Почвенно-экологическая оценка земель агроландшафтов междуречья вори и угры
На правах рукописи
РОЗАНОВ Владислав Владиславович
ПОЧВЕННО-ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЗЕМЕЛЬ
АГРОЛАНДШАФТОВ МЕЖДУРЕЧЬЯ ВОРИ И УГРЫ
Специальность 25.00.36 – геоэкология (науки о Земле)
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата географических наук
Москва – 2010
Работа выполнена в ГОУ ВПО города Москвы «Московский городской педагогический университет»
| Научный руководитель: | доктор сельскохозяйственных наук, профессор Белобров Виктор Петрович |
| Официальные оппоненты: | доктор биологических наук, профессор Груздева Людмила Петровна ФГОУ ВПО «Государственный университет по землеустройству» кандидат географических наук Кивва Константин Васильевич отдел природных и экологических проблем развития территорий ЦНИИП градостроительства РААСН |
| Ведущая организация | «Институт географии РАН» |
Защита состоится 21 декабря 2010 года в 1400 часов на заседании диссертационного совета Д 220.025.03 при ФГОУ ВПО «Государственный университет по землеустройству» по адресу: 105064, Москва, ул. Казакова, д. 15, ГУЗ, тел. (499) 261-31-46, факс. (499) 261-95-45.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного университета по землеустройству
Автореферат разослан и размещен на сайте www.guz.ru 19 ноября 2010 года.
Ученый секретарь диссертационного совета
кандидат географических наук Т.А. Соколова
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Решение геоэкологических проблем, связанных с оценкой состояния и управлением ландшафтами, а также с рациональным использованием земель является одной из основных задач современной географической науки, особенно в условиях интенсивного потребления природных ресурсов. Эволюция почвенного покрова и увеличение площадей агроландшафтов неразрывно связаны с антропогенным преобразованием естественных ландшафтов. Последние 15-20 лет в России наблюдается резкий прирост площадей залежных земель, масштабы которого исчисляются десятками миллионов гектаров. Трансформация агроландшафтов в залежи обусловлена рядом причин: природно-экологических, хозяйственных, социально-экономических, политических и других.
Негативные последствия экономического кризиса 1990-ых годов в агропромышленном комплексе, в частности, увеличение площадей залежей, в наибольшей степени затронули Нечерноземную зону Европейской части России с низкими продуктивными свойствами почвенного покрова.
В настоящее время необходима геоэкологическая оценка состояния ландшафтов с целью рационального их использования и управления. Важнейшей задачей, при этом, является почвенно-экологическая оценка производительной способности залежей с целью вовлечения их в сельскохозяйственный оборот или выявления альтернативных направлений их использования с учетом экономических и экологических норм и требований на основе современных технологий.
Решение вопроса о рациональном использовании земель, выведенных из сельскохозяйственного оборота, возможно на основе получения достоверной информации об их почвенном и агроэкологическом состоянии. По мнению А.Н. Каштанова 1990, И.И. Карманова 1991, Л.Л. Шишова и др. 1996, В.И. Кирюшина 1996, 2000, 2005, Д.С. Булгакова 2002, Н.В. Петухова 2005, Н.П. Сорокиной 2006 и многих других исследователей почвенно-экологическая (агроэкологическая) оценка позволяет определить возможности дальнейшей эксплуатации земель и уровень их сельскохозяйственной продуктивности (плодородия). Такие исследования является действенным способом предупреждения потенциальных геоэкологичских проблем, возникающих при необоснованном использовании земельных ресурсов.
Междуречье Вори и Угры, площадью 1500 га, Юхновского района Калужской области (далее по тексту – Междуречье), в полной мере, можно отнести к модальным территориям, где наряду с агроландшафтами сохранились и природные, на примере которых, при сравнительном анализе можно проверить эффективность оценки и рекомендовать оптимальный путь использования земель в народном хозяйстве.
Цель и задачи работы. Цель работы – на основе почвенно-экологической оценки земель природных и агроландшафтов междуречья Вори и Угры выявить наиболее пригодные для использования в сельском хозяйстве земли и оценить альтернативные направления хозяйствования.
Задачами работы являются.
- Современная характеристика почвенного покрова на основе крупномасштабного картографирования почв.
- Почвенно-экологическая оценка территории Междуречья.
- Выявление причин деградации почвенного покрова пахотных земель и факторов, лимитирующих возделывание сельскохозяйственных культур.
- Определение и оценка альтернативных направлений рационального использования земель Междуречья.
Объекты исследования. Почвы и почвенный покров природных и антропогенных ландшафтов междуречья Вори и Угры.
Научная новизна и практическое значение работы.
1. Впервые в постсоветский период проведено почвенно-экологическое исследование территории Междуречья, направленное на оптимизацию ее использования в народном хозяйстве.
2. Установлено, что трансформация пашни в залежи протекает интенсивно и связана с прекращением сельскохозяйственной деятельности, вследствие низкой продуктивности почв, доминированием в прошлом экстенсивного типа ведения сельского хозяйства, а также социально-экономическими факторами.
3. На основе крупномасштабного почвенного картографирования апробирована методика почвенно-экологической оценки земель агроландшафтов, которая может быть применима для аналогичных территорий Нечерноземной зоны ЕТР при решении вопросов комплексного использования и территориального планирования.
4. Анализ природных, экологических и экономических условий позволил определить площади и виды сельскохозяйственной деятельности на территории Междуречья, учитывая многовековой опыт ее использования в земледелии.
5. Даны рекомендации по рациональному использованию природных ресурсов исследуемого региона на основе развития альтернативных направлений.
Результаты, полученные в ходе проведенной работы, могут быть учтены при решении проектных и землеустроительных задач, а также при разработке комплексных схем территориального планирования, в которых необходима геоэкологическая оценка природных ресурсов.
Защищаемые положения.
1. Система прикладных карт, основанных на результатах крупномасштабного почвенного картографирования и представляющих базис для почвенно-экологической оценки земель.
