Soil-agro-ecological assessment of the arable land of the Valdai upland based on the general survey

Актуальные исследования по проблеме land use / cover change (LUСC) направлены на разработку прогностических моделей трансформации структуры землепользования при разных сценариях климатических и социально-экономических изменений (Briner et al., 2012; Ellis, 2015; Guest, Lambin, 2001; Hietel et al., 2007; Lobell et al., 2007; Scherer et al., 2018; van Vliet et al., 2015) . Помимо описания фундаментальных взаимодействий в системе общество-природа, подобные модели востребованы в задачах территориального планирования и земельной политики (Briassoulis, 2000; Briassoulis, 2008; Diogo et al., 2015; Terres et al., 2015) .

Структура угодий в таких междисциплинарных работах рассматривается как результат совокупного влияния природных и социально-экономических факторов (Матасов, 2018; Lambin, Geist, 2006; Stolbovoy, McCallum, 2002; Turner et al., 1995; van Vliet et al., 2015) . Природное своеобразие естественного ландшафта задает его потенциальные производственные возможности (Мильков, 1973; Низовцев, 2010; Трапезникова, 2017; Fisher et al., 2005; Lobell et al., 2007) , а социально-экономические факторы определяют специализацию и интенсивность хозяйственного использования относительно сложившейся системы расселения, транспортной сети, рынков труда, сбыта и т.п. (Казьмин, 2017; Люри и др., 2010; Нефедова, 2008; Antonov et al., 2005; Hietel et al., 2007; Friedmann, 1966; Schaller et al., 2018) . В ходе исследования каждая группа факторов представляется через набор независимых характеристик (климатических, почвенно-агроэкологических, социально-экономических, экономико-географических и др.) с идентификацией их индивидуального и совокупного вклада в структуру и динамику землепользования в различных пространственновременных масштабах (Parker et al., 2003) .

Наиболее часто используются региональные сравнения по обобщенным показателям контрастных участков (Plieninger et al., 2016; Schaller et al., 2018) , а также картографическое моделирование структуры землепользования конкретной территории (Baumann et al., 2011; Prishchepov et al., 2015) и ее трансформации в изменяющихся условиях (Prishchepov et al., 2013; Schulp et al.,

2019) . Основой моделирования выступает пространственная сетка ( grid ) с регулярным шагом, элементам которой сопоставляется, с одной стороны, тип угодья, а с другой – потенциально определяющие его факторы (рис. 1А). Сопоставление вклада факторов в структуру землепользования графически представлено на примере трех гипотетических примеров: 1) угодья строго детерминированы факторами (рис. 1Б); 2) угодья частично детерминированы факторами (рис. 1В); 3) факторы не влияют на территориальную организацию хозяйства (рис. 1Г).

Рис. 1. Схема картографического моделирования взаимодействий в системе “природа – общество”: А – представление данных в виде сеток с регулярным шагом; Б, В, Г – соотношение угодий в пространстве природно-позиционных факторов (оси – факторы, точки – угодья).

Fig. 1. Scheme of cartographic modeling of interactions in the system “nature – society”: A – presentation of data in the form of grids with a regular step; B, C, D – ratio of sites in the space of natural-position factors (axis – factors, points – sites).

Такая схема способствует внедрению цифровых методов в описание и объяснение пространственных аспектов взаимодействия общества и природы (Koomen et al, 2007; Noszczyk, 2018) и, в случае выявления достоверных отношений (рис. 1Б, 1В), позволяет прогнозировать трансформацию землепользования при разных сценариях изменений управляющих факторов (Plieninger et al., 2016) . Отдельные методические вопросы отрабатываются в разномасштабных исследованиях с глобальным (Ellis et al., 2010) , региональным (Климанова, Козлов, 2015; Schulp et al., 2019) и локальным охватом (Матасов, 2018) .

