ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ВОДОСБОРОВ В БАССЕЙНЕ РЕКИ ШУ ПРИ ИХ КОМПЛЕКСНОМ ОБУСТРОЙСТВЕ

Л.В. Кирейчева¹, А.Т. Козыкеева², С.Д. Даулетбай³

¹Доктор технических наук, Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им. А.Н.Костякова, г. Москва, Россия; ²Доктор технических наук, Таразский государственный университет им. М.Х. Дулати, г. Тараз, Казахстан; ³Доктарант PhD, Таразский государственный университет им. М.Х. Дулати, г. Тараз, Казахстан

ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ВОДОСБОРОВ В БАССЕЙНЕ РЕКИ ШУ ПРИ ИХ КОМПЛЕКСНОМ ОБУСТРОЙСТВЕ

Аннотация

На основе систематизации и анализа информационно-аналитических материалов о формировании и функционировании ландшафтов и агроландшафтов определены коэффициенты экологической стабильности и устойчивости техноприродных систем водосбора в бассейне реки Шу и даны рекомендации по повышению природно-ресурсного потенциала.

Ключевые слова: система, оценка, анализ, бассейн, водосбор, ландшафт, агроландшафт, экология, устойчивость, стабильность.

L.V. Kireycheva¹,  A.T. Kozykeeva², S.D. Dauletbay³

¹Doctor of Technical Sciences, All-Russian Research Institute for Hydraulic Engineering and Reclamation named after A.N. Kostyakov, Moscow, Russia; ²Doctor of Technical Sciences, Tarazskii State University named after M.H. Dulati, Taraz, Kazakhstan; ³ Doctor PhD, Tarazskii State University named after M.H. Dulati, Taraz, Kazakhstan

ESTIMATION OF THE ENVIRONMENTAL SUSTAINABILITY OF THE RIVER SHU WATERSHED AT ITS INTEGRATED ENGINEERING

Abstract

Coefficients on environmental sustainability of antropogenic-natural systems within the river Shu watershed are determined on the base of systematization and analysis of informative-analytical  materials, as well as recommendations on increasing of natural-resource potential are given.

Key words: system, estimation, analysis, watershed, landscape,  agricultural landscape, ecology, sustainability, stability

Актуальность. При проведении антропогенной деятельности необходимо по возможности не нарушать равновесие естественных природных процессов,  которые  регулируют  энергетический обмен с окружающей средой.  Экологическое равновесие - это баланс всех компонентов ландшафта и естественных процессов, что обеспечивает эволюционное развитие системы природопользования [1]. Критериями природной устойчивости ландшафта являются «высокая организованность, интенсивное функционирование и сбалансированность функций геосистем, включая биологическую продуктивность и возобновимость растительного покрова» [2]. Рассматривая вопросы оптимизации агроэкосистем и агроландшафтов, очень важно располагать методами их комплексной характеристики и системой количественных оценок [3].

Цель исследований. Оценка экологической устойчивости водосборов в бассейне реки Шу при их комплексной обустройстве.

Методика исследований. Для оценки степени экологической устойчивости ландшафта использован известный метод определения  коэффициента экологической стабилизации ландшафта (K_эсл), основанный на соотношении площадей, занятых различными элементами ландшафта, положительного или отрицательного воздействующих их на природную среду.

Коэффициент экологической стабилизации выражается соотношением [3]:   ,   где  F_cm- площади, оказывающими положительное влияние на ландшафт); F_нст- площади, занимаемые деградированными элементами ландшафта. С помощью рассчитанных значений K_эсл,оценку  устойчивости ландшафта можно производить по следующей шкале: нестабильный, с ярко выраженной нестабильностью (K_эсл≤0.50); нестабильный (K_эсл=0.51-1.00); устойчиво стабильный (K_эсл=1.01-3.00); стабильный (K_эсл=3.01-4.50); стабильный, с ярко выраженной стабильностью (K_эсл≥4.50)[4].

