Как видно из таблицы 2, наиболее крупные массивы фактически орошаемого земледелия ОИБ сосредоточены именно в признанных наиболее пригодных для его развития провинциях: Южноприалейской, Кулундинской, Южнобарабинской, Западнобарабинской, Ишимской и Верхнеобской. Также довольно большие очаги орошения имеются в межгорных котловинах Юго-Восточной Алтайской и Кузнецкой межгорно-котловинной провинциях. Для всех этих территорий характерны схожие природно-мелиоративные условия: выраженная засушливость климата в вегетационный период, равнинный рельеф, наличие пригодных для орошения почв и водных ресурсов, что и предопределило формирование здесь крупных очагов орошаемого земледелия.
Однако недоучет на практике сложности и неоднородности территориальной структуры совместно с несоблюдением оросительных норм и технологий поливов привели к прогрессирующим экологическим проблемам на орошаемых землях: засолению, подтоплению почв, просадке почвогрунтов, подъему засоленных грунтовых вод и, вследствие этого, выбытию многих ценных сельхозугодий из использования.
Длительные наблюдения за изменением черноземов под влиянием орошения показали, что в подавляющем числе случаев (более 90 %) оказывается отрицательное воздействие на общее состояние черноземов [19], и существующая сегодня практика их вовлечения в ирригационное использование требует своего кардинального пересмотра.
Приходит и понимание того, что в лесостепной зоне ОИБ нецелесообразно широкое площадное распространение орошаемого земледелия на регулярной основе. Здесь более оправдано применение циклического орошения на небольших по площади участках территории.
Сложившаяся ситуация привела к пониманию необходимости ужесточения экологических критериев и ограничений, используемых как для оценки пригодности земель под орошение, так и регулирования функционирования ирригационных систем.
Рядом ученых были разработаны и предложены более жесткие критерии и нормативы, ограничивающие область благоприятного экологического состояния почв и земель при ирригационном воздействии, а также определяющие их пригодность к различным способам и режимам орошения [20-24].
Таким образом, следует констатировать, что в настоящее время происходит переосмысление с экологических позиций пригодности земель под орошение даже на признанных ранее благоприятными территориях.
В каждой из природных провинций ОИБ вследствие неоднородности ее территории и сложности природно-мелиоративных условий для развития широкомасштабного орошаемого земледелия имеется ряд лимитирующих ограничений, которые необходимо учитывать с целью предотвращения негативных экологических процессов в природных системах.
Так, в условиях Кулундинской и Барабинской провинций пристальное внимание следует уделять учету слабой естественной дренированности территории, близкому залеганию минерализованных грунтовых вод, гривному или плоско-западинному рельефу, наличию засоленных почв и пород.
Для Верхнеобской провинции наиболее важные ограничивающие факторы - значительная расчлененность и сильные уклоны большей части территории, преобладание в составе подстилающих пород рыхлых лессовидных суглинков, способствующих развитию просадочных явлений.
Ишимская провинция характеризуется очень слабой естественной дренированностью территории, развитием рельефа с микро- и мезопонижениями, тяжелым гранулометрическим составом покровных почвообразующих четвертичных отложений с неглубоким подстиланием толщей водоупорных, как правило, засоленных глин и близким к поверхности залеганием минерализованных грунтовых вод.
Поэтому в целях более полного и детального учета всех факторов, влияющих на пригодность земель для орошаемого земледелия, на основе эколого-ландшафтного подхода и анализа существующих научных исследований в этой области [19, 22-35] нами были разработаны оценочные шкалы ландшафтных и почвенных показателей (таблицы 3 и 4).
Такой подход позволяет на основе нескольких основных ландшафтных критериев (таблица 3) достаточно оперативно выявлять непригодные либо пригодные для орошения крупные массивы земель (на уровне местностей). Вторая же группа почвенных критериев (таблица 4) позволяет детализировать и выявлять более мелкие ареалы пригодных для орошения земель (на уровне урочищ или групп урочищ).
