Агроэкологическая оценка почвенно-ландшафтных комплексов бассейна р. Гильгильчай (Азербайджан)

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice

С начала 1990-х годов в качестве нового научного направления начала формироваться экологическая оценка земель и угодий сельскохозяйственного назначения и природноландшафтных комплексов. Однако подходы исследователей к вопросу экологической оценки почв и ландшафтов сильно различались [2, 3, 5-7, 10, 12, 13, 19-28].

На подход Г. Ш. Мамедова [14-16] ссылаются при проведении экологической оценки земель в Азербайджане. В качестве ценовых критериев использовалась информация о рельефе, климатических и почвенных показателях. В последние годы в ряде исследований для оценки ландшафтных комплексов используются модифицированные методы экологической оценки земель [4, 8, 9, 11, 17, 18, 24, 26].

При этом с учетом экологических факторов, в которых формировались ландшафты, были разработаны специальные шкалы оценки отдельных признаков среды (климата, рельефа и некоторых земельных показателей), а также составлены таблицы обобщенной экологической оценки ландшафтов. Как видно из последовательности исследований, система экологической оценки ландшафтных комплексов выступает как комплексная оценка экологического состояния ландшафтов в целом, включая оценку земель в их составе.

Объект и методология исследования

Общая площадь Гильгильчайского бассейна составляет 90774 га, в пересчете на административную территорию Шабрань (26634 га или 29,36%), Сиязан (30446 га или 33,56%), Губа (29361 га или 32,36%) и Хызы (4283) га или 4,72%).

В зависимости от высот бассейна выделяют следующие геоморфологические районы: среднегорный; низменность; простота. В районе три климатические зоны: горная зона - до 3000 м над уровнем моря; предгорная зона — от 3000 м до 250 м; равнинная зона — менее 250 м. Годовое количество осадков колеблется в пределах 500–600 мм [1].

Среднегодовая температура (10–14 °С) также ниже в горной зоне, чем на равнинах и в предгорьях. Количество солнечных дней 2000–2200 часов, суммарное количество солнечной радиации 132–136 ккал/см2 в горной зоне, 128–132 ккал/см2 в предгорьях, 124–128 ккал/см2 на равнинах.

Температуры выше 10 °С составляют 800–2000 °С в горной зоне, 2000–3800 °С в предгорьях, 3800–4500 °С на равнинах. В пределах Гильгильчайской котловины можно выделить следующие агроклиматические районы (зоны теплообеспеченности растений): умеренно-холодный — 1600–2200 °С; холодный — 2200–3000°С; слабогорячие — 3000– 4000 °С; тепло — 4000–4500 °С.

Гильгильчай — единственный приток реки в бассейне Гильгильчая. Сток в основном формируется за счет дождя (51%), снега (27%) и грунтовых вод (22%). Сезон дождей приходится на весну и начало лета. В это время стекает до 65% годового объема воды. Гильгильчай широко используется для орошения. В бассейне выделены следующие растительные формации: хромые, злаковые и зернобобовые горные луга и лугостепи; горные леса. В бассейне сформировались следующие типы ландшафтов: широколиственный лесной и постлесной лесокустарниковый резко фрагментированный среднегорный (58664 га или 64,7%); широколиственно-лесные ландшафты умеренно раздробленной низменности (14 286 га или 15,8%); интенсивно фрагментированные альпийские, субальпийские луга и луговостепные ландшафты (8917 га или 9,83%); полупустынные ландшафты средне- и слаборасчлененных горных равнин и низменностей (7092 га или 7,82%); интенсивно фрагментированные предгорные аридные лесокустарниковые ландшафты (1753 га или 1,93%).

Исследования в Гильгильчайской котловине проводились в 3 этапа: камерноподготовительный; полевая лаборатория; заключение. На камерно-подготовительном этапе были изучены литературные источники и фондовые материалы по экологическим особенностям объекта исследования, рассчитаны площади населенных пунктов и дорог, ферм и природно-ландшафтных комплексов на основе ГИС-технологий. Составлены почвенная карта в масштабе 1:100000, ландшафтов и хозяйств Гильгильчайского бассейна. На этапе полевых лабораторных исследований, продвигаясь по маршруту в 2016–2017 гг., всего было заложено 16 почвенных разрезов, проведены почвенно-ландшафтные и хозяйственные исследования. Определены географические координаты участков и их высота над уровнем моря.

