенной структуры, внесение органических удобрений, кулисные посевы, лесополосы), поддержания оптимального состава элементов минерального питания растений (точечное и контурное внесение, использование комплексных удобрений и др.).

Модель управления пастбищами в сухостепном Заволжье (Палласовский район Волгоградской области).

Контрастные варианты данной модели представлены на рисунках 5 и 6. Сравниваются варианты экстенсивного и относительно интенсивного использования пастбищ. Основные отличия этих вариантов состоят в том, что в первом случае практически игнорируются пастбищеобороты, в недостаточном количестве присутствуют инфраструктурные сооружения (водопои, укрытия для скота, купки, скотопрогоны), в результате чего даже при сопоставимой пастбищной нагрузке на природные экосистемы (с относительно низким исходным природным потенциалом) степень деградации земель выше за счет избыточных перемещений скота, болезней и истощения животных). Ухудшает ситуацию отсутствие естественных укрытий для животных, которые, поддерживаемые во втором случае в виде древесных посадок, способствуют также влагонакоплению в почвах и снижению дефляционной опасности.

Во втором случае улучшение состояния экосистем и повышение продуктивности кормовой базы достигается также за счет использования специальных участков с сенокошением (в некоторых случаях орошаемых), поверхностного (а в ряде мест и коренного) улучшения пастбищ, включая подкормку удобрениями, использования приёмов омоложения луга, устранение засорённости, подсев трав, улучшение и регулирование водного режима.

Рисунок 6. Модель управления пастбищами (вариант интенсивного развития).

Модель управления ООПТ в полупустынных условиях (Республика Калмыкия, заповедник «Черные Земли»).

Для этой модели (рисунки не вошли в работу из-за ограничений объема), также представленной в двух вариантах (актуальном и перспективном), характерными особенностями, в отличие от двух предыдущих, является не максимизация продукции (растениеводства и животноводства соответственно), а сохранение природных местообитаний и экосистем. Поэтому набор рекомендуемых мероприятий здесь принципиально отличается согласно цели землепользования, хотя некоторые практики могут перекликаться (например, противопожарные мероприятия, мероприятия по ограничению выпаса домашних животных и т.п.). Как видно из рисунков, исходно низкая устойчивость этой модели, складывающаяся из относительно небольшого природоохранный потенциала территории коренного участка заповедника, его охранной зоны и сопредельных земель, высоких природных и антропогенных рисков, складывающихся в первую очередь за счет недостаточно контролируемого выпаса и высокой хрупкости и уязвимости ландшафтов к внешним воздействиям, может быть в первую очередь существенно усилена за счет полного запрета на выпас домашних животных, включая охранную зону, а также за счет фитомелиоративных мероприятий. При этом природоохранное значение этих мероприятий значительно возрастет при использовании специально подобранных растений, включая редкие и эндемичные виды, внедрение которых в «родительскую» экосистему будет проводиться при имитации природных сукцессий и исключении использования инвазивных видов. Модель также подчеркивает, что без регулирования выпаса на сопредельных территориях, простым закреплением песков на территории заповедника нельзя достичь профильных задач этого природоохранного объекта.

Предлагаемая форма представления моделей УЗП подчеркивает, что модель – это совокупность успешных практик, и только сочетание практик может приводить к повышению устойчивости всей модели в целом. Общая устойчивость в таком варианте характеризуется «целостностью» модели УЗП, описываемой общей площадью фигуры, включающей внешний периметр всех многоугольников. При стремлении к максимально возможной устойчивости модель УЗП должна иметь в своем составе практики, имеющие максимальные значения по всем параметрам. Иначе говоря, для целей управления устойчивость будет достигаться путем добавления в модель практик, направленных на улучшение недостающих параметров.

Несмотря на то, что некоторые практики не отражают улучшение в максимальной степени по каким-либо из выбранных параметров, они, тем не менее, усиливают общий «вес» устойчивости соответствующей модели УЗП, ее интегральную или синергетическую эффективность. К таким, в частности, относятся многие практики, направленные на совершенствование или восстановление и поддержание инфраструктуры (дороги, коммуникации, другие фундаментальные сооружения и инженерные мероприятия).

Предложенный подход «моделирования» и визуализации УЗП позволяет по-новому отразить практики, приемы и технологии с позиции их успешности или устойчивости: каждая практика рассматривается в составе определенной модели УЗП, как направленная на улучшение ее определенных параметров/признаков. При этом оценка устойчивости модели землепользования производится на основе комплексного анализа практик, оцениваемых в границах определенной территории по количественным и качественным шкалам. Важной также представляется возможность выявления «узких мест» в землепользовании и обоснования необходимости внедрения необходимого набора практик (технологий), направленных на реализацию определенных параметров устойчивости (снижение рисков, интенсивности негативных процессов, компенсационные мероприятия, поддержка самовосстановления и пр.).

Заключение. Семантическое моделирование УЗП является эффективным приемом для корректировки набора практик в целях достижения НБДЗ и «целостности» подходов УЗП в отношении конкретных моделей. Примеры моделей демонстрируют причины возможного несоответствия при достижении целей НБДЗ и практик УЗП. Выявлено, что на устойчивость землепользования, помимо достижения НБДЗ с помощью определенных технологий, оказывают влияние такие параметры как риск деградации, природный и актуальный потенциал земель, способность их к восстановлению, природные процессы и явления. Корректное использование термина УЗП касается только моделей землепользования. В отношении практик правильно употреблять термин «успешные» или «лучшие» практики.