ИСТОРИЯ И МЕТОДОЛОГИЯ НАУКИ И ПРОИЗВОДСТВА ПРИРОДООБУСТРОЙСТВА
ВВЕДЕНИЕ
1. СТАНОВЛЕНИЕ И РАЗВИТИЕ МЕЛИОРАЦИИ КАК НАУКИ В СССР
1.1. Социальная и политическая обстановка в стране в период после 1917г
1.2. Влияние антропогенной деятельности на природную среду
1.3. Становление и развитие мелиорации земель в СССР
2. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ПРИНЦИПЫОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОРОШЕНИЯ ЗЕМЕЛЬ
2.1. Основы теории систем. Геосистемный подход
2.1.1. Понятие системы
2.1.2. Постулаты теории систем
2.1.3. Природа, геосферы, компоненты природы, геосистема
2.1.4. Свойства систем
2.1.4.1. Общие свойства систем
2.1.4.2. Свойства динамических систем
2.1.4.3. Свойства геосистем как земных природных систем
2.1.5. Устойчивость геосистем
2.1.6. Особенности геосистемного подхода
2.2. Общие положения и принципы
2.3. Основные методы и модели
3. История развития орошения в России
3.1. Особенности природных и хозяйственных условий
3.2. Основные факторы, определяющие изменение состояния природных ландшафтов
3.3. Требования к использованию природных ресурсов
3.4. История развития орошения в РСФСР
Период до 1917 г.
Период с 1917 по 1929 гг.
Период 1930-1945 гг.
Период 1946-1965 гг.
Период 1966-1990 гг.
Период 1990 – 2005 гг.
4. История освоения дельты р. Кубани
1860-1930 гг.
1931-1960 гг.
1961-1990 гг.
4.1. -Современное состояние геосистемы
ПТК 1 – вершина дельты и приречные гряды.
ПТК 2 – плавни.
ПТК 3.
ВВЕДЕНИЕ
Проблема взаимодействия человеческого общества с природой (коэволюция) на пороге XXI в. получила особую остроту. Экологическая проблематика вышла на первое место в международных отношениях.
Человечество в своей деятельности активно вмешивается в природу, нарушая и ломая сложившиеся в ней динамические равновесия (стабилизация запасов биомассы, гумуса, NPK в почве).
Внедрение земледельческой культуры потребовало интенсивной вырубки лесов. В результате лесистость суши за последние 6 тыс. лет сократилась с 70 до 23—30 %. При этом сокращение лесных массивов происходило катастрофически быстрыми темпами в последние десятилетия, когда лесистость суши еще достигала 50—60 %. Сведение лесов в планетарном масштабе и замена их агроценозами резко сократили влагооборот и способствовали процессам опустынивания суши.
Водохозяйственная и мелиоративная деятельность «не отстает» от всех других по своей разрушительной силе ( регулирование поверхностного стока – подъем уровня ГВ, заиливание малых рек из-за запруд – уменьшение дренированности территории, сокращение рыбных запасов).
Первые земледельческие цивилизации возникли в зоне недостаточного увлажнения. Археологические раскопки показывают, что за многие тысячи лет до нашей эры развитие орошения вызывало локальные катастрофы в бассейне Тигра и Евфрата, приводившие к ослаблению и даже к гибели государств в результате эрозии, и засоления почв.
После бурного развития водохозяйственного строительства и мелиорации земель, пик которого пришелся на 70-е годы, в середине 80-х, особенно во второй их половине, наступило разочарование в связи с не оправдавшимися надеждами на быстрое решение продовольственной программы страны за счет этих мероприятий.
Появился ряд негативных экологических последствий — подтопление и заболачивание земель, развитие процессов засоления, слитизации, осолонцевания и эрозии почв, вызывающих падение их плодородия.
По данным ЮНЕСКО и ФАО в мире заброшено из-за засоления и осолонцевания орошаемых земель больше, чем сейчас используется для орошения.
Возникли сомнения и острые дискуссии о правильности проводимых программ мелиорации земель.
Негативные экологические последствия орошения обычно рассматривают сквозь призму непосредственных эффектов орошения на орошаемом поле или массиве. Здесь — на локальном уровне иерархии природных объектов — отмечается подъем грунтовых вод, как на самом массиве, так и на прилегающих землях за счет фильтрационных потерь из оросительных каналов, а также за счет инфильтрации поливной воды на полях (глубинное просачивание) и, как следствие, подтопление, вторичное засоление почв. Все это приводит к падению плодородия.
