sergeogrИзвестия Российской академии наук. Серия географическаяIzvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya2587-55662658-697510.31857/S258755662201006Xsergeogr-1484Research ArticleПроблемы деградации земель и устойчивого землепользованияLand Degradation and Sustainable Land ManagementПроблемы адаптации степного землепользования к антропогенным и климатическим изменениям (на примере Оренбургской области)Problems of Steppe Land Use Adaptation to Anthropogenic and Climatic Changes (the Case of Orenburg Oblast)ГуляновЮ. А.GulyanovYu. A.

 Оренбург 

Orenburg

Чибилёв (мл.)А. А.Chibilyov (jr.)A. A.

 Оренбург 

Orenburg

orensteppe@mail.ruЧибилёвА. А.ChibilyovA. A.

 Оренбург 

Orenburg

ЛевыкинС. В.LevykinS. V.

 Оренбург 

Orenburg

Институт степи Оренбургского ФИЦ УрО РАНРоссияInstitute of Steppe, Orenburg Federal Research Center of the Ural Branch of the Russian Academy of SciencesRussian Federation202208022022861Специальный выпуск: Проблемы деградации земель и устойчивого землепользования2840Copyright © Гулянов Ю.А., Чибилёв (мл.) А.А., Чибилёв А.А., Левыкин С.В., 20222022Гулянов Ю.А., Чибилёв (мл.) А.А., Чибилёв А.А., Левыкин С.В.Gulyanov Y.A., Chibilyov (jr.) A.A., Chibilyov A.A., Levykin S.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestia.igras.ru/jour/article/view/1484

Среди субъектов степной зоны Российской Федерации Оренбургская область – типично степной регион с развитым зерновым производством. Практикуемые здесь на протяжении длительного времени традиционные почвозатратные технологии, ориентированные преимущественно на мобилизацию природного почвенного плодородия, привели к повсеместной деградации степных угодий, иссушению территории, снижению продуктивности агроценозов и кризисному сокращению ландшафтного и биологического разнообразия. Цель исследований заключалась в анализе современных вызовов устойчивому степному землепользованию, выявлении исторических, технологических и климатических предпосылок снижения качества земель и продуктивности сельскохозяйственных угодий (на примере Оренбургской области), разработке и научном обосновании подходов к адаптации степного землепользования к современным почвенным и климатическим изменениям. Использованы размещенные в свободном доступе электронные материалы о климатических ресурсах, результатах хозяйственной деятельности, а также материалы экспедиционных исследований. Анализ результативности полеводства, выявление климатических тенденций и определение их связи проведены в соответствии с природно-сельскохозяйственным районированием и агроэкологической группировкой земель. Подтверждено сохранение устойчивой почвозатратной направленности современной структуры сельскохозяйственных угодий. Выявлена крайне неблагоприятная динамика гидротермических условий, имеющих особенно выраженный засушливый тренд в Заволжской и Казахстанской провинциях степной и сухостепной зон области, сопровождающийся снижением продуктивности фитомассы искусственных и природных ценозов. Установлена сильная прямая связь продуктивности полевых культур (яровой пшеницы) с количеством осадков и гидротермическим коэффициентом Селянинова в период вегетации и обратная связь с суммой активных температур. Систематизированы проблемы оптимизации структуры земельных угодий юридического, землеустроительного и технологического характера, препятствующие официальному изменению их статуса. Предложено внедрение адаптивного стратегического подхода. Проанализированы научные теории оптимизации степного землепользования с использованием адаптивно-ландшафтных систем земледелия, оценена вероятность их внедрения в современных условиях. Обосновано применение природоподобных земледельческих технологий, способствующих более эффективному использованию природных ресурсов и щадящему антропогенному воздействию на прилегающие ландшафты.

