Статья: Методические подходы к оценке пригодности территории Обь-Иртышского бассейна для развития орошаемого земледелия

Методические подходы к оценке пригодности территории Обь-Иртышского бассейна для развития орошаемого земледелия

И.В. Орлова

Целью исследования является разработка методических подходов к оценке пригодности территории Обь-Иртышского бассейна для развития орошаемого земледелия. В работе использованы материалы Департамента мелиорации Министерства сельского хозяйства Российской Федерации по наличию орошаемых земель за 2013-2014 гг. и база данных Института водных и экологических проблем Сибирского отделения Российской академии наук. Изучены закономерности современного распространения очагов орошаемого земледелия на территории Обь-Иртышского бассейна. Установлено, что наиболее крупные зоны орошения сосредоточены в шести природных провинциях: Южноприалейской, Кулундинской, Южнобарабинской, Западнобарабинской, Ишимской и Верхнеобской. Проанализированы основные природно-мелиоративные условия, характерные для данных провинций, которые лимитируют развитие здесь широкомасштабных ирригационных систем. На основе эколого-ландшафтного подхода и анализа существующих научных исследований в данной области выявлены и систематизированы основные критерии для оценки пригодности территории для орошения на уровне местностей и групп урочищ с учетом геоэкологических ограничений. Выделено четыре категории пригодности территории: наиболее пригодные; ограниченно пригодные; слабо пригодные и абсолютно непригодные. Предложенный методический подход позволяет выявлять наиболее устойчивые к ирригационным воздействиям земли и оценивать ирригационно-ресурсный потенциал территории с позиций эколого-ландшафтного подхода, что, в свою очередь, способствует предотвращению развития негативных экологических процессов в природных системах при оросительных мелиорациях.

Ключевые слова: орошаемое земледелие, критерии, геоэкологические ограничения, пригодность территории, Обь-Иртышский бассейн.

The aim of the study is to develop methodological approaches for assessing the availability of the Ob-Irtysh basin for the development of irrigated agriculture. The data of the Department of Land Reclamation Ministry of Agriculture of the Russian Federation on the availability of irrigated lands in 2013-2014 and database of the Institute of Water and Ecological Problems, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences were used. The regularities of the current spreading of irrigated agriculture centers on the territory of the Ob-Irtysh basin were studied. It was found out that the largest irrigated areas are concentrated in six natural provinces: Yuzhnoprialeyskaya, Kulunda, Yuzhnobarabinskaya, Zapadnobarabinskaya, Ishim and Verhneobskaya. The main natural and reclamation conditions typical for these provinces, which limit the development of large-scale irrigation systems were analyzed. On the basis of ecological and landscape approach and analysis of the existing research in this field the main criteria for assessing the availability of areas for irrigation at the terrain level and the natural boundaries level taking into account geo-ecological constraints were selected and systematized. The four categories of available areas are selected: the most available; limitedly available; slightly available and absolutely unavailable. The proposed methodological approach allows to identify the most sustainable to irrigation effects lands and to assess irrigation and resource potential of the area from the point of ecological and landscape approach, which, in turn, helps to prevent the negative ecological processes in natural systems at irrigation reclamation.

Keywords: irrigated agriculture, criteria, geo-ecological constraints, territory availability, the Ob-Irtysh basin.

Устойчивое и эффективное развитие сельского хозяйства, ведущегося в засушливых природно-климатических условиях степной и лесостепной зон Обь-Иртышского бассейна, невозможно без использования ирригации. Требования повышения продуктивности и производительности труда в аграрной отрасли в целях обеспечения продовольственной безопасности нашей страны предопределяют необходимость расширения и реконструкции уже имеющихся сегодня площадей орошаемого земледелия. Для этих целей требуется изучение ирригационно-ресурсного потенциала территории, в частности, пригодности земель для орошения. Поэтому разработка методики такой оценки, основанной на эколого-ландшафтном подходе, позволяющем учитывать не только климатические, гидрогеологические, почвенные показатели, но и геоэкологические ограничения, представляется весьма актуальной.

Цель исследования заключается в разработке методических подходов к оценке пригодности территории Обь-Иртышского бассейна для орошаемого земледелия на основе системы критериев, позволяющих определять геоэкологические ограничения и допустимые пределы развития ирригационных систем.

Материалы и методы. Для расчетов использованы материалы Департамента мелиорации Министерства сельского хозяйства Российской Федерации по наличию орошаемых земель за 2013-2014 гг.

Для анализа природно-мелиоративных условий провинций Обь-Иртышского бассейна (ОИБ) использовалась база данных ИВЭП СО РАН (Института водных и экологических проблем Сибирского отделения Российской академии наук). В качестве основы для определения границ природных провинций и подпровинций ОИБ взята схема физико-географического районирования, разработанная в ИВЭП СО РАН [1].

