МОДЕЛИ ПОЧВОЗАЩИТНОГО АГРАРНОГО ЗЕМЛЕПОЛЬЗОВАНИЯ В СТЕПЯХ СИБИРИ
THE CONSERVATION MODEL OF AGRICULTURAL LAND USE IN THE STEPPES OF SIBERIA
О.И. Баженова1, Е.М. Тюменцева2
O.I. Bazhenova1, E.M. Tyumentseva2
1Институт географии им. В.Б. Сочавы СО РАН (Россия, 664033, г. Иркутск, ул. Улан-Баторская, 1)
2Педагогический институт Иркутского государственного университета (Россия, 664011, г. Иркутск, ул. Пролетарская, 1)
1V.B. Sochava Institute of Geography of the Siberian Branch RAS (Russia, 664033, Irkutsk, 1 Ulan-Batorskaya Str.)
2Pedagogical Institute of Irkutsk State University (Russia, 664011, Irkutsk, 1 Proletarskaya Str.)
e-mail: 1bazhenova@irigs.irk.ru; 2tumencev@irk.ru
Показаны региональные особенности, определены масштабы и степень деградации почв в семиаридных районах юга Сибири. Рассмотрены Алтайская модель защиты почв от талого смыва, Хакасская от дефляции и Байкальская модель защиты почв от совместного проявления процессов эрозии и дефляции. Представлены наиболее рациональные варианты возделывания сельскохозяйственных земель, обеспечивающие устойчивое и эффективное земледелие с сохранением почв.
The regional features, and the extent and degree of soil degradation in the semiarid regions of southern Siberia are revealed. The Altai model of soil protection from washout of thawing soils, Khakassian model of soil protection from deflation and the Baikal model of soil protection from joint manifestations of erosion and deflation processes are considered. Presented are the most rational variants of cultivation of agricultural lands, providing sustainable and effective farming with conservation of soils.
Степи юга Сибири являются основными сельскохозяйственными районами, житницей Азиатской России. Здесь распространены высоко плодородные почвы – черноземы, серые, дерново-карбонатные и каштановые. Период интенсивного сельскохозяйственного использования земель Сибири составляет 120-150 лет. Пахотные земли занимают около 24 млн га. Распашка склоновых земель земледельческой зоны Сибири привела к тому, что здесь в настоящее время 9 млн га подвержены в различной степени смыву и дефляции. Исследование географических закономерностей развития и особенностей территориальной структуры эрозии почв, разработка моделей почвозащитного земледелия в зависимости от ландшафтных условий относятся к важнейшему направлению рационального землепользования.
Внимание исследователей к проблемам разрушения и деградации почв в Сибири было привлечено в связи с освоением целинных и залежных земель 1953-1958 гг., сопровождавшимся резкой активизацией эрозионных процессов. На Алтае и в Хакасии были развернуты комплексные исследования по защите почв от эрозии и дефляции после принятия в 1967 г. постановления Совета Министров СССР «О неотложных мерах защиты почв от ветровой и водной эрозии». Алтайский научно-исследовательский институт сельского хозяйства (АНИИСХ) и Институт аграрных проблем Хакасии Российской академии сельскохозяйственных наук в тесном взаимодействии с ведущими научными центрами страны создали широкую сеть научно-производственных полевых опытов в районах интенсивного проявления эрозионных процессов Алтайского края и Хакасии. В этот период были заложены многолетние стационары, организованы лаборатории земельных ресурсов и почвоохранного земледелия, определены базовые зональные хозяйства по внедрению и проверке комплекса мер защиты почв от эрозии и дефляции. В изучение процессов деградации почв следует отметить и большой вклад Института географии им. В.Б. Сочавы СО РАН, в котором экспериментальные наблюдения за эрозией и дефляцией почв проводятся с 1958 года на стационарах на естественных склонах и в условиях агроценозов [1]. Согласно результатам этих работ установлено, что на юге Сибири получили интенсивное развитие три группы процессов механического разрушения почв – смыв, размыв и дефляция. Деградация почв в результате развития эрозионных и дефляционных процессов в различных районах Сибири происходит неодинаково. Она зависит от продолжительности использования земель в сельском хозяйстве, интенсивности процессов и устойчивости самих почв к эрозии. С запада на восток изменяется механизм разрушения почв. В степях Западно-Сибирской равнины преобладают процессы талового смыва, в Хакассии – дефляция, а в Прибайкалье и Забайкалье деградация почв обусловлена совместным проявлением как водной, так и ветровой эрозии. Овражная эрозия распространена локально.