Таблица 3 - Ландшафтные критерии оценки пригодности
использования земель для орошаемого земледелия
|
Показатель |
Использование допустимо |
Использование недопустимо |
|||
|
Наиболее пригодные (1 категория) |
Ограниченно пригодные с низким риском развития негативных процессов (2 категория) |
Слабо пригодные с высоким риском развития негативных процессов (3 категория) |
Абсолютно непригодные (4 категория) |
||
|
Гидротермический коэффициент |
< 0,6 |
0,6-1,0 |
1,0-1,1 |
> 1,1 |
|
|
Коэффициент увлажнения Н. Н. Иванова |
< 0,6 |
0,6-0,9 |
0,9-1,1 |
> 1,1 |
|
|
Мощность зоны аэрации, м |
> 30 |
20-30 |
10-20 |
< 10 |
|
|
Естественная дренированность территории (величина подземного оттока грунтовых вод), мм/год |
> 300 (хорошо дренированные) |
150-300 (слабодренированные) |
50-150 (весьма слабодренированные) |
< 50 (дренированность отсутствует) |
|
|
Геохимическое положение ландшафта |
Элювиальное |
Трансэлювиальное |
Аккумулятивное, трансаккумулятивное, транзитное |
Аккумулятивное, трансаккумулятивное, транзитное |
|
|
Уклон поверхности, градус |
< 0°15ґ |
0°15ґ-1°30ґ |
1°30ґ-3° |
> 3° |
|
|
Тип рельефа |
Плоский |
Слабопологий, пологий |
Пологонаклонный |
Наклонный, холмистый |
|
|
Степень горизонтального расчленения рельефа, км/км2 |
< 0,5 |
0,6-1,0 |
1,0-1,5 |
> 1,6 |
|
|
Глубина залегания уровня грунтовых вод и верховодки, м |
> 6,0 |
3,0-6,0 |
1,5-3,0 |
< 1,5 |
|
|
Степень минерализации грунтовых вод, г/дм3 (по плотному остатку) |
< 1 |
1-3 |
3-5 |
> 5 |
|
|
Напорность грунтовых вод |
Отсутствует |
Проявляется только в понижениях рельефа |
Присутствует повсеместно |
Присутствует повсеместно |
|
|
Минерализация поливных вод, г/дм3 |
< 0,5-0,7 |
0,7-1,0 |
1,0-1,5 |
> 1,5 |
Таблица 4 - Почвенные критерии оценки пригодности использования
земель для орошаемого земледелия
|
Показатель |
Использование допустимо |
Использование недопустимо |
|||
|
Наиболее пригодные (1 категория) |
Ограниченно пригодные с низким риском развития негативных процессов (2 категория) |
Слабо пригодные с высоким риском развития негативных процессов (3 категория) |
Абсолютно непригодные (4 категория) |
||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
Характер гидроморфности почв |
Автоморфные |
Полугидроморфные |
Гидроморфные |
Сильногидроморфные |
|
|
Запасы гумуса в слое |
> 150 |
100-150 |
50-100 |
< 50 |
|
|
Общее содержание гумуса в минеральном профиле почв, % |
> 5 |
2-5 |
1-2 |
< 1 |
|
|
Тип гумуса, Сгк : Сфк |
> 2,0 (гуматный) |
1,0-2,0 (фульватно-гуматный) |
0,5-1,0 (гуматно-фульватный) |
< 0,5 (фульватный) |
|
|
Мощность органогенного (гумусово-аккумулятивного) горизонта, см |
> 26 |
10-25 |
3-9 |
< 3 |
|
|
Гранулометрический состав почвы |
Легкосуглинистые, среднесуглинистые |
Супесчаные, тяжелосуглинистые |
Глинистые, песчаные |
Глинистые, песчаные |
|
|
Каменистость почвы, м3/га |
Отсутствует |
< 50 |
50-100 |
> 100 |
|
|
Влагоемкость (наименьшая влагоемкость), % сухой массы почвы |
> 30 |
25-30 |
10-25 |
< 10 |
|
|
Содержание агрегатов 0,25-10,00 мм, % от массы воздушно сухой почвы (по методу Саввинова): - при сухом просеивании - при мокром просеивании |