Для комплексного использования данного подхода особенно в целях сценарного прогноза еще предстоит преодолеть ряд методических проблем. К наиболее важным из них относятся: 1) корректное сопоставление факторов разной природы по элементам сетки с сопоставимой детальностью (ретроспективных, актуальных и прогнозных), 2) особенности различных способов вычленения их индивидуального и совокупного вклада в дифференциацию угодий, 3) интерпретация неопределенности выявленных отношений (рис. 1Г) как результата неравновесности причинноследственных связей в системе землепользования, либо как результата неполноты состава факторной модели, принятой в исследовании.

Цель данной работы – рассмотреть эти и другие методические вопросы на примере цифрового картографирования ареала пахотнопригодных земель Валдайской возвышенности второй половины XVIII в. в зависимости от их почвенно-агроэкологических и позиционных условий.

Интерес именно к этому периоду и региону определен высокой детерминированностью сельского хозяйства природными особенностями Нечерноземья в условиях феодального характера отношений (Милов, 2006; Трапезникова, 2014) , а также доступностью материалов Генерального межевания – самых ранних документальных источников, пригодных для картографических реконструкций структуры землепользования (Гедымин, 1960; Кусов, 1993) . На основании выполненного анализа дан прогноз пахотнопригодных земель и проведено их сопоставление с фактически реконструированной площадью пашни.

В методическом плане решаются вопросы: 1) цифрового выражения почвенно-агроэкологических условий для элементов сетки на основе совместного анализа массива почвенных описаний и топографических условий, 2) оценки индивидуального и совокупного вклада двух независимых факторов в объяснение фактической структуры пашни на основе дискриминантного анализа, 3) выделение земель с различной пригодностью для пашни.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ

Анализ выполнен для участка Валдайской возвышенности площадью 160 тыс. га, охватывающего Центрально-Лесной государственный природный биосферный заповедник и его охранную зону. В его ландшафтной структуре доминируют плоские и пологоволнистые слаборасчлененные вторичные моренные равнины (рис. 2) с широколиственно-еловыми лесами на дерновоподзолистых и торфянисто-подзолистых почвах и крупными массивами верховых болот (Структура и продуктивность…, 1973) .

Согласно агроприродному и сельскохозяйственному районированию Нечерноземья регион относится к Валдайскому округу Западной прохладной провинции (Агроприродное…, 1987) . В условиях относительно короткого вегетационного периода (105‒ 155 дней) и низкой теплообеспечености (сумма активных температур 1600‒2000 ºC) возможно выращивание скудного набора зерновых и технических культур: рожь, ячмень, гречиха, овес, лен-долгунец. Относительно большое среднемноголетнее количество атмосферных осадков (747 мм), низкая испаряемость (значение гидротермического коэффициента Селянинова составляет 1.8), плохой дренаж способствуют накоплению избыточной влаги в почве и их переувлажнению. В конце XVIII в. климатическая обстановка Северной Евразии определяла более ограниченные агроклиматические ресурсы ведения сельского хозяйства (Mann et al., 2009) . По существующим оценкам в течение Малого ледникового периода летние температуры западных и центральных районов Русской равнины были ниже на 2 ºC, а сумма осадков была выше на 25‒100 мм относительно современных (Климанов и др., 1995; Новенко, 2016) .

Наряду с агроклиматическими условиями развитие земледелия в регионе ограничивалось его экономико-географическим положением. В конце XVIII в. территория оставалась удаленной от основных центров социально-экономической активности Российской империи и располагалась на стыке Смоленской, Тверской и Псковской губерний. В данный период межрегиональный рыночный обмен еще не сформировался (Ковальченко, Милов, 1974) . В связи с этим земледелие составляло основу натурального хозяйства и практически полностью обеспечивало потребности в продовольствии и кормах. Другие типы землепользования (заготовка древесины, сбор грибов и ягод, рыболовство) имели подчиненное значение, как и тяготеющие к пригородам кустарные промыслы и ремесла (Каримов, Носова, 1999) .

