авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 |

Мониторинг антропогенной нагрузки и деградационных процессов земель сельскохозяйственного назначения ставропольского края с использованием геоинформационных т

-- [ Страница 1 ] --





На правах рукописи

ЦЕЛОВАЛЬНИКОВ

АЛЕКСЕЙ СЕРГЕЕВИЧ

МОНИТОРИНГ аНТРОПОГЕННОЙ НАГРУЗКИ И

ДЕГРАДАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ ЗЕМЕЛЬ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ

СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ с использованием

геоинформационных технологий

25.00.26 землеустройство, кадастр и мониторинг земель

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата географических наук

Москва 2010

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Государственный университет по землеустройству» на кафедре Землепользования и кадастров

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор

Клюшин Павел Владимирович

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор

Разяпов Анвар Закирович

(Национальный исследовательский

технологический университет

«МИСиС», г. Москва)

доктор географических наук,

профессор

Братков Виталий Викторович

(Московский государственный университет

геодезии и картографии, г. Москва)

Ведущая организация: ФГОУ ВПО «Новочеркасская государственная мелиоративная академия» (г. Новочеркасск)

Защита состоится «28 декабря» 2010 г. в «1400» часов на заседании диссертационного совета Д 220.025.03 при ФГОУ ВПО «Государственный университет по землеустройству» по адресу: 105064, Москва, ул. Казакова, д. 15,  конференц-зал). Тел. (499) 261-49-63, факс (499) 261-95-45.

С диссертацией можно ознакомиться в научном отделе библиотеки ФГОУ ВПО «Государственный университет по землеустройству».

Автореферат диссертации размещен на сайте университета: http://www.info@guz.ru «______________» 2010 г.

Автореферат разослан «______» _______________ 2010 года

Ученый секретарь

диссертационного совета Соколова Т.А.

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. В настоящее время Ставропольский край является одним из крупнейших производителей и переработчиков сельскохозяйственной продукции, а сельскохозяйственные угодья занимают 87% от общей площади края. На долю Ставропольского края приходится 7,0% производства зерна пшеницы России. Общая площадь земель краевого земельного фонда составляет 6,6 млн. га. Вместе с тем на землях сельскохозяйственного назначения края отмечается высокая антропогенная нагрузка, виды, объемы и сроки которой, с современных экологических позиций привели к деградации сельскохозяйственных угодий. Так, в крае площадь солонцовых почв составляет около 700 тыс. га. Кроме этого 1370 тыс. га засоленных земель и 857,3 тыс. га земель, подверженных осолонцеванию. Уже к 2001 году площадь пашни, отнесенная к эрозионно-опасной (подверженная водной эрозии) составила 1830,6 тыс. га, или 47% от общей площади пахотных земель края, а площадь дефляционно-опасной пашни (ветровая эрозия) – превысила 3424 тыс. га или 87% площади пашни. Площадь оползневых земель в крае составляет 54,3 тыс. га, 770 тыс. га мелиорированных земель находится в неудовлетворительном состоянии. Площадь пастбищ сократилось на 7,8 тыс. га, площадь сельскохозяйственных угодий на 42,2 тыс. га. Необходим постоянный контроль за деградационными процессами, потому что они не снижаются из-за высокой антропогенной нагрузки. Для этого требуется создание обширной пространственной и тематической информационной базы по всем категориям земель. Для этого нужно использовать современные географические и земельные информационные технологии.

Состояние изученности вопроса. Существенный вклад в разработку научно-методических основ рационального природопользования внесли ученые: Вальков В.Ф., Варламов А.А., Вершинин В.В., Волков С.Н., Клюшин П.В., Ковда В.А., Конокотин Н.Г., Куприченков М.Т., Неумывакин Ю.К., Полуэктов Е.В., Рябов Е.И., Трухачев В.И., Туктаров, Б.И., Цыганков А.С., Чешев А.С., Шальнев В.А. и многие другие. Работы данных авторов представляют большую научную ценность, но вместе с тем состояние земельных ресурсов продолжает ухудшаться, что вызывает необходимость дальнейших разработок научно-методических исследований и рекомендаций по данному вопросу, что и обусловило выбор и актуальность темы, а также определило цели и задачи исследования.

Объектом исследования являются земли сельскохозяйственного назначения Ставропольского края при административном делении территории.

