Авторефераты по всем темам >> Авторефераты по земле

На правах рукописи

Чеботарев Павел Михайлович

ЗЕМЛИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В УСЛОВИЯХ ДЕГРАДАЦИИ (на примере Воронежской области)

25.00.26 - Землеустройство, кадастр и мониторинг земель

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Воронеж, 2012

Работа выполнена на кафедре физической географии Воронежского государственного педагогического университета.

Научный консультант: АХТЫРЦЕВ Анатолий Борисович доктор биологических наук, Воронежский государственный педагогический университет, профессор

Официальные оппоненты: ЯБЛОНСКИХ Лидия Александровна доктор биологических наук, Воронежский государственный университет, профессор ЧУРСИН Алексей Иванович кандидат географических наук, Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, доцент

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО Воронежский государственный аграрный университет имени Императора Петра I

Защита состоится л 29 мая 2012 г. в 17:00 на заседании диссертационного совета ДМ 212.036.02 при Воронежском государственном педагогическом университете, по адресу: 394043, г. Воронеж, ул. Ленина, 86, ауд. 408.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке научных работников ВГПУ по адресу: 394043, Воронеж, ул. Ленина, 86, ауд. 34.

Текст автореферата диссертации размещен на официальном сайте Воронежского государственного педагогического университета:

Автореферат разослан л____ апреля 2012 г.

Отзывы на автореферат (в двух экземплярах, заверенных печатью) просим направлять по адресу: 394043, Воронеж, ул. Ленина, 86. Естественногеографический факультет, ученому секретарю диссертационного совета ДМ 212.036.02. Факс: 8 (473) 255 19 49, E-mail: shmykov@vspu.ac.ru

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат географических наук, доцент В.И. Шмыков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. В настоящее время существенно увеличивается нагрузка на сельскохозяйственных угодьях, площадь которых ограничена, а меры по их рекультивации и охране не достаточны. Это приводит к активизации процессов деградации земель (почвенная эрозия, переувлажнение, подкисление, засоление, дегумификация и т.д.).

Особенно остро эти проблемы стоят в регионах интенсивного земледелия.

Располагаясь на стыке лесостепи и степи, Среднерусской возвышенности и Окско-Донской низменности, Воронежская область имеет как благоприятные агроклиматические условия для ведения сельскохозяйственного производства, так и предпосылки для развития процессов деградации земель, которые обостряются интенсивной хозяйственной деятельностью человека. Так, большую часть территории занимают земли сельскохозяйственного назначения - 4205,тыс. га из 5221,6 тыс.га (80,5%), среди угодий доминирует пашня (около 70% от земель сельскохозяйственного назначения и 59% т всей площади региона).

ОАО ЦЧОНИИГипрозем выявлено 354,6 тыс. га пашни с низким содержанием гумуса (в среднем же содержание гумуса в почвах за последние 25 лет упало на 0,17 - 0,35% и составляет 5,54 %), 678,4 тыс.га кислых почв, 318,6 тыс. га солонцовых земель. Ряд авторов отмечает увеличение площадей переувлажненных земель. Наиболее острой проблемой остается почвенная эрозия, которой подвержены от 10% пашни на севере, до 50% на юге.

Таким образом, возрастает необходимость в изучении, мониторинге процессов деградации земель и разработке рекомендаций по борьбе с ними с учетом всех условий природно-хозяйственной системы. При этом, целесообразно исползовать современные технологии. Так, применение ГИС позволит повысить точность и сократить трудозатраты при проведении работ.

Объект исследования: земли сельскохозяйственного назначения Воронежской области.

Предмет - деградационные процессы на землях сельскохозяйственного назначения Воронежской области.

Цель исследования: оценить интенсивность современных процессов деградации земель сельскохозяйственного назначения Воронежской области и разработать рекомендации по борьбе с ними.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

Х Рассмотреть сущность деградационных процессов и историю их изучения;

Х Изучить современные методы исследования деградационных процессов;

Х Усовершенствовать методические подходы к изучению деградационных процессов с использованием ГИС-технологий и материалов ДЗЗ;

Х Дать характеристику природных, социально-экономических условий и оценить их влияние на развитие деградационных процессов на территории Воронежской области;

Х Оценить интенсивность современных процессов деградации на землях сельскохозяйственного назначения Воронежской области;

Х Провести районирование территории Воронежской области по преобладающим видам деградации земель;

Х Разработать рекомендации по борьбе с процессам деградации.

Теоретические основы исследования. Проблемы, связанные с деградацией земель и их рациональным использованием, рассмотрены в работах многих исследователей: В.В. Докучаева, Г.В. Добровольского, Г.П. Глазуновой, В.А. Николаева, Г.И. Швебса, Ф.Н. Милькова, Б.П. Ахтырцева, С.Н. Волкова, В.П. Троицкого, А.А. Варламова, А.С. Чешева, Ф.Н. Лисецкого, А.Б. Ахтырцева, М.В. Кумани, В.Н. Жердева, В.Д. Постолова, П.С. Русинова и др. Использованные в исследование положения бассейнового подхода разработаны в трудах Р. Хортона, А.А. Вирского, Л.М. Корытного, Ю.Г. Симонова, В.М. Смольянинова, В.И. Шмыкова, Н.В. Жердева, П.С. Русинова и др.

Материалы и методы исследования. В ходе работы использовались литературные и интернет-источники, фондовые и картографические материалы Управлений Росприроднадзора, ЦЧОНИИГипрозем, материалы космической съемки, а также материалы полевых и камеральных исследований автора, проводимых в период с 2008 по 2012 гг.

В исследовании применялись следующие методы: анализа и синтеза, математико-статистический, балльной оценки, сравнительно-географический, физико-географического районирования, картографический, ГИС и ДЗЗ технологий. Были задействованы программные продукты статистической обработки данных: MS Excel; геоинформационные системы: MapInfo Professional 9.5.1, ArcInfo 9.3, Quantum GIS 1.7.3, программа работы со спутниковыми снимками высокого разрешения: SASРlanet.