Among the Russian federal subjects located in the steppe zone, Orenburg Oblast is a typical steppe region with developed grain production. The traditional soil-intensive technologies practiced here for a long time and focused mainly on the mobilization of natural soil fertility have led to widespread steppe lands’ degradation, territory desiccation, a decrease in the productivity of agrocenoses, and a critical reduction of landscape and biological diversity. The purpose of the study was the analysis of modern challenges to sustainable steppe land use, identification of historical, technological, and climatic preconditions for reducing the lands’ quality and agricultural productivity (using the case of Orenburg Oblast), development and scientifically substantiating of methods of steppe land-use adaptation to modern soil and climate changes. Electronic free access data about climate resources and economic activity results, as well as expedition materials, were used. The analysis of the field cultivation effectiveness, the climatic trends identification, and the determination of their relationship were carried out in accordance with natural and agricultural zoning and lands’ agroecological grouping. The stable soil-intensive orientation of the current agricultural lands’ structure has been confirmed, as before. The extremely unfavorable dynamics of hydrothermal conditions has an expressed arid trend in the Trans-Volga and Kazakhstan areas of the steppe and dry-steppe zones of the region. It is accompanied by a decrease in the productivity of artificial and natural cenoses’ phytomass. There is a direct relationship between the productivity of field crops (spring wheat) with the amount of precipitation and the Selyaninov’s HTC during the growing season. Also, there is an inverse relationship with the sum of active temperatures. The legal, land management and technological problems of the land structure optimizing, obstructing the official change of land status, are systematized. The introduction of an adaptive strategic approach is proposed. The scientific theories optimizing steppe land use through adaptive landscape farming systems are analyzed, the probability of their implementation in current conditions is estimated. The use of nature-like agricultural technologies that contribute to more efficient natural resources’ use and sparing anthropogenic impact on adjacent landscapes is justified.