Институтом почвоведения и агрохимии СО РАН проведены более чем 30-летние наблюдения за снеготаянием и смывом почв на пашнях в различных районах Западной Сибири [5-6]. Особенно детально исследования проводились в Предсалаирье, Кузнецкой котловине и Приобье. Величина смыва тем выше, чем больше запасы воды в снеге. Ежегодно отчуждаемая почвенная масса с 1 га слабосмытых черноземов и темно-серых оподзоленных почв варьирует довольно в узких пределах – 5,7-7,1 т. На среднеэродированных почвах смыв колеблется уже в более широких пределах – 12,9-16,5 т/га в год. Ежегодный смыв почвенной массы на сильноэродированных черноземах превышает 20 т/га. В пределах Приобья и Предсалаирья , где интенсивное антропогенное воздействие на почвенный покров исчисляется десятками лет (после массового подъема целинных и залежных земель) осредненный годовой смыв почв не превышает 8,1-11,6 т/га. Наибольшие площади эродированных почв расположены в Алтайском крае.
В Хакасии по данным стационарных исследований на Красноозерском экспериментальном полигоне средняя многолетняя интенсивность дефляции составляет 1-5 т/га в год на склонах с естественно-разреженной степной растительностью, в экстремальные аридные годы повышается в 10 раз (10-50 т/га), а на сельскохозяйственных землях слой дефляции может достигать 15 см [1, 4]. Согласно выполненным оценкам интенсивности эоловых процессов с использованием результатов экспериментальных исследований и прогнозных количественных моделей ветровой эрозии, преобладающая интенсивность дефляции в островных степях юга Сибири составляет 10-50 т/га в год [1].
В Прибайкалье в зависимости от характера обработки почвы при уклонах 4-6о смывается 20-60 м3/га почвы. В Онон-Аргунской степи на распаханных склонах крутизной 3-5о во время сильных ливней вынос почвы с поля может достигать 240 м3/га. Образуется густая сеть струйчатых размывов глубиной до 30 см, протяженностью 150-200 м. Распашка по контурам рельефа ослабляет интенсивность смыва в 3-4 раза. Скорость смыва на пастбищных угодьях по данным натурных наблюдений за период 7-12 лет в Назаровской и Южно-Минусинской котловинах изменяется от 0,2 до 3,1 мм/год. В Западном Прибайкалье в районах пастбищного скотоводства скорость смыва на склонах крутизной 10-40о, подсчитанная по мощности делювия, сформировавшегося в период сельскохозяйственного освоения (240 лет), составляет 0,4-0,7 мм/год. Близкие скорости деградации почв на пастбищах получены также в Баргузинской, Торской и Мондинской котловинах [1].
На юге Сибири в результате хозяйственного освоения не только увеличивается интенсивность смыва почв, но и значительно расширяется площадь развития процессов, в которую включаются таежные территории. К антропогенным факторам, способствующим развитию эрозии почв, кроме сельскохозяйственной деятельности следует также отнести лесные пожары, вырубку лесов. Только в Байкальском регионе в результате промышленной эксплуатации лесов рубками пройдено 2500 тыс. га лесосек. В местах интенсивного лесопромышленного освоения Юго-Восточного Прибайкалья (вдоль восточного побережья оз. Байкал) годовой вынос мелкозема за счет смыва и линейной эрозии составляет 200-600 т/км2.
В результате многолетних исследований деградации почв в Алтайском крае была разработана Генеральная схема почвозащитных мероприятий, которые внедрены в сельскохозяйственное производство края [3]. Они включают безотвальную обработку почвы, обработку поперёк склонов, полосное размещение посевов сельскохозяйственных культур и пара, залужение сильноэродированных земель. Были начаты работы по строительству противоэрозионных гидротехнических сооружений. В 1969 г. было построено 37 км валов, в 1970 г. – 1325 км, проведено закрепление вершин 149 растущих оврагов. В это время впервые в Сибири были разработаны и внедрены приемы контурных обработок почв на сложных склонах.
Научно-технический совет министерства сельского хозяйства РСФСР в октябре 1975 г. дал высокую оценку проведённой работе и рекомендовал опыт Алтайского края для применения в других областях и краях Сибири. Были разработаны модели почвозащитного земледелия в Сибирском регионе. Так, Алтайская модель водопочвозащитных систем контурно-мелиоративного земледелия на склонах включает в себя контурно-полосную организацию севооборотных массивов, комплекс агротехнических противоэрозионных мероприятий, кулисы из высокостебельных культур, систему водозадерживающих и водонаправляющих гидротехнических сооружений, сопряжённых с лесными полосами и дорожной сетью, лиманы и склоновые пруды-накопители [3].
