Эколого-экономические аспекты использования и охраны земельных ресурсов тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Автореферат диссертации по теме "Эколого-экономические аспекты использования и охраны земельных ресурсов"

На правахрукописи

Анненков Павел Николаевич

ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕАСПЕКТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ И ОХРАНЫ ЗЕМЕЛЬНЫХ РЕСУРСОВ (на материалах Воронежской области)

Специальности: 08.00.05 - экономика и управление народным хозяйством: землеустройство 03.00.16 - экология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук

ВОРОНЕЖ -2004

Диссертационная работа выполнена на кафедре землеустройства Воронежского государственного аграрного университета им. К. Д. Глинки

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор

Постолов Виктор Дмитриевич

Официальные оппоненты: доктор экономических наук,

профессор

Мурашкин Николай Фадеевич

Защита состоится 29 апреля 2004 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета Д.220.010.02 в Воронежском государственном аграрном университете им. К. Д. Глинки по адресу:

394087, г. Воронеж, ул. Мичурина, 1.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Воронежского государственного аграрного университета им. К. Д. Глинки.

Автореферат разослан 26 марта 2004 года

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор экономических наук,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Житии Юрий Иванович

Ведущая организация: ОАО «ЦЧОНИИГипрозем»

профессор

Общая характеристика работы

Актуальность темы исследования. Резервы дальнейшего освоения плодородных земель в стране ограничены, ввод их в продуктивное использование связан со значительными капитальными вложениями. Одним из эффективных способов решения этой проблемы является повышение качественного состояния земель, уже используемых в сельскохозяйственном обороте.

Проводимые в стране экономические и земельные реформы привели к дестабилизации сельскохозяйственного производства, разрушению его ресурсного потенциала. Изменение форм собственности на землю оставило вопросы организации использования земли на усмотрение самих землепользователей.

На сельскохозяйственных угодьях страны продолжается развитие процессов деградации почв, что приводит к снижению запаса питательных веществ, негативным изменениям качественных и количественных характеристик почвенного покрова. Несмотря на принимаемые природоохранные меры, проблема защиты земель от дальнейшей деградации является одной из важнейших задач сегодняшнего дня и требует безотлагательного решения.

Организация использования земли в системе новых землепользований сельскохозяйственных предприятий должна характеризоваться рациональным сочетанием и оптимальной взаимосвязью компонентов и процессов в эколого-экономической системе, наиболее полно отвечать социальным и агроэкологи-ческим условиям, способствовать повышению противоэрозионной устойчивости агроландшафтов и увеличению продуктивности сельскохозугодий.

Актуальность темы также обусловлена задачей, поставленной Российской Академией сельскохозяйственных наук в рамках плана научных исследований на период до 2005 года, связанной с разработкой ландшафтно-экологической основы организации территории, обеспечивающей повышение эффективности мер по защите земель от эрозии и борьбе с засухой.

Степень разработанности проблемы. Вопросы организации использования территории в условиях техногенеза с х, так и

экологических факторов нашли освещение в трудах таких ученых как Д.Л. Арманда, В.И. Вернадского, А.А. Варламова, С.Н. Волкова, В.В. Докучаева, В.Я. Заплетина, М.Н. Заславского, С.А. Удачина, А.Н. Каштанова, А.С. Козменко, Н.Г. Конокотина, Н.А. Кузнецова, М.И. Лопырева, Ф.Н. Милькова, Б.Б. Полы-нова, В.Д. Постолова, Я.И. Потапенко, С.С. Соболева и многих других.

Наибольшего внимания, на наш взгляд, заслуживают работы, касающиеся организации территории на эколого-ландшафтной основе. Высокую значимость в решении перечисленных проблем имеют труды MB. Андриншина, И.П. Здо-ровцова, П.И. Казьмира, В.М. Мишона, Г.П. Сурмача, В.П. Троицкого, В.М. Чупахина, Г.И. Швебса. В современных условиях любое решение по организации территории, не имеющее под собой научного ландшафтно-экологического обоснования, может привести к необратимым процессам снижения плодородия почв и деградации сельскохозяйственных угодий.

Актуальность перечисленных проблем, а также необходимость их практического решения определили выбор темы, цели и задач исследования.

Целью исследования является совершенствование теоретических и методических основ эколого-ландшафтной организации территории и дифференцированное использование и охрана земель в условиях техногенеза.

В соответствии с целью были поставлены задачи исследования:

совершенствование методики определения классов потенциальной эрозионной опасности земель от склонового стока на основе конструирования исследуемых процессов с помощью нейронных сетей;

разработка методов оценки степени влияния эрозионных факторов на потенциальный сток и смыв почв в условиях техногенеза;

эколого-экономическое обоснование модели устойчивого агро-ландшафта с использованием современных методов проектирования;

рекомендации по эффективному использованию и охране земельных ресурсов на основе парадигмы земле- и природопользования.

Предмет и объект исследования. Предметом исследования является совокупность факторов, влияющих на потенциальное развитие эрозионных про-

цессов под действием стока талых вод и ливневых дождей.

Объектом является земельный фонд Аннинского района Воронежской области и земли колхоза "Ленинский путь".

Методологической и методической основой диссертационного исследования являются научные концепции, принципы по использованию земель, разработанные известными отечественными учеными, законодательные и нормативные акты субъектов Российской Федерации, специальная литература по вопросам экономики, экологии, землеустройства, почвоведения, землепользования и т.д.