деградация степных угодийсокращение ландшафтного и биологического разнообразияснижение продуктивности агроценозовоптимизация степного землепользованияадаптивная поляризация земельных угодийадаптивно-ландшафтные системы земледелияdegradation of steppe landsreduction of landscape and biological diversityreduction of productivity of agrocenosessteppe land use optimizationadaptive landscape farming systemsИсследование выполнено в рамках НИР ОФИЦ УрО РАН (ИС УрО РАН) “Проблемы степного природопользования в условиях современных вызовов: оптимизация взаимодействия природных и социально-экономических систем”, № ГР АААА-А21-121011190016-1.The paper was conducted within the framework of SRW of OFRC the Institute of Steppe UB RAS “Problems of Steppe Management under the Conditions of Modern Challenges: Optimization of the Interaction Between Environmental and Socio-Economic systems,” no. АААА-А21- 121011190016-1.ReferencesБельков Г.И., Максютов Н.А. Сохранение и повышение плодородия почв в современных условиях Оренбургской области // Изв. Оренбургского гос. аграрного ун-та. 2014. № 6 (50). С. 8–10.Bel’kov G.I., Maksyutov N.A. Maintenance and enhancement of soil fertility under modern conditions of the Orenburg Region. Izv. Orenburg. Gos. Agrarn. Univ., 2014, no. 6 (50), pp. 8–10. (In Russ.).Блохин Е.В. Экология почв Оренбургской области. Екатеринбург: Изд-во УрО РАН, 1997. 227 с.Blokhin E.V. Ekologiya pochv Orenburgskoi oblasti [Soil Ecology of the Orenburg Region]. Yekaterinburg: UrO RAN, 1997. 227 p.Гулянов Ю.А., Левыкин С.В., Казачков Г.В. Природоподобные технологии пастбищного использования степных угодий в условиях природных и антропогенных изменений // Вопросы степеведения. 2019. № 15. С. 77–81. https://doi.org/10.24411/9999-006А-2019-11511Chasovskikh N.P. Improving the efficiency of arable land use as a factor of stabilization of agricultural production in the Orenburg region. Izv. Orenburg. Gos. Agrarn. Univ., 2012, no. 6 (38), pp. 49–51. (In Russ.).Гулянов Ю.А. Устойчивость агроценозов яровой пшеницы к современным климатическим изменениям в земледелии степной зоны Южного Урала // Таврический вестн. аграрной науки. 2021. № 2 (26). С. 62–73. https://doi.org/10.33952/2542-0720-2021-2-26-62-73Chibilev A.A., Jr., Padalko Yu.A., Semenov E.A., Rudneva O.S., Sokolov A.A., Grigorevskii D.V., Meleshkin D.S. Ocherki ekonomicheskoi geografii Orenburgskogo kraya [Essays on the Economic Geography of the Orenburg Region]. Orenburg: Inst. Stepi UrO RAN, 2018, vol. 2. 144 p.Дедов А.В., Кузнецова Т.А., Несмеянова М.А. Бинарные посевы с бобовыми травами // Пермский аграрный вестн. 2014. № 2 (6). С. 10–18.Chibilev A.A., Levykin S.V., Chibilev A.A., Jr. Steppes of Russia and Eurasia: megaprojects of the XX century and modern spatial development. In Mat. Vseross. nauchn. konf. “Megaproekty v sotsial’no-ekonomicheskom razvitii Rossii”, Moskva, 21–22 noyabrya 2019 [Proc. All-Russ. Sci. Conf. “Megaprojects in the Socio-Economic Development of Russia”, Moscow, November 21–22, 2019]. Moscow: Belyi Veter Publ., 2019, pp. 8–15. (In Russ.).Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.Dedov A.V., Kuznetsova T.A., Nesmeyanova M.A. Binary sowings with legumes. Perm. Agrarn. Vestn., 2014, no. 2 (6), pp. 10–18. (In Russ.).Еськов А.И., Лукин С.М., Мерзлая Г.Е. Современное состояние и перспективы использования органических удобрений в сельском хозяйстве России // Плодородие. 2018. № 1 (100). С. 20–23. https://doi.org/10/25680/S19948603.2018.100.05Dospekhov B.A. Metodika polevogo opyta [Field Experience Methodology]. Moscow: Agropromizdat Publ., 1985. 351 p.Коржов С.И., Трофимова Т.А., Котов Г.В. Биологическая активность почвы при совместном посеве культур // Земледелие. 2018. № 8. С. 8–10. https://doi.org/10.24411/0044-3913-2018-10802Es’kov A.I., Lukin S.M., Merzlaya G.E. Current status and perspectives of organic fertilizers application in Russian agriculture. Plodorodie, 2018, no. 1, pp. 20–23. (In Russ.). https://doi.org/110/25680/S19948603.2018.100.05Кислов А.В. Биологизация земледелия и ресурсосберегающие технологии в адаптивно-ландшафтных системах степной зоны Южного Урала. Оренбург: Издательский центр Оренбургского ГАУ, 2012. 276 с.Fawaz M.M., Soliman S.A. The potential scenarios of the impacts of climate change on Egyptian resources and agricultural plant production. Open J. Appl. Sci., 2016, vol. 6, no. 4, 66004. https://doi.org/10.4236/ojapps.2016.64027Кирюшин В.