Ландшафты, используемые в сельском хозяйстве, Ф. Н. Мильков / 52 /, относит к категории сельскохозяйственных ландшафтов. В начале 70-х годов сельскохозяйственные ландшафты были выделены в особый класс антропогенных комплексов / 53, 54 /. Природно-территориальные комплексы различного таксономического ранга рассматриваются как объекты территориальной организации сельскохозяйственного производства или как объекты изменения природы под влиянием сельского хозяйства / 55 /.
Агроландшафт, в отличие от природного комплекса, формируется в результате взаимодействия косной и биокосной естественной основы и антропогенного использования с искусственно налагаемыми на эту основу и поддерживаемыми агроценозами / 56 /. Взаимодействие природно-территориального комплекса и сельскохозяйственного производства – необходимое условие функционирования агроландшафтных систем.
При рациональной организации территории под сельскохозяйственное производство существенное значение играют агроэкологические особенности ландшафтов. Структура природно-территориального комплекса и его развитие влияют на ареалы сельскохозяйственных культур. Ландшафты, испытывая влияние сельскохозяйственного производства, претерпевают существенные изменения, выражающиеся в трансформации природно-территориального комплекса (ПТК) в природно-хозяйственную систему (ПХС).
В настоящее время существует множество интерпретаций понятия «система». Наиболее краткое и емкое, на наш взгляд, принадлежит Л. Берталанди / 57 /, определившего «систему как комплекс элементов, находящихся во взаимодействии». По мнению А. Н. Аверьянова /58/, любая система обладает способностью делиться на подсистемы и входить в системы высшего порядка, обладающие большим содержанием, чем сумма, содержащая подсистему. Понятие «система» теснейшим образом связано с понятием «структура». Под "структурой" одни авторы понимают закон связи между элементами / 59 /, другие – инвариант системы / 60 /. Мы придерживаемся того мнения, что понятие «структура» в ландшафтах отражает состав и форму расположения элементов системы, а также характер их взаимодействия и взаимосвязей. Вместе с тем, "структура" - это итог организации элементов системы, их упорядочение во времени и в пространстве. В этом смысле, под "структурой" необходимо подразумевать не только смену элементов системы в производстве, но и их динамическое развитие.
В соответствие с приведенными выше основополагающими системами, представленными В. А. Николаевым / 61, 62, 63 /, рассматриваются ПХС, формирующиеся и функционирующие в результате постоянного взаимодействия сельскохозяйственного производства и природной среды. Производственная и природная подсистема – важнейшие структурные составляющие агроландшафта, обладающие определенной взаимосвязью и выполняющие единую функцию – производство сельскохозяйственной продукции. Природная система агроландшафта - открытая сложная система, состоящая из совокупности таких элементов, как горные породы, поверхностные и подземные воды, почва, растительный и животный мир. Ей свойственен местный климат, определенный тип рельефа. Функционирование данной подсистемы обусловлено многочисленными связями, существующими как внутри нее, так и с производственной подсистемой, другими агроландшафтными подсистемами, контактирующими с ней. Основное достоинство природной подсистемы – это ее ежегодная биологическая продуктивность, способность самовосстанавливаться.
Природная подсистема в результате хозяйственной деятельности в большей или меньшей мере антропогенезирована, что проявляется в изменении структуры природно-территориального комплекса, возникновении ответных реакций на хозяйственное воздействие, зачастую негативных (деградация земель, замена видового состава растительности и т.д.). Хозяйственная оптимизация природной среды приводит к созданию гармонической природно-сельскохозяйственной среды, которая становится высокопродуктивной, динамически устойчивой и благоприятной.
Природная подсистема агроландшафтов не является постоянной. Ее структура и динамика в известной степени изменены длительным антропогенным воздействием.
Производственная подсистема агроландшафта объединяет все виды сельскохозяйственного воздействия на землю, в том числе комплексы агротехнических, агрохимических и мелиоративных мероприятий. При агроландшафтном исследовании должны быть предусмотрены как решение вопросов оптимальной организации территории и хозяйственного использования земель, так и территориально-организованное решение технологических задач ведения хозяйства.
Ключевое место в производственной подсистеме агроландшафта занимает блок управления, задача которого состоит в обеспечении регулирования всей системы в целях повышения ее биологической продуктивности и поддержания экологического равновесия. Для нормального функционирования производственной подсистемы необходим постоянный контроль за состоянием сельскохозяйственных земель. Для решения производственных задач требуется создание агроландшафтного мониторинга, обеспечивающего информацией блок управления. Центральную позицию в агроландшафтной системе занимают сельскохозяйственные культуры и скот, являющиеся основными ее элементами.