Эмпирическая база работы включает статистические сборники Воронежской области, Комитета статистики Воронежской области, годовые отчеты Комитета по земельным ресурсам и землеустройству по Воронежской области и районных земельных комитетов, ЦЧОНИИгипрозема, НИИ им. В.В. Докучаева Каменная степь, данные климатических, почвенных, агрохимических исследований, картографические материалы, фондовые материалы Областного комитета по земельным ресурсам и землеустройству Воронежской области, личные расчеты и наблюдения автора.

В процессе обработки информации были использованы общенаучные логические приемы, методы исследования (монографический, абстрактно-логический, графический, экономико-статистический, ландшафтно-картографический), а также математическое моделирование нейронных сетей обратного распространения.

Научная новизна исследования. В диссертации получен ряд положений, отличающихся научной новизной:

По специальности 08.00.05—экономика иуправление народнымхозяйст-вом:землеустройство:

- использованы современные методы исследования комплекса эрозионных процессов при помощи математического моделирования на основе нейронных сетей;

- введен дополнительный коэффициент, учитывающий влияние на развитие деградационных процессов в условиях водной эрозии почв;

- обоснованы приемы повышения эколого-экономической эффективности использования земель в условиях техногенеза, способствующие формированию устойчивых агроландшафтов в современных условиях.

По специальности 03.00.16—экология:

- обобщено и уточнено содержание региональных негативных процессов, что позволяет определить уровень деградации земель и наметить комплексные мероприятия по их восстановлению, использованию и охране;

- разработана методика определения степени влияния отдельных эрозионных факторов на потенциальный смыв почв, позволяющая прогнозировать использование сельскохозяйственных земель с учетом их экологического состояния;

- введено понятие "зона свободного варьирования", позволяющее более гибко оценивать земельные ресурсы с точки зрения их дальнейшего эффективного использования в сельскохозяйственном производстве.

Практическая значимость исследования состоит в возможности использования предварительно составленной нейронной модели для оценки степени влияния естественных и антропогенных факторов на потенциальное развитие эрозионных процессов. Это, в конечном итоге, позволяет, привлекая к составлению нейронной модели специалистов высокого уровня, обеспечить комплексный анализ исследуемых процессов на уровне непосредственных исполнителей проектов.

Результаты работы являются также составной частью программы эколо-го-экономических исследований Воронежского государственного аграрного университета им. К.Д. Глинки и используются при разработке проектов (схем) землеустройства на эколого-ландшафтной основе.

В процессе разработки предложен новый способ перенесения в натуру контурных рубежей ландшафтного землеустройства с применением электронных тахеометров.

Апробация результатов исследования. Основные теоретические положения и практические результаты исследования докладывались на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов Воронежского ГАУ им. К.Д. Глинки (2000 — 2003 1г.).

Публикации. По материалам исследований опубликовано 5 печатных работ общим объемом 0,8 пл., в том числе авторских 0,5 пл.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов и предложений, списка использованной литературы из 145 источников, в том числе 3 на иностранных языках, изложена на 135 страницах, содержит 18 таблиц, 30 рисунков, 13 формул и 7 приложений.

Основное содержание работы

Во введении обоснована актуальность выбранной темы исследования, показана степень разработанности проблемы, определены цель и основные задачи исследования, показаны новизна и практическая значимость работы, а также указаны предмет и объект исследования.

Первая глава диссертации «Теоретические положения рационального использования и охраны земельных ресурсов в условиях техногенеза» - посвящена теоретическим исследованиям вопросов рационального использования и охраны земельных ресурсов в условиях техногенеза.

Рассмотрена современная концепция развития деградационных процессов на землях сельскохозяйственного назначения, обобщены их виды и показаны основные составляющие комплекса противоэрозионных мероприятий, применяемых в районах проявления водной эрозии почв.

С точки зрения взаимодействия общества и природы, экологический кризис некорректно считать новым явлением. Негативное влияние человека в сфере сельскохозяйственного производства началось очень давно.

В современных условиях резервы дальнейшего освоения плодородных земель ограничены, следовательно, повышение качественного состояния сельскохозяйственных земель (уже находящихся в обороте) является задачей экологического землеустройства. Здесь необходимо отметить, что большая часть потерь почв, их плодородия, носит антропогенный характер.

Как свидетельствуют исследования многих отечественных ученых, соотношения между качеством почвенного покрова и условиями тепло- и влаго-обеспеченности на территории России крайне неблагоприятны из-за несоответствия площади почвенного покрова и его сельскохозяйственного потенциала. Поэтому организация территории на ландшафтно-экологической основе является резервом для сохранения плодородия почв.

Показано, что развитие процессов эрозии зависит от характера взаимодействия ряда естественных и антропогенных факторов, при этом антропогенные факторы являются своего рода катализаторами негативных природных процессов. Приведенные данные свидетельствуют о том, что в большинстве случаев разграничить природные и антропогенные факторы эрозии бывает невозможно.

По мнению ряда отечественных ученых, в последнее время усилилось действие антропогенных факторов: нерациональное ведение земледелия, чрезмерный выпас скота, уничтожение почвенно-растительного покрова промышленным, коммунальным и ирригационным строительством, горные разработки, технологические и аварийные выбросы в атмосферу, сбросы сточных и дренажных вод. Так была осознана необходимость учета природных свойств территории (климата, почв, рельефа местности, условий увлажнения и др.) для целей сельского хозяйства.