Достоверность результатов обусловлена использованием большого объёма информации и репрезентативной выборки, актуальных картографических и материалов дистанционного зондирования, общепринятых методов, современных способов обработки и анализа данных.

Научная новизна и теоретическая значимость состоит в:

1. совершенствовании методических подходов к изучению процессов деградации и комплексной оценки их интенсивности с применением ГИСтехнологий на основе административно-бассейнового подхода;

2. проведении районирования территории Воронежской области по преобладающим видам деградации земель для совершенствования организации сельскохозяйственного землепользования, систем землеустройства и борьбы с процессами деградации;

3. разработке рекомендаций по совершенствованию систем землепользования и землеустройства для борьбы с деградацией земель.

Основные защищаемые положения:

1. Методические подходы к комплексной оценке процессов деградации земель сельскохозяйственного назначения с использованием ГИС-технологий на основе административно-бассейнового подхода.

2. Результаты оценки интенсивности процессов деградации на землях сельскохозяйственного назначения Воронежской области.

3. Районирование территории Воронежской области по преобладающим видам деградации земель.

4. Рекомендации по совершенствованию систем землепользования и землеустройства для борьбы с деградацией земель.

Практическая значимость и применение результатов исследования:

Х в работе над иследованием Эволюция почв лесостепи Русской равнины (научный руководитель д.б.н., проф. А.Б. Ахтырцев) в рамках программы Минобрнауки РФ Развитие научного потенциала высшей школы на 20082012 гг.;

Х в учебном процессе Воронежского государственного педагогического университета в преподавании дисциплин Почвоведение, География почв, География Воронежской области, Дистанционное зондирование земли, Геоинформационные технологии.

Апробация работы: основные положения и результаты диссертации представлялись на научно-практических конференциях: IV, V, региональных молодых ученых Проблемы регионального природопользования и методика преподавания естественных наук (Воронеж, ВГПУ, 2003, 2005); Всероссийская научно-практическая конференция Краеведческие аспекты географических исследований и образования (Пенза, ПГПУ им. В.Г. Белинского, 2005); III международной Эколого-географические исследования в речных бассейнах (Воронеж, ВГПУ, 2009); Воронежские краеведы: традиции и современность (Воронеж, 2010); VIII международная научная конференция студентов, аспирантов, молодых ученых География, геоэкология, геология: опыт научных исследований (Днепропетровск, ДНУ им. Олеся Гончара, 2010) и др.

ичный вклад автора заключается в сборе, обработке, анализе материалов по теме исследования, разработке основных положений работы.

Публикации: по теме исследования опубликовано 9 научных работ из них 2 в изданиях рекомендованных ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка использованных источников из 192 наименований, приложений. Основной текст диссертации изложен на 149 страницах машинописного текста и содержит 17 таблиц и 32 рисунка.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ 1. Методические подходы к комплексной оценке процессов деградации земель сельскохозяйственного назначения с использованием ГИСтехнологий на основе административно-бассейнового подхода.

Деградация - совокупность процессов разрушения почвенного покрова.

При этом развитие этих процессов определяется потоками вещества, энергии и информации в природно-хозяйственных системах. В качестве такой системы на наш взгляд должен выступать водосборный бассейн, так как в пределах бассейна можно исследовать геохимию и геоморфологию территории, формирование овражно-балочной сети, структуру почвенного и растительного покрова и генезис почв, интенсивность их ветровой и водной эрозии; осуществлять все типы экологического мониторинга; к структуре бассейна приурочены системы расселения и природопользования; все техногенные источники загрязнения среды локализуются, в основном, вдоль осей водосборных бассейнов - водотоков, которые характеризуется однонаправленностью основных потоков вещества, а сами загрязнители, поступающие в атмосферу или почву, в конечном счете, попадают в водотоки и перемещаются к его устью или же накапливаются в бессточных бассейнах.

В исследовании деградации земель и разработке рекомендаций по борьбе с ней, можно выделить 4 этапа (см. рис. 1):

1. этап (подготовительный) Заключается в сборе имеющегося материала по территории с учетом оценки воздействия систем земледелия, субъектов хозяйственной или иной деятельности на состояние почвенного покрова. Для оценки состояния почвенного покрова территорий проводиться сбор материалов предыдущих научноисследовательских и проектно-изыскательских работ и почвенных обследований. Частично данные могут быть получены в районных и областных землеустроительных службах, в Федеральных органах по надзору за состоянием окружающей среды и т.д.

В процессе подготовки к обследованиям необходимо ознакомиться с экономико-географическими материалами с целью возможного воздействия хозяйственной деятельности на почвенный покров, а также переноса загрязняющих веществ с сопредельных территорий на обследуемые земли.

Материалы, характеризующие физико-географические (природные) условия района обследований, должны учитывать предрасположенность почвенного покрова к тому или иному типу деградационных процессов и прежде всего содержать характеристики климата, рельефа, геологических и гидрологических условий, почвообразующих и подстилающих пород и растительности.

Картографические материалы должны соответствовать определенному масштабу (для уровня региона 1:500 000, районов области - 1:200 000, землепользования - 1:25 000 и 1:50 000) и содержанию (топографические карты и планы, почвенные карты, картосхемы эрозионной опасности, проекты внутрихозяйственного устройства территории и т.д.). Отдельное внимание уделяется подбору материалов космо- и аэросъемки, т.к. их применение упрощает сбор данных по исследуемой территории, а также они являются более точными, нежели топографическая основа. В настоящее время для большей части территории области доступны снимки высокого и сверхвысокого разрешения (5 - 50 и 0,6 - 5 м на пиксель соответственно).

2. этап (комплексного изучения) На втором этапе происходит изучение территории, обработка собранного материала, производится отбор проб и их химические исследования в специализированных лабораториях и др.

В ходе обработки картографической информации и материалов ДЗЗ формируются тематические слои и связанные с ними базы данных по интересующим показателям. В качестве основного программного обеспечения могут использоваться такие ГИС-пакеты как MapInfo Professional 9.5.1, ArcInfo 9.3, Quantum GIS 1.7.3, программа работы со спутниковыми снимками высокого разрешения SASРlanet.

