Введение к работе
Актуальность темы. Последние десятилетия характеризуются снижением площади земельных угодий, пригодных для сельскохозяйственного производства, практически во всех регионах страны. В целом по Российской Федерации за последние 25 лет они уменьшились на 33 млн.га. Причем площадь пашни снизилась на 18 % и составляет всего 0,87 га на одного жителя. Причины этого явления заключаются в деградации почв вследствие отсутствия или невыполнения землепользователями комплекса защитных мер, особенно при проведении мероприятий, связанных с высокими антропогенными нагрузками на природные объекты - мелиорации, механизации, химизации.
Деградация почв выражается в разрушении их структуры, в резком снижении мощности плодородного слоя вследствие водной и ветровой эрозии, а также содержания гумуса в результате его минерализации. Значительны площади засоленных, переувлажненных и заболоченных земель. Отмечается деградация почв из-за значительного повышения их кислотности, загрязнения вредными веществами.
Опасность загрязнения поверхностных вод высока при несоблюдении требований почвоохраны в условиях широкого применения гидромелиорации, интенсивного развития эрозионных процессов.
Повышение объемов безвозвратного забора воды, в том числе и на цели мелиорации, выдвигает проблему предотвращения загрязнения и истощения ресурсов рек (особенно алых) в разряд важных задач, требующих скорейшего разрешения.
Проблемы защиты от загрязнения и истощения поверхностных и подземных вод, от качества которых зависит мелиоративное состояние орошаемых земель, особенно актуальны в условиях индустриализации агропромышленного комплекса.
Таким образом, актуальность темы определяется необходимостью разработки экологических основ, принципов и методов защиты земельных и водных ресурсов в условиях высоких антропогенных нагрузок. Работа выполнена в рамках научно-технической программы "Экология и охрана природы Российской Федерации" (1991-1995 гг.).
Цель диссертационной работы - научное обоснование и разработка принципов и методов защиты земельных и водных ресурсов АПК в условиях высоких антропогенных нагрузок, обеспечивающих сохранение природных ресурсов при удовлетворении потребностей населений в сельскохозяйственной продукции требуемого ассортимента и необходимого качества в рамках стратегии устойчивого развития, провозглашенной на конференции ООН по окружающей среде и развитию (Рио-де-Жанейро, 1992 г.).
Достижение поставленной цели потребовало решения следующих основных задач:
анализ современного состояния и разработка методов защиты земельных и водных ресурсов АПК в условиях мелиорации, механизации и химизации производства;
анализ и оценка степени антропогенного воздействия регионального АПК на земельные и водные ресурсы (на примере Кабардино-Балкарской республики);
разработка принципов построения технологии управления земельными и водными ресурсами с учетом их защиты и воспроизводства;
'- эколого-мелиоративное районирование территории КБР с целью обоснования мероприятий по защите земель и водных объектов;
разработка технологии автоматизированной комплексное
оценки состояния водно-земельных ресурсов на базе полнофункциональной геоинформационной системы Кабардино-Балкарской республики (ГИС КБР);
обоснование комплекса мероприятий по оптимизации мелиоративных процессов и режимов, обеспечивающего защиту земельных и водных ресурсов в региональном АПК;
оптимизация мелиоративных процессов и режимов как метода защиты земельных и водных ресурсов в региональном АПК;
построение методики определения транспортирующей способности воздушного потока;
разработка методики оценки ущерба сельскому хозяйству от негативных последствий хозяйственной деятельности и экономической эффективности мероприятий по защите земельных и водных ресурсов.
Предметом исследования являются инженерно-технологические и эколого-мелиоративные принципы и методы защиты земельных и водных ресурсов.
В качестве объектов исследования выступают земельные и водные ресурсы Кабардино-Балкарской республики, обеспечивающие функционирование регионального агропромышленного комплекса.
Выбор предмета и объекта исследования обусловлен спецификой регионального развития, возрастанием антропогенных нагрузок на земельные и водные ресурсы в условиях высокой плотности населения и индустриализации сельскохозяйственного производства.
Методы исследований. В процессе выполнения работы осуществлялось последовательное применение системного подхода к поиску путей и методов решения проблемы защиты земельных и водных ресурсов от негативного воздействия антропогенных факторов. Для решения поставленных в работе задач использовались теоретические и экспериментальные методы.
Методологической основой исследования явились труды отечественных и зарубежных ученых по вопросам природопользования, инженерно-технологической и эколого-мелиоративной защиты земельных и водных ресурсов, данные статистики об агро- и природно-климатических особенностях территории Кабардино-Балкарской республики, ее земельно- и водно- ресурсном потенциале. В работе использованы материалы всероссийских и международных конференций и семинаров по вопросам эффективности природопользования, нормативно-инструктивные материалы, федеральная и территориальные программы по региональному использованию и охране земельных и водных ресурсов.
