Аннотация: Продолжение книги Экологическая оптимизация агролесоландшафтов
1.2. Ландшафтное планирование в агролесомелиорации
Идея разработки ландшафтного направления в агролесомелиорации принадлежит Е.С. Павловскому. Во ВНИАЛМИ применение аэрокосмических методов (АКМ) в агролесомелиорации начато с 1979 г. В 1982-1986 гг. В.И. Петровым и К.Н. Куликом АКМ применялся для фитоэкологической оценки и агролесомелиоративной классификации пастбищ. С 1986 г. создается лаборатория аэрокосмических методов под руководством К.Н. Кулика. С 1985 по 1992 г. разработаны теоретические основы и технология применения АКМ в агролесомелиорации (Петров, Кулик, 1985; Кулик, Петров, 1991; Рекомендации по применению аэрокосмических методов в агролесомелиорации, 1991 и др.). В 1993-1998 гг. Е.С. Павловским, К.Н. Куликом, А.С. Рулевым и К.И. Зайченко разработаны методологические основы ландшафтной лесомелиорации.
Основы агролесомелиоративного адаптивно-ландшафтного обустройства водосборов разработаны во ВНИАЛМИ (1994). При использовании АКС при зонировании агролесоландшафтов важно иметь шкалы экологического зонирования. Они разработаны Б.В. Виноградовым (1988), биологические критерии выделения зон экологического бедствия - Б.В. Виноградовым с соавторами (1993). Б. В. Виноградов и К.Н. Кулик с соавторами для составления изолинейных динамических карт применили метод математико-картографического моделирования (МКМ) и технологии Delta data analisis. Изолинейные карты растительности и других компонентов экосистем проведены ППП программ Surfer Куликом, Свинцовым, Рулевым, Зайченко во ВНИАЛМИ.
Применение ГИС-технологий в агролесомелиорации началось сравнительно недавно в лаборатории ландшафтного планирования и аэрокосмических методов ВНИАЛМИ (Агролесомелиорация в ХХ веке, 2001).
Е.С. Павловский считает, что агролесомелиорация - это прежде всего агроландшафтная лесомелиорация, основной целью которой является экологическое и социальное благоустройство земель агросферы, направленное на улучшение условий труда людей в процессе увеличения национального богатства при одновременном сохранении качества окружающей среды. Для реализации этой идеи в 1993 г. на базе лаборатории дистанционных методов изучения aгроландшафтов был создан отдел ландшафтного планирования ВНИАЛМИ.
Основной задачей агролесомелиорации является оптимизация лесистости аграрных территорий с доведением площадей искусственных насаждений до пределов, обеспечивающих достижение максимальной продуктивности агропромышленного производства при соблюдении нормативов охраны окружающей среды от негативных последствий антропогенной деятельности (Павловский, 2000).
Ведущим принципом проектирования агролесомелиоративных мероприятий должен быть ландшафтно-экологический, при котором размещение защитных лесных насаждений отвечает прежде всего особенностям почвенно-климатических условий и рельефа территории. На первое место выступает побассейновая организация использования агроземель. Создание агролесоландшафта в бассейне подчиняется задачам снижения или полного устранения деградационных процессов, сохранения и повышения плодородия почвы, достижения наивысшей (по допустимым экологическим допускам) продуктивности.
Работами лаборатории впервые обосновывается и развивается новое направление в агролесомелиоративной науке - агролесомелиоративное картографирование. В период с 1986 по 1992 гг. разработаны теоретические основы и технология применения аэрокосмической фотоинформации в агролесомелиорации, создана база данных для оперативного поиска аэрокосмической и картографической информации. Данная разработка значительно ускоряла поиск необходимой информации и резко повышала эффективность научных исследований. Для оценки процесса деградации почвенного и растительного покрова вследствие дефляции предложена интегральная шкала критериев, включающая четыре уровня развития этого процесса. Это позволило осуществлять контроль за состоянием природной среды, планировать и применять эффективные меры по восстановлению деградированных участков. Разработанный метод изолинейного компьютерного картографирования динамичных и статичных компонентов ландшафтов дал возможность оперативно вырабатывать стратегию и тактику фитомелиоративных работ и, в первую очередь, в наиболее экологически напряженных районах. Получены количественные и качественные показатели динамики деградации почвенного и растительного покрова, его восстановления под влиянием фитомелиорации и разработан прогноз развития дефляции, что дало возможность принять срочные организационно-мелиоративные меры по предотвращению процессов лавинообразного опустынивания в Прикаспийском регионе (Агролесомелиорация..., 2001).
Разработана картографо-математическая модель функционирования нарушенных аридных экосистем, которая позволяла в сжатые сроки определять предельно допустимые антропогенные нагрузки на них и обосновывать рамки хозяйственного использования этих "хрупких" ландшафтов.
