Оптимизация экологической устойчивости агроланшафта

Полезащитные лесные полосы – одним из видов лесных насаждений являются полезащитные лесные полосы. Они устанавливают на пахотном неорошаемых землях. Такие защитные лесные насаждения снижают скорость ветра и задерживают на полях снег, повышают влажность и плодородие почвы, уменьшают испарения влаги и препятствуют выдуванию почвы.

Зоолесомелиоративные насаждения - зоолесомелиоративные насаждения (пастбищные полосы, мелиоративные кормовые пастбищные насаждения) Эти защитные лесные насаждения создаются на пастбищах засушливых зон, а также у ферм, у животноводческих комплексов и в местах отдыха скота. Они повышают продуктивность природных пастбищ, способствуют улучшению выпаса скота и его защищённости от ветра и солнечных лучей.

Защитные насаждения на песках – данные насаждения укрепляют подвижные пески для использования их под виноградники, сады, бахчи, для выпаса скота. При этом наиболее целесообразен зимний выпас на закреплённых песках.   

Защитные насаждения вдоль железных дорог – применяются в целях защиты их от заноса снегом и мелкозёмом в результате ветровой эрозии.

Лесоразведение – расстояние между лесными полосами достигает от 350-600м. Ширина полезащитных полос не должна превышать 15м. Скоторегулирующие лесополосы создают по горизонталям местности, выше зон размыва; их ширина колеблется от 9 до 15м (на склонах до 2⁰). Всё это позволяет улучшить экологическое состояние агроландшафта и повысить продуктивность угодий. 

 

Соотношение сельскохозяйственных угодий в Саратовской области

Пашня	Пастбище	Сенокос	Многолетние насаждения	Особо охраняемые	Лес, лесополосы
1	2	3	4	5	6
Данные по 1881 году
44%	22%	3%	0,5%	0%	10,5%
Данные по 1999 году
60,9%	15,4%	1,08%	0,1%	0,14%	6,79%
Эволюционный метод трансформации
47,6%	20,8%	2,17%	0,08%	5,5%	8,1%
Метод природных аналогов
45%	35%	3%	2%	5%	10%
Метод математического моделирования
42%	30%	3,5%	1%	3%	12%
Метод оптимизации
50%	25%	2%	1%	5%	12%

 

Вывод: при всех методах соотношение не соответствует оптимальному.

 

Повторная оценка и анализ устойчивости агроландшафта после улучшения

Наименование угодий	Площадь (га)	Относительная площадь угодий, %	Ранг антропогенной преобразованности	Индекс антропогенного преобразования
Сенокос	1372,55	25,46	4	101,84
Пашня	2090,92	38,74	7	271,18
Леса	1520,5	28,2	2	56,4
Пастбище	75	1,35	5	6,75
Овраги	79,3	1,45	10	14,5
Застройки	93,75	1,76	8	14,08
Реки	76,3	1,44	2	2,88
Дороги	82,3	1,6	8	12,8
Итого	5390,62	100		480,43

 

Вывод: антропогенное преобразование территории среднее

 

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

 

№ п. п.		Названия экотона		Длина (м)
1		Граница пашни и пастбищ		30500
2		Граница лесных полос и пастбищ		25000
3		Граница леса и пастбищ		25325
4		Граница оврагов с пашней		3625
5		Граница реки с пашней		550
6		Граница реки с пастбищем		1250
7		Граница реки и леса		7500
8		Овраг с пастбищем		7250
9		Овраг с лесом		7500
10		Овраги с населёнными пунктами		500
11		Река с населёнными пунктами		375
12		Населённые пункты с пашней		800
13		Железная дорога с пашней		200
14		Железная дорога с пастбищем		4750
15		Железная дорога с лесом		12000
	ИТОГО		127125

  

Y= Σ Li/S

Σ Li=127125

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= 127125/ 5390,6250=23,58

Вывод: На данной карте индекс видового разнообразия равен Y=23,58, что соответствует высокому уровню экотонизации, ландшафт стабилен.

 

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	1372,55
2	Пашня	2090,92
3	Леса	1520,5
4	Пастбища	75
5	Овраги	79,3
6	Застройки	93,75
7	Реки и водоёмы	76,3
8	Железная дорога	82,3
	ИТОГО	5390,62

 

Fст = 1372,55 + 1520,5 +75 + 76,3 = 3044,55

F дест = 2090,92 + 79,3 + 93,75 + 82,3 = 2346,27

КЭСЛ 1 = 3044,55 / 2346,27 = 1,29

Вывод: Коэффициент равен 1,29, что означает что ландшафт условно стабилен

 

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 с учётом коэффициентом
Реки и водоёмы	(76,3*0,79)/ 5390,62
Сенокосы	(1372,55*0,62)/5390,62
Пашня	(2090,92*0,14)/ 5390,62
Леса	(1520,5*0,63)/ 5390,62
Пастбища	(75*0,68)/ 5390,62
Овраги	(79,3*0,05)/ 5390,62
Застройки	(93,75*0)/ 5390,62
Дороги	(82,3*0)/ 5390,62
ИТОГО	0,41

 

Вывод: Коэффициент КЭСЛ – 2 равен 0,41 значит ландшафт мало стабилен.

