Курсовая работа: Разработка системы мероприятий по рациональному использованию пахотных земель и создание высокопродуктивных устойчивых агросистем в хозяйстве "Хайтинское", Усольского района

Курсовая работа: Разработка системы мероприятий по рациональному использованию пахотных земель и создание высокопродуктивных устойчивых агросистем в хозяйстве "Хайтинское", Усольского района

Министерство сельского хозяйства и продовольствия Российской Федерации

Иркутская государственная сельскохозяйственная академия

Кафедра сельскохозяйственной экологии

Курсовая работа

Разработка системы мероприятий по рациональному использованию пахотных земель и создание высокопродуктивных устойчивых агросистем в хозяйстве «Хайтинское», Усольского района

Выполнила:

Деревяшкина М. С. студентка 4 курса ,2 группа

агрономического ф-та

Проверила: Дмитриева Е.А.

Иркутск

2009

Содержание

Задание

Введение

1 Характеристика абиотических условий

2 Эдафические условия района

3 Оценка состояния агроэкосистем

3.1 Экологическая оценка агроландшафтов

3.2 Оценка экологичности системы земледелия

3.3Устойчивость почвенного блока

4 Перспективная система мероприятий по созданию высокопродуктивных агорэкосистем

4.1 Мероприятия по повышению стабилизации агроландшафтов

4.2 Мероприятия по повышению экологичности систем земледелия

4.3 Мероприятия по повышению экологической устойчивости почвенного блока

Заключение

Список использованных источников

Задание

Усольский район. Хозяйство «Хайтинское»

Таблица 1

Землепользование.

Таблица 2

Структура посевных площадей.

Таблица 3

Урожайность.

Введение

Сельскохозяйственная экология – наука о факторах внешней среды, их влиянии на организмы культивируемых растений и животных, о природных комплексах, преобразованных деятельностью человека для производства экологически чистой продукции растениеводства и животноводства.

Развитие сельскохозяйственной экологии проходило неравномерно. В первой половине текущего столетия были достигнуты большие успехи в изучении влияния условий среды на рост и развитие культурных растений, урожайность сельскохозяйственных культур. В середине столетия в общей и, в частности, в сельскохозяйственной экологии стали преобладать системные исследования. Появились фундаментальные работы по изучению аграрных ландшафтов, агробиоценозов, пастбищных и ферменных биогеоценозов.

История развития сельского хозяйства характеризуется главным образом стремлением получить как можно более высокие урожай культивируемых растений. На смену малоурожайных культур и сортов пришли новые, более продуктивные. В ходе искусственного отбора и селекции выведены сорта растений с максимальной долей полезной для человека продукции (зерна, плодов, клубней и т.д.).

 Интенсификация растениеводства и животноводства сопровождается увеличением расхода дополнительной энергии. Эта энергия используется для обработки почв, посевов сельскохозяйственных культур, уборки урожая, производства и применения минеральных удобрений, пестицидов и т.д. в итоге возрастает энергетическая «цена» каждой пищевой калории.

Считается, что до появления сельскохозяйственного производства все животные и фотосинтезирующие растения могли поддержать существование около 10 млн человек. Теперь, когда 10% планеты вспахано, орошено, удобрено, сельское хозяйство обеспечивает жизнь более 5 млрд человек. Часть биопродукции люди потребляют непосредственно, часть скармливают животным и только и только затем используют. Помимо сельского хозяйства источником пищи служат и другие части мировой экосистемы (сенокосы, пастбища, Мировой океан). Вместе с тем, по данным ООН, 0,5 млрд человек в мире, жителей главным образом развивающихся стран, голодают, а до 2 млрд человек не обеспечены нормальным питанием, т.е. недоедают.

Сельскохозяйственные угодья Земли включают огромное количество агробиоценозов. Агробиоценозы занимают около 1,2 млрд га, что составляет более 10% всей поверхности суши. Пашня дает человечеству 88% пищевой энергии. Кроме того, примерно 10% этой энергии оно получает от пастбищных экосистем. Около 2% пищевой энергии поставляет Мировой океан. Приведенные цифры убедительно показывают значение сельского хозяйства. Сельское хозяйство, будучи важным источником питания людей и сырья для промышленности, одновременно представляет собой могучий фактор воздействия человека на окружающую среду. Оно особенно усилилось с ростом населения планеты, повышением энерговооруженности, совершенствованием агротехнических приемов и селекции.