Экспериментальные исследования проведены в лабораторных и натурных условиях на действующих оросительно-обводнительных системах.
Научная новизна работы заключается в обобщениях, обосновании и разработке принципов и методов защиты земельных и водных ресурсов в условия высоких антропогенных нагрузок, совокупность которых можно квалифицировать как решение научной проблемы, имеющей важное народнохозяйственное значение.
Получены новые результаты:
сформулирована концепция управления земельными и водными ресурсами с учетом их защиты и воспроизводства;
выполнена аналитическая оценка степени антропогенного воздействия регионального АПК на земельные и водные ресурсы;
- проведено эколого-мелиоративное районирование Кабардино-Балкарской
республики с учетом комплекса природных факторов и изменений экологической
обстановки;
- разработана полнофункциональная геоинформационная система Кабарди
но-Балкарской республики (ГИС КБР);
- созданы методы оптимизации мелиоративных процессов и режимов на
орошаемых землях.
Личный вклад автора состоит в разработке общего подхода к решению поставленных задач; обосновании выбора методов исследований и непосредственном участии в проведении экспериментов; в теоретической обработке полученных результатов; формулировке научных положений и выводов; в создании новых технологий, внедрении их в практику защиты земельных и водных ресурсов.
Практическая значимость работы заключается в том, что предложенные технологии и методы позволяют эффективно решать проблемы защиты земельных и водных ресурсов, подверженных воздействию высоких антропогенных нагрузок.
Достоверность и обоснованность научных положений и выводов подтверждается использованием современных методов анализа и обобщения данных экспериментальных исследований и натурных наблюдений, включая ГИС-технологии; статистических методов обработки результатов и оценки ошибок измерений.
На защиту выносятся следующие положения:
концепция управления земельными и водными ресурсами с учетом их защиты и воспроизводства;
принципы управления земельными и водными ресурсами в условиях высоких антропогенных нагрузок;
технология защиты земельных и водных ресурсов, подверженных антропогенному воздействию;
геоинформационная система Кабардино-Балкарской республики (ГИС КБР);
метод нормирования искусственного орошения;
обоснование технологии полива дождеванием;
модель процесса ветровой эрозии почвогрунтов;
методика расчета транспортирующей способности воздушного потока.
Внедрение результатов работы. Сформулированная концепция и разработанные принципы защиты земельных и водных ресурсов в условиях высоких антропогенных нагрузок положены в основу деятельности природоохранных служб Кабардино-Балкарской республики. Основные результаты работы используются Министерством природных ресурсов охраны окружающей среды и КБР при обосновании и реализации инженерно-технологических и эколога-мелиоративных мер по защите земель и водных ресурсов республики.
Технология автоматизированной комплексной оценки земель принята Государственным комитетом по землеустройству КБР для ведения земельного кадастра и осуществления мониторинга земель.
Карты районирования территории республики по опасности проявления водной и ветровой эрозии, построенные с применением ГИС-технологии, используются Министерством сельского хозяйства и продовольствия КБР.
Методы нормирования искусственного орошения и обоснования технологии полива дождеванием применяются проектными и водохозяйственными организациями (Севкавгипроводхоз, Чегемское управление ООС, Урванское управление ООС и др.) при проектировании и эксплуатации ирригационно-мелиоративных объектов.
Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе КБГСХА при выполнении курсовых и дипломных проектов по специальности "Мелиорация, рекультивация и охрана земель". Основные результаты и положения работы вошли в разработанный и читаемый автором спецкурс "Эколого-
мелиоративное состояние и охрана земель и водных ресурсов Кабардино-Балкарии".
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на научно-практических конференциях молодых ученых и специалистов (г.Ташкент, 1983 г, 1984 г, 1985 г), на VI и VII научно-технических конференциях молодых ученых и специалистов ВНПО "Радуга" (г.Коломна, 1987,1989гг.), на республиканской научно-практической конференции ученых и специалистов ( г.Нальчик, 1988 г), на научно-технической конференции "Повышение эффективности использования водных ресурсов Северного Кавказа" (г.Новочеркасск, 1988 г), на научно-технической конференции "Наука-производству" (г.Нальчик, 1989 г), на региональной конференции по мелиорации (г. Ставрополь, 1988 г), на научно-практических конференциях КБГСХА (г.Нальчик, 1995, 1996, 1997, 1998 гг.), на региональной конференции по проблемам охраны окружающей среды (г.Нальчик, 1998 г.), на совместном заседании кафедр "Инженерных мелиорации, гидрологии и охраны окружающей среды" и "Экологических основ природопользования" СПбГТУ (г. Санкт-Петербург, 1998 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 36 работ, в том числе в центральных журналах, межвузовских сборниках и ведомственных изданиях. Получено 1 авторское свидетельство на изобретение.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, приложении и списка использованной литературы, включающего 333 наименования.