Для оценки экологической устойчивости ландшафта можно также использовать коэффициент экологической устойчивости (K_эу), учитывающий структуры биотических и абиотических элементов ландшафтов, их экологическую значимость определяется по формуле[5]:  , где F – площадь природных и техноприродных систем (водосбора); f_i - площадь i-того угодья; K_эз - коэффициент, характеризующий экологическое значение отдельных биотехнических элементов, K_гм -коэффициент геолого-морфологической устойчивости рельефа (принимается равным 1.0 для стабильного и 0.70 - для нестабильного рельефа) [4]. Урбанизированные территории резко уменьшают экологическую стабильность водосбора, поэтому для них коэффициент стабильности принимается отрицательным и ориентировочно равным (– 1.00). С помощью полученного таким способом значения  можно оценить устойчивость исследуемого ландшафта по следующей классификации: «нестабильная территория (K_эу≤0.33); мало стабильная (K_эу=0.34-0.50); средне стабильная (K_эу=0.51-0.66); стабильная территория (K_эу≥0.66)» [4].

Результаты исследования и обсуждения. Выполненный анализ состояния сельскохозяйственных и мелиорированных земель в бассейне реки  Шу показал, что в настоящее время наблюдается широкомасштабное развитие деградационных процессов, вследствие чего уменьшается объем сельскохозяйственной продукции и понижается экологическая устойчивость агроландшафтов [7-9]. Нами была поставлена задача оценить экологическую устойчивость территории водосборов бассейна реки Шу по коэффициентам  K_эсл и K_эу. Для этого были определены площади всех земельных угодий исследуемых водосборов бассейна реки Шуи и для каждой площади рассчитаны соответствующие коэффициенты (таблица 1).

Таблица 1 – Оценка экологической устойчивости территории водосборов бассейна реки Шу

 

Из таблицы видно, что по степени экологической устойчивости (K_эу) территория Меркенского района Жамбылской области Республики Казахстан относится к средней (K_эу=0.531), а районы Т. Рыскулова (K_эу=0.426), Кордайский (K_эу=0.388) и Шуйский районы (K_эу=0.367), а также  территория Кыргызской Республики (K_эу=0.377) – низкой степени устойчивости, территория Мойынкумского района (K_эу=0.240) – очень низкой экологической устойчивости. При этом по степени  экологической стабильности территории Меркенского района и района Т. Рыскулова Жамбылской области Республики Казахстан относятся к экологической стабильным, а Мойынкумский район - экологической нестабильным, Кордайский и Шуский) районы, а также территория Кыргызстана – экологической устойчиво стабильным.

Одним из важных показателей устойчивости ландшафтных комплексов является соотношение отдельных элементов территории водосборов.

Следует отметить, что в республики Кыргыстан доля сельскохозяйственных угодий составляет в бассейне реки Шу 58%, а в республике Казахстан 52%. Однако, в Кыргызстане пастбища занимают 80% от сельхозугодий и пашня отсутствует, а в республике Казахстан обводненные пастбища составляют около 72% , пашня 10,5%, то есть антропогенная нагрузка выше. Очень маленький процент в обеих республиках  составляют многолетние насаждения, залежи и сенокосы не более 2-3%, которые являются экологическим каркасом. Несоблюдение соотношения биотических и абиотических элементов ландшафта определяет низкую степень экологической устойчивости. Практически для всех районов Жамбылской области Республики Казахстан и территории Кыргыстана, расположенных в бассейне реки Шу, требуется разработка мер по  оптимизации их экологической инфраструктуры и проведению природоохранных мероприятий. Оптимизация экологической инфраструктуры водосборов бассейна реки Шу сводится к объединению различных типов агроэкосистем, урочищ и фаций в гомогенные по утилитарно-экологическим функциям группы: увеличение площадей экологического каркаса, восстановление естественных ценозов на пастбищах; улучшение видового состава растительности на сенокосах; формирование специальных мелиоративных севооборотов на орошаемых землях, включая многолетние и однолетние травы; увеличение доли многолетних насаждений.

Кроме того, требуется восстановление обводненности территории близко к естественному фону данного ландшафтного образования путем сохранения и поддержания природно-обусловленного уровня гидрогеохимического режима поверхностных и грунтовых вод.

Заключение. Таким образом, при рассмотрении условий оптимизации структуры  ландшафтов в бассейне реки Шу интерес представляет соотношение площадей естественных и преобразованных экосистем. Согласно Реймерсу Н. Ф. экологическое равновесие наблюдается, когда процентное соотношение между естественных и преобразованных экосистем составляет 60:40 [10]. Поэтому оптимизация структуры сельскохозяйственных угодий ландшафтных систем водосбора бассейна реки Шу должна базироваться на эколого-ландшафтном подходе, включающем   принципы зональности, адаптивности, экологической устойчивости, социально-экономической эффективности и целесообразности использования природно-ресурсных потенциалов региона.