2. Анализ почвенно-экологических условий на соответствие потребностям сельскохозяйственных культур как инструмент оптимизации землепользования.
3. Варианты мультифункционального освоения территории Междуречья, отвечающие экологически и экономически целесообразному использованию природных ресурсов.
Апробация работы. Результаты исследований по теме диссертации докладывались на: научно-практических конференциях «Учитель XXI века: Устойчивое развитие и географическое образование» в 2004, 2005, 2007 годах; Международной научно-практической конференции, посвященной 75-летию Института почвоведения и агрохимии НАН Беларуси и III съезду почвоведов (Минск, 2006); V съезде Всероссийского общества почвоведов им. В.В. Докучаева (Ростов на Дону, 2008).
По материалам диссертации опубликовано 9 работ, том числе две в журналах, рекомендованных ВАК.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы, включающего 151 источник, а также приложения. Общий объем работы 143 страницы без учета приложений, работа содержит 24 рисунка и 37 таблиц.
Автор выражает искреннюю признательность научному руководителю, д. с/х н., профессору Института естественных наук Московского городского педагогического университета В.П. Белоброву, д. с/х н. Д.Н. Дурманову, д.г.н. И.В. Замотаеву, к.г.н. В.Т. Дмитриевой, к.г.н. А. Я. Воронину, д.м.н. Н.Д. Дурманову за консультации и помощь при организации и выполнении работ.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Глава 1. Почвенно-экологическая оценка и методика исследования
Почвенно-экологическая оценка земель. Современные системы земледелия основываются на учете специфики каждого конкретного ландшафта и подборе перечня оптимального адаптированных к нему сельскохозяйственных культур, продуктивность которых при этом считается максимальной. Разработка таких адаптивно-ландшафтных систем земледелия (Кирюшин, 1996) опирается на почвенно-экологическую оценку. Необходимо отметить, что термин «почвенно-экологическая оценка земель» близок термину «агроэкологическая оценка земель» в интерпретации Д.С. Булгакова (2002).
Для почвенно-экологической оценки наиболее значимым является соотнесение природных свойств почв требованиям тех или иных сельскохозяйственных культур, определяя их экологические ниши в природных и агроландшафтах. Это направление успешно развивалось Л.Л. Шишовым в применении к почвенному покрову Ливии, Лаоса, Камбоджи (Soil Studies…,1980а; Soil Studies…, 1980б; Soil Studies…, 1980в; Шишов, Андроников, Белобров…, 1996).
По мнению Д.Г. Булгакова (2002), В.Ф. Мальцева и М.К. Каюмова (2002), В.И. Кирюшина (2005), Н.П. Сорокиной (2006), именно почвенные критерии являются основными при оценке агроландшафта, поскольку возможность выращивания сельскохозяйственных культур в значительной степени зависит от свойств почвы и наличия в почвенном профиле питательных веществ, хотя литологические, климатические, гидрологические факторы, а также комплекс социально-экономических условий региона имеют неоспоримое значение.
Почвенно-экологическая оценка заключается в выделении достаточно однородных групп земель (классов и подклассов). Фактически это является районированием на уровне отдельных хозяйств. Проблема районирования (зонирования), поднятая еще В.В. Докучаевым, актуальна и в настоящее время, однако сейчас она перенесена с зонально-регионального на локально-хозяйственный уровень. Основной задачей комплексной почвенно-экологической оценки земель является выделение агроэкологически однородных территорий и установление их пригодности для возделывания сельскохозяйственных культур.
Методика исследования. Почвенно-экологическая оценка земель агроландшафтов Междуречья выполнена по методике Л.Л. Шишова (1991, 1996) с рядом дополнений автора. Данный методический подход включает результаты более ранних исследований В.И. Кирюшина, Д.С. Булгакова, А.Н. Каштанова, Н.П. Сорокиной и других. Суть методики заключается в сопоставлении полученных в ходе исследования данных о климатических, гидрологических, и, главное, почвенных условиях территории с требованиями сельскохозяйственных культур к установленному перечню факторов.
Еще в 19 веке В.В. Докучаев считал: «Выработка норм, определяющих относительные площади пашни, лугов, леса и вод; такие нормы, конечно, должны быть соображены с местными климатическими, грунтовыми и почвенными условиями, а равно и характером господствующей сельскохозяйственной культуры и пр.». Поэтому, при формулировании рекомендаций по дальнейшему использованию залежных участков был учтен опыт практики землепользования прошлых лет (Полынов, 1949).
При создании проекта управления и оптимизации агроландшафтных систем необходимо учитывать социальные и экологические факторы, уровень развития региона, трудовые ресурсы и специализацию производства. (Каштанов, 1994).
К факторам, влияющим на оценку земель, отнесены качественное состояние агроландшафтов (стадии сукцессии), их размеры и контурность. К социально-экономическим факторам: наличие хозяйственной инфраструктуры; транспортная доступность; наличие трудовых ресурсов; конъюнктура рынка сельскохозяйственной продукции.
С учетом комплекса экологических и социально-экономических факторов произведена оценка целесообразности выращивания на исследуемой территории агрокультур, как в геоэкологическом, так и в хозяйственном отношении. Общая схема такой оценки отображена на рисунке 1.
Полевые исследования включали картирование почв по типичным почвенным разрезам и буровым скважинам. Типичные разрезы служили эталоном для буровых скважин, определяя характер основных диагностических признаков. Почвенные разрезы глубиной до 150 см и буровые скважины до 270 см фиксировались в пространстве с помощью GPS-навигатора. Мощность почвенного профиля обусловлена неглубоким залеганием моренных отложений, в большинстве случаев на глубине 70-120 см, что характеризует двучленный характер профилей. В результате полевых исследований заложено более 70 почвенных разрезов и скважин (рис. 2).
Рис. 1. Факторы, определяющие целесообразность ведения
(возобновления) сельскохозяйственной деятельности.
