В связи с этим, возникла необходимость оценки экологической емкости, техноемкости и предельно допустимой техногенной нагрузки природной системы Казахстана. Так как в настоящее время соизмерение параметров хозяйственной деятельности с потенциалом компонентов географической оболочки, не дает возможность к самосохранению и выживаемость их возможно лишь на основе изучения закономерностей формирования и функционирования естественных и антропогенных ландшафтов, количественной оценки параметров, обеспечивающих их устойчивость, равновесие, живучесть и безопасность.
Одним из фундаментальных понятий эколого-географической теории взаимодействия человека и природы является экологический потенциал ландшафта (ЭПЛ) — совокупность условий, необходимых для жизни и воспроизводства, населяющих данную территорию организмов, то есть в этом понятии отражена одна из важнейших социальных функций ландшафта, способность обеспечивать человечество необходимыми средствами к существованию [1, с. 215].
Всесторонняя характеристика ЭПЛ требует учета сотен показателей, однако, его сравнительная оценки может быть основана на двух определяющих факторах — тепле и влаге, от которых в первую очередь зависит биологическая продуктивность и экологической емкость, где ясно прослеживается влияние закона географической зональности на их распределение. Это привело к необходимости разработки методологии количественной оценки экологической емкости и экологической техноемкости компонентов окружающей среды, а также предельно допустимой техногенной нагрузки на элементы ландшафта и агроландшафтов на основе фундаментальных законов природы — закона сохранения энергии и вещества.
Вопросы количественной оценки энергетического и биоклиматического потенциала, экологической продуктивности и емкости, экологической техноемкости и экологического потенциала территории в последнее десятилетие рассматривались особенно интенсивно для экологического обоснования адаптивно-ландшафтной мелиорации в Казахстане [2, с. 52; 3, с. 258].
Разработка методики оценки экологической емкости, экологической техноемкости территории и предельно допустимой техногенной нагрузки ландшафтов и агроландшафтов всесторонне раскрывает механизм формирования балансовых элементов под влиянием комплекса физико-географических факторов, что может стать основой для экологического обоснования адаптивно-ландшафтной мелиорации в Казахстане [4, с 144; 5, с. 109—113].
Как особого компонента биосферы, почва обладает особым свойством «памятью», то есть один из составляющих компонентов процессов саморегуляции почвообразовательного процесса и за счет различных деградационных процессов у почвы наступает ухудшение «памяти», ей не из чего восстанавливать свое первоначальное плодородие, являющихся функцией затраты энергии на почвообразовательный процесс, что может стать функцией определения экологической емкости почвы. Согласно современному представлению почвообразовательного процесса в ландшафтных и агроландшафтных системах выполняет средообразующие, ресурсосодержащие и ресурсовоспроизводящие функции. Следовательно, природно-ресурсный (энергетический и биоклиматический) потенциал ландшафта будет выступать мерой возможного выполнения им этих функций. Определение природно-ресурсного потенциала позволит оценить способность ландшафта удовлетворять потребности общества, то есть на количественном уровне показать, что допустимая мера воздействия хозяйственной деятельности, то есть мелиорации сельскохозяйственных земель на компоненты природной среды объективно предопределена интенсивностью и временной изменчивостью естественных потоков энергии и вещества, определяющими экологическую емкость и техноемкость, а также предельно допустимую техногенную нагрузку.
Интенсивность накопления биомассы конкретного растения, даже при находящихся в оптимуме всех регулирующих факторов, зависит от количества фотосинтетически активной радиации (
) в условиях антропогенной деятельности [6—9].
Одним из основных факторов получения запрограммированных урожаев в геосистемах является обеспечение оптимальных количеств отдельных факторов внешней среды, определяющих формирование продукционного процесса. В основу построения модели прогнозирования и программирования урожаев могут быть положены определения величины урожая по приходу в данном районе фотосинтетической активной радиации (ФАР) и коэффициенту ее использования посевами, по биоклиматическим показателям, по естественной влагообеспеченности посевов, а также на основе разработки системы удобрений с учетом эффективного плодородия почвы и потребности растений в питательных веществах. Полученные результаты затрат солнечной энергии на почвообразование приведены в таблице 1.
