logo
агроэкологический моиторинг, курс лекций

Базовая схема районирования космического аграрнопромышленного мониторинга юга центральной сибири

Проведенные Международные конференции по охране окружающей среды в Рио-де-Женейро в 1992г и по устойчивому развитию в Йохансбурге (Рио+10) в 2002г указали на кризисное состояние взаимоотношений между цивилизацией и природной средой. На повестку дня все острее встают вопросы сбалансированного взаимодействия человека и природы, где основными становятся вопросы ландшафтного планирования.

С целью уменьшения затрат на получение продукции и снижения уровня техногенного воздействия на ландшафт в России для ведения устойчивого производства в отраслях сельского хозяйства повсеместно стремятся адаптировать не только сорта различных сельскохозяйственных культур к определенным биоклиматическим условиям путем традиционной селекции, но и технологии возделывания культур. Применение вместо плужной вспашки нулевой обработки почвы (посев зерновых и зернобобовых по стерне) или использование минимальной почвообработки (замена плуга дискованием и культивацией) без учета агроэкологических условий произрастания культур в сельскохозяйственной зоне юга Центральной Сибири (Красноярский край) не всегда экономически оправдано. Во первых, происходит снижение урожайности культур на 25-50%, во-вторых, применение энергонасыщенных тракторов мощностью до 500л.с. и более ведет к переуплотнению подпахотного горизонта (изменение агрегатного сложения и снижение влагоудерживающей способности почв), в третьих, увеличивается засоренность посевов, поскольку преобладают лесостепные, подтаежные и таежные ландшафты и они не отдалены друг от друга, а соседствуют и взаимно переходят отдельными (агро)геосистемами один в другой, в четвертых, для химической прополки сорняков применяют очень высокие дозы и большие объемы ядохимикатов, что в отдельные годы ведет к потере плодородия, в пятых, снижение плодородия почв требует увеличения объемов внесения удобрений для увеличения продуктивности земель.

Отделением земледелия Россельхозакадемии положительно воспринята парадигма ландшафтного планирования, согласно которой необходимо конструировать экологически и экономически сбалансированные высокопродуктивные и устойчивые агроландшафты и проектирование агротехнологий, максимально адаптированные к местным условиям.

В наших представлениях парадигма ландшафтного планирования имеет некоторые отличия, от той, что приведена выше. Как правило, проект предшествует конструкции, проект – это идея, воплощенная на бумаге или в таблице на мониторе компьютера. В свою очередь, конструкция – это уже объект идеи, выполненный на бумажном или электронном носителе и имеющий инженерные расчеты.

Под проектированием понимаем выделение на сельскохозяйственной территории по аэрокосмическим снимкам агроландшафтов и агромассивов как системы земель, имеющие достаточный потенциал плодородия и возможностей увеличения их продуктивности с помощью биологических способов восстановления плодородия почв, а также других приемов и методов, позитивно влияющих на экологическое состояние агрогеосистем .

Конструирование предусматривает организацию системы земель для агропроизводства и управление продукционным процессом при помощи аграрных технологий земледелия и кормопроизводства.

К проектированию относится агроландшафтное и агроэкологическое картографирование. Конструирование агроландшафтов подразумевает создание специальных тематических карт (функциональное зонирование аграрных территорий) для применения подсистем земледелия и кормопроизводства – почвообработки, севооборотов, удобрений, средств защиты растений, машин, орудий и уборки урожая.

На сегодняшний день ландшафтное и природно-сельскохозяйственное районирование территории юга Центральной Сибири в малой степени претерпело изменение характеристики аграрной территории по биоклиматической концепции зональности и азональности климата. Это отмечается у лесоводов и почвоведов, когда выделяется природный округ в границах географической или геоморфологической провинции и при этом дается характеристика по природной зоне – северная или южная лесостепь, равнинная или горная подтайга и т.д..

Переход современного земледелия от зональной к адаптивной системе земледелия и более прогрессивной - прецизионной (точной) системе, обусловили необходимость вычленить (разделить) аграрную территорию Центральной Сибири и провести ее дифференциацию в пределах агроландшафтных провинций, округов (систем агроландшафтов), а также районов (система агроландшафтов), местностей (агроландшафтов) и групп урочищ (агромассивов) в рамках современного ГИС-картографирования и районирования земель с использованием космических снимков. Агроэкологическое районирование позволяет определить специализацию земель агроландшафтов по их плодородию и рекомендовать экономически выгодную специализацию агропроизводства для сельскохозяйственной (ландшафтной) провинции и округа.

Разделение аграрной территории проводили структурно-геоморфологическим (аграрно-структурным) методом (СГМ) дешифрирования аэрокосмических снимков с использованием технологий геосистемного и экологического картографирования агроландшафтов. Понятием картографирования является выделение и нанесение информации с аэрокосмоснимков и тематических карт на топографическую основу.

Обращение к геоморфологическому картографированию и районированию как основы выделения геосистем не является абсолютной новизной, поскольку еще в трудах Аболина [1914] в понятии эпигенитеческого ландшафта находим ведущую роль орографии местности в формировании климата и геохимических потоков в общей динамике и генерации энергии. На планетарном уровне комплексная ландшафтная оболочка Земли по Н.А.Аболину [1914], которая в связи с широтной зональностью распадается на «эпизоны», на региональном уровне – на эпигенетические морфоструктуры физико-географических областей и провинций. Геологическая история развития территории, характеризующая «литогенную основу» - структуру горных пород, тектоническое строение и орографию приводит к формированию «эпиобластей». В каждой эпиобласти, в зависимости от разнообразия физико-географических условий, формируются различные «эпитипы», в основе которых находятся неделимые, однородные территориальные единицы «эпиморфы».

Сущность структурно-геоморфологического метода заключается в ступенчатом дешифрировании аэрокосмических снимков различного разрешения (масштаб) по выяснению агроландшафтного устройства территории:

1)разрешение 500-1000м – физико-географическая область, сельскохозяйственная провинция;

2)разрешением 200-300м – агроландшафтный (сельскохозяйственный) округ, ландшафт (системы агроландшафтных районов);

3)разрешением 50-100м – ландшафтные (агроландшафтные) районы (система агроландшафтов);

4)разрешением 10-30м – местность (агроландшафт);

5)разрешением 1-5м-ландшафтные урочища (агромассивы) .