Физико-химический анализ образцов почвы, привезенных из-за границы, проводили в лаборатории по следующим методикам: гранулометрический состав — пипеткой по Н. А.

Качиньскому; гигроскопическая влага — термическим методом; общая масса воды — по методу Д. И. Иванова; общий гумус и азот — по методу И. В. Тюрина; общий фосфор — рентгеноспектральным методом; поглощенный Ca и Mg — по методу Д. И. Иванова; карбонаты — в кальциметрах; реакция среды — потенциометром.

На этапе генерализации рассчитаны площади ландшафтно-земельных контуров в пределах Гильгильчайской котловины, уточнены площади населенных пунктов, дорог и площади под другими техногенными объектами. Проведена оценка земель и ландшафтов и проведена агропромышленная группировка, дана оценка земель сельскохозяйственного назначения по природным показателям, проведена экологическая и агроэкологическая оценка земель и ландшафтных комплексов. Составлены карты бонитета, агропромышленной группировки, экологической оценки земель бассейна масштаба 1:100000.

Анализ и обсуждение

По литературным источникам, в ряде работ при экологической (агроэкологической) оценке почвенно-ландшафтных комплексов применялись специальные экологические оценочные шкалы. По этим шкалам в качестве критериев оценки принимались показатели факторов окружающей среды и показатели (рельеф, климат, земельные показатели, не принимаемые в качестве критерия на этапе оценки земель), которые оценивались по 100балльной системе. При проведении экологической оценки почвенно-ландшафтных комплексов Гильгильчайского бассейна исследования проводились в следующие этапы: Следует отметить, что экологическая реакция сельскохозяйственных растений на факторы внешней среды различна. В наших исследованиях в качестве ценовых критериев мы взяли экологические факторы — высоту местности, среднегодовую температуру, сумму температур выше 10 °С, количество осадков. В предыдущих исследованиях обоснован выбор этих экологических факторов в качестве экологических критериев оценки почв и ландшафтных комплексов. Баллы экологических показателей, выбранных в качестве оценочных критериев, взяты из литературы (Таблица 1).

На втором этапе — построены шкалы экологической оценки почвенно-ландшафтных комплексов, проведена экологическая оценка — найдены баллы экологической оценки. По методике С. З. Мамедовой [17] для экологической оценки (балла) конкретных почв и ландшафтов использовалась следующая формула:

Lb =

( m + m ₂ + m + ... + m_n ) + Bl

Sn где, Lb — экологическая оценка типа ландшафта; m1, m2, m3, ... mn — показатель факторов внешней среды, участвующих в оценке, выраженный в баллах; Bl — показатель качества почв и ландшафта; Sn — количество экологических оценочных критериев, участвующих в оценке.

Таблица 1

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ШКАЛЫ ОЦЕНКИ ОТДЕЛЬНЫХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

Изменчивость	Экологические (агроэкологическая) баллы
Высота
0-200	100
200-500	95
500-1000	80
1000-2000	70
2000-2400	50
2400-3000	40
Среднегодовая температура
<10	40
10,0-11,0	50
11,0-12,0	80
12,0-13,0	90
13,0-14,0	100
>14,0	100
Осадков, мм
200-300	50
300-400	60
400-500	70
500-600	80
600-700	90
700-800	100
∑T>100
4000-45000C	100
3000-40000C	90
2200-30000C	80
1600-22000C	70
<16000	50

Таким образом, на основе методики, в том числе с использованием приведенной выше формулы, были найдены экологические баллы почвенно-ландшафтных комплексов Гильгильчайского бассейна и составлена карта экологической оценки бассейна. В результате окончательных расчетов экологические баллы почвенно-ландшафтных комплексов бассейна р. Гильгильчай были следующими (Таблица 2):

Ирригационная экологическая (агроэкологическая) зона. Альпийские, субальпийские луга и лугово-степной ландшафт интенсивно расчлененного высокогорья — экологическая (агроэкологическая) оценка - 55 баллов, коэффициент сравнительного достоинства (КСД) -0,81; широко фрагментированный среднегорно-широколесной и послелесной лесокустарниковый ландшафт — экологическая (агроэкологическая) оценка — 62 балла, КСД — 1,09, средняя экологическая (агроэкологическая) оценка по водораздельной зоне — 68 баллов.