Лабораторные исследования проводились в Почвенном институте им. В.В. Докучаева Россельхозакадемии c целью определения агрогенных параметров плодородия почв.
1. Общее содержание гумуса по методу Тюрина.
2. Подвижный фосфор по методу Кирсанова.
3. Обменный калий по методу Масловой.
4. Показатель рН водной и солевой вытяжки определяли на ионометре с использованием 1н раствора хлористого калия.
5. Поглощенные основания (Ca++; Mg++) по методу Шеленберга.
6. Гидролитическая кислотность по методу Каппена.
7. Валовой азот по Кьельдалю.
8. Содержание макро- и микроэлементов почв, включая тяжелые металлы (рентгенфлуоресцентный метод на приборе ТЕFА – 6111 (XRF-analysis).
9. Мощность дозы гамма-излучения и зараженности образцов почв источниками бета-частиц (в микроренгенах в час – мкР/час).
Рис. 2. Расположение почвенных разрезов и буровых скважин.
По результатам проведенных полевых и лабораторных исследований был составлен систематический список почв Междуречья, почвенная и тематические карты, отражающие как основные параметры плодородия почв, так и актуальный и оптимальный характер их использования в земледелии. Карты составлены в масштабе 1:25 000 на основе ГИС – программы MapInfo.
Глава 2. Физико-географическая характеристика
объекта исследования.
Природные условия Междуречья являются типичными для центральных областей Европейской части России, что позволяет рассматривать данный ареал, как характерный природный комплекс Нечерноземной зоны.
Территория сложена комплексом отложений четвертичной системы, имеющим мощность от 15 до 100 м, который представлен валунными суглинками основных морен и глинисто-песчаными отложениями водно-ледниковых потоков и ледниковых озер, а также современным аллювием рек и озерно-болотными осадками. В рельефе (рис. 3) доминируют пластово-ярусные возвышенности и пологоволнистые моренные равнины Московского оледенения, осложненные камами, морено-зандровыми равнинами, заболоченными ложбинами стока и термокарстовыми впадинами.
Климат Междуречья умеренно континентальный, характеризуются теплым летом, умеренно холодной с устойчивым снежным покровом зимой и хорошо выраженными переходными периодами – весной и осенью. Годовое количество осадков в среднем 650-700 мм. Реки Угра и Воря имеют хорошо выраженные долины с пойменными участками шириной до 1 км. Питание рек преимущественно снеговое. На территории Междуречья находятся озера-старицы и низинные болота, хотя заболоченность, в целом, не высокая.
Рис. 3. Рельеф междуречья Вори и Угры.
Рис. 4. Ландшафты междуречья Вори и Угры.
Территория участка относится к подзоне смешанных хвойно-широколиственных лесов. Среди естественных ландшафтов можно выделить лесные, ландшафты урочищ и частично пойменно-долинного комплекса. К антропогенным относятся сельскохозяйственные земли (пашни, сенокосы на пойменных участках), залежные земли 15-18 летнего возраста, вторичные леса на бывших совхозных угодьях.
В настоящее время около 50% земель Междуречья находятся под лесами. Из них значительную долю составляет сосново-еловая формация. Леса березово-осинной формации являются вторичными. Пойменные участки рек Воря и Угра - наиболее продуктивные сенокосы, а заливные пойменные луга самые богатые по биомассе экосистемы.
Глава 3. Почвы и структура почвенного покрова.
Структура почвенного покрова Междуречья обусловлена несколькими факторами дифференциации. Среди них следует отметить топогенный и литогенный, создающие наибольшую контрастность и сложность почвенного покрова. Производным топогенного фактора дифференциации является ледниковый и постледниковый рельеф Междуречья, формирующий мезоструктуры почвенного покрова, представленные двух- и трехкомпонентными комбинациями почв типа вариаций и сочетаний (рис. 5).
Комбинации почв в вариациях и сочетаниях обусловлены мезоформами рельефа. Они образуют линейно-древовидные формы ареалов и контуров характерные для эрозионного расчленения рельефа постледникового времени и типичные для урочищ, а также округло-вытянутые формы озо-камового ледникового рельефа.
Производными литогенного фактора являются литологическая двучленность почв и неоднородный гранулометрический состав. Как правило, они усиливают контрастность и сложность почвенного покрова, формируя мозаики – контрастные комбинации почв. Мозаики обусловлены различной мощностью облегченного (супесчаного) профиля почв до суглинистой морены Московского оледенения.
Почвенный покров, независимо от приуроченности к естественным или антропогенным ландшафтам, достаточно однородный и представлен в основном дерново-подзолистыми (ПД) и агродерново-подзолистыми (АПД) контактно-глубокоглееватыми почвами автоморфных позиций рельефа (рис. 5). На поймах, в заболоченных урочищах и понижениях рельефа формируются соответственно аллювиальные почвы (А) и почвы полугидроморфного и гидроморфного ряда – дерново-глеевые (ДГ) и болотные (Б). На водоразделах и склонах моренно-зандровой равнины преобладает подтип дерново-подзолистых почв (Пд) супесчаного состава, которые нередко с поверхности каменисты и щебнисты.
Дерново-подзолистые почвы под лесом имеют четко выраженный горизонт Е (А2) и более дифференцированный профиль. В целом, супесчаный профиль всех почв относительно маломощный. Сельскохозяйственное освоение привело к существенным изменениям свойств ПД почв естественного профиля.
Рис. 5. Почвенная карта междуречья Вори и Угры.
Сформировался более мощный гумусовый горизонт (Р) за счет припаханного к нему подзолистого и реже иллювиального. Морфологические и агрохимические свойства ПД и АПД почв представлены в таблицах 1 и 2, на рисунках 6-11 отражены параметры важнейших почвенных свойств. Почвы Междуречья преимущественно слабокислые по всему метровому профилю. Наиболее кислые (pH – 4,5-5,0) ПД почвы под лесом.
