Комплексные мелиорации в дельте реки Кубань

• Автор: Гумбаров, Анатолий Дмитриевич
• Шифр специальности: 06.01.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 42 с. : ил.; 20х15 см

Работа аыпслжяя а Кубинском государстве мі эм аграрном университете
Официа-тьмые опявнеїшш: • академик РАСХН, докторсельскохошАстмаишх наук,
профессор Кружиклн Ими Пантелееве«;
Не&пцая оргямаацил - КуСшюсяА государственны* ваучшо-екслсэавагеаьсси* м проектно- мглгклтельсгяЯ институт по хылеустройству «Ку^іаньНМИГИЛРОЗЕМм
ln пита днссертапии состоите* к 18 » июа 7001 года » i0 часов «а тассдаяни диссертационного совета /1220.0)8.08 ври Кубшкхом государственном аграрне«/ уиииереэгтете (Ку€ГАУ) по адресу: .)500*4, г Краснодар, уд Калинина. 13, в »к ыседаяил У немого сонета (еуд, 401, корпус Г - мехаикдотк с.-х >
С дмссергацмей мижпо эишкомкп ч иву той te
• vacдужеиный деятель внуки к техники РФ, доктор технических наук ирофессор Пайков Юри* Павлович
■ие*-корреспондент РАСХН, доктор технических fuyv, ирефессор Щгдрнпі Пячесам Николаевич
Ученый секретар«.
двесертадиоимми совета.
каддкднт технических наук.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы. Существующая система хозяйствования в дельте р. Кубань не отвечает требованиям рационального природопользования, сохранения биологического разнообразия и охраны окружающей природной среды и сопровождается ухудшением экологической обстановки и мелиоративного состояния почв. Загрязнение и истощение поверхностных и подземных вод, нарушение водного баланса дельты, загрязнение, засоление и деградация почвенного покрова, уменьшение биологического разнообразия и как следствие снижение устойчивости дельтовой экосистемы не позволяют эффективно использовать бноклима-тические, земельные, водные н трудовые ресурсы.
Хозяйственная деятельность в пределах рассматриваемой территории (регулирование стока и безвозвратное изъятие водных ресурсов р. Кубань, обвалование русл, сельскохозяйственное освоение земель) привела к нарушению исторически сложившихся балансов вещества и энергии, и, как следствие, к ухудшению почвенно-мелиоративных, гидрогеологических, геохимических, биохимических и экологических условий. Нарушенными оказались процессы поступление вещества и энергии как внутри дельты, так и между сопряженными территориями, и способность экосистемы восстанавливать свои свойства. В результате этих нарушений начались процессы необратимого изменения экосистемы, т.е ее эволюция.
Разработка и обоснование стратегии развития сельскохозяйственного производства, обеспечивающего рациональное использование земельных, водных, биологических и др. ресурсов, а также снижение негативного воздействия на природную среду является основной проблемой для дельты р. Кубань. Решение этих проблем возможно при условии широкого внедрения адаптивно-ландшафгных систем земледелия, применения комплексных мелиораций и оптимизации мелиоративных режимов почв.
В основу всей хозяйственной деятельности в пределах дельты должны быть положены не просто эксплуатация природных ресурсов и даже не сохранение дельтовой геосистемы в ее первозданном виде, а дальнейшее развитие и увеличение экологического и социально-экономического потенциалов в соответствия с требованием устойчивого развития.
Актуальность и народно-хозяйственная значимость этой проблемы обусловлены тем, что дельта р. Кубань - основной район рисосеяния в Российской Федерации. Здесь производят до 70 % всего объема Продовольственного риса страны.
Пели и задачи работьь
Основной целью исследований является разработка методов и технических средств управления состоянием природной среды, обеспечивающих сохранение плодородия почв, биологического разнообразия и повышение экологической устойчивости и социально-экономического потенциала дельты р. Кубань.
В задачи исследований входило:
-изучение и анализ современного состояния природной среды и сельскохозяйственного тзводства в дельте;
чботка системы критериев и моделей, описывающих состояние природной среды; ка сценария развития дельты при сохранении существующих систем земледелия и -дяй;
- оценка сценария развития дельты при рационализация сельскохозяйственного производств* „I счет изменения структуры использования земельных ресурсов, применения экологи« д.: целесообразной техники и технологии орошения и др.;
"■основание стратегии дальнейшего развития мелиораций и сельскохозяйственного пточзводства в дельте.