Развитие сельского хозяйства породила такие негативные явления, как деградация почв, загрязнения среды, ухудшение качества производимой продукции, появление ряда новых болезней растений, животных и людей.

Возникла необходимость экологизации сельского хозяйства.

Для достижения экологической устойчивости и сохранения природно-ресурсного потенциала требуется не только осуществить экологизацию производственной деятельности человека, но и обеспечить охрану природных жизнеобеспечивающих систем. Для этого необходима система мер по предотвращению их загрязнения, поддержанию целостности и восстановлению. Решение этой задачи – не что иное, как возврат долгов природе и введение социально-экономического развития в экологически безопасное русло, определенное возможностями природно-ресурсного потенциала регионов, емкостью ландшафтов, т.е. способностью их принять и трансформировать определенное количество вещества и энергии при устойчивом функционировании.

1 Характеристика абиотических факторов

Географическое положение на юге Иркутской области и сложный рельеф определяют климатические особенности района. Наиболее изученной в метеорологическом отношении является северная часть территории.

Среднегодовая температура воздуха в северной, наиболее освоенной сельским хозяйством части района, равна 1,2 – 1,4 °, температура января –21,5 –23,4°, а июля 18,2 – 18,6°. Сумма положительных среднесуточных температур воздуха более 10° довольно высокая и составляет 1750°. Продолжительность безморозного периода 112 дней.

По данным наблюдений метеостанции Дабады, средняя температур июля в горах понижается до 15,1°, среднегодовая температура воздуха соответственно уменьшается до -3,9°.

Годовая сумма осадков составляет 380-440 мм с максимумом в июле и минимумом в марте. В Предсаянье количество осадков резко возрастает , достигая в Раздолье 525, Тальянах-609, а на водоразделах до 700 мм.

Высота снежного покрова по территории неравномерна – от 20-40 см в равниной части до 60-80 см в горах. Многолетняя мерзлота встречается лишь в Предсаянье. Условия увлажнения территории в целом благоприятны для земледелия. Коэффициент увлажнения за летний период составляет в среднем 0,60. Дефицит почвенной влаги отмечается лишь в отдельные годы в мае – июне и может быть восполнен снежными и водными мелиорациями, с оросительными нормами 500-1000 м³/га. Дополнительного увлажнения требует производство овощных и кормовых культур.

Анализ климата позволяет сделать вывод о благоприятных условиях увлажнения и теплообеспеченности равнинной части территории.

Реки Усольского района относятся к бассейну р. Ангара, которая в северной части территории находится в подпоре от плотины Братской ГЭС крупнейшими реками являются собственно Ангара, Белая с притоком Хайта, Китой с притоками Ода, Тойсук, Черемшанка, Целота, Картагон. Густота речной сети изменяется от 0,3-0,4 км/км² на севере района, до 0,5-0,7 км/км² - на юге. Значительные по площади болотные массивы, как отмечалось выше, располагаются в левобережье Китоя, особенно по долинам рр. Картогона и Целота. Озера небольшие, преимущественно пойменный.

Величины стока изменяются по территории от 156 до 457 мм и в сильной мере зависят от высоты бассейна. Неравномерное распределение стока отмечается также и по сезонам. Так, в течение весеннее – летнего периода по р. Китой проходит 83 – 84% годового стока, а в зимнюю межень – всего около 7%. Наибольшая водность на этой реке наблюдается в июле – августе в период выпадения летних дождей, весеннее половодье отсутствует. Для рек, формирующих свой сток в равнинной части территории, максимальные расходы и уровни воды могут быть приурочены как к весеннему половодью, так и к паводкам. Зимой многие малые реки перемерзают и формируют наледи.