Весь комплекс методов и работ по картографированию и районированию агроландшафтов, картографированию агроландшафтных, агроэкологических и специальных тематических карт с использованием космоснимков и применения ГИС был определен как система космического аграрнопромышленного мониторинга (СКАМ). Работа в СКАМ с использованием космоснимков предусматривает осуществление ряда технологий:

СКАМ включает группировку космических аппаратов, осуществляющие разномасштабную съемку, станцию приема, обработки и геодезической привязки космических снимков, а также группировку спутников ГЛОНАСС/GPS с центром геодезической и географической привязки объектов на космическом снимке. В дальнейшем работы проводятся в полевых условиях с приемником ГЛОНАСС/GPS (или портативным ПЭВМ с приемником ГЛОНАСС/GPS). В стационарных условиях космические снимки, полученные в электронном виде, для целей картографирования и районирования земель обрабатываются на ПЭВМ с пакетами графических и картографических программ. С помощью системы ГЛОНАСС/GPS проводится географическая координатная привязка сельхозугодий и всех элементов (объектов) агроландшафтов с высотными отметками рельефа.

В основе территориального обособления агроландшафтов, их тектонико-геоморфологических структур (геоморф) как фундаментов ландшафтов, находятся блоковые неотектонические вертикальные и горизонтальные движения земной коры. Тектонические движения обусловлены стоячими поперечными и продольными гравитационными волнами, возникающие в результате вращения планеты, лунно-солнечных приливов и солнечной радиации. При поднятии геоморф различной конфигурации в земной коре формируются прямолинейные, криволинейные, дуговые, кольцевые трещины различной размерности. Примером тектонических трещин планетарного порядка выступают долины главных рек планеты – Волги, Енисея, Амазонки, Нила и других.

Эндотрещиноватость в четвертичных (почвообразующих) отложениях проявляется в виде логов, лощин, оврагов и ложбин. Примером микроэндотрещиноватости почв в Восточной Сибири выступают бугры пучения – булгуняхи криолитоморфогенеза, языковатость верхних горизонтов почв – перетекание гумуса по морозобойным трещинам в нижележащие почвенные горизонты.

В целом земледелие Красноярского края тяготеет к его южной части и юга Центральной Сибири. Одновременно земледельческая зона располагается возле географического центра Азии с холодным, резко континентальным климатом. За длительное геологическое время формирование сельскохозяйственной зоны произошло таким образом, что она оказалась в центре сочленения крупных тектонических структур – Сибирской платформы (Средне-Сибирское плоскогорье), Западно-Сибирская плита (Западно-Сибирская низменность) и новейшей складчатости Алтая-Саянских гор.

Неотектоническая деятельность, наложенная на предшествующие периоды горообразования, создало такую ситуацию, что главные сельскохозяйственные районы Красноярского края сформировались в Назаровско-Минусинской и Канско-Тасеевской котловинах. В первой преобладают степи, южная и типичная лесостепи, а во второй господствуют типичная и северная лесостепи. Обрамлением котловин служат равнинная и горная подтайга.

Почвенно-геоботаническое обследование земель и составление почвенных и геоботанических карт проводится на топографических картах с использованием аэроснимков в пределах муниципальных и региональных административных образований.

В 1956-1958 гг. участниками Красноярской комплексной экспедиции СОПС АН СССР под руководством А.А.Ерохиной для разработки плана развития производительных сил Красноярского края была разработана и составлена «Схема физико-географического районирования юга Красноярского края» .

По схеме природного районирования Красноярского края западная часть лесостепной зоны и подтайги отнесены к Ачинскому округу подзоны северной лесостепи Маринско-Ачинской провинции Западной Сибири с Верхне-Кетским, Средне-Чулымским и Кемчугским округами Приенисейской провинции. Восточная часть территории отнесена к Красноярскому и Канскому округам лесостепной подзоны. Красноярско-Канская провинция включает Казачинско-Большемуртинский, Тасеевско-Долгомостовский, Присаянский округа подтаежной подзоны.

В отличие от предыдущего районирования по биоклиматическим и почвенным отличиям, Г.М.Сергеев (1971) включил в систему районирования геолого-геоморфологическое строение территории . Это позволило разделить территорию юга Центральной Сибири на Западную и Среднюю Сибирь и выделить в каждой из них ландшафтные провинции. Основными территориями районирования стали страны Западно-Сибирская и Средне-Сибирская. Им были выделены в Западно-Сибирской стране провинция Чулымо-Кемчугская возвышенная равнина и в Средне-Сибирской стране – Присаянская провинция.

Природным рубежом, разделяющий территорию на Западную и Среднюю Сибирь, является река Енисей и геолого-геоморфологический уступ левого борта Среднесибирского плоскогорья и Енисейского кряжа

Отличие схемы районирования Г.М.Сергеева (1971) от предыдущего районирования (Природное …,1962) заключается в отнесении Ачинской подтайги в территорию зоны лесостепи и подтайги, которая по предыдущему районированию подтайга входила в зону тайги . В свою очередь Красноярский и Канский округа были им отнесены в самостоятельную зону подтайги и лесостепей.

Ачинский (Боготольско-Ачинский) природный район выделен как самостоятельный лесостепной район, поскольку по гидротермическому режиму и ландшафтному облику существенно отличается от широтной лесостепной западносибирской зоны.

Основными типами местности в пределах округов, районов и подрайонов по Г.М.Сергееву (1971) являются приречной, пойменный, надпойменно-террасовый, придолинный, плакорный, междуречный недренированный, останцово-водораздельный, предгорный, низкогорный и межгорно-котловинный. Придолинно-склоновые урочища отнесены к придолинному типу местности, а приречными местностями считаются прирусловые участки днищ слабо разработанных долин рек 3-6 порядков. Для них, в отличие от пойменного типа местности, характерны переувлажнение, относительная заболоченность и распространение темнохвойных насаждений с крупнотравным травостоем.

