АННОТАЦИЯ
Магистерская диссертация посвящена проектированию адаптивно-ландшафтных систем земледелия на основе геоинформационной системы (ГИС) агроэкологической оценки земель. Было проведено изучение экологических и агрономических свойств земель Поволжской провинции степной зоны Саратовской области.
Традиционные методы землеоценки, основанные на бумажных картографических материалах, не отвечают требованиям высоких агротехнологий и адаптивно-ландшафтных систем земледелия, в рамках которых они проектируются. Формирования землеоценочной основы ведется в среде ГИС, и включает в себя создание пакета электронных карт-слоев, отражающих спектр агрономически значимых факторов, которые выявляются в процессе почвенно-ландшафтного картографирования, выполненного в масштабе 1:10000. Электронные карты содержат базу данных по каждому контуру, отражающему элементарный ареал агроландшафта (ЭАА).
На основе разработанных алгоритмов из ЭАА собираются карты агроэкологических видов земель и карт пригодности земель для возделывания сельскохозяйственных культур, которые служат основой для проектирования адаптивно-ландшафтных систем и агротехнологий на трех уровнях интенсификации производства: экстенсивном, нормальном и интенсивном.
Abstract
Master's dissertation is devoted to the design of adaptive-landscape systems of agriculture based of geographic information system (GIS) agroecological land evaluation. Study was made of environmental-ray and agronomic properties of the land of the Volga province of Saratov region.
Traditional land valuation methods based on paper cartographic materials do not meet the requirements of high agricultural technology, and adaptive-landscape systems of agriculture, in which they are designed. Formation of land evaluation framework is in a GIS environment, and includes the creation of a package of electronic maps, layers, reflecting the spectrum of Agronomycally significant factors, which are revealed in the process of soil-landscape mapping, performed on a scale 1:10000. The electronic card contains a database of each loop, reflecting an elementary area of agrolandscape (EAA).
On the basis of the developed algorithms of EAA collected cards agroeko logical types of land maps and land suitability for cultivation of agricultural crops that are the basis for the design of adaptive-landscape systems and agricultural technology at three levels of intensification of production: an extensive, normal and intensive.
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Резко изменившаяся социально-экономическая обстановка и обострившиеся экологические противоречия вызывают необходимость дальнейшей адаптации земледелия уже не только к природным условиям, но и к новым производственным отношениям. В этой ситуации сложившиеся методы разработки и проектирования систем земледелия уже недостаточны.
Агроэкологическая оценка земель – это достаточно ёмкая работа, предшествующая разработке адаптивно-ландшафтных систем земледелия. Она от начала до конца она должна проводиться на основе ландшафтного анализа, задача которого заключается в выявлении территориальных единиц, характеризующихся однородностью природных условий, их места в структурно-функциональной иерархии ландшафта.
Информация о ресурсном потенциале земель может быть получена лишь на основе анализа соотношения экологических требований желаемого типа землепользования, с фактическими свойствами земель. При этом часто анализу необходимо подвергнуть достаточно большой набор свойств земель (их точное количество зависит от желаемого типа землепользования), каждое из которых может иметь свои особенности пространственного варьирования в пределах исследуемого региона. В настоящий момент подобные задачи наиболее успешно решаются в рамках технологии географических информационных систем (ГИС), позволяющих осуществлять количественный одновременный анализ большого количества отдельных слоев пространственно – координированных данных. Кроме того, использование ГИС-технологий открывает широкие возможности для сопряжённого использования иных методов компьютерного анализа данных (в том числе методов математического моделирования).
В работе будет исследоваться СХП «Аткарское» ЗАО «Русский гектар».
Целью магистерской диссертации явилась разработка адаптивно-ландшафтных систем земледелия и агротехнологий применительно к различным категориям земель и уровням интенсификации производства.
При этом решались следующие задачи:
агроэкологическая оценка и группировка земель в среде ГИС;
определение специализации производства в соответствии с агроэкологическими, рыночными и хозяйственными условиями, определение площадей земельных массивов;
рзработка структуры посевных площадей и севооборотов;
выделение полей севооборотов и производственных участков в пределах агроэкологических групп земель;
разработка систем обработки почвы в севооборотах применительно к различным категориям земель и уровням интенсификации производства;
разработка систем удобрения полевых культур в севооборотах и технологий их применения;
разработка систем защиты растений от вредных организмов;
обоснование почвозащитных и мелиоративных предприятий;
разработка пакетов агротехнологий для трех уровней интенсификации производства (экстенсивный, нормальный, интенсивный).