По содержанию гумуса лесные и залежные почвы резко различны. Залежные почвы супесчаного состава на фоне достаточно мощной прогумусированной толщи имеют в среднем содержание гумуса – 2,5 %. В почвах под лесом содержание гумуса повышается в 1,5-2 раза. Большинство естественных почв Междуречья в прошлом распахивались, на что указывает плужная подошва.
ПД и АПД почвы характеризуются предельно низким содержанием азота, а по обеспеченности почв фосфатами наблюдается очень большая вариабельность. Почвы под лесом в целом лучше обеспечены фосфатами по сравнению с залежными почвами. На вершинах гряд и холмов, где эрозия и выщелачивание максимальны, почвы имеют низкую степень обеспеченности фосфатами для выращивания зерновых и зернобобовых культур и практически не пригодны для выращивания корнеплодов и овощных культур.
Рис. 6. Мощность почвенного профиля.
Рис. 7. Мощность гумусового горизонта.
Рис. 8. Кислотность гумусового горизонта.
Рис. 9. Содержание гумуса в гумусовом горизонте.
Рис. 10. Обеспеченность почв фосфатами
Рис. 11. Обеспеченность почв калием
Таблица 1.
Физические и агрофизические свойства почв
| Гори-зонт | Глубина образца | Гигроскопическая влага, % | Содержание фракций в процентах (размер частиц в мм) | Сумма частиц менее 0,01 | |||||
| 1,0 - 0,25 | 0,25 - 0,05 | 0,05 - 0,01 | 0,01- 0,005 | 0,005 - 0,001 | Менее 0,001 | ||||
| Дерново-подзолистые почвы (разрез 73) | |||||||||
| АоА1 | 0-10 | 0,76 | 40,77 | 22,47 | 26,9 | 2,55 | 4,52 | 2,79 | 9,86 |
| А1А2 | 20-30 | 0,59 | 38,52 | 22,41 | 24,36 | 5,18 | 7,07 | 2,46 | 14,71 |
| А2 | 30-40 | 0,50 | 30,12 | 18,72 | 26,48 | 6,20 | 6,72 | 1,76 | 14,68 |
| В | 50-60 | 0,48 | 35,5 | 20,78 | 29,28 | 4,16 | 6,52 | 3,76 | 14,44 |
| ВС | 70-80 | 0,37 | 53,13 | 25,03 | 4,88 | 0,04 | 2,24 | 4,68 | 6,96 |
| ВС | 90-100 | 0,77 | 60,97 | 23,92 | 1,01 | 0,12 | 3,07 | 10,91 | 14,1 |
| IID | 100-110 | 0,60 | 39,35 | 5,42 | 5,46 | 4,08 | 24,2 | 21,49 | 49,77 |
| Агродерново-подзолистые почвы (разрез 30) | |||||||||
| А пах | 0-10 | 0,56 | 33,44 | 32,02 | 24,88 | 4,61 | 3,47 | 1,58 | 9,66 |
| А1А2 | 20-30 | 0,54 | 35,9 | 28,55 | 24,36 | 4,73 | 5,21 | 1,25 | 11,19 |
| В | 45-55 | 0,32 | 33,44 | 37,48 | 16,44 | 2,44 | 7,60 | 2,60 | 12,64 |
| II D | 75-85 | 0,80 | 33,22 | 42,12 | 8,26 | 1,48 | 4,82 | 10,1 | 16,4 |
| II D | 95-105 | 0,86 | 36,95 | 36,31 | 8,6 | 0,77 | 4,48 | 12,89 | 18,14 |
| Аллювиальные почвы (разрез 67) | |||||||||
| А пах | 0-10 | 1,09 | 26,15 | 43,95 | 21,42 | 3,75 | 3,11 | 1,62 | 8,48 |
| ID | 40-50 | 0,48 | 38,71 | 40,73 | 12,72 | 1,68 | 3,84 | 2,32 | 7,84 |
| IID | 90-100 | 1,51 | 8,67 | 23,11 | 43,37 | 7,02 | 8,20 | 9,63 | 24,85 |
ПД и АПД почвы характеризуются предельно низким содержанием азота, а по обеспеченности почв фосфатами наблюдается очень большая вариабельность. Почвы под лесом в целом лучше обеспечены фосфатами по сравнению с залежными почвами. На вершинах гряд и холмов, где эрозия и выщелачивание максимальны, почвы имеют низкую степень обеспеченности фосфатами для выращивания зерновых и зернобобовых культур и практически не пригодны для выращивания корнеплодов и овощных культур.
Обеспеченность подвижным калием показывает аналогичные различия между лесными и залежными почвами. Роль этой дифференциации малозначима, поскольку обеспеченность почв калием минимальна.
Наименее распространены, но наиболее плодородны пойменные (аллювиальные) почвы вдоль долины реки Воря. Они формируются на богатом слоистом аллювии, имеют мощный гумусовый горизонт (до 30 см), средне-высоко гумусированы (более 4 %), нейтрально-щелочные, достаточно обеспечены фосфатами (более 20 мг/100г почвы) и калием (до 10 мг/100г почвы). В отличие от почв водоразделов, пойменные почвы имеют хороший резерв минерального питания растений, благодаря относительно богатым почвообразующим породам.
Содержание тяжелых металлов в ПД и АПД почвах не превышало ПДК, а радиационная компонента – фоновые значения, характерные для почв региона.
Таблица 2.