На территории Воронежской области наиболее распространенным видом эрозии сельскохозяйственных угодий является водная. Автором проанализированы основные факторы, влияющим на интенсивность проявления водной эрозии (климат, рельеф, почвообразующие породы, растительность, антропогенное воздействие человека на территорию).

С точки зрения экологии, сокращение лесов вместе с усилением техногенного воздействия на атмосферу при дополнительном индустриально-промышленном загрязнении изменили структуру тепло- и влагообмена, нарушили радиационный баланс агроландшафтов, ослабили их регуляторно - восстановительный потенциал. Поступающая солнечная энергия уже большей частью расходуется не на синтез органического вещества, а на нагрев и обезвоживание территории, то есть на проявление более частых и интенсивных засух и суховеев.

Так, в Воронежской области практически каждый третий год стал засушливым. Отмечено, что состояние природной среды не следует воспринимать как неизбежность, заранее смиряясь с низкими урожаями. Параметры эколого-ландшафтной системы весьма мобильны и могут под воздействием антропогенных факторов меняться как в лучшую, так и в худшую сторону. С этой точки зрения, рациональное использование земельных ресурсов и природы в целом объединяет в себе экономические и экологические аспекты, причем на первый план выходят вопросы агроэкологии (рис. 1).

Рис. 1.

Следовательно, использование земельных ресурсов может быть признано рациональным в том случае, если оно удовлетворяет экономические потребности в рамках экологической разумности, а экономическая деятельность осуществляется с соблюдением законов природы и ландшафтной экологии.

Автор полностью разделяет точку зрения П.Н. Першина и С.А. Удачина, которые видели решение проблемы в приспособлении территории для ее хозяйственного использования, при условии гармоничного сочетания земельных, трудовых и материально-технических ресурсов в процессе производства сельскохозяйственной продукции.

Диссертант в своей работе рассматривает экологические и экономические аспекты снижения почвенного плодородия, отмечая, что интенсификация использования сельскохозяйственных земель представляет собой мощный антропогенный процесс, отрицательно влияющий на природную среду и наиболее уязвимым ее компонентом является почва и другие компоненты ландшафта.

Проводится анализ экологических и экономических аспектов альтернативного земледелия и делается вывод, что в целях сохранения и повышения плодородия почв важное значение приобретает разработка системы адаптивного земледелия, определяющей схему внесения органических и минеральных удобрений, посев многолетних трав, особенно бобовых. К числу недостатков альтернативного земледелия он относит зависимость от природных факторов, повышение энергозатрат на производство сельскохозяйственных культур.

Эффективность сельскохозяйственного производства может быть повышена путем применения приемов эколого-ландшафтного землеустройства.

Поэтому необходим эколого-адаптивный подход к осуществлению комплексных мер, направленных на повышение, противоэрозионной (природоохранной) устойчивости агроландшафтов и увеличение их продуктивности на основе разработки проектов эколого-ландшафтной организации территорий, подверженных водной и ветровой эрозии почв.

В связи с большим разнообразием природных условий (почв, рельефа, микроклиматических и др.) земли возникает задача ее дифференцированного использования в системе адаптивных севооборотов с учетом классов потенциальной эрозионной опасности.

Во второй главе - «Современное состояние, тенденции и оценка уровня использования земельных ресурсов» - выявляется общая динамика и структура

земельного фонда Аннинского района Воронежской области, рассматриваются географические, климатические особенности исследуемой территории, разнообразие почвенного покрова, дается оценка современного состояния территории района с точки зрения эколого-ландшафтного землеустройства.

В целом за исследуемый период следует отметить общую тенденцию к увеличению площади сельскохозяйственных угодий за счет земель других категорий. Значительное (скачкообразное) увеличение площади сельскохозяйственных угодий (на 91,3 тыс. га), произошло в 1999 году. Именно в этом году были проведены работы по уточнению границ земель населенных пунктов, вследствие чего большая часть изъятых земель перешла в сельскохозяйственные угодья. В период с 01.01.2000 по 01.01.2001 года произошло незначительное увеличение их площади на 109 га, что особенно интересно на фоне общей тенденции сокращения площади сельскохозяйственных угодий в связи с выбытием их из оборота.

Среди районов Воронежской области Аннинский отличается высокой освоенностью сельскохозяйственных угодий и распаханностью земель, о чем свидетельствует рисунок 2.

Распределение земельных угодий на 01.01.2003 г.

Подводой Земли застройки

" ПА И яплАгани

Под дорогами 1%

1%

1%

Под древ-«уст расг-тъю

\

Болота 1%

2%

\

Лесные земли 1%

Прочие земли 1%

Пастбище 12%

Пашня

Рис.2

Показано, что распаханность территории района превышает экологически допустимые пределы, что усиливает процесс деградации почв и ухудшения гидрологического режима водосборных бассейнов, снижает способность природных комплексов к саморегулированию и продуктивность сельскохозяйственных угодий.

Проведен анализ структуры земельного фонда района по формам собственности на землю, а также показателей, характеризующих природные возможности территории и антропогенную нагрузку для типичного хозяйства Аннинского района. Согласно шкале оценки антропогенной нагрузки на агроланд-шафт уровень нагрузки на территорию является опасным. Поэтому необходимо разрабатывать комплекс мероприятий по оздоровлению природной среды, включающий меры по снижению антропогенного риска и по повышению природных возможностей агроландшафта.

