Противоэрозионная организация территории при адаптивно-ландшафтном обустройстве земель степи Приволжской возвышенности тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Автореферат диссертации по теме "Противоэрозионная организация территории при адаптивно-ландшафтном обустройстве земель степи Приволжской возвышенности"

На правах рукописи

Ковалева Татьяна Николаевна

ПРОТИВОЭРОЗИОННАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ТЕРРИТОРИИ ПРИ АДАПТИВНО-ЛАНДШАФТНОМ ОБУСТРОЙСТВЕ ЗЕМЕЛЬ СТЕПИ ПРИВОЛЖСКОЙ ВОЗВЫШЕННОСТИ

Специальности: 08.00.05 - экономика и управление народным

хозяйством (землеустройство) 06.01.02 - мелиорация, рекультивация и охрана земель

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук

Воронеж 2006

Работа выполнена во ФГОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова» в 2001-2005 гг.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор

Черемисинов Александр Юрьевич

Ведущая организация. - ГНУ Поволжский НИИ Экономики и

организации АПК

Защита состоится 15 ноября 2006 г. в 14.00 на заседании диссертационного совета Д. 220.010.02. при ФГОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет имени К.Д. Глинки» по адресу: 394087, г. Воронеж, ул. Мичурина, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет им. К.Д. Глинки».

Научные руководители: доктор экономических наук,

профессор

Кузнецов Николай Алексеевич

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заслуженный мелиоратор РФ Туктаров Бари Искяндярович

кандидат экономических наук Ломакин Сергей Валерьевич

Автореферат разослан 10 октября 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор экономических наук, профессор

В.Г. Широбоков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Одна из глобальных проблем человечества - обеспечение продовольствием. Возрастающие в связи с этим темпы производства растениеводческой продукции, исходя из ограниченных возможностей расширения посевных площадей за счет освоения новых и мелиорируемых почв, предопределяет резкое повышение их плодородия и максимальное использование имеющихся резервов на существующих пахотных землях. Проблема всемирного повышения плодородия почв обостряется. Одновременно возрастает и актуальность охраны земель от эрозш!.

В связи с этим большое значение приобретает вопрос противо-эрозионной организащш территории при адаптивно-ландшафтном обустройстве земель Приволжской возвышенности как основной «сцены» сельскохозяйственного производства в Российской Федерации, где земли в наибольшей степени преобразованы в результате хозяйственной деятельности человека.

Степень разработанности проблемы. Вопросам противоэрози-онной организации территории посвящены труды таких ученых, как В. В. Докучаев, Д. Л. Арманд, С. С. Соболев, С. Н. Волков, А. А. Варламов, В. Я. Заплетин, М. Н. Заславский. С. А. Удачин, А. Н. Каштанов, А. С. Козьмеюсо, В. Д. Постолов, А.Ю. Черемисшюв и др. Землеустройством на эколого-ландшафтной основе занимались Г. П. Сурмач, В. П. Троицкий, Г. И. Швебс, М. И. Лопырев и др.

Эрозионные процессы на Приволжской возвышенности изучены многими авторами (Н. И. Сус, И. А. Кузник, А. В. Лысов, А. И. Шаба-ев, И. Ф. Медведев, П. Н. Проездов, Е. С. Павловский, В. А. Баранов, Ю. В. Бондаренко, Г. И. Лотоцкий и др.). Но не существует единой методики, обобщающей все проведенные исследования и дающей рекомендации по созданию адаптивных ландшафтов на эколого-ландшафтной основе склоновых земель степи Приволжской возвышенности, тем более с использованием современных широко распространенных программно-аппаратных средств автоматизащш землеустроительного проектирования.

Целью исследования являлось теоретическое обоснование и экспериментальная оценка адаптивно-ландшафтного обустройства земель Приволжской возвышенности, связанных с мелиорацией и охраной почв.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Изучить существующую организацию территории агроланд-шафтов Приволжской возвышенности.

2. Определить зону влияния сто коре гу л ирующих лесных полос на склоновых землях на предотвращение процессов эрозии и охрану земель, влагонакопление, ресурсосбережение, улучшение условий произрастания растений и получение высоких урожаев сельскохозяйственных культур,

3. Установить эффективность выращивания основных полевых культур в составе почвозащитного севооборота под влиянием гтроти-воэрозионных лесных полос.

4. Разработать комплекс мероприятий адаптивно-ландшафтного и противоэрозионного обустройства земель степи Приволжской возвышенности на примере ПК «Синеньский» Саратовского района Саратовской области с применением современных компьютерных технологий.

5. Дать агроэнергетическую и экономическую оценку влияния противоэрозионного комплекса на урожайность сельскохозяйственных культур.

Предметом исследовании является совокупность факторов, влияющих на предотвращение эрозионных процессов на склоновых землях.

Объектом исследования являются агроландшафты Приволжской возвышенности и технология выполнения проектно-изыскательских работ по противо эрозионной организации территории и созданию адаптивных агроландшафтов.

Методологической и методической основой диссертационного исследования послужили законы Российской Федерации по аграрным, земельным, экологическим и экономическим вопросам, научные концепции, принципы по использованию земель, разработанные известными отечественными учеными.

Основными методами исследования в работе являются общенаучные методы: численные, описательный, сравнительный, статистический, системного анализа, расчетно-конструктивный, абстрактно-логический, хрономегражный, экономико-математического моделирования, картографический. Методология исследования базируется на системе общих принципов и подходов: общенаучных - комплексного, интегрального, системного и экологического, а также ландшафтного как части географического.

Полевые исследования проводились по методике Б.А. Доспехова (1985) методом расщепленных делянок с площадью делянок первого

фактора (зона влияния лесных полос) 2Д га, второго фактора (сельскохозяйственная культура) - 0,3 га.

Изучение поверхностного стока, эрозии почв и сопутствующие наблюдения проводились по имеющимся методикам и рекомендациям ВНИАЛМИ (1995), ГГИ (1979) и др. Агротехника на всех вариантах опыта применялась согласно рекомендациям НИИСХ Ю го-Востока (1973) и «Системе ведения агропромышленного производства Саратовской области» (2003).

Статистическая обработка собранного материалов исследовашШ производилась на персональном компьютере с использованием «Методики полевого опыта» (Доспехов Б.А., 1985) и программного обеспечения Microsoft Excel 2003, Statistica 6.0, AGROS. Проектирование велось с использованием программы Autodesk Land Desktop 2005.

Научная новизна. По специальности 08.00.05 ~ экономика и управление народным хозяйством (землеустройство). Разработан и внедрен комплекс мероприятий по противоэрозионной организации территории сельскохозяйственного предприятия на агроландшафтной основе. Обоснована необходимость внедрения в степи Приволжской возвышенности адаптивно-ландшафтного землеустройства с применением систем автоматизированного проектирования.

По специальности 06.0J.02 - мелиорация, рекультивация и охрана земель. Уточнено влияние расстояний между сто корегулирую-щими лесными полосами на склоновых землях Приволжской возвышенности на эрозионные процессы и охрану земель, рациональное использование влаги и урожайность сельскохозяйственных культур в почвозащитном севообороте.

Практическая значимость работы. Разработанный комплекс мероприятий противоэрозионной организации территории сельскохозяйственных предприятий на примере ПК «Синеньский» Саратовского района Саратовской области позволяет провести адаптивно-ландшафтное. обустройство склоновых земель степи Приволжской возвышенности для обеспечения рационального природопользования и ведения сельскохозяйственного производства по ресурсосберегающей технологии. Апробирована и рекомендована методика проектирования линейных элементов организации территории с использованием программы Autodesk Land Desktop 2005.

Реализация результатов исследований. Разработанный комплекс мероприятий противоэрозионной организации территории прошел производственную проверку и предложен к внедрению в ПК «Синеньский» Саратовского района Саратовской области. Это позволяет получать дополнительную продукцию по озимой пшенице 0,25 т/га

з

(14 %), многолетним травам (на сено) - 0,3-1 т/га (19 %) на расстоянии до 300 м; и по подсолнечнику - 0,18 т/га (17 %), яровой пшенице - 0,21 т/га (12 %) на расстоянии до 200 м от лесной полосы.