Общепризнанными средствами борьбы с засолением почв являются дренаж, промывки засоленных земель и промывной режим орошения. Как показал опыт, эти приемы далеко не всегда и успешно решают эту проблему. Ярким примером тому является острый экологический кризис, разразившийся на наших глазах в бассейне Аральского моря.
Промывка на фоне дренажа засоленных земель, а затем промывной режим орошения требуют: затрат дополнительной воды; усиливают водообмен между почвенными и грунтовыми водами; способствуют вымыву из почв не только вредных солей, но и питательных веществ, в том числе удобрений, микроэлементов и пр.
В конечном итоге дренаж и промывной режим орошения способствуют падению плодородия почв, снижению урожаев.
Кроме того:
-возникает проблема приемника и утилизации дренажного стока, насыщенного солями, пестицидами и другими химикатами;
-обостряется проблема дефицита водных ресурсов.
По существу, борьба с засолением орошаемых земель, которая активно велась человечеством, является борьбой со следствием без глубокого выяснения причин и действий, направленных на устранение этих причин, и потому по своей сути была обречена на неудачу.
Стратегия развития орошения в стране до последнего времени была ориентирована на получение максимальной сельскохозяйственной продукции. Охрана окружающей среды практически не учитывалась.
Осуществляемая на практике концепция оросительных мелиорации (СНиП на КПД ОС) допускает существенные потери воды на фильтрацию и промывной режим орошения, и, следовательно, подъем грунтовых вод, подтопление, заболачивание и засоление прилегающих (особенно нижерасположенных) земель. При этом теряются безвозвратно сотни кубокилометров дефицитной пресной речной воды из источников. Эти воды растворяют запасы солей зоны аэрации и вовлекают их в геологический круговорот, способствуя засолению грунтовых и поверхностных вод.
Просчеты, связанные с возникающими экологическими проблемами, стали настолько очевидными, что необходимо изменить сами подходы к регулированию водно-солевого режима орошаемых земель.
В основу концепции положены труды русской классической школы, рассматривающей Природу как единое и неделимое целое в ее эволюционном развитии.
В составляемых бассейновых Схемах все внимание направлено лишь на распределение имеющихся водных ресурсов между потребителями. Водохозяйственные расчеты ведутся без глубокого знания законов формирования природных гидрогеохимических потоков. Прогнозы делаются односторонние, например прогноз подъема уровня грунтовых вод. Как правило, прогнозы оказываются слишком оптимистичными, фактически процессы развиваются много быстрее и с весьма негативными последствиями (ПРИМЕР С УГВ ПРИ ОРОШЕНИИ). Обычно причины этого ищут в несовершенстве моделей, по которым ведутся прогностические расчеты, в невозможности точного определения параметров, в некачественном строительстве, в плохой эксплуатации и пр. Все это имеет место. Но главная причина в том, что не учитываются региональные условия и процессы (ТОЛЬКО ЛОКАЛЬНЫЕ).
Все это заставило по-новому осмыслить результаты водохозяйственной и мелиоративной деятельности в свете современных экологических проблем.
Восприятие Природы и Человека как части ее в мудром развитии жизни на Земле, стремление понять, почувствовать законы этого развития, показать нетленную ценность накопленных человечеством знаний мы находим у многих русских естествоиспытателей. Такие мысли высказывались еще учеными и философами глубокой древности. Недавно переизданы записки замечательного русского естествоиспытателя, создателя новой науки биогеохимии, объединившей учение о «живой» и «мертвой» (косной) природе, предсказавшего появление на планете ноосферы,— академика В. И. Вернадского.
Исправление ошибок должно начинаться с нашего сознания, с наших мыслей, с нашего мировоззрения. Мы должны, наконец, понять, что все мы — человеческое общество — «дети космоса» и должны жить по его законам. Не переделывать Природу, не брать от нее без счета и возврата, а вписываться своей деятельностью в ее законы и сообразно им организовывать свою жизнь, все глубже постигая эти законы. Для этого нам дан Разум, Воля и Право выбора.
Разработана концептуальную модель природной биогеохимической системы Земли как объекта воздействия мелиорации. Эта модель основана на представлениях об открытых системах, обладающих устойчивостью, саморегулированием и находящихся в поступательном динамическом равновесии.