Литература

1. Романова Э.П. Современные ландшафты Европы – Изд. МГУ, 1997 –С. 311
2. Голованов А.И., Кожанов Е.С., Сухарев Ю.И. Ландшафтоведение М.: «Колосс», 2005. - С. 215
3. Клементова Е., Гейниге В. Оценка экологической устойчивости сельскохозяйственных ландшафтов // Мелиорация и водное хозяйство. - 1995.- №5. - С. 33-34.
4. Агроэкология: методология, технология, экономика. - М.: Колосс, 2004. - 400 с.
5. Глазовский М.А. Методологические основы оценки эколого-геохими-ческой устойчивости почв к техногенным воздействиям. - М., 1997. - 102 с.
6. Кирейчева Л.В., Козыкеева А.Т., Даулетбай С.Д. Оценка антропогенной нагрузки в бассейне реки Шу // Евразийский Союз Ученых (ЕСУ). - Москва. - 2014.- №8. Ч. 5. - С. 72-75.
7. Козыкеева А.Т., Иванова Н.И., Койбагарова К.Б., Даулетбай С.Д. Оценка техногенной нагрузки на водосборный бассейн трансграничной реки Шу // Материалы международной научно-практической конференции «Техносферная безопасность: наука и практика». – Бишкек, 2015. - С. 93-95.
8. Мустафаев Ж.С., Козыкеева А.Т., Мустафаев К.Ж., Даулетбай С.Д. Моделирование функционирования водосборов бассейна реки Шу при комплексном обустройстве // Гидрометеорология и экология. - 2014. - №2. - С.111-122.
9. Козыкеева А.Т., Даулетбай С.Д. Оценка анорлогенной нагрузки на водосборную территорию трансграничного бассейна рек Шу // Труды международной научно-практической конференций «Ауеззовские чтения-13: «Нұрлы жол»- стратегический шаг на пути индустриально-инновационного и социально-экономического развития страны.- Шымкент, 2015. - С. 57-62.
10. Реймерс Н.Ф. Природопользование. - М.: Мысль, 1990. - 637 с.

References

1. Romanova Je.P. Sovremennye landshafty Evropy – Izd. MGU, 1997 –S. 311
2. Golovanov A.I., Kozhanov E.S., Suharev Ju.I. Landshaftovedenie M.: «Koloss», 2005. - S. 215
3. Klementova E., Gejnige V. Ocenka jekologicheskoj ustojchivosti sel'skohozjajstvennyh landshaftov // Melioracija i vodnoe hozjajstvo. - 1995.- №5. - S. 33-34.
4. Agrojekologija: metodologija, tehnologija, jekonomika. - M.: Koloss, 2004. - 400 s.
5. Glazovskij M.A. Metodologicheskie osnovy ocenki jekologo-geohimi-cheskoj ustojchivosti pochv k tehnogennym vozdejstvijam. - M., 1997. - 102 s.
6. Kirejcheva L.V., Kozykeeva A.T., Dauletbaj S.D. Ocenka antropogennoj nagruzki v bassejne reki Shu // Evrazijskij Sojuz Uchenyh (ESU). - Moskva. - 2014.- №8. Ch. 5. - S. 72-75.
7. Kozykeeva A.T., Ivanova N.I., Kojbagarova K.B., Dauletbaj S.D. Ocenka tehnogennoj nagruzki na vodosbornyj bassejn transgranichnoj reki Shu // Materialy mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii «Tehnosfernaja bezopasnost': nauka i praktika». – Bishkek, 2015. - S. 93-95.
8. Mustafaev Zh.S., Kozykeeva A.T., Mustafaev K.Zh., Dauletbaj S.D. Modelirovanie funkcionirovanija vodosborov bassejna reki Shu pri kompleksnom obustrojstve // Gidrometeorologija i jekologija. - 2014. - №2. - S.111-122.
9. Kozykeeva A.T., Dauletbaj S.D. Ocenka anorlogennoj nagruzki na vodosbornuju territoriju transgranichnogo bassejna rek Shu // Trudy mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencij «Auezzovskie chtenija-13: «Nұrly zhol»- strategicheskij shag na puti industrial'no-innovacionnogo i social'no-jekonomicheskogo razvitija strany.- Shymkent, 2015. - S. 57-62.
10. Rejmers N.F. Prirodopol'zovanie. - M.: Mysl', 1990. - 637 s.