Расчёт коэффициента эрозионной расчленённости территории.

Кэр. = L / Р,

Где L – общая длинна оврагов (в км)

Р – общая  площадь агроландшафта (в км² )

  Оценка коэффициента эрозионной расчленённости территории:

  Менее  0,2 – слабая расчлененность, состояние  напряжённое, ухудшающееся экологическое состояние

  0,21-0,7 –  средняя расчленённость, состояние  напряжённое, ухудшающееся экологическое состояние.

0,71-2,5 – сильная  расчленённость, чрезвычайное экологическое  состояние

Более 2,5 –  очень сильная эрозионная расчленённость, экологическое бедствие.

Вычисление коэффициента эрозионной расчлененности территории

L- 13*0.25=3,25

Р. – 53,9

Кэр = L / Р.= 3,25/53,9=0,06 км/м² 

Вывод: Коэффициент эрозионной расчленённости территории равен 0,06, что соответствует слабой расчленённости и состояние напряжённое, ухудшающееся экологическое состояние.

Расчёт процента защищенности пашни  защитными лесными насаждениями

 

3. Sз. = 30*Н*N*K
4. Z= (Sз/ Sn)* 100%,

Где Sз – площадь пашни, находящиеся под защитой лесных насаждений

30- коэффициент  дальности влияния защитных лесных  насаждений

Н – средняя  высота защитных лесных насаждений (Н=15)

N – длина защитных лесных насаждений (м)

К – коэффициент  конструкции (К=1)

Sn-площадь пашни (м²)

Оценка процента защищённости пашни  лесными насаждениями

Менее 15% - защищённость очень слабая

15-30% - слабая  защищённость

31- 50% - умеренная  защищённость

51-75 % - средняя  защищённость

Более 75 % - высокая  защищённость

Sз = 30*15*5250= 2362500

Z = (2362500 / 2500000)*100=94, 5%

Вывод: Процент защищённости пашни лесными насаждениями равен 94,5%,это соответствует высокой защищённости.

 

Определение степени распаханности  территории 

 

Шкала степени  распаханности 

Процент распаханности территории	Степень распаханности территории	Оценка экологической ситуации
До 10 %	Очень слабая	Удовлетворительное состояние
10-20%	Слабая	Удовлетворительное состояние
21-40%	Умеренная	Напряженное состояние
41-60%	Средняя	Напряженное состояние
61-80%	Сильная	Критическое состояние
Более 80%	Очень сильная	Критическое состояние

 

Вывод: В данном ландшафте процент распаханности территории составляет 38,78, % что соответствует умеренной степени распаханности, экологическое состояние напряженное.

Расчёт экологического влияния  лесополос и сенокосов на окружающие угодья

             Для определения ширины благоприятной экологической зоны вокруг какого – либо угодья по отношению к менее устойчивому угодью существует специальная формула расчёта:

B = ln P * 100/ ln (10/к), где

В – ширина зоны благоприятного экологического влияния (м)

Р – площадь  угодья (га)

К – коэффициент  экологического влияния (для лесополос  – 2,29; для сенокосов – 1,71)

Лесные полосы:

B = in (1520,5)*100/ in (10*2,29) = 405,55

Вывод: Ширина зоны благоприятного экологического влияния составляет для лесных полос – 405,55 м , для сенокосов – 400 м.

Заключение

После оптимизации  на основании проведённых расчётов выясним на сколько процентов увеличился каждый из 9 показателей.

1) Расчет коэффициента Y после оптимизации

20,2 – 100

23,58 – х        х = 116,73%

Следовательно Y увеличился на 116,73 %

2) Расчёт коэффициента КЭСЛ 1 после оптимизации

0,28 – 100

1,29 – х           х = 460,7 %

Следовательно КЭСЛ 1 увеличился на 460,7%

4.   Расчёт коэффициента КЭСЛ 2 после оптимизации

0,24 – 100

0,41 – х         х = 170,83%

Следовательно КЭСЛ 2 увеличился на 170,83 %

5. Расчёт коэффициента эрозионной расчленённости после оптимизации

0,52 – 100

0,06 – х      х = 11,53 %

Следовательно коэффициент эрозионной расчлененности увеличился на 11,53 %.

6. Расчёт коэффициента распаханности территории после оптимизации

73,1 – 100

38,78 – х     х = 53,05%

Следовательно коэффициент увеличился на 53,05 %

7. Расчёт коэффициента защищённости пашни защитными лесными насаждениями после оптимизации

21,4 – 100

94,5 – х         х = 441,5 %

Следовательно коэффициента увеличился на 441,5 %

8. Расчёт коэффициента экологического влияния лесополос и сенокосов на окружающие угодья после оптимизации

Лесополосы 440 – 100

                     405,55-  х       х = 92,17 %

Сенокос 311,11 -100

                    400  - х         х = 128,57 %

Следовательно коэффициента увеличился на 92,17 % для  лесополос, и 128,57 % для сенокосов.

9. Расчёт коэффициента антропогенной преобразованности после оптимизации

 

  611,6 –  100

   480,43 – х       х = 78,55%

Следовательно коэффициента увеличился на 78,55 %.