Таблица 1
Определение затраты солнечной энергии на почвообразования.
Экологическая емкость ландшафтов, характеризует максимально возможный уровень повышения продуктивности ландшафтов на основе антропогенной деятельности человека, которая обеспечивает или сохраняет экологическую устойчивость и стабильность природных систем.
В условиях антропогенной деятельности, когда обеспечивается сбалансированность тепла и влаги (
=1.0), затраты энергии на почвообразование увеличиваются, следовательно на основе их можно определить экологическую емкость ландшафтов по формулам [6, с. 305; 7,
с. 635—641]:
,
где: 
— площадь ландшафтов, га;
— энергетический потенциал растительного покрова ландшафтов или агроландшафтов.
При этом разница потенциальной экологической емкости агроландшафтов и естественных ландшафтов, определяют предельно-возможное повышение экологической емкости и их можно определить по следующему выражению:
· для территории ландшафтной системы: 
;
· для элементарного участка ландшафта: 
,
где: 
— затраты энергии на почвообразование в ландшафтах, кДж/см2;
— затраты энергии на почвообразование в агроландшафтах, кДж/см2 [9, с. 20—24].
Экологическая техноемкость агроландшафтов (
) количественно определяется суммой техноемкости компонентов возникающих при адаптивно-ландшафтной мелиорации, то есть:
· величиной фактического нормы водопотребности сельскохозяйственных угодий:
,
где:
) сельскохозяйственных угодий;
· содержанием солей в источника орошения:
,
где: 
) уровня;
· содержанием солей в воздухе:
,
где:
) уровня.
Таким образом, экологическая техноемкость агроландшафтов (
) при адаптивно-ландшафтной мелиорации сельскохозяйственных земель можно определить по следующей формулы:
.
С учетом этого становится очевидным, что направление и интенсивность единого и неразрывного процесса влаго- и теплообмена деятельной земной поверхности не только формируют пространственную дифференциацию физико-географической оболочки, но и определяют ее устойчивость и способность к самосохранению агроландшафтных системы. При этом выделяются «граница оросительных мелиораций» (
), как закономерный и естественный переход от почвы неустойчивого увлажнения к почвам недостаточного и наоборот, характеризующие необходимый объем материально-вещественных ресурсов, что позволяют обосновать не только необходимость мелиорации сельскохозяйственных земель, а также обосновать целесообразность их развития по агроклиматическим зонам или водохозяйственным бассейнам Казахстана.
Стратегия устойчивого развития считается эффективной, если ее реализация выгодна для общества, то есть количественная и ли качественная оценка затрат на реализацию стратегии не должна превышать соответствующую оценку результатов, то есть обеспечивают продовольственной безопасности государств и ограниченность национальных ресурсов. Для оценки потенциальной устойчивости агроландшафтов при обосновании адаптивно-ландшафтной мелиорации целесообразно выделение экологической опасности, определяющих возможность развития неблагоприятных процессов при техногенной нагрузки. То есть на основе существующих технологий мелиорации земель, качество поверхностных вод и атмосферных осадков, определены техноемкость орошаемых земель Казахстана. Отметим, что 
, так как учитывает еще и социальную ценность объектов, испытывающих нагрузку. Комплексная оценка экологической емкости, техноемкости, предельно допустимой техногенной нагрузки может служить ориентирующей основой для оценки экологической обстановки в по водохозяйственным бассейнам и в разреза областей Казахстана. Концепция устойчивого развития предусматривает сбалансированность техногенных и природных процессов, исключение превышения техногенного давление на окружающей среду над экологической емкостью природной среды, наличие резерва экологической емкости природных систем. При истощении природного потенциала, нарушении экологического равновесия происходит резкое обеднение экономических возможностей водохозяйственных бассейнов, поэтому рациональнее всего проводить региональное нормирование антропогенных воздействий на природную среду на уровне ландшафтного района. Антропогенное воздействие на природную среду является комплексным и проявляется одновременно на локальном, региональном и глобальном уровнях. Хозяйственное освоение по всем водохозяйственным бассейнам Казахстана характеризуется экстенсивным потреблением всех видов природных ресурсов, так как не только нормы водопотребности сельскохозяйственных угодий и используемые технологии орошения не соответствует основному принципу мелиорации земель, то есть они разработаны для реализации водоемких систем орошаемых агроландшафтов. При этом из-за отсутствия научно-обоснованной стратегии природопользования, несовершенных технологий мелиорации и завышенные нормы водопотребности сельскохозяйственных угодий приводит к прогрессирующему загрязнению окружающей среды и деградации естественных экосистем [8, с. 293—295; 9, с. 25—27].