В третьей главе — «Совершенствование методики классификации потенциальной эрозионной опасности земель в условиях водной эрозии почв» -определены пути совершенствования существующей методики с использованием математического моделирования на основе нейронных сетей.

Рассмотрена возможность использования моделирования процесса с помощью нейронных сетей методом обратного распространения при решении задачи определения классов потенциальной эрозионной опасности земель с дальнейшим прогнозированием и учетом дополнительных коэффициентов.

В ходе исследования установлено, что существующая методика анализа потенциальной эрозионной опасности земель во многом субъективна, так как связана с количественной оценкой исследуемых параметров. Однако, как показала практика, многие параметры (явления) с высокой степенью достоверности можно описать лишь качественно, например: профиль местности, экспозицию склона, тип почвы и т.д.

В этом случае использование моделирования на основе нейронных сетей дает возможность анализа как количественных, так и качественных

показателей. Достоинством является и тот факт, что устанавливаются взаимосвязи и степень их прочности между исследуемыми признаками.

Возможности такого моделирования раскрыпы на примере использования программы Excel Neural Package, выбор которой быш обоснован. В данном случае используемая модель быша инструментом анализа факторов, влияющих на величину потенциального смыва почв под действием талык вод и ливневык дождей.

Входной файл состоит из 499 строк (61 линия). Число примеров в тестовой выборке составляет 150 (30% от общего числа). При этом предусматривается случайный выбор тестового множества из обучающей выборки, что является наиболее естественным при решении задач аппроксимации. Для каждой строки известны девять величин: номер отрезка, уклон местности на линии отрезка, экспозиция склона, вид поперечного профиля, тип почв, гранулометрический состав почвы, степень смытости почв.

В целях совершенствования методики определения классов потенциальной эрозионной опасности земель в разработанную с помощью нейро - эмита-тора модель для каждого стометрового отрезка линии стока был введен показатель содержания гумуса в процентах. В исследуемой выборке это значение колеблется от 0% (на почвах балочных склонов) до 7,90% (у черноземно-луговык среднегумусных среднемощных поверхностно-слабо-солонцеватых почв).

В модели конкретные значения входов принадлежат разным диапазонам, поэтому быша проведена их нормировка. Таким образом, все входы нейронной сети стали сравнимыми по порядку величинами.

В ходе обучения сеть аппроксимирует многомерные данные, автоматически подбирая свои внутренние параметры — веса нейронов.

Для иллюстрации предложенного дан график (рис. 3), на котором отражены результаты работы сети для всей экспериментальной выборки.

На рисунке 4 дан фрагмент обучающей выборки, что позволяет более детально оценить соответствие ответов сети тестовому множеству.

Рис.4

Информация на графике представлена в нормализованном виде. Следует отметить высокую степень соответствия реальных и аппроксимированных данных, что свидетельствует о том, что обучение сети прошло успешно и дает возможность рекомендовать ее к использованию в дальнейшем.

Оценив по полученной схеме степень влияния каждого фактора, получили следующие результаты (рис. 5): уклон местности на линии отрезка - 0,563; степень смытости почв — 0,089; содержание гумуса, % — 0,083; номер отрезка (длина линии стока воды) — 0,028; экспозиция склона — 0,021; типы почв -0,010; вид поперечного профиля - 0,004; гранулометрический состав почв -0,004.

Рис.5

В процессе исследования предложено понятие «зона свободного варьирования», под которой понимается значение порога принятия, то есть расстояние между наименьшим и наибольшим значением, на котором принимается положительное решение о классификации наблюдения. В численном выражении это колебание нормированной величины потенциального смыва почв ±1,0 т/га. Допустим, что полученное значение - 20,90 т/га, то есть, при простом арифметическом округлении на данном отрезке линии получаем земли сильной эрозионной опасности, но с учетом зоны свободного варьирования они могут быть отнесены к средней эрозионной опасности. Принятие такого решения зависит от приоритетного направления дифференцированного использования земель.

Методика использования нейронных сетей в ходе ландшафтного проектирования отличается от существующих тем, что позволяет:

- устанавливать взаимосвязи между отдельными факторами (компонентами), учитывая их вес (значимость), что позволяет, в свою очередь, сформировать суждение о том или ином типе эрозионных процессов;

- производить объективную классификацию всего спектра эрозионных процессов, выделяя главные (несущие) компоненты.

В четвертой главе «Эколого-экономическое обоснование принятых решений» - дано обоснование проектных решений.

На основе выявленных во второй главе закономерностей, были проведены расчеты, которые позволили сделать следующие выводы: с 1995 по 2002 гг. по Воронежской области наблюдается повышение урожайности зерновых культур с 10,7 н/га до 22,1 ц/га. В Аннинском районе изменение урожайности зерновых культур происходит скачкообразно. Динамика урожайности по основным культурам дана в таблице 1.

Таблица 1. Динамика урожайности основных культур

Годы Урожайность основных культур, ц/га

зерно сахарная свекла подсолнечник

1995 12,0 188,0 16,0

1999 16,5 254,0 14,8

2000 14,8 224,0 13,4

2001 28,1 245,0 14,4

2002 23,1 201,0 14,6

Анализ экономической эффективности сельскохозяйственного производства Аннинского района отражен в таблице 2.