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
АЛСЗ – адаптивно-ландшафтные системы земледелия
г. – город
га – гектар
г – грамм
ГИС – географические информационные системы
л – литр
м - метр
мл - миллилитр
р. - река
рис. – рисунок
руб. – рубль
с. – село
СХП – сельскохозяйственное предприятие
см. - сантиметр
табл. – таблица
ц - центнер
ЭАА – элементарный ареал агроландшафта
Глава 1. Обзор литературы
1.1 Адаптивно-ландшафтные системы земледелия
Адаптивно-ландшафтные системы земледелия являются следующим этапом развития зональных систем земледелия. Их разработка подразумевает рациональное размещение в условиях конкретного ландшафта сельскохозяйственных культур и сортов – в соответствии с их агроэкологическими и агротехнологическими требованиям.
На смену зональной системы земледелия пришло понятие адаптивно-ландшафтная, имея ввиду адаптацию не только к природным, но и производственным факторам. (Хабиров, и др., 2003).
Строго говоря, адаптивно-ландшафтная система земледелия - это система использования земли определенной экологической группы, ориентированная на производство продукции экономически и экологически обусловленного количества и качества в соответствии с общественными (рыночными) потребностями, природными и производственными ресурсами, обеспечивающая устойчивость агроландшафта и воспроизводство почвенного плодородия (Кирюшин, 2000).
Для формирования адаптивно-ландшафтной системы, эффективно работающей в условиях конкретного ландшафта, необходимо решение целого ряда информационно-методических задач:
1) анализ агроландшафта, климатических и организационно-экономических условий хозяйства. Проведение агроэкологической группировки земель;
2) уточнение существующей или обоснование проективной специализации хозяйства;
3) разработка природоохранных организаций территорий землепользования. Проведение землеустроительных работ (выделение пашни, сенокосов, пастбищ, экологических рекреаций);
4) распределение пашни по агроэкологическим группам для организации адаптированных к агроландшафту севооборотов и сельскохозяйственных культур в них;
5) обоснование структуры посевных площадей и систем севооборотов;
6) проектирование системы удобрения, химической мелиорации (известкования) и воспроизводства органического вещества почвы;
7) разработка ресурсосберегающей почвозащитной системы обработки почвы;
8) разработка и обоснование системы защиты растений от вредных организмов (болезней, вредителей и сорняков);
9) обоснование и расчет основных показателей системы семеноводства и сортовых посевов;
10) разработка адаптивных систем обустройства природных (естественных) кормовых угодий, включающая определение способов их использования, методов их улучшения;
11) расчет экологической и энергетической эффективности АЛСЗ;
12) оформление проекта АЛСЗ;
13) разработка системы производственного агроэкологического мониторинга;
14) разработка локальной агрогеоинформационной системы (Холзанов, 2002).
Ключевым моментом в разработке адаптивно-ландшафтной системы земледелия является адаптивно-ландшафтное землеустройство.
1.1.1 Принципы адаптивно-ландшафтного землеустройства
Адаптивно-ландшафтное землеустройство предусматривает последовательное решение следующих задач:
1) агроэкологическую типизацию земель по ресурсам и лимитирующим факторам почвенного плодородия, тепла, влаги и потенциала развития деградационных процессов;
2) формирование природоохранной инфраструктуры агроландшафта;
3) уточнение специализации хозяйства и схемы размещения севооборотов по территории – на базе комплексного анализа природно-хозяйственных ресурсов и эффективности их использования (Васенев 2002).
При разработке по конструированию оптимальной структуры агроландшафтов должны быть выполнены, по крайней мере, как правило, следующие работы:
анализ землепользования с использованием имеющихся планово-картографических материалов и проведение при необходимости дополнительных исследований для уточнения земельных угодий (площадей, полей, рабочих участков);
на топографическом плане использования территории выделить элементарные водосборы, в пределах которых установить фактическое состояние земельных угодий и оценка перспектив их возможной трансформации;
группировка водосборов агроландшафтных массивов, однородных по почвенным параметрам, форме, крутизне склонов, длине, экспозиции и другим показателям качества земель, с выделением агроэкологическиех групп земель, каждая, из которых характеризуется своим способом использования с экономически оправданной и экологически допустимой интенсивностью в соответствующих севооборотах;
выявление земель, нуждающихся в мелиорации, а также степень и виды необходимых мелиораций и культуртехнических работ.
По результатам выполненной работы оформляется землеустроительное дело, состоящее из картографических, табличных материалов и пояснительной записки (Якушев, Семенов, 2004).
В основе адаптивно-ландшафтного землеустройства лежат географические координированные данные оценки земель