На основе методологии ландшафтной агролесомелиорации разработана концепция адаптивно-ландшафтного обустройства деградированных земель, в которой использованы как традиционные, так и новейшие технологии восстановления и сохранения ландшафтного и биологического разнообразия. Ключевым звеном адаптивно-ландшафтного обустройства деградированных сельскохозяйственных земель является агролесомелиоративная обустроенность территорий, которая должна стать императивом идеологии природопользования XXI века (Агролесомелиорация..., 2001).
В. Н. Виноградов пишет (1988), что за периодом гидрологической и химической мелиорации непременно наступит период интенсивной агролесомелиорации, так как именно она является одним из очень немногих средств восстановления экологического и биологического равновесия. Именно поэтому агролесомелиорация является важнейшей составляющей ландшафтного планирования территории. Ландшафтная агролесомелиорация - один из путей стабилизации эколого-ресурсного потенциала территорий и деградации земель (Агролесомелиорация..., 2001).
Позиционно-динамическая структура по Г.И. Швебсу, П.Т. Шищенко имеет следующий таксономический ряд ландшафтных территориальных единиц: ландшафтная полоса - ландшафтный ярус - парадинамический район (Экологическая оптимизация ландшафта, 1987). Ландшафтная полоса - группа фаций, имеющих общее положение относительно линий изменения градиентов интенсивности горизонтальных потоков. Ландшафтные ярусы - группа геоморфологически сопряженных ландшафтных полос, имеющих примерно общее высотное положение относительно гипсометрических рубежей.
Классификация земель включает следующие территориальные единицы: приводораздельный, присетевой и гидрографический земельные фонды.
На основе вышеизложенных положений А.С. Рулевым (Агролесомелиорация..., 2001) разработана классификация ландшафтной катены водосборного бассейна, включающая ярусы 1-3 и полосы 2.1-3.2: 1 - плакорный, 1.1 - водораздельная; 2 - склоновый, 2.1 - приводораздельная, 2.2 - присетевая; 3 - долинный, 3.1 - гидрографическая суходольная, 3.2 - гидрографическая.
Тем не менее с 1892 г., когда положение "Об оптимальном соотношении угодий" было высказано В.В. Докучаевым, и до настоящего времени вопросы оптимизации и сохранения режимов природно-антропогенных степных геосистем на структурно-функциональном уровне практически не решены ни в теоретическом, ни в производственном плане (кроме особо охраняемых территорий: заповедников, заказников, памятников природы и т.п.).
Вместе с тем многовековой опыт хозяйственного использования территории степной зоны России показал, что менее подвержены воздействию деструктивных процессов ландшафты, в латеральной структуре которых до 40 % площади занимают локальные геосистемы буферного типа природного генезиса (лесные, луговые, болотные, озерные, речные и др.). Они выполняют роль экологического каркаса, стабилизируя и предотвращая деградационные процессы сельскохозяйственных земель. При отсутствии названных морфоструктурных элементов для достижения аналогичного природоохранного эффекта их роль в том же площадном и функциональном объеме должны выполнять локальные (элементарные) геосистемы антропогенного генезиса (защитные лесонасаждения, кустарниковые кулисы, полосы и другие участки сеяных многолетних трав и др.).
В действующих инструкциях и наставлениях подробно освещены технологии создания и эксплуатации защитных насаждений России. Особо подчеркнуто, что ведущим принципом их проектирования и внедрения является адаптивно-ландшафтный (эколого-геоморфологический), обеспечивающий оптимальное соответствие условиям роста и развития насаждений конкретной геоморфологической основы, почв, элементов микроклимата, водного и ветрового режимов.
Адаптивно-ландшафтный принцип в первую очередь учитывает особенности морфоструктурного строения рельефа земной поверхности, которая характеризуется сочетанием различных морфоскульптур и образует геоморфологически сопряженный ряд экосистем, т.е. природный ландшафт. Этот подход к ландшафтному проектированию систем ЗЛН позволит создавать более совершенную экологическую инфраструктуру агроландшафтов, приближенную к естественной морфоструктуре ландшафтов.
Анализ процессов на основе концепции катены (Агролесомелиорация..., 2001) позволил выяснить вид, интенсивность и действие латеральных процессов, ведущих к образованию цепи закономерно сменяющих друг друга ландшафтных единиц (фаций, урочищ, местностей) от водораздела вниз по склону к подножию до дна долины. Каждая катена состоит из морфологических единиц, которые распознаются в соответствии с реакцией их на геоморфологические и почвенные процессы. При этом главным является не расположение в цепи, а пространственная связь, осуществляемая в ходе процессов.
Таким образом, эрозионно-аккумулятивный процесс приводит к образованию ландшафтной катены. Это означает, что на расчлененных долинно-балочной и овражной сетью водосборах агроландшафты имеют моновекторное соединение, которое обусловлено латерально действующими процессами. В связи с этим ландшафтные структуры приобретают каскадный характер и их главным звеном становится склоновая катена.
