Введение в природообустройство

5) культурный ландшафт должен иметь охраняемые территории, на которых в разной степени консервируются элементы ландшафта, зто могут быть заповедники, как самые строго охраняемые земли, где разрешены только научные исследования без всякой хозяйственной деятельности и без массового посещения людьми, природные резерваты, заказники разного назначения (в том числе и охотничьи): подлежат выявлению и сохранению отдельные редкие или интересные природные объекты: водопады, формы рельефа, геологические обнажения, уцелевшие остатки коренных растительных сообществ и т.п.: хорошо сочетаются природоохранные, рекреационные, культурно-воспитательные и экономические функции ландшафта в национальных и природных парках;

6) при организации территории ландшафта надо учитывать горизонтальные связи меж/ту его составляющими, направление потоков веществ и их интенсивность, это очень важно при размещении промышленных предприятий, жилых кварталов, зеленых зон, водоемов, участков пашни при расчлененном рельефе;

7) на территории культурного ландшафта должен быть выполнен комплекс работ по улучшению, восстановлению и облагораживанию гидрографической сети: восстановление малых рек, создание водоемов, регулирование поверхностного и подземного стока, улучшение качества поверхностных и подземных вод;

8) создание культурного ландшафта должно завершаться его внешним благоустройством, это должно достигаться уже при рекультивации земель, при рациональном размещении угодий, при создании природоохранных зон, помимо этого очень важно удачное вписывание в ландшафт различных сооружений (это предмет ландшафтной архитектуры);

Перечисленные мероприятия по рациональному размещению угодий, правильному их использованию и охраны надо сочетать с мерами по повышению их потенциала путем различных мелиораций, т.е. активным регулированием процессов функционирования ландшафта.

Высказанные здесь соображения начинают реализовываться в научных и практических проработках по ландшафтному земледелию. Именно сельскохозяйственное производство, несмотря на кажущееся несильное влияние на природные системы, но благодаря широкомасштабному развитию является мощным природоизменяющим фактором. Важность этого вида природопользования и значительные негативные экологические последствия заставили аграриев в первую очередь обратиться к системному анализу своей деятельности, переходить к адаптивным природосберегающим технологиям.

Сейчас уже сформулированы с географических позиций многие положения концепции "агроландшафта" (работы В.А. Николаева (МГУ) и др.). Сразу же отметим неудачность этого термина, так как практически никогда весь ландшафт не используется в сельскохозяйственном производстве, не только из-за его значительной территории, но, главным образом, из-за своего внутреннего разнообразия. Поэтому более строгим является понятие "агрогеосистема", как разновидность природно-технической или геотехнической системы. Справедливости ради отметим, что понятие "агрогеосистема" хотя и реже, но встречается в специальной литературе.

Агрогеосистемы формируются в рамках фаций и их сообществ или урочищ, они выступают непосредственным объектом при мелиорации сельскохозяйственных земель.

Агрогеосистема - это природно-техническая ресурсо-воспроизводящая и средообразующая гео(эко)система, она служит объектом сельскохозяйственной деятельности и, одновременно, средой обитания культурных растений, домашних животных и человека. В ней эксплуатируется уникальный природный процесс, свойственный зеленым растениям, - фотосинтез, создающий живое вещество из неорганических веществ, энергетической основой которого является солнечное излучение.

Агрогесистема во многом отличается от природной, целинной геосистемы. Прежде всего - это коренная трансформация биогеохимического круговорота веществ. Если в природных геосистемах лишь около 10% первичной биологической продукции, создаваемой зелеными растениями, утилизируется в трофических (питательных) цепях травоядными и всеядными животными, а остальная растительная масса после отмирания идет на расширенное воспроизводство плодородия почвы, то в пахотных агрогеосистемах отчуждение с убранным урожаем подавляющей части биомассы приводит к резкому дисбалансу биогеохимического круговорота. Как следствие, происходит обеднение почв гумусом, питательными элементами, разрушается структура пахотного горизонта. Почва теряет свое плодородие, становится податливой к эрозионным процессам. Возникает необходимость восстановления плодородия почвы за счет внесения органических и минеральных удобрений. К этому добавляется и другая химическая нагрузка: разнообразные ядохимикаты, химмелиоранты (известь, гипс).

Как уже отмечалось, агрогеосистемы менее устойчивы из-за уменьшения разнообразия растительного покрова.