В природном районировании Г.М.Сергеева (1971) в лесостепной зоне Средне-Сибирской страны в Присаянской провинции (Канско-Тасеевской котловине) представлены:

1.Подзона южной лесостепи: Канский район; Рыбинско-Баргинский район;

2.Подзона типичной лесостепи: Ирбейско-Уярский район; Абанско-Дзержинский район;

3.Подзона подтайги: Долгомостовско-Тасеевский район; Канско-Пойменский район; Присаянский предгорный район [11].

В отмеченной работе неполно проведено районирование сельскохозяйственной территории Среднесибирского плоскогорья, а это примерно 30% всей аграрной площади, что вызывает необходимость доработки (агро)ландшафтного районирования рассматриваемой территории.

Продолжением природного районирования Г.М.Сергеева (1971) на уровне природных провинций является геоморфолого-почвенное районирование, проведенное в 1993 году П.И.Крупкиным, Г.П.Пахтаевым, В.В.Топтыгиным, которое положено в основу зонально-почвенного районирования земледельческой территории Центральной Сибири. По карте «Геоморфологическое районирование СССР» издания 1980 года, отмечены три геоморфологические страны: Западно-Сибирская равнина; равнины, плоскогорья и низменности Восточно-Сибирского плоскогорья; горы и межгорные котловины Южной Сибири. Геоморфологические области карты подразделяются на провинции, области и округа.

Ачинско-Красноярская область разделяется Кемчугской возвышенностью на Ачинско-Боготольскую и Красноярскую равнины, которая на севере переходит в Кеть-Чулымо-Енисейскую область. Среднесибирское плоскогорье отделяется от Западно-Сибирской равнины Енисейским кряжем и подразделяется на Канско-Рыбинский холмисто-увалистый округ, округ Чуно-Бирюсинского плато и округ Приангарской равнины.

В горах южной Сибири выделена Минусинская область, ограниченная на севере хребтом Арга от Западно-Сибирской равнины, на западе – Кузнецким Алатау, на юге и востоке – отрогами гор Восточного и Западного Саяна. В Минусинской области отмечаются три геоморфологических округа: Назаровский, Чулымо-Енисейский и Южно-Минусинский с восточной частью Сыдо-Ербинской впадины.

Всего обособлено 16 геоморфологических (природных) округов (физико-географических провинций). Работа посвящена в основном географии черноземов, хотя из площади сельскохозяйственных земель в крае их насчитывается 2572,3 тыс.га (32,61%), а серых лесных почв – 1687,1 тыс.га (21,39%) [4]. Только 52% площади сельскохозяйственных земель обеспечены достаточно плодородными почвами, а 48% сельскохозяйственных площадей относятся к землям с низким плодородием. При этом на плодородных почвах не проведен учет сохранности гумуса по его смытости и выпаханности, о чем автор отмечает в выводах.

Черноземы имеют распространение в 5 природных округах (см. физико-географические провинции): Канский; Красноярский; Ачинско-Боготольский; Назаровский; Чулымо-Енисейский.

На «Схеме природного районирования земледельческой части Красноярского края» отграничены таежная зона с округом тайги равнин, куда вошла часть территории лесостепных ландшафтов Ачинского района, в тайге равнин Тасеевского, Дзержинского и Абанского районов оконтурена лесостепная зона Канского природного (провинциального) округа. В подтайгу равнин, подтайгу гор и предгорий вошли лесостепные ландшафты Иланского, Ирбейского, Дзержинского, Тасеевского, Абанского, Канского, Саянского, Партизанского, Манского, Березовского, Ужурского, Шарыповского, Краснотуранского, Идринского, Курагинского, Каратузского, Минусинского и Шушенского районов Красноярского края.

Пойменно-террасовый комплекс реки Енисей – Красноярский природный округ отнесен к лесостепной зоне, хотя Сухобузимская и Большемуртинская впадины имеют на своей территории и отграничиваются таежными и подтаежными ландшафтами. Новоселовский район и его правобережная часть автором отнесены к Чулымо-Енисейской лесостепному округу, хотя геоморфологически эта территория отмечается средневозрастными и средневысокими террасами реки Енисей. К степному природному округу отнесены низкая, высокая пойма и 1-я и 2-я террасы реки Енисей, являющиеся частью территории Краснотуранского, Минусинского и Шушенского районов.

Таким образом, широтная зональность, как физико-географическая закономерность - зона лесостепей и степей для равнинных территорий не понимается авторами. Широтная зональность как географическая аксиома не проявляется на сельскохозяйственной территории юга Центральной Сибири, а лесостепи и степи имеют островное (ландшафтное) распространение, о чем отмечено в работах Г.М.Сергеева (1971) и И.И.Синягина, Н.Я.Кузнецова (1978) .

В зонально-провинциальном, физико-географическом аспекте с попыткой ландшафтного районирования выполнена Е.Н.Калашниковым (2002) с использованием космического снимка с КА «Метеор» «Карта агроландшафтного районирования лесостепей Красноярского края» М 1:1000000. Склонность автора к зонально-провинциальному районированию с соблюдением ведущей роли биоклиматических параметров в размещении растительности привела к составлению усовершенствованной карты Г.М.Сергеева (1971) .

В результате граница между Западно-Сибирской равнинной и Среднесибирским плоскогорьем проведена то по правому, то полевому берегу реки Енисей, подчеркивая тем самым пойменно-террасовый комплекс средневозрастных и древневозрастных террас Красноярской лесостепи с отнесением высокой поймы, 1-й и 2-й террас к Казачинским северным лесостепям. В целом структура районирования по Е.Н.Калашникову выглядит следующим образом.

Физико-географические страны:

1.Западно-Сибирская равнина;

2.Среднесибирское плоскогорье;

3.Алтае – Саянская горная страна. Зоны, подзоны, высотные пояса – южная тайга, подтайга, лесостепь и горная тайга.

Ландшафтные области:

1.Казачинские северные лесостепи;

2.Ачинские лесостепи;

3.Красноярские лесостепи;

4.Канско-Рыбинские лесостепи;

5.Назаровские лесостепи;

6.Балахтинские лесостепи;

7.Минусинские лесостепи.

Характеристика ландшафта представлена по наименованию административного района с геоморфологической привязкой природных и антропогенно измененных геосистем. Например, Красноярские лесостепи: Юксеевский долинный с полями, степями и лесами; Атамановский долинный с лесами, остепненными лугами и сельхозугодьямим или Канско-Рыбинские лесостепи: Канский долинный с сосновыми лесами и лугами; Рыбинский равнинный с колками и полями; Канско-Бирюсинский равнинный с сельхозугодьями.