Природные и социально-экономические условия определили для модельного участка более низкую плотность населения (0.02 чел/км2) и долю пашни в структуре угодий (5 %), чем в среднем по Осташковскому (4 чел/км2, 15 %), Бельскому (3.9 чел/км2, 16 %) и Ржевскому (7.6 чел/км2, 44 %) уездам. Высокая степень детерминированности земледелия природными условиями Валдайского водораздела определила выбор данного региона для апробирования методики количественного анализа природно-позиционных факторов внутриландшафтной дифференциации земледелия.

В работе принято, что ареал пашни соответствует землям с благоприятными почвенно-агроэкологическими и позиционными условиями (рис. 1). Плодородие почв определяет потенциальную площадь пахотнопригодных земель, а их удаленность от сложившейся сети поселений и дорог сокращает ареал пашни до доступного для возделывания (Милов, 2006) . При этом область фактической пашни в пространстве двух факторов определяет пригодный для земледелия диапазон почвенно-агроэкологических и позиционных условий. Все территориальные единицы внутри этой области с иным видом хозяйственного использования потенциально пригодны для земледелия и могут быть идентифицированы числовыми методами.

Общий порядок исследования включает четыре этапа:

• 1)    реконструкция системы расселения и структуры землепользования времен Генерального межевания (рис. 2);

• 2)    оценка почвенно-агроэкологических и позиционных условий земель по элементам регулярной сетки (рис. 3);

• 3)    анализ природно-позиционной обусловленности фактического ареала пашни (рис. 4);

• 4)    оценка пахотнопригодности земель по совокупности их природно-позиционных условий (рис. 5).

Реконструкция системы расселения и структуры землепользования выполнена в среде ГИС на основе планов Генерального межевания (1778‒1779) масштаба 1 : 8 400¹ в несколько этапов (Козлов и др., 2013; Матасов, 2016) : 1) создание по межевым измерениям сводной схемы границ землевладений; 2) сведение планов землевладений (91 шт.) в единое покрытие; 3) трансформация сводного изображения к современной географической основе по 267 опорным точкам; 4) реконструкция системы расселения и структуры угодий в масштабе 1 : 10 000.

Система расселения включает положение населенных пунктов, численность их жителей, сеть проселочных дорог (рис. 2). Структура землепользования представлена категориями – пашня, лес, сенокосы и болота. Под пашней в практике Генерального межевания понимается общая площадь периодически возделываемых земель (Милов, 1965) . При реконструкции их ареала помимо глазомерных контуров межевых планов учитывались указания экономических примечаний о суммарной площади пашни в составе землевладений (Милов, 1965; Кусов, 1993) .

Структура землепользования приведена к растровой сетке 30 × 30 м. Позиционные условия ее каждого элемента выражены через кратчайшее расстояние от него до проселочной дороги. Почвенно-агроэкологическая оценка элементов сетки базируется на выявлении степени дренируемости почв как важнейшего показателя их плодородия.

В условиях избыточного атмосферного увлажнения Нечерноземья для пахоты пригодны наиболее дренируемые почвы, где за счет оттока влаги формируется благоприятный водновоздушный режим корнеобитаемого слоя (Зайдельман, 1975; Прохорова, Сорокина, 1975; Романова и др., 2011). Сезонное или по- стоянное переувлажнение почв негативно влияет на развитие сельскохозяйственных культур и условия их возделывания. За счет поздних сроков наступления физической готовности почвы сокращается длительность вегетационного периода, вымокают посевы, что в условиях натурального хозяйства XVIII в. означало некомпенсируемую потерю урожая (Рубинштейн, 1957; Милов, 2006).

Степень дренируемости почв определена на основе морфологической диагностики продолжительности их переувлажнения (Романова и др., 2011) . Глееватые и глеевые горизонты свидетельствуют о сезонном либо постоянном застое влаги в зависимости от геоморфологических, литологических и гидрогеологических условий. Представительный массив полевых описаний сведен к четырем категориям почв шкалы возрастающей длительности избыточного увлажнения (Общесоюзная инструкция…, 1973; Указания по диагностике…, 1982; Оглезнев, Сапожников, 2018) :

• •    дерново-подзолистые без оглеения ( Пд ) – дренируемые почвы без признаков гидроморфизма (нормальное увлажнение);

• •    дерново-подзолистые глееватые ( Пдг ) – временно избыточно увлажненные почвы, сроки их поспевания весной запаздывают на 5‒10 дней, а в особо влажные годы – до 15‒20 дней;

• •    дерново-подзолистые глеевые ( ПдГ ) – длительно избыточно увлажненные почвы в течение значительной части вегетационного периода, в отдельные годы вода стоит на поверхности до конца мая;

• •    торфяно-подзолистые глеевые ( Пб ) – избыточно увлажненные почвы в течение всего вегетационного периода.