1. этап (подготовительный) Сбор материала по объекту и предмету исследования Картографические Статистические Литературные исматериалы и ДЗЗ данные точники 2. этап (комплексного изучения) Обработка собранных материалов и изучение территории изучение физи- регистрация мате- ко-географи- риалов в системе отбор проб и ческих, эколо- координат, векто- лабораторные гических осо- ризация и создание исследования бенностей тер- слоев ГИС ритории формирование баз данных 3. этап (оценочный) Оценка степени деградации земель с использованием ГИС-технологий выделение диагностических признаков выбор и совершенствование методов оценки районирование оценка интенсивности территории деградации 4. этап (разработки рекомендаций) Разработка рекомендуемых мероприятий по борьбе с процессами деградации и их апробация Рис. 1. Методология исследования деградации земель.

3. этап (оценочный) Под степенью деградации почв и земель в целом понимается характеристика их состояния, отражающая ухудшение качества их состава и свойств.

Крайней степенью деградации является уничтожение почвенного покрова.

Для характеристики состояния почв при каждом конкретном виде деградации выделяются основные диагностические, специфические показатели и дополнительные, дающие дополнительную, уточняющую информацию для оценки состояния почв, выяснения причин деградации, а также характеризующие последствия деградации. Набор параметров зависит от вида деградации, природных условий территории и т.д.

Многие показатели представляют собой характеристики свойств почв в абсолютном выражении. В ряде случаев необходимо применять сравнительные или относительные показатели, характеризующие отличие свойств относительно некоего оптимального лэталонного состояния, соответствующего нулевому уровню потери природно-хозяйственной значимости земель, а также показатели, характеризующие скорость изменения состояния или скорость деградационных процессов.

Для их сопоставления мы предлагаем использовать метод балльной оценки. Степень деградации земель по каждому диагностическому показателю характеризуется пятью уровнями:

1 балл - относительно слабая;

2 балла - умеренная;

3 балла - повышенная;

4 балла - высокая;

5 баллов - критическая.

При проведение оценке используются аппаратные средства включающие: персональный компьютер, сканер и др. Использование ГИС MapInfo Professional 9.5.1, ArcInfo 9.3 (с модулями ArcGis, ArcToolbox, ArcCatalog), Quantum GIS 1.7.3 позволяет оперативно работать с векторными и растровыми форматами графических данных, а также с их атрибутивными характеристиками в БД, собранных на предыдущих этапах.

Для комплексной оценки интенсивности деградации земель мы предлагаем использовать интегральный балл интенсивности деградации, вычисление которого производиться по формуле (1):

* + * * + * + * k Б k Б +k Б k Б k Б Э Э ПУ ПУ ЗС ЗС ПК ПК ДГ ДГ =, (1) Б И где: БИ - интегральный балл, k n - весовой коэффициент, Бn - балл интенсивности по виду деградации (Э - эродированность, ПУ - переувлажнение, ПК - подкисление, ЗС - засоление, ДГ - дегумификация).

На основание изучения особенностей процессов деградации и их интенсивности проводиться районирование территории региона по преобладающим видам деградации. В качестве территориальных единиц районирования могут выступать муниципальные районы.

4. этап (разработки рекомендаций) На этом этапе производиться разработка предложений по борьбе с процессами деградации. По нашему мнению эти мероприятия должны носить комплексный характер (их сочетание должно изменяться в зависимости от соотношений факторов деградации с учетом природных и социально-экономических условий) и реализовываться в системе землеустройства на различных территориальных уровнях на основе ландшафтно-экологического и бассейнового подходов.

По данным государственного учета по состоянию на 01.01.2012 земельный фонд Воронежской области составляет 5221,6 тыс. га. При этом в регионе преобладают земли сельскохозяйственного назначения (4205,8 тыс. га или 80,5% от всех земель).

В распределении земельного фонда области по угодьям преобладают сельскохозяйственные и составляют 4078 тыс. га или 78,1%. В основном сельскохозяйственные угодья сконцентрированы на землях сельскохозяйственного назначения 3811,6 га (93,4 % от всего земельного фонда области), на землях населенных пунктов - 235,1 тыс. га (5,8 %), на землях запаса - 14,4 тыс. га (0,4 %). Остальная часть (0,4 %) приходится на земли других категорий.

В распределение земель сельскохозяйственного назначения доминируют сельскохозяйственные угодья сельскохозяйственные угодья - 3811,6 тыс. га (90,6 % от общей площади земель этой категории), в том числе: пашня - 29тыс. га (69,1 %) кормовые угодья - 838,6 тыс. га (19,9 %), залежь 31,6 тыс. га (0,8 %) и многолетние насаждения 35,4 тыс. га (0,8 %). В состав земель сельскохозяйственного назначения включены также и несельскохозяйственные угодья, их площадь 394,2 тыс. га (9,4 %), в том числе: в стадии мелиоративного строительства - 2,8 тыс. га, лесных земель и лесных насаждений, не входящих в лесной фонд - 167,9 тыс. га, под водными объектами - 31,2 тыс. га, под застройкой - 24,4 тыс. га, под дорогами - 34,7 тыс. га, под болотами - 26,8 тыс.

га, под нарушенными землями - 0,4 тыс. га и прочими землями неиспользуемыми в сельскохозяйственном производстве - 106 тыс. га.

В условиях Воронежской области основными факторами деградации земель остаются почвенная эрозия, переувлажнение, подкисление, засоление, дегумификация и загрязнение земель.

Почвенная эрозия является наиболее серьезной проблемой сельского хозяйства. Она приводит к снижению мощности почвы, содержания гумуса, общей деградации, падению урожайности и выводу земель из сельскохозяйственного использования. Хозяйственная деятельность человека привела к распахи ванию естественной растительности и изменению водного баланса территории, что вызвало серьезную активизацию эрозионных процессов.

