Анализ экологической устойчивости агроландшафта позволяет установить способность поддерживать сформированную структуру и заданные производственные и социальные функции при воздействии внешних факторов [1, 2], возможность противостоять негативным процессам и выбирать эффективные и приемлемые ориентиры рационального использования сельскохозяйственных угодий Чувашской Республики (ЧР).
Цель исследования заключается в определении экологической устойчивости агроландшафтов муниципальных округов Чувашской Республики.
Материалы и методы исследования
Весомый вклад в разработку методических основ устойчивого развития агроландшафтов внесли как российские, так и зарубежные ученые, такие как В.В. Докучаев, В.И. Вернадский, Н.Ф. Реймерс, А.Д. Фокин, В.И. Кирюшин и т.д.
В данной работе рассмотрим критерии общей оценки устойчивости агроландшафта.
Для расчета освоенности территории была использована формула [3]:
О = (Sc.x / Sобщ) × 100,
где О – освоенность территории, %; Sc.x – площадь сельскохозяйственных земель, га;
Sобщ – общая площадь землепользования, га.
Для определения распаханности территории использовалась формула
Рт = (Sn / Sобщ) × 100,
где Рт – распаханность территории, %; Sn – площадь пахотных земель, га; Sобщ – общая площадь землепользования, га.
Распаханность сельскохозяйственных земель определяется по формуле [3]:
Рсх = (Sn / Sс.х) × 100,
где Рсх – распаханность сельскохозяйственных земель, %; Sn – площадь пахотных земель, га; Sс.х – площадь сельскохозяйственных земель, га.
Система оценки экологической устойчивости агроландшафтов включает качественные и количественные характеристики ландшафтов и проводится с помощью коэффициента экологической стабилизации (КЭСЛ) [4, с. 16]. КЭСЛ определяется двумя методами: 1) абиотическим (метод первый); 2) биотическим (второй метод ).
Первый (абиотический) метод определяется по формуле [4, с. 17–18]:
KЭСЛ1 = ∑Pст / ∑Pдест ,
где Рст – площадь угодий и сельскохозяйственных культур, оказывающих положительное (стабилизирующее) влияние на ландшафт, га;
Рдест – площади угодий, дестабилизирующих агроландшафт, га.
Оценка ландшафта проводится по следующей шкале:
KЭСЛ1 ≤ 0,5 – нестабильность хорошо выражена;
0,5–1,0 – состояние нестабильное;
1,01–3 – состояние условно стабильное;
3,01–4,5 – стабильность хорошо выражена;
более 4,5 – ландшафт с ярко выраженной стабильностью.
Второй метод (биотический метод) – (KЭСЛ2) учитывает показатели внутренних свойств: структуру биомассы, влажность, рельеф и геологическое строение, местоположение и биоценоз. Расчет проводится по следующей формуле [4, с. 19]:
KЭСЛ2 = РУ × Kэц × KР / РT ,
где Рy – площадь угодий, га; Кэц – коэффициент, характеризующий экологическую ценность отдельных угодий; Кр – коэффициент, характеризующий экологическую устойчивость рельефа; РТ – общая площадь агроландшафта, га.
Если полученное значение < 0,33 – 1 ландшафт экологически нестабильный; 0,34–0,5 – мало стабильный; 0,51–0,66 – ландшафт стабильный.
Результаты исследования и их обсуждение
Общая площадь земельного фонда Чувашской Республики составляет 1834,5 тыс. га, из них земли сельскохозяйственного назначения занимают 1005 тыс. га, в том числе общая площадь пашни – 737425 га (79 %), пастбищ – 149702 (16 %), сенокосов – 31470 га (3,4 %), многолетних насаждений – 10143 га (1 %), залежи – 6160 га (0,6 %) [5]. Остальные территории заняты под лесополосами, водоемами, застройками, дорогами, болотами, нарушенными землями, песками, оврагами и полигонами отходов.
Анализ состояния и устойчивости агроландшафтов проводился по следующим критериям: освоенность территории, распаханность территории, распаханность сельскохозяйственных земель, коэффициентов экологической стабильности. Источниками для расчета послужили базы данных формы 22–2 Управления Федеральной службы государственной регистрации, кадастра и картографии по Чувашской Республике и Территориального органа Федеральной службы государственной статистики по Чувашской Республике [5]. Сводные показатели стабильности агроландшафтов Чувашской Республики даны в таблице.