Отступление от геолого-геоморфологических позиций в вопросе районирования как основы ландшафта не позволили Е.Н.Калашникову (2002) дать более детальное районирование Канско-Рыбинской лесостепной области (Канско-Тасеевской провинции).

В работе В.П.Чеха, Н.Я.Шапарева (2004) имеется схема «Ландшафты Красноярского края» составленной по «Ландшафтной карте СССР», 1988г. М 1:1000000. В Красноярском крае, согласно типизации авторов, имеются ландшафты:

1.Бореальные (таежные) равнинные: среднетаежные; южнотаежные, подтаежные; суббореальные северные (гумидные), западносибирские лесостепные;

2.Бореальные горные: северо-таежные низко-среднегорные (пояса редкостойнолиственничных лесов и лиственничных редин; среднетаежные низкогорные (лиственничный пояс); южнотаежные и подтаежные среднегорные (пояс темнохвойной тайги);

3.Суббореальные котловинные лесостепные и степные: типичные (семиаридные); центральноазиатские степные, куда входит сельскохозяйственная территория юга Центральной Сибири. Территория юга Центральной Сибири отнесена к равнинным западносибирским лесостепным и центральноазиатским степным ландшафтам .

Сибирской школой ландшафтоведения по природному районированию рассматриваемая территория юга Центральной Сибири подразделяется на Западную, Среднюю и Южную Сибирь. Практически все исследователи принимают за границу Западной и Средней Сибири среднее течение реки Енисей от впадения реки Ангары и до Карского моря. Территория между средним течением реки Чулым на западе, Бирюсинским плато на востоке и Западным и Восточным Саяном на юге отнесены к Южно-Сибирской физико-географической области.

В соответствии с указанным физико-географическим районированием в Западно-Сибирскую область Среднечулымской провинции входит Тегульдетский равнинный округ, а Бирюсинский равнинный округ отнесен к Нижнеангарской провинции Среднесибирской области. Всего отмечено 19 макрогеохор (округов), которые входят в состав 8 провинций, отнесенных к 3 физико-географическим областям .

В основу проведенного нами картографирования и районирования сельскохозяйственной территории юга Центральной Сибири заложен принцип геоморфологического устройства земной поверхности.

Контура, ограниченные белыми кривыми – границы ландшафтных провинций. Контура, ограниченные черными кривыми – границы округов (ландшафтов). Буква в кружочке – наименование провинции, буква в квадрате – наименование округа. Римскими цифрами обозначены географические области.

Для картографирования и районирования аграрных земель юга Центральной Сибири были использованы космические снимки с КА Terra Modis, разрешением 250м и Landsat ETM, разрешением 10-30м с привлечением топографических карт М 1: 100000 ÷ 500000

В результате дешифрирования космических снимков и составления картограмм на космическом снимке территории юга Центральной Сибири было выделено 3 физико-географических области (страны): Западно-Сибирская равнинная; Среднесибирская плоскогорная и Южно-Сибирская горная. Из 18-ти отдешифрированных на космоснимке ландшафтных провинций 14 отнесено к агроландшафтным провинциям Красноярского края. При этом были обособлены следующие геосистемы (рис.1).

I.Западно-Сибирская ландшафтная (физико-географическая) область (страна).

Провинция

Э - Низкое южно-таежное плато северо-западной Среднечулымской низменности.

Рисунок 1. Сельскохозяйственные ландшафты (округа) Центральной Сибири (космический снимок разрешением 250м, космический аппарат Terra Modis, 15.05.2008г)

II.Среднесибирская ландшафтная (физико-географическая) область (страна).

Провинция

Ц - южно-таежное высокое волнистое северо-восточное Чуно-Бирюсинское плато.

III.Южно-Сибирская горная агроландшафтная (физико-географическая) область (страна).

Провинции

Ч - южно-таежный срединный Енисейский кряж.

Ш – южно-таежное среднегорье Восточного Саяна.

Ф – южно-таежное среднегорье Западного Саяна.

Ю - южно-таежные низкогорья хребта Арга, Солгонского кряжа, Курбатовского белогорья.

Провинции

В - Агроландшафтное подтаежно-лесостепное северо-восточное наклонное плато Тасеевской котловины.

Округа

2.Агроландшафтные северные южно-таежные предгорные равнины Енисейского кряжа.

3.Агроландшафтные северные подтаежно-лесостепные равнины Тасеевской впадины.

4.Агроландшафтные северные южно-таежные пограничные равнины Чуно-Бирюсинского плато.

5.Агроландшафтные северные подтаежно-лесостепные равнины Дзержинской впадины.

6.Агроландшафтные северные подтаежно-лесостепные равнины Усольской впадины.

7.Агроландшафтные северные лесостепные, степные равнины Абанской впадины.

8.Агроландшафтные северные подтаежно-лесостепные равнины Почетской впадины.

Провинция

П - агроландшафтные подтаежно-лесостепное восточное предгорное Присаянское наклонное плато

Округа

9. Агроландшафтные северные подтаежно-лесостепные равнины Иланской впадины.

10.Агроландшафтные северные подтаежно-лесостепные равнины Тибишетской впадины.

11.Агроландшафтные северные подтаежно-лесостепные равнины Пойменской впадины.

Провинция

Г - Агроландшафтное центрально-лесостепное, степное восточное наклонное плато Канской котловины.

Округа

12.Агроландшафтные центрально-лесостепные, степные равнины Курышской впадины.

13.Агроландшафтные центрально-лесостепные, степные равнины Канской впадины.

14.Агроландшафтные центрально-лесостепные, степные приподнятые Рыбинские равнины.

Провинция

Ж - Агроландшафтное подтаежное, лесостепное предгорное южно-восточное наклонное плато Манского нагорья.

Округа

15.Агроландшафтные центрально-подтаежно-лесостепные приподнятые Саянские равнины.

16.Агроландшафтные центрально-лесостепные, степные приподнятые Уярские равнины.

17.Агроландшафтные центрально-подтаежно-лесостепные приподнятые Камарчагские равнины.