Создание культурных агрогеосистем предполагает (такие рекомендации уже разработаны) адаптивное растениеводство; контурное земледелие; биологические (альтернативные) системы полеводства с отказом от ядохимикатов и с сокращением минеральных удобрений; минимизацию обработки почвы; переход от монокультурных посевов к поликультуре; рациональную организацию территории.

В концепции ландшафтного земледелия много внимания уделяется оптимальному насыщению агрогеосистем морфологическими элементами экологического назначения. Они могут быть как природными так и специально созданными. В составе культурной агрогеосистемы обязательно должна быть экологическая инфраструктура, которая поддерживает геосистему в динамически устойчивом состоянии,

При оптимизации ландшафта необходимо сбережение или восстановление естественных элементов экологической инфраструктуры: колочные и байрачные леса, нагорные дубравы, "бордюрные" дубняки и другие леса крутых коренных склонов речных долин, лесные, кустарниково-степные останцево-водораздельные массивы, сосновые боры на песчаных надпойменных террасах, приречные уремы и др. В староосвоенных районах из-за нерегулярной рубки, выпаса скота, пожаров, стремления упростить конфигурацию и расширить площадь пашни за счет леса и луга их уже почти не осталось.

Придается большое значение созданию лесных полос - полезащитных, приовражных, прибалочных, водозащитных и др.

Мелиорация как средство создания культурных ландшафтов

Каким же должен быть ландшафт, полностью мелиорированным или культурным? Нам представляется, что мелиорация, хоте и очень действенное мероприятие, но далеко не единственное в создании культурного ландшафта, перечисленные выше мероприятия по рациональной организации ландшафта, рекультивации и охране земель должны предшествовать мелиорации. Мелиорация даст наибольшую отдачу именно на таких ландшафтах. Надо отдавать себе отчет и в том, что далеко не все земли ландшафта нуждаются в мелиорации.

Выше уже было сказано о том. что граница между природообустройством. (мелиорация - его часть), и природопользованием нечеткая. Поэтому с известной мерой условности можно считая, что мелиорация - это такие устройства, сооружения, работы, которые не входят в обычную технологию природопользования, применяемую в данной природной зоне. Например, борьба с ветровой или водной эрозией должна быть непременной составляющей технологии сельскохозяйственного производства в эрозионноопасных зонах; то же можно сказать о снегозадержании на полях, глубоком рыхлении почвы, узкозагонной вспашке, и т.п. Эти мероприятия играют роль мелиорирующих, называются атромелиоративным, они довольно эффективны в сочетанием с "чисто" мелиоративными, но давайте их не относить к мелиорации.

Мелиорация, помимо того, что это особые работы, существенно изменяет некоторые природные процессы, например, мелиорация сельскохозяйственных земель сильно изменяет процесс почвообразования, в результате ее применения исчезают одни элементы почвообразования и появляются другие: оглеение, засоление, горфообразование. Мелиорация способна превратить азональные почвы (пойменные, болотные, засоленные) в зональные, а также существенно модифицировать зональное почвообразование. Аналогично такую же границу можно найти между мелиорацией и культурным использованием земель лесного и водного фонда, земель населенных пунктов, промышленности, рекреационного назначения.

Можно скатить, что мелиорация отличается от землепользования глубиной преобразования компонентов геосистем, в результате мелиорации земля приобретает новое качество, т.е. новую ценностную характеристику функционального единства существенных ее свойств, новую внутреннюю и внешнюю определенность, относительную устойчивость, отличие ее от одних участков земли и сходство с другими.

Мелиорация - это не какое-то абстрактное благотворительное действие, что бы просто было хорошо. Она имеет вполне конкретного заказчика, перед ней ставится вполне определенная цель, это очень дорогое мероприятие, сильно воздействующее на природу. Она призвана повысить, причем существенно, полезность некоторой территории. Поэтому в практическом плане надо говорить о мелиорации конкретных земель, а не о мелиорации ландшафта, геосистемы. Под землями понимают территории с угодьями, находящиеся в чьем-то пользовании, владении, собственности. Из этого вытекает, во-первых, что мелиорировать надо земли, пригодные (отсюда - угодье!), или потенциально пригодные для конкретного использования, а во-вторых, у этих земель есть хозяин, который заинтересован долгое время получать устойчивую прибыль от мелиорации. Хозяином может быть, как говорят юристы, физическое или юридическое лицо. Это может быть фермер, коллективное хозяйство, муниципалитет, предприятие, а в некоторых случаях даже государство.