Разработанная методика используется при проведении практических занятий по курсу «Землеустроительное проектирование» специальности 120301 - землеустройство по составлению рабочих проектов эколого-ландшафтной организации территории.

Положения, выносимые на защиту:

1. Влияние стокорегулирующих лесных полос, находящихся на различном расстоянии, на снего-, влагонакопление, эрозионные процессы, охрану и рациональное использование земель при выращивании сельскохозяйственных культур в почвозащитном севообороте на склоновых землях Приволжской возвышенности.

2. Оценка продуктивности адаптивных полевых культур в составе почвозащитного севооборота на склоновых землях при различном расстоянии от противоэрозионных лесных насаждений.

3. Комплекс приемов по противоэрозионной организации территории при адаптивно-ландшафтном обустройстве земель степи Приволжской возвышенности с применением современных средств автоматизации землеустроительных работ.

4. Экологическая, экономическая и биоэнергетическая оценка комплекса противоэрозионных мероприятий по накоплению влаги и повышению урожайности сельскохозяйственных культур в почвозащитном севообороте при организации территории на адаптивно-ландшафтной основе склоновых земель степи Приволжской возвышенности.

Апробация работы и публикации. Материалы диссертации докладывались на международных и региональных научно-практических конференциях: «Вавиловские чтения» (Саратов, 2003, 2004, 2005), «Устойчивое землепользование в экстремальных условиях» (Улан-Удэ, 2003), «Агропромышленный комплекс: состояние, проблемы, перспективы» (Пенза, 2003), «Проблемы охраны природных ландшафтов и биоразнообразия России и сопредельных стран» (Пенза, 2004), «Экологические проблемы сельскохозяйственного производства» (Воронеж, 2004), «Землеустроительное и кадастровое обеспечение функционирования земельно-имущественного комплекса» (Омск, 2005), «Роль почв в сохранении устойчивости ландшафтов и ресурсосберегающее земледелие» (Пенза, 2005), «Землеустроительная наука и образование» (Минск, 2006), а также на ежегодных конференциях профессорско-преподавательского состава ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ» (Саратов, 2003-2006).

По материалам диссертации опубликовано 14 научных работ общим объемом 2,84 печ. л., в том числе в соавторстве 11 статен, одна из которых в журнале «Вестник Саратовского ГАУ», и учебно-методическое пособие в соавторстве для студентов 5 курса специальности «Землеустройство» объемом 5,20 печ. л.

В 2003 г. за выпускную научную студенческую работу, ставшей началом научных исследований, автор награжден дипломом Министерства образования РФ в секции 33 «Землеустройство» (Приказ Минобразования России от 09.03.2004 № 1190).

Степень личного участия. Диссертация выполнена в 20012005 гг. при личном участии автора в сборе, анализе, систематизации и обработке данных, проведении исследований, в подготовке работы, составлешш выводов и предложений производству. Лично автору принадлежит 1,6 печ. л. научных и 2,6 печ. л. учебно-методических работ.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 157 страницах компьютерного текста. Состоит из введения, четырех глав, выводов и предложении производству, содержит 29 таблиц, 29 рисунков, 14 приложений. Список используемой литературы включает в себя 183 источника, в том числе 10 зарубежных авторов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы исследования, показана степень разработанности проблемы, определены цель, основные задачи, предмет и объект исследования, показаны новизна и практическая значимость работы, представлены реализация результатов исследования, основные положения, выносимые на защшу.

Первая глава диссертации «Адаптивно-ландшафтный подход к противоэрозионнон организации территории» посвящена теоретическим исследованиям вопросов противоэрозионнон организации территории агролавдшафтов.

Рациональная организация территории стала интересовать людей с момента возникновения сельского хозяйства и оседлого образа жизни. Первые сведения об эрозии почв на территории нашей страны можно найти у Геродота, а также в многочисленных русских летописях и писцовых книгах. Научный подход к проблеме эрозии почв в России впервые применил М.В. Ломоносов, который в своих работах 1751-1763 гг. отмечал разрушающую деятельность водных потоков, а так же выдувание земли в местах, не защищенных растительностью.

Труды многих отечественных и зарубежных ученых посвящены проблеме противоэрозионной организации территории. В настоящее время достигнуты определенные успехи и в решении земледельческих, лесоводческих и гидротехнических аспектов проблемы защиты почв от эрозии. Интенсивно развивается почвозащитная система земледелия с контурно-мелиоративной организацией территории, дополненная с учетом местных особенностей природных и хозяйственных условий разных регионов России.

За последние 70 лет в России (СССР) неоднократно менялись системы земледелия: травопольная в 1930-1940 гг., пропашная, зональная, почвозащитная и интенсивная - в последующие годы, и в 1990-е гг. сельское хозяйство постепенно переходит к адаптивно-ландшафтной системе.

Характерной особенностью в настоящее время является низкая культура хозяйствования на земле, что приводит к потере почвой присущих ей свойств саморегулирования. В целом по стране эродированные сельскохозяйственные угодья составляют 26,0 % (средне и силь-ноэродиро ванные земли), из них пашня - 14,9 %, сенокосы - 1,2 %, пастбища - 9,3 %. Существенно повысилась доля эрозионно опасных и подверженных водной и ветровой эрозии сельскохозяйственных угодий и пашни по районам России.

В связи с этим существенно повышается роль землеустроительных мероприятий, обеспечивающих рациональное использование и охрану земель в конкретных сельскохозяйственных предприятиях, контроль за уровнем почвенного плодородия, особый режим и условия использования природоохраняемых, загрязненных, зараженных и других подлежащих защите территорий.

Учесть все особенности местности, проанализировать каждый водосбор и создать отвечающий всем современным требованиям экологически устойчивый и экономически продуктивный агроландшафт одному проектировщику довольно сложно. Здесь требуется интеграция знаний нескольких разнопрофильных специалистов: инженеров-землеустроителей, геодезистов, геологов, агрономов, почвоведов, экономистов и других. Облегчить их труд возможно путем применения современной компьютерной техники и специализированного программного обеспечения.

Внедряя средства автоматизации землеустройства в практику, мы делаем существенный шаг к осуществлению идеи Вернадского о ноосфере, имеем возможность систематизировать и использовать все множество научных знаний, накопленных за историю человечества, и решать проблему рационального природопользования на первона-

чальной стадии путем формирования экологически устойчивых землевладений и землепользовании, рационального ведения сельскохозяйственного производства.

Наличие мощной современной электронно-вычислительной техники способствует не только более углубленной постановке и решению технико-экономических задач землеустройства, но. и позволяет осуществить использование экономико-математических методов и моделей в практике прогнозирования, планирования и проектирования мероприятий по организации эффективного использования и комплексной охраны земельных ресурсов.

Во второй главе «Изучение существующей организации терри-TOprai агро ландшафта в Приволжской возвышенности» рассматриваются вопросы функционирования существующего противоэрозионно-го комплекса на территорш! сельскохозяйственных предприятий Приволжской возвышенности.

Приволжская возвышенность представляет собой расчлененное эрозией асимметричное плато с пологим западным, обрывистыми восточными и крутыми северными склонами. Расположена вдоль правого берега Волги, от г. Нижний Новгород до г. Волгограда. Западные склоны возвышенностей снижаются фестончато, восточные образуют расчлененные уступы. Долины рек врезаны глубоко: береговые обрывы (яры) - высотой 100 м и более здесь не составляют редкости. Особенно высок и живописен обрыв возвышенности в сторону Волги. Поперечники возвышенности асимметричны, ширина возвышенности у Жигулей 500 км, у Волгограда — не более 60 км. Средние отметки Приволжской возвышенности около 200 м, максимальная 379 м. Высота Хвалынских гор, подступающих к Волге, 370-374 м, Жигулевских -до 370 м, Гусельского кряжа (севернее Камышина) - 379 м. К Волгограду высота падает до 150 м. Ергени на крайнем юге в пределах высот Чолон-Хамур (218 м) обрываются к впадине верхнего течения реки Маныч.

Для Приволжской возвышенности характерна чрезвычайно густая сеть оврагов и балок - до 1,9 км/км2.