Однородный чехол пылеватых покровных суглинков модельного участка нивелирует литологическую неоднородность моренных равнин и определяет геоморфологический фактор (Пузаченко, Козлов, 2005) в качестве ведущего в отношении внут-риландшафтного разнообразия степени увлажнения и водного режима почв (Пузаченко и др., 2006). Картографическое выражение согласованной изменчивости почвенного гидроморфизма и стокоформирующих свойств рельефа (Козлов, Сорокина, 2012) получе- но на основе сопряженного анализа более 1500 ранжированных описаний с топографическими особенностями земной поверхности. Использована цифровая модель рельефа (ЦМР), построенная по высотным отметкам крупномасштабной топографической карты. При пространственном разрешении ЦМР 30 × 30 м расчетные морфометрические величины (Сысуев, 2003; Florinsky, 2016) передают особенности элементов земной поверхности с размерами более 90 × 90 м, что соответствует масштабному уровню мезорельефа.

Заведомо не полный состав картографической модели позволяет объяснить только часть пространственной изменчивости целевых свойств. Совокупное влияние микрорельефа, литологической неоднородности почвообразующих пород, а также ошибки почвенной диагностики и искажения ЦМР определяют пересечение Пд, Пдг, ПдГ и Пб почв в пространстве морфометрических характеристик рельефа по аналогии с пересечением угодий в пространстве природных и социально-экономических факторов (рис. 1В, 1Г). Степень изолированности категорий в признаковом пространстве может служить мерой детерминированности модели и ее прогностической силы, как в отношении пространственной структуры гидроморфизма почв, так и в отношении структуры землепользования.

При высоком разнообразии численных методов описания геометрии признакового пространства в данной работе использован канонический дискриминантный анализ (Джонгман, 1999; Пу- заченко, 2004) . Благодаря простоте математической модели метод отличается высокой интерпретируемостью получаемых результатов (Webster, Burrough, 1974; Пузаченко и др., 2006; Козлов и др., 2008; Сорокина, Козлов, 2009; Солодовников, Рожков, 2019) . С его помощью в отношении категорий почвенного увлажнения получены: 1) сравнительные оценки информативности различных стокоформирующих признаков, 2) степень разделимости Пд, Пдг, ПдГ и Пб почв в пространстве наиболее значимых из них, 3) условные вероятности встречаемости каждой категории при сочетании значений факторов.

Кроме того, метод позволяет численно выразить совместное участие нескольких признаков в разделимость дискриминируемых категорий (Козлов, Сорокина, 2012). Например, форма и наклон, являясь независимыми стокоформирующими свойствами земной поверхности (Сысуев, 2003), в отношении почвенного увлажнения дополняют друг друга. Дренируемые почвы характерны для рассеивающих сток выпуклых склонов, а гидроморфные – для субгоризонтальных вогнутых понижений, концентрирующих сток. Канонический анализ позволяет найти линейную комбинацию показателей формы и наклона (оси канонических координат), в диапазоне которой средние значения Пд, Пдг, ПдГ и Пб почв наиболее отличаются (рис. 3Б). При соответствующем обосновании канонические переменные могут трактоваться как интегральные топографические факторы дифференциации почвенного увлажнения. В разных региональных условиях число и состав факторов может различаться.

На следующем этапе проведен дискриминантный анализ природно-позиционной обусловленности фактического ареала пашни. Пахотные угодья противопоставлялись лесу (рис. 4) с оценкой разделимости двух видов хозяйственного использования в пространстве топографической дренируемости и удаленности от дорог, а также сравнительной оценкой их значимости.