Для понимания специфики функционирования и перспектив развития системы «Человек — Природа» в пределах территории по водохозяйственному бассейну важно знать не только современное состояние компонентов ландшафтов, но и их пространственно-временную устойчивость к антропогенным нагрузкам. Согласно принципам сбалансированного природопользования, хозяйственная деятельность на определенной территории и техногенная нагрузка на окружающую природную среду не должны превышать восстановительного потенциала экосистем, то есть экологической техноемкости территории и на основе такого принципа должна быть полностью перерассмотрены нормы водопотребности сельскохозяйственной угодий и технологии орошения. С экологической точки зрения, современный ландшафт — это целостная система взаимосвязанных и взаимодействующих компонентов. Необходимой предпосылкой для грамотного управления процессами использования ландшафта, является разработка теоретико-методологических основ решения конкретных практических задач. При этом к вопросам первоочередной важности относится оценка устойчивости современного ландшафта и его оптимизации.
Нужна помощь в написании статьи?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.
Под оптимальным понимают ландшафт, структура и функции которого максимально соответствуют возможностям и потребностям нормального сбалансированного развития отдельных его компонентов или определенным целям его использования. В соответствии с этим оптимизация ландшафта — это комплекс мероприятий по сохранению или модификации существующих или формированию новых связей между различными составляющими ландшафта в целях его рационального использования, сохранения полезных свойств и предупреждения их возможной утраты, установление максимально полного соответствия природного потенциала ландшафта социально-экологическим функциям, задаваемым ему человеком. В оптимизации техногенных ландшафтов занимает целенаправленное восстановление или реконструкция природно-техногенных комплексов, обеспечивающая возобновление и повышение их продуктивности, природоохранной, хозяйственной, санитарно-оздоровительной и эстетической ценности [10, с. 270—273; 11, с. 515—518].
При оценке экологической устойчивости и оптимизации ландшафта (В. Л. Черников. М. Алексахин, А. В. Голубев и др. 2000) рекомендуют учитывать следующие соображения:
оценка состояния и прогнозирование изменений в ландшафтах должны осуществляться на основе системного излучения, так как научно доказано наличие биотической само регуляции и самоорганизации ландшафта как системы, обладающей территориальной устойчивостью и четкой ограниченностью в пространстве.
системный подход к ландшафту позволяет выявить его структуру, а также существенные связи компонентов в пространстве и во времени, отсюда вытекает возможность поиска вариантов, принципов и методов согласования взаимоотношений для различных типов ландшафта.
экологическая стабильность и продуктивность экосистем тесно связана с разнообразием абиотических и биотических элементов ландшафта, поэтому особенно важно грамотно оценить сложившиеся ландшафтные структуры и предполагаемые их модификации на основе учета коэффициентов экологического разнообразия.
экологическая устойчивость ландшафта включает как устойчивость к антропогенным нагрузкам, так и гибкость системы в ее реакции на то или иное нарушение, поэтому при оценке вещественно-энергетических и других связей между компонентами необходимо определить потенциальные нагрузки на ландшафт [12, с. 106—110; 13, с. 43—48].