Так, степень эродированности пашни в регионе колеблется от 10% на севере, до 50% на юге. По данным ЦЧОНИИГипрозем, водной эрозии в Воронежской области подвержены 23,7%, а ветровой - 3,6% площади сельхозугодий.

Основная доля водной эрозии (около 85%) вызвана поверхностным стоком талых вод.

Опасность возникновения водной эрозии повышается с возрастанием уклонов поверхности. В Воронежской области склоны с крутизной менее 1 занимают 50,6 % площади; 1-3 - 30 %; 3-5 - 11,7 %; 5-7 - 6,0 %; 7-10 - 1,0 %;

более 10 - 0,7 %. Значение глубин базиса эрозии по территории области изменяются от 80 - 125 м на Среднерусской и 100 на Калачской возвышенностях до 20 - 50 м на Окско-Донской низменности.

Переувлажнение земель также является важной проблемой. В основном оно отмечается на Окско-Донской низменности, характеризующейся плоскими слабодренированными водоразделами, сложенными плохо водопроницаемыми суглинками и глинами, что приводит к высоким уровням грунтовых вод. В результате здесь наблюдается вымокание озимых посевов в весеннее время и задерживается проведение посевной.

Причины переувлажнения имеют комплексный характер. Во-первых, наличие плоских слабодренированных территорий с затрудненным поверхностным стоком. Климатические и гидрогеологические условия способствуют сохранению на такой территории талых снеговых и дождевых вод, активизируя подъем грунтовых вод. Обычно переувлажнение развивается в случае близости к поверхности слабоводопроницаемых пород (например, глин и тяжелых суглинков), обуславливающих высокий уровень верховодки. К этому может привести также высокая распашка территории и изменение водопроницаемости почв, строительство водохранилищ, развитие орошения на плоских водораздельных пространствах.

Увеличению площадей переувлажненных земель и их распространению на Среднерусской и Калачской возвышенности способствуют изменения климата, наблюдаемые в последние десятилетия. Так, наблюдается тенденция к повышению количества осадков и температур (см. рис. 2 и 3). За счет повышения зимних температур сокращается глубина промерзания почвенного профиля, что приводит к более раннему оттаиванию верхних горизонтов и переводу поверхностного стока во внутрепочвенный.

Подкисление почв вызывается чрезмерным и несвоевременное внесением минеральных и органических удобрений, выпадением кислотных дождей.

Площадь кислых почв в Воронежской области составляет в настоящее время 678,4 тыс.га. Больше всего площадей, занятых ими, в Борисоглебском (29,6%), Грибановском (18,2%), Нижнедевицком (17,1%), Новоусманском (16,8%), Новохоперском (15,9%), Рамонском (31,2%) и Репьевском (13,2%) районах.

Засоление земель происходит при увеличении в почвенном поглощающем комплексе доли поглощенного натрия. При этом повышается степень пептизируемости коллоидов и илистых частиц, что приводит к разрушению структуры почвы. Процесс связан с поступлением солей из почвообразующих пород, грунтовых вод при орошении земель. В области насчитывается также 318,6 тыс.

га солонцовых земель.

7665544331966г 1971г 1976г 1981г 1986г 1991г 1996г 2001г 2006г Рис. 2. График хода ГКО за период 1966 - 2009 гг.

7,650 0,6-0,6,5-1,5-1,5,4-2,1991-2000 2001-2010 1991-2000 2001-2041991-2000 2001-20Среднегодовая температура, Средняя температура марта, Среднегодовое кол-во осадков, мм град.С град.С а. б. в.

Рис. 3. Изменения климата за последние десятилетия.

Дегумификация - процесс снижения содержания гумуса, особенно гуминовых кислот, а, как следствие, разрушение почвенных агрегатов и вынос из почвы тонкодисперсных частиц, что ведет к необратимым изменениям минерального состава почвы и её деградации.

Уменьшение содержания гумуса в почвах происходит в результате сокращения поступления в почвенный горизонт органического вещества, повышения степени аэрации почв, разложения и биодеградации гумуса под влиянием физиологически кислых удобрений, а также при изменении активности микрофлоры за счет вносимых удобрений.

В связи с резким уменьшением количества вносимых в почву удобрений, которое не компенсирует вынос элементов с урожаем и потери от почвенной эрозии, в последние десятилетия в области наблюдается тенденция к снижению содержания в почве фосфора и калия. За это время содержание фосфора в почве снизилось в среднем по области со 104 до 89 мг/кг.

Содержание гумуса в почвах за последние 25 лет также упало на 0,17 - 0,35 %. В настоящее время средневзвешенное значение по области составляет 5,54 %, в регионе преобладают почвы с содержанием гумуса от 4 до 7%, выявлено 354,6 тыс. га пашни с его низким содержанием. В разных районах Воронежской области динамика содержания гумуса неодинакова, наибольшие потери за 10 лет в Таловском и Калачеевском районах, а в Каширском, Лискинском, Каменском и Воробьевском - наблюдается увеличение содержания гумуса.

Большое влияние на сокращение содержания гумуса оказывает переуплотнение почв в процессе полевых работ. В настоящее время глубина деформации почв под влиянием тяжелой техники составляет 25Ц30% почвенного горизонта. Длительная распашка приводит к уменьшению содержания гумуса в метровой толще несмытых почв.

Загрязнение почв происходит пестицидами, выбросами автотранспорта и промышленности, отходами производства и потребления, а также животноводческими стоками. Небольшая часть сельскохозяйственных угодий загрязнена тяжелыми металлами. Их поступление в почву происходит через атмосферу вместе с атмосферными осадками; из почвообразующих пород; в результате техногенного переноса.

В последние годы объем применяемых пестицидов в области стал возрастать. Так, 2000 г. применялось в среднем 0,26 кг/га, а в 2007 г. уже 1,16 кг/га, таким образом, приближаясь к советскому уровню 1,98 кг/га (1988 г.). При этом остаточные концентрации по суммарному ДДТ могут превышать ПДК.