Итоговая оценка пахотнопригодности земель по совокупности их природно-позиционных условий (рис. 5) рассчитана для каждого пикселя на основе сравнения дистанций Махаланобиса от него до центра области каждого вида землепользования в пространстве факторов (рис. 4).

е(0,5*Оп2)

• ^{П 1} = _е(0,5*Сп²) + _е(0,5*С_л²) , где                            ⁽^

^ п,л = V(^% i - ^ п,л )(У ( - У п,л )5^-1 - дистанция пикселя до центра класса пашня (п) и лес (л) в пространстве факторов,

• x i , y i – значения фактора в точке i,

• х,у - средние значения массива факторов, S^-1 – обратная ковариационная матрица.

Условная вероятность пахотнопригодности ( Р п ) изменяется в непрерывной шкале от 0 до 1: 0 – лес, 1 – пашня (рис. 5). Степень пригодности задана градациями: 0–0.25 (непригодные); 0.25– 0.50 (малопригодные); 0.50–0.75 (ограниченно пригодные); 0.75–1

(пригодные). Итоговая карта пахотнопригодности сравнивалась с фактически реконструированным ареалом пашни конца XVIII в.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Ареал реконструированной пашни конца XVIII в. представлен на рисунке 2. Общая площадь пашни 11 тыс. га или 5 % площади междуречных равнин. Структура сельскохозяйственных угодий имела очаговый характер, концентрирующихся вокруг деревень. Средняя численность их жителей 43 человека, средний размер возделываемого участка 30 га.

Рис. 2. Реконструкция структуры пахотных земель конца XVIII в. по материалам Генерального межевания: 1 – ареал пашни, 2 – населенные пункты, 3 – водотоки, 4 – проселочные дороги.

Fig. 2. Reconstruction of arable land structure at the end of the 18th century based on the materials of the General Land Survey: 1 – arable land area, 2 – settlements, 3 – watercourses, 4 – country roads.

Очаговый характер земледелия обусловлен спорадическим распространением дренируемых почв на фоне регионального избыточного атмосферного увлажнения Валдайской возвышенности (Каримов, Носова, 1999) . Топографические условия объясняют лишь 63 % их изменчивости, остальные 37 % связаны с особенностями литологических и гидрогеологических условий (мощность и состав покровных четвертичных отложений, разгрузки грунтовых вод), особенностями микрорельефа и демутационными сукцессиями растительных сообществ. Из пятнадцати использованных топографических характеристик наиболее значимы (табл. 1) – крутизна и форма земной поверхности, а также площадь и средний уклон водосборного бассейна (топографический индекс влажности).

Дренируемые дерново-подзолистые почвы характерны для полого-покатых, выпуклых придолинных склонов (рис. 3А). Длительный застой влаги характерен для почв субгоризонтальных моренных и водно-ледниковых равнин с дерново-подзолистыми глеевыми и торфянисто-подзолистыми почвами. Промежуточное положение занимают слабонаклонные моренные равнины с замедленным дренажом и дерново-подзолистыми глееватыми почвами.

Разнообразие факторов сточно-натечного увлажнения представлено одной интегральной переменной (ТФД – топографический фактор дренируемости почв), объясняющей 52 % изменчивости водного режима почв:

ТФД = 0.4 х SLP + 0.15 х ТР1_50м + 0.35 х ТР1_1000м - 0.57 х TWI (2)

Расчетные значения ТФД упорядочивают почвы возрастающего ряда увлажнения (рис. 3Б). Область положительных значений соответствует дренируемым дерново-подзолистым (1.2…2.0) и дерново-подзолистым глееватым почвам (0.3…1.2), отрицательные значения (-2…-0.6) – торфянисто-подзолистым (рис. 3А, 3Б). Промежуточное положение (-0.6…0.3) занимают дерновоподзолистые глеевые почвы. Степень дренируемости почв ( 1 ) прямо пропорциональна крутизне склона, выпуклости элементов макро- и мезорельефа и обратно пропорциональна отношению водосборной площади и крутизны водосбора.