Предмет исследования – антропогенная нагрузка и деградированные земли сельскохозяйственного назначения Ставропольского края, на основе анализа и оценки пространственной структуры по районам края, их природно-ресурсного потенциала с использованием ГИС-технологий.

Цель исследований – анализ и оценка состояния земель сельскохозяйственного назначения Ставропольского края с применением ГИС-технологий для систем адаптивно-ландшафтного земледелия. В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:

  1. Разработать методику оценки состояния деградации земель в зависимости от различных антропогенных факторов.
  2. Провести полевые исследования, а также обработать материалы космоснимков для выявления площадей антропогенной нагрузки и деградированных земель по районам края.
  3. Научно обосновать причины деградационных процессов в зависимости от почвенно-климатических и антропогенных факторов на изучаемой территории.
  4. На основе использования ГИС-технологий научно обосновать интенсивность проявления и развития различных видов деградационных процессов в районах региона.
  5. Смоделировать с помощью ГИС-технологий изменение коэффициента экологической стабилизации земель сельскохозяйственного назначения при выводе из состава пашни.
  6. Создать банк географической и атрибутивной информации по районам региона в виде электронных карт и атласов.

Теоретико-методологическую основу исследования составляют общенаучные методы: полевые исследования, описательный, сравнительный, статистический, системный анализ, моделирование, картографический и фотофиксация. Методология исследований базируется на системе общих принципов и подходов: комплексного, интегрального, системного и экологического, а также ландшафтного, как части географического и территориального.

Исходные материалы и методы исследования. Оценка деградированных земель сельскохозяйственного назначения осуществлялась на основе анализа топографических карт и орбитальных снимков, полученных со спутников Ресурс Ф-1 и Landsat-7 в 1990, 2000 и 2005 гг., фондовых картографических материалов ландшафтного и территориального картирования территории Ставропольского края, Ставропольского государственного аграрного университета, Ставропольского государственного университета, Ставропольского НИИСХа, СтавропольНИИгипрозема, Комитета по земельным ресурсам Ставропольского края, Агрохимического центра «Ставропольский», Государственного университета по земелеустройству и собственных исследований совместно со многими сотрудниками и организациями отражающих состояние сельскохозяйственных угодий за этот же период.

Научная новизна работы. Впервые осуществлена комплексная оценка земель сельскохозяйственного назначения в зависимости от антропогенной нагрузки и деградационных процессов по районам Ставропольского края с применением методов и технологий геоинформационных систем (ГИС):

  • разработана методика оценки деградации земель сельскохозяйственного назначения в зависимости от различных антропогенных факторов.
  • разработана структура банка данных содержащих информацию для анализа земель сельскохозяйственного назначения по районам региона;
  • созданы разномасштабные электронные карты антропогенной нагрузки и деградированных земель сельскохозяйственного назначения по районам края;
  • научно обоснованы интенсивность проявления и развития различных видов антропогенной нагрузки и деградационных процессов в районах региона.
  • смоделировано изменение коэффициента экологической стабилизации земель сельскохозяйственного назначения при выводе из состава пашни.
  • на основе изучения результатов полевых обследований и данных дистанционного зондирования, обработанных с помощью геоинформационных систем, составлены тематические карты и атласы антропогенной нагрузки и деградированных территорий по районам края.

Практическая значимость. Полученные материалы и рекомендации могут быть использованы при организации земель сельскохозяйственного назначения. Составленные мелко-, и среднемасштабные электронные карты используются различными организациями Ставропольского края для разработки мероприятий по рациональному эколого-ландшафтному использованию земельных угодий. Созданные электронные тематические карты, отражающие место антропогенной нагрузки и эрозионных процессов в формировании природных комплексов, могут быть рекомендованы для использования: при получении обобщенных представлений о проблемах перераспределения трудовых ресурсов и оптимизации сельскохозяйственного, транспортного, лесохозяйственного, водохозяйственного и туристско-рекреационного использования территории, а также дальнейшего планирования и разработки природоохранных мероприятий и установления системы территориального мониторинга земель.