Реализация структурной модели агролесомелиоративного обустройства сельскохозяйственных ландшафтов позволит разработать систему управления процессами восстановления деградированных агроландшафтов. По мнению К.Н. Кулика и А.С. Рулева (Агролесомелиорация..., 2001), систему управления процессами восстановления деградированных агроландшафтов должны входить три блока: информационный - картографо-аэрокосмический мониторинг и компьютерные технологии хранения и обработки информации; блок принятия решений по управлению процессами деградированных земель - прогнозирование деградационных процессов и принятие фитоагролесомелиоративных решений; блок реализации решений - адаптированные агролесомелиоративные технологии восстановления земель в различных почвенно-климатических зонах.
Таким образом, как показал анализ, агролесомелиоративное обустройство земель должно учитывать следующие принципиальные положения.
--
Агролесоландшафт и его структурно-геоморфологическая выраженность в географическом пространстве имеют общие и четкие границы.
--
Агролесоландшафт практически размещается в геоботаническом районе с определенной флорой.
--
Агролесомелиоративное обустройство должно учитывать катенарную дифференциацию ландшафтов.
--
"Островные" ландшафтные структуры водораздельных поверхностей в степи служат форпостами более северных ландшафтов ("правило предварения") и поэтому должны агролесомелиоративно обустраиваться в первую очередь, так как здесь наиболее эффективно и ускоренно можно восстановить квазиестественный режим степи.
--
Наиболее оптимальными морфологическими единицами для агролесомелиоративной обустроенности сельскохозяйственных ландшафтов должны стать таксономические звенья в ранге местностей, урочищ и водосборов. Агролесомелиоративное обустройство позволит их трансформировать в агрокомплексы, адекватные морфоструктуре природного ландшафта, тем самым сохранить биопродуктивность земель и провести ускоренную экологическую реставрацию квазиестественных режимов лесостепи, степи и полупустыни (Агролесомелиорация..., 2001).
Интересным является классический опыт ландшафтного планирования, применяемый в Германии с 70-х годов. При разработке методики в Германии исходят из положения о том, что ландшафтное планирование является инструментом организации экологически целесообразной жизнедеятельности общества. Главная его цель - обеспечение гарантий долговременной работоспособности природного потенциала. Ландшафтный план должен обеспечить сохранение сложившегося комплексного взаимодействия природных сред, включая биотические компоненты, со всем свойственным им многообразием физических, химических и биологических процессов. Территориально планирование охватывает как заселенные, так и свободные пространства, то есть полем его действия является ландшафт в целом при учете всего многообразия потребностей общества к его использованию.
Ландшафтное планирование в Германии осуществляется в разных масштабах (табл. 3) и по пространственным уровням согласуется с общим территориальным планированием. Важнейшим принципом является преемственность целевых установок по вертикали с одновременной конкретизацией задач, мероприятий и требований при переходе от высшего планового уровня (ландшафтных программ) к низшему (ландшафтным планам и ниже). В состав ландшафтного плана входит серия карт (оценка природных сред, цели развития, интегральная цель развития территории и практические мероприятия по достижению этих целей) и сопровождающий текст.
Таблица 3.
Соотношение ландшафтного и общего территориального планирования в Германии.
Административная единица
Общее
планирование
Ландшафтное планирование
Масштабы планирования
Земля
Программа пространственной организации
Ландшафтная программа
1:500 000 - 1:200 000
Округ
Региональное планирование
Рамочный ландшафтный план
1:50 000 - 1:25 000
Община
План использования земель
Ландшафтный план
1:10 000 -
1:5 000
Часть территории общины
План застройки
План озеленения
1:2 500 -
1:1 000
После согласования и утверждения этих документов они становятся нормативным документом различной степени обязательности для физических и юридических лиц в зависимости от соответствующих законов федеральных земель.
В Германии особое внимание уделено процессу осуществления ЛП, где каждый шаг планирования в каждой земле расписан законодательно. Процесс ЛП включает в себя ряд обязательных этапов, которые в обобщенном виде включают процедуры составления, согласования и выполнения плановых документов. Длительность цикла - более 15 лет.
По инициативе Института географии СО РАН работы по созданию технологии экологически ориентированного планирования землепользования (ландшафтного планирования) применительно к условиям России начались в Ольхонском районе в Прибайкалье. План экологически ориентированного землепользования для района являлся рамочным. Его основное назначение - определить основные ориентиры устойчивого социально-экономического развития с учетом достаточно полных и жестких экологических ограничений (Экологически ориентированное планирование..., 1998).
План выполнялся в масштабе 1:200 000 и предусматривает 5 этапов:
--
инвентаризационный, включающий сбор и обобщение всей доступной информации о природной среде территории, ее социально-экономических условиях, структуре и особенностях землепользования;
--
оценочный, направленный на оценивание характера, степени использования земель и современных природных условий территории планирования в категориях значения и чувствительности;
--
разработку целевых концепций использования природных ресурсов для отдельных природных сред;
--
разработку интегрированной целевой концепции землепользования;
--
составление концепции основных направлений действий и мероприятий.