Земли по своему использованию принято делить на сельскохозяйственные, лесного, водного фонда, земли населенных пунктов, промышленности, транспорта, связи, обороны, рекреационного, оздоровительного, историко-культурного, научного назначения, земли государственного запаса. Поэтому надо говорить о мелиорации земель, всегда упоминая об их использовании, в классификации мелиораций это может быть первый уровень. Заметим, что по нормам русского языка "сельскохозяйственная мелиорация" и "мелиорация сельскохозяйственных земель" или "лесная мелиорация", "мелиорация леса" и "мелиорация земель лесного фонда" - это совсем разные понятия, их надо употреблять в точном значении.

Второй уровень в классификации мелиорации определяется тем, какой из природных процессов или какую составляющую функционирования геосистемы нужно модифицировать, исходя из использования земель. Например, химические мелиорации сельскохозяйственных земель или водные мелиорации земель лесного фонда.

Водные, химические, физические, тепловые мелиорации можно осуществить разными способами.

При мелиорации земель, входящих в конкретную геосистему, надо прежде всего определиться с требованиями землепользователя к свойствам компонентов геосистемы: какими должны быть свойства почв при выращивании определенных растений, или грунтов как оснований для сооружений, дорог, или свойства вод для водоснабжения или рыборазведения и т.д. При этом становится понятным главный объект мелиорации или предмет труда мелиоратора.

При улучшении сельскохозяйственных земель - это почва, которая для земледельца выступает уже как средство производства, причем важнейшее. Отметим, что почва в отличие от других средств производства (машин, удобрений, средств борьбы с болезнями и вредителями, семян) обладает уникальным свойством - неизнашиваемостью. При соответствующем количестве и качестве вложенного в почву живого и овеществленного труда она способна сохранять и даже наращивать свою потребительную стоимость, т.е. плодородие. Это обстоятельство формирует главную цель мелиорации сельскохозяйственных земель - расширенное воспроизводство плодородия почвы. Достижение этой цели а не получение максимального урожая любой иеной, в том числе и ценой истощения почвы, обеспечивает долговременные интересы землепользователя. Такая формулировка цели обеспечивает и устойчивость агрогеосистемы, так как плодородные почвы более устойчивы, следовательно она по сути является природосберегаюшей.

Очевидно, что человек не повышает плодородие почвы ради самого плодородия.. Повышая его, человек заботится и о получении высокого урожая определенных культур, это также должно включаться в цель мелиорации. При этом надо иметь в виду, что требования растений и требования почвы не всегда совпадают, они могут вступать в противоречие. Например, растения всегда требуют довольно высокую влажность почвы, но для самой почвы повышенная влажность противопоказана, так как при этом повышается ее промываемость, ухудшается накопление гумуса и т.д. Возникает непростая проблема разрешения этого противоречия. Опыт оптимизации или согласования требований растений и почвы в смысле сохранения и повышения ее плодородия показывает, что надо ориентироваться на некоторое недополучение урожая по сравнению с наивысшим. Это не только повышает устойчивость агрогеосистемы, но и уменьшает потребность в ресурсах, в орошаемом земледелии - прежде всего уменьшение оросительных норм, следовательно, уменьшение нагрузки как на мелиорируемую геосистему, так и на прилегающие.

Технически мелиорация земель должна осуществляться при экономном расходовании всех ресурсов: материальных, в том числе и водных, энергетических, трудовых. Это не только выгодно экономически, но и важно для сохранения природы.

Наконец, мелиорация земель, как сильный пдироднопреобразующий фактор, может приводить к негативным экологическим последствиям. Поэтому непременной составляющей работ по мелиорации земель является недопущение ущерба природным системам и другим землепользователям или компенсация этого ущерба. что требует дополнительных мероприятий, дополнительных затрат.

Заметим, что высказанные здесь соображения о цели мелиорации земель и об ограшичениях при ее осуществлении вытекают из ранее высказанных принципов природообустройства.

Применительно к сельскохозяйственным землям можно сказать, что цель их мелиорации заключается в расширенном воспроизводстве плодородия почвы, получении оптимального урожая определенных сельскохозяйственных культур при экономном расходовании всех ресурсов, недопущении или компенсации ущерба природным системам и другим землепользователям.