Методология исследований. Объекты исследований - природно-хозяйственные системы дельты р. Кубань. Методология решения сформулированных целей основана на использовании геосистемного подхода, который предусматривает изучение природных процессов геосистемы, протекающих на фоне конкретной антропогенной деятельности. При таком подходе детальному исследованию подлежат так называемые деятельностно-природные (социо-природные) системы, состоящие из двух подсистем - природной и деятельностной (социальной).
Природная подсистема, т.е. дельтовая геосистема р. Кубань, представляет собой совокупность зональных и азональных, частей (ландшафтов), которые, в свою очередь, состоят из взаимосвязанных и взаимообусловленных компонентов (атмосфера, биота, почва, поверхностные и подземные воды).
Деятельностная подсистема в рассматриваемом случае - это совокупность методов, технологий и технических средств сельскохозяйственного производства, включая водохозяйственную и мелиоративную деятельность.
Обе подсистемы, так же как и отдельные ландшафты, связаны между собой потоками вещества и энергии, которые в общем виде могут быть описаны с помощью балансовых уравнений, отражающих основные свойства геосистем - открытость, целостность, функционирование. Однако сами балансовые уравнения при изменении хотя бы одного из элементов баланса не позволяют оценить возможные последствия для природной среды, поскольку все элементы взаимосвязаны и взаимообусловлены. Поэтому в основу исследований и решения сформулированных проблем положено изучение в комплексе всех компонентов природной среды и их изменений в процессе хозяйственной деятельности.
Методология исследований предусматривает: выбор и обоснование интегральных характеристик для каждого компонента природной среды, наиболее полно отражающих его свойства и значение в функционировании геосистемы; изучение связей между средообразующими факторами и интегральными характеристиками компонентов, между компонентами в пределах каждой части дельты, между частями дельты и между дельтой и сопредельными территориями (Азовское море, южная, северная и восточная границы дельты); обоснование наиболее эффективных мелиоративных режимов в пределах каждой части; оценка эко-лого-экономкческой эффективности различных вариантов хозяйственной деятельности и выбор наиболее эффективного из них.
Научная новизна работы заключается:
-в разработке системы критериев и моделей, описывающих состояние отдельных компонентов и природной среды системы в целом;
-в составлении долгосрочных прогнозов изменения природной среды для разных сценариев развития хозяйственной деятельности;
-в обосновании экологических критериев, ограничивающих хозяйственную деятельность в пределах дельты;
-в обосновании состава комплексных мелиораций, включающих организацию территории и структуру сельскохозяйственных угодий, технику и технологию мелиораций, обеспечивающих в комплексе экологическую устойчивость геосистемы и экономическую стабильность сельскохозяйственного производства.
Основные защищаемые положения.
1) Система критериев и моделей, описывающих состояние отдельных компонентов к природной среды геосистемы в целом.
2) Методика составления долгосрочных прогнозов изменения природной среды и оценки возможных экологических последствий в процессе хозяйственной деятельности.
3) Методика обоснования состава и объема комплексных мелиораций.

жимов орошаемых земель (снижение Ор“т в 1,5. ..2 и влагообмена gвЗ раза) целесообразно увеличить площади орошения до 40- 60 % площади пашни (рис.За).
Отличие от существующих в настоящее время рекомендаций орошения 20 % пашни (И.П. Кружшшн, Б.Б. Шумаков) объясняется тем, что они исходят из традиционных технологии и техники полива. Существенное различие в эффективности традиционной и экологической системы орошения в том, что при последней сохраняются средообразующие факторы (Д = 1,08), а при традиционной резко нарушаются (Я = 0,82). Это сопрововдается значительными экологическими ущербами.
Рис. 3. Суммарный эколого-экономический эффект (а) и отношение эффекта к ущербу (б) при экологическом подходе к системам земледелия и орошения для разных соотношений преобразованных и природных экосистем:.? - уг=0,2; 2 - и>-0,4; 3 - >г=0,6; 4 - ^=0,8; 5 - и=1,
Наглядный показатель увеличения эффективности использования природных ресурсов - отношение социального эффекта к сумме экологических ущербов. Полученные данные показывают, что предлагаемая система комплексных мелиораций позволяет получить максимальный эколого-сОциальный эффект при орошении 40... 60% пашни (см. рис. 36).
При предлагаемых экологических оросительных нормах располагаемые водные ресурсы позволяют увеличить площадь орошения в 1,5...2 раза Совершенно очевидно, что при таком подходе не обеспечивается получение максимально возможной урожайности, она составит 0,8.. .0,9 климатически обеспеченной. Вместе с тем на имеющихся площадях возможно увеличение производства продукции в 1,6... 1,8 раза
В работе рассмотрена эффективность предлагаемой системы мелиоративных мероприятий с точки зрения рационального использования и сохранения природных ресурсов.
Предлагаемая система орошения позволяет в 3,5...4 раза уменьшить ирригационное водопотребление (м3/га общей площади) и одновременно в 4,2...5,7 раза увеличить выход сельскохозяйственной продукции на 1 м воды. Это очень важно с точки зрения рационального распределения водных ресурсов между сельским и рыбным хозяйством.