AGROECOLOGICAL ASSESSMENT AND LANDSCAPE SPECIFIC AGRICULTURE WITH A RIVER BASIN APPROACH

Маринина О.А.

кандидат географических наук, Казанский (Приволжский) федеральный университет

Исследование  выполнено  за  счет  гранта Российского научного фонда (проект №15-17-10008).

 АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЗЕМЕЛЬ И АДАПТИВНО-ЛАНДШАФТНОЕ ЗЕМЛЕДЕЛИЕ С ПРИМЕНЕНИЕМ БАССЕЙНОВОГО ПОДХОДА

Аннотация

Предложен алгоритм проведения агроэкологической оценки земель на основе интеграции геоинформационных технологий и автоматизированных процедур морфометрического анализа цифровых моделей рельефа с результатами дистанционного зондирования Земли. Представлены результаты проектирования адаптивно-ландшафтной системы земледелия бассейнов рек с учетом агроэкологической оценки земель сельскохозяйственного назначения.

Ключевые слова: агроэкологическая оценка земель, бассейновый подход, геоинформационные технологии, адаптивно-ландшафтная система земледелия.

Marinina O.A.

PhD in geography, Kazan (Volga region) Federal University

AGROECOLOGICAL ASSESSMENT AND LANDSCAPE SPECIFIC AGRICULTURE WITH A RIVER BASIN APPROACH

Abstract

The algorithm of the agroecological assessment of land offered. It is based on the integration of GIS and automated procedures morphometric analysis of digital elevation models with the results of remote sensing. The results of the design of landscape specific agriculture of basins in view of agroecological assessment of agricultural land.

Keywords: land evaluation, watershed protection, geographic information system, landscape specific agriculture.

Согласно стратегии социально-экономического развития агропромышленного комплекса РФ на период до 2020 г. экологизация агропромышленного производства должна стать одним из основных приоритетов аграрной политики государства, для чего необходимо внедрение рациональной территориальной организации окружающей среды, в которой должны быть гармонизированы природные, экономические и социально-демографические процессы. Представление о типах земель, как территориях с однородными природными условиями сельскохозяйственного производства, разработанное учеными Московского университета в 60-е гг. ХХ в., со временем эволюционировало в представление об агроэкологических типах земель [1, 2 и др.]. Для разработки картографических моделей пространственных закономерностей распределения агроэкологических условий новые технологические возможности обеспечивает интеграция геоинформационных (ГИС) технологий с результатами дистанционного зондирования Земли.

Агроэкологическая оценка земель включает в себя [2] ландшафтно-экологический анализ территории, агроэкологическую оценку почв, агроэкологическую типизацию и классификацию земель, агрогеоинформационные системы. При определении кадастровой стоимости сельскохозяйственных угодий на основе агроэкологической оценки земель первичной территориальной единицей выступает вид земель (элементарный ареал агроландшафта - ЭАА), оценочные единицы более крупных единиц представляют собой средневзвешенные значения оценочных показателей включенных в них ЭАА.

Мировой опыт использования ГИС-технологий для учета и оценки земель, имеющий уже пятидесятилетнюю историю, показывает, что большинство современных систем агроэкологической оценки земель нацелено на количественный анализ возможности выполнения ими своих основных агроэкологических функций [3, 4, 5]. Для перехода на экологически ориентированное устойчивое развитие эффективным видится дифференциация географического пространства на бассейны рек, выступающие наиболее объективной и естественной основой решения основных проблем в сфере природопользования [6, 7, 8]. Осуществляя планирование территории по основным компонентам реализуются три составляющие геопланирования: формирование природного каркаса экологической безопасности территории, экистическое и хозяйственное геопланирование, что позволяет через объединенный анализ выйти на итоговое обоснование планировочных решений.

Для практической реализации указанных выше представлений на основании топографической карты масштаба 1:10000 была получена модель рельефа местности тестового участка в окрестностях ботанического заказника ур. «Гнилое» Вейделевского района Белгородской области, по территории которого проходит водораздел бассейнов рек Ураева и Уразова; построена картосхема экспозиции склонов, оцифрована почвенная карта. В результате синтеза этих тематических слоев было выделено 20 агроэкологических групп земель рабочего участка, характеризующих исследуемую территорию по типу почв, их мощности, смытости, крутизне и экспозиции склонов.

Качественную (агроэкологическую) оценку земель, предваряющую кадастровую оценку земель сельскохозяйственного назначения, целесообразно проводить в четыре этапа:

• агроландшафтное картографирование территории;
• обоснование границ микроклиматических неоднородностей и типизация склонов посредством морфометрического анализа рельефа с использованием ГИС-технологий;
• количественная оценка тепло- и влагообеспеченности;
• интегральное представление результата в виде микроклиматической типизации земель по агроклиматическим ресурсам.