Провинция

Б - Агроландшафтный подтаежно-лесостепной северный пойменно-террасовый комплекс р.Енисей.

Округа

18.Агроландшафтные центрально-подтаежные, лесостепные пойма, низкие террасы р.Енисей.

19.Агроландшафтные центрально-подтаежные, лесостепные пограничные Емельяновские равнины Кеть-Кемчугской возвышенности.

20.Агроландшафтные центрально-лесостепные, степные равнины Сухобузимской впадины.

21.Агроландшафтные северные подтаежные, лесостепные приподнятые Большемуртинские равнины.

22.Агроландшафтные северные южно-таежные равнины Казачинской впадины.

Провинция

А - агроландшафтная южно-таежная северная Кеть-Кемчугская возвышенность.

Округа

23.Агроландшафтные северо-западные южно-таежные равнины Козульской межгорной впадины.

24.Агроландшафтные северо-западные подтаежные, лесостепные Ачинские пограничные (предгорные) равнины.

25.Агроландшафтные северные южно-таежные Большеулуйские низкие равнины.

26.Агроландшафтные северные южно-таежные Бирилюсские низкие равнины.

Провинция

Д - Агроландшафтное подтаежно-лесостепное северо-западное Ачинско-Мариинское низкое наклонное плато.

Округа

27.Агроландшафтные северные южно-таежные Тюхтетские равнины.

28.Агроландшафтные центрально-подтаежные, лесостепные Боготольские предгорные равнины.

29.Агроландшафтные северные южно-таежные Таежно-Тюхтетские равнины.

Провинция

Е - Агроландшафтное центрально-лесостепное, степное западное наклонное плато Назаровской впадины.

Округа

30.Агроландшафтные центрально-лесостепные, степные равнины Урюпской впадины.

31.Агроландшафтные центрально-лесостепные, степные равнины Назаровской впадины.

32.Агроландшафтные центрально-лесостепные, степные равнины Крутоярской впадины.

33.Агроландшафтные центрально-лесостепные, степные равнины Ужурской впадины.

Провинция

З - Агроландшафтное центрально-лесостепное, степное наклонное плато Чулымо-Енисейской котловины.

Округа

34.Агроландшафтные центрально-лесостепные, степные равнины Балахтинской впадины.

35.Агроландшафтные центрально-лесостепные, степные равнины Новоселовской впадины.

Провинция

И - Агроландшафтное подтаежно-лесостепное южное Манско-Белыкское низкогорье.

Округа

36.Агроландшафтные центрально-лесостепные, степные приподнятые Анашские равнины.

39.Агроландшафтные южно-степные, южно-подтаежные приподнятые равнины Белыкского мелкосопочника.

Провинция

К - Агроландшафтное южно-степное холмисто сопочное плато озер Хакасии.

Округа

37.Агроландшафтные южно-лесостепные приподнятые Копьевские равнины

38.Агроландшафтные южно-степные равнины Ширинской впадины.

Провинция

Л - Агроландшафтное южно-степное, южно-лесостепное низкогорье Батеневского кряжа и Косинского хребта.

Округа

40.Агроландшафтные южно-степные, южно-лесостепные приподнятые равнины Батеневского мелкосопочника.

41.Агроландшафтные южно-степные, южно-лесостепные равнины Сыдо-Ербинской впадины.

42.Агроландшафтные южно-степные, южно-лесостепные приподнятые равнины Косинско-Байганского мелкосопочника.

Провинция

М - Агроландшафтное южно-степное, южно-лесостепное наклонное плато Минусинской котловины.

Округа

44.Агроландшафтные южно-степные равнины Черногорской впадины.

47.Агроландшафтные южно-степные равнины Кайбальской впадины.

Провинция

Н - Агроландшафтное южное лесостепное, степное плоско-волнистое плато Тубинской котловины.

Округа

43.Агроландшафтные южно-степные, южно-подтаежно-лесостепные Большекнышские приподнятые равнины.

45.Агроландшафтные южно-степные, южно-подтаежно-лесостепные равнины Тубинской впадины.

46.Агроландшафтные южно-степные, южно-подтаежно-лесостепные Салбинские приподнятые равнины.

48. Агроландшафтные южно-степные, южно-подтаежно-лесостепные высокие равнины Каратузской впадины.

49. Агроландшафтные южно-степные, южно-подтаежно-лесостепные равнины Шушенской впадины.

50. Агроландшафтные южно-подтаежно-лесостепные равнины Ермаковской впадины.

Провинция

О. Агроландшафтное южно-степное, южно-лесостепное наклонное плато Абаканской котловины.

Округ

51.Агроландшафтные южно-степные, южно-подтаежно-лесостепные равнины Абаканской впадины.

Таким образом, тектонико-геоморфологическая история развития территории юга Центральной Сибири, как и в Прибайкалье, так и в Забайкалье, наложила определенные отпечатки в особенности размещения и распространения сельскохозяйственных земель в Восточной Сибири. Для этих регионов характерно то, что распределение биоклиматических параметров условий местообитания и местопроизрастания растений и распространение типов почв происходит не закону широтной зональности, а проявляются по закону высотной поясности и ярусности. Котловинное строение отмеченных сельскохозяйственных территорий определило островной характер распространения лесостепей и степей по высотным ярусам, а также проявлением инверсий температур центральных равнинных и граничных горных и предгорных местностей котловин и впадин.

Все сельскохозяйственные ландшафты Центральной Сибири (Красноярский край) можно подразделить на три основных класса – культурные ландшафты пологих равнин Западной Сибири, культурные ландшафты котловин и культурные ландшафты пойменно-террасового комплекса рек Ангары и Енисея. Каждый класс подразделяется на дренированные (суходольные) и заболоченные (гидроморфные) группы ландшафтов, хотя в пределах ландшафтной области или района могут присутствовать и дренированные, и гидроморфные ландшафты.

Рельеф ландшафтов пологих равнин Западно-Сибирской низменности, ее юго-восточного обрамления представлен пластовыми эрозионно-денудационными грядово-увалистыми равнинами с комплексом аккумулятивных и эрозионно-аккумулятивных террас крупных рек (второго порядка), сложенными элювиальными и озерно-аккумулятивными отложениями.

