15.7. Формування концепції і принципів ландшафтних меліорацій

У другій половині ХХ століття в сільськогосподарських меліораціях формується новий перспективний напрямок – ландшафтні меліорації.

Під ландшафтними меліораціями розуміють покращення ландшафтів для оптимізації функціональної взаємодії природно-територіальних комплексів і технічних гідромеліоративних систем, складову частину діяльності по раціональному використанню природних ресурсів і охорони природи. Ландшафт в загальному розумінні представляють як частину земної поверхні з певним сполученням рельєфу, клімату, ґрунтів, водних джерел, рослинного і тваринного світу.

Головною концепцією ландшафтних меліорацій є перетворення і покращення ландшафтів з врахуванням закономірностей самоорганізації, функціонування, динаміки і еволюції, їх стійкості до різного роду впливів.

Перетворення ландшафтів – система заходів, спрямованих на переведення ландшафту у стан, що забезпечує виконання ним нових соціально-економічних функцій або суттєве підвищення ефективності їх виконання. Найвпливовішим засобом перетворення ландшафту є меліорації. Перетворення ландшафту необхідно проводити так, щоб забезпечити зберігання його структури у межах інваріанту та здатності до відтворення умов середовища.

Ландшафтні меліорації мають комплексний характер і формуються на теоретичній підставі сільськогосподарських меліорацій, меліоративної гідрогеології, меліоративного ґрунтознавства, меліоративної географії, ландшафтознавства, меліоративного та зрошуваного землеробства, меліоративної гідрохімії, екології, економіки природокористування та охорони навколишнього середовища, методах системного аналізу.

Об’єктом ландшафтних меліорацій є ландшафт – генетично однорідна система, що складається з взаємозв’язаних природних чи природних і антропогенних компонентів. Ландшафтні меліорації спираються на вивчення властивостей і особливостей кожного ландшафту, в умовах якого здійснюються зрошувальні або осушувальні меліорації. Як природна система ландшафт самостійно досягає урівноваженого стану, він здатен самостійно організовуватись набувати певної стабільності в ґрунтових процесах, відповідної продуктивності фітоценозу і екосистеми в цілому та оптимального співвідношення інших його складових.

Зрошувальні меліорації є одним із вирішальних факторів інтенсифікації землеробства при дефіциті природного вологозабезпечення, сприяють підвищенню продуктивності земель одержанню високих і стабільних врожаїв. Але при цьому поливні і прилеглі до них землі зазнають істотного екологічного впливу і змін. Окремі зміни, як показують спостереження, іноді переходять допустимі межі, загострюючи негативний вплив на природне середовище і екологічний стан агроландшафту. В результаті багаторічного зрошення формуються природно-технічні ландшафтно-меліоративні системи, що складаються з 3-х блоків: природного, технічного та управлінського, вони утворюють складні співвідношення процесів самоорганізації та управління.

В Україні зрошувальні меліорації зосереджено, головним чином в зоні Південного Степу, природні ландшафти якого характеризуються:

• рівнинним рельєфом;

• різноманітністю ґрунтів (від каштанових, темно-каштанових, південних чорноземів до чорноземів звичайних);

• високою інколи до 80-85 % розораністю земель;

• безліссям;

• недостатнім і нестійким зволоженням;

• частими суховіями;

• великими бездощовими періодами;

• посухами;

• бідною рослинністю;

• низькою, зі значними коливаннями, продуктивністю землеробства.

Розвиток зрошення на півдні України характеризується будівництвом великих за площею меліоративних систем та густою мережею магістральних, розподільних, міжгосподарських і внутрішньогосподарських каналів. Це системи: Інгулецька, Татарбунарська, Явкінська, Дунай-Дністровська, Краснознам’янська, Каховська, Північно-Кримська тощо.