Следует отметить, что по валовому производству зерновых и молока в целом по району наблюдается положительная динамика, чего нельзя сказать о мясной продукции. Наблюдается уменьшение объемов производства скота и птицы, так в 1995 году было произведено 14616 тонн, а в 2002 году — только

10485 тонн. Это соответствует ситуации сложившейся в целом по стране: отрасль животноводства по-прежнему является убыточной.

Таблица 2. Экономическая эффективность сельскохозяйственного производства

Годы Валовая продукция, т. Товарная продукция, т. Уровень товарности, %

зерно молоко мясо зерно молоко мясо зерно молоко мясо

1995 73370 36803 14616 39371 19583 8170 54 53 56

1999 90300 41837 13153 53015 20842 6109 59 50 46

2000 79000 38146 12293 41260 21860 6196 52 57 50

2001 146610 36591 12675 82263 20681 7618 56 57 60

2002 123810 37351 10485 66889 22074 6632 54 59 63

Уровень товарности основной продукции сельскохозяйственных предприятий (зерно, молоко, мясо) достаточно низкий, что может быть объяснено тем, что, согласно статистическим данным, около 45% (в 1995 году - 47%, в 2002 году - 42,8%) всей мясной и, соответственно, 30 % (31,2 и 27,9) молочной продукции производится в личных подсобных хозяйствах (ЛПХ).

Повышению эффективности использования земель содействует также применение интенсивных агротехнологий выращивания культур, использование более урожайных районированных сортов, эколого-экономическое совершенствование структуры посевных площадей и угодий, проведение всех полевых работ в оптимальные агротехнические сроки, улучшение организации труда и производства, повышение квалификации работников, культуры земледелия, разведение племенного скота и т.д.

Рассмотрены и обоснованы приемы повышения эколого-экономической эффективности использования земель в условиях техногенеза, способствующие формированию устойчивых агроландшафтов.

Сделан вывод о необходимости предотвращения или минимизации ущерба, наносимого почвам в результате их хозяйственного использования путем разработки и внедрения комплекса мероприятий, учитывающих: природные свойства и особенности участка при разработке проекта его оптимального использования; технологические требования на проектируемых участках; разра-

ботки мелиоративных и рекультивационных мер по ограничению и ликвидации очагов ущерба при его проявлении; особенности перевода угодий в другой вид использования при невозможности или нецелесообразности сохранения на участке прежнего режима использования.

Разработан проект устойчивого агроландшафта на примере колхоза "Ленинский путь".

В основу создания проекта был положен принцип контурно-ландшафтной организации территории. С учетом данных картограммы классов потенциальной эрозионной опасности земель были выделены экологически однородные по плодородию и крутизне агрофации, из которых затем формировали поля севооборотов.

Предлагается в ходе эколого-экономического обоснования проекта расчет недобора урожая с площади занятой лесными полосами вести в разрезе севооборотов по полям и агрофациям. Такой подход дает возможность оценить стоимость потерь продукции отдельно для каждого поля и агрофации по годам с учетом плодосмена. Как показали исследования, максимальный недобор продукции ожидается в первый год после начала действия лесных полос, и минимальный — на четвертый год. С учетом того, что агроклиматическое полезащитное влияние лесных полос наступает через пять лет, то соответственно имеем: максимальный недобор на 6 год и минимальный — на 9 год после посадки лесных полос. Следует также обратить внимание на то, что разница между минимальным и максимальным значением стоимости продукции, теряемой ежегодно с площади занятой под лесомелиоративными насаждениями, составляет 54,8 тыс. руб. Такой минимальный разброс достигается за счет равновеликости запроектированных полей севооборотов, что позволяет в перспективе планировать стабильные урожаи сельскохозяйственных культур.

Оценить эколого-экономическую эффективность принятых решений можно также путем сопоставления ущерба, причиняемого эрозией и ожидаемого эффекта от предусмотренного комплекса мероприятий.

По мнению автора, любое решение по организации территории, не имеющее под собой твердого научного эколого-ландшафтного обоснования, может привести к необратимым процессам разрушения плодородия почв и деградации сельскохозяйственных угодий.

В ходе перенесения проекта эколого-ландшафтного устройства территории в натуру часто сталкиваются с проблемой выноса контурных линейных элементов (лесных и буферных полос, дорог, границ рабочих участков), так как им отводится значительное место в решении вопросов формирования оптимального агроландшафта.

Такие элементы, как правило, проектируются в виде сочетания прямолинейных участков и дуг окружностей различных радиусов, которые набираются, исходя из требований аппроксимации рельефа и технологических условий обработки почвы в пределах рабочего участка (агрофации).

Вынос в натуру таких элементов организации территории представляет определенные сложности и недостаточно изучен.

Проанализировав существующие методики, автор отмечает следующие недостатки: высокую трудоемкость работ ввиду большого количества линейных измерений, необходимость построения перпендикуляров, ввод поправок за угол наклона, а также вешение линий, в некоторых случаях недостаточная точность разбивки из-за больших длин перпендикуляров и погрешностей за угол наклона линий; отсутствие видимости при откладывании перпендикуляров в фиксированных точках; затруднительность выполнения линейных измерений из-за влажного состояния почвы (разбивка обычно проводится в сжатые сроки весенне-осенней посадки лесополос).

Автором предлагается новая методика детальной разбивки контурной кривой на базе применения электронных тахеометров, которая свободна от перечисленных выше недостатков.

Применение электронного тахеометра при разбивке позволяет производить угловые и линейные измерения одновременно, причем

автоматически исправлять линии за угол наклона, что значительно снижает трудоемкость работ и повышает точность перенесения элементов в натуру.