Для сельскохозяйственных котловин освоенной части юго-западной части Центральной Сибири характерны слабо всхломленные, овражно-балочные и увалисто-холмистые, местами куэстово - грядовые денудационно-эрозионные равнины на пролювиальных и терригенно-карбонатных, местами интрузивных породах юрского, мелового возраста, на палеогеновых и неоген – четвертичных отложениях. Генезис отложений различный, здесь имеются аллювиальные, озерные, болотные, делювиальные и пролювиальные геологические породы.

В восточных сельскохозяйственных котловинах освоенной части Центральной Сибири преобладают аллювиальные эрозионно-аккумулятивные и денудационно-аккумулятивные высокоподнятые, расчлененные волнисто-увалистые и холмисто-увалистые равнины, сложенные в основании породами кембрийского, девонского и юрского возраста, пронизанные интрузиями долеритов. На юрских песчано-глинистых отложениях сформированы желто-бурые лессовидные карбонатные тяжелые суглинки, перекрываемые четвертичными глинами. По вершинам увалов, холмов, грив и куполов на красноцветных известковистых песчаниках, мергелях, конгломератах девона и кембрия распространяются буро-красные и коричнево-бурые супесчаные, остаточно-карбонатные тяжелые глины. На водоразделах малых рек на выветрелых аргиллитах и алевролитах пермо-карбона развиты элювиально-делювиальные пески, суглинки и глины.

Выбор границ геоморф в качестве ведущих границ агроландшафтных провинций, округов (ландшафтов), районов (система агроландшафтов) и местностей (агроландшафтов) позволил получить четкие природные границы, которые отражаются на аэрокосмических снимках и их можно обнаружить в полевых условиях. Фации, заполняющие границы ландшафтной структуры, в большей степени гидроморфны, поскольку располагаются по килевым линиям рельефа. Элементарные геосистемы, проходящие по вершинам геоморф, также относительно гидроморфны по отношению к окружающим. Такое положение обусловлено их распространением по вершинам и пологим склонам геоморф в западинах, блюдцах и малых впадинах.

Следует отметить, что границы, проведенные по отрицательным линиям рельефа – днищам и руслам рек, речек, ручьев, логам, лощинам, подошвам геоморф и их вершинам – по линиям тектонической трещиноватости, создают ландшафтную сетку границ более устойчивую, чем сетка, где границы проводятся по выделам леса, лесостепи и степи. Указанные геосистемы подвержены антропогенно-техногенному воздействия и их контура осложнены вырубками и сельскохозяйственными угодьями.

Представленное ландшафтное районирование позволяет определить специализацию земель – растениеводческую или животноводческую с преобладанием определенного типа земледелия и кормопроизводства по производству зерна, овощей, картофеля, молока, мяса, крупяных и технических культур. Так сельскохозяйственные организации, находящиеся в провинциях плато Среднечулымской низменности, Кеть-Кемчугской возвышенности, пойменно-террасового комплекса р.Енисей, плато Тасеевской впадины, предгорного плато Манского нагорья и предгорного Присаянского плато должны быть ориентированы на производство мясомолочной продукции. Сельскохозяйственная специализация предприятий расположенных в провинциях Ачинско-Мариинского плато, Манско-Белыкского низкорья, 16

низкогорья Батеневского кряжа и Косинского хребта, плато Минусинской котловины и плато Канской котловины определяется смешанным зерново-животноводческим направлением с преобладанием молочно-мясного скотоводства. Для сельскохозяйственных организаций распространяющихся в провинциях плато Назаровской впадины и плато Чулымо-Енисейской котловины выражена также смешанная зерново-животноводческая специализация, но с преобладанием производства зерна.

КОСМИЧЕСКИЙ АГРАРНОПРОМЫШЛЕННЫЙ МОНИТОРИНГ – ОСНОВА ПРОЕКТИРОВАНИЯ АГРОЛАНДШАФТОВ

В последнее время наблюдается особое внимание к применению материалова эрокосмической съемки в сельском хозяйстве в зарубежных странах – США, Канаде, Индии, Китае, Японии, Израиле и других. В СССР, в 70-80 годах ХХ века, материалы космической съемки широко использовались в лесном и сельском хозяйстве и других отраслях при оценке природно-ресурсного потенциала земель.

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации с 2003 года осуществляет мероприятия по созданию системы дистанционного мониторинга земель сельскохозяйственного назначения (СДМЗ). Головным учреждением по созданию СДМЗ выступает Главный вычислительный центр (ГВЦ) Минсельхоза РФ.

Участниками проекта являются:

Получение информации дистанционного зондирования осуществляют с высокоорбитальных космических аппаратов (КА) спутников серии Nоаа, Terra и Aqua.

Разрешающая способность снимков составляет 250 – 1000м местности, что соответствует масштабам карт 1см – 2,5км и 1см – 10км. Космические снимки (КС) указанных масштабов пригодны для выяснения ежедневного состояния погод и получения предварительных метеорологических данных по облачности и движению воздушных масс.

Для определения состояния почвенного покрова, вегетации природных и культурных растений, фитосанитарной и ветеринарной обстановок в различных регионах страны привлекаются ДДЗ, получаемые с КА серии Landsat. Снимки с этих спутников имеют разрешение 15 – 30м или 1см карты – 150м и 300м. Схема СДМЗ включает методики дешифрирования КС для составления сельскохозяйственной и почвенной карт на выбранную территорию сельскохозяйственной зоны РФ (рис.1).

Рис.1. Схема дистанционного мониторинга земель сельскохозяйственного назначения

При этом составляются сельскохозяйственная карта М 1:200000 и почвенная карта М 1:1000000. Состояние аграрных земель по результатам сельскохозяйственного мониторинга (СДМЗ) позволяет по космическим снимкам оценить степень, глубину и площади эрозионных процессов, заболачивание и опустынивание аграрных угодий, фитосанитарное и ветеринарное состояние земель. КС разрешают обнаружить очаги и пути распространения колорадского жука, лугового мотылька, саранчи, в ветеринарии– наличие и проявление на территориях сибирской язвы, ящура, птичьего гриппа. В целом, с помощью СДМЗ осуществляется обнаружение и прогноз негативных явлений на аграрных землях, что предотвращает развитие чрезвычайных ситуаций в сельском хозяйстве.

