Урок № 15.

Тема уроку: Категорія «оптимізація». Критерії та пріоритети ландшафтно-екологічної оптимізації території. Ієрархія цілей організації. Найвищий пріоритет природоохоронної та антропоекологічної функції. Оптимізація «природного каркасу» території. Оптимальне співвідношення природних та господарських угідь. Нормування антропогенних навантажень.

Цілі уроку: ознайомити учнів з категорією «оптимізація», з оптимальним співвідношенням природних і господарських угідь, розглянути осо­бливості обґрунтування територіальної структури природних угідь і нормування антропогенних навантажень розглянути критерії та пріоритети ландшафтно-екологічної оптимізації території; розвивати вмін­ня виокремлювати головне, істотне; виховувати волю й наполегливість у навчанні; розвивати навички порівняльного аналізу; виховувати любов до рідного краю.

Обладнання й матеріали: таблиці або слайди презентації із зображенням

природних територій з різним ступенем антропо­генного навантаження.

                                   ХІД УРОКУ

I.     Організаційний етап

II.    Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності учнів

1.  Чому треба зберігати біорізноманіття?

2.Які природоохоронні території є в Україні?

3.Чи відрізняються між собою природні й агроландшафти?

4.Яку частину території України, на вашу думку, доцільно використовувати як агроландшафти?

III.    Вивчення нового матеріалу

1.  Категорія «оптимізація». Критерії та пріоритети ландшафтно-екологічної оптимізації території

Ландшафт — це природно-територіальні комплекси (ПТК) з одним геоло­гічним фундаментом і близьким генетичним типом рельєфу. Під агроландшафтами слід розуміти природно-господарські територіальні системи сільськогос­подарського призначення, які складаються з географічної оболонки, що, у свою чергу, є сукупністю природних елементів із різним ступенем антропогенного навантаження, у тому числі з різною структурою сільськогосподарських угідь.

Організація землеробства з урахуванням особливостей природних агроланд-шафтів (на ландшафтній основі) передбачає чітке уявлення про природні й ан­тропогенні ресурси території. Для відновлення родючості середньо- та сильно-еродованих ґрунтів доцільно вивести їх із ріллі з подальшим використанням під природні угіддя, у тому числі водоохоронні та рекреаційні зони, розширен­ня заповідних територій різного адміністративного підпорядкування, заліснен­ня й залуження.

Таким чином, за рахунок виведення з обробітку середньо- й сильноеродова-них ґрунтів є можливість без зниження продуктивності агроекосистем суттєво поліпшити структуру агроландшафту, посилити процеси саморегуляції й акти­візувати внутрішні резерви агроландшафту, що сприятиме досягненню еколо­гічної рівноваги.

Принципово важливим є не лише визначення оптимального співвідношен­ня угідь, але й мінімально необхідної площі індивідуального природного біоце­нозу, а також оптимальної структури їх розміщення на території агроландшаф­ту. У разі оптимального розміщення ділянок із природною рослинністю можна за їхньої загальної меншої площі досягти більшого природоохоронного ефекту, ніж за необгрунтованого розміщення таких ділянок, навіть за умови, що вони займають значно більші площі в агроландшафтах.

Проблема оптимального співвідношення природних і господарських угідь включас три важливі завдання: 1) визначення оптимального співвідношення угідь; 2) встановлення мінімально необхідної площі окремої ділянки з природ­ною рослинністю; 3) планування оптимальної екологічно безпечної територі­альної структури угідь.

З метою створення ґрунтоводоохороних агроландшафтів високого ступеня саморегуляції з мінімальними витратами енергії та ресурсів, необхідно здій­снювати контурно-смугову організацію території кожного суб'єкта землекорис­тування, у тому числі й під час паювання, в інтересах, насамперед, збереження природоохоронного каркасу ландшафту як основи сталого розвитку агросфери, поліпшення умов життя людини.

До екологічно стійких чинників в агроландшафтах належать:

•    оптимізащя водного режиму, підвищення коефіцієнта використання опа­дів, зарегулювання поверхневого стоку;

•    захист ґрунтів від ерозії та деградації, збереження і відтворення їхніх ко­рисних властивостей;

•    створення життєвого простору для дикої флори й фауни;

•    підтримання біорізноманіття, у тому числі збереженням генофонду запилювачів та ентомофагів.

До екологічно нестійких чинників належать:

•    висока розораність території, особливо в умовах складного рельєфу, зокре­
ма водозборів малих річок;

•    створення на схилових площах рівнинної прямолінійної організації тери­торії;

•    ерозійні процеси, що перевищують регіональні допустимі норми;

•    розораність схилів, що прилягають до гідрографічної мережі, природних водостоків і зарегульованих улоговин;

•    забрудненість ґрунтових і поверхневих вод продуктами ерозії та залишками агрохімікатів, іншими хімічними реагентами;

•    негативний баланс органічної речовини й біогенних елементів у агроекосистемах.

2.   Ієрархія цілей організації. Найвищий пріоритет природоохоронної та антропоекологічної функції. Оптимізація «природного каркасу» території.

Оптимізація геосистем — це дії, спрямовані на переведення геосистем у стани, у яких вони здатні максимально ефективно виконувати задані функції, не зазнаючи при цьому небажаних змін протягом невизначено тривалого часу.

Геосистему можна оптимізувати в різних напрямах — до максимально ефективного виконання нею деякої виробничої функції (наприклад, аграрної), максимізації її пейзажної привабливості, максимального збереження та відтво­рення первісного природного стану тощо. Нерідко ці напрями (цільові функції оптимізації) перебувають у протиріччі між собою або ж повністю несумісні (як, наприклад, виробнича, гірничовидобувна та заповідна). Тому першим етапом оптимізації геосистем є визначення ландшафтно-екологічних пріоритетів роз­витку регіону. Воно полягає в ранжуванні видів функцій у порядку їх значу­щості для певного регіону з урахуванням сучасної екологічної ситуації в ньому, специфіки його ролі в масштабі держави (спеціалізація у виробничому комп­лексі) та вищих одиниць ландшафтно-екологічного районування (унікальність природних умов, ступінь збереженості природних ландшафтів), загальних тен­денцій і потреб соціально-економічного розвитку.