Слежение за динамикой и направленностью изменений производительной способности почв должно осуществляться по обоснованным зональным диагностическим признакам один раз в 5 лет. Так как оценка производительной способности почв на первом этапе производится без учета конкретных требований физиологически однородных групп сельскохозяйственных культур к почвенным свойствам, то после проведения агроэкологической оценки земель и формирования рядов погодичной динамики урожайности основных сельскохозяйственных культур, целесообразна корректировка состава диагностических признаков путем анализа связей в системе «почва-урожай».

Почвоводоохранная организация территории должна являться основой, объединяющей и взаимно увязывающей элементы комплексного построения рационального природопользования в сельском хозяйстве, важнейшие звено при этом – научно обоснованная организация пашни. На основе результатов бонитировки почв выявляется возможность использования земель под различные виды сельскохозяйственных угодий и оценивается уровень их плодородия. С учетом естественных особенности территорий бассейнов рек была предложена структура земельного фонда исследуемого участка, фрагмент проекта территориального планирования с применением бассейнового подхода представлен на рисунке. Научное и правовое обеспечение землеустроительных действий при организации природопользования на бассейновых принципах обосновано в научных разработках известных ученых в данной области знания [2, 9 и др.] и адаптировано к концепции бассейнового природопользования в Белгородской области [10, 11].

Рис. 1 - Фрагмент проекта адаптивно-ландшафтной системы земледелия бассейнов рек Ураева и Уразова в границах Вейделевского района Белгородской области

Предлагаемый подход, опираясь на предшествующие методики, имеет следующие особенности:

1. если раньше при обособлении типов земель как территориальных объектов оценки возникали проблемы объективности совмещения тематических слов и определение границ контуров, то корректное применение ГИС-технологий позволяет объективизировать и сделать проверяемыми результаты агроэкологической типизации земель;
2. наряду с качественным представлением об агроэкологической неоднородности агроландшафта обобщены наиболее рациональные предложения по количественной оценке его агропотенциала, прежде всего, в связи с необходимостью учета мезо- и микроклимата (теплового и влажностного режимов почв);
3. для целей бонитировки почв целесообразно привлечение возможно более широкого набора основных показателей, характеризующих потенциальное и эффективное плодородие, особенно тех, которые проявляются как в результате окультуривания почв, так и почвенных деградаций.
4. несовершенство имеющихся крупномасштабных почвенно-картографических материалов, которые используются для кадастровой оценки земель можно частично преодолеть с помощью распространения актуальных мониторинговых данных не на однотипные почвенные контуры, а на операционные единицы агроэкологической оценки земель;
5. технологии автоматизированной классификации космических снимков, в особенности мультиспектральных, с использованием современного программного обеспечения позволяют делать более объективным и методически стандартизированным процесс дешифрирования почвенного покрова.
6. органичная увязка возможностей ГИС-технологии и данных дистанционного зондирования Земли высокого разрешения позволяет актуализировать сведения о фактическом использовании земель и, благодаря картографической привязке данных ДЗЗ, появляется возможность уточнить конфигурации контуров угодий, состояние их использования и сопоставить их с кадастровыми картами земельных участков Росреестра, отражающими категории земель и их кадастровую стоимость.

Таким образом, при организации адаптивно-ландшафтной системы земледелия целесообразно использовать современные результаты агроэкологической оценки земель и оценки плодородия почв, которые также могут служить критериями качественной диагностики сельскохозяйственных угодий, в том числе выявления малорентабельных земель с установлением для них режимов возвратной или невозвратной консервации земель.