Нами была проведена оценка интенсивности процессов деградации земель сельскохозяйственного назначения Воронежской области по водосборным бассейнам малых и средних рек, т.к. большинство процессов деградации обусловлены потоками вещества и энергии в бассейновой системе. Территория региона была разделена на 45 водосборов, при этом бассейн Дона был разделен на части по геоморфологическим, агроклиматическим условиям и водному режиму.

Результаты оценки интенсивности по видам деградации и интегральный балл по бассейнам приведены в табл. 1 и на карте (рис. 4).

Таблица 1.

Интенсивность деградации земель по водосборным бассейнам (числитель - площадь в %, знаменатель - балл) Эродиро- Переув- Подкис- Дегумифи- № Название Засоление БИ ванность лажнение ление кация, % * 10 4,8 31,2 0,1 -0,1 Большая Верейка 2,2 1 4 1 2,6 8,7 2,5 5 -0,2 Воронеж 1,1 2 1 1 2,6 8,7 2,5 5 -0,3 Усманка 1,1 2 1 1 Эродиро- Переув- Подкис- Дегумифи- № Название Засоление БИ ванность лажнение ление кация, % * 3,1 4,5 3,9 5,9 +0,4 Хава 0,1 1 1 2 7,1 6,3 3,4 1,2 5 Матрёночка 1,2 2 1 1 7,1 6,3 3,4 1,2 6 Эртиль 1,2 2 1 1 7,1 6,3 3,4 1,2 7 Курлак 1,2 2 1 1 9,4 3,4 4,2 3,2 -0,8 Токай 1,2 1 1 1 7,3 5 18,2 4 -0,9 Елань 2,2 1 3 1 7,3 5 18,2 4 -0,10 Савала 2,2 1 3 1 7,3 5 18,2 4 -0,11 Карачан 2,2 1 3 1 7,2 2,9 29,6 5,7 0,12 Ворона 1,2 1 4 2 5,3 2,1 1,4 4,6 -0,13 Хопёр 1,2 1 1 1 10 4,8 31,2 0,1 -0,14 Ведуга 2,2 1 4 1 3,1 4,5 3,9 5,9 +0,15 Тамлык 0,1 1 1 2 12,4 5 2,2 10,6 -0,16 Тайда 2,2 1 1 2 12,4 5 2,2 10,6 -0,17 Тишанка 2,2 1 1 2 24,1 6,3 4,2 1,2 -0,18 Красная Девица 2,3 2 1 1 24,1 6,3 4,2 1,2 -0,19 Еманча 2,3 2 1 1 17,7 4,6 9,3 5,7 0,20 Нижняя Девица 2,3 1 2 2 3,1 4,5 3,9 5,9 0,21 Хворостань 0,1 1 1 2 3,1 4,5 3,9 5,9 0,22 Икорец 0,1 1 1 2 10,2 3,3 1,3 5,1 -0,23 Берёзовка 1,2 1 1 2 17,7 4,6 9,3 5,7 0,24 Потудань 2,3 1 2 2 12,4 5 2,2 10,6 -0,25 Чигла 2,2 1 1 2 12,4 5 2,2 10,6 -0,26 Сухая Чигла 2,2 1 1 2 10,5 4,4 15,9 7,1 +0,27 Добринка 1,2 1 3 2 Эродиро- Переув- Подкис- Дегумифи- № Название Засоление БИ ванность лажнение ление кация, % * 10,5 4,4 15,9 7,1 +0,28 Паника 1,2 1 3 2 10,5 4,4 15,9 7,1 +0,29 Татарка 1,2 1 3 2 19,7 4,8 1,8 4,1 +0,30 Тихая Сосна 1,3 1 1 1 12,4 5 2,2 10,6 -0,31 Битюг 2,2 1 1 2 45,6 4,5 0,4 19,1 +0,32 Ольховатка 3,5 1 1 3 45,1 2,2 0,4 4,2 -0,33 Россошь 3,5 1 1 1 18,7 1,6 0,4 13,7 -0,34 Осередь 1,2 1 1 2 18,7 1,6 0,4 13,7 -0,35 Подгорная 2,3 1 1 2 18,7 1,6 0,4 13,7 -0,36 Манина 2,3 1 1 2 41,4 2 1,8 6,6 +0,37 Черная Калитва 3,5 1 1 2 27,8 2,6 0,2 9,2 -0,38 Гаврило 3,4 1 1 2 27,8 2,6 0,2 9,2 -0,39 Мамоновка 3,4 1 1 2 10,5 4,4 15,9 7,1 +0,40 Толучеевка 1,2 1 3 2 30,8 2,8 13,1 2,3 +0,41 Криуша 3,5 1 2 1 41,4 2 1,8 6,6 +0,42 Белая 3,5 1 1 2 44,2 2,6 5,6 8,7 +0,43 Богучар 3,5 1 2 2 44,2 2,6 5,6 8,7 +0,44 Левая Богучарка 3,5 1 2 2 5,9 1,9 16,8 7,7 -0,45 Дон север 1,2 1 3 2 18,9 3,9 3,3 5,4 -0,46 Дон центр 2,3 1 1 2 30,8 2,8 13,1 2,3 +0,47 Дон юг 2,4 1 3 1 * - динамика содержания гумуса в почвах.

Составлено автором.

Минимальные значение приурочены к Окско-Донской низменности, максимальные - к южной части Среднерусской и Калачской возвышенностей. Для Воронежской области основным фактором деградации почв остается эрозия.

Однако в пределах районов относительно слабого развития эрозионных процессов в северной части области повышенные значения интегрального показа теля интенсивности деградации обусловлены процессами подкисления. В южной же части ситуация усугубляется засолением почв.

Рис. 4. Интенсивность процессов деградации земель по водосборным бассейнам Воронежской области (Составлено автором).

3. Районирование территории Воронежской области по преобладающим видам деградации земель.

Предлагаемое районирование (см. рис. 5) основано на ранжировании факторов деградации земель согласно их площади в каждом из муниципальных районов области, которые были объеденены в районы по преобладающим видам деградации земель и особенностям их сочетаний.