Высокая степень освоенности территории региона (61 %) является результатом длительного исторического расселения населения. Высокая освоенность территории привела к компактному расселения населения, что, в свою очередь, отражается и на средней плотности населения республики, которая составляет 63,96 чел/км² и является одной из наиболее высоких в России.
Высокий уровень освоенности территории (70–87 %) отмечен в Аликовском, Козловском, Красноармейском, Моргаушском, Урмарском, Цивильском, Яльчикском муниципальных округах (м.о.). В 10 муниципальных округах освоенность территории составляет 68–50 %.
Сводные показатели стабильности агроландшафтов Чувашской Республики
|
Наименование муниципальных округов |
Освоенность территории, % |
Распаханность территории, % |
Распаханность сельскохозяйственных земель, % |
Лесистость, % |
KЭСЛ1 |
KЭСЛ2 |
|
Алатырский |
33,76 |
22,71 |
67,29 |
0,01 |
0,40 |
0,47 |
|
Аликовский |
82,54 |
61,48 |
74,49 |
0 |
0,27 |
0,43 |
|
Батыревский |
57,22 |
48,03 |
83,93 |
0,01 |
0,14 |
0,39 |
|
Вурнарский |
58,44 |
45,80 |
78,37 |
0 |
0,21 |
0,41 |
|
Ибресинский |
25,96 |
20,69 |
79,68 |
0 |
0,20 |
0,41 |
|
Канашский |
68,21 |
55,25 |
80,99 |
0 |
0,21 |
0,42 |
|
Козловский |
73,51 |
53,07 |
72,19 |
0,01 |
0,28 |
0,43 |
|
Комсомольский |
65,54 |
51,54 |
78,63 |
0 |
0,20 |
0,41 |
|
Красноармейский |
80,48 |
61,66 |
76,62 |
0 |
0,23 |
0,42 |
|
Красночетайский |
50,38 |
28,76 |
57,08 |
0,02 |
0,61 |
0,51 |
|
Марпосадский |
55,49 |
39,26 |
70,74 |
0,02 |
0,30 |
0,44 |
|
Моргаушский |
71,86 |
52,62 |
73,22 |
0,01 |
0,28 |
0,44 |
|
Порецкий |
57,52 |
35,57 |
61,84 |
0,03 |
0,63 |
0,51 |
|
Урмарский |
80,76 |
65,31 |
80,86 |
0 |
0,16 |
0,39 |
|
Цивильский |
78,32 |
59,30 |
75,71 |
0,01 |
0,27 |
0,43 |
|
Чебоксарский |
50,26 |
32,45 |
64,57 |
0,01 |
0,40 |
0,45 |
|
Шемуршинский |
31,77 |
23,37 |
73,57 |
0,01 |
0,29 |
0,44 |
|
Шумерлинский |
26,58 |
17,56 |
66,08 |
0,04 |
0,41 |
0,48 |
|
Ядринский |
66,98 |
46,76 |
69,81 |
0,01 |
0,34 |
0,45 |
|
Яльчикский |
87,90 |
76,25 |
86,75 |
0 |
0,12 |
0,39 |
|
Янтиковский |
70,19 |
55,52 |
79,11 |
0 |
0,16 |
0,39 |
|
Итого |
60,65 |
41,36 |
73,92 |
0,01 |
0,28 |
0,42 |
Рис. 1. Освоенность территории муниципальных округов Чувашской Республики, %
Снижение уровня освоенности территории с 33 до 25 % зафиксировано в Алатырском, Ибресинском, Шемуршинском, Шумерлинском муниципальных округах (рис. 1) и связано с высокой долей лесопокрытых земель присурских ландшафтов. В данных округах земли лесного фона занимают от 35 до 67 % территории.
