Оценка продуктивности и экологической устойчивости агроландшафта
Оценка продуктивности и устойчивости ароландшафта.
Основным показателем, характеризующим хозяйственную ценность агроландшафта, является его продуктивность при приоритетном значении экологической устойчивости. Понятие экологической устойчивости включает в себя повышение почвенного плодородия и минимизацию негативных воздействий на окружающую среду.
В целом, показатель народнохозяйственной ценности агроландшафтов характеризуется их природным потенциалом и объёмом антропогенных воздействий, обеспечивающих максимально возможную продуктивность при минимизации негативных воздействий на окружающую среду.
В системе мероприятий по обеспечению экологической устойчивости агроландшафтов должен быть предусмотрен широкий круг мелиоративных мероприятий: от адаптивных, предусматривающих минимальное антропогенное воздействие на агроландшафт, до природообустроительных (оптимизация водного, теплового и других режимов почвы).
Систематизация критериев по формированию устойчивых агроландшафтов и по ограничению антропогенной нагрузки.
Критерий продуктивности
В качестве критерия устойчивости культурных ландшафтов к антропогенной нагрузке может служить соответствующий уровень социально-экономических функций (уровень качества жизни) при минимуме снижения выполняемых ими природных функций, обеспечивающий сохранение природно-экологического равновесия в регионе. Для сельскохозяйственных ландшафтов таким критерием может служить соответствующий уровень продуктивности агроландшафта при наименьшем воздейcтвии на окружающую среду.
В качестве кpитеpия пpодуктивности агpоландшафта может быть использован показатель относительной пpодуктивности с.-х. культуp S, pавный отношению фактической пpодуктивности U к потенциальной Umax:
где U - текущая уpожайность агpопосевов; Umax - потенциальная уpожайность.
Значения S1000C
- испаряемость – Е0, мм.
- радиационный баланс – R, КДж/см2 год.
- ФАР, Кдж/год
- продолжительность вегетативного периода - Твег
- R = 48,6+0,042г∑t>100
E0=R/L; L – скрытая теплота парообразования L=2,51кДж/см3
ФАР= R+54,кДж/см2
Т вег= 1,41*Lu*R – 361
Таким образом, основными характеристиками приземного слоя атмосферы следует считать ресурсы естественного увлажнения (осадки) и солнечную радиацию.
Интегральным показателем приземного слоя атмосферы является индекс сухости:
R = R/L*Oc
Для лесной зоны R = 0,5-0,8
Для лесостепной зоны 0,8-1
Для степной зоны 0,9-1,3
Для сухостепной и полупустынной зоны 1,3-2,5
Используя интегральный показатель можно оценить условия формирования водного баланса агроландшафта и связь между биологическими и геологическими круговоротами.
Основные существенные элементы формирования водного режима можно выразить уровнем общего водного баланса
∆W1= Oc ± W – E1 – C1± g
где∆W – изменение запасов поверхностных и грунтовых вод, мм
Ос – осадки
±W – подача воды при орошении или отвод воды при осушении
Е1 - испарение
С1- поверхностный сток, мм
±g – влагообмен между почвенными и грунтовыми водами, мм.
Для оценки загрязнения воздуха, в результате техногенных выбросов используется зависимость:
С + СФ< ПДК
Сф – фоновое содержание веществ воздухе мг/м3
С – концентрация веществ в воздухе мг/м3.
Современное состояние агроландшафтов.
Оценка экологического состояния агроландшафтов. Состав интегральных показателей включает:
Структуру использования земельных угодий агроландшафтов;
Экологическую стабильность агроландшафтов;
Стабильность сельскохозяйственного производства.
При характере структуры используемых земельных угодий агроландшафтов необходимо выделять леса, луга, болота, водоёмы, пахотные земли, сенокосы, пастбища, населённые пункты, пром зоны, карьеры, нарушенные земли.