В аграрном производстве используются тематические карты масштабов 1:10000 и 1:25000. Такие карты составляются по материалам аэрофотосъемки. На сегодняшний день телевизионные космические снимки указанного, и даже большего разрешения –0,60-0,70м, получают с американских космических аппаратов(КА) OrbViev и QuickBird. В США снимки с этихКА широко используются в сельском хозяйстве, поскольку 1 км2 (100га) съемки стоит от $7 до $30. В России для аграрных целей и оценки природно-ресурсного потенциала в других отраслях применяют телевизионные снимки с индийского спутника IRS (разрешение 1м) и французского КА Spot (разрешение 2,5м).

В России, специалистами ЗАО «Инженерный центр «ГЕОМИР» на базе агрофирмы ЗАО «Ильинка» Оренбургской области впервые для управления крупным агропромышленным хозяйством создана система дистанционного мониторинга сельскохозяйственного производства (СМСП). СМСП представляет собой единую систему анализа и поддержки принятия решений, которая объединяет в единое целое объективные и актуальные данные, полученные с помощью самых современных средств мониторинга окружающей среды, включая космический и авиационный мониторинг .

В настоящее время руководство сельскохозяйственного предприятия может принимать оперативные и стратегические решения на базе реальных данных о состоянии производства, экономики, потреблении ресурсов и сбыте продукции, собранных инструментальными средствами. Цель создания СМСП – увеличение объемов выпуска товарной продукции, уменьшение затрат на производство и повышение рентабельности. Задачей создания СМСП являлось получение достоверной информации о продукционных процессах в растениеводстве и животноводстве для принятия управленческих решений.

При создании СМСП в аграрно-промышленном комплексе (АПК) «Ильинка» были разработаны и выполнены ряд мероприятий по получению, обработке и привязке к местности космических снимков, интерпретация ДДЗ в ГИС с послойным составлением тематических карт, разработка пакетов программного обеспечения обработки и хранения информации.

С помощью СМСП в АПК «Ильинка» в основном решались задачи земледелия - состояние посевов, контроль по использованию современной техники, внедрение элементов точного земледелия, предоставление сведений для руководителей по всему аграрному спектру в режиме он-лайн (здесь и сейчас), архивация информации, ее доступность для руководителей подразделений.

Изучение отдельных направлений систем современного земледелия: ландшафтного, адаптивно-ландшафтного; сберегающего; прецизионного (точного) показывает, что разработанные системы земледелия имеют различие в целях и решении задач основных противоречий земледелия.

Ландшафтная система (почвозащитная) и ресурсосберегающая системы земледелия направлены на получение достаточной урожайности при минимальной и нулевой обработке почвы с внесением стартовых и нормированных доз удобрений. Указанные системы земледелия направлены на устойчивость агроландшафта. При этом воспроизводство почвенного плодородия и повышение продуктивности земель происходит как естественным путем, так и с помощью агротехнических способов – культур севооборотов, применения сидеральных и занятых паров.

Адаптивно-ландшафтное и точное земледелие ориентировано на агроэкологическую группировку земель по типам почв и применения экстенсивных, нормальных и высокоинтенсивных технологий возделывания культур. Вопросам устойчивости агрогеосистем уделяется меньшее внимание. Основная цель указанных систем земледелия заключается в получении наибольшей урожайности культур.

Воспроизводство почвенного плодородия осуществляется при помощи внесения больших доз удобрений и применения ядохимикатов в защите растений.

В Красноярском НИИ сельского хозяйства СО РАСХН (КНИИСХ) к решению задач по использованию ДДЗ в агропроизводстве подошли с позиций ландшафтного планирования, ландшафтного районирования и проектирования агроландшафтов и систем земледелия аграрного производства. Ландшафтное планирование есть экологизация территории, ландшафтное районирование отграничивает структурные элементы агроландшафтов по плодородию и продуктивности, а ландшафтное проектирование предусматривает использование структурных элементов агроландшафта различного плодородия по специализации земель и применения подсистем земледелия – обработки почв, севооборотов, внесению удобрений, семеноводства, системы машин и защиты растений.

В 2000-2002гг разработали аграрно-структурный метод (АСМ) районирования сельскохозяйственной зоны Центральной Сибири (Красноярский край). Сущность метода заключается в ступенчатом дешифрировании аэрокосмических снимков различного разрешения по выяснению агроландшафтного устройства территории по масштабам космических снимков:

Весь комплекс методов и работ по районированию агроландшафтов, картографированию агроландшафтных, агроэкологических и специальных тематических карт с использованием ДДЗ и применения ГИС был определен как система космического аграрнопромышленного мониторинга (СКАМ) (рис.2).

Выполнение СКАМ с использованием материалов аэрокосмической съемки предусматривает осуществление ряда мероприятий:

Проводимые мероприятия были направлены на выполнение следующих задач:

-отслеживание изменения состояния почвенного покрова полей и посевов на различных участках, что позволяет установить Рис. 2. Схема космического аграрнопромышленного мониторинга и проектирования агроландшафтов.

Блок-модуль аграрно-структурного метода районирования агроландшафтов – А.

Блок-модуль проектирования агротехники и агротехнологий в агроландшафтах методом картографирования - В.

В основе территориального обособления агроландшафтов, их тектонико-геоморфологических структур как фундаментов ландшафтов, находятся блоковые неотектонические вертикальные и горизонтальные движения земной коры.

Тектонические движения обусловлены стоячими поперечными и продольными гравитационными волнами, возникающие в результате лунно-солнечных приливов и солнечной радиации. При этом в земной коре формируются прямолинейные, криволинейные, дуговые, кольцевые трещины различной размерности. Примером тектонических трещин планетарного порядка выступают долины главных рек планеты– Волги, Енисея, Амазонки, Нила и других. Примером эндотрещиноватости четвертичных отложений и почв выступают бугры пучения – булгуняхи криолитоморфогенеза, языковатость верхних горизонтов почв – перетекание гумуса по морозобойным трещинам в нижележащие почвенные горизонты в Восточной Сибири.

