Оптимизация экологической устойчивости агроланшафта

Министерство  сельского хозяйства Российской Федерации

 

ФГОУ  ВПО «Саратовский государственный  аграрный университет им. Н.И.Вавилова »    

 

 

 

 

КУРСОВАЯ  РАБОТА

 

 

 

 

 

ОПТИМИЗАЦИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ

УСТОЙЧИВОСТИ АГРОЛАНШАФТА

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: студент группы Зк -211

Седов Г.В.

Проверил: Плешаков С.А.

 

 

Введение

    Инженерная экология – прикладная комплексная научно-техническая дисциплина, изучающая общие и локальные закономерности функционирования техносферы и разрабатывающая на основе этих закономерностей систему инженерно – технических мероприятий, которые направлены на сохранение качества окружающей среды и на оптимизацию природопользования. Инженерная экология возникла и интенсивно развивается на стыке технических, естественных и социальных наук.

  Предметом изучения инженерной экологии является природно-технические геосистемы. Природно-технические геосистемы это совокупность объектов формулирующихся в результате строительства и эксплотации инженерных и других соединений, взаимодействующих с природными элементами. Природно-технические геосистемы возникают в любом месте, где ведётся хозяйственная деятельность. Природно-технические геосистемы приходят на смену природным геосистемам, этот процесс не обратим. Природно-технические геосистемы удовлетворяют определённые потребности современного человека.

  Задачей инженерной экологией является: 1) Изыскание способов управление техносферой, природно-техническими геосистемами на региональном и планетарном уровне.2) Создание механизмов рационального природопользовании- система деятельности призванная обеспечить экономную эксплотацию природных ресурсов и наиболее эффективный режим их воспроизводства с учётом перспективных интересов развивающегося хозяйства и сохранения здоровья людей.3) Создание инженерных методов исследования и оценки прямых и косвенных потерь окружающей среды, защита окружающих природных ресурсов.4) Изучение общих и локальных закономерностей формирования техносферы. Техносфера – это часть биосферы радикально преобразованная человеком в технические и техногенные объекты (здания, дороги) для удовлетворений потребностей человека.

   Цель курсовой работы состоит в следующим:1) студент должен научиться правильно, оценивать экологическую устойчивость агроланшафта по комплексу ланшафтно – экологических показателей;2) на основании проведенной оценки он должен разработать научно обоснованную систему агроланшафта (экологическая организация) и оценить эффективность применения этих мероприятий с позиции общей и инженерной экологии. Выполнение этой курсовой работы позволит в дальнейшем применять знания по инженерной экологии при разработки различных проектов землеустройства с учётом устойчивости ландшафта, поддерживать экологическое равновесие в природе.  

 

 

Структура агроланшафта и  критерии его экологической устойчивости

  Агроландшафт – антропогенный ландшафт с преобладанием в его биотической части сообществ живых организмов, искусственно сформированных человеком (антропобиоцинозов) и заменивших естественные фито и зооценозы на большей части территории. Создание агроланшафта предполагает трансформацию природного комплекса под полевое, луговое, садовое  и лесное использование.

  Рельеф  – неровности земной поверхности  которое можно свести к 5 типовым формам: 1) Гора 2) Котловина ( замкнутое понижение) 3) хребет 4) Лощина (вытянутое углубление понижающееся в 1 направлении) 5) Седловина ( понижение между возвышенностями, напоминающее седло)

  В  зависимости от характеристики  рельефа местность подразделяется  на: равнинную, холмистую, горную. А по характеристики почвенно травянистого покрова на: лесистую, болотистую, степную, пустынную.

Ландшафт  и его морфологические части

Ранг природной территории	Порядковый номер	Основные диагностические признаки
Фация	1	Элементарные ПТК
Подурочище	2	Состоит из сопряженных фаций
Простое урочище	2	Состоит из сопряженных фаций
Сложное урочище	3	Состоит из подурочишь, простых урочищ, фаций
Местность	4	Состоит из сложных и простых урочищ
Ландшафт (биолокус)	5	Состоит из местностей

 

1) Фация – часть биотока, характеризуется особами климатическими условиями, видовым составом растительного и животного мира.