Усольский район в целом богат водными ресурсами , которые широко используются в качестве источников промышленного и бытового водоснабжения. Крупными водопотребителями являются предприятия химической промышленности г. Усолья – Сибирского. По р. Китой производится лесосплав. На Ангаре (Братском водохранилище) широко развито судоходство. Основными загрязнителями поверхностных вод служат промышленные и бытовые стоки г. Усолье – Сибирского, сбрасываемые в Ангару. Следует отметить, что самоочищающая способность реки ниже Усолья – Сибирского резко снижена , т.к. она находится в подпоре, является верхним участком Братского водохранилища. Сохранение чистоты водных ресурсов в этих условиях возможно лишь путем скорейшего внедрения очистных сооружений, прекращения лесосплава и пр.

2 Эдафические условия района

Формирование почвенного покрова происходит в контрастных физико-географических условиях. На горном юге района, где развиты кислые кристаллические и метаморфические породы, распространены гольцово-дерновые, горнолесные, мерзлотно-болотные и горно-дерновые перегнойные почвы. В предгорьях на аллювиоделювии известняков и доломитов формируются дерново-карбонатные выщелочные почвы. На Иркутско –Черемховской равнине образование почв происходит на суглинистых и песчано-суглинистых отложениях значительной мощности, преобладают серые лесные, небольшими участками лугово-черноземные, черноземы выщелочные, встречаются дерновые и дерново-подзолистые почвы.

В долинах многочисленных рек в южной горной части района формируется мерзлотно-болтные почвы, а в их нижнем течении на равнине преобладают мерлотно-луговые почвы.

Район располагает большими площадями дерново-карбонатных почв, обладающих высокими лесорастительными свойствами: содержание гумуса в среднем 7-10%, карбонаты присутствуют лишь в иллювиальном горизонте, но во всем профиле содержаться обломки коренных пород, низкая устойчивость к размыванию.

Наиболее освоены сельским хозяйством серые лесные почвы и черноземы на горизонтальных и слабонаклонных поверхностях мощность гумусового горизонта серых лесных почв около 25 см содержание гумуса 4-11%, в пахотных почвах мощность верхнего горизонта составляет 23 см.

В выщелоченных черноземах содержание гумуса от 10 до 16% при мощности верхнего горизонта от 25 до 45 см. В черноземах содержание гумуса в слое остается почти постоянным, а затем резко падает.

Эти почвы повсеместно в той или иной степени подвержены эрозии, смытые, чему способствует ухудшение структуры, вызванное длительным аграрным использованием.

В земельном фонде сельскохозяйственных предприятий района пахотные и пахотнопригодные почвы высокого и среднего плодородия до 40% площади. Приемы использования и ухода за этими почвами должны быть направлены на предохранения от эрозии, проведение агрокультурных мероприятий по поддержанию и повышению плодородия.

Кормовые угодья занимают около 25% площади сельхозпредприятий. Под ними используются луговые и болотные почвы. Они характеризуются низкими агрономическими свойствами, комплексностью заболоченных и засоленных почв, закустаренностью.

Максимальная продуктивность естественной растительности на данных почвах превышает 15 (до 25) ц/га сена. Необходимы расчистка, внесение удобрений, осушение, современное сенокошение, нормирование и регулируемое стравливание.

Резервом для сельскохозяйственного освоения является почвы под лесными массивами (33%), сведение лесов допустимо почти на маломощных серых лесных, дерново-карбонатных, пойменных и болотных почвах, т.к. в ходе ее практически уничтожаются наиболее ценные для сельского хозяйства почвенные горизонты. Вместе с тем следует учитывать, что лесные массивы могут использоваться для временного выпаса скота. Кроме того, леса на землях сельхозпредприятий выполняют климаторегулирующие и водоохранные функции.

3 Оценка состояния агроэкосистем

3.1 Экологическая оценка агроландшафтов

Сельскохозяйственная организация территория должна осуществляется с учетом ее ландшафтно-типологических и региональных различий. Одно из важнейших задач рациональной организации территории является формирование такого морфологического облика агроландшафта, который отличался бы не только высокой продуктивностью, но экологическим разнообразием, эстетической привлекательностью и, кроме того, удовлетворял бы санитарно-гигиеническим требованиям.