Данная методика апробировалась на учебном геодезическом полигоне Воронежского ГАУ им. К.Д. Глинки. Производительность разбивки по сравнению со способом перпендикуляров от хорды увеличивается на 40-50%.

Выводы и предложения

Проведенные исследования в области использования и охраны земельных ресурсов в условиях реформирования земельных отношений позволяют сделать следующие выводы и предложения:

1. В современных условиях аграрного производства резервы дальнейшего освоения плодородных земель ограничены из-за высокой распаханности территории и неблагоприятной экологической обстановки. Использование методов эколого-ландшафтного землеустройства в районах подверженных водной и ветровой эрозии дает возможность повышения качественного состояния сельскохозяйственных земель, сохраняя их природный потенциал.

2. Ретроспективный анализ статистических данных показал, что в целом по области складывается тенденция к ухудшению качества и количества сельскохозяйственных угодий, что указывает на необходимость решения проблем деградации почв, а также постановки задачи прогноза динамики изменения площади сельскохозяйственных угодий методами математической статистики.

3. Показано, что анализируемая методика определения классов потенциальной эрозионной опасности земель в условиях проявления водной эрозии почв должна предусматривать анализ не только количественных, но и качественных показателей, что может производиться на основе математического моделирования исследуемого процесса с использованием нейронных сетей обратного распространения и позволит оценить вклад (вес) каждого исследуемого фактора в потенциальное развитие эрозионных процессов.

4. На основе результатов исследования обосновано и сформулировано новое понятие «зона свободного варьирования», которое обусловлено дифференцированным характером учета качественных и количественных показателей.

5. Как показали расчеты, при условии внедрения проектных решений на исследуемой территории агроландшафт из состояния разрушающегося в течение 11 лет перейдет в состояние восстанавливающегося (соотношение средо-стабилизурующих к дестабилизирующим угодьям увеличится от 0,134 до 0,854).

6. Путем увеличения видового разнообразия агроландшафта (за счет проектирования лесных и буферных полос, экотонов, залужения пашни, выделения экологических и энтомологических заказников и т.д.) достигается большая эластичность систем, что положительно влияет на сохранение устойчивости агро-экосистемы.

7. Предложен новый способ перенесения в натуру контурных рубежей ландшафтного землеустройства с применением электронных тахеометров.

По теме диссертационного исследования опубликованы следующие работы автора:

1. Анненков П.Н. Вынос в натуру контурных линейных элементов ландшафтного земледелия с применением электронных тахеометров / П.Н. Анненков, В.Д. Постолов // Геодезия, кадастр и землеустройство: Сб. науч. трудов. -Воронеж, 2001. - С.5 - 8.

2. Анненков П.Н. Социально-экономические и экологические проблемы развития территорий сельских населенных пунктов / Е.Ю. Анненкова, П.Н. Анненков, О.В. Гвоздева // Геодезия, кадастр и землеустройство: Сб. науч. трудов. - Воронеж, 2001. - С.62 - 65.

3. Анненков П.Н. Обоснование размещения линейных элементов по склоновому стоку воды / П.Н. Анненков // Аграрная наука в начале XXI века: Материалы международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов. Ч.П. - Воронеж: ВГАУ, 2001. - С. 110 - 111.

4. Анненков П.Н. Роль экологического землеустройства в формировании агроландшафтов и агроценозов / П.Н. Анненков // Вклад молодых ученых в развитие аграрной науки в начале XXI века: Материалы научно-практической конференции. ЧХ - Воронеж: ВГАУ, 2003. - С. 195 - 197.

5. Организация рационального использования земли и ее кадастровая оценка / Постолов В.Д., Недикова Е.В., Гвоздева О.В., Анненков П.Н. // Вестник Воронежского государственного аграрного университета им К.Д. Глинки. -2003.-С. 62-70.

Тип. ВГАУ, зак. 512 - 2004 г., т. 100 экз., объем 1,0 п. л.

i- 56 9 1

Диссертация: содержание автор диссертационного исследования: кандидата экономических наук, Анненков, Павел Николаевич

Введение.

Глава I. Теоретические положения рационального использования и охраны земельных ресурсов в условиях техногенеза.

1.1. Современная концепция развития деградационных процессов на землях сельскохозяйственного назначения.

1.1.1. Взаимосвязи общества и природы в условиях возрастающей антропогенной нагрузки.

1.1.2. Причины проявления эрозионных процессов.

1.1.3. Виды деградационных процессов, распространенных на территории сельскохозяйственных угодий.

1.2. Организация рационального использования и охраны земельных ресурсов в условиях проявляющегося экологического кризиса.

1.2.1. Организация рационального использования земельных ресурсов на эколого-ландшафтной основе.

1.2.2. Проблема снижения почвенного плодородия в разбалансированных агроландшафтах.

1.3. Экологизация землеустройства в условиях интенсификации использования земель.

1.3.1. Эколого-экономические вопросы, решаемые с помощью землеустройства.

1.3.2. Комплекс природоохранных мероприятий по повышению эффективности использования и охране земель.

Глава II. Современное состояние, тенденции и оценка уровня использования земельных ресурсов.

2.1. Динамика и структура земельного фонда.

2.2. Природно-климатические и экономические условия.

2.2.1. Географическая и агроклиматическая характеристика.

2.2.2. Характеристика почвенного покрова и почвообразующих пород.