Примечание: * F-критерий (критерий Фишера) – параметрический критерий оценки значимости факторов; рассчитывается как отношение межгрупповой и внутригрупповой дисперсий (Дэвис, 1990).

-2.00    -1.60    -1.20     -0 80    -0.40     0-00     0.40     0 80     1.20     1.60     2.00

Топографический фактор дренируемое™

Рис. 3. Топографически обусловленная дренируемость почв. А – карта дренируемости почв; Б – распределение категорий гидроморфизма почв на шкале дренируемости: 1 – Пд, 2 – Пдг, 3 – ПдГ, 4 – Пб. Болота обозначены штриховкой.

Fig. 3. Topographically conditioned soil drainability. A – soil drainability map; Б – soil hydromorphism categories distribution on the drainage scale: 1 – Пд, 2 – Пдг, 3 – ПдГ, 4 – Пб. Swamps are marked with hatching.

Выражение [2] позволяет рассчитать значения топографиче-

ского фактора дренируемости для каждого элемента регулярной сетки. Полученная карта (рис. 3А) отражает топографически обусловленное разнообразие водного режима почв. Формирование почв с застойным водным режимом ( ПдГ и Пб ) соответствует не-дренируемым участкам с замедленным оттоком влаги, а также водосборным понижениям и ложбинам концентрирующим сток.

Общая доля таких участков (значения ТФД < 0.3) составляет 70 %. Напротив, полого-покатые рассеивающие склоны моренных гряд с Пдг и Пд почвами обладают максимальной степенью дре-нируемости. На их долю приходится 30 %. Отчетливо проявляется густая сеть ложбин, рассекающих дренируемые склоны и определяющих мелкоочаговый характер земледелия.

Совместно удаленность от дорог и пространственные различия водного режима почв объясняют 68 % структуры землепользования (рис. 4), причем точность описания ареала пашни (90 %) выше, чем лесных угодий (63 %). Т. е. пашня практически полностью изолирована в пространстве дискриминирующих факторов (рис. 4), в то время как 27 % площади лесов обладают той же совокупностью признаков, что и пашня, и потенциально пригодна к распашке.

В целом непригодные земли занимают 51 % пространства междуречных равнин, малопригодные – 23 %, ограниченно пригодные – 14 %, пригодные – 12 %.

Площадь пахотнопригодных земель (12 %) в два раза превышает площадь фактической пашни конца XVIII в. (5 %). Недоиспользованная емкость пахотных земель связана с влиянием региональных социально-экономических факторов, не учитываемых при агроэкологической оценке земель в локальном масштабе. К числу таких факторов относится периферийное положение региона относительно крупных центров социально-экономической активности (Ржев, Осташков, Торопец), определивших низкую плотность населения в исследуемом регионе.

Позиционные условия значимее фактора дренируемости (56 % против 44 %). В условиях низкого уровня агротехнологий XVIII в. затраты на обработку зависели от транспортной доступности участка. Чем поле ближе к проселочной дороге, тем меньше трудозатрат несли крестьяне при его возделывании. Основная до- ля пашни (80 %) сосредоточена на расстоянии 500 м от дороги. Следует учитывать, что сложившаяся сеть расселения и связующих их дорог вторична по отношению к почвенноагроэкологическим условиям, и высокая значимость транспортной доступности не более чем следствие принятой схемы анализа.

Рис. 4. Положение видов землепользования в пространстве факторов и оценка их разделимости.

Fig. 4. Position of land uses in the space of factors and assessment of their separability.

Угодье фактическое, тыс. га

	лес	пашня
Площадь, тыс. га	128	13
из них лес	85	1
из них пашня	44	11
разделимость, %	66	90
ТФД	-0.2	0.6
Удаленность, м	1850	500

При расчете пахотнопригодности без учета транспортной удаленности от сети проселочных дорог благоприятная для пашни площадь сокращается до 6 %. Это подчеркивает фактическое использование под пашню не только самых дренируемых почв, но и ограниченно-пригодных, хотя и транспортно доступных участков.