Химические и агрохимические свойства почв
| № раз- реза | Гори-зонт | Глу- бина образца см | Гу-мус, % | Азот вало- вой, % | С/N | рН | Поглощенные основания; мг/экв на 100 г почвы | Р2О5 | К2О | |||
| Вод. | Сол. | Са++ | Мg++ | мг/100 г почвы | ||||||||
| Дерново-подзолистые почвы | ||||||||||||
| 12 | А1 | 2-12 | 4.48 | 0.16 | 16,2 | 4.95 | 4.28 | 4.83 | 0.55 | 11.80 | 5.53 | |
| А1А2 | 12-20 | 1.88 | 0.08 | 13,6 | 4.83 | 3.94 | 2.11 | 0.20 | 19.93 | 3.61 | ||
| А2 | 20-42 | 1.56 | 0.06 | 15,1 | 5.39 | 4.20 | 3.21 | 0.29 | 16.53 | 2.41 | ||
| А2В | 42-58 | 1.46 | 0.03 | 28,2 | 5.79 | 4.65 | 4.52 | 0.50 | 11.18 | 3.61 | ||
| ВА2 | 58-70 | 0,70 | 0,04 | 10,2 | 5,58 | 4,34 | - | - | - | - | ||
| В1 | 80-90 | 0,59 | 0,04 | 8,6 | 7,11 | 6,85 | - | - | - | - | ||
| В1 | 110-120 | 1,15 | 0,025 | 26,7 | 8,13 | 7,37 | - | - | - | - | ||
| IID | 160-170 | 0,62 | 0,015 | 2,3 | 7,33 | 6,72 | - | - | - | - | ||
| 42 | А1 | 10-15 | 4,79 | 0,16 | 17,3 | 4,39 | 3,82 | 1,92 | 0,40 | 1,15 | 3,61 | |
| А2 | 30-35 | 1,25 | 0,05 | 14,5 | 4,85 | 4,19 | 1,33 | 0,25 | 1,20 | 1,69 | ||
| В1 | 40-45 | 0,62 | 0,01 | 36,0 | 5,07 | 4,11 | 0,93 | 0,18 | 2,75 | 1,69 | ||
| В2 | 50-60 | 1,04 | 0,02 | 30,2 | 5,20 | 4,07 | - | - | - | - | ||
| ВС-С | 65-75 | Нет | 0,01 | - | 5,42 | 4,25 | - | - | - | - | ||
| IID | 90-100 | 0,38 | 0,02 | 11,0 | 5,41 | 3,85 | - | - | - | - | ||
| 73 | A1 | 0-10 | 5,42 | - | - | 5,35 | 4,47 | 4,00 | 0,56 | 6,98 | 9,39 | |
| A1A2 | 20-30 | 3,33 | - | - | 6,04 | 4,62 | 2,98 | 0,30 | 7,23 | 2,89 | ||
| A2 | 30-40 | 1,88 | - | - | 4,96 | 4,21 | 0,94 | 0,29 | 15,18 | 2,41 | ||
| B | 50-60 | 1,98 | - | - | 5,71 | 4,24 | 2,69 | 0,38 | 2,50 | 2,89 | ||
| BC | 70-80 | 1,46 | - | - | 5,97 | 4,49 | - | - | - | - | ||
| BC | 90-100 | 0,62 | - | - | 7,92 | 7,47 | - | - | - | - | ||
| IID | 100-110 | 1,98 | - | - | 8,36 | 8,09 | - | - | - | - | ||
| Агродерново-подзолистые почвы | ||||||||||||
| 10 | Апах | 0-10 | 2,57 | 0,1 | 14,9 | 5,62 | 4,46 | 2,74 | 0,44 | 3,88 | 4,82 | |
| В1 | 30-40 | 0,49 | 0,08 | 3,5 | 6,06 | 4,73 | 3,05 | 0,28 | 2,24 | 1,69 | ||
| ВС | 60-70 | - | - | - | 6,22 | 4,77 | - | - | - | - | ||
| 13 | Апах | 0-10 | 2,05 | 0,10 | 11,9 | 5,76 | 4,57 | 3,57 | 0,37 | 3,50 | 3,61 | |
| В(ВС) | 35-45 | - | - | - | 5,86 | 4,48 | 1,34 | 0,11 | 2,00 | 1,69 | ||
| IID | 70-80 | - | - | - | 5,83 | 4,11 | - | - | - | - | ||
| 30 | Aпах | 0-10 | 2,26 | - | - | 5,30 | 4,79 | 4,63 | 0,44 | 5,85 | 3,61 | |
| A1A2 | 20-30 | 1,22 | - | - | 6,34 | 5,46 | 5,06 | 0,27 | 3,25 | 1,69 | ||
| B | 45-55 | 0 | - | - | 6,09 | 4,65 | - | - | - | - | ||
| IID | 75-85 | - | - | - | 6,01 | 4,34 | - | - | - | - | ||
| IID | 95-105 | - | - | - | 4,86 | 3,59 | - | - | - | - | ||
| Аллювиальные почвы | ||||||||||||
| 58 | Аg | 0-10 | 7.08 | - | - | 7.24 | 6.41 | - | - | 15.53 | 9.87 | |
| IID | 95-105 | - | - | - | 8.39 | 7.56 | - | - | - | - | ||
| 63 | Апах | 0-10 | 3,96 | 0,17 | 13,5 | 7,93 | 7,33 | - | - | 28,62 | 9,87 | |
| IID | 80-90 | - | - | - | 8,45 | 7,66 | - | - | - | - | ||
| 64 | Аg | 0-10 | 4,58 | 0,19 | 14,0 | 6,00 | 5,36 | - | - | 5,35 | 4,82 | |
| G1 | 30-40 | 1,99 | 0,18 | 6,4 | 6,90 | 5,48 | - | - | - | - | ||
| G2 | 80-90 | - | - | - | 6,99 | 6,82 | - | - | - | - | ||
| 67 | Aпах | 0-10 | 4,58 | 6,53 | 5,76 | 9,49 | 1,66 | 10,58 | 4,82 | |||
| ID | 40-50 | - | 6,63 | 5,64 | 5,50 | 0,56 | 10,33 | 2,41 | ||||
| IID | 90-100 | - | 7,62 | 6,55 | 15,0 | 1,39 | - | - | ||||
Глава 4. Почвенно-экологическая оценка земель
Особенности использования сельхозугодий в советский период. Ко второй половине XX в. Юхновский район имел преимущественно животноводческую специализацию, хотя удельный вес кормовых угодий в структуре колхозов и совхозов составлял около 30%. Низкая продуктивность лугов вынуждала хозяйства выращивать значительную долю кормов на пашне, что приводило к нарушениям севооборота и недобору товарной продукции растениеводства (Щербаков, 1986). Почвы пашни подвергались интенсивной агродеградации, они истощались, уменьшалось содержание гумуса, вследствие недостаточного восполнения его путем внесения органических и минеральных удобрений при активной хозяйственной деятельности и изъятии значительного объема биомассы.