Личный вклад автора. В основу диссертации положены научные исследования автора, проведенные в соответствии с Государственным планом исследований и целевыми комплексными общероссийскими научно-исследовательскими программами (04.04. и 06.02.03.). Краевая программа «Мониторинг плодородия земель сельскохозяйственного назначения Ставропольского края (2002-2005 гг.)», утверждённой постановлением Губернатора Ставропольского края от 22.08.2001 г. № 499, и ведомственной «Повышение плодородия земель сельскохозяйственного назначения Ставропольского края на 2006-2008 годы», утверждённой приказом министерства сельского хозяйства Ставропольского края от 15.12.2005 г. №274. Федеральная целевая программа «Сохранение и восстановление плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения и агроландшафтов как национального достояния России на 2006-2010 годы» (Утверждена Постановлением Правительства Российской Федерации от 20 февраля 2006 г., № 99) и Закон Ставропольского края «Об обеспечении плодородия земель сельскохозяйственного назначения в Ставропольском крае» (Закон Ставропольского края от 15.05.2006).

На защиту выносятся следующие материалы и положения:

  1. Методика оценки деградации земель сельскохозяйственного назначения в зависимости от различных антропогенных факторов.
  2. База данных по антропогенной нагрузке и деградации земель сельскохозяйственного назначения Ставропольского края по районам разработанная с помощью географических информационных технологий.
  3. Картографические модели антропогенной нагрузки и деградированных земель сельскохозяйственного назначения по районам края;
  4. Временные характеристики интенсивности проявления и развития различных видов антропогенной нагрузки и деградационных процессов в районах региона в зависимости от геолого-геоморфологических, климатических, биотических, антропогенных факторов и их сочетаний.
  5. Модель изменения коэффициента экологической стабилизации земель сельскохозяйственного назначения при выводе из состава пашни.
  6. База данных тематических карт и атласов антропогенной нагрузки и деградированных земель сельскохозяйственного назначения по районам края.

Апробация работы и публикации. Основные положения диссертации доложены и опубликованы по результатам научно-практических конференций ФГОУ ВПО «Ставропольский государственный аграрный университет» в 2007–2009 гг., «Состояние и перспективы развития агропромышленного комплекса Южного федерального округа» (Ставрополь, 2008), на научно-практической конференции ФГОУ ВПО «Государственный университет по землеустройству» (Москва, 2010), на научной конференции «Земля и почвы России: проблемы и надежды» общественной организации Международной академии информатизации (Москва, 2010).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 научных статей, в том числе 2 статьи в журналах, входящих в перечень ВАК РФ.

Реализация результатов исследования. Производственная проверка и внедрение результатов исследований проведены в течение 2009 г. Ставропольского края в Труновском муниципальном районе на площади 83,6 тыс. га с общим экономическим эффектом 9 млн. руб. и СПК колхозе «Штурм» Красногвардейского района на площади 4382 га с общим экономическим эффектом 3 млн. руб.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 241 страницах машинописного текста и состоит из ведения, пяти глав, выводов, библиографический список включает 211 наименования, в том числе 12 иностранных, а так же 57 рисунков, 28 таблицы и 23 приложений.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

  1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ ПРИ

МОНИТОРИНГЕ АНТРОПОГЕННОЙ НАГРУЗКИ И

ДЕГРАДАЦИИ ЗЕМЕЛЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО

НАЗНАЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ

В главе приведен литературный обзор состояния эрозионные процессов как в Российской Федерации, так и Ставропольском крае, которые остаются одним из главных источников потерь ресурсов плодородия почвы и урожая, ухудшения окружающей среды. Проведено обоснование основополагающих положений концепции, таких как теоретические подходы и методические оценки деградационных процессов, подробно раскрыты проблемы борьбы с деградацией земельных ресурсов с использованием дистанционных методов и ГИС-технологий при оценке агроландшафтов. Ущерб, наносимый эрозией, заключается не только в смыве почвы, переносе эродированного материала, но и в значительных потерях питательных элементов почвы, особенно кальция и фосфатов, то есть элементов, которые преимущественно определяют окультуренность и плодородие почвы. По обобщенным данным Росземпроекта, в результате только водной эрозии ежегодно из пахотного слоя вымываются почти 1,5 млрд. т плодородного слоя, что равносильно потере 18-20 млн. т питательных веществ. В районах распространения ветровой эрозии ежегодно с 1 га выносится от 60 до 140 т почвенного материала. Процессы эрозии не только ухудшают свойства конкретных почв, но и усложняют структуру почвенного покрова в целом и усиливают его контрастность. Последнее связано не только со смывом и выдуванием, но и с аккумуляцией почв. Площадь ареалов при переходе от несмытых почв к слабосмытым уменьшается в 2-3 раза, а к среднесмытым – в 4-7 раз. Это свидетельствует о деградации почвенного покрова, усилении его фрагментарности и повышении трудностей обработки почвы (Варламов А.А., 1991, 2004;Волков С.Н., 1999; Клюшин П.В., 2001, 2002, 2003, 2001, 2007, 2009, 2010; Ковда В.А., 1984; Комов Н.В., 1999; Купчиненко, 2001; Лопырев М.И., 1989; Полуэктов Е.В., 1990, 1995; Субрегиональная…, 2001; Цибулька Н.Н., 2005; Чешев А.С., 2002).