  Дополнительные  признаки – располагается в пределах 1 элемента мезоформы рельефа, реже в одной микроформе рельефа.

2)  Подурочище – часть урочища (водосборы 2-го и 3-го порядка).

          Дополнительные признаки – положение на 1 элементе мезоформы рельефа, одинаковых экспозиций с однотипными режимами тепла и увлажнения.

3)Простое урочище – имеет чёткие границы и представляет обособленную систему с характерными признаками (бассейны крупных рек и их притоки).

 Дополнительные признаки – положение на 1 мезоформе рельефа с дифференциацией литологических условий, режима тепла и увлажнения, почвенно растительного покрова.

4)Сложное  урочище – бассейны крупных рек, + прилегающие территории.

    Дополнительные признаки – совмещено обычно с 1 мезоформой рельефа.

5)Местность. Дополнительные признаки – совмещена с комплексом мезоформ рельефа в границах 1 ландшафта.

                      

Оценка экологической устойчивости агроланшафта

 

  Для лучшего визуального представления имеющихся на карте угодий я в соответствии с топографическими обозначениями и правилами раскрасил карту.

  Тёмно – зелёным цветом  обозначаем на карте леса, кустарники, защитные лесные насаждения, светло – зелёным цветом обозначены луга, пастбища, сенокосы, в светло – синий цвет окрашиваем реку; пески – в жёлтый, овраги – в тёмно коричневый, населённые пункты в серый, пашня обозначается светло – коричневым цветом. Только после этого можно приступить к оценке экологической устойчивости агроландшафта.

 

 

 

 

 

 

         

Расчет индекса экотонизации.

  Для экологической оценки устойчивости состояния ландшафта и его использования служит определённый показатель – индекс видового разнообразия (индекс экотонизации).

  Y= Σ Li/S, где Y-индекс видового разнообразия

                         Li- длинна соответствующего экотона

                          S-площадь территории агроланшафта

  Экотон – переходная полоса между визуально различными сообществами (например, между пашней и пастбищем, сенокосом и болотом). Обычно экотоны населены организмами значительно гуще, чем сами контактирующие сообщества. Чем больше индекс экотонизации, тем выше экологическая стабильность ланшафта.

Оценка индекса видового разнообразия.

Менее 5м/га – очень слабая экотонизация

5-10м/га –  слабая экотонизация

10-20м/га –  средняя экотонизация 

Более 20 м/га – высокая экотанизация

Таблица 1

№ п. п.		Названия экотона		Длина (м)
1		Граница пашни		4000
2		Граница лесных полос		58500
3		Граница садов		11
4		Граница рек		14625
5		Граница сенокосов		2675
6		Граница лугов		3625
	ИТОГО

 

Y= Σ Li/S

  Σ Li=109425 (м)

S=L*H

Где l – длинна карты

       H – ширина карты

L = 34.5*250= 8625м

H= 25*250= 6250м

S=8625*6250=5390.6250 (Га)

Y= 109425 / 5390, 625=20, 2 м/га

Вывод: На данной карте индекс видового разнообразия равен Y=20,2, что соответствует высокому уровню экотонизации, что означает, что ландшафт стабилен.

 

 

Расчёт коэффициента экологической  стабильности ландшафта (КЭСЛ – 1)

  Коэффициент экологической стабильности ландшафта (КЭСЛ – 1) показывает соотношение в агроландшафте сельскохозяйственных или иных угодий, которые обладают стабилизирующим и дестабилизирующим влиянием на агроландшафт.

  КЭСЛ-1=Σ  Fстаб./ Σ F дестаб.