Такая организация сельскохозяйственной территории может быть достигнута на основе глубокого изучения, анализа и учета ландшафтной неоднородности земельного фонда, разработки конкретных землеустроительных, лесовосстановительных, мелиоративных и других проектов, которые должны предусматривать оптимальное сочетание параметров хозяйственной нагрузки в конкретном ландшафте.

Важнейшим нормативным критерием здесь является уровень допустимого однообразия агроландшафтов: оптимальное сочетание технологических условий территории (размеры и конфигурация полей и т.д.) и биотических составляющих (участки лесов, полей, лугов, кустарников, болот и т.д.).

С экологической точки зрения современный ландшафт – это целостная система взаимосвязанных и взаимодействующих компонентов. Необходимо предпосылкой для грамотного управления процессами использования ландшафта является разработка теоретико-методических основ решения конкретных практических задач. При этом к вопросам первоочередной важности относится оценка устойчивости современного ландшафта (в том числе и аграрного) и его оптимизации.

В соответствии с приводившейся ранее общей трактовкой понятия «устойчивость», по отношению к ландшафту ее можно рассматривать как способность сохранять свои структуру и функции при внешних воздействиях.

Под оптимальным понимают ландшафт, структуры 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 и формированию новых связей между различными составляющими ландшафта в целях его рационального использования, сохранения полезных свойств (в том числе и природных ресурсов) и предупреждения их возможной утраты, установление максимального полного соответствия природного потенциала ландшафта социально-экономическим функциям, задаваемым ему человеком.

Агроландшафты являются целостными генетически однородными пространственно-временными единицами, несмотря на то, что определенная часть их естественного растительного покрова замена агроценозами.

С позиции системного подхода, учитывающего особенности формирования функционирования ландшафтов, представляются возможными следующие предпосылки оптимизации агроландшафтов.

Во-первых, формирование и поддержание на оптимальном уровне структуры и функционирования земельных угодий, обеспечивающих необходимое разнообразие и устойчивость агроландшафтов.

Во-вторых, экологическая оптимизация агроландшафтов должна обеспечивать восстановление и сохранение местного генетического фонда живой природы, а также восстановление и сохранение естественных ценозов.

В-третьих, восстановление и сохранение обводненности территории, которая должна соответствовать естественному фонду данного ландшафтного образования.

В-четвертых, экологическая оптимизация агроландшафтов обеспечивается целенаправленным развитием сети охраняемых природных территорий различных рангов и статуса (от микрозаказников до заповедников).

Рассматривая вопросы устойчивости и оптимизации ландшафтов, очень важно располагать системой количественных оценок и характеристик изучаемых процессов. В этой связи заслуживает внимание возможность оценивать степень экологической устойчивости ландшафта с помощью коэффициента экологической стабилизации (КЭСЛ), интегрирующего качественные и количественные характеристики абиотических и биотических элементов ландшафта.

Методика определения коэффициентов экологической стабилизации.

Согласно В. А. Баранову, первый метод с помощью этого коэффициента основан на определении и сопоставлении площадей, занятых различными элементами ландшафта, с учетом их положительного или отрицательного влияния на окружающую среду:

Где, Fcm –площади, занятые стабильными элементами ландшафта- сельскохозяйственными культурами и растительными сообществами, оказывающими на него положительное влияние (леса, зеленые насаждения, естественные луга, заповедники, заказники и пахотные земли, занятые многолетними культурами: люцерной, клевером, травосмесями);

Fнcm – площади, занятые нестабильными элементами ландшафта (ежегодно обрабатываемые пашни, земли с неустойчивым травяным покровом, склонами, площадями под застройкой и дорогами, зарастающими или заиленными водоемами, местами добычи полезных ископаемых, другими участками, подвергающимися антропогенному опустошению).