Характерним для зрошення в Південному Степу України є будівництво розгалуженої дренажної мережі, для регулювання рівня ґрунтових вод і відводу їх надлишку з поля. В даний час дренованість поливних земель на окремих системах різна. На масивах Північно-Кримського каналу із площі зрошення близько 400 тис. га дренаж влаштовано на 200 тис. га (50 %), на Каховській зрошувальній системі, дреновано в середньому 15 % площ, а на таких системах як Приазовська, Північно-Рогачицька цей показник вищий – 20-26 %. На Краснознам’янській зрошувальній системі, з найбільш несприятливим гідрогеологічним режимом, дренаж земель проведено на 87 тис. га, хоч площа самої системи 70 тис. га. Тут до дренування залучено прилеглі неполивні землі. Всього в Україні дреновано близько 600 тис. га зрошуваних земель. Загальна протяжність дренажної мережі становить біля 30 тис. км. Обслуговують цю мережу понад 250 дренажних насосних станцій і 1,5 тис. вертикальних дренажних свердловини.

Отже зрошувальні ландшафти Південного Степу України зазнають значного антропогенного навантаження. При довгостроковій експлуатації ландшафтів відбуваються суттєві зміни: на значній території йде підйом ґрунтових вод, змінюється їх мінералізація і хімічний склад, відбуваються процеси вторинного засолення і осолонцювання ґрунтів, змінюються об’єми дренажного стоку і якість дренажних вод, погіршується якість зрошувальної води тощо. Отже, йде розвиток та еволюція грунтово-гідрогеологічного процесу зрошуваних ландшафтів, змінюються характеристики їх структури та фактори формування меліоративного режиму. Зміни в аграрному секторі економіки також обумовлюють зміну водовикористання і водовідведення на меліоративних системах. З урахуванням цих процесів формуються принципи меліорації зрошуваних ландшафтів.

Важливим меліоративним принципом у створенні концепції ландшафтних меліорацій – є розглядання ландшафтно-меліоративної системи як адаптивної системи, яка може пристосовуватись до змін своєї структури і параметрів. Система моніторингу в процесі виконання своєї основної задачі – управління ландшафтно-меліоративною системою, повинна виповнювати нестачу апріорної інформації про об’єкт управління і діючого на нього середовища. Це потрібно для постійного поліпшення якості функціонування ландшафту.

Ключове місце у науковому обґрунтуванні ландшафтних меліорацій відводиться системному підходу і системному методу дослідження процесів, які відбуваються у ландшафтно-меліоративній системі. Системний метод по відношенню до ландшафтно-меліоративної системи можна сформулювати як підхід, побудований на використанні сукупності наукових напрямків, об’єднаних загальною методологією досліджень ландшафтно-меліоративної системи на базі визначення її цілісності і необхідності враховувати всю складність взаємозв’язку між елементами цієї системи.

Основні системні принципи, які доцільно використовувати в ландшафтно-меліоративних дослідженнях, проектуванні та експлуатації гідромеліоративних систем сформульовані В.В. Морозовим [ ]:

• цілісність;

• структурність;

• взаємозалежність системи і середовища;

• ієрархічність;

• динамічність.

Принцип цілісності. Ландшафт є цільним, він вміщує певний склад взаємообумовлених компонентів і локальних геосистем, він є відкритою системою, що обмінюється речовиною та енергією із сусідніми ландшафтами. Важливою природною властивістю ландшафту є продуціювання біомаси. Результатом функціонування і обов’язковим компонентом ландшафту є певний набір зональних і азональних ґрунтів.

Принцип структурності. Цей принцип обумовлює характеристику ландшафтно-меліоративної системи через визначення її структури і побудови, сітки зв’язків і відношень, що обумовлюють поведінку ландшафтно-меліоративної системи через поведінку її окремих елементів і властивостей структури.

Принцип взаємозалежності системи і середовища. Ландшафтно-меліоративна система формує і виявляє свої властивості в процесі взаємодії із середовищем, являючись при цьому ведучим, активним компонентом. До характеристик середовища відносяться кліматичні показники, такі як: атмосферні опади, відносна вологість і температура повітря; господарські і водогосподарські показники: режим зрошення, якість зрошувальної і дренажної води, тощо.