  К стабилизирующим  угодьям относят площади, занимаемые стабильными элементами ландшафта: леса, защитные лесные насаждения, прибалочные, приовражные насаждения, луга, заповедники, заказники, естественные водоёмы и болота, кустарники, пастбища, сенокосы, пашня под многолетними культурами.

  К нестабильным  элементам ландшафта относят  площади под застройками и домами, зарастающие и заилённые водоёмы, места добычи полезных ископаемых, овраги, пашню под однолетними  культурами.

Оценка коэффициента экологической  стабилизации ландшафта (КЭСЛ – 1)

 

Менее или  равен 0,5 – ландшафт с ярко выраженной  нестабильностью

0,51-1 – ландшафт  нестабилен

1,01-3 – ландшафт  условно стабилен

3,01-4,5 – ландшафт  стабилен

4,51 – ландшафт  с ярко выраженной стабильностью

                                         Структура ландшафта

№	Наименование ландшафта	Площадь элемента  (га)
1	Сенокосы	1846,68
2	Пашня	2396,87
3	ЗЛН	83,21
4	Луга	875
5	ИТОГО	5201,76

Fcт. =2919га.

Fдест. =2537 га

КЭСЛ – 1 = Σ F cт. / Σ F дест. = 2919/2537=1,1

 

ВЫВОД: В данном примере коэффициент экологической стабилизации ландшафта равен 1,1. Это означает, что ландшафт условно стабильный.

 

Расчёт коэффициента экологической  стабильности ландшафта (КЭСЛ-2)

 

При учёте  стабильности ландшафта необходимо не только соотношение составляющих его биотических элементов, но и их качественное состояние: состояние рельефа, качество почвы, устойчивость материнских пород, состояние растительности и продуктивности биомасс. В наиболее полной степени такой подход реализуется при расчете коэффициента экологической стабильности ландшафта (КЭСЛ – 2).

КЭСЛ – 2= ((Σ * Pi* Кэз)* Кгу) / (Σ)

Pi- площадь биотического элемента (отдельных угодий);

Σ Pi (в знаменателе) – общая площадь агроландшафта;

Кэз – коэффициент  экологической значимости;

Кгу – коэффициент геоморфологической устойчивости агроландшафта.

 Коэффициент экологической значимости – коэффициент, характеризующий экологическое значение отдельных биотических элементов.

  Коэффициент экологической значимости (Кэз)

Лиственные  леса – 1

Застройки и  дороги – 0

Пашня – 0,14

Овраги – 0,05

Виноградники  – 0,29

Хвойные леса – 0,38

Сады, лесные культуры и лесополосы – 0,43

Огороды – 0,5

Луга, сенокосы, кустарники, балки – 0,62

Хвойно-широколиственные – 0,63

Пастбища  – 0,68

Водоёмы и  водотоки – 0,79

Пески – 0,1

  Коэффициент геоморфологической устойчивости рельефа (Кгу):

Устойчивые  материнские породы – 1 (стабильные)

Пески, оползни, овраги – 0,7 (нестабильные)

Коэффициент экологической стабилизации ландшафта (КЭСЛ–2)

Меньше или равен 0,33 – ландшафт нестабильный

0,34-0,5 – ландшафт  мало стабилен

0,51-0,66 – ландшафт  средней стабильности

Более 0,66 –  ландшафт стабилен.

Вычисления коэффициента КЭСЛ – 2

Название угодий	Площадь угодий	Кэз	Pi* Кэз
Дороги	11,5	0	0
ЗЛН	20,96	0,43	9,01
Населенные пункты	93,75	0	0
Пашня	4231,82	0,14	592,45
Сады	41,01	0,43	17,63
Реки	53,43	0,79	42,2
Сенокосы	260,15	0,62	161,29
Луга	706,25	0,62	437,87
Овраги	34,88	0,05	1,74
Водоемы	2,25	0,79	1,77
ИТОГО			1263,96

Вывод: Коэффициент КЭСЛ – 2 равен 0,2 значит ланшафт не стабильный.