2.3. Оценка современного состояния территории по эколого-хозяйственным признакам.

Глава III. Совершенствование методики классификации потенциальной эрозионной опасности земель в условиях водной эрозии почв.

3.1. Определение классов потенциальной эрозионной опасности земель для целей формирования экологически устойчивого агроландшафта.

3.2. Иерархия задач, решаемых с помощью нейронных сетей.

3.3. Совершенствование методики определения классов потенциальной эрозионной опасности земель.

Глава IV. Эколого-экономическое обоснование принятых решений.

4.1. Оценка эффективности использования и охраны земельных угодий.

4.2. Эколого-экономическая оценка эффективности проектных землеустроительных решений.

4.3. Вынос в натуру контурных линейных элементов эколого-ландшафтного землеустройства с применением электронных тахеометров.

Диссертация: введение по экономике, на тему "Эколого-экономические аспекты использования и охраны земельных ресурсов"

Актуальность темы исследования

Резервы дальнейшего освоения плодородных земель в стране ограничены, ввод их в продуктивное использование связан со значительными капитальными вложениями. Одним из эффективных способов решения этой проблемы является повышение качественного состояния земель, уже используемых в сельскохозяйственном обороте.

Проводимые в стране экономические и земельные реформы привели к дестабилизации сельскохозяйственного производства, разрушению его ресурсного потенциала. Изменение форм собственности на землю оставило вопросы организации использования земли на усмотрение самих землепользователей.

На сельскохозяйственных угодьях страны продолжается развитие процессов деградации почв, что приводит к снижению запаса питательных веществ, к негативным изменениям качественных и количественных характеристик почвенного покрова. Несмотря на принимаемые природоохранные меры, проблема защиты земель от дальнейшей деградации является одной из важнейших задач сегодняшнего дня и требует безотлагательного решения.

Организация использования земли в системе новых землепользовании сельскохозяйственных предприятий должна характеризоваться рациональным сочетанием и оптимальной взаимосвязью компонентов и процессов в эколого-экономической системе, наиболее полно отвечать социальным и агроэкологическим условиям, способствовать повышению противоэрозион-ной устойчивости агроландшафтов и увеличению продуктивности сельскохозяйственных угодий.

Актуальность темы также обусловлена задачей, поставленной Российской академией сельскохозяйственных наук в рамках плана научных исследований на период до 2005 года, связанной с разработкой ландшафтно-экологической основы организации территории, обеспечивающей повышение эффективности мер по защите земель от эрозии и борьбе с засухой.

Состояние изученности проблемы

Вопросы организации использования территории в условиях техноге-неза с учетом как экономических, так и экологических факторов нашли освещение в трудах таких ученых, как А. А. Варламов [13], С. Н. Волков [15, 16, 17], В. В. Докучаев [23, 24, 25], В. Я. Заплетин [32, 104], М. Н. Заславский [33, 34, 35], С. А. Удачин [123, 124], А. Н. Каштанов [45], А. С. Козменко [50], Н. Г. Конокотин [53, 54, 55], М. И. Лопырев [67, 68, 69, 70, 71, 72, 73], Ф. Н. Мильков [80, 81, 82],В. Д. Постолов [93, 94], С. С. Соболев [109, 110, 111, 112, 113, 114] и многие другие.

Наибольшего внимания, на наш взгляд, заслуживают работы, касающиеся организации территории на эколого-ландшафтной основе. Высокую значимость в решении перечисленных проблем имеют труды М. В. Андрин-шина [131], И. П. Здоровцова [37], П. И. Казьмира [42, 43], В. М. Мишона [84], Г. П. Сурмача [116, 117], В. П. Троицкого [121, 122], В. М. Чупахина [131], Г. И. Швебса [133, 134]. В современных условиях любое решение по организации территории, не имеющее под собой научного ландшафтно-экологического обоснования, может привести к необратимым процессам снижения плодородия почв и деградации сельскохозяйственных угодий.

Актуальность перечисленных проблем, а также необходимость их практического решения определили выбор темы, цели и задач исследования.

Целью исследования является совершенствование теоретических и методических основ эколого-ландшафтной организации территории и дифференцированное использование и охрана земель в условиях техногенеза.

В соответствии с целью были поставлены следующие задачи исследования:

- совершенствование методики определения классов потенциальной эрозионной опасности земель от склонового стока на основе конструирования исследуемых процессов с помощью нейронных сетей;

- разработка методов оценки степени влияния эрозионных факторов на потенциальный сток и смыв почв в условиях техногенеза;

- эколого-экономическое обоснование модели устойчивого агро-ландшафта с использованием современных методов проектирования;

- рекомендации по эффективному использованию и охране земельных ресурсов на основе парадигмы земле- и природопользования.

Предмет и объект исследования

Предметом исследования является совокупность факторов, влияющих на потенциальное развитие эрозионных процессов под действием стока талых вод и ливневых дождей.

Объектом являются земельный фонд Аннинского района Воронежской области и земли сельскохозяйственной артели "Ленинский Путь".

Методологической и методической основой диссертационного исследования являются научные концепции, принципы по использованию земель, разработанные известными отечественными учеными, законодательные и нормативные акты субъектов Российской Федерации, специальная литература по вопросам экономики, экологии, землеустройства, почвоведения, землепользования и т.д.

