Оптимизация экологической устойчивости агроландшафта

         При интенсивном сельскохозяйственном использовании земельного фонда, когда равновесие в агроэкосистемах поддерживается искусственно, необходимо знать и учитывать структуру агроландшафтов, их системообразующие свойства. Остовным «целевым свойством» ландшафта является экологический потенциал - интегральная предпосылка его использования. Он характеризует способность ландшафта соответствовать требованиям, предъявляемым ему человеком. Организация экосистем должна быть дифференцирована по типам и видам ландшафтов, основываться на зонально-провинциальных особенностях, типологических и индивидуальных свойствах.

         Важно, чтобы регуляция намеченных хозяйственных нагрузок на агроэкосистемы осуществлялась в соответствии с их природной структурой. Необходимо сопоставлять существенные функциональные структуры ландшафта и его потенциал, определять целесообразные направления рационального его использования.

         Ландшафтное прогнозирование предполагает функциональное разграничение ландшафтных образований (процесс пространственного дифференцирования деятельности человека, придающей структурным участкам определенные функции). Например, в агроландшафте главной должна быть функция охраны и воспроизводства потенциала почвенного плодородия, в зависимости, от которой решаются вопросы размещения сельскохозяйственного производства, формирования инфраструктуры и др.

Ландшафтно-экологический  анализ агроландшафта должен основываться на знании его морфологических компонентов (типологическое картографирование) и региональных различий (районирование), а также на учете многочисленных взаимосвязей (баланс веществ и энергии). Особенно важно, чтобы хозяйственные нагрузки на ландшафт планировались в соответствии с его природной структурой. В противном случае несоответствие сложившейся специализации сельского хозяйства потенциальным ресурсным возможностям ландшафта приводит к возникновению и развитию негативных процессов, к нарушению природно-антропогенного равновесия, особенно в ландшафтах с неустойчивым природным равновесием.

С позиций системного подхода, учитывающего особенности  формирования и функционирования ландшафтов, представляются возможными следующие  предпосылки оптимизации агроландшафтов.

         Во-первых, формирование и поддержание на оптимальном уровне структуры и функционирования земельных угодий, обеспечивающих необходимое разнообразие и устойчивость агроландшафта.

         Во-вторых, экологическая оптимизация агроландшафтов должна обеспечивать восстановление и сохранение местного генетического фонда живой природы, а также восстановление и сохранение естественных ценозов.

         В-третьих, восстановление и сохранение обводненности территории, которая должна соответствовать естественному фону данного ландшафтного образования.        

         В-четвертых, экологическая оптимизация агроландшафтов обеспечивается целенаправленным развитием сети охраняемых природных территорий различных рангов и статуса (от микрозаказников до заповедников).

 

 

 

 

 

2. Оценка устойчивости изучаемого агроландшафта

2.1  Расчёт индекса экотонизации

 

         Для экологической оценки устойчивости состояния ландшафта и его использования служит определенный показатель-индекс видового разнообразия (индекс экотонизации).

       Y = ∑ Li/S

Y - индекс видового разнообразия;

Li - длина экотона, м;

S - площадь территории агроландшафта, га

         Экотон - переходная полоса между визуально различимыми сообществами. Обычно экотоны   населены   организмами  значительно   гуще,   чем   сами   контактирующие сообщества.

Оценка индекса видового разнообразия:

менее 5 м/га	очень слабая экотонизация
5-10 м/га	слабая экотонизация
10-20 м/га	средняя экотонизация
более 20 м/га	высокая экотонизация

                                       Таблица 1

Определение плотности экотона (биологических рубежей в агроландшафте)

№	Название экотона	Длина, м
1	Опушки лесных полос  на пашне	15700
2	Опушки прибалочных  и приовражных полос	13125
3	Опушки лесов	10000
4	Границы пашни с другими  угодьями	82375
5	Границы садов с другими угодьями	4250
6	Обочины дорог	63925
7	Береговые полосы рек  и водоёмов	23125
8	Границы степной и  травянистой растительности с другими  угодьями	698
9	Границы пастбищ с  другими угодьями	-
10	Границы сенокосов с  другими угодьями	19800
11	Границы кустарников  с другими угодьями	5300
12	Площадь под застройками	4550
Итого		242848

 

Li = 242848 м

S = 6255 га

               Y=242848 / 6255  = 38.82 м/га

Вывод: Индекс видового разнообразия оказался равным 38,82 м/га, что говорит о высокой экотонизации и стабильном ландшафте.

 

2.2 Расчёт коэффициента экологической стабильности ландшафта (КЭСЛ1)

 

         Коэффициент экологической стабильности ландшафта (КЭСЛ1) показывает стабильность ландшафта, соотношение в агроландшафте сельскохозяйственных или иных угодий, которые обладают стабилизирующим или дестабилизирующим влиянием на агроландшафт.