Ежегодно смыв плодородного слоя почвы на Приволжской возвышенности достигает 5-12 т/га (4-10 мм). Для естественного образования такого гумусированного слоя в степи требуется 100-300 лет. Подвержено смыву в пяти областях (Ульяновской, Саратовской, Пензенской, Самарской и Волгоградской) более 8,9 млн га сельскохозяйственных угодий, в том числе 6,3 млн. га пашни. Средне- и сильно-смытых почв насчитывается около 2 млн га. Ветровой эрозии подвержено 1,1 млн га, в том числе 416 тыс. га пашни. Около 8 млн га (27 %)

сельскохозяйственных угодий являются потенциально опасными в отношении водной и ветровой эрозии. Таким образом, в защите почв от эрозии нуждается более 60 % сельскохозяйственных угодий.

Широко распространены начальные эрозионные формы в виде промоин (рытвин), приуроченные к пологим распаханным, а также крутым, слабо задернованным или обнаженным склонам. В плане они имеют линейную, реже извилистую форму, их продольный профиль соответствует направлению и форме склона, на котором они развиты. Многие промоины возникают периодически, после очередного дождя.

На территории Приволжской возвышенности выделяют следующие типы агроландшафтов (Шабаев А. И,, 1999): плакорно-равнинный полевой (до 1°), скло но во-ложбинный почвозащитный (13°), склоново-овражный буферно-полосный (3-5°), балочно-овражный контурно-мелиоративный (5-8°), крутосклоновый лесолуговой (> 8°) и пойменно-водоохранный (рис. 1).

Рис. 1. Типы агроландшафтов Приволжской возвышенности

Для исследования влияния существующего противоэрозионного комплекса диссертантом проводились полевые исследования в 20012005 гг. в степи Приволжской возвышенности на полях ПК «Синень-ский» Саратовского района Саратовской области. Опыт был заложен на склоновом участке пашни крутизной 3° северо-восточной экспози-

щш в переходной зоне склоново-ложбинного и скло но во-овражного типов агро ландшафта в площадью 54 га, обрамленный лесной полосой по водоразделу. Средняя высота деревьев лесной полосы основных пород 10 м, ппфгша полосы 12 м, конструкщи - ажурная. Возраст насаждений 40 лет. Тип почв - черноземы южные маломощные малогу-мусные слабо- и среднесмыгые слабощебенчатые на опоке.

Полевой опыт - двухфакторный: первый фактор - определение зоны влияния (100 м, 200, 300, 400, 500, 600 м) лесной полосы на эрозионные процессы, с него-, влагонакопление и микроклимат поля и урожайность сельскохозяйственных культур, второй - сельскохозяйственные культуры в полевом севообороте: 1 - чистый пар, 2 - озимая пшеница, 3 - яровая пшеница + подсев многолетних трав, 4 - многолетние травы первого года пользования, 5 - многолетние травы второго года пользования, 6 - яровая пшеница, 7 - подсолнечник.

Наибольшее количество осадков в зоне расположения ПК «Си-неньский» приходится на зимний период. Резко выраженный рельеф территории хозяйства вызывает здесь более интенсивное сдувание снега в овраги и сток весенних талых вод.

По материалам снегомерной съемки было установлено, что лесные полосы способствуют равномерному распределению снега по поверхности полей. Наибольшая высота снежного покрова 46-72 см приходится на зону 0-100 м, затем она постепенно снижается до зоны 200-300 м, далее остается практически неизменной (табл. 1).

Таблица 1

Изменение запасов воды в снеге по зонам влияния лесных полос (в среднем за 2001-2005 гг.)

Показатель Расстояние от лесной полосы, м

Агрофон 0-100 101-200 201-300 о о т о ^ 401-500 501-600

Зябь (чистый пар) снег, см 47 37 34 32 32 32

вод'а, мм 110 96 83 81 81 81

Озимая пшеница снег, см 55 46 38 36 36 36

вода, мм 118 105 89 86 86 86

Многолетние травы снег, см 65 53 44 40 40 40

вода, мм 137 123 100 96 96 96

Прибавка снегозапасов в зоне 0-300 м составляет на зяби 22-25 %, на озимой пшенице — 28-30 %, на многолетних травах - 34-36 %. Увеличение

содержания воды в снеге в зоне 0-300 м от лесной полосы составляет на зяби 16-20 %, озимой пшенице - 20-22 %, многолетних травах - 24-26 %.

Определено, что на южных черноземах на опоке наибольшая величина весеннего смыва почвы за годы исследования отмечена на зяби (1,5 т/га) на расстоянии 600 м от лесной полосы, что на 27 % больше чем в зоне 0-300 м. На озимых смыв был на 68-70 % меньше, чем на зяби. Наиболее защищенными оказались посевы многолетних трав. Максимальный смыв здесь составил 419,21 кг/га, что в 2,5 раза меньше, чем на зяби (рис. 2, 3).

30 Эи^асб- РМ (ЗргезОЕГ^еа 10<*юс) Эрозия, кг/га = 25789,87+38,5313*х-3707,35Э *у+0,0144*х*х- 2.8144 *х*у+138,4445*у* У

Рис. 2. Зависимость эрозии почвы от величины весеннего стока на зяб»! по зонам влияння лесных полос за 2002-2005 гг.

Существенное влияние на осеннее содержание влаги в почве по всем агрофонам оказывает полезащитная лесная полоса (табл. 2).

При изучении осенних влагозапасов было установлено, что в зоне 0-300 м содержание воды в почве на 10-20 % выше, чем в зонах 300-600 м. При этом наибольшие влагозапасы в зоне 0-300 м осенью были на зяби и наименьшие - на подсолнечнике в момент уборки.

Осенние влагозапасы, накопление снега на полях и уровень весеннего стока талых вод сказались на содержании воды в почве на момент сева сельскохозяйственных культур. В среднем лесополосы способствуют увеличению весенних влагозапасов на 10-16 %.

Рис, 3. Зависимость эрозшс почвы от величины весеннего стока на многолетних травах по зонам влияния лесных полос за 2002-2005 гг.

Таблица 2

Изменение весенних и осенних продуктивных влагозапасов (мм) в почве в слое 1 м по зонам влияния лесных полос (в среднем за 2001-005 гг.)

Расстояние от лесной полосы, м

Агрофон Ьа Я £ § о о 7 ' о о ? е о 7 в ?

а. « О ** о N 5 о

Зябь (чистын пар) весна 160 153. 136 131 131 131

осень 72 61 53 51 51 51

Озимая пшеница весна 138 124 118 116 116 116

осень 62 53 47 45 42 42

Яровая пшеница весна 175 165 159 149 149 149

осень 41 37 33 32 32 32

Многолетние травы весна 147 140 129 126 126 126

осень 23 19 17 16 16 16

Подсолнечник весна 105 94 90 88 88 88

осень 30 25 23 22 22 22

Наименьшее содержание воды в почве наблюдалось на расстоянии 300-600 м в период сева подсолнечника. Наибольшие продуктив-

ные влагозапасы весной в метровом слое почвы были отмечены на зяби на расстоянии 0-300 м от лесной полосы и составили 160 мм. Это превышало влагозапасы на расстоянии 300-600 м на 22 %.

За годы исследований нами была выявлена роль лесных полос в формировании микроклимата территории за счет уменьшения скорости приземных воздушных потоков, изменения их направления, температуры и влажности приземных слоев воздуха, испарения с поверхности почвы и транспирации сельскохозяйственных растений. -

Максимальная скорость ветра наблюдалась на расстоянии 300600 м от лесной полосы. В зоне 0-300 м было отмечено снижение скорости ветра в среднем на 35-40 %. Ветрозащитное действие лесных полос изменялось и в зависимости от периода вегетации сельскохозяйственных культур, увеличиваясь пропорционально высоте растений. Наибольшее снижение скорости ветра было отмечено в июле на посевах подсолнечника, по сравнению с чистым паром она была ниже на 12 %. На чистом паре скорость ветра в течение всего сезона не изменялась.

Весной температура приземного слоя воздуха вблизи лесных полос была на 2-3 % выше, чем на расстоянии 300-600 м. В летние дни лесные полосы, напротив, способствовали уменьшению температуры. Так, в июле-августе средняя температура приземных слоев воздуха в 13 часов была на расстоянии 0-300 м на 1 "С ниже, чем на расстоянии 300-600 м.

