8. Мелиорация в различных природных зонах

При создании антропогенных ландшафтов (природных комп­лексов, преобразованных человеком) необходимо учитывать раз­мещение сельского хозяйства, промышленности, населения, транспорта. Антропогенное прикладное или инженерное ланд- шафтоведение, в том числе мелиоративная география, расширяет сферу взаимодействия между физической и экономической гео­графией. Необходимым становится не только выделение природ­но-географических зон и более мелких таксономических единиц, но и районирование территории по тепло- и влагообеспеченнос­ти, потребности в тех или иных видах земельных улучшений (ме­лиорациях), обоснование схем размещения мелиоративных сис­тем в пределах ландшафта, наблюдение за состоянием модифици­рованных геосистем. При этом необходимо учитывать админист­ративные границы экономических районов и областей, а при ис­следовании сельскохозяйственных и промышленных антропоген­ных ландшафтов важно знание систем земледелия, приемов агро­техники, методов и способов мелиорации, технологии сельскохо­зяйственного и промышленного производства. Инженерное ландшафтоведение является относительно новым перспективным направлением в физической географии, а изучение антропоген­ных ландшафтов и природно-техногенных комплексов предпола­гает использование всех методов прикладного ландшафтоведения (обследование, картирование и др.).

Отличительная черта современной ландшафтной сферы плане­ты — высокая степень ее насыщенности инженерными технически­ми сооружениями. Сами по себе они не являются объектом изуче­ния ландшафтоведения. Но любое техническое сооружение нахо­дится в тесных связях с ландшафтными комплексами, образуя при этом ландшафтно-инженерные системы (ЛИС) —по Ф. Н. Миль- кову, геотехнические системы (ГТС) —по К. Н. Дьяконову, при­родно-техногенные комплексы (ПТК) или техноприродные систе­мы (ТПС) — по А. И. Голованову, которые исследуют с помощью прикладного антропогенного ландшафтоведения. У техноприрод- ных систем одно из важнейших звеньев — подсистема инженерных сооружений, интенсивность и направленность воздействия кото­рых на ландшафтные комплексы регулирует человек.

Антропогенное ландшафтоведение тесно связано с экономичес­кой географией и экономическими науками, а его прикладной раз­дел — учение о техноприродных или геотехнических системах — основывается на ландшафтоведении и инженерных дисциплинах. Наряду с изучением техноприродных систем в задачу инженерного ландшафтоведения входят обоснование и организация работ по оп­тимизации ландшафтов. Последнее представляет собой систему ин­женерных мероприятий, направленных на достижение высокой продуктивности ландшафтных комплексов при сохранении их удобства и красоты для жизни человека. Оптимизацией ландшаф­тов в равной мере являются орошение пустынь и осушение заболо­ченных земель, создание лесных полос на полях, залужение и обле­сение склонов балок, создание полей и садов на рекультивирован­ных отвалах, террасирование склонов для виноградников и чайных плантаций. Проблему оптимизации человеческого воздействия на природную среду можно трактовать как охрану природы в самом широком смысле этого слова. Подлинная охрана природы заключа­ется не столько в создании государственных заповедников, сколько в облагороженной трудом человека земле. При рациональном при­родопользовании человек не обедняет и не истощает ландшафты, он делает их богаче, разнообразнее и красивее. В оптимизирован­ном ландшафте нет места водной и ветровой эрозии почв, исключа­ется загрязнение воздушного бассейна, водоемов и почв.

Рассмотрим особенности природных условий и специфику ме­лиоративных работ для основных физико-географических зон: пу­стынной, полупустынной, сухостепной, степной, лесостепной, южно-таежной. Схемы размещения и развития сельского хозяй­ства и мелиорации в нашей стране планируют с учетом экономи­ко-географического принципа, т. е. по выделенным природно­экономическим районам и административным областям. Поэтому при рассмотрении хозяйственной деятельности в основных физи­ко-географических зонах необходимо учитывать и природно-эко­номическое районирование.

Мелиорация в пустынной и полупустынной (аридной) зоне. Пус­тыни умеренного пояса занимают незначительную территорию страны, простираясь от низовьев р. Кумы на западе до левобере­жья Нижней Волги на востоке. Эта территория соответствует за­падной части Прикаспийской пустыни. Северная граница ее про­ходит в районе 48° с. ш., южная — вблизи 45° с. ш.