60-80 40-70 |
40-60 30-40 |
20-40 20-30 |
< 20; > 80 < 20; > 70 |
|
|
Сумма водопрочных агрегатов более 0,25 мм, % |
40-75 |
30-40 |
20-30 |
< 20 > 75 |
|
|
Водопроницаемость почвы, мм/мин |
> 0,8 |
0,5-0,8 |
0,3-0,5 |
< 0,3 |
|
|
Равновесная плотность сложения почв, г/см3 |
0,9-1,3 |
1,3-1,5 |
1,5-1,6 |
> 1,6 |
|
|
Общая пористость почвы, % от объема |
50-65 |
45-50 |
40-45 |
< 40 |
|
|
Порозность почв, % |
0,55-0,65 |
0,50-0,55 |
0,40-0,50 |
< 0,40 |
|
|
Кислотность почвенного раствора (рН вод.) |
5,5-7,0 (нейтральная и близкая к нейтральной) |
5,0-5,5 (слабокислая); 7,0-7,5 (слабощелочная) |
4,5-5,0 (кислая); 7,5-8,5 (щелочная) |
< 4,5 (сильнокислая); > 8,5 (сильнощелочная) |
|
|
Содержание водорастворимых солей в почве (в среднем для слоя |
< 0,25 |
0,25-0,40 |
0,40-0,70 |
> 0,70 |
|
|
Содоустойчивость, ммоль (экв.)/100 г почвы |
> 50 |
20-50 |
10-20 |
< 10 |
|
|
Токсичная щелочность (HCO - Са + Na + |
< 0,7 |
0,7-1,0 |
1,1-1,6 |
> 1,6 |
При этом нами были учтены более строгие научно обоснованные геоэкологические ограничения.
Таким образом, к первой и второй категориям земель отнесены такие ландшафты, свойства и функции которых предопределяют их относительную устойчивость к ирригационному воздействию и допускают их длительное использование в орошаемом земледелии при условии соблюдения всех необходимых мелиоративных регламентов и режимов.
К третьей категории отнесены признанные ранее пригодными для орошения ландшафты, отличающиеся весьма слабо устойчивыми к ирригационному воздействию свойствами и характеристиками. Их использование для развития орошаемого земледелия следует признать недопустимым вследствие высокого риска развития необратимых негативных экологических процессов.
К четвертой категории отнесены ландшафты, свойства и функции которых абсолютно неприемлемы для использования в орошаемом земледелии.
Данная система показателей была апробирована на примере Благовещенского района Алтайского края, что позволило выявить наиболее пригодные для развития орошаемого земледелия ландшафты (на уровне групп урочищ) и создать основу для дальнейшей оценки ирригационно-ресурсного потенциала его территории.
Выводы
С помощью предложенной системы показателей оценка пригодности использования территории для развития орошаемого земледелия осуществляется с позиций системного эколого-ландшафтного подхода, что позволяет учитывать основные геоэкологические ограничения и предотвращать развитие негативных экологических процессов в природных системах.
Данная оценка является важным этапом научного исследования по выявлению перспективных территорий ОИБ с наиболее высоким ирригационно-ресурсным потенциалом. Выявление таких территорий и развитие на них экологоприемлемых ирригационных систем будет способствовать более устойчивому и эффективному функционированию сельского хозяйства.
Список использованных источников
1 Винокуров, Ю. И. Ландшафтная индикация в эколого-географических исследованиях: монография / Ю. И. Винокуров, Ю. М. Цимбалей; Рос. акад. наук, Сиб. отд-ние, Ин-т водных и экологических проблем. - Новосибирск: Академическое изд-во «Гео», 2016. - 258 с.