Литература

1. Кирюшин В.И. Концепция адаптивно-ландшафтного земледелия. – Пущино, 1993. –63 с.
2. Агроэкологическая оценка земель, проектирование адаптивно-ландшафтных систем земледелия и агротехнологий: методич. руководство [Текст] / Под ред. В.И. Кирюшина, А.Л. Иванова. – М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2005. – 784 с.
3. Rossiter D. G., Van Wambeke A. R. Automated land evaluation system ALES version 4.65 user’s manual // Management. – 1997. – Т. 6. – №. – С. 7-20.
4. Norfleet M. L. et al. Soil quality and its relationship to pedology // Soil Science. – 2003. – Т. 168. – №. – С. 149-155.
5. Mueller L. et al. Evaluation of soil structure in the framework of an overall soil quality rating // Soil and Tillage Research. – 2013. – Т. 127. – С. 74-84.
6. Lisetskii F.N., Pavlyuk Ya.V., Kirilenko Zh.A., Pichura V.I. Basin organization of nature management for solving hydroecological problems // Russian Meteorology and Hydrology. V. 39. N 8. P. 550-557. DOI: 10.3103/S106837391408007X
7. Ермолаев О.П., Усманов Б.М., Чижикова Н.А. Оценка антропогенного воздействия на бассейновые геосистемы в регионе интенсивной нефтедобычи // Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Естеств. науки. – 2014. – Т. 156, кн. 4. – С. 70–90.
8. Yermolaev O.P.,Ivanov M.A. Environmental Assessment of Basin Geosystems Based on the Landscape Approach //Biosciences Biotechnology Research Asia, Volume No.11,Page No.257-263. DOI: http://dx.doi.org/10.13005/bbra/1472
9. Лопырев, М.И. Проектирование и внедрение эколого-ландшафтных систем земледелия в сельскохозяйственных предприятиях Воронежской области [Текст] : Методическое руководство, Воронеж: Исток. – 1999. – 186 с.
10. Бассейновый подход к организации природопользования в Белгородской области / Ф.Н. Лисецкий, А.В. Дегтярь, А.Г. Нарожняя, О.А. Чепелев, Я.В. Кузьменко, О.А. Маринина, А.В. Землякова, Ж.А. Кириленко, О.М. Самофалова, Э.А. Терехин, П.А. Украинский / под ред. Ф.Н. Лисецкого. – Белгород: Константа, 2013. – 89 с.
11. New opportunities of geoplanning in the rural area with the implementing of geoinformational technologies and remote sensing / F.N. Lisetskii, A.V. Zemlyakova, E.A. Terekhin, A.G. Naroznyaya, Y.V. Pavlyuk, P.A. Ukrainskii, Z.A. Kirilenko, O.A. Marinina, O.M. Samofalova // Advances in Environmental Biology. – 2014. – Vol. 8. – No 10. – pp. 536-539.

References

1. Kirjushin V.I. Koncepcija adaptivno-landshaftnogo zemledelija. – Pushhino, 1993. –63 s.
2. Agrojekologicheskaja ocenka zemel', proektirovanie adaptivno-landshaftnyh sistem zemledelija i agrotehnologij: metodich. rukovodstvo / Pod red. V.I. Kirjushina, A.L. Ivanova. – M.: FGNU «Rosinformagroteh», 2005. – 784 s.
3. Rossiter D. G., Van Wambeke A. R. Automated land evaluation system ALES version 4.65 user’s manual // Management. – 1997. – Т. 6. – №. – С. 7-20.
4. Norfleet M. L. et al. Soil quality and its relationship to pedology // Soil Science. – 2003. – Т. 168. – №. – С. 149-155.
5. Mueller L. et al. Evaluation of soil structure in the framework of an overall soil quality rating // Soil and Tillage Research. – 2013. – Т. 127. – С. 74-84.
6. Lisetskii F.N., Pavlyuk Ya.V., Kirilenko Zh.A., Pichura V.I. Basin organization of nature management for solving hydroecological problems // Russian Meteorology and Hydrology. V. 39. N 8. P. 550-557. DOI: 10.3103/S106837391408007X
7. Ermolaev O.P., Usmanov B.M., Chizhikova N.A. Ocenka antropogennogo vozdejstvija na bassejnovye geosistemy v regione intensivnoj neftedobychi // Uchen. zap. Kazan. un-ta. Ser. Estestv. nauki. – 2014. – T. 156, kn. 4. – S. 70–90.
8. Yermolaev O.P.,Ivanov M.A. Environmental Assessment of Basin Geosystems Based on the Landscape Approach //Biosciences Biotechnology Research Asia, Volume No.11,Page No.257-263. DOI: http://dx.doi.org/10.13005/bbra/1472
9. Lopyrev, M.I. Proektirovanie i vnedrenie jekologo-landshaftnyh sistem zemledelija v sel'skohozjajstvennyh predprijatijah Voronezhskoj oblasti : Metodicheskoe rukovodstvo, Voronezh: Istok. – 1999. – 186 s.
10. Bassejnovyj podhod k organizacii prirodopol'zovanija v Belgorodskoj oblasti / F.N. Lisetskii, A.V. Degtjar', A.G. Naroznyaya, O.A. Chepelev, Ja.V. Kuz'menko, O.A. Marinina, A.V. Zemljakova, Zh.A. Kirilenko, O.M. Samofalova, E.A. Terehin, P.A. Ukrainskii / pod red. F.N. Lisetskogo. – Belgorod: Konstanta, 2013. – 89 s.
11. New opportunities of geoplanning in the rural area with the implementing of geoinformational technologies and remote sensing / F.N. Lisetskii, A.V. Zemlyakova, E.A. Terekhin, A.G. Naroznyaya, Y.V. Pavlyuk, P.A. Ukrainskii, Z.A. Kirilenko, O.A. Marinina, O.M. Samofalova // Advances in Environmental Biology. – 2014. – Vol. 8. – No 10. – pp. 536-539.