Климат пустыни крайне засушливый, резко континентальный. Суммарная солнечная радиация для большей части территории со­ставляет 545 кДж/см² в год, радиационный баланс за год — более 180 кДж/см². Средняя температура июля 24 ..25 "С. Осадков выпадает мало (150 . 200 мм в год). В теплый период на значительной террито­рии сумма их не превышает 50...100 мм. В то же время испаряемость здесь достигает около 900 мм, коэффициент увлажнения H. Н. Ивано­ва—менее 0,13, индекс сухости М. И. Будыко возрастает до 3. Про­должительность вегетационного периода (с температурой выше 5 °С) на юге Астраханской области — 216 суг с суммой температур 3840 °С.

Доминирующие в пустыне ландшафты сформировались в усло­виях изобилия тепла и недостатка влаги. Природная особенность ландшафтных комплексов пустыни — очень низкая биологическая продуктивность, несмотря на высокие термические ресурсы. Об­щий валовой запас массы травостоя наиболее распространенных пустынно-песчаных пастбищ не превышает 0,4...0,5 т/га. Низкая продуктивность естественных ландшафтных комплексов предоп­ределена острым дефицитом влаги.

Типологический ландшафтный комплекс представлен в основ­ном пустынями: глинистыми полынно-солянковыми, песчаными злаково-полынными и солончаковыми.

Повышение продуктивности ландшафтных комплексов пусты­ни неотъемлемо связано с проблемой оптимизации природной об­становки для жизни и деятельности человека. В основном терри­тории пустыни используют как пастбища и сенокосные угодья. Лишь в широкой Волго-Ахтубинской пойме и дельте Волги разви­ты садоводство, огородничество и бахчеводство. На орошаемых землях возделывают овощи (томаты), бахчевые (арбузы), рис, вы­ращивают плодовые сады и виноградники. При помощи мелиора­ции площадь пойменных земель, используемая под земледелие, может быть существенно увеличена.

Так, значительный потенциальный фонд для мелиорации пред­ставляют пустыни Прикаспия. Мелиорация земель ландшафтов в данном регионе должна прежде всего базироваться на орошении, обводнении, борьбе с сыпучими песками и засолением почв.

В условиях жаркого и сильно засушливого климата пустыни эффективность орошения самая высокая. На большей части мели­орируемых земель регулирование водного режима ландшафтных комплексов осуществляют способом поверхностного орошения. Однако наиболее целесообразно здесь внутрипочвенное ороше­ние, которое не вызывает засоления почв и позволяет более раци­онально использовать воду в результате сокращения потерь ее на испарение и инфильтрацию.

Пределы регулирования влажности в корнеобитаемом слое по­чвы должны находиться в интервале 0,65...0,9 предельной полевой влагоемкости (ППВ) для технических культур и 0,7...0,95 ППВ для трав. Влагообмен между корнеобитаемым слоем почвы и грунто­выми водами в период вегетации растений должен быть компен­сированным. Следует отказаться от промывного режима ороше­ния или минимизировать его из-за нехватки воды и ухудшения ее качества в низовьях рек.

Минерализация поливной воды не должна превышать 1,5 г/л, а содержание в почве токсичных солей — 0,2...0,3 % сухой ее массы.

Соотношение Na/Vcä должно быть не более 3, а содержание на­трия в почвенном поглощающем комплексе (ППК) — не более 10 %.

Для улучшения мелиоративного состояния орошаемых земель необходима комплексная реконструкция оросительных систем, в первую очередь строительство дренажа и повышение их коэффи­циента полезного действия (КПД).

Обводнительные мелиорации так же, как и орошение, имеют важное значение в оптимизации ландшафтов пустынь. Для этого здесь создают колодцы, каналы и водохранилища.

Борьба с сыпучими песками пустынь Прикаспия приобретает все большую значимость. Массивы песков осложняют строитель­ство и эксплуатацию оросительных систем, каналов, дорог и дру­гих объектов. Закрепление песков возможно прежде всего посевом травянистых растений-песколюбов: песчаного овса, сибирского житняка, прутняка и др. Из кустарников используют песчаную акацию, тамариск, джузгун. На отдельных участках подвижные пески после засева травами и кустарниками без ущерба для приро­ды можно использовать как пастбища.

Борьба с засолением почв в ряде районов пустынь Прикаспия — эффективное мероприятие для повышения их плодородия. Причина засоления бурых пустынно-степных почв — накопление солей в по­чве и грунтовых водах в условиях засушливого климата в результате как естественных, так и антропогенных факторов. Почвы с повы­шенным содержанием легкорастворимых в воде солей образуют со­лончаки, солончаковые и солончаковатые почвенные комплексы, характеризующиеся различной степенью засоленности. Для ослабле­ния и устранения засоления обычно осенью проводят промывки по­чвы, а промывные и грунтовые воды отводят с помощью дренажа.