Эмпирическая база работы включает статистические сборники Воронежской области, Комитета статистики Воронежской области, годовые отчеты Комитета по земельным ресурсам и землеустройству по Воронежской области и районных земельных комитетов, ЦЧОНИИгипрозема за 1997 - 2003 годы, НИИ имени В. В. Докучаева Каменная степь (1998 г.), данные климатических, почвенных, агрохимических исследований, картографические материалы, фондовые материалы Областного комитета по земельным ресурсам и землеустройству (1998 — 2003 гг.), личные расчеты и наблюдения автора.

В процессе обработки информации были использованы общенаучные логические приемы, методы исследования (монографический, абстрактно-логический, графический, экономико-статистический, ландшафтнокартографический), а также математическое моделирование нейронных сетей обратного распространения.

Научная новизна исследования состоит в следующих разработках: По специальности 08.00.05 — экономика и управление народным хозяйством: землеустройство: использованы современные методы исследования комплекса эрозионных процессов при помощи математического моделирования на основе нейронных сетей; введен дополнительный коэффициент, учитывающий влияние на развитие деградационных процессов в условиях водной эрозии почв; обоснованы приемы повышения эколого-экономической эффективности использования земель в условиях техногенеза, способствующие формированию устойчивых агроландшафтов в современных условиях. По специальности 03.00.16 — экология:

- обобщено и уточнено содержание региональных негативных процессов, что позволяет определить уровень деградации земель и наметить комплексные мероприятия по их восстановлению, использованию и охране;

- разработана методика определения степени влияния отдельных эрозионных факторов на потенциальный смыв почв, позволяющая прогнозировать использование сельскохозяйственных земель с учетом их экологического состояния;

- введено понятие "зона свободного варьирования", позволяющее более гибко оценивать земельные ресурсы с точки зрения их дальнейшего эффективного использования в сельскохозяйственном производстве.

Практическая значимость исследования состоит в возможности использования предварительно составленной нейронной модели для оценки степени влияния естественных и антропогенных факторов на потенциальное развитие эрозионных процессов. Это, в конечном итоге, позволяет, привлекая к составлению нейронной модели специалистов высокого уровня, обеспечить комплексный анализ исследуемых процессов на уровне непосредственных исполнителей проектов.

Результаты работы являются также составной частью программы эко-лого-экономических исследований Воронежского государственного аграрного университета имени К.Д. Глинки и используются при разработке проектов (схем) землеустройства на эколого-ландшафтной основе.

В процессе разработки предложен новый способ перенесения в натуру контурных рубежей ландшафтного землеустройства с применением электронных тахеометров.

Апробация результатов исследования

Основные теоретические положения и практические результаты исследования докладывались на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов Воронежского государственного аграрного университета имени К. Д. Глинки (2000-2003 гг.).

Публикации

По материалам исследований опубликовано 5 печатных работ общим объемом 0,8 п. л., в том числе авторских 0,5 п. л.

Объем и структура работы

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов и предложений, списка использованной литературы из 145 источников, в том числе 3 на иностранных языках, изложена на 135 страницах, содержит 18 таблиц, 30 рисунков, 13 формул и 7 приложений.

Диссертация: заключение по теме "Экономика и управление народным хозяйством: теория управления экономическими системами; макроэкономика; экономика, организация и управление предприятиями, отраслями, комплексами; управление инновациями; региональная экономика; логистика; экономика труда", Анненков, Павел Николаевич

Выводы и предложения

Проведенные исследования в области использования и охраны земельных ресурсов в условиях реформирования земельных отношений позволяют сделать следующие выводы и предложения:

1. В современных условиях аграрного производства резервы дальнейшего освоения плодородных земель ограничены из-за высокой распаханно-сти территории и неблагоприятной экологической обстановки. Использование методов эколого-ландшафтного землеустройства в районах подверженных водной и ветровой эрозии, дает возможность повысить качественное состояние сельскохозяйственных земель, сохраняя их природный потенциал.

2. Ретроспективный анализ статистических данных показал, что в целом по области складывается тенденция к ухудшению качества и уменьшению количества сельскохозяйственных угодий, что указывает на необходимость решения проблем деградации почв, а также постановки задачи прогноза динамики изменения площади сельскохозяйственных: угодий методами математической статистики.

3. Показано, что анализируемая методика определения классов потенциальной эрозионной опасности земель в условиях проявления водной эрозии почв должна предусматривать анализ не только количественных, но и качественных показателей, что может производиться на основе математического моделирования исследуемого процесса с использованием нейронных сетей обратного распространения и позволит оценить вклад (вес) каждого исследуемого фактора в потенциальное развитие эрозионных процессов.

4. На основе результатов исследования обосновано и сформулировано новое понятие — зона свободного варьирования, которое обусловлено дифференцированным характером учета качественных и количественных показателей.

5. Как показали расчеты, при условии внедрения проектных решений на исследуемой территории агроландшафт из состояния разрушающегося в течение 11 лет перейдет в состояние восстанавливающегося (соотношение средостабилизурующих к дестабилизирующим угодьям увеличится от 0,134 до 0,854).

6. Путем увеличения видового разнообразия агроландшафта (за счет проектирования лесных и буферных полос, экотонов, залужения пашни, выделения экологических и энтомологических заказников и т.д.) достигается большая эластичность систем, что положительно влияет на сохранение устойчивости агроэкосистемы.

7. Предложен новый способ перенесения в натуру контурных рубежей ландшафтного землеустройства с применением электронных тахеометров.