За ступенем значущості окремих функцій регіони можуть суттєво розрізня­тися, проте в сучасних умовах для них усіх найвищий пріоритет мають антропо-екологічні функції (забезпечення й відтворення умов середовища, за яких немає загрози для здоров'я та самопочуття людини) і природоохоронні (збереження «живої» природи, стійкість антропізованих геосистем до процесів деградації — ерозії, засолення, дегуміфікації тощо). У разі оптимізації геосистем будь-якого регіону саме ці функції мають бути цільовими, тобто заходи, що плануються, мають бути орієнтовані насамперед на забезпечення здорового середовища існу­вання людини та виключення екологічних ризиків і конфліктних ситуацій між господарською функцією геосистеми та її природними особливостями.

У разі дотримання цих умов пріоритет другого порядку слід визнати за функцією, відповідно до якої геосистема має найвищий природний потенціал. За однаково сприятливих природних умов для виконання декількох функцій пріоритет слід віддати тій з них, яка пов'язана з меншим екологічним ризиком або надто важлива з економічної точки зору. Наприклад, для геосистеми, яка має високий агропотенціал і багаті ресурси горючих копалин, пріоритетною буде гірничовидобувна функція. Оптимізація організації території виходить з визначених для неї ландшафтно-екологічних пріоритетів. Визнаючи при­родоохоронну функцію за пріоритетну для будь-якого регіону, під час його ландшафтно-екологічної оптимізації першочерговим завданням є визначення оптимального співвідношення природних і господарських угідь. З ландшафтно-екологічних позицій слід визначити не тільки оптимальне співвідношення угідь, але й мінімально необхідну площу окремої ділянки природної рослинності (біо-центру) та оптимальну структуру їх розміщення по території. Таким чином, проблема оптимальної організації природного каркасу ландшафту включає три важливі завдання: виявити оптимальне процентне співвідношення природних і господарських угідь; визначити мінімально необхідну площу окремого біоцен-тру; спланувати оптимальну біоцентрично-мережеву ландшафтну систему.

3.   Оптимальне співвідношення природних та господарських угідь. Нормування антропогенних навантажень.

Основним критерієм оптимального співвідношення сільськогосподарських угідь у ландшафтах є висока продуктивність агроценозів за мінімальних витрат матеріально-енергетичних ресурсів, попередження ерозійних процесів і забруд­нення ґрунтових і поверхневих вод продуктами ерозії.

Найбільш ефективно на формування екологічно сталих ландшафтів вплива­ють захисні лісосмуги, особливо сполучені з природними лісами. Вони покра­щують розподіл опадів на полях, зменшують поверхневий стік талих і зливових вод, сприяють зниженню інтенсивності водної ерозії та дефляції.

Крім лісових насаджень, для комплексної екологізації агроландшафтів ве­лике значення мають трав'янисті ценози (сіножаті, луки, пасовища). Чергу­вання розораних і нерозораних смуг або окремих ділянок дає змогу попередити ерозію ґрунту, покращити екологічний стан території.

Визначення оптимального співвідношення площ природних і господарських угідь

Оскільки основний негативний наслідок зведення лісів і розорання степів — інтенсифікація ерозійних процесів, необхідну лісистість («цілинність») тери­торії можна розрахувати, виходячи з кореляційної залежності між лісистістю й коефіцієнтом стоку. Визначивши значення коефіцієнта стоку, за якого лімі­тується ерозія (воно близьке до 10—15 %), отримаємо, що для досягнення та­ких значень стоку в степу лісистість має становити 10 % , а в лісостепу — 15 %. В. В. Докучаєв та П. О. Тутковський вважали, що в степу лісистість має станови­ти 10-20 %, а зараз лісистість степу України становить 2,0-2,8 %. Оптимальну лісистість можна орієнтовно визначити також за максимального за величиною приросту підземного стоку в складі водного балансу. З досвіду його визначен­ня видно, що в Межах України величини оптимальної лісистості зменшуються з північного заходу та півночі на південний схід і південь від 39-40 до 16-17 %. Для зони мішаних лісів оптимальна лісистість становить 23-40 %, лісостепу — 17-23 %, степу — 15-17 %.

Мінімальний розмір біоцентру можна встановити з біоекологічної, фізико-географічної й агроекологічної точок зору. З біоекологічних позицій, опти­мальна площа біоцентру має бути такою, щоб забезпечувалось ефективне самовідтворення популяцій і гарантувалось їх існування протягом невизначено тривалого часу. За даними європейських ландшафтних екологів, для багатьох типів рослинності такою площею є 200 м². Цю величину орієнтовно можна при­йняти за мінімально необхідну площу окремого біоцентру. Проте стійкість по­пуляційної структури угруповань таких ареалів мала й завжди є високий ризик їх деградації.

IV.         Узагальнення, систематизація і контроль знань і вмінь учнів

1.           Що таке ландшафт?

2.           Чому землеробство слід організовувати з урахуванням особливостей при­
родних ландшафтів?

3.     Чому бажано мати в структурі агроландшафту природні біогеоценози?

4.           Що відбувається на першому етапі оптимізації?

5.     Які функції ландшафту є пріоритетними під час проведення оптимізації?

6.     Які завдання включає проблема оптимальної організації природного карка­
су ландшафту?

V. Домашнє завдання