Транзитная экологическая (агроэкологическая) зона . Среднефрагментированные низинные широколиственные лесные ландшафты - экологическая (агроэкологическая) оценка — 81 балл, МДА — 1,01; засушливые лесокустарниковые ландшафты интенсивно фрагментированных предгорий — экологическая (агроэкологическая) оценка — 80 баллов,

КСД — 1,00. Средняя экологическая (агроэкологическая) оценка по транзитной зоне — 80 баллов, КСД — 1,08.

Зона накопления. Полупустынный ландшафт средне- и слаборасчлененных горных равнин и низменностей - экологическая (агроэкологическая) оценка — 74 балла, КСД — 0,69. Таким образом, средний экологический (агроэкологический) балл ландшафтов Гильгильчайского бассейна составил 74 балла.

Таблица 2

ОКОНЧАТЕЛЬНАЯ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ШКАЛА ОЦЕНКИ ЛАНГАБИЗСКОГО ХРЕБТА И ПРИЛЕГАЮЩИХ ТЕРРИТОРИЙ.

Название типов ландшафта	Итоговый балл бонитета		Экологический бал		Площадь
					га	%
	баллы	КСД	баллы	КСД
Зона водосбора
Интенсивно расчленнные ландшафты высокогорий Альпийских, субальпийских лугов и лугово-степей	56	0.93	55	0,81	14471	33,36
Сильно расчленнные ландшафты              62 широколесных и послелесных лесокустарниковых ландшафтов среднегорья		1.03	74	1,09	28905	66,64
По зона водосбора:	60	1,01	68	0.92	43376	47,78
Транзитная зона
Средне расчленнные ландшафты широколиственных леснов низкогорья	57	0,93	81	1,01	24797	63,51
Интенсивно расчленнные ландшафты аридных лесокустарников предгорий	68	1,11	80	1,00	14246	36,49
По транзитная зоне	61	1,03	80	1,08	39043	43,01
Аккумуляторная зона
Полупустынный ландшафты средних и слаборасчлененных межгорных равнин и низменностей	41	1,00	79	1,00	8355	100
По аккумуляторной зоне	41	0,69	79	1,07	8355	9,20
По бассейну:	59	1,00	74	1,00	90774	100

Как видно из Таблицы 2, в отличие от баллов качества, полученных в результате ландшафтной оценки, их экологические (агроэкологические) баллы были относительно высокими. Это связано с тем, что бассейн р. Гильгильчай в некоторых ландшафтах хорошо обеспечена теплом и осадками. Это еще раз показывает, что ландшафты объекта исследования обладают высоким потенциалом возделывания как природных биоценозов, так и агроценозов. Природноландшафтные комплексы и их растительный покров имеют как экологическое, так и хозяйственное значение. Защита, восстановление и повышение продуктивности (плодородия) этой системы имеет научное, теоретическое и практическое значение. Как видно из предыдущих разделов, ландшафтные комплексы в пределах Гильгильчайского бассейна подвергались различным уровням антропогенного воздействия. Сам бассейн развит умеренно (36,56%).

Удельный вес антропогенного воздействия на ландшафтные комплексы (включая наземный покров) в пределах исследуемой территории колебался от 23,72 (альпийские, субальпийские луга и лугово-степи интенсивно расчлененного высокогорья) — 86,76% (засушливые лесокустарниковые ландшафты интенсивно фрагментированных предгорий) .

По данным литературных источников, большинство исследователей считают, что каждый из ландшафтных комплексов, подвергшихся антропогенным воздействиям, обладает механизмом «индивидуального самовосстановления» или способностью «выдерживать критический порог воздействий». Наблюдения показывают, что механизмы самовосстановления лесных ландшафтов (особенно в высокогорных районах) и высокогорных альпийских лугов, независимо от их характера, более сложны и трудоемки. Напротив, луга, полупустыни и другие простые ландшафты обладают большим потенциалом самовосстановления и более высокой ударопрочностью. Гилигильчайская котловина сложна в ландшафтно-почвенном покрове, и устойчивость этих систем к самообновлению и антропогенным воздействиям различна. С учетом этой особенности ландшафтных комплексов были разработаны поправочные коэффициенты на удельный вес (степень ассимиляции) антропогенных воздействий в ландшафте (Таблица 3) и получены их итоговые экологические баллы природных систем путем применения их к экологическим (агроэкологическим) баллам. ландшафтных комплексов (Таблица 4).