Систематический контроль воздействия различных негативных факторов на земельные ресурсы, позволит повышать плодородие почв, разрабатывать и реализовывать эффективные мероприятия по устранению деградации почв и загрязнения земель, главная цель которых – не допустить дальнейшего снижения плодородия почв, реализовать ряд приоритетных направлений. В целях ликвидации создавшихся негативных явлений необходимо прежде всего создать механизмы стимулирования сохранения и повышения плодородия почв с компенсацией государством затрат на эти мероприятия за счет земельного налога и арендной платы за землю (Российская Федерация. Конституция…, 2001; О землеустройстве…, 2001; Российская Федерация… Об утверждении…, 2002; Российская Федерация.... О гос… контроле, 2002; Российская Федерация… «Об охране…, 2004; Российская Федерация…Фед. закон № 221, 2007; Российская Федерация…Зем. кодекс…, 2009; Российская Федерация... О гос. кадастре…, 2009; Баранович Д.А., 2004; Варламов А.А., 2004;Волков С.Н., 1992; Волков С.Н., 1999; Лойко П.Ф., 1998; Сборник законодательных…, 2007; Смольянинов В.М., 2006).

Космические снимки высокого разрешения позволяют решать задачи исследования гидрологического режима почв, установления источников и границ обводнения, выделения (по косвенным признакам) ареалов распространения различных видов растений. Данные дистанционных измерений помогают следить за состоянием естественных угодий, пастбищ и сенокосов, выявлять и контролировать развитие эрозионных процессов, и вырабатывать противоэрозионные мероприятия. Таким образом, начавшееся активное внедрение методов решения задач с помощью данных дистанционного зондирования, поднимает сельскохозяйственное производство на качественно новый уровень. Космические снимки позволяют в режиме, близком к реальному времени, получать достоверную информацию на обширные территории с высокой степенью детализации. По спутниковым данным после математической обработки можно строить точные карты землепользования. Наборы последовательных снимков дают возможность оценить изменения в использовании земель и одновременно дать прогноз продуктивности сельскохозяйственных культур (Андреянов Д.Ю., 2006; Каторгин И.Ю., 2002, 2003; Клюшин П.В. и др., 2007; Конокотин, Н. Г., 2001; Кулешов Л. Н., 2001; Ломакин, С.В. 2007; Мамаев С.А., 2008; Неумывакин Ю. К., 2001; Новиков А.А., 2007; О геодезии и карт…, 1996; Пронин, В. В. 1999, 2001; Середович В.А., 2006).

2. почвенно-климатическая характеристика РЕГИОНА ИССЛЕДОВАНИЙ, Методика ОЦЕНКИ антропоГЕННОЙ

НАГРУЗКИ И ДЕГРАДАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ

В Ставропольском крае на 1 января 2009 года земли сельскохозяйственного назначения занимают более 92% площади – 6,1 млн. га. Из них сельскохозяйственных угодий – земельных угодий, систематически используемых для получения сельскохозяйственной продукции – 5,7 млн. га или 92,6% от площади земель сельхоназначения. В структуре сельскохозяйственных угодий наибольший удельный вес занимает пашня – 69,4% или 3,9 млн. га. На значительной территории сельхозугодий – 29,8% или 1,7 млн. га – расположены естественные кормовые угодья. Из них 1,6 млн. га – пастбища (28,0% площади сельхозугодий), 102,6 тыс. га – сенокосы (1,8%). И небольшие площади занимают многолетние насаждения и залежь – соответственно 28,2 и 14,6 тыс. га или 0,5 и 0,3% от площади сельхозугодий.



Pages:   || 2 | 3 | 4 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.