При переходе от плановой к рыночной экономике и распаде колхозно-совхозного типа ведения хозяйства, произошли значительные изменения в структуре ландшафтов. Земли Междуречья, находившиеся в ведении совхоза «Беляево» подверглись «хозяйственной деградации». Она была вызвана двумя основными факторами: 1) неблагоприятными климатическими и, особенно, почвенными условиями для произрастания большинства культивируемых растений; 2) доминированием экстенсивного типа ведения сельского хозяйства. В совокупности это обусловило низкую урожайность агрокультур и сложности в поддержании плодородия почв.
По мнению В.И. Кирюшина (2000), относительное экономическое благополучие хозяйств, функционировавших в малоблагоприятных природных условиях в советский период, поддерживалась только благодаря практически даровым минеральным удобрением, горюче-смазочным материалам и гарантированной реализации продукции любого качества.
В последние годы, как в Калужской области, так и по всей стране наблюдается переориентация сельскохозяйственного производства и концентрация его на наиболее плодородных землях, вовлечение (сохранение) которых в хозяйственный оборот является экономически целесообразным. Увеличение урожайности во многом объясняется выведением из оборота наименее плодородных и невостребованных земель.
Оценка современного состояния и продуктивности агроландшафтов. В ходе исследования выявлено, что в настоящее время все бывшие пахотные угодья Междуречья трансформировались в залежи, различной стадии сукцессии (бурьянисто-злаковая, злаковая, злаково-разнотравная, древесная). Большинство крупных агрополей (от 50 га) находится на злаковой и злаково-разнотравной стадии сукцессии. Одновременно со сменой сукцессионых стадий происходит интенсивное зарастание кустарниковой и древесной растительностью периметров агрополей. Скорость зарастания участков зависит от площади брошенных полей. Участки размером до 5 га зарастают за несколько лет после вывода земель из сельскохозяйственного оборота. На участках в 50 га и более процесс растягивается на десятилетия. В этой связи рассмотрены возможные направления использования земель Междуречья, в том числе и в сельском хозяйстве.
Для более точного определения способности агроландшафта к производству продукции растениеводства мы сравнили требования ряда сельскохозяйственных культур с природными условиями Междуречья (Сельскохозяйственная энциклопедия, 1973; Справочник агрохимика…, 1981; Драгунов, 1971; Каюмов, 1974, 1983, 1989; Вальков, 1986, 1992, 1996; Кирюшин, 2005). Одним из параметров почвенно-экологической оценки земель Междуречья является разделение их по уровню их производительной способности (Шишов и др. 1996; Белобров и др. 2004; Руководство…, 2008) (рис. 12). Карта производительной способности земель представляет собой сводный картографический материал, характеризующий качество земель по основным почвенным признакам и свойствам, наиболее существенно влияющим на стратегию использования земель.
За критерий объединения земель в группы взята близость или общность их морфогенетических, физических, химических и агрохимических свойств, а также экологических условий, которые определяют различные возможности использования земель в сельском хозяйстве.
Рис. 12. Карта производительной способности земель Междуречья.
В климатическом отношении территория Междуречья пригодна для культивирования всех рассмотренных сельскохозяйственных культур, за исключением пшеницы и сахарной свеклы, которые требуют более теплых условий. Основным лимитирующим климатическим фактором является неравномерное распределение влаги, так как имеются периоды недостаточного или избыточного увлажнения. Поэтому для получения устойчивых урожаев необходимы полив или мероприятия по задержанию влаги, учитывая супесчаный состав почв, а на пойме мероприятия по осушению.
Таблица 3.
Требования сельскохозяйственных культур к группе почвенных факторов
| c/х культуры | Предпочтительный гранулометрический состав | Оптимальн. значения реакции почвенной среды pH | Мощность почв, обеспечив. наивысший урожай | Минимальн. содержание гумуса в % | Содержание P2O5 мг/100гр | Содержание K2O мг/100гр | При планируем урожайности ц/га |
| Рожь озимая | супесч | 5,5-7,2 | 120 | От 2,5 | 7,5 | 12 | 25 |
| Пшеница озимая | легк суглин | 6,6-7,5 | 140 | От 1,8 | 8,5 | 11 | 26 |
| Пшеница яровая | тяж суглин | 6,0-7,3 | 140 | От 2 | 10 | 15 | 25 |
| Ячмень | легк суглин | 6,1-7,2 | нет данных | От 1,4 | 8 | 10 | 30 |
| Овес | супесч | 5,0-7,5 | 90 | От 1,4 | 8 | 13 | 22 |
| Гречиха | супесч | 4,-7,5 | 80 | От 2 | 10 | 12 | 10 |
| Горох | суглин | 6,5-7,0 | нет данных | От 2 | 15 | 15 | 240 |
| Лен-долгунец | супесч | 5,5-6,5 | нет данных | От 2,5 | 10 | 12 | 18 |
| Сахарная свекла | глинист | 5,5-7,5 | 200 | От 2 | 8 | 17 | 200 |
| Картофель | легко суглин | 5,3-8,0 | 70 | От 2 | 12 | 15 | 160 |
| Капуста (кормовая) | торфяные | 7,0-7,4 | нет данных | От 2,5 | 15 | 17 | 200 |
| Свекла (кормовая) | легко суглин | 5,0-5,8 | нет данных | От 2 | 10 | 14 | 320 |
| Морковь (кормовая) | легко суглин | 5,6-7,0 | нет данных | От 2 | 11 | 15 | 150 |
| Клевер луговой | суглин | 6,0-7,0 | нет данных | От 1,5 | 12 | 10 | 50 |
| Лук репчатый | супесч | 6,4-7,5 | 65 | От 1,8 | 11 | 12 | 100 |
Гидрологические условия в целом соответствуют требованиям культур. Пойменные участки более подходят для выращивания влаголюбивых овощных культур. Для зерновых, плохо переносящих переувлажнение, в наибольшей степени подходят водораздельные территории.