При мелиорации земель другого назначения главная цель может меняться, но ограничения при выполнении все равно остаются.

Цели мелиорации земель могут быть достигнуты только при выполнении определенного целостного набора требований, которым должна удовлетворять система мелиоративных мероприятий. Этот набор требований мы в 1986 г. предложили назвать режимом. Под словом режим нужно понимать не изменение какого-либо показателя, а требования к нему (норму) в разные моменты времени или в различных случаях.

Применительно к сельскохозяйственным землям мелиоративный режим - это совокупность требований к управляемым факторам почвообразования, роста растений и воздействия на окружающую среду, которые должна обеспечить система мелиоративных мероприятий для достижения поставленной цели.

Вы бор показателей мелиоративного режима представляет собой сложную задачу, требует глубокою обобщения результатов многолетних исследований в различных природных зонах. Вместе с тем можно сформулировать некоторые общие критерии выбора этих показателей:

1) показатели должны поддаваться регулированию доступными при сложившейся технологии "мелиорации приемами;

2) должно быть хорошо изучено воздействие показателей на плодородие почвы, рост растений и окружающую.) среду в рассматриваемой природной зоне;

3) надо иметь способы количественного прогноза изменения обстановки при тех или иных значениях показателей;

4) набор показателей может изменяться по мере развития науки, средств сбора и переработки информации, технологии улучшения земель.

Набор показателей зависит от разновидности мелиораций (водные, химические и т.д.). Применительно к водным мелиорациям набор показателей может быть следующим:

1) допустимые пределы регулирования влажности корнеобитаемого слоя почвы;

2) . допустимые пределы глубин грунтовых вод;

3) ; допустимые направление и величина влагообмена между корнеобитаемым слоем почвы и подстилающим ею слоями или грунтовыми водами;

4) допустимое содержание токсичных солей в почвенном растворе, состав и количество поглощенных оснований рН почвенного раствора;

5) 1Требуемая динамика запасов гумуса и питательных веществ в почве;

6) предельное значение общей минерализации поливной воды, соотношения в ней ионов натрия и кальция и ее рН:

7) допустимые количество и качество дренажных вод, сбрасываемых в поверхностные водотоки или водоемы.

Количественные значения того или иного показателя должны устанавливаться применительно к каждой мелиорируемой территории, не только исходя из имеющегося опыта, но и в результате перебора ряда вариантов (оптимизации), с учетом возможного неодинакового воздействия на растение, почву, окружающую среду. В оценочный критерий отбора наилучшего варианта мелиоративного режима должны включаться не только объем и качество урожая, но также и плодородие почвы, затраты на компенсацию негативных воздействий на окружающую среду, стоимость ресурсов и других затрат.

Поэтому варианты показателей мелиоративного режима должны быть оценены со следующих эколого-экономических позиций:

1) среднемноголетняя прибавка урожая совокупности сельскохозяйственных культур на орошаемом массиве по сравнению с богарой;

2) компенсационные мероприятия по недопущению снижения плодородия почвы: затраты на улучшение солевого режима (промывки, гипсование и т.п.), на поддержание требуемого количества гумуса и питательных веществ;

3) затраты на дренах, защиту от подтопления соседних земель, штрафы за загрязнение подземных и поверхностных вод или затраты на очистку дренажных вод:

4) объем используемых водных ресурсов, т.е. размер оросительных норм:

5) затраты на строительство и эксплуатацию мелиоративной системы, обеспечивающей рассматриваемый вариант показателей мелиоративного режима.

Введение цены на землю и воду, строгий контроль за загрязнением окружающей среды делают такие расчеты необходимыми и весьма эффективными. Эти обстоятельства заставят применять водо- и почво- сберегающие технологии орошения, водооборотные системы и будут способствовать научно-техническому прогрессу в орошаемом земледелии.

Такой подход заставляет увязывать между собой работу отдельных звеньев мелиоративной системы (подающую, отводящую), а также с мероприятиями агротехнического плана (нормы органических и минеральных удобрений, состав культур, технологии возделывания) и мероприятиями по охране окружающей среды.

Накопленный к настоящему времени богатый объем научной информации, возросшие возможности ее переработки, включающие большой набор математических моделей и современную вычислительную технику, позволяют реализовывать на практике идею мелиоративных режимов.