Полученные результаты демонстрируют возможности предложенного методического подхода к цифровому моделированию степени пригодности земель под пашню (рис. 5). За границами исследования пока остаются вопросы ретроспективного анализа и сценарного прогноза трансформации структуры землепользования под воздействием внешних климатических и социальноэкономических изменений.

В работе современные почвенно-агроэкологические условия сопоставлены структуре землепользования более чем 200-летней давности. В отсутствие достоверных сведений о климатических и почвенно-агроклиматических условиях Малого ледникового пе- риода такое допущение корректно в случае линейной зависимости между ТФД (рис. 3) и климатом, когда изменение единицы теп-ловлагообесченности приводит к одинаковому изменению значений на всем диапазоне ТФД.

Рис. 5. Степень пригодности земель под пашню. Болота обозначены штриховкой.

Fig. 5. Suitability of the territory for using as arable land. Swamps are marked with hatching.

В противном случае, полученные оценки будут искажены, поскольку условная вероятность пахотнопригодности в выражении [2] учитывает положение каждого пикселя относительно центров видов землепользования в интервале значений ТФД, взаиморасположение которых будет меняться. Безусловно, задачи ретроспективного анализа и сценарного прогноза изменения ареала пашни под воздействием климата требуют дополнительных исследований, и сама схема анализа должна требовать синхронизации периодов оценки почвенно-агроэкологических условий и фактического использования земель.

Вместе с тем за прошедшие 240 лет площадь пашни в пределах модельного региона многократно сократилась в результате социально-экономических причин регионального и глобального масштаба (Люри и др., 2010) . Учет этих руководящих особенностей требует включения в ретроспективную модель показателей демографической ситуации, производительности труда, удаленных связей с центрами социально-экономической активности и др. (Lambin, Geist, 2006) . Дополнительный предмет исследований составляет учет функциональных связей разных видов землепользования в структуре хозяйства различных укладов и, в частности, соотношение натуральной и товарной продукции растениеводства, животноводства, ремесел и отхожих промыслов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Установлено, что структура пахотных угодий Валдайской возвышенности конца XVIII в. детерминирована на 90 % природно-позиционными факторами. Совокупность условий переувлажнения почв сведена к одной непрерывной переменной – топографическому фактору дренируемости. Данный подход к почвенноагроэкологической оценке обеспечивает простоту и сопоставимость расчетов топографически обусловленной пашни в условиях широкого распространения гидроморфизма почв Нечерноземья.

Некомпенсируемые потери урожая на полугидроморфных и гидроморфных землях ограничивают их освоение. Фактическая площадь пашни конца XVIII в. составила 5 %. Площадь пахотнопригодных земель с преобладанием дренируемых дерновоподзолистых почв составляет 12 %. В условиях жесткой детерминированности природно-позиционными условиями и ограниченного обмена продуктами больше половины потенциально пригодных земель остались неосвоенными.

Преимущество предложенного подхода заключается в возможности цифрового картографического моделирования ареала земель при совокупном влиянии разнообразных факторов. Даль- нейшее развитие подхода связано с учетом удаленных связей в региональном и глобальном масштабе, ретроспективным анализом и сценарным прогнозом трансформации структуры угодий в зависимости от совместного действия природных, экономикогеографических, социальных, технологических и политических факторов. Совершенствование знаний о фундаментальных взаимодействиях в системе общество-природа позволит снизить риски при управлении землепользованием в системе территориального планирования.

БЛАГОДАРНОСТЬ

Авторы благодарят А.А. Голубинского за помощь в выявлении и подготовке к копированию материалов Генерального межевания в РГАДА, проф. Н.В. Козлову за ценные консультации в области общественных и экономических отношений в России XVIII в. Работа выполнена при поддержке грантов РФФИ №19-05-00233-а, №14-05-00568-а и №12-06-33035-мол-а-вед.