Сопоставляя требования культур со свойствами ПД и АПД почв, Междуречья, очевидно, что почвы не отвечают, в полной мере, потребностям ни одной из рассмотренных сельскохозяйственных культур. Низкое содержание гумуса и NPK, супесчаный гранулометрический состав, повышенная кислотность ряда исследованных почв ограничивают благоприятное развитие многих культурных растений. Причем, предельно низкое содержание элементов питания является основным фактором, лимитирующим возделывание сельскохозяйственных культур и получение высоких урожаев.
Вместе с тем, АПД почвы Междуречья, в определенной степени, пригодны для выращивания таких зерновых культур как рожь, овес и гречиха. Это полностью совпадает с практикой землепользования в более ранние исторические периоды. Дворовые переписи подтверждают, что именно эти культуры преобладали в крестьянских хозяйствах Калужской губернии в XVIII веке. Рожью засевали 41% всех посевных площадей; далее следовали посевы овса – 28%, гречихи – 18%, конопли 7%, пшеницы -3%, гороха -2% и ячменя - 0,5% (Прохоров, 1993).
Таблица 4.
Оценка соответствия природных условий требованиям сельскохозяйственных культур
| Условия/ культуры | Климати- ческие | Водные | Почвенные | ||||||
| АПД почвы | Аллюв. почвы | ||||||||
| Пойма | Водораздел | Мех. состав | pH | NPK | Мех. состав | pH | NPK | ||
| Рожь озимая | + | + - | + | + | + | - | + | + | + - |
| Пшеница озимая | + - | - + | + | - + | + - | - | - + | + - | - + |
| Пшеница яровая | - + | - + | + | - | + - | - | - | + | - |
| Ячмень | + | - + | + | - + | + - | - | - + | + | + - |
| Овес | + | + | + | + | + | - | + | + | + - |
| Гречиха | + | - + | + | + | + | - | + | + | + - |
| Горох | + | - + | + | - + | + - | - | - + | + | - + |
| Лен-долгунец | + | - + | + | + - | + | - | + - | + - | |
| Сахарная свекла | - | + | + - | - | + | - | - | + | - + |
| Картофель | + | + | + - | + - | + - | - | + - | + | - + |
| Капуста (кормовая) | + | + | - + | - | + - | - | + - | + | - + |
| Свекла (кормовая) | + | + | + - | + - | + | - | + - | - + | - + |
| Морковь (кормовая) | + | + | + - | + - | + | - | + - | + | - + |
| Клевер луговой | + | + | + - | - + | + - | - | - + | + | + - |
| Лук репчатый | + | + | + - | + | + - | - | + | + | + - |
Примечание к табл.: + полностью соответствует; + - не полностью соответствует; - + не соответствует в значительной степени; - полностью не соответствует.
Сравнительный анализ данных и тематических карт позволил наметить перспективные направления использования различных земель Междуречья, представленные на рисунке 13. На карте оптимального перспективного использования земель отражено наиболее желательное размещение сельскохозяйственных культур с учетом агроэкологических особенностей почв и биологических требований к ним рассмотренных культур.
Учитывая малоблагоприятные почвенные условия, промывной водный режим, супесчаный состав и двучленность, выращивание этих культур может быть продуктивным только при правильной агротехнике, применении оптимальных севооборотов, значительном внесении минеральных и органических удобрений.
Анализ социально-экономических условий и почвенно-экологических факторов современного агрохимического состояния почвенного покрова Междуречья показал, что в данных условиях нет оснований считать земледелие единственно верным и рациональным направлением использования природных ресурсов по следующим причинам.
1. Низкие продуктивные свойства почв (супесчаный состав, повышенная кислотность и предельно низкая обеспеченность почв элементами питания) не дают оснований для ведения эффективной сельскохозяйственной деятельности, без внесения значительного объема органических и минеральных удобрений и использования высокозатратных агротехнологий, применение которых повышает издержки производства до уровня неконкурентоспособности сельскохозяйственной продукции.
2. Применение механизации при возделывании культур осложнено мелко- и сложноконтурностью агроландшафтов, каменистостью и завалуненостью почв, неудовлетворительным состоянием, а в ряде случаев и полным отсутствием дорог.
3. Недостаток трудовых ресурсов и неразвитость сельскохозяйственной инфраструктуры потребует колоссальных первоначальных финансовых затрат.
Рис. 13. Карта оптимального перспективного использования земель Междуречья.
Глава 5. Альтернативное использование земель
междуречья Вори и Угры.
Исторически, земли Междуречья многие десятилетия использовались в сельскохозяйственных целях, что можно считать обоснованным, учитывая технологические, экономические и демографические (высокая плотность сельского населения) условия того времени.
В современных условиях стратегия использования земель Междуречья должна быть изменена, поскольку в результате научно-технического прогресса значительно повысились требования к уровню производительной способности агроландшафтов, который уже не может быть достигнут на исследованных землях из-за низкой продуктивности (плодородия). В тоже время, высокая рекреационная привлекательность региона с находящимся в нем национальным парком «Угра», позволяет признать экологически целесообразным мультифункцональное использование Междуречья с преобладанием сервисных функций. Богатое историко-культурное наследие, отраженное в событиях и памятниках, связанных с «Великим стоянием» на Угре в 1380 г., Отечественной войной 1812 г, боями, произошедшими при «Вяземском котле» в 1942 г, позволяет увеличить приток туристов.
В настоящее время для подобных низкопродуктивных территорий, расположенных вблизи крупных городов и агломераций, в наибольшей степени востребовано развитие не агропроизводственных функций, а рекреационных направлений использования.
