Введение к работе
Актуальность проблеми. Северо-Западный Прикаспнй - крупнейший регион пастбищного животноводства на юго-востоке Европейской части России и Западном Казахстане. В последние 20 лет здесь резко усилились процессы деградации земель вследствие интенсивных антропогенных нагрузок, которые усугубляются жесткими природно-климатическими условиями. Практически все (свыше 21 млн.га) пастбища региона из-за перевыпаса, распашки и техногенных нарушений деградированы в той или иной степени. В конце 80-х годов здесь насчитывалось около I или.га подвижную песков, свыше 200 тыс.га вторично засоленной и заболоченной пашни. В некоторых районах, где дефляция приобрела лавинообразный характер, сложилась обстановка экологического бедствия (Черные земли). Пески заносят поселки, каналы, дороги, сельхозугодья, теи самым либо полностью, либо частично уничтожая веками сложившиеся экосистемы и резко увеличивая климатическую дискомфортность. Только на Черных землях ущерб от деградации пастбищ за последние 30 лет составил (в ценах І98& г.) свыше 3 млрд.руб. (В.М.Петров, 1989). В связи с этим возникла важная хозяйственная необходимость выполнения широкомасштабных песко-закрепительных работ, восстановления деградированных пастбищ и перевода малопродуктивных земель в адаптивные лесоаграрные ландшафты.
Наиболее экологичным, экономичным и порой единственным средством борьбы с опустыниванием является фитомепиорэция, основанная на глубокой и всесторонней фитоокологической оценке мелиорируемых ландшафтов. Вез нее насаздения гибнут, не принося ожидаемого эффекта. В связи с отим, огромные площади нарушенных агролаидшафтов нуждаются в составлении научно обоснованных проектов и тематических карт, которые отражали бы все основные факторы, влияющие на формирование и результативность той или иной отрасли лесоаграрного осво-
ения. Для выполнения атих рсбот обычно используются трудоемкие н дорогостоящие экспедиционные обследоваїмп, которые к 5-ому ко не отличаются достаточной обьеташюстьв, оперативностью и высокой то«юстьь. Применение а&рокосмическкх методов изучения и картографирования фитоэкологических условий лаидсафтоо сокращает затраты на проектно-иэыскатеяьские работы, ускоряет их тейпы, понизив? качество и точность проектной документации, положительно отражается на результатиbhocvh яесоягр&рного освоения территорий. В этой плане актуальность разработки методов фитоэкологнческой оценки и агролесомелиоративного картографирования регионов, подверженных деградации» становится очевидной.
Работа выполнялась с 1081 г. в соответствий с заданиями ВАСХНИЛ, РАСХН, ГКНТ по темпаанаы ЫМАЛШ Ш Госрегистрации -81085801; 0ІІ830074296; 01 Об.0070244» 0186.0070223 НТП "Космос"; 01.9.40006321) и по целому ряду хоздоговорных тем.
Урль и запачи исследований. Целью работы являлось научное обо-сновакие возможности применения аэрокосмической фотоикформацни (АКФ) и определение уровня ее информативности для фатоэнологкчее-кой оценки, агролесомелиоративного картографирования, изучения процессов деградации и восстановления аридных ландшафтов в связи с их адаптивной трансформацией в высокопродуктивные лесоаграріше ландшафты.
Достижение поставленной цели осуществлялось на основе решения следующих задач: I) разработка общих принципов применения АКФ дли фитоэкологнческой оценки аридных ландшафтов и агролесомелиорации; 2) разработка методики количественной и качественной оценки фито-экодогических ресурсов и их изучение с помощью АКФ; 3) комплексное обзорное, на основе космических фотоснимков (НФС) и детальное, на основе аэрофотоснимков (АФС) картографирование фитоэкологических
условий аридішх ?андсафтов а пеаях агролесомелиорации; 4) кзучоїгае, картографирование и картографо-иатеаатнческое моделирование процессов деградации и восстановяекия агроландиафтов под влиянием фитоме-лиорапин, по материалам раэнопреиеншх АК5; 5) создание лесомелиоративной типологии к лесомелиоративное картографирование леиельно-го фонда регионе; 6) составление тематических карт дли целей комплексного лесоаграрного природопользования; 7) предложения к объемы рі«5от по адаптивной трансфор-ацни земель с поиочыо фитоыелиорацин и радионавьноыу использовании аридных дандзафтов в регионах исследования.
Объекты исследований и фактический матеріал. Изучены яьндпаф-тн: пескоэ Среднего Дона (Арчедино-Донской и Голубинсхий пзсченш иаеснви); Терсгго-Кумского, ІСумско-Вояжского, Волго-Уральского и Уралс-Энбенского неядуречий Северо-Западного Прякаспап. Кроме этого, комплексные исследования проводились на Чарских и Цимлянских песках, з иеядурочье рек Чу и Таласа (пески 1!уснкумы), Приаральа, где резнціг'сь некоторые методические вопросы применении КШ в явнд-ясфтех-анаяогах.
Исследования проводили з экаподипионшос и камеральных условиях, применяя иетод дандиафтно-индикацяонного десифрирозакия синяков. Закономерности распределения и взаимосвязи койпонснтор ^нд-вафтов изучали на 15 полигонах я 105 ключешес участиех. При .пчзм обследовано в наземнж ыарзрутах (30 тис. км) и с воздуха (г-'гет світе 300 часов) около 100 ыхи.га территории аридной зони. На ключевых участках проложено евмае 350 км лаидпафтно-экологических инструментальных профилей, разбурено около 300 скважин глубиной от I до 12 м. Отобрано и проанализировано свыше .8 тыс. проб почво-грул-та, грунтовых аод (ГВ), почвенно-грунтов^х рчетворов. Систематизировано свыяс 20 тыс. и отдешифрирозано около 12 тис. единиц аэрокосни-
ческой фотоинформации'.