Под влиянием космической энергии сформировались современные геоструктуры, определенное соотношение между континентами и океаном, климат, ландшафтно-географические зоны. По законам большого геологического круговорота происходит постоянный обмен веществ и химических элементов между сушей и океаном. На фоне большого круговорота осуществляются множественные циклы малого биологического круговорота через биогеоценозы, специфические для каждых ландшафтов зон. Связующим звеном между геологическим и биологическим круговоротами являются почвы и грунтовые воды.
Функционирование биогеохимической системы рассматривается на трех иерархических уровнях: глобальном, региональном и локальном.
Глобальный уровень объединяет ландшафтно-географические зоны планеты со всем разнообразием их биогеоценозов, поверхностных и подземных потоков веществ и химических элементов.
Региональный уровень включает в себя речные бассейны II и III порядка.
Локальный уровень — ландшафт (орошаемый массив, поле), на нем можно проследить за сложными биогеохимическими процессами, обменом веществ и химических элементов между живой и косной материей, между почвами и грунтовыми водами.
Функционирование отдельных структур и всей системы определяется интенсивностью поступления космической (в первую очередь солнечной) энергии, ее взаимодействие с системой может быть выражено системой уравнений балансов энергии и веществ.
Однако известно, что поступление космической энергии, в первую очередь солнечной радиации, подвержено определенной ритмичности, определяющей ритмичность всех природных процессов, протекающих на земле.
| Продолжительность цикла, лет | Вид явлений | Эпоха, для которой установлен цикл |
| Колебания интенсивности солнечных пятен, суровость зим | 1050—1895 гг. | |
| 30—40 | Колебания активности осадков и температуры воздуха | 1700—1885 гг. |
| Колебания уровня озер Западной Сибири и Северного Казахстана | 1700—1948 гг. | |
| Колебания интенсивности сумм и средних солнечных явлений | 1749—1949 гг. | |
| 80—90 | Колебания интенсивности роста деревьев | 700—1400 гг. |
| Колебания интенсивности солнечных явлений | 100—1600 гг. | |
| 250—300 | Колебания интенсивности свечения комет | 100—1900 гг. |
| 600—900 | Рост деревьев | 1200—1900 гг. |
| Колебания интенсивности солнечной активности | ||
| Колебания интенсивности климатических явлений | ||
| Климатические и гидрологические в совмещении с геологическими | Современная эпоха | |
| Колебания интенсивности увлажненности территории Евразии | XXXV в. до н. э. -XV в. н. э. |
Россия обладает огромными природными ресурсами, в том числе водными, лучшими в мире почвами - черноземами, доля которых в пашне составляет больше 50 %. Если проанализировать информацию о территории, населении, географическом положении, полезных ископаемых, климате, наличии плодородных черноземных почв, водных ресурсов, напрашивается вывод - Россия является богатейшей и процветающей страной мира. Увы, реальность такова, что Россия по всем основным социально-экономическим показателям отстает не только от развитых, но и от большинства развивающихся стран мира. И в этом есть доля вины мелиораторов.
История развития орошения в Российской Федерации рассмотрена в привязке к лесостепной, степной и сухостепной зонам и экономическим регионам: Центрально-Черноземному (ЦЧО), Поволжскому (П), Северо-Кавказскому (СК).
При рассмотрении истории использованы результаты многолетних теоретических и экспериментальных исследований, различные точки зрения и мнения ученых и специалистов на происходящие события, принимаемые решения и последствия их реализации.
Несомненно, что когда-нибудь появится история развития мелиораций более достоверная, детально исследующая на другом уровне возникновение тех или иных проблем, но это дело будущего. А сейчас, в преддверии вступления России в ВТО в соответствии с требованиями этой организации, Россия должна обеспечить подъем сельского хозяйства, включая и орошение земель и решить экологические проблемы и проблемы воспроизводства возобновляемых природных ресурсов. Поэтому очень важно выявить те недостатки и ошибки, которые имели место в развитии орошения в прошлом, с тем, чтобы не допустить принятия необоснованных решений в будущем.
Анализ событий и фактов основывается на использовании сложившихся к настоящему времени теоретических разработок и представлений в области системного подхода к изучению природно-деятельностных систем, массо- и энергопереноса и моделирования природных процессов.
Кроме вопросов орошения земель необходимо рассмотреть некоторые вопросы земледелия, почвоведения, гидрогеологии, геохимии, экономики и экологии, без которых объективный анализ событий и процессов невозможен.
СТАНОВЛЕНИЕ И РАЗВИТИЕ МЕЛИОРАЦИИ КАК НАУКИ В СССР