Освоение пустынь с целью повышения их продуктивности тре­бует совершенствования и разработки новых методов земледелия, основанных на учете зональных условий региона. В отдельных районах целесообразно богарное земледелие. В качестве основы агротехники богарного земледелия рекомендуют кулисы из засу­хоустойчивого крупного травянистого растения (сорго) и другие агротехнические мероприятия.

Зона полупустынь располагается севернее пустынной зоны и южнее степей. В пределах России она простирается от низовьев Терека до низовьев Волги. В ее состав входят возвышенность Ер- гени и северная половина Прикаспийской низменности.

Прикаспийские полупустыни характеризуются большой засуш­ливостью и континентальностью климата. Они хорошо обеспече­ны теплом. Величина солнечной радиации на их территории — около 503 кДж/см² в год. Лето в полупустынях жаркое, средняя температура июля 23...24 "С, сумма активных температур превы­шает 3200 "С. Осадки и температура в летний период характеризу­ются большой неустойчивостью. Годовая сумма атмосферных осадков составляет 250...300 мм, что намного ниже испаряемости. Тепловые ресурсы зоны позволяют выращивать среднеспелые сорта кукурузы, риса, поздние сорта подсолнечника. Однако ост­рый недостаток влаги ограничивает возможность возделывания сельскохозяйственных культур, снижает продуктивность ланд­шафтов.

Широко распространенные в полупустыне светло-каштановые почвы характеризуются маломощным гумусовым горизонтом, час­то засолены и перемежаются с солонцами, солончаками и лугово­каштановыми почвами. Значительные площади заняты песками. Своеобразие физико-географических условий оказывает сильное влияние на формирование ландшафтов зоны полупустынь, приво­дит к дифференциации ее комплексов. Каждому из них присущи индивидуальные особенности, учет которых важен при планиро­вании мелиоративных мероприятий.

Зона полупустынь пока освоена слабо. Используют ее преиму­щественно под пастбища. Распаханность зоны составляет около 10 %. Земледелие в ней носит очаговый характер и тяготеет к во­доисточникам.

Повсеместно выраженный острый недостаток влаги, солонце- ватость почв, низкая продуктивность естественных сенокосов и пастбищ, активное проявление дефляции определяют особеннос­ти мелиорации ландшафтов полупустынь. Здесь основное значе­ние в повышении продуктивности и оптимизации ландшафтов имеют водные мелиорации. Орошение и обводнение земель не

только повышают урожайность сельскохозяйственных культур, но и улучшают ландшафт в целом.

Для орошения полупустынь используют воды Терека и Волги. Водами Терека (северными и восточными ветвями Терско-Кумс- ко-Манычского канала) орошают и обводняют Ногайские степи, водами Волги — Волго-Ахтубинскую пойму. На орошаемых участ­ках поймы получают высокие урожаи зерновых и овощей, выра­щивают плодовые сады и виноградники. Высокая эффективность мелиорации почв может быть достигнута при внесении азотных, фосфорных и калийных удобрений на орошаемых участках.

Получившие широкое распространение в полупустынях свет­ло-каштановые почвы отличаются небольшой мощностью и бес- структурностью гумусового горизонта, близким залеганием от по­верхности солей и низким плодородием. Светло-каштановые по­чвы сильно подвержены ветровой эрозии. Этому способствуют преимущественно легкий гранулометрический состав почв, распа- ханность территории, наличие обширных открытых пространств, сильная засушливость климата и значительная энергия ветра. Для борьбы с ветровой эрозией применяют специальные приемы агро­техники и фитомелиоративных мероприятий. Положительное значение имеет снегозадержание, полезащитное лесоразведение, глубокое безотвальное рыхление почв и посев кулис.

На участках с развитыми солонцеватыми солончаковыми и осолоделыми почвами соответственно необходимы промывка, гипсование, глубокое рыхление и обогащение их органическими веществами. Песчаные массивы, занимающие около 15...20 % тер­ритории полупустынь, рекомендуют закреплять посевом травяни­стых растений, древесной или кустарниковой растительностью (песчаный овес, сибирский житняк, красная полынь, вейник, донник, прутняк, вяз мелколистный, тополь, белая акация).

При освоении полупустынь необходимо также совершенство­вать методы богарного земледелия. Природные условия позволя­ют здесь расширять площади для выращивания засухоустойчивых зерновых, кормовых и бахчевых культур, вводя богарное земледе­лие. Для этого наиболее пригодны супесчаные разновидности светло-каштановых почв.