Принцип ієрархічності. Ландшафтно-меліоративна система вважається більш складної системи, а кожний її компонент (елемент) можна вважати системою більш низького рівня. Наприклад, до системи більш низького рівня можна віднести показники, що характеризують загальне і токсичне засолення ґрунтів, вміст в них гумусу (NPK, характеристики ґрунтового розчину).

Принцип динамічності (розвитку). Ландшафт характеризується динамікою властивостей і стану своїх компонентів, що обумовлені його стійкістю. Ландшафт, разом з ним і ландшафтно-меліоративна система, може розвиватись, еволюційно змінюватись. Наприклад, кожен ландшафт має свої особливості і закономірності еволюції грунтово-гідро­геоло­гіч­ного процесу, формування ґрунтових та дренажних вод, тощо.

Важливим питанням в системі ландшафтних меліорацій є однозначна і об’єктивна оцінка ефективності меліоративних заходів. Ефективність меліоративних заходів – це ступінь відповідності об’єкта, методу або технології своєму призначенню. Наприклад, може бути оцінена ефективність рисової зрошувальної системи в цілому чи її окремих елементів. Може бути оцінка ефективності технології вирощування рису чи технології замкнутого циклу водовикористання на ландшафтно-меліоративній системі, технології внесення різних видів добрив і меліорантів, використання дренажних та стічних вод, тощо. В меліоративних проектах реконструкції зрошувальних систем чи при розробці меліоративних заходів і технологій необхідно передбачати ті наслідки, які повинні бути досягненням при реалізації запланованих заходів чи введені в дію гідромеліоративної системи.

При оцінці ефективності спочатку проводять комплексну діагностику сучасного стану об’єкту, аналіз його історії і визначають мету і завдання, які повинні бути досягнуті після впровадження відповідного проекту. Еколого-економічну ефективність необхідно оцінювати на кожному з етапів розвитку ландшафтно-меліоративної системи з метою внесення коректив в адаптивний меліоративний режим зрошуваних ландшафтів.

Землевпорядкування і землекористування на меліоративних системах, для регулювання навантаження водних меліорацій на ландшафти, обов’язково повинне передбачати і оптимальне співвідношення зрошуваних і неполивних площ, орних земель і інших сільськогосподарських угідь, збереження сінокосів, луків та лісонасаджень. Важливу увагу необхідно також звертати на збереження і охорону заповідних місць та рекреаційних зон. Нарізання полів при землевпорядкуванні на зрошувальних системах необхідно проводити з урахуванням рельєфу місцевості, способів і техніки поливу, розташування меліоративної мережі на площі. Відповідно до цього на території системи визначають і шляхи для переміщення техніки. Тому сучасний і перспективний землеустрій повинен розроблятись ще в процесі проектування та реконструкції меліоративних систем і представляти собою комплекс заходів, направлених на таку організацію території, яка забезпечувала б ефективне ведення землеробства, охорону земель та виконання окремих меліоративних робіт, створення культурного агроландшафту з впровадженням постійно-діючого державного еколого-меліоративного моніторингу і адаптивного меліоративного режиму зрошування ландшафтів з першочерговою увагою такій складовій частині агроландшафту, як ґрунти.

Ефективне і безпечне природокористування при зрошувальних меліораціях в своїй основі обов’язково повинно мати ландшафтно-екологічне обґрунтування з нормуванням антропогенних дій окремих факторів на природне середовище. Нормативними параметрами цих дій вважаються такі, при яких природні системи не виходять за межі заданого стану і не досягають критичних або незворотних змін. Еколого-меліоративні та інші зміни агроландшафтів при зрошенні, показники і динаміка цих змін, визначаються результатами досліджень та спостережень за природним середовищем. На основі цих змін потрібне визначення норм показників екологічного стану параметрів ландшафту та заходів з оптимізації меліоративного природокористування.