Равновесие состояния агроландшафтов достигается путем оптимизации круговорота веществ и потоков энергии. Оценка тенденции изменения геохимической активности среды дает достаточно репрезентативный показатель для прогнозирования ее возможной самооценки. Основную роль в стабилизации биогеоценотического процесса играют почвы, выступающие в качестве своеобразного связующего звена, регулятора и преобразователя различных вещественно-энергетических потоков. Отсюда выступает первостепенное значение сохранения и поддержания саморегулирующих свойств почв. Несомненно, что и устойчивость агроландшафтов к антропогенным воздействиям в значительной мере зависит от степени устойчивости обрабатываемых пахотных земель к разнообразным нагрузкам техногенного происхождения.
Список литературы:
Акимова Т. А. Основы экоразвития / Акимова Т. А., Хаскин В. В. — М., 1994. —312 с.
Айдаров И. П. Перспективы развития комплексных мелиораций в России / Айдаров И. П. — М., 2004. — 63 с.
Мустафаев Ж. С. Методологические и экологические принципы мелиорации сельскохозяйственных земель / Мустафаев Ж. С.— Тараз, 2004.— 306 с.
Мустафаев Ж. С. Экологические проблемы бассейна Аральского моря / Мустафаев Ж. С., Козыкеева А. Т.. — Тараз, 2009. — 354 с.
Мустафаев Ж. С. Методология оценки эколого-мелиоративной устойчивости и стабильности агроландшафтов / Мустафаев Ж. С., Рябцев А. Д. // Пойск, 2006. — № 4. — С. 109—113.
Мустафаев Ж. С. Почвенно-экологическое обоснование мелиорации сельскохозяйственных земель в Казахстане / Мустафаев Ж. С. — Алматы: Гылым, 1997. — 358 с.
Нужна помощь в написании статьи?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.
Мустафаев Ж. С. Оценка экологической емкости ресурсного потенциала ландшафтов / Мустафаев Ж. С., Козыкеева А. Т., Умирзаков С. И., Кенжалиева Б. Т. // Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 70-летию Института географии АО ЦНЗМО РК / Географические проблемы устойчивого развития: теория и практика. — Алматы, 2008. — С. 635—641.
Сейтказиев А. С. Исабай С. И. Жумадилова А. К. Экологическое обоснование технологии поверхностного полива при различных ландшафтах. Международн. научно-практ. конф.(20—21 октября); Тараз, 2005. С. 293—295
Сейтказиев А. С. Винокуров Ю. И. Мадалиева Э. Б. Экологическое обоснование улучшения засоленных земель в аридной зоне Казахстана Международн. Научн. журнал: «Мир науки, культуры, образования», ИВЭП СО РАН, № 5(12), 2008. С. 20—27.
Сейтказиев А. С. Почвенно-экологическое оценка засоленных земель Труды международн. научн. конф. «Наука и образование — ведущий фактор стратегии Казахстан —2030» (24—25 июня 2008 г.) вып. 2, Караганда. С. 270—272.
Сейтказиев А. С. Айтекова Қ. Ө. Шилібек К. Қ. Ландшафта геоэкологиялық жүйенің қалыптасуын негіздеу «Ұлттық ғылыми білім потенциалы және еліміздің бәсекеге қаблеттілігі» халықаралық ғылыми практ. конф материалдары..,Тараз 31 қазан—1 қараша 2008. Б. 515—518.
Сейтказиев А. С. Ахмеджанов Т. К. Чакеев У. Н. Регулирование теплового режима почвы и системы управления заданной температурой окружающей среды Вестник ВКТУ им. Д. Серикбаева Усть-Каменогорск, 2004. С. 106—110
Хачатурьян В. Х. Обоснование сельскохозяйственной мелиорации с экологических позиций / Хачатурьян В. Х. // Вестник сельскохозяйственной науки. 1990, — № 5. — С. 43—48.