Антропогенные изменения ландшафта ставропольского края

Мониторинг антропогенной нагрузки и деградационных процессов земель сельскохозяйственного назначения ставропольского края с использованием геоинформационных т

В настоящее время мониторинг земель сельскохозяйственного назначения, как и в других регионах России, проводится устаревшими методиками, которые не учитывают уже прошедшие деградационные процессы, а также и то, что происходит в настоящее время, да и ежегодные локальные обследования в Ставропольском крае не превышают 5-7% от всей территории края. Обрабатывая полученные данные, мы пришли к заключению, что необходимы более качественные, своевременные и современные методы оценки деградационных процессов. С этой целью в своей работе проанализировали уже имеющиеся данные, а также обрабатывали результаты космических снимков спутника Landsat-7 за 2000 и 2005 гг. (рис. 1).

На основании этого мы разработали более строгие критерии оценки территории уже деградированной территории Ставропольского края, как ландшафтов, так и территории районов. Так, наиболее высокие требования предъявлялись к заболачиванию, совместному проявлению дефляции и эрозии, а также комплексной оценке деградационных процессов.

Рисунок 1. Схема получения материала исследований

Для объективной оценки площади деградированных земель района в зависимости от того или иного показателя, нами разработана формула расчета этих площадей:

Sdr = S1l*K1l + S2l*K2l + S3l*K3l + … +Snl*Knl (га) (1),

где Sdr – площадь деградированных земель на территории района, га;

S1l, S2l, Snl – площадь ландшафта, га.

K1l, K2l, Knl – коэффициенты деградированной территории ландшафта.

Коэффициенты рассчитываются по формуле:

Knl = Sndl / Snl (2),

где Sndl – деградированная площадь ландшафта, га.

В зависимости от того, какова величина недобора урожая, то и настолько величина деградационных процессов. Первое, к какому мы заключению пришли, что недобор урожая в 50 и более процентов от потенциала почв – это уже катастрофа, следовательно, градация шкалы разбита не на пять, а на шесть показателей (табл. 1).

Все расчеты проводили при недоборе урожая озимой пшеницы, как основной продовольственной культуры края. Кроме этого, для каждого из изучаемых нами видов антропогенной деградации, была разработана своя шкала по степени наличия деградационных процессов на поверхности почвы, что свободно расшифровывается при анализе дистанционного мониторинга космоснимков и локального мониторинга по районам края.

Таблица 1. Определение степени деградации земель

сельскохозяйственного назначения

Балл (степень) деградации	Деградировано территории в процентах
	засоление	солончаки и солонцовые комплексы	переувлажнение	заболачивание	эродировано дефляцией	эродировано эрозией	совместная водная и ветровая эрозии	каменистость	суммарный
0 — условно отсутствует	50	>25	>15	>2,5	>15	>25	>2,5	>15	>2,5

Кроме вышеперечисленного в своей работе по районам были просчитаны антропогенной нагрузки по многим показателям и площади стабильных и нестабильных элементов земель сельскохозяйственного назначения с помощью коэффициента экологической стабилизации (КЭС), интегрирующего качественные и количественные характеристики абиотических и биотических элементов ландшафта.

3. МОНИТОРИНГ ДЕГРАДАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ

ПО РАЙОНАМ КРАЯ

Засоление. Анализ данных засоления почв по районам Ставропольского края показывает, что только на территории всех 26 районов Ставропольского края встречаются засоленные почвы, и только территорию пяти районов можно считать условно незасоленной, то есть менее 10%: причем четыре района занимают центральную часть края 5 – Благодарненский, 6 – Буденновский, 7 – Георгиевский и 22 – Советский. Общая площадь этих районов составляет 1155526 га или 17,69% от территории края, а остальные 82,31% территории края имеют ту или иную степень деградации засолением. Третья степень деградации занимает почти два миллиона гектаров территории края – 1925800 га или 29,47% и четыре на востоке района – 3 – Апанасенковский, 4 – Арзгирский, 15 – Левокумский и 17 – Нефтекумский которые располагаются на территории Кумско-Маныческой и Прикаспийской низменности. Пятой степенью деградации отмечен только 2 – Андроповский район (238777 га или 3,65% территории края). Средний балл антропогенного засоления края равняется 1,84.

