Потенциал природной устойчивости земель

Каждый тип угодий и категорий земель, присутствующих в земельной статистике, может рассматриваться как участок, имеющий определенный набор природных свойств. Это позволяет использовать материалы земельного учета для описания природных особенностей территории, несмотря на то, что в кадастре недвижимости однотипные по природным особенностям участки могут попадать в разные строки земельного учета (и наоборот). Однако уровень субъектов Российской Федерации как раз тот масштаб, в котором через разночтения при отнесении земель к разным категориям и угодьям проступают общие для региона закономерности природного характера.

Подробная экспликация структуры земель по категориям и угодьям использована для получения картины современного распределения экосистем с различной устойчивостью (уязвимостью) к внешним воздействиям. За основу взяты интегральные оценки устойчивости экосистем природных типов, отражающие их способность сохранять себя при внутренних или внешних изменениях [9]. Основные положения оценки устойчивости экосистем сводятся к следующему. Устойчивость природной экосистемы (и любой другой системы) может быть количественно измерена по трем группам признаков — концентрации энергии (в частном случае природных экосистем — биомассе), эффективности использования энергии (в частном случае природных экосистем — отношению биомассы на единицу годичной продукции) и гармоничности структуры системы (в природных экосистемах — сбалансированности биоразнообразия). Для всех трех индикаторов устойчивости в России накоплены массивы данных, позволяющие проводить расчеты и последующие сравнения природных экосистем разного типа.

До сих пор за границами рассмотрения оставался вопрос о соотношении площади природных экосистем разного типа и различиях в их сохранности в каждой области, крае, республике. Переход от оценок для типа экосистем, доминирующего в регионе, к картографическому отображению устойчивости совокупности экосистем разного типа и разного уровня сохранности требует расчетов на основе соотношений их площадей.

За основу расчетов берутся количественно выраженные (в % к среднему по России) оценки жизнеспособности лесных, болотно-тундровых и травяно-степных экосистем. Значения устойчивости для типов экосистем пересчитаны как средние в границах каждого региона России. Данные о площадях разных категорий и типов земель позволяют учесть при расчетах соотношение устойчивости природных экосистем в естественном состоянии с устойчивостью возникших на их основе обедненных экосистем, полуприродных или искусственных комплексов. Количественные измерения таких соотношений пока не выполнены, но на экспертном уровне вполне уверенно можно ранжировать все категории и типы земель по степени сохранности потенциала природной устойчивости.

Для такого экспертного решения задачи выделено 6 уровней сохранности природного потенциала устойчивости. Первый (низший) уровень соответствует нулевой сохранности биотических процессов. К этому уровню можно отнести естественно непродуктивные участки (ледники, горные осыпи, пески и прочие) на землях всех категорий. Второй уровень сохранности (экспертно он оценивается в сохранение от 0 до 3% потенциала жизнеспособности исходной экосистемы) включает земли, занятые застройкой и дорогами, нарушенные земли и полигоны отходов. Третий уровень (сохранность потенциала от 3% до 30%) это искусственные экосисте мы (многолетние насаждения, пашня). Четвертый уровень (30–70% потенциала) включает трансформированные естественные экосистемы, непокрытые лесом вырубки и гари, городские леса, интенсивно используемые сенокосы и пастбища. К пятому уровню сохранности природного потенциала (70–95%) можно отнести доступные для экстенсивных форм использования леса, основные массивы болот, не затронутых мелиорацией, тундры. Высший шестой уровень сохранности природного потенциала устойчивости — это ненарушенные и охраняемые в ООПТ земли с лесной, травяной и болотно-тундровой растительностью.

Площадь земель каждого из этих уровней сохранности природного потенциала учитывается и может быть выражена как в тыс. га, так и в процентах от общей площади субъекта России, что открывает возможность расчета среднего для каждого региона уровня эффективности выполнения ими природных (продукционных, ассимиляционных и средоподдерживающих) функций.

Потенциал устойчивости сохранившихся природных экосистем

Построенная по описанному алгоритму картограмма отражает пространственное распределение способности живой природы каждого региона участвовать в естественных обменных процессах и сопротивляться самым разным видам антропогенного воздействия, в том числе ассимилировать загрязнения, обеспечивать естественный ход биопродукционных и почвенных процессов, стабилизировать в естественно сложившемся диапазоне водный и температурный режимы земной поверхности.

Наибольшей устойчивостью природной среды располагают регионы, пространственно совпадающие с зоной средней тайги. Практически образуется ось, к северу и к югу от которой потенциал природной устойчивости закономерно сокращается. Если на севере сокращение запаса устойчивости не столь существенно и определяется природно-климатическими факторами, то к югу на природный фон снижения устойчивости при переходе от лесных экосистем к степным накладывается деградация за счет масштабных антропогенных воздействий. Вся нижняя градация устойчивости представлена основными аграрными регионами страны.