Были выделены следующие районы (см. табл. 2):

Северный район в условиях типичной лесостепи Окско-Донской низменности с преобладанием черноземов типичных наиболее высокого качества и наиболее интенсивного сельскохозяйственного использования, с относително низким распространением всех видов деградации. К нему были отнесены Верхнехавский, Новоусманский, Панинский, Терновский, Эртильский муниципальные районы.

Северо-восточный район в условиях южной лесостепи Окско-Донской низменности с преобладанием черноземов типичных и обыкновенных высокого качества, высокой опасностью подкисления земель. К нему были отнесены Бо рисоглебский городской округ, Грибановский, Новохоперский и Поворинский муниципальные районы.

Северо-западный в условиях типичной лесостепи Среднерусской возвышенности с преобладанием черноземов выщелоченных и типичных высокого качества, высокой опасностью эрозии и подкисления. К нему были отнесены Нижнедевицкий, Острогожский, Рамонский, Репьевский, Семилукский, Хохольский муниципальные районы.

Рис. 5 Районирование территории Воронежской области по преобладающим видам деградации земель (составлено автором).

Центральный в переходных условиях типичной и южной лесостепи от Окско-Донской низменности к Калачской возвышенности с преобладанием черноземов типичных и обыкновенных высокого качества, повышенной опасностью эрозии и осолонцевания земель. К нему были отнесены Аннинский, Бобровский, Бутурлиновский, Воробьевский, Каширский, Лискинский, Павловский, Таловский муниципальные районы.

Южный в условиях южной лесостепи и степи Среднерусской и Калачской возвышенностей с преобладанием черноземов обыкновенных относительно высокого качества, с наиболее интенсивным развитием процессов эрозии, атак же повышенным - засоления почв. К нему были отнесены Богучарский, Верхнемамонский, Калачеевский, Каменский, Кантемировский, Ольховатский, Петропавловский, Подгоренский, Россошанский муниципальные районы.

Таблица 2.

Характеристика районов Воронежской области по преобладающим видам деградации земель (числитель - площадь в %, знаменатель - ранг).

Районы по преобладающим Муниципальные Эродиро- Переув- Подкис- Засоление видам деграда- районы ванность лажнение ление ции 2,6 8,7 2,5 Верхнехавский 3 1 4 5,9 1,9 16,8 7,Новоусманский 3 4 1 3,1 4,5 3,9 5,Панинский 4 2 3 Северный 9,4 3,4 4,2 3,Терновский 1 3 2 7,1 6,3 3,4 1,Эртильский 1 2 3 5,7 4,9 5,8 4, 2 3 1 7,2 2,9 29,6 5,Борисоглебский 2 4 1 7,3 5 18.2 Грибановский 2 3 1 Северо- 10,5 4,4 15,2 7,Новохоперский восточный 2 4 1 5.3 2,1 1,4 4,Поворинский 1 3 4 8 3,8 16,6 5, 2 4 1 32,1 3,5 17,1 2,Нижнедевицкий 1 3 2 17,7 4,6 9,3 5,Острогожский 1 4 2 10 4,8 31,2 0,Рамонский 2 3 1 Северо- 18 2,4 13,2 Репьевский западный 1 4 2 14,2 3,1 2,7 0,Семилукский 1 2 3 24,1 6,3 4,2 1,Хохольский 1 2 3 19,4 4,1 11,6 2, 1 3 2 10,2 3,3 1,3 5,Центральный Аннинский 1 3 4 12,6 2,6 1,9 5,Бобровский 1 3 4 11,3 1,9 0,3 6,Бутурлиновский 1 3 4 Районы по преобладающим Муниципальные Эродиро- Переув- Подкис- Засоление видам деграда- районы ванность лажнение ление ции 18,7 1,6 0,4 13,Воробьевский 1 3 4 13,2 2,1 3 3,Каширский 1 4 3 19,7 4,8 1,8 4,Лискинский 1 2 4 18,9 3,9 3,3 5,Павловский 1 3 4 12,4 5 2,2 10,Таловский 1 3 4 14,4 3,3 1,8 6, 1 3 4 44,2 2,6 5,6 8,Богучарский 1 4 3 21,1 2,6 7,4 Верхнемамонский 1 4 2 27,8 2,6 0,2 9,Калачеевский 1 3 4 36,5 0,9 0,3 7,Каменский 1 3 4 41,4 2 1,8 6,Кантемировский 1 3 4 Южный 44,2 1,7 0,8 4,Ольховатский 1 3 4 30,8 2,8 13,1 2,Петропавловский 1 3 2 45,6 4,5 0,4 19,Подгоренский 1 3 4 45,1 2,2 0,4 4,Россошанский 1 3 4 38,2 2,5 3,1 7, 1 4 3 Составлено автором.

На основе предложенного районирования возможно совершенствование организации сельскохозяйственного землепользования, систем землеустройства и борьба с процессами деградации земель.

Меры по борьбе с процессами деградации земель в настоящее время широко известны. Так, при переувлажнении земель рекомендуется залужение 5060 % площади сельхозугодий, насыщение полевых севооборотов многолетними травами и сохранение естественной древесной растительности западин. Мероприятия по борьбе с дегуммификацией связаны с увеличением вносимых доз удобрений (органических в среднем до 4 т/га ежегодно и полного минерального удобрения в дозе N50P50K50), а также насыщении севооборота многолетними травами. Основным способом улучшения почв при подкислении является известкование, а при засолении - гипсование. Основная проблема - почвенная эрозия - должна решаться комплексно на всей водосборной площади, так осуществление комплекса противоэрозионных мероприятий в приводораздельной части, где эрозия практически отсутствует, позволит существенно снизить сток воды и смыв почвы и, таким образом, ослабить интенсивность эрозии на нижележащих частях склона. Однако, их внедрение должно происходить в комплексе с учетом особенностей территории и возможных последствий.