Таблица 3

ПОПРАВОЧНЫЕ КОЭФФИЦИЕНТЫ АНТРОПОГЕННЫХ ПОЧВЕННО-ЛАНДШАФТНЫХ КОМПЛЕКСОВ БАССЕЙНА Р. ГИЛЬГИЛЬЧАЙ

Удельный вес антропогенных воздействий в ландшафте (в %)	Поправочные коэффициенты антропогенного воздействия на почвенно-ландшафтные комплексы (коэффициент усвоения)
0-10	1,00
11-25	0,90
26-50	0,80
51-75	0,60
76- 80	0,50
>80	0,40

Таблица 4

ИТОГОВАЯ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ШКАЛА

ЛАНДШАФТНЫХ КОМПЛЕКСОВ БАССЕЙНА Р. ГИЛЬГИЛЬЧАЙ

Наименование ландшафта л Д Й     Н     Й     и л g Ж )Д д и                    s о u S E           u и 5 н д и °     ё      К ° Я        ц Г)                           п	kJ й к рЗ о ч к
Альпийские, субальпийские луга и луга            23,72     55       0,90       50 интенсивно расчлененных высокогорий	8917
Широколиственные леса и послесные ландшафты   26,12     74       0,80       59 сильно расчлененных среднегорьев	58664
Широколиственные лесные ландшафты средне      67,1     81       0,60       49 расчлененных низкогорий	14286
Интенсивно расчленнные ландшафты аридных      86,76     80       0,40       32 лесокустарников предгорий	1753
Полупустынный ландшафты средних и            65,50     79       0,60       47 слаборасчлененных межгорных равнин и низменностей	7092

Среднее по бассейну:

36,56     74

55    90774

Выводы:

• 1.    На основе полевых и лабораторных исследований в бассейне р. Гильгильчай изучен почвенный покров и ландшафтные комплексы (природные и антропогенные) и составлена почвенная карта в масштабе 1:100000, ландшафта, хозяйств, под хозяйствами, поселками, дорогами и др. — проведен анализ территорий (земельных участков) по административным районам и ландшафтным комплексам;

• 2.    В Гильгильчайской котловине выделены экологические (агроэкологические) зоны, в пределах каждой из которых предложена четырехступенчатая система экологической (агроэкологической) оценки почвенно-ландшафтных комплексов;

• 3.    Выявлены экологические баллы почвенно-ландшафтных комплексов: альпийские, субальпийские луга и лугово-степной ландшафт интенсивно фрагментированного высокогорья — 55 баллов; резко фрагментированный среднегорно-широколиственный лес и послелесной ландшафт — 62 балла; широколиственно-лесные ландшафты умеренно

• 4.    Разработаны поправочные коэффициенты на удельный вес антропогенных воздействий на ландшафт и с их применением найдены итоговые экологические баллы ландшафтных комплексов: альпийских, субальпийских лугов и лугово-степных интенсивно фрагментированных высокогорий — 50 баллов; широколиственно-лесные и послелесно-кустарничковые резко разделенного среднегорья — 59 баллов; широколиственно-лесные ландшафты умеренно раздробленной низменности —  49 баллов; засушливые

раздробленной низменности — 81 балл; засушливые лесокустарниковые ландшафты интенсивно фрагментированных предгорий — 80 баллов; полупустынный ландшафт средних и слаборасчлененных горных равнин и низменностей — 74 балла. Средний экологический (агроэкологический) балл ландшафтов бассейна р. Гильгильчай составил 74 балла.

лесокустарниковые ландшафты интенсивно фрагментированных предгорий — 32 балла; полупустынные ландшафты средне- и слаборасчлененных горных равнин и низменностей — 47 баллов. Итоговая экологическая оценка бассейна составила 55 баллов .