Солончаки и солонцовые комплексы. Условно не отмечено деградационных процессов по солончакам и солонцовым комплексам в крае на территории в 2567991 га или 39,29%, а это 12 районов из 26 и располагаются они двумя массивами. Пятая (катастрофическая) степень антропогенной деградации солончаками и солонцовыми комплексами наблюдается в двух районах: 2 – Андроповском и 3 – Апанасенковском, а это уже 597175 га или 9,14%. Оценивая антропогенную деградацию солончаками и солонцовыми комплексами в целом по краю, то она равняется 1,65.

Переувлажнение. Наши наблюдения и расчеты показали, что только на территории 462695 га или 7,08% территории края не отмечается переувлажнение, то есть условно отсутствует. На остальной территории края, а это 6072987 га или 92,92% отмечается та или иная степень антропогенного переувлажнения. Больше всего приходится на первую (низкую) степень переувлажнения – 2,57 млн. га или 39,4% и вторую (среднюю) степень переувлажнения – 1,82 млн. га или 27,93%. Практически на всей территории района подтопление носит в первую очередь антропогенный характер, и только во вторую – природный, что однотипно для всей территории Ставропольского края.

Заболачивание. Второй (средней) степени антропогенного заболачивания подвержено семь районов на площади 1707024 га или 26,12% от территории края и располагаются в трех частях края. На севере края располагается массив из трех районов (3 – Апанасенковский, 10 – Ипатовский и 24 – Труновский) на площади в 930549 га или 14,24% и второй на юге (2 – Андроповский, 16 – Минераловодский и 21 – Предгорный) – на площади 587809 га или 9%. И если четвертой (высокой) степени заболачивания не подвержен ни один район края, то пятой (катастрофической) – два (15 – Левокумский и 17 – Нефтекумский), которые располагаются одним массивом на востоке края на площади в 848416 га или 12,98%. Коэффициент антропогенного заболачивания Ставропольского края равняется 1,63.

Дефляция. В связи с тем, что только 6% территории Ставропольского края обеспечено в достаточной мере осадками, то это подтверждается и нашими расчетами. Так, нулевая (условно отсутствует) степень дефляции отмечена на 5,25% или 343328 га на территории двух южных районов – 11 – Кировского и 21 – Предгорного. Пятой (катастрофической) степени деградации отмечены четыре восточных района: 14 – Курский, 15 – Левокумский, 17 – Нефтекумский и 23 – Степновский на площади 1,4 млн. га или 21,52%, то есть районов всего четыре, но районы с большими территориями и поэтому пятой степенью отмечен каждый пятый гектар, а степень деградации ветровой эрозией равняется коэффициенту в 2,14.

Эрозия. Анализируя деградированные эрозией земли края, то можно отметить, что по всем категориям они распределились в пределах от 5,66% (вторая, средняя степень) – до 26,64% (третья, высокая степень). Каждый

четвертый гектар (1740788 га или 26,64%) края достиг третьей (высокой) степени деградации, а это уже отмечено в семи районах. При этом только 9 – Изобильненский район располагается несколько обособленно на северо-западе территории края, то остальные двумя вытянутыми массивами с севера на юг. Необходимо отметить и то, что они полностью примыкают к четвертой (очень высокой) и пятой (катастрофической) степеням деградации. Пятая (катастрофическая) степень деградации присвоена восьми районам, и все они располагаются одним массивом. И суммарная площадь таких земель на территории Ставропольского края достигает 1441308 га или 22,05%, что, в конечном счете, повлияло на среднюю степень деградации – она равняется 2,73 или считается высокой.