2 Мезенцев, В. С. Гидролого-климатические основы проектирования гидромелиораций / В. С. Мезенцев. - Омск: ОмСХИ, 1993. - 128 с.
3 Мезенцева, О. В. Метод выделения зоны хозяйственного оптимума увлажнения / О. В. Мезенцева // География и природные ресурсы. - 2009. - № 1. - С. 159-162.
4 Эколого-мелиоративное районирование Западно-Сибирской равнины / В. Н. Михайличенко, Т. Н. Елизарова, В. А. Казанцев, Л. А. Магаева // Сибирский экологический журнал. - 1995. - № 1. - С. 23-37.
5 Кучин, М. И. Подземные воды Обь-Иртышского бассейна (в границах Новосибирской области, Алтайского края и Омской области) / М. И. Кучин. - М. - Л.: Гостоптехиздат, 1940. - Вып. 16. - 306 с.
6 Абрамович, Д. И. Воды Кулундинской степи / Д. И. Абрамович. - Новосибирск: Изд-во СО АН СССР, 1960. - 214 с.
7 Бейром, С. Г. Особенности подземных вод по географическим зонам Западной Сибири / С. Г. Бейром // География Сибири в условиях научно-технического прогресса. - Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1975. - 155 с.
8 Акуленко, Ю. Н. Инженерно-гидрогеологические условия мелиорации на юге Сибири / Ю. Н. Акуленко. - Красноярск: Изд-во Краснояр. ун-та, 1985. - 128 с.
9 Трофимов, В. Т. Основные общерегиональные особенности инженерно-геологических условий / В. Т. Трофимов // Кайнозойские отложения, почвы, мерзлотные и инженерно-геологические условия Западной Сибири: науч. изд-е. - М.: Изд-во МГУ, 1980. - С. 112-119.
10 Агрофизическая характеристика почв Западной Сибири / отв. ред. В. Н. Панфилов. - Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1976. - 544 с.
11 Панфилов, В. П. Поведение влаги в почвах и вопросы их орошения / В. П. Панфилов, Н. И. Чащина // Мелиоративные и водохозяйственные проблемы Сибири. - Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1989. - С. 102-108.
12 Панфилов, В. П. Проблемы ирригационного освоения земель Южно-Омской оросительной системы / В. П. Панфилов // Мелиорация и водное хозяйство. - 1992. - № 3-4. - С. 9-11.
13 Шапорина, Н. А. К вопросу о стратегии и тактике орошения черноземов в Западной Сибири / Н. А. Шапорина, А. А. Танасиенко // Сибирский экологический журнал. - 2005. - № 5. - С. 801-807.
14 Зайдельман, Ф. Р. Генезис и экологические основы мелиорации почв и ландшафтов / Ф. Р. Зайдельман. - М.: КДУ, 2009. - 720 с.
15 Семендяева, Н. В. Влияние сельскохозяйственного использования на свойства почв Западной Сибири / Н. В. Семендяева. - Новосибирск: Новосиб. гос. аграр. ун-т; СибНИИ земледелия и химизации сельского хоз-ва, 2011. - 168 с.
16 Барышников, Г. Я. Геоморфология гор и предгорий / Г. Я. Барышников, С. Г. Платонова, В. П. Чичагов // Геоморфология. - 2003. - № 1. - С. 108-109.
17 Заносова, В. И. Водно-ресурсный потенциал Западно-Сибирского региона и его роль в устойчивом развитии мелиоративно-водохозяйственных систем АПК (на примере Алтайского края): автореф. дис. … д-ра с.-х. наук: 06.01.02 / Заносова Валентина Ивановна. - Барнаул, 2011. - 35 с.
18 Отто, О. В. Структурный анализ интегрального природно-ресурсного потенциала территории / О. В. Отто, Г. Я. Барышников // Известия Алтайского гос. ун-та. - 2002. - № 3. - С. 57-60.