Устойчивость урожайности основных культур

Картограмма иллюстрирует влияние устойчивости природной среды на жизнь и хозяйственную деятельность человека. Для ее построения также использована государственная статистика урожайности различных культур. В эту статистику не попадают значения общей биомассы, а учитывается масса лишь части растений, сформированной в ходе их вегетации (клубней у картофеля, зерна у злаковых, стеблей у льна и т.д.). Для оценки максимально возможного выхода продукции аграрных культур на один гектар убранной площади в качестве эквивалента была выбрана культура, у которой большая часть продуцируемой фитомассы попадает в статистический учет в виде показателей урожайности — сахарная свекла. Далее урожайности разных культур (льна, картофеля, овощей, ягод и зерновых) в регионах, где они совместно возделываются, были пересчитаны в условную урожайность свеклы. Такой расчет условно однотипной продукции растениеводства позволяет: во-первых — получить для каждого региона более широкую и комплексную оценку среднего выхода полезной фитомассы при возделывании сельскохозяйственных культур, а во-вторых — такая оценка может быть сделана для всех регионов страны, где возделывается хотя бы одна культура, в том числе и северных.

Значения урожайности по всей совокупности культур (с учетом занятой каждой культурой площади) определены для каждого года за период с 1990 по 2006. Для каждого субъекта Российской Федерации рассчитано среднее квадратичное отклонение урожайности от средней многолетней урожайности в каждый год 16-летнего периода. Значительные колебания урожайности (большое среднее квадратичное отклонение) трактуются как неустойчивость (вариабельность) условий развития растений в разные годы. Низкие отклонения от среднего, наоборот, отражают высокую устойчивость условий среды.

Важно отметить, что в отличие от уровня урожайности, которую рассматривают как функцию плодородия почв и уровня агротехники, устойчивость урожайности чаще трактуется как природно-климатическая категория. Существует даже такое понятие, как «зона рискованного земледелия», которое применяется для обозначения высоких вероятностей неурожая даже при высокой агротехнике и продуктивности почв.

Даже простое сравнение распределения устойчивости урожайности с распределением зон максимального потенциала устойчивости природной среды обнаруживает их сходство в принципиальных чертах. Через всю страну по оси, совпадающей с пока малонарушенной средней тайгой, проходит зона наибольшей стабильности средних многолетних значений условий вегетации сельскохозяйственных растений. К северу и к югу от этой оси происходит снижение стабильности урожаев, увеличиваются отклонения от среднего значения урожайности. Отдельные отличия оценок природной устойчивости и стабильности урожаев проявляются на Кавказе и в зоне европейской лесостепи, где стабильность урожаев выше, чем оценки природной устойчивости. Обратная картина в европейском Нечерноземье, где при достаточной устойчивости природы проявляются повышенные уровни колебаний урожайности. Такого рода несовпадения вполне естественны для предварительных сравнений и вполне могут быть связаны как с недооценкой природной устойчивости (скорее всего имеющей место для экосистем Кавказа и Предкавказья), так и с социально-экономической нестабильностью (скорее всего проявляющейся в отклонениях от общих закономерностей именно в Нечерноземье).

Приведенное сравнение показывает, что именно природные экосистемы были, есть и будут единственным средством поддержания биосферной устойчивости, которая обеспечивает стабильность условий не только для ведения сельского хозяйства, но и для всей жизни человека.

Потери устойчивости природных экосистем

Взаимосвязь природной среды и условий жизни человека характеризует картограмма, отражающая потери природной устойчивости относительно жизнеспособности исходных экосистем. В основе картограммы лежит расчет потенциально возможной в каждом субъекте Российской Федерации устойчивости основных типов природных экосистем (лесных, тундрово-болотных и травяно-степных), исходя из современного соотношения их площадей.

Картограмма показывает, какая часть естественной способности биоты к самосохранению (а в конечном итоге к сохранению жизнеспособности биосферы) утрачена в результате деятельности людей на территориях, очерченных современными границами субъектов России. Потенциал устойчивости экосистем конечен, в ряде регионов страны он уже утрачен более чем наполовину. В будущем при планировании землепользования необходимо уделять больше внимания сохранению допустимых соотношений природных и антропогенно нарушенных земель.

А.С. Мартынов

• Потенциал устойчивости сохранившихся природных экосистем, масштаб 1:60 000 000
• Устойчивость урожайности основных культур, масштаб 1:60 000 000
• Потери природной устойчивости экосостем, масштаб 1:60 000 000