В орографическом отношении европейская территория России расположена в пределах Восточно-Европейской равнины. С точки зрения геоморфологического и гидрогеологического строения эта территория представлена водораздельными массивами, аллювиальными террасами различного возраста, денудационно-аккумулятивными равнинами, приморскими низменностями, древними и современными приморскими дельтовыми равнинами.
Покровные отложения повсеместно представлены переслаивающимися суглинками, супесями и глинами четвертичного возраста, подстилаемыми в основном песками, глинами и трещиноватыми известняками. В Центрально-Черноземном районе покровные отложения залегают в основном на трещиноватых известняках, практически не содержащих легкорастворимых солей. В Приволжском и Северо-Кавказском районах подстилающими породами являются сильно и среднезасоленные морские и неогеновые отложения.
Учитывая чрезвычайное разнообразие природных и хозяйственных условий, в качестве природно-технических систем рассмотрим экономические районы, характеризующиеся определенной общностью агроклиматических условий. Статистическая обработка имеющихся данных показала, что экономические районы обладают достаточно высокой однородностью агроклиматических условий (Cv < 0,10 — 0,15).
Особенности природных и хозяйственных условий отдельных экономических районов оценены, исходя из требований «природообустройства» как вида деятельности. Это связано с тем, что существующие в настоящее время подходы к использованию природных ресурсов существенно различаются. Так, в Законе РФ «О мелиорации земель» понятие мелиорация как вид деятельности традиционно трактуется как «коренное улучшение земель путем проведения гидротехнических, культуртехнических, химических, противоэрозионных, агротехнических и других мелиоративных мероприятий». С другой стороны, природопользование как вид деятельности определяется как «высокоэффективное хозяйствование, не приводящее к резким (коренным) изменениям природно-ресурсного потенциала и не ведущее к глубоким переменам в окружающей человека среде». Налицо явное противоречие между общим (природопользование) и частным (мелиорация земель) подходами к использованию природных ресурсов.
Природообустройство как вид деятельности по определению шире, чем природопользование и тем более, чем мелиорация земель и включает не только рациональное использование и воспроизводство возобновляемых природных ресурсов, но и оптимизацию структуры ландшафтов, которые в комплексе обеспечивают устойчивое их функционирование, экологическую и экономическую стабильность.
Такой подход требует существенного расширения состава показателей, характеризующих свойства и состояние ландшафтов, по сравнению с существующими методами оценки природных и хозяйственных условий. К числу таких дополнительных показателей для оценки состояния природных ландшафтов относятся:
гидротермический режим (индекс сухости Будыко), отражающий соотношение тепла и влаги;
структура ландшафта, характеризующая его природный экологический каркас;
эколого-геохимическая устойчивость почв к техногенным воздействиям (уровень устойчивости почв к кислотным воздействиям и загрязнению тяжелыми металлами);
водный и солевой балансы, отражающие водный и химический режимы почв;
экологическая устойчивость ландшафтов, характеризующая стабильность производства биомассы и с/х производства;
уровень естественного плодородия почв, характеризующего экологические функции почвы в ландшафте;
величина и скорость разложения опада, отражающие процессы образования гумуса;
интенсивность биологического круговорота химических элементов в почвах.
Основные свойства и показатели природных ландшафтов по экономическим районам приведены в табл. 3.1 и 3.2. В качестве исходных данных использованы результаты многочисленных исследований.
Таблица 3.1 - Осредненные показатели ландшафтов по экономическим районам
Показатели | Экономические районы* | ||
ЦЧО | П | С-К | |
Общая площадь земельных угодий, млн. га | 16,8 | 53,8 | 33,6 |
Структура ландшафтов, в том числе, %: | |||
Леса | 12,0 | 2,0 | 2,0 |
Болота | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
Луга | 86,0 | 96,0 | 96,0 |
Водоемы | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
Климат: | |||
Атмосферные осадки, мм | |||
Сумма активных температур, °С | |||
Гидротермический режим, Ic ** | 1,29 | 1,71 | 1,28 |
Преобладающий тип почв*** | Ч | Ч-К | Ч |
Эколого-геохимическая устойчивость почв к техногенным воздействиям* * * * | ВС | ВС | ВС |
Запасы биомассы, т/га | |||
Запасы химических веществ, т/га | 1,6 | 1,1 | 1,2 |
Скорость разложения опада, годы | 1,5 | ||
Коэффициент экологической устойчивости ландшафтов, Кс | 0,67 | 0,64 | 0,66 |
Преобладающая минерализация грунтовых вод, г/л | 0,2-0,4 | 2-5 | 2-5 |
Уровень плодородия почв, баллы | 14,6 | 12,8 | 16,7 |
Примечания:* - ЦЧО - Центрально-Черноземный; П - Поволжский; С-К - Северо-Кавказский;
** - гидротермический режим рассчитан с учетом поверхностного стока;
*** - Ч - черноземы, К - каштановые;
****. ВС - выше средней.
Таблица 3.2 - Водный и солевой балансы экономических районов
Экономический район | Водный баланс, мм* | Солевой баланс, кг/га | Биологический круговорот, кг/га** | |||||||||
Ос | с | g | П | Е | ΔW | GОс | Gс | Gg | G П | ΔG | ||
ЦЧО | - | - | -19 | +520 | ||||||||
П | - | + 6 | +500 | |||||||||
С-К | + 4 | +600 |
Примечания: * - Ос, GОс - сумма атмосферных осадков, поступление солей; С, Gc - поверхностный сток и вынос солей; G, Gg - подземный сток и вынос солей; Е – испарение; G П –подземный приток и принос солей.
** - ежегодное поступление химических элементов в результате биологического круговорота.
Приведенные в табл. 3.1 и 3.2 данные дают достаточно полное представление об особенностях природных и экологических условий экономических районов. Четко прослеживается зависимость плодородия почв от гидротермического режима и интенсивности биологического круговорота, зависимость интенсивности геологического круговорота от подземного стока. Особенно следует отметить связь биологического и геологического круговоротов; по мере увеличения интенсивности биологического снижается интенсивность геологического круговорота химических веществ. Исключение составляют районы, где имеет место дополнительное поступление химических веществ с подземными (напорными) водами (П, С-К). Это обстоятельство имеет большое значение, так как характеризует почвы как биогеохимические барьеры.
Солевой (химический) баланс практически скомпенсирован, причем основная масса солей расположена глубже 1-2 м от поверхности земли. Отсутствие солей в верхних слоях объясняется наличием естественного промывного режима незначительной интенсивности. Эти выводы подтверждаются данными многочисленных исследований.
Очень важными показателями являются эколого-геохимическая устойчивость почв к техногенным воздействиям и экологическая устойчивость ландшафтов. Основным фактором, определяющим низкую эколого-геохимическую устойчивость почв к техногенным воздействиям в этих условиях являются кислотно-щелочные условия. При Ic > 1,20-1,30 ландшафты обладают наибольшей экологической устойчивостью. Здесь основную роль играет содержание гумуса, емкость катионного обмена (ППК) и сумма обменных оснований.