Совместное проявление дефляции и эрозии. Между первой, третьей и пятой степенями деградации находится со второй (средней) степенью 24 – Труновский район с площадью в 236339 га или 3,62% от территории края. Всего высокой (третьей) степени деградации подвержено 15,18% территории края или 992042 га, а это уже каждый седьмой гектар края. И если совместным проявлением дефляции и эрозии эродирована и отмечена четвертая (очень высокая) степень только одного района – 24 – Труновского на площади 168576 га или 2,58% от территории края, то пятой (катастрофической) – уже девять районов с площадью около 2 млн. га или 29,59%. Каменистость. Общую картину по антропогенной каменистости портят пять районов, на которых отмечена пятая (катастрофическая) степень деградации с площадью в 982545 га или 15,03%. Если же суммировать все степени деградации по каменистости, то это составит уже 36,84% или 2408086 га и, в конечном счете, приводит к превышению первой (низкой) степени антропогенной каменистости сельскохозяйственных земель – с коэффициентом 1,18.

Суммарная антропогенная деградация. Самое катастрофическое состояние отмечается на территории 2 – Андроповского района – из восьми оценок – пять имеют самую высокую (пятую катастрофическую) степень деградации, две – первую (низкую) и одну – вторую (среднюю). Только в этом районе и граничащих с ним 12 – Кочубеевским и 16 – Минераловодским районами нет ни одного показателя нулевой (условной) деградации земельных ресурсов. Такое же катастрофическое положение отмечено еще в двух районах – в 26 – Шпаковском, который с предыдущими тремя находится в одном массиве в западной части Ставропольского края и на востоке края – 15 — Левокумском. Суммарная площадь с пятой (катастрофической) суммарной степенью деградации составляет 1324400 га или 20,26%, то есть каждый пятый гектар края достиг катастрофического состояния. Четвертой (очень высокой) суммарной степени деградации подвержены четыре района на площади в 929177 га или 14,22%: 1 – Александровский, 8 – Грачевский, 24 – Труновский и 17 – Нефтекумский. Суммарный коэффициент деградации в крае равняется 1,96, а это высокая степень (табл. 2, рис. 2).

Рисунок 2. Разработанная картосхема территории районов

Ставропольского края по суммарной антропогенной

степени деградации земель сельскохозяйственного назначения

Возрастающие воздействия природных и антропогенных факторов на земли Российской Федерации привели к резкому снижению их плодородия, истощению, загрязнению, затоплению, подтоплению, заболачиванию и засолению, разрушению эрозионными и другими процессами. Так, даже в степном засушливом Ставропольском крае средний коэффициент по антропогенной деградации каменистостью превысил единицу – 1,18, что же говорить о других, так называемых «традиционных» процессах деградации, как дефляция и эрозия, засоление и распространение солончаков и солонцовых комплексов – здесь они достигли и превысили коэффициент деградации в две единицы. К третьему коэффициенту деградации по районам края приближаются территории, эродированные водной эрозией с коэффициентом 2,73. Следует за этим деградированные земли совместным проявлением водной и ветровой эрозии (2,42) и дефляцией – 2,14.

4. АНТРОПОГЕННАЯ НАГРУЗКА НА ЗЕМЛИ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ КРАЯ

Для полного анализа мы собрали данные плотности расселения населения на территории края, при этом учитывали и почвенно-климатические условия и население городов находящихся районных муниципальных образований. Так, плотность населения в Предгорном районе достигает 294,6 человека на квадратном километре. Такая же ситуация отмечается и на территории Шпаковского района – 202,3 чел./км2 с учетом города Ставрополя (369299 человек). И уже на территории шести районов на площади в 1694485 га или 18,47% от территории края проживает население с плотностью выше 50 человек на квадратный километр. В 11 районах показатель комфортности проживания ниже среднекраевого показателя, в 15 – выше, что связано с площадью восточных и западных районов края. На основании этого полученные результаты плотности населения привели к тому, что районов менее 10 человек сельского населения на квадратном километре нет, также как не ни одного района с плотностью более 50 человек, тогда как без коэффициента комфортности было по два района в обеих группах. Эти показатели в дальнейшем учитывали при расчете антропогенной нагрузки на земли сельскохозяйственного назначения.