Положительное влияние лесных полос на скорость и направление ветра, турбулентный обмен и температурный режим приземного слоя воздуха способствовали повышению относительной влажности воздуха в зоне 0-300 м на 3-4 %. Увеличение относительной влажности воздуха с 8 до 10 % отмечено в засушливые жаркие дни на полях, покрытых растительностью. В период активной вегетации на посевах многолетних трав влажность воздуха была выше на 1,2 % по сравнению с паровым полем.

Регулирование водного баланса и микроклимата территории с помощью защитных лесных насаждений благоприятно отражается на росте и развитии сельскохозяйственных культур и способствует повышению их урожайности. На рис. 4, 5 показана зависимость урожайности озимой пшеницы от коэффициента весеннего стока и величины доступной влаги в почве по зонам влияния лесных полос.

Наибольшие прибавки урожайности под защитой лесных полос были получены в годы исследований при возделывании в севооборотах озимой пшеницы (0,25 т/га) и многолетних трав на сено (0,31 т/га),

наименьшие - на посевах яровых культур на зяби - яровой пшеницы 0,21 т/га и подсолнечника 0,18 т/га (табл. 3).

Рис. 4. Зависимость урожайности озимой пшеницы от коэффициента весеннего стока по зонам влияния лесных полос

за 2002-2005 гг.

Рис. 5. Зависимость урожайности озимой пшеницы от величины доступной влаги в почве по зонам влияния лесных полос

за 2002-2005 гг.

Таблица 3

Формирование урожайности сельскохозяйственных культур лод влиянием лесных полос, т/га (в среднем за 2002-2005 гг.)

Расстояние от лесной полосы, м

Культура о о 8 £ 8 7 8 *? ! II

тн N « V)

Озимая пшеница 2,56 2,30 2,09 2,06 2,06 2,06 0,02

Яровая пшеница 2,05 1,74 1,69 1,69 1,69 1,69 0,02

Многолетние травы 2,38 1,97 1,75 1,72 1,72 1,72 0,03

Подсолнечник 1,42 1,14 1,10 1,10 1,10 1,10 0,23

Наиболее рациональное использование влаги на создание урожая происходило в зоне влияния лесных полос до 100 м. С удалением от лесных полос ослабляется их действие, увеличивается коэффициент водопотреблеши всех сельскохозяйственных культур. На рассгояшш от 300 до 600 м коэффициент водопотребления был наибольшим и составил 900 м3/т в посевах озимой пшеницы, 1570 м3/т - яровой пшеницы, 1002 м3/т - многолетних трав и 1822 м3/т - подсолнечника.

Для оценки эффективности использования воды нами были рассчитаны коэффициенты водопотреблеши по вариантам опыта (табл. 4).

Таблица 4

Коэффициенты водопотрейления культур под влиянием лесных полос, мэ/т

(в среднем за 2002-2005 гг.)

Расстояние от лесной полосы, м

Культура § о о о о ? £ т о л

д з

1-Н (Ч ^ т (О

Озимая пшеница 75 6 814 891 900 900 900 2,6

Яровая пшеница 1290 1483 1521 1570 1570 1570 2,0

Многолетние травы 790 930 1000 1002 1002 1002 2,5

Подсолнечник 1455 1762 1819 1822 1822 1822 2,1

Третья глава «Совершенствование методики построения комплекса противоэрозионных мероприятий по адаптации агроландшаф-тов степи Приволжской возвышенности».

На основашш проведенных исследований было выявлено положительное влияние защитных лесных насаждешш на пахотный массив

и агроландшафт в целом. Но полезащитная лесистость ПК «Синень-ский» составляет всего 3,6 %. При этом защищено лесными полосами только 63,4 % пашни, что не способствует стабильному развитию территории.

В связи с этим нами был предложен комплекс противоэрозион-ных мероприятий по эколого-ландшафтной организации территории ПК «Синеньский» (табл. 5).

На плакорно-равнинном полевом типе агроландшафта с крутизной местности до Г и потенциальной интенсивностью смыва почвы менее 3 т/га в год были созданы поля и рабочие участки по возможности правильной прямоугольной формы с максимальной длиной гона до 2000 м и шириной до 500 м.

Была запроектирована сеть полезащитных лесных полос по границам полей и рабочих участков поперек направления вредоносных ветров с допустимым отклонением от перпендикулярности 30е. Дорожная сеть сформирована с наветренной стороны лесных полос по границам полей.

Расстояние между основными лесными полосами запроектировано 25-30-кратным высоте насаждения возраста 20-30 лет, но не более 500 м на южных черноземах. Конструкция лесных полос ажурная с наличием крупных просветов 15-35 % по всему профилю лесной полосы, которая создается введением почвозащитного кустарника в верхней опушке.

На склоново-ложбинном почвозащитном (1-3°) и склоново-овражном буферно-полосном (3-5°) типах агроландшафта предлагается проводить контурную обработку почвы. Для этого проектом предусматривается изменение границ полей и рабочих участков в соответствии с рельефом местности. С этой целью мы запроектировали сеть кошурных лесных полос с радиусом кривизны более 60-70 м, которые и стали остовом («скелетом») нового агроландшафта (рис. 6,7).

Полевые дороги предлагается проектировать вдоль лесных полос выше по рельефу. Для усиления противоэрозионной роли насаждений по нижней опушке лесных полос рекомендовано обвалование.

Общая площадь запроектированных защитных лесных насаждений составила 283 га, что обеспечивает 100 %-ю защищенность пахотного массива на склонах.

Противоэрозионная организация территории при адаптивно-ландшафгном обустройстве степи Приволжской возвышенности проводилась нами с применением средств автоматизации. Решающим фактором проектирования являлся полноценный анализ рельефа тер-

р1ггор1ш хозяйства, на его основе была составлена карта категорий эрозионно опасных земель (рис. 8).

Таблица 5

Модели экологических каркасов по основным пахотным типам агролаидшафтов

Приволжской возвышенности

Почвоохранные элементы повышения биоресурсов агролаидшафтов

способ проектирования лесомелиоративные и гидротехнические мероприятия агротехнические и фитомелноратив-ные мероприятия удобрения на 1 га севооборотной площади

Плакорно-раенинный тюлевой (до 1°)

Прямолинейное расположение линейных рубежей поперек вредоносных ветров, максимальная длина гона 2000 м, максимальная ширина участка 500 м Полезащитные лесные полосы, пастбищные защитные лесные насаждения (ЗЛН), мелиоратив-но-кормовые кустарники кулис, куртин, полос Отвальная, плоскорезная, гребне-кулисная обработка почвы, зерно-паро-пропашные, зерно-паровые севообороты с выводным полем многолетних трав (16,6 %), сидераль-ный пар, буферные полосы из однолетних трав на паровых и пропашных полях Навоз 3,3 т/га или Nij.20P10.uK7.10 или запашка 2-3 т соло мы+Ыц, сндератов 5-7т/га

Склонов о-ложбинный почвозащитный (1-3°), склоново-овражный буфер»о-полосиый (3—5°), балочно-овражный контурно-мелиоративный (5—8°),

Прое ктирование основной обработки почвы вдоль горизонталей, прямолинейное и контурное расположение линейных рубежей, расстояние между основными лесополосами менее 300 м Стокорегулироющие лесные полосы с обвалованием по нижней опушке, валы-террасы, водо-задерживающие или вод о направляющие валы, валы-канавы по нижней опушке лесной полосы или в нижнем междурядье, буферные полосы из однолетних и многолетних трав по горизонталям, залу-жение ложбин Гребнекулисная, плоскорезная, отвальная обработка почвы, зерно-паровые, зерно-паропропашные севообороты с выводным полем многолетних трав и буферной защитой парового и паропропашного полей, сидераль-ный пар Навоз 6,7 т/га, или запашка 2 т/га соломы+мю, или 4-5 т/га сиде-раты, или Nu.20P10-ijK7.10

Рис. б. Фрагмент существующей организации территории ПК «Синенъский»

¡щщщ^гт^ Условные Ых>'лци<.ч1!|я:

Хл*«'™к -ч

пашня

иаоДшц«

¿Л

сушиствукмиие лесополосы

, ,' -•^^.проектируемые • 1'*"» члемсты орпттанни «* *» территории

Рис. 7. Фрагмент комплекса мероприятий по протнвоэрозионной организации территории ПК «Синеньскнй»

Это позволило на основе созданной трехмерной модели рельефа ПК «Синеньский» воспроизвести и проанализировать с максимальной точностью ландшафт хозяйства, выделить экологически однородные рабочие участки и участки земель, подверженные чрезмерной антропогенной нагрузке, построить необходимые профили трасс и склонов, запроектировать технически обоснованные элементы организации территории.