 (КЭСЛ1) = ∑ Fстаб / ∑ Fдестаб

К стабилизирующим угодьям  относят площади, занимаемые стабильными элементами ландшафта: леса, защитные лесные насаждения, прибалочные, приовражные луга, заповедники, заказники, естественные водоемы и болота, кустарники, пастбища, сенокосы, пашня под многолетними культурами.

К нестабильным элементам ландшафта относят площади под застройками и домами, зарастающие и заиленные водоемы, места добычи полезных ископаемых, овраги, пашня под однолетними культурами.

Оценка коэффициента экологической стабильности ландшафта 

Менее или =0,5	ландшафт с ярко выраженной нестабильностью
0,5 - 1,0	ландшафт нестабильный
1,01-3,0	ландшафт условно стабильный
3,01-4,5	ландшафт стабильный
4,5 и более	ландшафт с ярко выраженной стабильностью

 

                                                                                                       
Таблица 2

Структура ландшафта

№	Наименование элемента	Площадь элемента (га)
1	Опушки лесных полос	89,56
2	Опушки прибалочных  полос	112,26
3	Береговые полосы рек  и водоемов	108,46
4	Сенокосы	259,27
5	Степная и травянистая  растительность	414,3
6	Кустарники	19
7	Овраги	58
8	Балки	49
9	Дороги	159,89
10	Застройки	66,5
11	Пашня под однолетними  культурами	4896,47
12	Сады	19,89
Итого		6252,6

 

Fстаб.= 89,56+112,26+108,46+259,27+414,3+19 = 1002,85 га

Fдестаб. = 58+49+159,89+66,5+4896,47 = 5249,75 га

КЭСЛ1 = 1002,85/5249,75 = 0,19=0,2

Вывод: В данном примере коэффициент экологической стабильности ландшафта равен 0,2. Это означает, что ландшафт с ярко выраженной нестабильностью.

 

2.3 Расчёт коэффициента экологической стабильности ландшафта (КЭСЛ2)

 

         При учёте стабильности ландшафта необходимо учитывать не только соотношение составляющих его биотических элементов, но и их качественное состояние: состояние рельефа, качество почвы, устойчивость материнских пород, состояние растительности и продуктивности биомасс. В наиболее полной степени такой подход реализуется при расчете коэффициента экологической стабильности ландшафта (КЭСЛ₂).

       КЭСЛ2 = P_i ^х К_{ЭЗ х} К_гу 

              P_i

P_i ^х К_ЭЗ - площадь биотического элемента (отдельных угодий) с учётом коэффициента их экологической значимости;

P_i - общая площадь агроландшафта (в знаменателе);

К_ЭЗ - коэффициент экологической значимости;

К_гу - коэффициент геоморфологической устойчивости.

         Коэффициент экологической значимости характеризует экологическое значение отдельных биотических элементов.

Коэффициент экологической  значимости

Лиственные леса	1
Застройки и дороги	0
Пашня	0,14
Овраги	0,05
Виноградники	0,29
Хвойные леса	0,38
Сады, лесные культуры и  лесополосы	0,43
Огороды	0,5
Луга, сенокосы, кустарники, балки	0,62
Хвойно-широколиственные леса	0,63
Пастбища	0,68
Водоёмы и водотоки	0,79
Пески	0,1

 

Коэффициент геоморфологической устойчивости рельефа

устойчивые материальные породы	1 (стабильные)
пески, оползни, овраги	0,7 (нестабильные)

 

Оценка коэффициента экологической устойчивости ландшафта (КЭСЛ₂)

менее или равен 0,33	ландшафт нестабильный
0,34-0,5	ландшафт мало стабилен
0,51 - 0,66	ландшафт средней стабильности
Более 0,66	ландшафт стабильный

                                                         Таблица 3

Вычисление  коэффициента КЭСЛ2

Название угодий	Площадь с учётом коэффициентов, га
Опушки лесных полос	38,51
Опушки прибалочных  полос	69,60
Береговые полосы рек  и водоёмов	85,68
Сенокосы	160,74
Степная и травянистая  растительность	256,87
Овраги	2,9
Балки	49,62
Дороги	0
Застройки	0
Пашня	685,50
Кустарники	11,78
Сады	8,55
Итого	1369,75

 

∑(P_i ⁺ К_ЭЗ ) = 1369,75га

∑P_i = 6252,6 га

К_гу =1

КЭСЛ₂= 1369,75 / 6252,6 * 1 = 0,22            

Вывод: В данном случае ландшафт является нестабильным, так как коэффициент меньше 0,33.

 

2.4  Расчёт коэффициента эрозионной расчленённости территории

 

       К_эр = L /   P           

L - общая длина оврагов, км;

Р - общая площадь агроландшафта, км².

 

 

Оценка коэффициента эрозионной расчленённости территории

менее 0,2	слабая расчленённость, удовлетворительное экологическое состояние
0,2-0,7	средняя расчленённость, напряжённое ухудшающееся экологическое состояние
0,71-2,5	сильная расчленённость, чрезвычайное экологическое состояние
более 2,5	Сильная эрозионная расчленённость, экологическое бедствие