В районах с распаханностью территории в 50-70% коэффициент антропогенной нагрузки повышается до двух в следующих районах: Апанасенковский, Арзгирский, Андроповский, Шпаковский, Кочубеевский, Предгорный и Курский. Так, только в двух районах (Левокумском и Нефтекумском) процент распаханной территории не превышает 40% (рекомендуемый экологически безопасный показатель) и равняется 848416 га или 13% от земель сельскохозяйственного назначения края. В тоже время пятый балл антропогенной нагрузки распаханности территории отмечен на 951618 га (14,5%) в пяти районах.

Доказано, что каждый орошаемый гектар оказывает негативное влияние на 20 га неорошаемых земель, то есть желательно, чтобы их было не более 5-6%. Группировка по площади орошаемых земель в районах показывает, что больше всего их приходится на второй (средний) балл, а это 178698 га на 2,9 млн. га сельскохозяйственных земель или 53,26%. Очень высока первая (слабая) степень нагрузки – на территории 1,865 млн. га имеется 80102 га орошаемых земель или 23,87%. А вот на 362 тыс. га построено 54261 га орошаемых земель или 16,17%, что крайне много и это пятая или катастрофическая степень антропогенной нагрузки. На разработанной картосхеме это два района (Труновский и Изобильненский) и они располагаются на северо-западе края и граничат друг с другом. Это сказалось на экологической обстановке данной территории, в настоящее время на большинстве территории на глубине 1-3 м и весной часто выходят на поверхность (рис. 3).

Анализ кадастровой стоимости земель сельскохозяйственного назначения показывает, что она существенно колеблется по административным районам от 3200 руб./га в Нефтекумском районе, до 99500 руб./га в Новоалександровском районе и в среднем по краю составляет 42500 и была учтена при расчете антропогенной нагрузки. В Нефтекумском (98%) и частично в Левокумском районе (2%) занимает территории края нефте-газопромышленный ландшафт. На этом ландшафте необходимо остановиться особо, потому что загрязнение земель нефтяными отходами привело к тому, что кадастровая стоимость в Нефтекумском районе она против среднекраевой ниже в 13,3 раза.

Рисунок 3. Разработанная картосхема мелиоративной нагрузки

в Ставропольском крае

5. КОМПЛЕКС МЕРОПРИЯТИЙ ПО СОХРАНЕНИЮ И

УЛУЧШЕНИЮ СОСТОЯНИЯ ЗЕМЕЛЬ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ КРАЯ

Наиболее высокая антропогенная нагрузка для земель сельскохозяйственного назначения по районам проявилась в от площади распаханных земель (r = 0,6589-0,9105), площади мелиорированных земель (r = 0,7902-0,9480), засолением (r = 0,5007-0,8399), заболачиванием (r = 0,5490-0,7771), плотностью населения (r = 0,4032-0,9603) и несколько ниже от совместного проявления эрозии и дефляции (r = 0,2209-0,5087) и дефляции – r = 0,3302-0,6007). Так, в крае больше всего деградационные процессы связаны с антропогенной нагрузкой распаханных территорий, то есть доли пашни на землях сельскохозяйственного назначения – 10,24%, на втором месте – мелиорированные земли (9,99%) и на третьем – совместное проявление эрозии и дефляции – 9,81% при коэффициенте множественной корреляции r = 0,9134 и коэффициенте детерминации – 0,8343. Следовательно, мы можем говорить о высокой достоверности наших исследований, потому что включение 11 показателей в антропогенную нагрузку и деградационные процессы позволяет утверждать, что на 83,43% зависит от этих факторов, и только на 16,57% – от неучтенных факторов, что вполне объективно (табл. 3).

Источник статьи: http://dislib.ru/zemlya/106382-2-monitoring-antropogennoy-nagruzki-degradacionnih-processov-zemel-selskohozyaystvennogo-naznacheniya-stavropolskogo-kraya-s-ispolzo.php