Степень нарушения природных ландшафтов, при их трансформации в агроландшафтах, определяется степенью сокращения площадей, занимаемых природными экосистемами (леса, луга, болота, водоёмы) и полуприродными (сенокосы, пастбища) и увеличение S пашни, а также степенью сокращения общей биомассы и численности животных.
Интегральным показателем экологического состояния агроландшафтов является коэффициент стабильности (в долях от единицы):
Kc=∑f1K1K2/W,
где F1- площадь биотических и абиотических элементов в %
K1- коэффициент, характеризующий экологическую значимость отдельных биотических и абиотических элементов
K2-коэффициент геолого-морфологической устойчивости рельефа (K2=0,7 для нестабильного рельефа, K2=1 для стабильного рельефа)
W – общая площадь ландшафта (системы).
Если Кс < 0,33 – нестабильный агроландшафт
Кс = 0,34-0,5-малостабильный
Кс= 0,51-0,66-среднестабильный
Кс=0,67-1-стабильный
В качестве единого критерия эколого-экономической эффективности обустройства агроландшафтов следует использовать чистую приведённую стоимость:
NPV=∑(Эt-3t)(1+En)-1-Kt
nPV - чистая приведённая стоимость за расчётный период т.руб.
Эt- результаты, достигаемые в момент времени t, включающие выручку от реализации производимой продукции и эффекты, от улучшения экологического состояния природных ресурсов, руб.
Зt-затраты, производимые в момент времени Т, включая ущербы в природной среде, руб.
Еn- норматив дисконтирования (0,06-0,08)
Кt- капитальные вложения в момент времени t, руб.
Общие принципы экономического стимулирования природообустройства заключается в поощрении за предотвращение экологического ущерба и штрафные санкции за нанесённый экологический ущерб.
1.4 Изменение свойств и плодородия почв. Нарушение теплового, водного и геохимического балансов и баланса орг.веществ в агроландшафтах привело к изменению направленности и интенсивности биологического круговорота и условий почвообразования.
Изменение баланса орг.вещества и хим.элементов в почвах, при их с/х использовании, связаны с отчуждением значительной части урожая и ухудшением основных свойств почв нарушает почти все их экологические функции и прежде всего функцию почвы как биогеохимического барьера. А это означает нарушение биологического и усиление геологического круговорота хим.элементов и загрязнение окружающей среды и прежде всего поверхностных и грунтовых вод.
Положение усугубляется развитием деградационных процессов (водная и ветровая эрозия, подкисление, засоление и др.), а также неудовлетворительным состоянием системы агрохимического обслуживания.
К сожалению, процессы деградации почв в последние годы повышаются, увеличивается S кислых почв и интенсивность сработки запасов гумуса. Соответственно уменьшается интенсивность и стабильность с/х производства.
Интегральным показателем, характеризующим экологические функции почвы природного плодородия является её гумусовое состояние, определённые водно-физические (структура, пористость, водопроницаемость), физико-химические (химический состав, величина ППК, насыщенность основаниями) и биологические свойства.
Сработка запасов гумуса сопровождается ухудшением почти всех свойств почвы, разрушением структуры, уплотнением и снижением водопроницаемости, понижением величины ППК, понижением содержания доступных элементов питания и биологической активности и, как следствие, потерей почвой её роли как биогеохимического барьера.
Интегральным показателем экономической функции почвы (экономическое плодородие) является биологическая продуктивность (урожай), который определяется не столько гумусным состоянием, сколько применением агротехнических, агрохимических и др.видов мелиорации (внесение удобрений, хим.мелиорация, регулирование теплового, водного и химического режимов почв).
При оценке изменения природного и экономического плодородия почв агроланшафтов используют следующие основные положения:
Раздельная оценка природного и экономического плодородия почв;
Расчёты выполняются для преобладающих типов почв;
Производится оценка роли различных деградационных процессов (эрозия, дефляция, сработка запасов гумуса).