Продуктивность естественных кормовых угодий сравнительно невысока. На большей части территории полупустыни продуктив­ность сенокосных угодий составляет 0,5...1,0 т/га сена, в то время как на орошаемых участках — 2,5 т/га, т. е. повысить продуктив­ность кормовых угодий зоны полупустыни при помощи орошения и обводнения земель реально.

Прикаспийские полупустыни — малоснежный и засушливый район, отличающийся морозными зимами. Средняя многолетняя высота снежного покрова — 10...30 см. Малая мощность снежного покрова, неравномерность его распределения и неустойчивость залегания ухудшают условия перезимовки озимых культур и мно-

голетних трав, не обеспечивают необходимую влагозарядку почв. Поэтому здесь необходимо ежегодное снегозадержание.

Следует отметить, что выбор оптимальной мелиоративной на­грузки на ландшафты этой зоны, т. е. допустимый процент ороша­емых земель, размер орошаемых оазисов и их взаимное располо­жение необходимо обосновать.

В составе созданного агромелиоративного ландшафта в арид­ной зоне, существенно отличающегося от природного, обязатель­но устройство заповедников, сохраняющих все черты, фауну и флору исходного аридного ландшафта.

В качестве примера рассмотрим мелиорацию земель ландшафтов низовьев р. Сырдарьи, где выделены два типа ландшафтов: туранские пустынные северные (расположенные севернее Кызылорды) и туранские пустынные южные (располо­женные южнее Кызылорды).

Для детального анализа рассмотрим три типичных ландшафта, характеризую­щих все низовье р. Сырдарьи.

Первый — аллювиально-пролювиальная плоская с эрозионным расчленением равнина, сложенная песками, супесями, суглинками с серополынной закустарен- ной растительностью на аллювиально-луговых опустынивающихся и такыровид­ных почвах — расположен в южной части региона. Площадь ландшафта — 1400 км⁵.

Второй — аллювиальная вогнутая расчлененная равнина, сложенная песками, супесями, суглинками, глинами, с тамарисково-полынно-соляковой на солонча­ках и тростниковыми клубне-камышовыми лугами на аллювиально-луговых, лу­гово-болотных почвах в комплексе с солончаками луговыми по понижениям — расположен в нейтральной части низовьев. Площадь ландшафта — 1980 км².

Третий —аллювиальная плоская равнина, осложненная такыровидными повер­хностями, сложенная песками, супесями, суглинками с солончаковатыми почвами в комплексе с солончаками такыровидными. Площадь ландшафта — 1550 км².

В 1995 г. на этих ландшафтах было размешено около 40 % вссх посевов низо­вьев Сырдарьи.

Водные и солевые балансы ландшафтов в 1965г., т е. до широкомасштабного развития мелиорации, приведены в таблицах 8.6 и 8.7. Анализ гилрогеохимическога режима трех основных ландшафтов низовьев показал, что до начала интенсивного орошения их мелиоративные и экологические условия были удовлетворительными. Это объясняется достаточной водопоглощающей способностью почв и подстилаю­щих грунтов, малым содержанием солей в речной воде (0,35.,.0,55 r/л) и в атмос­ферных осадках (0,045 г/л), а также незначительной мелиоративной нагрузкой (площадь оросительных систем составляла 2,1 ...5,8 % площади ландшафтов). На этих ландшафтах сформировались установившиеся круговорот воды и засоление.

Анализ солевых балансов показывает, что в данный период не происходило суще­ственного солена to пленим в рассматриваемых ландшафтах, Плошаль орошаемых зе­мель в это время была относительно небольшой и составляла около 80 тыс. га.

Период 1965—1985 гг. характеризуется значительным увеличением площади мелиорированных земель, к концу этого периода она составила 250 тыс. га, в том числе рисовых оросительных систем — 98тыс. га. Например, площадь ороситель­ных систем достигла 20,1 % площади первого ландшафта. В последующие годы площадь посевов риса заметно уменьшилась и в 1990 г. она составила 87 тыс. га, а в 1995 г, — 66,5 тыс. га.

После 30 лет интенсивного орошения начался сильный спал, урожайность возделываемых культур стала уменьшаться, и за 1990—1995 гг. она составила для риса —42%, люцерны и пшеницы—46, картофеля — 35 и овощей — 43%. 2*то можно объяснить не только сокращением внесения минеральных удобрений, не­достатками технологии возделывания, но и ухудшением эколого-мелиоративных условий региона. В 1990 г. доля орошаемых земель с неудовлетворительным мели­оративным состоянием составила 22 % (около 60 % орошаемых земель были в той или иной степени засолены). Показатели гидрогеохимического режима ландшаф­тов низовьев за 1995 г. приведены в таблицах 8.6 и 8.7.