Воздействовать на окружающую природную среду и укреплять её с помощью различных видов мелиораций позволяет мелиоративная система - сложная многофункциональная структура.
Целевое назначение мелиоративной системы - обеспечить высокую, экономически обоснованную и устойчивую в экологическом отношении продуктивность производства. Мелиоративная система в техническом отношении осуществляет комплекс мероприятий, необходимых для реализации намеченной цели. Если ставится цель - обеспечить высокую продуктивность сельскохозяйственного производства, то мелиоративная система в техническом отношении осуществляет мероприятия по доставке воды из источника орошения на орошаемые поля и превращению ее в состояние почвенной влажности или удалению излишней почвенной влаги путем превращения ее в состояние токов и отвода с осушаемой площади, а в сельскохозяйственном отношении увязывает совокупность соответствующих организационно- хозяйственных и агротехнических мероприятий при мелиорациях, а значит включает две подсистемы: гидромелиоративную и сельскохозяйственного производства.
Гидромелиоративная система состоит из оросительной системы и осушительной системы, которые совместно с системой сельскохозяйственного производства воздействуют на среду, создавая мелиоративную обстановку, необходимую для формирования урожая сельскохозяйственных культур. Роль гидромелиоративной системы - управление водным, солевым, тепловым и пищевым режимами почвы и растений, обеспечивающими получение экономически оправданного количества сельскохозяйственной продукции.
Среда природная характеризуется климатическими, почвенными, гидротехническими, геологическими, гидрологическими и биологическими условиями.
Таблица 1 – Мелиоративные мероприятия в различных зонах увлажнения
Зона
увлажнения
Природная зона
Показатель увлажнения
Мелиоративные
мероприятия
Избыточно влажная
Тайга на глеевоподзолистых и подзолистых почвах
>1,33
>1,2
>0,6
>1,6
Осушение
Влажная
Тайга и лиственные леса на подзолистых почвах
1,33-1,00
1,2-0,86
0,6-0,45
1,6-1,3
Осушение, осушение-орошение, теплорегулирование
Слабозасушливая
Лесостепь
1,00-0,77
0,85-0,51
0,45-0,35
1,3-1,0
Увлажнение: водозадержание, снегозадержание, влагосбережение и др.
Засушливая
Типичная степь на обыкновенных чернозёмах
0,77-0,55
0,50-0,41
0,35-0,25
1,0-0,7
Увлажнение, орошение
Очень засушливая
Степь на южных чернозёмах и тёмнокаштановых почвах
0,55-0,33
0,40-0,31
0,25-0,15
0,7-0,4
Орошение, увлажнение
Сухая
Полупустыня на светлокаштановых почвах
0,33-0,22
0,30-0,19
0,15-0,10
0,4
Орошение
Очень сухая
Пустыня на бурых почвах
0,22
0,18-0,05
0,10
-
Орошение
Мелиоративная обстановка характеризуется водным, воздушным, питательным, температурным, солевым, микробиологическим режимами, положением уровня грунтовых вод и их минерализацией.
Обоснованием водных мелиораций земель обычно служит закон растущего плодородия (увеличение урожайности). При этом в меньшей степени учитывают экологическое правило интегрального ресурса (орошение наносит ущерб другим отраслям хозяйства, эксплуатирующим воду) и совсем не принимают во внимание закон снижения энергетической эффективности природопользования (с течением времени при получении от агроэкосистемы полезной продукции на ее единицу в среднем затрачивается все больше энергии), а также - принцип обманчивого благополучия (первые успехи в природопользовании зачастую кратковременны).
При обосновании гидромелиоративных систем следует:
а) биологизировать технические системы с помощью закрытых лесных насаждений и др.;
б) экологизировать технику и технологию полива (водооборот качественной воды, соответствие водоподачи водопотреблению, подача воды в биологически важные фазы развития растений, равномерное распределение воды по глубине корнеобитаемого слоя, исключение вторичного заиления, эрозии и снижения плодородия почв).
Управление - это организация взаимосвязей между компонентами агроэкосистем (почва - вода - растение - животные - атмосфера и т.п.) для увеличения урожайности культур и продуктивности животноводства.
Для снижения негативных последствий управления в состав гидромелиоративной системы включают биологические подсистемы, состоящие из лесных полос, которые с возраста 6-10 лет снижают степень «жесткости» управления природными процессами на мелиорированной (и прилегающей к ней) территории.
Таким образом, биологизированная гидромелиоративная система состоит из двух основных подсистем - технической и биологической. Первая из них обладает резистентной (неизменной) устойчивостью, а вторая упругой устойчивостью или гомеостазом.
Техническая и биологическая подсистемы уменьшают друг у друга индивидуальную энтропию, т.е. энергия, недостающая к использованию внутри технической подсистемы (дренажный стан, внешний уровень грунтовых вод и др.) реализуется биологической подсистемой и наоборот (мелиоративный эффект лесных полос позволяет снижать оросительные нормы и др.), (закон энтропии).
Такая «современная мелиоративная система», призванная не загрязняя природной среды, «мягко управлять» компонентами экологической обстановки агроэкосистем, включается в иерархию наземных экосистем: мелиоративная агроэкосистема - экосистемный комплекс - индивидуальный ландшафт - ландшафтная провинция - природный пояс - биогеографическая область - единая экосистема суши - биосфера.