Современные географические исследования включают широкий круг вопросов о взаимодействии производства и природной среды, изучаемых с применением системного подхода / 54, 64, 65, 66 /. Л.Г. Раменский / 44 /, М.А. Глазовская / 67 /, В.М. Чупахин, Г.В. Гельдыева / 68 /, В.А. Николаев / 61, 62, 63 / считают ландшафтно-региональные исследования и природное районирование научной основой агрогеографических изысканий.
Выделение природно-хозяйственных систем базируется на данных продуктивности земель, составе выращиваемых культур, особенностях использования пастбищ, анализе территориальной дифференциации сельскохозяйственного производства (общая земельная площадь хозяйств, площадь пашен, сенокосов, пастбищ, поголовье скота, специализация хозяйств). Результаты анализа сопоставляются с ландшафтно-типологической картой, что и позволяет установить соответствие сельскохозяйственного производства и видов ландшафтов.
Одним из блоков природно-хозяйственных систем являются трудовые ресурсы, которые, прежде всего, должны быть охарактеризованы по плотности населения, его особенностям, а также типам населенных пунктов.
Функционирование природно-хозяйственных систем сводится, в конечном итоге, к получению сельскохозяйственной продукции. Природно-хозяйственная система способна действовать длительное время при условии постоянного контроля за ее состоянием. После прекращения хозяйственного воздействия на ландшафт, природно-хозяйственная система разрушается поэтапно, и на определенном временном отрезке формируется вторичный естественный природный комплекс.
Временная изменчивость ПХС, особенно в условиях преобладания экстенсивных форм ведения хозяйства, зависит от цикличности основных природных процессов и явлений (погодной, сезонной, годичной изменчивости, многолетних климатических флуктуаций). Основным индикатором происходящих изменений следует считать продуктивность сельскохозяйственных культур и естественных пастбищ. При создании схем землепользования, в целях предотвращения нежелательных процессов в результате сельскохозяйственного освоения аридных ландшафтов, необходимо учитывать возможность негативных процессов (или их прогнозирования), таких как эрозия почв и дефляция песков, деградация пастбищ, приводящих к разрушению плодородного слоя почв, оскудению растительности. Следствием этого становится низкая урожайность сельскохозяйственных культур и пастбищ. Деградация пастбищ изучалась Б.А. Быковым / 69 /, Л.Н. Соболевым / 70 / и др. Очевидно, что изменение ПХС можно проследить с помощью анализа урожайности сельскохозяйственных культур в сопряжении с изменениями метеорологических условий и способов возделывания земель.
На пространственно-временную изменчивость урожаев сельскохозяйственных культур совокупное влияние оказывают как природные, так и хозяйственные условия. Агроландшафтные системы (зоны, провинции, районы и их внутренние составляющие – типы, подтипы, виды земель) объединяют относительно однородные по природным свойствам, в том числе и по агроклиматическим условиям, территории. Наиболее рельефно интегральная динамичность ПХС отражается в изменениях продуктивности зерновых культур. Следовательно, при изучении ПХС, наряду с ландшафтным, необходим агроэкологический подход / 63 /. Кроме того, исследование ПХС требует применения историко-географического подхода, который помогает выяснить многие существенные особенности дифференциации сельскохозяйственных земель в исследуемых районах. Значимость этого подхода при изучении антропогенных ландшафтов подчеркивалась в работах Ю.Г. Саушкина / 45 /, Ф.Н. Милькова / 71, 72 /, В.А. Николаева / 61, 73 /.
Одной из основных проблем географической науки на современном этапе является разработка научных основ устойчивого развития природно-хозяйственных систем аридных зон, развивающихся на фоне опустынивания. Актуальность исследований аридных ПХС заключается в их связи с решением общей проблемы устойчивого развития Республики Казахстан, а также практическими задачами по стабилизации экологического состояния бассейна Аральского моря.
Система наблюдений за состоянием ПХС по типу мониторинга и его картографическое моделирование представляют определенное звено в научных разработках по созданию ГИС (географической информационной системы), позволяющей с достаточной достоверностью прогнозировать и управлять развитием дельтовой системы р. Сырдарьи / 40 /. Данное направление географических исследований согласуется с общей экологической политикой страны, необходимость которой диктуется Национальной программой рационального природопользования (НПРП), а также Стратегией становления и устойчивого развития республики в качестве суверенного государства / 74 /.