Применение средств автоматизации значительно совратило вре мя производства проектных работ, уменьшило их трудоемкость, повысило точность расчетов и качество исполнения карт материала.

Рис. 8. Фрагмент 3-мерной карты ландшафтного зонирования территории

В четвертой главе «Экономико-энергетическая и экологическая эффективность противоэрозионной организации территории при адаптивно -ландшафтном обустройстве склоновых земель» проведено эко-лого-экономическое обоснование и дана оценка предложенной методики организации территорш! склоновых земель.

Определение экологической эффективности противоэрозионной организацш! территории по вариантам опытов позволило выявить увеличение коэффициентов устойчивости агроландшафта соотношения площадей угодий с учетом их экологической ценности (Яг), плотности экотонов (Яз), экологического разнообразия территории (К4) с уменьшением расстояния между лесными полосаьт. Это свидетельствует о стабилизации агроландшафта и повышении его устойчивости за счет уменьшения площади пашни, отвода земель под лесополосы и образования большего количества опушек (табл. 6).

Контурное размещение защитных лесополос позволило «вписать» линейные элементы противоэрозионной организации территории в существующий рельеф, наметить основную обработку почвы с максимальным приближением к направлению горизонталей поперек склона, что приводит к снижению рабочего уклона обрабатываемых полей и, соответственно, уменьшению водной эрозии массива

Противоэрозионная организация территории ПК «Синеньский» позволила снизить антропогенную нагрузку, увеличить устойчивость агроландшафта, создать условия для ведения сельскохозяйственного производства по ресурсосберегающей технологии (табл. 7),

Таблица 6

Оценка экологической устроенности агроландшафта по вариантам опыта

Показатель Расстояние от лесной полосы, м

0-100 8 2 0-300 0-400 0-500 I в о о 5

Коэффициент устойчивости агроландшафта К] М 0,7 0,6 0,6 0,5 0,5 0,4

Коэффициент соотношения площадей угодий с учетом их экологической ценности А": 0,35 0,34 0,33 0,33 0,32 0,32 0,32

Коэффициент плотности экотонов К3 225 150 135 120 105 105 90

Коэффициент экологичеко разнообразия территории К* 33,50 18,50 15,50 12,50 9,50 9,50 6,50

Полезащитная лесистость агроландшафта. % 9,00 6,00 5,40 4,80 4,20 4,20 3,60

Защищенная площадь пашни, % 100,00 100,00 97,70 86,08 74,66 74,66 63,44

С созданием лесных полос, введением дополнительных дорог происходит уменьшение площади пашни в результате отвода земель под лесополосы, дополнительные полевые дороги и образования большего количества опушек. Тем не менее с увеличением площади защищенной пашни экономическая и энергетическая эффективность возделывания сельскохозяйственных культур на склоновых землях повышается.

Существенная прибавка урожая озимой пшеницы и многолетних трав отмечена в зоне 0-300 м от лесной полосы; на расстоянии 300600 м она практически отсутствовала. Яровая пшеница и подсолнечник давали прибавку урожая только на расстоянии до 200 м от лесной полосы. С удалением от лесной полосы уменьшилась прибавка урожая и, соответственно, уровень рентабельности возделывания сельскохозяйственных культур.

Повышение урожайности сельскохозяйственных культур приводит к накоплению большего количества обменной энергии в агро-

ландшафте, при этом количество энергии, затраченной на урожай, уменьшается.

Таблица 7

Экономико-энергетическая оценка возделывания сельскохозяйственных культур по вариантам опыта под влиянием лесных полос

(в среднем за 2002-2005 гг.)

Расстояние от лесной полосы, м я н Р ё я о. ¡¡»> й а ё 3. К Экономическая оценка Биоэнергетическая оценка

1 11 = £ Й с У Й а и | £ 1 * Й я 1 И 1 е. С и' ё И и м >3 £ | 2 I £ * 5 с н Ь £ ¡1 * 1 с 5 § 3 | ¡¡1 5 4 ь» Р Й и 1 1 | 5 « Э 3 о 3 ¡6 о Я т £ * = £ 1 0 Е (9 о о. £ ч = £ § я а © е. и в С Р- 41 л я Я о а з ¡5 5 £ £ в 9 5 8 5 о/и а 3 я и £ 1 в> £ К г я е- 3 энергетическая эффективность

Озимая пшеница

0-100 0,50 2,25 1,24 1,01 2,40 42,19 8 9,00 6,10 1,48

101-200 0,23 1,04 0,58 0,46 1,20 37,95 9 4,14 3,06 1,35

201-300 0,03 0,14 0,08 0,06 0.80 7,09 20 0,54 0,45 1,19

301^00 0 0 0 0 0.80 0 0 0 0 0

401-600 0 0 0 0 0.80 0 0 0 0 0

Яровая пшеница

0-100 0.36 1,62 0,96 0.66 2,40 27,68 10 6,48 4,57 1,42

101-200 0.05 0.23 0,14 0,09 1,20 7,50 19 0,90 0,73 1,24

201-300 0 0 0 0 0.80 0 0 0 0 0

301^00 0 0 0 0 0.80 0 0 0 0 0

401-600 0 0 0 0 0,80 0 0 0 0 0

Многолетние травы

0-100 0,66 1,49 0,83 0,65 2,40 27,23 10 11,88 7,92 1,50

101-200 0,25 0,56 0,32 0,24 1.20 20,16 11 4,50 3,25 1;38

201-300 0,03 0,07 0,04 0,03 0,80 3,54 34 0,54 0,42 1,29

301-400 0 0 0 0 0.80 0 0 0 0 0

401-600 0 0 0 0 0,80 0 0 0 0 0

Подсоянечник

0-100 0,32 1,44 0,82 0,62 2,40 25,80 10 5,76 2,56 2,25

101-200 0.04 0,18 0,10 0,08 1,20 6.30 22 0,72 0,36 2.00

201-300 0 0 0 0 0.80 0 0 0 0 0

301-400 0 0 0 0 0,80 0 0 0 0 0

401-600 0 0 0 0 0.80 0 0 0 0 0

В связи с этим увеличивается энергетическая эффективность возделывания сельскохозяйственных культур. В зерновых культурах,

посеянных в зоне 0-300 м от лесной полосы, накапливалось на 28-30 %, а в многолетних травах - на 40—42 % больше обменной энергии, чем на расстоянии 300-600 м.

Таким образом, наиболее эффективным в экономическом и энергетическом отношениях является расстояние от лесных полос при выращивании озимой пшеницы и многолетних трав в составе почвозащитного севооборота 300 м; яровых культур (яровой пшеницы и подсолнечника) - 200 м на склоновых землях с уклоном 3 е.

ВЫВОДЫ

1.Ha основании проведенных исследований в целях улучшения состояния агроландшафтов Приволжской возвышенности, охраны и защиты южных среднесмытых черноземов, уменьшения развития эрозионных процессов и смыва почвы с 10 до 0,3 т/га при организации территории сельскохозяйственных предприятий предлагается уменьшить расстояние между основными и продольными лесополосами при прямоугольном проектировании лесных полос и границ полей с 1000 до 300 м с введением контурных лесных полос при агроландшафтном зонировании территории и устройстве экологических каркасов.