Оценку ландшафта производят по следующей шкале:

КЭСЛ1 характеристика ландшафта

<0,5 нестабильность хорошо выражена

0,51…1,00 состояние стабильное

1,01…3,00 состояние условно стабильное

4,51 и более стабильность хорошо выражена

Биотические элементы ландшафта оказывают неодинаковое влияние на его стабильность. Для оценки ландшафта необходимо учитывать не только их площади, но и внутренние свойства, а также качественное состояние (влажность и профиль биотопа, структура биомассы, геологическое строение, местоположение и морфология поверхности):

Где, fi-площадь биотического элемента;

Кэз- коэффициент, характеризующий экологическое значение отдельных биотических элементов (например, площадь застройки-0; пашня-0,14; виноградники-0,29; хвойные леса-0,38; сады, лесные культуры, лесополосы-0,43; огороды-0,5; луга-0,62; хвойно-широколиственные леса-0,63; пастбища-0,68; водоемы и водостоки-0,79; лиственные леса-1,0);

Кr - коэффициент, геолого-морфологической устойчивости рельефа (1,0- стабильный, 0,7 – нестабильный, например, рельеф песков, склонов, оползней);

Ft – площадь всей территории ландшафта.

Оценку ландшафта производят по следующей шкале:

КЭСЛ2 характеристика ландшафта

<0,33 нестабильный

0,34…0,50 мало стабильный

0,51…0,66 средне стабильный

Более 0,66 стабильный

Расчеты по КЭСЛ1 и КЭСЛ2 дают основную информацию о степени экологической устойчивости исследуемого ландшафта, необходимую для выбора соответствующих мероприятий по его защите и переформированию.

Коэффициент экологической стабилизации хозяйство «Хайтинское», Усольский район.

Нестабильные элементы: Стабильные элементы:

Fнст Сенокосы-418

Пашня-3662 га Пастбища-80 га

Пуды и водоемы-0 га Лес-7400 га

Приусадебные участки, огороды-258 га Болота-49 га

Дороги-29 га

Прочие-174 га

4123 га 7947 га

Всего: 12070

КЭСЛ - коэффициент экологической стабилизации.

Где, fi-площадь биотического элемента;

Кэз- коэффициент, характеризующий экологическое значение отдельных биотических элементов;

Кr- коэффициент геолого-морфологической устойчивости рельефа;

Ft- площадь всей территории ландшафта.

КЭСЛ2=(3662*0,14)+(418*0,62)+(80*0,68)+(7400-0,63)+(258*0)+(29*0)+(49*0,79)+(174*0):12070= 0,46

Вывод: в результате расчетов КЭСЛ1, данный агроланшафт характеризуется в 1,92 - состояние условно стабильное.

КЭСЛ2-0,46 мало стабильный.

3.2 Оценка экологичности системы земледелия

Разнообразие форм техногенного и аграрного воздействий, увеличивающееся масштабы и объемы антропогенной нагрузки, наличие многочисленных негативных изменений в почвах, свойства, режим и функции которых стали отличаться от аналогичных показателей реликтовых или эталонных почв, послужили основанием говорить о патологии почвы. Не мене справедливым будет утверждение о патологическом состоянии большинства современных агроэкосистем, основные компоненты, которых подвержены той или иной форме антропогенного воздействия и находятся в конечных зонах устойчивости, граничащих с потерей этого качества. Подобное состояние агроэкосистемы напрямую связано со стратегическими и тактическими издержками, которые характерны для аграрной деятельности человека и появляются в характере землепользования и культивирования агроэкосистемы.

Ущерб плодородию почвы и окружающей среде, причиняемый несбалансированным применением избыточных доз пестицидов, удобрений и мелиорантов, использованием тяжелой техники в районах с повышенным увлажнением, нарушениями зональных технологий возделывания культур и мелиорации почв, характерен для нерационального или экстремального земледелия, в котором интенсивность упрощенно понимается как концентрация ресурсов в расчете на единицу площади без учета степени и качества их использования. В действительности в интенсивном земледелии повышение урожайности культур обеспечивается благодаря эффективному использованию средств химизации, биологических способов защиты растений, мелиоративных приемов, внедрению прогрессивных технологий, учитывающих зональную почвенно-экологическую специфику, что, в конечном счете, способствует повышению плодородия почв и охране агроланшафтов от загрязнения и деградации. Однако экологическая ситуация остается достаточно напряженной, что дает повод усомниться в безопасности традиционных интенсивных систем земледелия и осознать необходимость разработки альтернативных производственных систем, из которых наиболее известна биологическая система земледелия.

На первых этапах развития такой системы земледелия приорит