Разработка комплекса землеустроительных мероприятий по борьбе с деградацией земель проводилась нами на примере землепользования ООО Хохол-Тростянка Острогожского муниципального района (см. рис. 6). Существующее производственное направление сельскохозяйственного предприятия - зерно-животноведческое. Общая площадь земель в пользовании хозяйства составляет 4004 га (в том числе сельхозугодий 3427 га, из них пашни 2415 га). В границах землепользования расположены земли других пользователей и собственников общей площадью 1040 га.

Почвенный покров земель хозяйства представлен, в основном, черноземами выщелоченными и типичными преимущественно глинистого механического состава.

Для территории сельскохозяйственного предприятия, как и для большей части Воронежской области, характерна высокая интенсивность эрозионных процессов. Площадь пашни, расположенной на склонах с крутизной более 3, составляет 579 га или 24%, около 58% пастбищ расположены на склонах крутизной свыше 5. В целом, 57,6% сельхозугодий подвержены водной эрозии, в том числе пашни 52,1%.

Анализ существующей системы землеустройства показал недостаточную устроенность пашни. Имеются агрофации, где обработка ведется не поперек склона, в целом, в недостаточном объеме проводятся почвозащитные и противоэрозионные мероприятия, зернопропашные и полевые севообороты захватывают эрозионно-опасные склоны, недостаточно облесение полей. Таким образом, в системе землеустройства территории преобладают традиционные подходы.

Таким образом, необходимость в совершенствовании землепользования является очевидной. Нами предлагается комплекс землеустроительных мероприятий на основе ландшафтно-экологического подхода. Следует выделить следующие:

1. Организационные: совершенствование структуры угодий (увеличение доли средостабелизирующих угодий до экологически устойчивого состояния, равного 50%) и систем севооборотов (внедрение почвозащитных севооборотов на пахотных склонах с доведением доли многолетних трав в полевых, кормовых, почвозащитных севооборотах не менее, чем 20%); в целом, формирование экологического каркаса территории, включающего ядра и миграционные коридоры, систему микрозаказников.

Рис. 6. Совершенствование системы землеустройства в ООО Хохол-Тростянка (составлено автором).

2. Агротехнические: соблюдение правил агротехники, особенно на эрозионноопасных участках (обработка земель поперек склона; внедрение новых методов обработки почвы); увеличением внесения органических удобрений для компенсации потерь гумуса и элементов питания, а также известкование подкисленных земель и гипсование солонцеватых; снижение внесения пестицидов и других ядохимикатов.

3. Лесо- и лугомелиоративные: с учетом особенностей форм склонов, розы ветров и экологического состояния агроландшафта была запроектирована система лесных полос (полезащитных и стокорегулирующих) с увеличением облесенности сельскохозяйственных угодий до 7%, а, в целом, лесистости территории до 18-20%. Также были запроектированы участки постоянного и временного залужения, С целью предотвращения развития линейной эрозии, на ложбинах предусмотрено залужение их водотоков.

4. Гидротехнические: сооружение водозадерживающих валов, донных сооружений, дамб-перемычек, распылителей стока, противоэрозионных прудов.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ДИССЕРТАЦИИ Полученные нами результаты изучения процессов деградации на землях сельскохозяйственного назначения Воронежской области позволяют сделать следующие выводы и предложения:

1. В сложившихся условиях интенсивного использования земель сельскохозяйственного назначения Воронежской области происходит усиление процессов их деградации.

2. Нами предлжены методичские подходы к комплексной оценки деградации земель с применением ГИС-технологий и на основе бассейнового подхода.

Для характеристики состояния почв при каждом конкретном виде деградации выделяются основные диагностические и дополнительные показатели. Набор параметров зависит от вида деградации, природных условий территории и т.д.

В качестве основных показателей для оценки интенсивности деградации для условий Воронежской области нами были выбраны: эродированность, переувлажнение, подкисление, засоление, дегумификация. Для их сопоставления мы предлагаем использовать метод балльной оценки. Для комплексной оценки интенсивности деградации земель мы предлагаем использовать интегральный балл интенсивности деградации.

3. Исследование интенсивности современных процессов деградации на землях сельскохозяйственного назначения показало продолжающееся увеличение площадей эродированных земель на большей части территории; переувлажненных - не только в северной, но и в южной части области. В тоже время происходит уменьшение площадей солонцеватых земель. Это объясняется тенденцией к увеличению среднегодовых температур и количества осадков. Содержание гумуса в последние годы колеблется незначительно как в сторону снижения, так и повышения. В настоящее время в регионе преобладают почвы с содержанием гумуса от до 7% (средневзвешенное значение 5,54%).

4. Нами была проведена оценка интенсивности процессов деградации земель сельскохозяйственного назначения Воронежской области по водосборным бас сейнам малых и средних рек, т.к. большинство процессов деградации обусловлены потоками вещества и энергии в бассейновой системе. Минимальные значение интегрального показателя приурочены к Окско-Донской низменности, максимальные - к южной части Среднерусской и Калачской возвышенностей. Для Воронежской области основным фактором деградации почв остается эрозия. Однако в пределах районов относительно слабого развития эрозионных процессов в северной части области повышенные значения интегрального показателя интенсивности деградации обусловлены процессами подкисления. В южной же части ситуация усугубляется засолением почв.

5. В ходе исследования было проведено районирование территории Воронежской области по преобладающим видам деградации земель. В результате было выделено 5 районов для совершенствования систем сельскохозяйственного землепользования и землеустройства и для борьбы с деградацией земель.

6. Исследование показало, что практически повсеместно необходимо совершенствование систем землепользования для борьбы с процессами деградации. По нашему мнению эти мероприятия должны носить комплексный характер (их сочетание должно изменяться в зависимости от соотношений факторов деградации с учетом природных и социально-экономических условий) и реализовываться в системе землеустройства на различных территориальных уровнях.