И. Научные предпосылки оптимизации использования земельных ресурсов // Вестн. Российской академии сельскохозяйственных наук. 2019. № 4. С. 7–10. https://doi.org/10.30850/vrsn/2019/4/7-10Gulyanov Yu.A., Chibilyov A.A., Levykin S.V., Yakovlev I.G. Modern climatic resources of the farming post-virgin land regions in Ural and West Siberia and their agricultural assessment. IOP Conf. Ser. Earth Environ. Sci., 2021, vol. 624, no. 1, 012226. https://doi.org/10.1088/1755-1315/624/1/012226Кирюшин В.И., Дубачинская Н.Н. Проблема освоения адаптивно-ландшафтных систем земледелия в Оренбургской области // Изв. Оренбургского гос. аграрного ун-та. 2020. № 6 (86). С. 9–14.Gulyanov Yu.A., Levykin S.V., Kazachkov G.V. Naturallice technologies for pastural use of degrees in the conditions of natural and anthropogenic changes. Vopr. Stepevedeniya, 2019, no. 15, pp. 77–81. (In Russ.). https://doi.org/10.24411/9999-006A-2019-11511Климентьев А.И. Почвы степного Зауралья: ландшафтно- генетическая и экологическая оценка. Екатеринбург: Изд. УрО РАН, 2000. 350 с.Harrison S., Spasojevic V.J., Li D. Climate and plant community diversity in space and time. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2020, vol. 117, no. 9, pp. 4464–4470. https://doi.org/10.1073/pnas.1921724117Кочуров Б.И., Лобковский В.А. Агроландшафтная система земледелия как фундаментальная технологическая программа борьбы с опустыниванием // Проблемы региональной экологии. 2021. № 2. С. 44–51.Kaipov Y.Z., Akchurin R.L., Shakirov F.T., Shamsutdinov V.I. Experience of biologic farming in the middle Predural of Russia. J. Agric. Environ., 2019, no. 4 (12), pp. 99–104. https://doi.org/v10.23649/jae.2019.4.12.19Левыкин С.В., Чибилев А.А., Кочуров Б.И., Казачков Г.В. К стратегии сохранения и восстановления степей и управления природопользованием на постцелинном пространстве // Изв. РАН. Сер. геогр. 2020. № 4. С. 626–636. https://doi.org/10.31857/S2587556620040093Kiryushin V.I. Scientific prerequisites for optimizing the use of land resources. Vestn. Ross. Akad. S–kh. Nauk, 2019, no. 4, pp. 7–10. (In Russ.). https://doi.org/10.30850/vrsn/2019/4/7-10Русанов А.М., Кононов В.М. Основные положения концепции пахотнопригодности земель // Матер. Российской научно-практической конф. “Оптимизация природопользования и охрана окружающей среды Южно-Уральского региона” (Оренбург, 25–27 марта 1998). Оренбург: Издательство Оренбургского гос. ун-та, 1998. С. 70–73.Kiryushin V.I., Dubachinskaya N.N. The problem of development of adaptive landscape systems of agriculture in the Orenburg region. Izv. Orenburg. Gos. Agrarn. Univ., 2020, no. 6 (86), pp. 9–14. (In Russ.).Рычков А.В. Освоение целины и поиск новых внедренческих форм // Омский научный вестн. 2013. № 5 (122). С. 26–29.Kislov A.V. Biologizatsiya zemledeliya i resursosberegayushchie tekhnologii v adaptivno-landshaftnykh sistemakh stepnoi zony Yuzhnogo Urala [Biologization of Agriculture and Resource-Saving Technologies in Adaptive Landscape Systems of the Steppe Zone of the Southern Urals]. Orenburg: Orenburg. Gos. Agrarn. Univ., 2012. 276 p.Система устойчивого ведения сельского хозяйства Оренбургской области / под ред. В.К. Еременко, А.Г. Крючкова, В.Е. Тихонова, Н.П. Часовских, Г.И. Белькова. Оренбург: Оренбургское книжное издательство, 1999. С. 6–117.Kliment’ev A.I. Pochvy stepnogo Zaural’ya: landshaftno-geneticheskaya i ekologicheskaya otsenka [Soils of the Steppe Trans-Urals: Landscape-Genetic and Ecological Assessment]. Yekaterinburg: UrO RAN, 2000. 350 p.Спиридонов А.М. Многолетние бобовые травы как источник биологического азота в земледелии // Земледелие. 2007. № 3. С. 14.Kochurov B.I., Lobkovskii V.A. Agro-landscape system of agriculture as a fundamental technological program for combating desertification. Probl. Reg. Ekol., 2021, no. 2, pp. 44–51. (In Russ.).Трофимов И.А., Косолапов В.М. Экологические проблемы в мире, стратегия природопользования и управления агроландшафтами // Вестн. Тамбовского ун-та. 2013. Т. 18. № 2. С. 544–547.Korzhov S.I., Trofimova T.A., Kotov G.V. Biological activity of soil under combined crops. Zemledelie, 2018, no. 8, pp. 8–10. (In Russ.). https://doi.org/10.24411/0044-3913-2018-10802Часовских Н.