Ведение сельского хозяйства рекомендуется ограничить возделыванием отдельных наиболее плодородных участков, но не исключать полностью, так как оно традиционно играет ключевую роль в сохранении окружающей среды, размещении населения, организации отдыха, сбережении культурно-исторического наследия и национальной идентичности.
Основные направления сервисного использования земель Междуречья видятся в сфере спортивного (прежде всего водного) и познавательного туризма, семейного отдыха, агротуризма, медицинской реабилитации, образовательной деятельности и экологического просвещения.
На рисунке 14 представлен вариант территориального экологического планирования Междуречья, основанный на рациональном и экологически ориентированном использовании природных ресурсов и предусматривающий комплексное освоение территории.
Рис. 14. Схема территориального экологического планирования Междуречья.
Выводы
1. Почвенный покров междуречья Вори и Угры представлен в основном дерново-подзолистыми под лесными массивами и агродерново-подзолистыми почвами под пашнями и залежами, которые различаются по морфологическим, химическим и агрохимическим свойствам. Профиль всех почв относительно маломощный, супесчаного состава и, как правило, двучленный. Структура почвенного покрова обусловлена топогенным и литогенным факторами дифференциации, формирующими двух- и трехкомпонентные комбинации почв типа вариаций, сочетаний и мозаик.
2. Продуктивная способность земель Междуречья не отвечает требованиям сельскохозяйственных культур, что обусловлено почвенными параметрами: легким гранулометрическим составом, маломощностью профиля, повышенной кислотностью, низким содержанием элементов питания. Мелко- и сложноконтурность и значительное залесение агрополей осложняют применение механизации снижающее эффективность их освоения.
3. Степень окультуренности почв Междуречья, несмотря на продолжительный период их использования под пропашные культуры, невысокая, что существенно снижает перспективы восстановления и увеличения их плодородия. Меры по повышению окультуренности почв и противодействию восстановительных процессов (сукцессии) в агроландшафтах могут увеличить издержки производства до уровня неконкурентоспособности производимой сельскохозяйственной продукции. Отсюда общая стратегия землепользования ориентирована, в первую очередь, на интенсификацию использования наиболее продуктивных земель.
4. Деградация сельскохозяйственных угодий началась еще с 60-ых годов и была вызвана двумя основными причинами: 1) почвенно-экологическими условиями малопригодными для произрастания большинства культивируемых сельскохозяйственных культур; 2) доминированием экстенсивного типа ведения сельского хозяйства.
5. Социально-экономические условия Междуречья не дают оснований считать целесообразным использование земель в сельскохозяйственном производстве в качестве главной стратегической линии. Отсутствие хозяйственной инфраструктуры, неудовлетворительное состояние дорог и связанная с этим сложность в товарообмене, недостаток трудоспособного населения практически полностью ограничивают развитие производственных функций сельского хозяйства.
6. Мультифункциональное использование ресурсов природных и агроландшафтов Междуречья, с преобладанием сервисных функций в сфере рекреации и туризма рассматривается как наиболее перспективное направление, отвечающее экологическим и экономическим задачам. Базовым является высокий рекреационный потенциал территории, связанный с богатым историко-культурным наследием и экологической привлекательностью, обусловленной, в частности, близостью национального парка «Угра».
Работы, опубликованные по теме диссертации
Статьи в журналах, рекомендованных ВАК
1. Розанов В.В., Белобров В.П., Замотаев И.В. Почвенно-экологическая оценка природных и антропогенных ландшафтов // Агрохимический вестник. 2008. № 5, стр. 16-18.
2. Розанов В.В. Почвенно-экологическая оценка продуктивности агроландшафтов междуречья Вори и Угры // Лесное хозяйство. 2009. № 1, стр. 32.
Другие публикации
3. Розанов В.В. Географическая характеристика природоохранной зоны междуречья Вори и Угры // Учитель XXI века: Устойчивое развитие и географическое образование. (Материалы IV межвузовской научно-практической конференции. Москва, 26-27 ноября 2004 года) – М.: МГПУ, 2005. С. 304-306.
4. Розанов В.В. Природные и антропогенные ландшафты междуречья Вори-Угры // Учитель XXI века: Устойчивое развитие и географическое образование. (Материалы V межвузовской научно-практической конференции (г. Москва, 25-26 ноября 2005 года) – М.: МГПУ, 2006. С. 186-188.
5. Розанов В.В. Агроэкологическая оценка природных и антропогенных ландшафтов междуречья Вори и Угры // Учитель XXI века: Устойчивое развитие и географическое образование. (Материалы VII межвузовской научно-практической конференции (г. Москва, 9-10 ноября 2007 года) – М.: МГПУ, 2008.
6. Белобров В.П., Розанов В.В. Агроэкологическая оценка природных и антропогенных ландшафтов междуречья Вори-Угры // Современные проблемы повышения плодородия почв и их защиты от деградации. Материалы Международной научно-практической конференции, посвященной 75-летию Института почвоведения и агрохимии НАН Беларуси и III съезда почвоведов. Минск, 2006.
7. Белобров В.П., Розанов В.В. Перспективы использования земель, выбывших из сельскохозяйственного оборота в междуречье Воря-Угра Калужской области // Агроэкологическое состояние и перспективы использования земель России, выбывших из активного сельскохозяйственного оборота. Материалы Всероссийской научной конференции. М. ГНУ Почвенный институт им. В.В. Докучаева Россельхозакадемии. М. 2008. 401 с.
8. Розанов В.В., Белобров В.П. Агропочвенная оценка природных и антропогенных ландшафтов междуречья Вори и Угры // Материалы V съезда Всероссийского общества почвоведов им. В.В. Докучаева. Ростов на Дону, 2008.
9. Розанов В.В., Белобров В.П. Почвенно-экологическая оценка ландшафтов в региональном планировании землепользования (на примере междуречья Вори и Угры) // Экологическое планирование и управление. 2008. № 1. С. 45-49.