2. Эколого-ландшафтное размещение лесных полос в зоне их влияния до 300 м способствует большему накоплению снега (на 17-20 см или 37 %), повышению влажности почвы на 22 мм (16 %), улучшению микроклимата полей (повышается температура воздуха весной в период заморозков в защищенной зоне на 2 °С, в засуху снижается температура воздуха на 1,2 "Си повышается его влажность на 8 %), повышению урожайности яровых культур на расстоянии до 200 м: яровой пшеницы на 0,21 т/га (12 %), подсолнечника - 0,18 т/га (17 %), а озимой пшеницы и многолетних трав до 300 м соответственно на 0,25 т/га (14 %) и 0,31 т/га (19 %), снижению коэффициента водопотребле-ния яровой пшеницы до 180 м3/т (на 12 %), озимой пшеницы - 144 иг7т (на 16 %), подсолнечника - 357 м3/т (на 20 %) и многолетних трав -212 м3/т(на21 %).

3. Размещение лесных полос через 300 м позволяет защитить пахотный массив на 100 %, приводит к увеличению коэффициентов устойчивости агроландшафта с 0,4 до 0,6, соотношения площадей угодий с учетом их экологической ценности с 0,32 до 0,33, плотности экото-нов с 90 до 135, экологического разнообразия территории с 6,5 до 15,5, полезащитной облесенности с 3,6 до 5,4, что свидетельствует об экологической стабилизации агроландшафта.

4. Использование современных средств автоматизации землеустроительных работ, таких, как Autodesk Land Desktop 2005, при адаптивно-ландшафтном обустройстве земель степи Приволжской возвышенности позволяет повысить точность и улучшить качество землеустроительной документации, сократить сроки проектирования элементов противоэрозионной оргаш!зац1ш террш-ории в 2 раза.

5. Экономическая и биоэнергетическая оценки показали высокую эффективность контурного размещения стокорегулирующих лесных полос на склоновых землях Приволжской возвышенности через 300 м с уровнем рентабельности 23 %, сроком окупаемости затрат 12 лет и энергетической эффективностью 1,55 ед.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для предотвращения процессов эрозии и дальнейшей деградации черноземов южных среднесмытых на склоновых землях крутизной 3°, повышения экологической устойчивости агроландшафтов и дополнительного влагонакопления около 22 мм, улучшения микроклимата полей и повышения урожайности сельскохозяйственных культур в составе почвозащитного севооборота яровой и озимой пшеницы на 0,21 и 0,25 т/га, подсолнечника на 0,18 т/га и многолетних трав на сено на 0,31 т/га следует размещать стокорегулирующие лесные полосы в ландшафтном обустройстве степи Приволжской возвышенности через 300 м.

2. В целях повышения качества проектной документации, сокращения сроков выполнения противоэрозионных работ на 70 %, повышения эффективности лесомелиоративных приемов в 2 раза при проектировании комплекса противоэрозионной организации территории сельскохозяйственных предприятий, размещенных на склоновых землях Приволжской возвышенности, необходимо использовать программу Autodesk Land Desktop 2005.

список работ, опубликованных: по теме диссертации

1. Воздействие системы лесных полос на экологические факторы среды и урожайность культур севооборота в степи Приволжской возвышенности / П. Н. Проездов, Б. И. Туктаров, Л В. Колесникова, А. И. Разаренов, Т. Н. Ковалева // Вестник Саратовского аграрного университета им. Н. И. Вавилова. -№ 2006. - № 3. - Вып. 2. - С. 14-16.

2. Горячев, В. Д Методы оценки гидротехнических мероприятий / В. Д Горячев, С. А. Слободсков, Л М. Хончева, Т. Н. Ковалева, Р. Б. Туктаров // Землеустроительные, кадастровые, геодезические работы для обеспечения

стабильности и эффективности развития экономики России: матер, между народной научно-практической конференции ученых и специалистов «Землеустроительное и кадастровое обеспечение функционирования земельно-имущественного комплекса» / Омский ГАУ. - Омск, 2005. - С. 376-379.

3. Губин, Н. Л/. Автоматизация проектирования против оэро зионной организации территории сельскохозяйственных предприятий / Н. М. Губин, Т. Н. Ковалева // Землеустроительные, кадастровые, геодезические работы для обеспечения стабильности и эффективности развития экономики России : матер. международной научно-практической конференции ученых и специалистов «Землеустроительное и кадастровое обеспечение функционирования зе-мелшо-им>тцествшнош комплекса» / Омский ГАУ. -0мск,2005. - С. 339-343.

4. Ковалева, Т. Н. ШС-технологии и их применение в сельском хозяйстве / Т. Н. Ковалева // Вавиловские чтения - 2003 : матер, межрегиональной научной конференции молодых ученых и специалистов системы АПК Приволжского федерального округа. Секция земледелия / Саратовский ГАУ. - Саратов, 2003.-С. 14-15.

5. Ковалева, 7*. Н. Применение систем автоматизированного проектирования для решения задач по противоэрозионной организации территории в проектах внутрихозяйственного землеустройства / Т. Н. Ковалева // Вавиловские чтения - 2004 : матер, всероссийской научно-практической конференции, посвященной 117-й годовщине со дня рождения академика Н. И. Вавилова. Секция мелиорации, агролесомелиорации и лесоводства / Саратовский ГАУ. -Саратов, 2004. - С. 42-44.

6. Ковалева, Т. Н. Проектирование элементов ландшафтной организации территории на склонах / Т. Н. Ковалева // Вавиловские чтения - 2005: матер, всероссийской научно-практической конференции, посвященной 118-й годовщине со дня рождения академика Н. И. Вавилова. Секция «Землеустройство и земельный кадастр» / Саратовский ГАУ. - Саратов, 2005. - С. 42-44.

7. Рабочее проектирование с основами ландшафтного землеустройства: учебно-методическое пособие для выполнения лабораторных занятий и курсового проекта на тему <(Рабочий проект организации территории сельскохозяйственного предприятия на эколого-ландша фтной основе» студентами очного и заочного отделений специальности 310900 «Землеустройство» / сост.: Б. И. Туктаров, Н. М Губин, Т. Н. Ковалева, А. С. Поздняков ; ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». - Саратов, 2003. - 83 с.

8. Туктаров, Б. И. Землеустройство - путь к созданию устойчивого землевладения / Б. И. Туктаров, Т. Н. Ковалева // Устойчивое землепользование в экстремальных условиях : матер, международной научно-практической конференции / БГСХА. - Улан-Удэ, 2003. - С. 54-56.

9. Туктаров, Б, Я. Организация территории агроландшафтов и охрана природных экосистем на Приволжской возвышенности / Б. И. Туктаров, Т. Н. Ковалева // Проблемы охраны природных ландшафтов и биоразиообразия России и сопредельных стран : сб. матер, международной научно-практической конференции / Пензенская ГСХА,- Пенза, 2004. - С. 117-119.

10. Туктаров, Б. И. Противоэрозионная организация склоновых земель Приволжской возвышенности / Б. И. Туктаров, Т. Н. Ковалева // Агропромыш-

ленный комплекс: состояние, проблемы, перспективы : сб. матер, международной научно-практической конференции. - Пенза; Нейбранденбург, 2003. -С. 40-41.

11. Туктаров, Б. И. Пути создания экологически оптимизированных аг-роландшафтов на Приволжской возвышенности / Б. И. Туктаров, Т. Н. Ковалева // Экологические проблемы сельскохозяйственного производства : матер, международной научно-практической конференции / Воронежский ГАУ. -Воронеж, 2004. - С. 288-292.

12. Туктаров, Б. И. Совершенствование использования агроресурсного потенциала Приволжской возвышенности методами эколого-ландшафтного землеустройства / Б.И. Туктаров, Т. Н. Ковалева // Роль почв в сохранении устойчивости ландшафтов и ресурсосберегающее земледелие : матер, международной шучно-пракшческой конференции / Пензенская ГСХА. - Пенза, 2005. -С. 278-279.

13. Туктаров, Б. И. Трехмерное моделирование при эколого-ландшафгаой организации территории / Б. И. Туктаров, Т. Н. Ковалева // Аг-роокологические проблемы сельскохозяйственного производства : сб. матер, международной даучно-практаческой конференции / Пензенская ГСХА. - Пенза, 2005.—С. 195-198.