П. Повышение эффективности использования пашни как фактор стабилизации сельскохозяйственного производства в Оренбургской области // Изв. Оренбургского гос. аграрного ун-та. 2012. № 6 (38). С. 49–51.Levykin S.V., Chibilev A.A., Kochurov B.I., Kazachkov G.V. To the strategy of steppes conservation and restoration and natural resource use in the area of post-virgin lands. Izv. Akad. Nauk, Ser. Geogr., 2020, no. 4, pp. 626–636. (In Russ.). https://doi.org/10.31857/S2587556620040093Чибилёв А.А. Ключевые проблемы степеведения и рационализации природопользования в степной зоне // Аридные экосистемы. 1997. Т. 3. № 6–7. С. 190–194.Rusanov A.M., Kononov V.M. The main provisions of the concept of arable land suitability. In Optimizatsiya prirodopol’zovaniya i okhrana okruzhayushchei sredy Yuzhno-Ural’skogo regiona [Optimization of Nature Management and Environmental Protection in the South Urals Region]. Orenburg: Orenburg. Gos. Univ., 1998, pp. 70–73. (In Russ.).Чибилёв А.А., Левыкин С.В., Чибилёв (мл.) А.А. Степи России и Евразии: мегапроекты XX века и современное пространственное развитие // Матер. Всероссийской научной конф. “Мегапроекты в социально-экономическом развитии России” (Москва, 21–22 ноября 2019). М.: Издательство Белый ветер, 2019. С. 8–15.Rychkov A.V. The development of virgin land and the search for new innovative forms. Omsk. Nauchn. Vestn., 2013, vol. 122, no. 5, pp. 26–29. (In Russ.).Чибилёв А.А.(мл)., Падалко Ю.А., Семенов Е.А., Руднева О.С., Соколов А.А., Григоревский Д.В., Мелешкин Д.С. Очерки экономической географии Оренбургского края. Оренбург: Изд. ИС УрО РАН, 2018. Т. II. 144 с.Shevrina E.V., Korabeinikova O.A. Directions of state support for rural producers of the Orenburg region. Ekonomika i Predprinimatel’stvo, 2020, no. 11, pp. 421–424. (In Russ.). https://doi.org/10.34925/EIP.2020.124.11.075Шеврина Е.В., Корабейникова О.А. Направление государственной поддержки сельских товаропроизводителей Оренбургской области // Экономика и предпринимательство. 2020. № 11 (124). С. 421–424. https://doi.org/10.34925/EIP.2020.124.11.075Sistema ustoichivogo vedeniya sel’skogo khozyaistva Orenburgskoi oblasti [The System of Sustainable Agriculture of the Orenburg Region]. Eremenko V.K., Kryuchkov A.G., Tikhonov V.E., Chasovskikh N.P., Bel’kov G.I., Eds. Orenburg: Orenburg. Knizhn. Izd., 1999. 136 p.Fawaz M.M., Soliman S.A. The potential scenarios of the impacts of climate change on Egyptian resources and agricultural plant production // Open J. of Applied Sci. 2016. Vol. 4. № 4. P. 270–286. https://doi.org/10.4236/ojapps.2016.64027Sommer J.H., Kreft H., Kier G., Mutke J., Barthlott W., Jetz W. Projected impacts climate change on regional capacities for global plant species richness. Proc. R. Soc. B: Biol. Sci., 2010, vol. 277, no. 1692, pp. 2271–2280. https://doi.org/10.1098/rspb.2010.0120Gulyanov Yu.A., Chibilyov A.A., Levykin S.V., Yakovlev I.G. Modern climatic resources of the farming post-virgin land regions in Ural and West Siberia and their agricultural assessment // IOP Conf. Series: Earth and Environ. Sci. 2021. № 624. P. 012226. https://doi.org/10.1088/1755-1315/624/1/012226Spiridonov A.M. Perennial legumes as a source of biological nitrogen in agriculture. Zemledelie, 2007, no. 3, pp. 14. (In Russ.).Harrison S., Spasojevic V.J., Li D. Climate and plant community diversity in space and time // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 2020. Vol. 117. № 3. P. 4464–4470. https://doi.org/10.1073/pnas.1921724117Trofimov I.A., Kosolapov V.M. Ecological problems in the world, the strategy of nature management and management of agricultural landscapes. Vestn. Tambov. Univ., 2013, vol. 18, no. 2, pp. 544–547. (In Russ.).Kaipov Y.Z., Akchurin R.L., Shakirov F.T., Shamsutdinov V.I. Experience of biologic farming in the middle Predural of Russia // J. of Agric. and Environ. 2019. № 4 (12). P. 99–104. https://doi.org/10.23649/jae.2019.4.12.19Zabelin I.M. Puteshestvie v glub’ nauki [Journey into the Depths of Science]. Moscow: Mysl’ Publ., 1976. 78 p.Sommer J.H., Kreft H., Kier G., Mutke J., Barthlott W., Jetz W. Projected impacts climate change on regional capacities for global plant species richness // Proc. of the Royal Society B: Biol. Sci. 2010. Vol. 277. № 1692. P. 2271–2280. https://doi.org/10.1098/rspb.2010.0120Sommer J.H., Kreft H., Kier G., Mutke J., Barthlott W., Jetz W. Projected impacts climate change on regional capacities for global plant species richness // Proc. of the Royal Society B: Biol. Sci. 2010. Vol. 277. № 1692. P. 2271–2280. https://doi.org/10.1098/rspb.2010.0120

The authors declare that there are no conflicts of interest present.