7.. На примере землепользования ООО Хохол-Тростянка нами были апробированы разработанные рекомендации по совершенствованию системы землепользования и землеустройства на основе ландшафтно-экологического и бассейнового подходов.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ 1. Чеботарев П.М. Трансформация деградационных процессов на землях Воронежской области в последние десятилетия / П.М. Чеботарев, О.В.

Спесивый, А.Б. Ахтырцев // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. - 2011. - № 1 (28). - С. 173-179.* 2. Чеботарев П.М. Оценка деградации земель сельскохозяйственного назначения Воронежской области [Электронный ресурс] /П.М. Чеботарев, О.В. Спесивый // Современные проблемы науки и образования.- 2012. №4. режим доступа: свободный. - Загл. с экрана.* 3. Чеботарев, П.М. Антропогенное влияние на урочище села Устье / П.М. Чеботарев // Проблемы регионального природопользования и методика преподавания естественных наук в школе: мат. IV регион. науч.-практ. студ.

конф..- Воронеж: ВГПУ, 2003.- С. 69-70.

4. Чеботарев, П.М. Роль практических наблюдений за погодой при изучение климата в школьном курсе географии / П.М. Чеботарев // Краеведческие аспекты географических исследований и образования: сб. статей.- Пенза:

ПГПИ ми. В.Г. Белинского, 2005- С. 87-90.

5. Чеботарев, П.М. Динамика изменения температуры воздуха по данным станции Устьевская СОШ / П.М. Чеботарев // Проблемы регионального природопользования и методика преподавания естественных наук в школе:

мат. V регион. науч.-практ. студ. конф..- Воронеж: ВГПУ, 2005.- С. 42-43.

6. Ахтырцев А.Б. Мониторинг изменения деградации сельскохозяйственных земель СХА Дерезовка / А.Б. Ахтырцев, П.М. Чеботарев // Вестник воронежского отделения Русского географического общества: сб. науч. тр. Том 8.- Воронеж: ВГПУ, 2009.- С. 16-19.

7. Ахтырцев А.Б. Причины активизации оползневых процессов на правобережье Дона / А.Б. Ахтырцев, П.М. Чеботарев // Эколого-географические исследования в речных бассейнах: мат. III междунар. науч.-практ. конф. - Воронеж: ВГПУ, 2009. - С. 182-185.

8. Чеботарев, П.М. Активизация оползневых процессов на территории Каменского района Воронежской области / П.М. Чеботарев // Вестник воронежского отделения Русского географического общества: сб. науч. тр. Том 10.- Воронеж: ВГПУ, 2010.- С. 65-67.

9. Чеботарев, П.М. Мониторинг негативных процессов с/х земель Хохольского района Воронежской области / П.М. Чеботарев// Воронежское краеведение: традиции и современность: мат. науч.-практ. конф. От 28 ноября 2010..- Воронеж: Полиграф-Н, 2011- С.93-95.

10. Чеботарев, П.М. Эволюция гидроморфных процессов на почвах лесостепи и использование материалов дистанционного зондирования при их изучение / П.М. Чеботарев // География, геоэкология, геология: опыт научных исследований: Материла VII Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых/ Под ред. Л.И. Зелинской.- Днепропетровск:

IMA-прес, 2010.- Вып. 7.- С. 288-290.

11. Ахтырцев А.Б. Цикличность гидроморфных процессов в эволюции почвенного покрова Европейской лесостепи / А.Б. Ахтырцев, Р.Н. Минаков, П.М.

Чеботарев // Агроэкологический вестник. Выпуск 6: сборник статей - Воронеж: ФГБОУ ВПО Воронежский ГАУ, 2012.- С.108-113.

* - соответствует списку периодических изданий, рекомендованных ВАК.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ВВЕДЕНИЕ Глава 1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИЗУЧЕНИЯ ДЕГРАДАЦИИ ЗЕМЕЛЬ И ИХ РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ 1.1 История изучения земель и процессов деградации 1.2 Основные процессы деградации 1.3 Проблема рационального использования земель. Землеустройство Глава 2 МЕТОДОЛОГИЯ ИЗУЧЕНИЯ ПРОЦЕССОВ ДЕГРАДАЦИИ ЗЕМЕЛЬ 2.1 Административно-бассейновый подход при изучение деградации земель 2.2 Методические подходы к изучению процессов деградации земель 2.3 Применение ГИС-технологий для изучения деградации земель Глава 3 ПРИРОДНЫЕ И СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РАЗВИТИЯ ДЕГРАДАЦИИ ЗЕМЕЛЬ НА ТЕРРИТОРИИ ВОРОНЕЖСКОЙ ОБЛАСТИ 3.1 Характеристика природных условий 3.2 Характеристика социально-экономических условий 3.3 Структура, динамика и использования земельного фонда Глава 4 ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССОВ ДЕГРАДАЦИИ НА ЗЕМЛЯХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ ВОРОНЕЖСКОЙ ОБЛАСТИ 4.1 Оценка интенсивности деградации земель сельскохозяйственного назначения 4.2 Районирование территории Воронежской области по преобладающим видам деградации 4.3 Рекомендации по совершенствованию систем землепользования и землеустройства для борьбы с деградацией земель ЗАКЛЮЧЕНИЕ ЛИТЕРАТУРА ПРИЛОЖЕНИЯ Научное издание ЧЕБОТАРЕВ Павел Михайлович ЗЕМЛИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В УСЛОВИЯХ ДЕГРАДАЦИИ (на примере Воронежской области) 25.00.26. - Землеустройство, кадастр и мониторинг земель АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук Подписано в печать 26.04.2012. Формат 6084 1/16. Печать трафаретная.

Гарнитура Таймс. Усл. печ. л. 1,5. Уч.-изд. л. 1,4. Заказ 122. Тираж 100 экз.

ФГБОУ ВПО Воронежский государственный педагогический университет.

Отпечатано в типографии университета.

394043, г. Воронеж, ул. Ленина, 86.

Авторефераты по всем темам >> Авторефераты по земле

Blog

ЗЕМЛИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В УСЛОВИЯХ ДЕГРАДАЦИИ (на примере Воронежской области)