14. Туктаров, Б- И. Эколого-ландшафтная организация территории сельскохозяйственных предприятий на Приволжской возвышенности / Б. И. Туктаров, Т. Н. Ковалева // Землеустроительные, кадастровые, геодезические работы дтя обеспечения стабильности и эффективности развития экономики России : матер, международной научно-практической конференции ученых и специалистов «Землеустроительное и кадастровое обеспечение функционирования земельно-имущественного комплекса» / Омский ГАУ. - Омск, 2005. - С. 350-354.

15. Туктаров, Б. И. Организация территории сельскохозяйственных предприятий на Приволжской возвышенности / Б. И. Туктаров, Т. Н. Ковалева // Землеустроительная наука и образование : матер, международной научно-производственной конференции, посвященной 80-летию землеустроительного факультета БГСХА. - Минск: ООО «Мэджик Бук», 2006. - С. 39-41.

Подписано в печать 29.09.06. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Гарнитура Times. _Печ. л. 1,0. Тираж 100. Заказ 702/673._

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И.Вавилова» 410600, Саратов, Театральная пл., 1

Диссертация: содержание автор диссертационного исследования: кандидата экономических наук, Ковалева, Татьяна Николаевна

Введение.

Глава 1. Адаптивно-ландшафтный подход к противоэрозионной организации территории.

1.1. Изучение подходов к построению агроландшафтов на эрози-онно-опасных землях.

1.2. Состояние землеустроенности сельскохозяйственных предприятий Саратовской области.

1.3. Принципы построения адаптивных агроландшафтов на склоновых землях.

1.4. Автоматизация землеустроительных работ при создании адаптивных агроландшафтов.

Глава 2. Изучение существующей организации территории агроландшафтов степи Приволжской возвышенности.

2.1. Современное состояние ландшафтов Приволжской возвышенности.

2.2. Исследование оптимальных мелиоративных режимов на склоновых землях Приволжской возвышенности.

2.2.1. Анализ природных особенностей объекта проектирования.

2.2.2. Факторы регулирования элементов водного баланса территории и формирования микроклимата агроландшафта.

2.2.3. Исследование водопотребления и формирования урожайности сельскохозяйственных культур в зависимости от защитного действия лесных полос.

Глава 3. Совершенствование методики построения комплекса противо-эрозионных мероприятий по адаптации агроландшафтов степи Приволжской возвышенности.

3.1. Комплекс мероприятий по организации территории агро-ландшафтов степи Приволжской возвышенности.

3.2. Методические подходы к проектированию адаптивных агро-ландшафтов с использованием пакета прикладных программ в автоматизированном режиме на персональном компьютере.

Глава 4. Экономико-энергетическая и экологическая эффективность противоэрозионной организации территории при адаптивноландшафтном обустройстве земель степи Приволжской возвышенности 126 4.1. Экологическая эффективность противоэрозионной организации территории степи Приволжской возвышенности 126 4.2. Экономическая и биоэнергетическая эффективность возделывания сельскохозяйственных культур в степи Приволжской возвышенности.

Выводы.

Предложения производству.

Диссертация: введение по экономике, на тему "Противоэрозионная организация территории при адаптивно-ландшафтном обустройстве земель степи Приволжской возвышенности"

Актуальность темы исследования. Одна из глобальных проблем человечества - обеспечение продовольствием. Возрастающие в связи с этим темпы производства растениеводческой продукции, исходя из ограниченных возможностей расширения посевных площадей за счет освоения новых и мелиорируемых почв, предопределяет резкое повышение их плодородия и максимальное использование имеющихся резервов на существующих пахотных землях. Проблема всемирного повышения плодородия почв обостряется. Одновременно возрастает и актуальность охраны земель от эрозии.

В связи с этим большое значение приобретает вопрос противоэрозион-ной организации территории при адаптивно-ландшафтном обустройстве земель Приволжской возвышенности как основной «сцены» сельскохозяйственного производства в Российской Федерации, где земли в наибольшей степени преобразованы в результате хозяйственной деятельности человека.

Степень разработанности проблемы. Вопросам противоэрозионной организации территории посвящены труды таких ученых, как В. В. Докучаев, Д. JI. Арманд, С. С. Соболев, С. Н. Волков, А. А. Варламов, В. Я. Заплетин, М. Н. Заславский, С. А. Удачин, А. Н. Каштанов, А. С. Козьменко, В. Д. По-столов, А.Ю. Черемисинов и др. Землеустройством на эколого-ландшафтной основе занимались Г. П. Сурмач, В. П. Троицкий, Г. И. Швебс, М. И. Лопы-рев и др.

Эрозионные процессы на Приволжской возвышенности изучены многими авторами (Н. И. Сус, И. А. Кузник, А. В. Лысов, А. И. Шабаев, И. Ф. Медведев, П. Н. Проездов, Е. С. Павловский, В. А. Баранов, Ю. В. Бондарен-ко, Г. И. Лотоцкий и др.). Но не существует единой методики, обобщающей все проведенные исследования и дающей рекомендации по созданию адаптивных ландшафтов на эколого-ландшафтной основе склоновых земель степи Приволжской возвышенности, тем более с использованием современных широко распространенных программно-аппаратных средств автоматизации землеустроительного проектирования.

Целью исследования являлось теоретическое обоснование и экспериментальная оценка адаптивно-ландшафтного обустройства земель Приволжской возвышенности, связанных с мелиорацией и охраной почв.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Изучить существующую организацию территории агроландшафтов Приволжской возвышенности.

2. Определить зону влияния стокорегулирующих лесных полос на склоновых землях на предотвращение процессов эрозии и охрану земель, влагонакопление, ресурсосбережение, улучшение условий произрастания растений и получение высоких урожаев сельскохозяйственных культур.

3. Установить, эффективность выращивания основных полевых культур в составе почвозащитного севооборота под влиянием противоэрозионных лесных полос.

4. Разработать комплекс мероприятий адаптивно-ландшафтного и про-тивоэрозионного обустройства земель степи Приволжской возвышенности на примере ПК «Синеньский» Саратовского района Саратовской области с применением современных компьютерных технологий.

5. Дать агроэнергетическую и экономическую оценку влияния проти-воэрозионного комплекса на урожайность сельскохозяйственных культур.

Предметом исследований является совокупность факторов, влияющих на предотвращение эрозионных процессов на склоновых землях.

Объектом исследования являются агроландшафты Приволжской возвышенности и технология выполнения проектно-изыскательских работ по противоэрозионной организации территории и созданию адаптивных агроландшафтов.

Методологической и методической основой диссертационного исследования послужили законы Российской Федерации по аграрным, земельным, экологическим и экономическим вопросам, научные концепции, принципы по использованию земель, разработанные известными отечественными учеными.

Основными методами исследования в работе являются общенаучные методы: численные, описательный, сравнительный, статистический, системного анализа, расчетно-конструктивный, абстрактно-логический, хрономегражный, экономико-математического моделирования, картографический. Методология исследования базируется на системе общих принципов и подходов: общенаучных - комплексного, интегрального, системного и экологического, а также ландшафтного как части географического.

Полевые исследования проводились по методике Б.А. Доспехова (1985) методом расщепленных делянок с площадью делянок первого фактора (зона влияния лесных полос) 2,1 га, второго фактора (сельскохозяйственная культура) - 0,3 га.

Изучение поверхностного стока, эрозии почв и сопутствующие наблюдения проводились по имеющимся методикам и рекомендациям ВНИАЛМИ (1995), ГГИ (1979) и др. Агротехника на всех вариантах опыта применялась согласно рекомендациям НИИСХ Юго-Востока (1973) и «Системе ведения агропромышленного производства Саратовской области» (2003).

Статистическая обработка собранного материалов исследований производилась на персональном компьютере с использованием «Методики полевого опыта» (Доспехов Б.А., 1985) и программного обеспечения Microsoft Excel 2003, Statistica 6.0, AGROS. Проектирование велось с использованием программы Autodesk Land Desktop 2005.

Научная новизна. По специальности 08.00.05 - экономика и управление народным хозяйством (землеустройство). Разработан и внедрен комплекс мероприятий по противоэрозионной организации территории сельскохозяйственного предприятия на агроландшафтной основе. Обоснована необходимость внедрения в степи Приволжской возвышенности адаптивно-ландшафтного землеустройства с применением систем автоматизированного проектирования.