Основными методами исследования являются сравнительный, аналитический, картографический, а также метод аналогов и системного анализа.

Результаты исследования. Анализ существующих научных подходов позволил выявить природные зоны и провинции ОИБ, в которых различными учеными на основе оценки ряда показателей и ограничений было рекомендовано развитие орошаемого земледелия.

Так, В. С. Мезенцевым, О. В. Мезенцевой и другими было проведено гидролого-климатическое районирование изучаемой территории и выделены главные гидролого-климатические рубежи, разделяющие области избыточного и недостаточного увлажнения [2, 3].

При этом установлено, что «рубеж оптимального соотношения тепла и влаги пространственно выражается изолинией единичного значения коэффициента увлажнения, нулевого дефицита увлажнения и влажности почвы в долях наименьшей влагоемкости, равной единице» и является верхним пределом оптимального увлажнения для большинства сельхозкультур, а нижнему пределу соответствуют изолинии коэффициентов увлажнения 0,65 и влажности почвы 0,60 [3, с. 159-160].

Таким образом, исходя из этих величин, можно утверждать, что с гидролого-климатической точки зрения северная граница зоны, наиболее целесообразной для развития орошаемого земледелия в ОИБ, в засушливые годы проходит по зоне северной лесостепи, а во влажные годы - по зоне средней лесостепи. К такому же выводу приводят и результаты эколого-мелиоративного районирования Западно-Сибирской равнины, выполненные на основе генетико-морфологического подхода, которые позволяют определить северную границу областей активного водосолеобмена с преобладанием привноса солей над их выносом и недостаточно увлажненными почвогрунтами [4]. На основе изученных данных определены гидролого-мелиоративные зоны Обь-Иртышского бассейна [1-4] (рисунок 1).

I - зона постоянно недостаточного увлажнения (сухая степь); II - зона недостаточного увлажнения в средние и сухие годы (степь и южная лесостепь); III - зона переменного увлажнения в средние и сухие годы, оптимального увлажнения во влажные годы (центральная и северная лесостепь); IV - Алтае-Саянская зона переменного увлажнения; V - зона оптимального сочетания тепла и влаги в средние и среднесухие годы
(южная тайга, смешанные и мелколиственные леса); VI - зона избыточного увлажнения в средние и влажные годы (северная и средняя тайга); VII - зона постоянно избыточного увлажнения (тундра и лесотундра)

Рисунок 1 - Гидролого-мелиоративные зоны Обь-Иртышского бассейна (разработано по данным [1-4])

Севернее выявленных границ развивать орошаемое земледелие уже нецелесообразно и неэффективно, что и подтверждается современным распространением орошаемых земель только до Североприаргинской природной провинции (юг Томской области).

Результаты исследований инженерно-гидрогеологических условий развития орошаемого земледелия, а также гидрогеолого-мелиоративное районирование Алтайского края, Новосибирской, Омской и Кемеровской областей в масштабе 1:500000 [5-8] позволили выявить территории ОИБ с простыми, сложными либо непригодными для орошения условиями.

По совокупности таких факторов, как литология, рельеф, мощность зоны аэрации, гидрология, влияющих на просадочность пород, к сложным отнесены Приобская и Присалаирская области развития возвышенных грядово-увалисто-лощинных или полого-увалистых среднечетвертичных равнин разного генезиса, сложенных песчаными, глинистыми и лессовыми породами. Благоприятными являются Тобольская, Ишимская, Кулундинская и Верхнеобская области развития низких, плоских позднечетвертичных террас долин крупных рек и среднечетвертичные аллювиальные равнины, которые представлены преимущественно песчаными и глинистыми породами [9]. орошаемое земледелие обь иртышский

Более крупномасштабные почвенные исследования, основанные на географическом, генетическом и агрохимическом подходах [10-15], способствовали изучению особенностей водных свойств почв, закономерностей удержания и движения почвенной влаги, доступности ее растениям, выявлению групп почв ОИБ однотипных в ирригационном отношении и, таким образом, существенно дополнили и детализировали критерии и ограничения пригодности земель для орошаемого земледелия (таблица 1).

Значительный вклад в оценку пригодности земель для развития орошаемого земледелия внесли также исследования ландшафтной структуры, геоморфологических условий, водно-ресурсного и природно-ресурсного потенциала изучаемой территории [1, 16-18].

Проведенный нами анализ современного распространения орошаемых земель на территории ОИБ позволил выявить специфику их размещения и локализации по природным провинциям и гидролого-климатическим зонам (рисунок 1, таблица 2).

Таблица 1 - Основные ирригационные группы почв ОИБ

Таблица 2 - Распространение орошаемых земель по природным зонам и провинциям ОИБ (2013-2014 гг.)