Научная новизна. Впервые разработана теория» методология и технология применения аэрокссиических фото- н тедеизображзмий земной поверхности для целен агролесомелиорации а эалвюного десораэ--aemiR. Это позволило развить новое направление в агролесомеяно-^аїишгай муке -агролесомелиоративное картографирование ландкаф-тов. 11а основе анализа разновременных АКФ получена методика иэола-нэйного коипьвтерного картографирования различных характеристик компонентов ландшафтних компхексоз, связей меаду юши и динамичных працессоз деградации. Осуществлено картографо-магенатическое моделирование дефляции почвенно-растительиого покрова пастбищ - основного экзогенного процесса в етом регионе. Показами причины ее возникновения н рассчитан прогноз развития в зависимости or природних и антропогенних факторов.
Для юго-востока Европейской части России и Западного Казахстана впервые дана комплексная оценка фитозкологичаских условна агро-ландпафтов, проведено типологическое районирование крупних регионов и составлена серип оценочных и прогнозных карт для рационального, лесоаграрного освоения. Это позволило наметать пути н определить объемы трансформации малопродуктивных земель аридной зоны в адаптивные (к сложившимся природно-климатическим условиям) лесо-аграрные ландшафты.
Полученные материалы дали возможность решить проблему оперативной і экономичной к достоверной оценки фатоэкологнческого потен-usj ал а аридных территорий.
Ik запиту выносятся сдедущие основные положения ш разработки
-
Теоретические основы и методика применения АКФ для целей агролесомелиорации.
-
Методика агролесомелиоративного картографирования аридных ландшафтов.
-
Теорил и практическая реализация аэрокосмического мониторинга в агролесомелиорации.
-
Картогрзфо-математическое моделирование и прогноз развития деградации почвенно-растительного покрова в регионе.
-
(Геоэкологическая оценка агроландшафтов на основе АШ.
-
Научное обоснование и объемы трансформации ыалопродуктив-ных земель аридной зоны в адаптивные лесоаграрные ландшафты.
Практическая ценность и реалиаащя работы. Основные разработки автора по фитоэкологической оценке,лесомелиоративной типологии и картографированию аридних ландшафтов, диагностике и прогнозированию процессов их деградадаи повышают точность и оперативность составления проектов, з несколько раз сокращая при этом затраты трудовых и материальных ресурсов, обеспечивая высокую результативность лесомелиоративных работ. На основе проведенных исследований составлена серия тематических корт для агролесомелиорации (свше 120 листов). Материалы диссертационной работы использованы Ш-ВШгипроземом и дирекцией "Агролесоиелиострой" при разработке (1986 г.), корректировке (1994 г.) и оезоении Генеральной схемы борьбы с опустыниванием Чсрнозеиельских и Кизлпрскнх пастбищ на ачощади 4,3 млн.га; комитетами по экологии и охране природы Дагестана, Калмыкии, Ставропольского крап, Астраханской и Волгоградской областей при разработке природоохранных и природоулучиающих проектов экологически напряженных районов, а так.же реализованы в методических и практических рекомендациях: "Рекомендации по созданию лесопастбищ на подвияннх песках юго-востока Европейской части СССР" (Москва, IG85 г.); "Методические указания по лесомелиоративной классификации и картированию аридных пастбищ" (Волгоград, 1985); "Предложения по рациональному использованию песчаных земель Волгоградской области" (Волгоград, 1986); "Инструктивные указания по лесомелиорации аридных па-
стбищ" (Шсква, 1987); "Рекомендации по комплексному освоению Тбр-ско-Кумских песков" (Москва, 1987); "Предложения по лесомелиорации пастбищ на Черных землях Астраханской области" (Волгоград, 1990); "Применение аэрокосмических методов в агролесомелиорации. Иетоди-ческне рекомендации" (Москва, 1991).
Эффективность и народнохозяйственная значимость защищаемых разработок подтверждены Президиумом РАН, постановлением которого, в соответствии с Указом Президента России, автору в 1994 г. присуждена Государственная научная стипендия.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на конференциях, совещаниях, семинарах, курсах, школах: Всесоюзных (Ашхабад, 1994, 1985, 1986, 1991; Львов, 1988; Москва, 1989; Новочеркасск, 1989); республиканских и региональных (Волгоград, 1983, 1985, 1986, 1987; Джамбул, 1983; Саратов, 1990; Астрахань, 1993); международных (Риджтаун ~ Канада, 1991; Волгоград, 1994); кроме того, на заседании секции защитного лесоразведения и агролесомелиорации ВАСХНИЛ (Элиста, 1991) и годичном собрании Отделения лесоводства и агролесомелиорации РАСХН (Москва, 1986, 1996). Материалы демонстрировались на ВДНХ (1986, 1989 гг.), где были отмечены бронзовой и серебряной медалями и использованы при съемках научно-популярных фильмов.
Публикации. По материалам диссертации опубликовало 50 печатных работ обивши объемом 23 п.л.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит иэ введения, восьми глав, заключения. Объем 387 стр. Работа иллюстрирована 63 рисунками, содержит 28 таблиц, список литературы из 428 наимено' ваний, в том числе 28 иностранной, 51 приложение на 62 страницах.
Автор глубоко признателен доктору географических наук, профес сору Б.В.Виноградову, лауреату Государственной премии, академику
РЛСХН В.И.Петрову за болыиу» помощь и содействие в проведении работы.
В исследованиях принимали участие Н.С.Манаенкова, В.В, Мозгу-нов, А.С.Рулев, Ю.В.Рыбаяьченко, А.Н.Салугин. Автор выражает им искренни» благодарность.