По специальности 06.01.02 - мелиорация, рекультивация и охрана земель. Уточнено влияние расстояний между стокорегулирующими лесными полосами на склоновых землях Приволжской возвышенности на эрозионные процессы и охрану земель, рациональное использование влаги и урожайность сельскохозяйственных культур в почвозащитном севообороте.

Практическая значимость работы. Разработанный комплекс мероприятий противоэрозионной организации территории сельскохозяйственных предприятий на примере ПК «Синеньский» Саратовского района Саратовской области позволяет провести адаптивно-ландшафтное обустройство склоновых земель степи Приволжской возвышенности для обеспечения рационального природопользования и ведения сельскохозяйственного производства по ресурсосберегающей технологии. Апробирована и рекомендована методика проектирования линейных элементов организации территории с использованием программы Autodesk Land Desktop 2005.

Реализация результатов исследований. Разработанный комплекс мероприятий противоэрозионной организации территории прошел производственную проверку и предложен к внедрению в ПК «Синеньский» Саратовского района Саратовской области. Это позволяет получать дополнительную продукцию по озимой пшенице 0,25 т/га (14 %), многолетним травам (на сено) - 0,31 т/га (19 %) на расстоянии до 300 м; и по подсолнечнику - 0,18 т/га (17 %), яровой пшенице - 0,21 т/га (12 %) на расстоянии до 200 м от лесной полосы.

Разработанная методика используется при проведении практических занятий по курсу «Землеустроительное проектирование» специальности ч 120301 - землеустройство по составлению рабочих проектов экологоландшафтной организации территории.

Положения, выносимые на защиту:

1. Влияние стокорегулирующих лесных полос, находящихся на различном расстоянии, на снего-, влагонакопление, эрозионные процессы, охрану и рациональное использование земель при выращивании сельскохозяйственных культур в почвозащитном севообороте на склоновых землях Приволжской возвышенности.

2. Оценка продуктивности адаптивных полевых культур в составе почвозащитного севооборота на склоновых землях при различном расстоянии от противоэрозионных лесных насаждений.

3. Комплекс приемов по противоэрозионной организации территории при адаптивно-ландшафтном обустройстве земель степи Приволжской возвышенности с применением современных средств автоматизации землеустроительных работ.

4. Экологическая, экономическая и биоэнергетическая оценка комплекса противоэрозионных мероприятий по накоплению влаги и повышению урожайности сельскохозяйственных культур в почвозащитном севообороте при организации территории на адаптивно-ландшафтной основе склоновых земель степи Приволжской возвышенности.

Апробация работы и публикации. Материалы диссертации докладывались на международных и региональных научно-практических конференциях: «Вавиловские чтения» (Саратов, 2003, 2004, 2005), «Устойчивое землепользование в экстремальных условиях» (Улан-Удэ, 2003), «Агропромышленный комплекс: состояние, проблемы, перспективы» (Пенза, 2003), «Проблемы охраны природных ландшафтов и биоразнообразия России и сопредельных стран» (Пенза, 2004), «Экологические проблемы сельскохозяйственного производства» (Воронеж, 2004), «Землеустроительное и кадастровое обеспечение функционирования земельно-имущественного комплекса» (Омск, 2005), «Роль почв в сохранении устойчивости ландшафтов и ресурсосберегающее земледелие» (Пенза, 2005), «Землеустроительная наука и образование» (Минск, 2006), а также на ежегодных конференциях профессорско-преподавательского состава ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ» (Саратов, 2003-2006).

По материалам диссертации опубликовано 14 научных работ общим объемом 2,84 печ. л., в том числе в соавторстве 11 статей, одна из которых в журнале «Вестник Саратовского ГАУ», и учебно-методическое пособие в соавторстве для студентов 5 курса специальности «Землеустройство» объемом 5,20 печ. л.

В 2003 г. за выпускную научную студенческую работу, ставшей началом научных исследований, автор награжден дипломом Министерства образования РФ в секции 33 «Землеустройство» (Приказ Минобразования России от 09.03.2004 №1190).

Степень личного участия. Диссертация выполнена в 2001-2005 гг. при личном участии автора в сборе, анализе, систематизации и обработке данных, проведении исследований, в подготовке работы, составлении выводов и предложений производству. Лично автору принадлежит 1,6 печ. л. научных и 2,6 печ. л. учебно-методических работ.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 157 страницах компьютерного текста. Состоит из введения, четырех глав, выводов и предложений производству, содержит 29 таблиц, 29 рисунков, 14 приложений. Список используемой литературы включает в себя 183 источника, в том числе 10 зарубежных авторов.

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", Ковалева, Татьяна Николаевна

выводы

1. На основании проведенных исследований в целях улучшения состояния агроландшафтов Приволжской возвышенности, охраны и защиты южных среднесмытых черноземов, уменьшения развития эрозионных процессов и смыва почвы с 10 до 0,3 т/га, при организации территории сельскохозяйственных предприятий предлагается уменьшить расстояние между основными и продольными лесополосами при прямоугольном проектировании лесных полос и границ полей с 1000 до 300 м с введением контурных лесных полос при агроландшафтном зонировании территории и устройстве экологических каркасов.

2. Эколого-ландшафтное размещение лесных полос в зоне их влияния до 300 м способствует большему накоплению снега (на 17-20 см или 37 %), повышению влажности почвы на 22 мм (16 %), улучшению микроклимата полей (повышается температура воздуха весной в период заморозков в защищенной зоне на 2 "С, в засуху снижается температура воздуха на 1,2 "С и повышается его влажность на 8 %), повышению урожайности яровых культур на расстоянии до 200 м: яровой пшеницы на 0,21 т/га (12 %), подсолнечника - 0,18 т/га (17 %), а озимой пшеницы и многолетних трав до 300 м соответственно на 0,25 т/га (14 %) и 0,31 т/га (19 %), снижению коэффициента водопотребления

3 3 яровой пшеницы до 180 м /т (на 12 %), озимой пшеницы - 144 м /т (на 16 %), подсолнечника - 357 м3/т (на 20 %) и многолетних трав - 212 м3/т (на 21 %).

3. Размещение лесных полос через 300 м позволяет защитить пахотный массив на 100 %, приводит к увеличению коэффициентов устойчивости агроландшафта с 0,4 до 0,6, соотношения площадей угодий с учетом их экологической ценности с 0,32 до 0,33, плотности экотонов с 90 до 135, экологического разнообразия территории с 6,5 до 15,5, полезащитной облесенности с 3,6 до 5,4, что свидетельствует об экологической стабилизации агроландшафта.

4. Использование современных средств автоматизации землеустроительных работ таких как Autodesk Land Desktop 2005, при адаптивно-ландшафтном обустройстве земель степи Приволжской возвышенности позволяет повысить точность и улучшить качество землеустроительной документации, сократить сроки проектирования элементов противоэрозионной организации территории в 2 раза.

5. Экономическая и биоэнергетическая оценки показали высокую эффективность контурного размещения стокорегулирующих лесных полос на склоновых землях Приволжской возвышенности через 300 м с уровнем рентабельности 23 %, сроком окупаемости затрат 12 лет и энергетической эффективностью 1,55 ед.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для предотвращения процессов эрозии и дальнейшей деградации южных среднесмытых черноземов на склоновых землях крутизной 3°, повышения экологической устойчивости агроландшафтов и дополнительного влаго-накопления около 22 мм, улучшения микроклимата полей и повышения урожайности сельскохозяйственных культур в составе почвозащитного севооборота яровой и озимой пшеницы на 0,21 и 0,25 т/га, подсолнечника на 0,18 т/га и многолетних трав на сено на 0,31 т/га, следует размещать стокорегули-рующие лесные полосы при ландшафтном обустройстве степи Приволжской возвышенности через 300 м.

2. В целях повышения качества землеустроительной документации, уменьшения сроков выполнения землеустроительных работ на 70%, повышения эффективности приемов землеустройства в 2 раза при проектировании комплекса противоэрозионной организации территории сельскохозяйственных предприятий, размещенных на склоновых землях Приволжской возвышенности и необходимо использовать программу Autodesk Land Desktop 2005.