В естественных ландшафтах между почвами и растительностью идет постоянный обмен веществом и энергией. На освоенных под пашню территориями идет односторонний процесс – вынос из почвы питательных веществ с урожаем. Обратный процесс возврата питательных веществ с отмирающими частями растений отсутствует или очень ослаблен. Внесение минеральных удобрений полностью не компенсирует потери питательных веществ. Особенно истощают почвы монокультуры, которые выносят из почв определенные вещества.
При распашке происходит коренное изменение почвенного покрова. Происходит потеря гумуса и за счет отчуждения урожая и за счет более интенсивного процесса минерализации органического вещества (потеря питательных веществ составляет 0,25 – 0,5 т/га в год). Сокращение запасов гумуса в почвах имеет не только экономическое, но и экологическое значение. Именно благодаря гумусовому горизонту почвы выступают как универсальный земной аккумулятор и распределитель энергии, связанной в гумусе и необходимой для нормального процесса круговорота вещества в ландшафтах.
В распаханных почвах развиваются эрозионные процессы, дефляция, происходит обесструктуривание почвы.
Однако обеднение почв может быть полностью контролируемо рациональной системой земледелия, которая предусматривает внесение удобрений, периодическое травосеяние. Это обеспечивает не только сохранение плодородия почв, но и существенное улучшение их свойств (культурные почвы).
В зависимости от способа использования почв в земледелии, от состава сельскохозяйственных культур, по-разному извлекающих из них питательные вещества, все используемые в земледелии почвы делят на 4 группы:
1. Освоенные (куда входят и улучшенные и ухудшенные почвы);
2. Окультуренные и культурные (плодородие которых возросло);
3. Преобразованные (в которых под воздействием мелиоративных мероприятий произошли коренные изменения вплоть до литогенной основы – генетических горизонтов);
4. Искусственные (антропогенные) – созданные в результате осушения мелководий или рекультивации отвалов.
К числу наиболее преобразованных агроландшафтов относятся ландшафты орошаемых территории. Появляются водоемы, оросительные и дренажные каналы, применяются удобрения, водятся древесные культуры (в оазисах).
Границы, вид, структура ландшафта определяется не столько зональными условиями, сколько особенностями орошения. Как правило, орошаемые ландшафты характеризуются более богатой структурой.
Изменения касаются многих компонентов орошаемого ландшафта.
Создается местный микроклимат. Изменяется суточный ход температуры и влажности (он более ровный). Радиационный баланс в целом увеличивается. В результате больших затрат тепла на испарение снижается температура почвы и приземных слоев воздуха.
Коренным образом изменяется водный баланс орошаемых земель – усиливается инфильтрация, процесс испарения. Круговорот воды отклоняется от общезонального.
Происходит полное изменение процессов почвообразования – создаются антропогенные почвы (мощность от 20 см до нескольких метров, в зависимости от длительности использования, при том, что за год образуется слой всего в 1 мм). Почвы аридных территорий за счет аккумуляции солей обладают потенциальным плодородием, но это свойство реализуется только в результате орошения, что приводит к растворению солей – и они становятся доступными для растений.
Антропогенные ландшафты орошаемых земель отличаются и своеобразным рельефом. Формируется местный рельеф антропогенного происхождения – приканальные повышения и межканальные понижения.
Ирригационная эрозия – результат полива. Она усиливается, если полив происходит по бороздам вдоль склонов – происходит образование глубоких промоин, оврагов, в которых обнажаются материнские породы. На пористых породах (лессах) и соленосных породах образуются просадки грунтов, оползни.
Самым опасным явлением, сопутствующим орошению, служит вторичное засоление почвогрунтов (снижение урожайности хлопка на 50-60%).
В возникновении вторичного засоления одинаково важную роль играют природные и антропогенные факторы: в водном балансе аридных районов преобладают восходящие токи над осадками, при близком залегании грунтовых вод засоление усиливается (то же на тяжелых грунтах по сравнению с легкими). Наименее подвержены вторичному засолению высокие водораздельные поверхности, сложенные песками, галечниками, подстилаемые трещиноватыми породами, обеспечивающие отток грунтовых вод.
Из антропогенных факторов возникновения вторичного засоления главными являются уровень и культура земледелия (орошения): технические особенности ирригационной системы, системы дренажа, норма полива и т.д. Потери воды в результате фильтрации и испарения из каналов и с полей, затопляемых избыточным количеством воды, составляют 50-70%. Отсутствие дренажа вызывает подъем воды ежегодно на 3-4 м (следствие – заболачивание). Известно, что многолетние травы ослабляют испарение и засоление.
Меры борьбы: повышение КПД оросительной системы и снижение фильтрации воды из каналов через облицовку дна каналов и сооружение закрытых трубопроводов, строительство дренажных сооружений.
Таким образом, чтобы агроландшафты могли выполнять возложенные на них функции, человеку необходимо учитывать все факторы, влияющие на процессы, происходящие в естественных ландшафтах и направлять деятельность этих процессов в нужную сторону.
Функционирование агроландшафтов в значительной степени обусловлено морфологической структурой природного ландшафта. Агроландшафт должен быть приспособлен к природным подсистемам (т.е. адаптирован к ней). Чем больше они гармонируют между собой, тем эффективней и устойчивей агросистема.
Пастбищные ландшафты.
Пастбищное скотоводство также вызывает многочисленные изменения в ландшафтах.
Происходит перегрузка травянистых ландшафтов выпасом, в результате развивается пастбищная дигрессия – деградация растительности, уничтожение дернины, разрушение почвы, заболачивание или иссушение в результате уплотнения почвы.
Наблюдается селективность стравливания, состоящая в обеднении видового состава, на пастбище остаются в основном непоедаемые или плохо поедаемые растения (тясячелистник, лютик, молочай, татарник и др.).
В то же время в меру стравленные пастбища имеют специфический пастбищный травостой – продуктивный, образованный низовыми злаками (мятлик, полевицы, овсяницы, пырей ползучий и др.) – иногда разнообразие больше, чем на сенокосных угодьях.
По мере уплотнения почв увеличивается их капиллярность, в результате усиливаются процессы выпота грунтовых вод, что приводит к засолению (в сухих районах) или заболачиванию (во влажных).
На песчаных грунтах разбивается дернина – развиваются процессы дефляции (образование дюн и барханов – и не только в аридных районах, но и лесной зоне). На переувлажненных грунтах с торфянистыми почвами происходит образование кочек, ям.
При пастбищном использовании ландшафтов происходит существенное нарушение биологического круговорота – происходит постоянное отчуждение продукции (растительности животными и самих животных), в результате ежегодно с пастбищ выносится огромное количество элементов минерального питания.
Один из основных способов сохранения пастбищ в высокопродуктивном режиме – регулируемый выпас, создание орошаемых и сеяных пастбищ, которые представляют собой особые типы культурных пастбищ. На культурных пастбищах применяется поверхностное им коренное улучшение территории.
Поверхностное улучшение: осушение переувлажненных участков, расчистка от кустарников, корчевание пней, выравнивание поверхности, внесение удобрений, подсев (без распашки). Коренное улучшение – создание сеяных лугов (с распашкой), создание орошаемых пастбищ.