Важнейшим критерием для оценки экологической сбалансированности агроландшафта является показатель распаханности сельскохозяйственных земель. Оптимальное значение распаханности сельскохозяйственных земель для лесостепной зоны составляет 45–65 %. Для Чувашской Республики показатель распаханность территории оптимальный – 41 % (рис. 2). Однако для региона характерна высокая доля распаханности сельскохозяйственных земель (74 %), что указывает на критическое состояние агроландшафтов.
В разрезе муниципальных округов доля распаханных сельскохозяйственных земель составляет от 57 до 87 % (рис. 2). Критический (несбалансированный) уровень с долей распаханности сельскохозяйственных земель 65 % и более отмечается на 84 % территории региона в 18 муниципальных округах. Сбалансированные (оптимальные) показатели зафиксированы лишь в трех муниципальных округах: Красночетайском, Порецком, Чебоксарском. Необходимо отметить, что дальнейшее расширение площади пашни может привести к увеличению скорости почвенной эрозии и активации других негативных процессов.
В целом для Чувашской Республики коэффициент экологической стабильности равен 0,28 (рис. 3), следовательно, для агроландшафтов характерен хорошо выраженный нестабильный ландшафт.
В Красночетайском и Порецком муниципальных округах выявлено нестабильное экологическое состояние. В остальных 19 округах наблюдается хорошо выраженный нестабильный ландшафт. Однако следует отметить, что в Чувашской Республике не зафиксированы муниципальные образования, территории которых относятся к средне стабильным или экологически стабильным агроландшафтам.
Снижение негативной антропогенной нагрузки территорий в муниципальных образованиях Чувашской Республики также возможно при оптимальном распределении долей сельскохозяйственных угодий. Например, оптимальными соотношениями по природно-климатическим зонам Европейской части Российской Федерации между пашней, лугом и лесом для лесостепной зоны являются – 55:25:15 [6, с. 10].
Рис. 2. Распаханность территории муниципальных округов Чувашской Республики
Рис. 3. Коэффициент экологической стабильности KЭСЛ1 и KЭСЛ2
Коэффициент экологической стабильности агроландшафта (KЭСЛ2) для Чувашской Республики составил 0,43, что позволяет сделать вывод о низком состоянии экологической устойчивости агроландшафтов. 90 % (906,7 тыс. га) территории Чувашской Республики экологически мало стабильны с показателями KЭСЛ2 от 0,39 до 0,47.
Рис. 4. Доля облесенности агроландшафтов муниципальных образований ЧР, %
Это связано, прежде всего, со значительной долей освоенности, распаханности сельскохозяйственных земель, крайне низкой долей лесопокрытой площади сельскохозяйственных земель и уязвимостью территорий к негативным воздействиям и опасным природным процессам. Наиболее благоприятная экологическая ситуация со стабильным агроландшафтом выявлена только в Порецком и Красночетайском муниципальных округах (рис. 3).
Итак, распаханность сельскохозяйственных земель в регионе следует сократить с 74 до 65 %. Для улучшения ситуации, поддержания экологического равновесия и обеспечения устойчивого развития агроландшафтов необходимо увеличить долю стабилизирующих угодий, в том числе из-за крайне высоких показателей эрозионного смыва с густой овражно-балочной сети от 1,3 до 2,0 км/км2 [7]. Например, необходимо повести лесомелиоративные мероприятия по увеличению доли защитных лесополос до 4–7 %, ввиду недостаточного уровня облесенности агроландшафтов ЧР – 0,01 % (рис. 4).
Соответственно, проблема землепользования Чувашской Республики связана не только с природно-климатическими условиями и типом экономических систем, позволяющими в той или иной мере использовать землю как фактор производства, но и сложившимся технологическим укладом [8] использования агроландшафтов.
Для рационального использования территории необходимо создать фитомелиоративные лесополосы, выполняющие ветрозащитные и водорегулирующие функции, спроектировать противоэрозионные приовражные лесонасаждения, провести облесение верховья оврагов, а наиболее ценные экосистемы включить в состав экологического каркаса региона.
Заключение
Полученные результаты показателей экологической устойчивости агроландшафтов позволят оптимизировать структуру земель, планомерно снизить антропогенную нагрузку, увеличить лесопокрытую площадь, контролировать и при необходимости корректировать структуру землепользования для повышения экологического равновесия и внутреннего баланса ландшафтов.