Исследованиями пространственной организации агроландшафтов Центральной Сибири (Красноярский край) по аэрокосмическим снимкам высотного положения неотектонических блоков и их рельефом установлено, что территориально агроландшафты имеют четкие природные границы и вписывается (входят) в ландшафтные местности. Указанная географическая закономерность позволила

определить агроландшафт как часть или вся территория природного ландшафта (местности), находящаяся в одном неотектоническом режиме и подвергнутая постоянному или временно-сезонному управлению и воздействию агротехнологических систем с целью получения сельскохозяйственной продукции.

Анализ пространственной организации агроландшафтов на агроландшафтных картах М 1:100000 и картах агромассивов М 1:25000, оконтуренных по эндотектонической трещиноватости показал аграрно – географические закономерности:

  1. Система агроландшафтов территориально вмещается в природный ландшафт;

  2. Каждый агроландшафт (местность) и каждый агромассив (системы урочищ) имеют в плане свой рисунок, геометрию, форму, размещение и распространение сельскохозяйственных земель, свои особенности формирования и функционирования пашни, сенокосов и пастбищ.

Каждый агроландшафт и каждый агромассив в пространстве повторяет тектонико-геоморфологическую форму, с поверхности это рельеф общего тектонического блока, разбитого тектоническими трещинами различной размерности и порядка.

Составленный ряд агроландшафтных и агроэкологических карт масштабов 1:25000 – 1:100000 формируют ландшафтную систему земель аграрных территорий.

Ландшафтная система земель в нашем понимании является самостоятельной категорией, отражающей систему природно-территориальных комплексов иерархии ландшафтной структуры или ландшафтного устройства земледельческой территории суши с измененными, в большей степени трансформированными природно- антропогенными почвами. В основе выделения земель ландшафтов и их структуры находятся форма или элемент мезорельефа и подпочвы (четвертичные отложения), сформированные за четвертичный период. Данный подход о введении представлений по ландшафтной системе земель вызван и обусловлен тем, что на сельскохозяйственных территориях в формировании и пространственном размещении почв антропогенные факторы превалируют над природными факторами.

Проектирование агроландшафтов предусматривает типизацию земель, которая вытекает из ландшафтной системы земель при дешифрировании методом АСМ космических снимков разрешением 10-30м агроландшафтов и разрешением 1-5м агромассивов. В результате интерпретации высотных снимков как для территории хозяйства ЗАО «Огурское» Балахтинского района, так и для хозяйства ОАО «Племзавод «Таежный» Сухобузимкого района Красноярского края, установили общую аграрно-географическую закономерность в плановом рисунке полей земель.

По пространственным рисункам сельскохозяйственных угодий, приуроченных к определенному типу морфологической структуры рельефа, и подтверждаемые рисунком гидросети, определили типы земель. Это полевой сплошной, полевой параллельный, полевой радиальный (разлапистый), полевой центральный, полевой перистый, полевой дугообразный, полевой кольцевой и полевой террасово-пойменный тип агромассивов.

Тектонико-геоморфологический подход в определении границ ландшафтов (тектоническая трещиноватость), которые являются на аграрных землях агроландшафтами, позволил проводить агроландшафтное районирование – обособление агромассивов с пашней, сенокосами, пастбищами, лесными и водными объектами, имеющие различный агроэкологический потенциал по плодородию и продуктивности.

В пределах природной зоны или высотного пояса аграрные земли были разделены по агроэкологическому каркасу территории (агрогеохимические потоки) на лесоагроландшафты – тайга, подтайга, агролесоландшафты – лесостепь и агростепные ландшафты - степь.

Следующий этап районирования предусматривал нахождения на среднемасштабных снимках агроландшафтов (ландшафтные местности) с использованием принципов выделения границ по отрицательным элементам рельефа. Завершающий этап районирования предусматривает нахождение типы агромассивов по конфигурации – плановому рисунку мезоформ рельефа и рисунку гидросети. В первом случае районирование предусматривает определение агроклиматических условий произрастания культур.

Второй этап районирования устанавливает целостность и единство ландшафтных и агроландшафтных структур, когда в одном агроландшафте (местности) могут быть геосистемы подтаежного, лесостепного и степного типа - земли ЗАО «Огурское» Чулымо-Енисейской лесостепи или земли ОАО «Племзавод «Таежный» Красноярской лесостепи.

Третий этап относится непосредственно к аграрному производству – выделение агромассивов и агровыделов сельскохозяйственных угодий с определением агроэкологических условий произрастания культур по агрофизико-химическим показателям в агровыделе преобладающего подтипа почв.

Представленная система методов с использованием ДДЗ позволяет перейти к проектированию агроландшафтов на основе знаний об пространственных элементах (ПТК-геосистемы) конструкций ландшафтов. Результатом ландшафтного проектирования стало составление ряда специальных аграрных карт – обработки почв, размещения культур по площадям (севооборот), защиты растений и разработке «Рекомендаций по производству кормов для сельскохозяйственного предприятия».

Интерпретация (дешифрирование) данных дистанционного зондирования (ДДЗ) при космическом аграрнопромышленном мониторинге имеет свои особенности.

Применение ГИС-технологий позволяет быстро отграничивать объекты, поскольку сегодня уже не требуется навыков компонентного дешифрирования ландшафтной структуры – лес, водные объекты, рельеф, населенные пункты, сельскохозяйственные угодья. Процесс обособления географических объектов путем распознавания и оконтуривания проводится синтезом цветов, тонов и полутанов и составлением композитных снимков, что позволяет находить объекты на снимках.

Внутреннее содержание контуров осуществляют методами полевых исследований. Полевые исследования разрешают составить наборы шаблонов интерпретации снимков на определенные сельскохозяйственные территории. Трудности заключаются в распознавании площадей занятости пашни парами, однолетними, многолетними насаждениями, зерновыми, зернобобовыми или корнеплодными культурами. В данном случае требуются глубокие знания используемых агротехники и агротехнологий, стадии вегетации видов культурных растений и их травосмесей (монокультур и поливидовых составов), производственной специализации земель и некоторых других особенностей.

Предложенная методика районирования сельскохозяйственных земель по выявлению агроландшафтов как целостных структур, которые включают пашню, сенокосы, пастбища, лесные массивы, лесополосы, колки, места поселений и водные объекты и составление агроландшафтных, агроэкологических и специальных карт в ГИС послужили начальным этапом создания автоматизированного места агронома (АМА).