Наибольшее снижение содержания гумуса произошло в почвах Хакасии. Деградация привела к снижению плодородия каштановых почв и черноземов и стихийной консервации земель практически всей бывшей площади пашни. Катастрофическое снижение содержания гумуса связано в первую очередь с развитием дефляции [4]. Хакасская модель предотвращения и надежной защиты почв от ветровой эрозии включает применение комплекса организационно-хозяйственных, лесомелиоративных и агротехнических почвозащитных мероприятий. В районах с сильной интенсивностью развития ветровой эрозии предлагается введение почвозащитных севооборотов с многолетними травами с использованием урожая на кормовые цели, полосное размещение посевов сельскохозяйственных культур и многолетних трав, плоскорезная обработка почв, орошение. Эффективность полосного размещения посевов проверена многолетней производственной деятельностью хозяйств Хакасии. Нарезка полос оптимальной ширины (50-100 м) в зависимости от гранулометрического состава почв в сочетании с их почвозащитной обработкой при перенесении срока основной обработки почв на весну позволили резко сократить дефляцию почв, а, следовательно, и повреждения посевов, и снижение плодородия почв [4]. Для засушливых условий Хакасии и Кулундинской степи полосное размещение посевов и в настоящее время остается основным почвозащитным приемом, без широкого применения которого невозможно эффективно вести сельскохозяйственное производство. Что касается защитных лесных насаждений, в настоящее время они часто не выполняют своих функций – высохли, не обустроены, поэтому необходимо увеличить лесовосстановительные посадки.
В бассейне Селенги при разработке системы противоэрозионных мероприятий следует учитывать внутривековую смену циклов эрозии и дефляции (рис. 1).
Рисунок 1. Внутривековое распределение эрозионно- (1) и дефляционноопасных (2) периодов, выделенных на основе реконструированной региональной дендроклиматической хронологии динамики атмосферных осадков в бассейне Селенги (по [2]).
Байкальская модель защиты почв от совместного проявления водной и ветровой эрозии основывается на мероприятиях по правильной организации территории, таких как: полосное размещение посевов и пара, безотвальная обработка почвы, посев специальными противоэрозионными сеялками, вспашка «поперек господствующих ветров» и «поперек склона», противоэрозионные севообороты, посев трав, рационально лимитированный выпас скота, создание защитных лесополос и ландшафтных полос. Для более эффективного землепользования в Байкальском регионе отдается предпочтение восстановлению нарушенных агроландшафтов. Наиболее перспективным приемом является окультуривание эродированных почв. Оно заключается в совместном проведении соответствующей обработки почвы, внесении органических и минеральных удобрений, что способствует улучшению водно-физических свойств почв.
В заключение, следует подчеркнуть, что в специфических природных условиях Сибири, характеризующихся широким диапазоном и интенсивностью природных факторов, способствующих развитию эрозии и дефляции почв, наибольший агроэкономический эффект обеспечивает комплексное применение почвозащитных мероприятий. Этот вывод подтверждается многолетним научно-производственным опытом базовых зональных хозяйств Алтайского края, Хакасии и Бурятии. В новых экономических условиях в Сибири продолжается оценка эффективности способов и приемов основной обработки почв склоновых земель в освоенных севооборотах на фоне применения средств химизации и агролесомелиорации [5].
На сегодня первоочередной задачей для оптимизации землепользования в условиях вынужденной консервации сельскохозяйственных земель и некоторого ослабления эрозии почв следует считать инвентаризацию дефляционно- и эрозионноопасных земель на основе их картографирования и количественной оценки. Для осуществления такой работы необходима координация и интеграция исследований эрозии почв, выполняющихся в институтах Сибирского отделения Российской академии наук, университетах и других учреждениях, а также подготовка соответствующих специалистов. Межведомственная комиссия по экологической безопасности Российской Федерации еще в 1993 г. рассмотрела вопрос о необходимости принятия срочных мер, направленных на предотвращение дальнейшей деградации почвенного покрова как угрозы национальной безопасности страны. Следует наконец-то принять закон об охране почв на федеральном уровне и на уровне отдельных субъектов Федерации. Для сохранения почв и улучшения экологической обстановки необходимы не только правовые и финансово-экономические меры, но важно и понимание угрозы деградации почв для благополучия населения России.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ: