Эколого-географическая оценка влияния транспортной инфраструктуры на окружающую среду Архангельской области

Долгощёлова, Мария Ивановна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Эколого-географическая оценка влияния транспортной инфраструктуры на окружающую среду Архангельской области
ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Эколого-географическая оценка влияния транспортной инфраструктуры на окружающую среду Архангельской области"

На правах рукописи %)о и. го сл^сисЫ*-

Долгощёлова Мария Ивановна

ЭКОЛОГО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ТРАНСПОРТНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ АРХАНГЕЛЬСКОЙ ОБЛАСТИ

Специальность 25.00.36 - «Геоэкология»

005059621

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени

кандидата географических наук 1 г

I 0 Г ¡А; 1

Ростов-на-Дону 2013

005059621

Диссертационная работа выполнена на кафедре географии и геоэкологии Института естественных наук и биомедицины ФГАОУ ВПО «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова»

Научный руководитель: Коробов Владимир Борисович,

доктор географических наук, врио директора Северо-Западного отделения ФГБУН «Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН»

Официальные оппоненты:

Беспалова Людмила Александровна,

доктор географических наук,

профессор кафедры океанологии ФГАОУ ВПО

«Южный федеральный университет»

Зыкова Елена Николаевна,

кандидат географических наук, научный сотрудник ФГБУН «Институт экологических проблем Севера УрО РАН»

Ведущая организация: ФГБУН «Институт географии РАН»

Защита состоится 23 мая 2013 г. в 15-00 на заседании диссертационного совета Д 212.208.12 при ФГАОУ ВПО «Южный федеральный университет» по адресу: г. Ростов-на-Дону, ул. Зорге, 40, геолого-географический факультет ЮФУ, ауд. 201.

С диссертацией можно ознакомиться в Зональной научной библиотеке ФГАОУ ВПО «Южный федеральный университет» по адресу: г. Ростов-на-Дону, ул. Пушкинская, 148.

Автореферат разослан »(Ж- 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор биологических наук, профессор О. С. Безуглова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. В настоящее время транспортная система Архангельской области не обеспечивает в полном объёме сложившуюся систему расселения и размещение производственных сил. Особенностью расположения линейно-транспортных сооружений области является их меридиональное направление. Вследствие недостаточного развития транспортной инфраструктуры в широтном направлении, отсутствует связь некоторых муниципальных районов с административным центром Архангельской области и соседними субъектами РФ, примерно половина населённых пунктов не имеют связи с сетью автомобильных дорог. Фактическое отсутствие каркасной транспортной инфраструктуры характерно для Ненецкого автономного округа, в котором практически все грузо- и пассажироперевозки осуществляются воздушным транспортом. Трубопроводная система носит фрагментарный характер, несмотря на высокий темп роста нефтедобычи. Стратегия развития транспортного комплекса Северо-западного федерального округа подразумевает реконструкцию и развитие транспортной инфраструктуры в области [Стратегия..., 2008]. Архангельская область в ближайшее время станет территорией интенсивного транспортного освоения и модернизации уже имеющихся объектов транспортной инфраструктуры. Наличие и функционирование разнообразных объектов транспортной инфраструктуры неизбежно ведёт к прямому и косвенному воздействию на компоненты окружающей среды. Принимая во внимание наличие ранимых и трудно восстановимых экосистем Севера необходимо учитывать ответную реакцию окружающей среды, а именно изменение её компонентов в ходе эксплуатации объектов данной отрасти.

Для экологически безопасного и сбалансированного развития транспортной инфраструктуры в сложных природных условиях региона необходимо дать общую эколого-географическую оценку территории области, которая подразумевает выявление антропогенной нагрузки обусловленной функционированием транспортной инфраструктуры, территорий подверженных наиболее сильному влиянию транспорта, а также территорий перспективных для развития транспортной инфраструктуры.

Объект исследования: территория Архангельской области и Ненецкого Автономного округа (НАО).

Предмет исследования: экологическое состояние территории при функционировании транспортной инфраструктуры.

Цель исследования: проведение эколого-географической оценки территории с учётом влияния транспортной инфраструктуры для дальнейшего совершенствования и развития транспортной сети.

Для достижения цели были поставлены и решены следующее задачи:

1. рассмотреть географические, экологические и экономические особенности территории Архангельской области;

2. рассмотреть влияние объектов транспортной инфраструктуры на окружающую среду Архангельской области;

3. выявить роль природных и техногенных факторов в формировании экологического состояния территории при функционировании объектов данной отрасли;

4. выявить территории в пределах Архангельской области подверженные непосредственному влиянию транспортной инфраструктуры;

5. применить основы алгоритмов экспертно-аналитических систем в ходе эколого-географической оценки влияния транспортной инфраструктуры на окружающую среду Архангельской области;

6. провести эколого-географическое районирование территории Архангельской области (включая НАО) с помощью методологий экспертных оценок и балльной классификации, установить пространственную структуру антропогенной нагрузки, обусловленную функционированием транспортной инфраструктуры, на окружающую среду;

7. выявить перспективные территории для развития транспортной инфраструктуры в Архангельской области.

Защищаемые положения:

1. Использованная методология экспертных оценок и балльной классификации, основанная на определении влияющих факторов и показателей их оценки, позволила дать эколого-географическую оценку влияния транспортной инфраструктуры на окружающую среду Архангельской области.

2. В пределах Архангельской области (включая НАО) выделены районы, соответствующие шести уровням антропогенной нагрузки - очень высокому, высокому, выше среднего, среднему, низкому и очень низкому. Очень высокая антропогенная нагрузка, обусловленная функционированием транспортной инфраструктуры, сложилась на территории крупнейших транспортных узлов области (Архангельской агломерации и г. Котлас), в результате сочетания показателей высокой транспортной активности с высокой плотностью населенных пунктов и численностью населения.

3. Наибольший вклад в суммарные балльные оценки антропогенной нагрузки в центральной части Архангельской области дали социально-экономические факторы, в НАО - природные факторы, влияющие на экологическое состояние территории при функционировании транспортной инфраструктуры.

4. На территории Архангельской области (включая НАО) выделены районы для дальнейшего развития транспортной сети характеризующиеся высокой устойчивостью природной среды и низкой, а также очень низкой антропогенной нагрузкой, обусловленной функционированием транспортной инфраструктуры.

Научная новизна. Проведена комплексная экологическая оценка территории Архангельской области при функционировании транспортной инфраструктуры. Осуществлено ранжирование компонентов окружающей среды по степени их устойчивости к антропогенному воздействию. Ранжирование природных процессов выполнено, исходя из их отрицательного

воздействия на состояние окружающей среды через объекты транспортной инфраструктуры. Определена антропогенная нагрузка, обусловленная функционированием транспортной инфраструктуры. Выявлены территории подверженные непосредственному влиянию транспортной инфраструктуры. Выделены территории приоритетные для дальнейшего развития транспортной сети в Архангельской области. Проведено дифференцирование территорий исходя из уровня антропогенной нагрузки при функционировании транспортной инфраструктуры.

Практическая значимость результатов исследования. Сведения, полученные при эколого-географической оценки территории, дают пространственное представление об антропогенной нагрузке на окружающую среду, на территории Архангельской области транспортными средствами и объектами транспортной инфраструктуры. Результаты исследования могут быть использованы для разработок рекомендаций по рациональному природопользованию, служить информационной базой для принятия стратегических решений в развитии транспортной инфраструктуры органами отраслевого, местного и регионального управления.

Достоверность результатов. В ходе выполнения исследования применялись обширные картографические и фактические материалы. При составлении схем использовались возможности графических пакетов Coral DRAW, расчёт данных для построения сеточных схем выполнялся с помощью ГИС-технологий, в средах Mapinfo.

Исходный материал и личный вклад автора. В основу работы положен анализ опубликованных данных с 1965 по 2012 год. Исходная информация получена из материалов ФГБУ «Северное управление Архангельский центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды», Территориального органа Федеральной службы государственной статистики по Архангельской области, предоставленных материалов ГКУ Архангельской области «Дорожное агентство «Архангельскавтодор», Архангельского МТУ ВТ Росавиации, статистических и картографических материалов Федеральных образований Архангельской область: Управление Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по Архангельской области Федеральное государственное учреждение «Центр гигиены и эпидемиологии в Архангельской области», Министерство природных ресурсов и лесопромышленного комплекса Архангельской области. В качестве топографической основы была использована карта масштаба 1:1000000 Архангельской области и Ненецкого автономного округа.

Проанализированы природные условия исследуемой территории, её экологическое состояние. Рассмотрено влияние транспортной инфраструктуры области на компоненты окружающей среды. Выполнена классификация влияющих факторов по пространственному признаку и исходя из характера влияния природных процессов и явлений, социально-экономических объектов. Проведён экспертный опрос с участием 12 независимых экспертов. Выявлены коэффициенты значимости факторов, влияющих на состояние окружающей

среды Архангельской области через объекты транспортной инфраструктуры. Полученные данные применялись для эколого-географической оценки территории Архангельской области.

Апробация работы и публикации. Основные положения и результаты исследований докладывались на IV международной молодежной научной конференции «Экология - 2011» г. Архангельск, IV международной дистанционной научно-практической конференции «Теория и практика современной науки» г. Москва, VII международной научно-практической конференции «Современные проблемы гуманитарных и естественных наук» г. Москва, научной конференции Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова, «Развитие Северо-Арктического региона: проблемы и решения» г. Архангельск. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ, из них в ведущих рецензируемых изданиях, соответствующих перечню ВАК - 2 работы: в журнале «Вестник Поморского университета. Серия Естественные науки» № 4, 2011 год, «Вестник САФУ. Серия Естественные науки» № 3, 2012 год.

Объём и структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и приложения, общим объёмом 266 страниц, включая приложения и список иллюстративного материала, в том числе 19 таблиц, 29 рисунков. Список литературы насчитывает 215 наименований.

Диссертация выполнена под руководством доктора географических наук В.Б.Коробова, которому автор выражает глубокую благодарность. Автор благодарит сотрудников ГКУ Архангельской области «Дорожное агентство «Архангельскавтодор», Архангельского МТУ ВТ Росавиации за помощь, оказанную в предоставлении материалов. За огромную помощь автор благодарен сотрудникам Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН, а также уважаемым экспертам, принимавших участие в опросе.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность выбранной темы, формулируются цель и задачи исследования, описывается научная новизна, приводится оценка полученных результатов, а также обозначаются выносимые на защиту положения и структура работы.

ГЛАВА 1. Географическая характеристика Архангельской области

Архангельская область занимает центральное положение на Европейском Севере. Большая часть территории Архангельской области находится в суровых климатических условиях, отличается суровым и неустойчивым климатом, избыточным увлажнением, прохладным летом и продолжительной зимой с частыми метелями. Высокая обводнённость территории объясняется хорошо развитой речной сетью, изобилием озёр и болот. По всей территории НАО наблюдается распространение ММП.

Население в области распределено неравномерно, крупные населённые пункты в основном сосредоточены в дельтах крупных рек и по их берегам.

Транспортная инфраструктура в Архангельской области недостаточно развита по сравнению с другими регионами страны. Интенсивно развивается автомобильный и трубопроводный транспорт, в то же время водный транспорт несёт серьёзные потери, сокращается численность пассажирских судов. Не обеспечена связь по автомобильным дорогам с твёрдым покрытием многих населённых пунктов, особенно северных районах области, для отдалённых районов отсутствует круглогодичное автомобильное сообщение. Железнодорожные магистрали проходят как в широтном, так и в меридиональном направлении, связывая область не только с другими субъектами РФ, но и осуществляя местные пассажиро- и грузоперевозки.

В области развиты отрасли лесопромышленного комплекса, машиностроение, отрасли топливной и пищевой промышленности, они являются одним из главных источников загрязнения атмосферного воздуха. Поверхностные воды суши загрязняются вследствие сброса сточных вод предприятий, ЖКХ. Неотъемлемая роль в загрязнении воздуха в крупных городах области принадлежит автомобильному транспорту.

ГЛАВА 2. Особенности воздействия транспортной инфраструктуры на окружающую среду Архангельской области

Транспорт - один из наиболее значимых источников воздействия на окружающую среду, влияя на природу и человека как непосредственно, так и косвенно - через объекты инфраструктуры. Эксплуатация транспорта и обеспечивающая его инфраструктура, на всех этапах становления и развития, сопровождается значительным загрязнением окружающей среды [Павлова, 2010]. Принимая во внимание недостаточное развитие Архангельской области в транспортном отношении, можно сделать прогноз, что в ближайшие годы будет идти наращивание транспортной составляющей экономики. Это будет способствовать многократному увеличению воздействия транспорта на окружающую среду, которое выражается в проникновении загрязняющих веществ в атмосферу, гидросферу, литосферу, изъятии земель, привнесении вибрации и шума [Локшин, Чеснокова, 1992].

Сооружение объектов транспортной инфраструктуры и их функционирование, в зависимости от особенностей природной среды Архангельской области ведёт к следующим отрицательным воздействиям:

- уничтожению верхнего плодородного слоя почвы;

- отчуждению больших площадей территории под различные транспортные сооружения (дороги, порты, станции, стоянки и т. д.); потери земельных угодий в связи с активизации экзогенных негативных процессов в районе транспортных коммуникаций;

- загрязнению атмосферного воздуха отработавшими газами (ОГ); загрязнению почвы, поверхностных и подземных вод, при непосредственном попадании различных загрязняющих веществ, образованию сточных вод, отходов производства и мусора;

- потреблению большого количества природных ресурсов при функционировании объектов транспортной инфраструктуры: большого количества воды (на различные технологические и технические цели),

значительных площадей земли (строительство инженерных объектов, прокладка дорог разного типа с обязательной резервно-технической полосой).

При функционировании транспортной инфраструктуры в области складываются локальные зоны загрязнения, к которым относятся территории портов, аэропортов, стационарных объектов транспортной инфраструктуры. Выделяются линейные зоны повышенного техногенного воздействия -территории вдоль дорог разного типа, трубопроводных трасс, основных путей водного транспорта. Антропогенная нагрузка на такие территории значительно выше, повышается концентрация загрязняющих веществ в почвах, атмосферном воздухе, поверхностных водах, наблюдается деградация растительного покрова, увеличение замусоривания территории. Влияние транспорта на один компонент природной среды, может повлечь за собой изменение отдельных его частей и среды в целом, привести к необратимым отрицательным изменениям, в том числе и при возникновении аварийных ситуаций на инженерных объектах.

ГЛАВА 3. Факторы, влияющие на экологическое состояние окружающей среды при строительстве и эксплуатации объектов транспортной инфраструктуры

На основе анализа природных условий региона, его экологического состояния и транспортной составляющей выделены факторы, влияющие на экологическую обстановку при строительстве и функционировании объектов транспортной инфраструктуры в Архангельской области. Влияние различных факторов на экологическое состояние окружающей среды при эксплуатации объектов транспортной инфраструктуры проведено с учётом ранее проведенных исследований [Коваленко и др., 2004; Коробов, 2008; Шумилова 2009; Панфилов, 2009; Вознесенский, 2008; Неблагоприятные явления....2005].

В качестве факторов рассмотрены природные характеристики, экономические и транспортные объекты, которые запрещают или ограничивают функционирование объектов транспортной инфраструктуры и транспортных средств на территории области; способствуют распространению загрязняющих веществ на компоненты природной среды; косвенное способствуют возникновению аварийной ситуации.

Исходя из того, что любой элемент и процесс в природе имеет своё пространственное расположение, факторы классифицируются по пространственному признаку распространения. При таком подходе факторы подразделяются на точечные, линейные и площадные [Кочуров, 2009]. Точечное расположение характерно преимущественно для социально-экономических факторов, это объясняется дискретным положением большинства экономических объектов и инженерных сооружений транспортной инфраструктуры на территории области. Линейной положение занимают автодороги, трубопроводные трассы, природные объекты линейного расположения - речная сеть и береговая линия. Повсеместное распространение и проявление природных, климатических, геолого-геоморфологических, экологических и гидрологических процессов, а также объектов большой

площади (таких как ООПТ) объясняет отнесение производных от них факторов к площадным [Коробов, Долгощёлова, 2011].

Выделенные факторы разбиты на группы: климатические, гидрологические, геолого-геоморфологические, экологические, социально-экономические, исходя из характера природных процессов и явлений, социально-экономических объектов.

Факторы представляют собой вербальную величину. Для последующего количественного анализа, они должны быть выражены в числовом виде, посредством введения различных показателей. Таким образом, показатели являются числовыми характеристиками влияющих факторов [Коробов, Тутыгин, 2010; Коробов 2008]. Все факторы по соответствующему показателю оценены в баллах. Переход от числовых характеристик факторов к бальным оценкам осуществляется путём построения соответствующих шкал. Шкалы представляют собой разбитую на интервалы числовую ось или таблицы соответствия. Исследуемой величине, попавшей в определённый интервал или отвечающей определённому набору признаков, присваивается соответствующий балл.

Таким образом, по каждому фактору составлялась ранговая шкала. Полученные результаты оценки разбивались на интервалы с помощью линейной интерполяции и ранжировались по принципу, чем хуже условия, тем выше балл. Каждому интервалу шкалы соответствует один балл. Границы шкал для расчёта балльных оценок установлены по наименьшим и наибольшим значениям показателей (Табл. 1).

Таблица 1

Показатели факторов, влияющих на состояние окружающей среды при _функционировании транспортной инфраструктуры_

№ Факторы Показатели

Климатические

1 Термический режим Средний абсолютный максимум и абсолютный минимум температуры воздуха, °С

2 Атмосферные осадки Среднегодовое количество осадков, мм

3 Ветровой режим Средняя годовая скорость ветра, м/с

4 Туманы Число дней с туманом

Ь Опасные гидрометеорологические явления (ОГЯ) Среднее число дней с ОГЯ в году

Гидрологические

6 Плотность речной сети Цлина речной сети с учётом ранга к площади территории (Ь/км)

У Переход через водотоки Число пересекаемых водотоков

8 Плотность озёр Площадь озёр к площади территории

9 Заболоченность территорий Площадь болот к площади территории

10 Наличие ледяного покрова Количество дней без ледяного покрова

II Устойчивость берегов Типы берегов

Геолого-геоморфологические

12 Рельеф местности Абсолютная высота (м)

13 Сейсмичность Балл

14 Экзогенные процессы (ЭГП) Количество зон, выраженных ЭГП с учётом устойчивости

геологической среды к антропогенному воздействию

15 Почвы Типы почв

16 Чноголетнемерзлые породы (ММП) Характер распределения ММП с учётом их температуры и занимаемой площади

Экологические

17 Биопродуктивность Биопродуктивность ландшафтов и запас фитомассы (т/га)

18 Особо охраняемые природные территории (ООПТ) Площадь ООПТ, с учётом их ограничений на хозяйственную деятельность, к площади территории

19 Уровень загрязнения Потенциал загрязнения атмосферы

Социально-экономические

20 Численность населения -шсленности населения, с учётом площади территории

21 Система расселения Количество населённых пунктов, на 100 м2 площади территории

Транспортные узлы Наличие транспортных узлов

24 Плотность дорожной сети Длина дорог с учётом их категорий к площади территории

25 Трубопроводные трассы Длина трубопровода с учётом диаметра к площади территории

26 Железнодорожные магистрали Длина железнодорожной магистрали с учётом вида тяги к площади территории

27 Наличие портов Наличие портов

28 Период навигации Количество дней навигационного периода

29 Наличие аэродромов Наличие аэродромов с учётом их класса

ГЛАВА 4. Методика эколого-географической оценки территории Архангельской области

Эколого-географическая оценка территории подразумевает определение антропогенной нагрузки, выявление районов с разной степенью антропогенной нагрузки, обусловленной функционированием транспортной инфраструктуры и их характеристику. В связи с этим рассмотрены природные условия и объекты, которые имеют наиболее важное значение при расположении и функционировании транспортной инфраструктуры и определяют её влияние на экологическое состояние. Применяются методы, позволяющие оценить и ранжировать различные объекты и условия окружающей среды, выявить степень взаимосвязи между ними [Коробов, 2008]: методы оценки географических объектов, шкалирования и картографирования, методы анализа разнообразных данных и их взаимосвязи [Коробов, Кузнецов, Скольская, 2001; Коробов, Тутыгин, 2010; Саати, Керне, 1991; Коробов, 2008].

В основу эколого-географической оценки территории положены экспертные методы, а также методы, основанные на суммарных балльных оценках показателей влияющих факторов. В ходе исследования было выделено и обосновано 28 факторов. Процедура экспертного опроса организована и проведена в индивидуальном порядке для 12 экспертов. Весовые коэффициенты найдены методом анализа иерархий. Балльные оценки рассчитаны посредством построения шкал. При разбиении факторов на группы их количество в каждой группе не совпадает. Для групп факторов, в зависимости от их значимости также выявлены весовые коэффициенты. И наряду с внутригрупповыми весовыми коэффициентами факторов, учитывались весовые коэффициенты групп факторов. Выражение для расчета суммарных балльных оценок имеет вид:

а).

где / = соответствующая ячейка, к,■ - весовые коэффициенты влияющих факторов, ¡-1...П- количество факторов в группе, - весовые коэффициенты групп факторов,^ 1 ...Я - количество групп, р - балльные оценки показателей факторов.

Выражение для расчёта суммарных балльных оценок внутри групп имеет следующий вид:

для климатических факторов -I, = 0,256рк1 + 0,223рк2 +0,219ркз + 0,189рк4 + 0,153рк5, (2) где в порядке возрастания индексов балльные оценки: туманов, ветрового режима, атмосферных осадков, ОГЯ, термического режима; для гидрологических факторов -

12 = 0,234 рг1 + 0,220рг2 + 0,163рг3 + 0,161рг4+ 0,123 рг5 + 0,099 рг6, (3) где в порядке возрастания индексов балльные оценки: наличия ледяного

покрова, устойчивости морских берегов, заболоченности территории, плотности озёр, плотности речной сети, переходов через водотоки; для геолого-геоморфологических —

13 = 0,232 рГГМ1 +0,222 Ргтм2 +0,188Рггм3 + 0,186 рггм4 + 0,172рггм5, (4)

где в порядке возрастания индексов балльные оценки: почв, сейсмичности ММП, рельефа местности и экзогенных процессов;

для экологических -14 = 0,443 рэ1 + 0,360рэ2 +0,197рэ3 (5) где в порядке возрастания индексов балльные оценки: ООПТ, биопродуктивности, уровня загрязнения; для социально-экономических -15 = 0,151рЭ1 +0,131рэ2 +0,128рэ3 + 0,127рэ4 +0,1рэ5 + 0,1рэ6 +0,096рэ7 + 0,094рэ8 +0,078Рэ9, (6)

где в порядке возрастания индексов балльные оценки: периода навигации, наличия портов, трубопроводных трасс, железнодорожных магистралей, наличия аэродромов, транспортных узлов, плотности дорожной сети, численности населения, системы расселения.

Принимая во внимание межгрупповые весовые коэффициенты, итоговое выражение для расчёта суммарных оценок имеет следующий вид:

1 = 0,161 1, + 0,17412 + 0,175 13 +0,17914 +0,31015. (7) По мнению экспертов наиболее значимыми оказались социально-экономические, на втором месте - экологические, и далее в порядке убывания - геолого-геоморфологические, гидрологические и климатические группы факторов. Наиболее значимыми факторами являются: уровень загрязнения, система расселения, плотность речной сети, переход через водотоки и термический режим. Наименее значимые: туманы, устойчивость морских берегов, период навигации, особо охраняемые природные территории, наличие ледяного покрова.

ГЛАВА 5. Эколого-географическая оценка влияния транспортной инфраструктуры на окружающую среду Архангельской области

Эколого-географическая оценка территории включает определение антропогенной нагрузки, обусловленной функционированием транспортной инфраструктуры.

Влияние транспортной инфраструктуры на состояние окружающей среды в различных природных условиях будет проявляться по-разному, в зависимости от её устойчивости. Таким образом, важным аспектом при эколого-географической оценке представляется сравнительный анализ данных антропогенной нагрузки обусловленной функционированием транспортной инфраструктуры и устойчивости ландшафтов.

Устойчивость ландшафтов отражается с помощью индекса устойчивости. Энергетическое выражение индекса устойчивости (ИУЭ) рассчитывается по формуле: ИУЭ = ПБ * УП / Ип , где ПБ - энергетическое выражение биомассы, УП - энергетическое выражение биопродуктивности, Яп - энергия поглощенной радиации.

Достаточно сложно определить индекс устойчивости для каждой ячейки, в связи с присутствием на их территории разных типов ландшафта, с разными значениями биопродуктивности.

Индекс устойчивости определялся для разных типов ландшафта в пределах Архангельской области. Наименьший индекс устойчивости равен -0,002 для территорий Арктической тундры, по мере продвижения на юго-запад увеличивается и для северной тундры равен 0,007 - 0,02, для южной тундры -0,12, лесотундры - 0,19, северной и средней тайги - 0,60 и 1 соответственно. Интегрируя индекс устойчивости в балльную систему, устойчивость ландшафтов к антропогенному воздействию ранжировалась по принципу: чем выше балл, тем ниже индекс устойчивости, тем неустойчивее система к антропогенному воздействию (Табл. 2).

Таблица 2

Биопродуктивности и запаса фитомассы (т/га) _[Исаченко, 2004]__

Тип ландшафта Годовая биопродуктивность (т/га) Балл

Средняя тайга 6,5 1

Северная тайга 5,0 2

Лесотундра 4,0 3

Южная тундра 2-3 4

Северная тундра 1-2,5 5

Арктическая тундра 0-1 6

Оценка состояния окружающей среды. Достаточно сложно выявить влияние именно транспортной составляющей на окружающую среду, на фоне общего антропогенного воздействия. Оценка состояния окружающей среды произведена с помощью выявления площади территории испытывающей непосредственное влияние транспортной инфраструктуры. При этом за основу были приняты размеры санитарно-защитной зоны (СЗЗ), которые

устанавливаются для объектов транспортной инфраструктуры, являющихся источниками воздействия на среду обитания [СНиП, 2003].

Площадь территории испытывающей влияние от магистральных трубопроводов рассчитывалась в соответствии с рекомендуемыми СЗЗ. Площадь территории, подверженной влиянию трубопроводов (8тр), находилась как: 5„р =4„*яс„ (8),

где Ьтр- длинна трубопровода, Нс„- ширина СЗЗ.

Исходя из того, что для автомагистралей, железнодорожных путей, а также вдоль стандартных маршрутов полета в зоне взлета и посадки воздушных судов величина СЗЗ устанавливается в каждом конкретном случае на основании натуральных исследований и измерений, нами были сделаны следующие допущения: во-первых, для автодорог и железнодорожных магистралей площадь территории, подверженная влиянию, находилась на основе биохимического показателя - содержания тяжёлых металлов в сосновых насаждениях (мг/кг).

По данным [Тутыгин, 2009] и [Надеин, Тарханов, 2007] влияние линейно-транспортных сооружений в Архангельской области распространяется на 300 м от дороги.

Площадь территории, подверженной влиянию автодорожной магистрали (5оя), находилась как: 8т = ьав*н„, (9),

где Ьав - длинна автодороги, //„, - расстояние вблизи дороги, подвергающееся влиянию.

Площадь территорий, подверженных влиянию железнодорожных магистралей рассчитывалась: 5Ж1) *на (10),

где Ьжд - длинна железнодорожной магистрали, Н„ - расстояние вблизи железнодорожной магистрали, подвергающееся влиянию.

Во -вторых, учитывались урбанизированные территории транспортных узлов, на которых сосредоточено достаточно большое количество объектов транспортной инфраструктуры. Площадь транспортных узлов рассчитывалась с учётом дополнительных 300 м - на которые распространяется влияние линейно-транспортных сооружений. Для нахождения количественных оценок площади влияния, площадь данных территорий с учётом дополнительных зон, находилась как площадь круга: 5 = лй2 (11)

Полученные значения по формулам (8-11) суммировались отдельно для каждой из шести градаций антропогенной нагрузки. Площадь территорий, подверженных влиянию транспортной инфраструктуры представлена как процент от занимаемой площади соответствующей антропогенной нагрузки (12):

5,.=-^* 100% (12)

- площадь территории, подверженной влиянию транспортной инфраструктуры, Ь- соответствующая градация антропогенной нагрузки; г =]...п соответствующая антропогенная нагрузка; )= к...т - территории

Республика Коми

Условные обозначения:

Ранги антропогенной нагрузки, обусловленной функциониованием транспортной инфраструктуры (баллы)

0,2%- занимаемый процент от общей площади территории Архангельской обпасти

0.4% (4,65-4,23)

1.1% (4,23-3,81)

| | 5,6% (3,81-3,40)

| 35,8% (3,40-2,98)

| I 48.6% (2,98-2.57)

ШНЧ 8,5% (2.57-2,15)

подверженные влиянию различных линейно-транспортных сооружений и транспортных узлов.

Антропогенная нагрузка на окружающую среду Архангельской области обусловленная функционированием транспортной инфраструктуры была рассчитана с помощью методологий экспертных оценок и балльной классификации.

С помощью совмещённого анализа карт составлена эколого-географическая схема территории Архангельской области. Изначально территория разбита на ячейки, площадь одной ячейки составляет 4624 км . В качестве топографической основы была использована общегеографическая карта Архангельской области и НАО масштаба 1:1000000. На основе суммирования балльных оценок в каждой ячейке сетки по формуле (1) получена итоговая схема антропогенной нагрузки (Рис. 1).

Оценка вклада фактора корректировалась его весовым коэффициентом. Расчёт выполнялся в ГИС МарМо. Схемы создавались при помощи интерполяции, инструментом «Тематические карты» - метод Ю\У.______________

Баренцево море

о.Колгуев

Белое море

Соловецкие о-ва

Кировская область

Рисунок 1. Схема антропогенной нагрузки на окружающую среду Архангельской области, обусловленная функционированием транспортной инфраструктуры

Полученные суммарные балльные оценки ранжировались по принципу: чем выше балл, тем хуже экологическая обстановка, при функционировании объектов транспортной инфраструктуры. Разбивка баллов на диапазоны проводилась с помощью линейной интерполяции. Выделено 6 рангов антропогенной нагрузки на окружающую среду, что позволяет в дальнейшем провести сравнительный анализ данных с выделенными 6 рангами устойчивости природной среды.

Очень высокая антропогенная нагрузка (4,65-4,23 балла) носит очаговый характер и приурочена к территориям крупных промышленно-транспортных узлов, таким как территория г. Архангельска, Котласа, занимает 0,4% от общей площади территории Архангельской области. На данных урбанизированных территориях сосредоточен основной промышленный потенциал региона. Площадь урбанизированных территорий и территорий, испытывающих непосредственное влияние транспортной инфраструктуры, составляет более Бь = 29% от площади территории с данной антропогенной нагрузкой. Здесь сконцентрирована наибольшая численность населения, плотность населения составляет более 900 чел/км2, присутствует развитая транспортная инфраструктура, сконцентрированы разнообразные объекты транспортной инфраструктуры (аэропорты, порты, дороги разного типа, железнодорожные магистрали).

Среди групп факторов наиболее значимыми являются социально-экономические, наивысший балл получили большинство факторов: численность населения, система расселения, переход через водотоки, плотности дорожной сети.

Высокая антропогенная нагрузка (4,23-3,81 балла) характерна для близлежащих территорий Архангельской агломерации и г. Котлас, района п. Коноши составляет 1,1% от общей площади территории области, площадь территорий испытывающих непосредственное влияние транспортной инфраструктуры составляет 7,3% от площади территории данной градации. Большая площадь территорий подверженная влиянию транспортной инфраструктуры приходится на центральную часть Архангельской области. Территории отличаются высокой транспортной активностью, о чём свидетельствует и вклад социально-экономических факторов в суммарные балльные оценки антропогенной нагрузки. Набольший вклад в уровень антропогенной нагрузки вносит, помимо присутствия большого количества транспортных узлов и населённых пунктов, развитая сеть автомобильных дорог всех категорий, присутствие железнодорожных магистралей и объектов их инфраструктуры. В НАО к данной градации приурочены территории к западу от Хайпудырской губы Баренцева моря. Данные территории характеризуются неблагоприятными климатическими условиями, большим количеством дней с ОГЯ, наличием сплошного распространения ММП. Все эти условия увеличивают антропогенную нагрузку на окружающую среду при возведении и функционировании объектов транспортной инфраструктуры. Данные условия сочетаются с наличием магистральных трубопроводов и присутствием порта Варандей.

Выше средней антропогенная нагрузка (3,81-3,40 балла) характерна для территорий вблизи г. Коноша и Вельска (Коношо-Вельский район), района вблизи п. Березник, района г. Онеги, территории к востоку от г. Котлас, района р. Северная Двина до впадения притока Вага.

Приурочена к территориям небольших промышленно-транспортных узлов, где пересекаются несколько видов транспорта (Вельск, Березник, Онега), это подтверждается высокой численностью населения, а также большой численностью сельских поселений, сконцентрированных вблизи транспортных узлов. Набольший вклад в уровень антропогенной нагрузки вносит, помимо присутствия большого количества транспортных узлов и населённых пунктов, развитая сеть автомобильных дорог всех категорий, присутствие железнодорожных магистралей и объектов их инфраструктуры.

В НАО к данной градации приурочены низменность в районе Карской губы, северная часть Югорского п-ова и территории о-ва Вайгач. Данные территории характеризуются неблагоприятными климатическими условиями, большим количеством дней с ОГЯ, наличием сплошного распространения ММП. Все эти условия увеличивают антропогенную нагрузку на окружающую среду при возведении и функционировании объектов транспортной инфраструктуры.

Занимает 5,6% от общей площади территории области. Территории, испытывающие непосредственное влияние транспортной инфраструктуры составляют 4,7% от общей площади данной выделенной области.

Средняя антропогенная нагрузка (3,40-2,98 балла) характерна для территорий центральной и юго-западной части Архангельской области, района г. Плесецк, района п. Карпогоры, территории к югу от Беломорско-Кулойского плато (вдоль железнодорожной магистрали Архангельск -Карпогоры), территории междуречья р. Вага и р. Северной Двины, устьевой области р. Мезень, в том числе территории до впадения р. Вашка в р. Мезень.

Территории в центральной и южной части Архангельской области относятся к основной зоне расселения, с высокой численностью сельских поселений. Антропогенная нагрузка формируется за счёт функционирования многочисленных объектов транспортной инфраструктуры. Развитая автодорожная сеть представлена дорогами регионального значения: Архангельск-Каргополь, Долматово-Няндома-Каргополь-Пудож, Коноша-Вельск-Шангалы, местными дорогами 4 и 5 категории, присутствуют отдельные транспортные узлы (Каргополь, Плесецк, Карпогоры). По территории проходит железнодорожная магистраль Архангельск - Коноша, ответвляющаяся от этой линий железная дорога на Воркуту (Москва-Воркута).

В НАО данная антропогенная нагрузка характерна для территории, с уязвимым мохово-лишайниковым покровов северной и южной тундры, ММП, суровыми климатическими условиями. К территориям данной градации в частности относятся: район г. Нарьян-Мар, центральная часть Югорского п-ова, центральная часть Большеземельской тундры, территория п-ова Русский заворот и Захарьин берег, северная часть о. Колгуев. В данных районах НАО вклад социально-экономических факторов мал, плотность населения

составляет 0,1 чел/км2, за исключением города Нарьян-Мар. Начинают доминировать высокие значения таких ограничивающих факторов как: рельеф местности, сейсмичность, ЭГП, ММП, также принимают высокие балльные значения климатические факторы.

Площадь территорий данной градации составляет 35,8 % от общей площади территории Архангельской области, подвержены непосредственному влиянию транспортной инфраструктуры 3,1 %.

Низкая антропогенная нагрузка (2,98-2,57 балла) характерна для Онежского п-ова и Соловецких о-вов, территории к юго-востоку от Онежской губы, территории Беломорско-Кулойского плато и к востоку от него, побережья Мезенской губы, территории вблизи Лекгимозера и Кенозера, расположенная на западе Архангельской области, верховья реки Пинега до впадения притока Юла, долины р. Башка до впадения в р. Мезень. В НАО к данной градации антропогенной нагрузки относятся равнины и низменностей к западу от Тиманского кряжа, территория Малоземельной тундры и п-ова Канин, южная часть Большеземельской тундры, южная части о. Колгуев.

Данные территории занимают периферийное положение относительно основных магистралей области и промышленных зон. Немногочисленные посёлки сельского типа в основном связаны дрогами 5 категории, в отдалённых местностях, не связанных с основной дорожной сетью действуют аэродромы. В НАО транспортная инфраструктура представлена автодорогами и трубопроводными трассами лишь в южной части Большеземельской тундры.

Территория данной градации составляет 48,6% от общей площади территории Архангельской области, подвержено непосредственному влиянию транспортной инфраструктуры 0,7% территории.

Очень низкая антропогенная нагрузка (2,57 - 2,15 балла) характерна для равнин и низменностей к западу от возвышенности Косминский камень, расположенного на востоке Архангельской области, низменностей в долине реки Яренга, территорий междуречья Омы и Вижас, территорий Ветреного пояса и к юго-западу и востоку от него, для возвышенности Четласский Камень, а также территории к западу от него, территории к востоку от верховья реки Пинега, возвышенности в междуречье реки Пинеги и Северной Двины, верховья реки Виледь, территории Тиманского берега Баренцева моря. Для всех территорий характерно практически полное отсутствие транспортной инфраструктуры, малонаселенность, отдалённость от основных путей сообщения и промышленных зон. Занимает 8,5% территории Архангельской области, непосредственное влияние от объектов транспортной инфраструктуры испытывает 0,7% территории от общей площади данной антропогенной нагрузки.

Антропогенная нагрузка с учётом сценариев развития транспортной инфраструктуры

Сделан прогноз экологического состояния окружающей среды при учёте нескольких сценариев развития транспортной инфраструктуры в области. При рассмотрении проектов строительства транспортных систем оценено изменение

антропогенной нагрузки на окружающую среду для территории возведения будущих линейно-транспортных сооружений. Это дало возможность проследить насколько окружающая среда подвержена изменению при реализации ниже приведённых проектов.

Рассматривалось два варианта развития транспортных систем: проект Белое море — Коми — Урал (Белкомур), который на территории Архангельской области включает строительство участка железной дороги Карпогоры-Вендинга (215 км) и проект нефтепровода «Харьяга-Индига», включающий строительство нефтепровода протяженностью 467 км, терминала в районе п. Индига с резервуарным парком и отгрузочным комплексом. Выбор сценариев развития транспортных систем определяется тем, что данные проекты уже находятся на стадии разработки и их реализация планируется в ближайшее время.

При строительстве «Белкомура», железнодорожная магистраль будет проходить по выделенной ранее территории: район вблизи посёлка Карпогоры (антропогенной нагрузки в 3,40-2,98 балла), верховье реки Пинега до впадения притока Юла (антропогенной нагрузки в 2,98-2,57 балла) и территория к востоку от верховья реки Пинега (антропогенной нагрузки в 2,57-2,15 балла).

С учётом прохождения железнодорожной магистрали, количество баллов в ячейках увеличилось, и некоторые территории, в частности территория к востоку от верховья реки Пинега ранее отнесенная к антропогенной нагрузке в 2,57-2,15 балла, при сооружении железнодорожной магистрали будет иметь значения балльных оценок категории антропогенной нагрузки в 2,57-2,98 балла.

Нефтепровод Харьяга-Индига проходит по территории Тиманского берега Баренцева моря (антропогенной нагрузки в 2,57-2,15 балла), Малоземелъской тундры, южной части Большеземельской тундры (антропогенной нагрузки в 2,98-2,57 балла).

С учётом прохождения трубопроводной трассы Харьяга-Индига, наличия нефтеналивного терминала в п. Индига количество баллов в ячейках увеличилось, и некоторые выделенные области перешли из одно категории антропогенной нагрузки в другую. В частности территория Тиманского берега Баренцева моря, ранее отнесенная к антропогенной нагрузке в 2,57-2,15 балла, при сооружении элементов трубопроводной системы, а также нефтеналивного терминала в п. Индига будут иметь значения балльных оценок категории антропогенной нагрузки в 2,57-2,98 балла.

Отмеченные выше районы, перешедшие в более высокую категорию антропогенной нагрузки, требуют к себе повышенного внимания при осуществлении данных проектов.

Перспективы развития территории Архангельской области в транспортном отношении на основе распределения антропогенной нагрузки и устойчивости природной среды

Для дальнейшего совершенствования и развития транспортной сети необходимо провести дифференциацию территории по возможности её использования, исходя из условий устойчивости среды и существующей

антропогенной нагрузки. Территория Архангельской области рассмотрена в пространстве «антропогенная нагрузка — устойчивость среды».

Дифференциация территории по возможным сочетаниям условий антропогенной нагрузки и устойчивости природной среды на основе анализа соответствующих схем была проведена при помощи матрицы Мак-Кинси. Данная матрица представляет собой координатную плоскость, разделённую на четыре зоны, отличающихся соотношением показателей антропогенной нагрузки и устойчивости среды (Рис. 2).

♦ -» «у ♦ 5 »♦«►—♦-*

♦ ♦ ♦ ♦

♦ ♦ ♦ ♦ ♦ " 3 I

0 * 1 ,„,, ,,, 2 III IV 4 5

III а) ♦ ♦ III б)* ♦ ♦

-0- • •

Антропогенная нагрузка обусловленная функционированием транспортной инфраструктуры (баллы)

Рисунок 2. Матрица дифференциации квадратов по показателям антропогенной нагрузки, обусловленной функционированием транспортной инфраструктуры и устойчивости среды

Зона «I» - низкая устойчивость, антропогенная нагрузка выше среднего, «II» - низкая устойчивость, антропогенная нагрузка ниже среднего, «III» -высокая устойчивость, антропогенная нагрузка ниже среднего «IV» - высокая устойчивость, антропогенная нагрузка выше среднего.

Методом последовательного анализа вариантов установлено, что наиболее перспективными для развития транспортной сети с минимальными экологическими рисками являются квадраты зоны высокой устойчивости и антропогенной нагрузки ниже среднего. В частности территории, принадлежащие к классу III а) с координатами х (0-1); у (1 -2).

Территории очень низкой антропогенной нагрузки (2,57-2,15) расположены в подзоне средней тайги, характеризуются высокой биопродуктивностью и запасом фитомассы. Занимают периферийное положение относительно основных транспортных путей и промышленных зон. Характеризуются низкой плотностью населения, немногочисленными населёнными пунктами, отсутствием транспортной инфраструктуры, либо

наличием отдельных аэродромов или местных дорог 5 типа. К данной зоне относятся выше описанные территории соответствующей антропогенной нагрузки.

Территории, принадлежащие к классу III б) с координатами х (1-2); у (12), также являются перспективными для развития транспортной сети, однако имеют более высокую градацию антропогенной нагрузки (2,98-2,57), расположены в подзоне северной тайги. К данной зоне относятся выше описанные территории соответствующей антропогенной нагрузки (Рис. 3).

о.Вайгач

Баренцево море

Республика Коми

Условные обозначения

Территории очень ніикоГі антропогенной нагрузки (2,57-2.15 балла)

1 верховье реки Впледь.

2 низменности в долине реки Яренга.

3 район возвышенности Четласский камень и территория к западу от него.

4. территория к востоку от верховья реки Пннега.

5. территория Ветреного пояса н к юго-западу и востоку от него.

6. междуречье реки Ома п Внжас.

7 возвышенность в междуречье р.Пинега и р. Северной Двины

Территории низкой антропогенной нагрузки (2,98-2.57 балла)

8 верховье реки Пннега до впадения притока Юла.

9 долина р Вашка.

10 территория Беломорско-Кулонского плато и к востоку от него.

11 территория Онежского п-ова.

12. равнины н низменности к западу от Тпманского кряжа.

13 территория вблизи Лекшмозера и Кенозера.

14 территория к юго-востоку от Онежской губы

Вологодская область

Рисунок 3. Перспективные территории для развития транспортной инфраструктуры в Архангельской области

Особое внимание следует уделить территориям, расположенным к юго-западу от Ветреного пояса, территории вблизи Лекшмозера и Кенозера, территории Беломорско-Кулойского плато ввиду того, что часть территории занимает расположенные ООПТ федерального и регионального значения.

Остальные территории, которые занимают периферийное положение относительно основных путей сообщения и промышленных зон рекомендуются для строительства объектов транспортной инфраструктуры.

Практически полное отсутствие транспортной инфраструктуры в НАО объясняется суровыми климатическими, геолого-геоморфологическими и гидрологическими условиями, ограничивающими хозяйственную деятельность.

Прокладка линейно-транспортных сооружений сезонно ограничена и должна проводиться с учётом соответствующих рекомендаций, разработанных для северных районов.

ВЫВОДЫ

1. Комплексная эколого-географическая оценка влияния транспортной инфраструктуры на окружающую среду Архангельской области проведена с помощью методологии экспертных оценок и балльной классификации, которая включает в себя выделение влияющих факторов. В ходе преобразования исходных данных (качественных и количественных) все факторы в конечном итоге представлены в числовом виде. Природные процессы, явления и инженерные объекты, представленные в качестве факторов, выделены в соответствии с природными особенностями региона и их влиянием на окружающую среду при функционировании транспортной инфраструктуры.

В итоге проведённой эколого-географической оценки исследуемая территория разбита на участки однородные по степени проявления антропогенной нагрузки, обусловленной функционированием транспортной инфраструктуры. Итоговая схема антропогенной нагрузки, обусловленной функционированием транспортной инфраструктуры, на окружающую среду Архангельской области получена на основе безразмерных величин - балльных оценок и весовых коэффициентов.

2. В пределах Архангельской области выделены районы соответствующие шести уровням антропогенной нагрузки, обусловленной функционированием транспортной инфраструктуры.

Чем выше балл антропогенной нагрузки, тем больше отрицательное влияние оказывают природные условия совместно или отдельно с социально-экономическими условиями, выделенные в качестве факторов, на экологическое состояние территории при функционировании транспортной инфраструктуры.

Наиболее высокая антропогенная нагрузка (4,65-4,23 балла) наблюдается в районе г. Котлас, а также в устье реки Северной Двины, занимает 0,4% от общей площади территории Архангельской области.

Наибольший вклад в суммарные балльные оценки дали социально-экономические факторы. Таким образом, данная антропогенная нагрузка сложилась под влиянием следующих факторов: высокой численности населения, плотной системы расселения, наличия множества переходов через водотоки, высокой плотности дорожной сети, наличии железнодорожной магистрали, крупного порта.

Высокая антропогенная нагрузка (4,23-3,81 балла) составляет 1,1% от общей площади территории области, носит точечный характер распространения. Территории, испытывающие непосредственное влияние транспортной инфраструктуры, составляют 7,3% от площади территории данной градации. Набольший вклад в уровень антропогенной нагрузки вносит, помимо присутствия большого количества транспортных узлов и населённых пунктов развитая сеть автомобильных дорог всех категорий, присутствие

железнодорожных магистралей и объектов её инфраструктуры. В НАО существенный вклад в суммарные балльные оценки антропогенной нагрузки вносят такие факторы как: климатические условия, ОГЯ, ММП. Все эти условия увеличивают антропогенную нагрузку на окружающую среду при возведении и функционировании объектов транспортной инфраструктуры.

Выше средней антропогенная нагрузка (3,81-3,40 балла) составляет 5,6 % от общей площади области. Имеет линейно-очаговый характер распространения. Территории, непосредственно подвергающиеся влиянию транспортной инфраструктуры, составляют 4,7% от площади территории данной градации.

Высокий вклад в суммарные балльные оценки вносят отдельные социально-экономические факторы, такие как: система расселения, численность населения, плотность дорожной сети, железнодорожные магистрали. Вклад в антропогенную нагрузку данной группы факторов высокий, но несколько уменьшается по сравнению с территориями предыдущей категории. В НАО данная антропогенная нагрузка формируется за счёт наличия тяжёлых климатических и геолого-геоморфологических условий, которые сочетаются с присутствием в этих районах транспортной инфраструктуры (аэропортов, портов, трубопроводных трасс). Вклад социально-экономических факторов мал, начинают доминировать высокие значения таких ограничивающих факторов как: рельеф местности, сейсмичность, ЭГП, ММП.

Территории градации средней антропогенной нагрузки (3,40-2,98 балла) составляют 35,8% от общей площади территории Архангельской области, подвержены непосредственному влиянию транспортной инфраструктуры 3,1 % территорий.

Низкая антропогенная нагрузка (2,98-2,57 балла) составляет 48,6% от общей площади территории Архангельской области, подвержено непосредственному влиянию транспортной инфраструктуры 0,7% территории.

Наименьшая антропогена нагрузка (2,57-2,15 балла) занимает 8,5% территории Архангельской области, подвержено непосредственному влиянию транспортной инфраструктуры 0,7% территории.

Практически полностью отсутствует вклад в суммарные балльные оценки низкой и очень низкой антропогенной нагрузки социально-экономических факторов. Значения балльных оценок получены в результате количественного преобразования качественных характеристик природных условий данного района.

3. Наибольшую территорию Архангельской области (48,6%) занимает территория с низкой антропогенной нагрузкой (2,98-2,57). Далее по степени уменьшения площади территории занимает средняя антропогенная нагрузка (3,40-2,98- балла) процент которой составляет - 35,8%, очень низкая (2,57-2,15 балла) - 8,5%, антропогенная нагрузка выше средней (3,81-3,40) - 5,6%. Наименьший процент от площади территории Архангельской области 1,1% и 0,4% занимает высокая антропогенная нагрузка (4,23-3,81 балла) и максимальная антропогенная нагрузка (4,65-4,23) соответственно. С

увеличением балльной градации антропогенной нагрузки, увеличивается и процент территорий подверженный влиянию транспортной инфраструктуры.

4. Применённый алгоритм ЭАС позволяет анализировать и представлять информацию о процессах, происходящих в окружающей среде в количественном виде. Данная система, наряду с техническими средствами включает группу экспертов, которые принимают участие в ключевых этапах обработки информации. В частности, применение ЭАС позволило получить информацию о вкладе выделенных факторов в экологическое состояние окружающей среды Архангельской области в количественном виде.

5. Методология экспертных оценок и балльной классификации, применяемая в работе, позволила не только дать анализ текущей антропогенной нагрузки на окружающую среду Архангельской области, но и сделать прогноз относительно изменения имеющейся нагрузки с учётом двух сценариев развития транспортной инфраструктуры. Наиболее подвержены качественным изменениям при строительстве новых объектов транспортной инфраструктуры территории, изначально отнесённые к очень низкой антропогенной нагрузке, в частности территории к востоку от верховья реки Пинега и Тшшнского берега Баренцева моря. При строительстве и эксплуатации объектов транспортной инфраструктуры данные территории перейдут в более высокую категорию антропогенной нагрузки. Это объясняется главным образом, высокой уязвимостью окружающей среды районов, вследствие сложных климатических и геолого-геоморфологических условий (распространения ММП, наличия уязвимых к антропогенному воздействию ландшафтов типичной тундры).

6. Для дальнейшего совершенствования и развития транспортной сети, исходя из условий устойчивости среды и выявленной антропогенной нагрузки, рекомендуются территории с высокой устойчивостью природной среды и никой, а также очень низкой антропогенной нагрузкой, расположенные на востоке и западе области: территория Онежского п-ова, территории к юго-востоку от Онежской губы, территории Беломорско-Кулойского плато и к востоку от него, территории вблизи Лекшмозера и Кенозера, расположенная на западе Архангельской области, верховье реки Пинега до впадения притока Юла, долина р. Башка до впадения в р. Мезень, низменность в долине реки Яренга, территория междуречья Омы и Вижас, территория Ветреного пояса и к юго-западу и востоку от него, возвышенность Четласский Камень, а также территории к западу от него, территории к востоку от верховья реки Пинега, верховья реки Виледь, территория к западу от Тиманского кряжа. В центральной части Архангельской области это возвышенность в междуречье реки Пинега и реки Северной Двины. Исключением являются территории на которых расположены ООПТ.

Основой для рекомендации дальнейшего развития транспортной инфраструктуры именно в этой зоне стало оптимальное соотношение высокой устойчивости природной среды и антропогенной нагрузки.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Статьи в ведущих рецензируемых изданиях, соответствующих перечню

ВАК:

1. Коробов В.Б., Тутыгин А.Г., Долгощёлова М.И. Характер воздействия транспортного комплекса на окружающую среду Архангельской области // Вестник Поморского университета. Серия естественные науки». Архангельск: изд-во ПГУ, 2011. №4. с. 19-26.

2. Коробов В.Б., Долгощёлова М.И. Нагрузка на окружающую среду Архангельской области при функционировании транспорта // Вестник САФУ. Серия Естественные науки, 2012. № 3. С 29-36.

прочие публикации:

3. Долгощёлова М.И. Оценка масштабов воздействия транспортного комплекса на окружающую среду // IV Международная молодёжная научная конференция «Экология - 2011»: материалы докладов. - Архангельск проблемы Севера: Межвузовский сборник научных трудов, 2011. С. 17-18.

4. Коробов В.Б., Долгощёлова М.И. Классификация факторов, влияющих на размещение и функционирование транспортной инфраструктуры в Архангельской области // Теория и практика современной науки: материалы IV международной научно-практической конференции. Москва, 2011. С. 756759.

5. Долгощёлова М.И. К вопросу об оценке воздействия транспортного комплекса на окружающую среду Архангельской области // Современные проблемы гуманитарных и естественных наук: Материалы VII международной научно-практической конференции. Том II: Москва, 2011. С. 414-419.

6. Коробов В.Б., Долгощёлова М.И.Оценка факторов, влияющих на функционирование и размещение транспортной инфраструктуры в Архангельской области посредством определения весовых коэффициентов // Развитие Северо-Арктического региона: проблемы и решения: материалы науч. конф. сотр. и аспирантов САФУ имени М.В. Ломоносова: Архангельск, 2012.-Ч.1.-с. 246-248

Подписано в печать 11.04.2013. Формат 60x84/16. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 1415.

Издательско-полиграфический центр им. В.Н. Булатова ФГАОУ ВПО САФУ 163060, г. Архангельск, ул. Урицкого, д. 56

Текст научной работыДиссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Долгощёлова, Мария Ивановна, Архангельск

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «СЕВЕРНЫЙ (АРКТИЧЕСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ М.В. ЛОМОНОСОВА»

04201356989

На правах рукотлси

Долгощёлова Мария Ивановна

Эколого-географическая оценка влияния транспортной инфраструктуры на окружающую среду

Архангельской области

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 25.00.36 - Геоэкология

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата географических наук

Научный руководитель: доктор географических наук В.Б.Коробов

Архангельск 2013

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

Введение..............................................................................................................................4

Глава 1 Географическая характеристика Архангельской области.... 11

1.1 Геологическое строение и почвы....................................................................12

1.2 Климатические условия..........................................................................................18

1.3 Гидрографическая сеть............................................................................................23

1.4 Растительный и животный мир........................................................................28

1.5 Природные ресурсы....................................................................................................32

1.6 Социально-экономические условия..............................................................34

1.7 Экологическая ситуация..........................................................................................49

Глава 2 Особенности воздействия транспортной инфраструктуры

на окружающую среду Архангельской области................................59

2.1 Автомобильно-дорожный комплекс............................................................62

2.2 Железнодорожный транспорт............................................................................71

2.3 Трубопроводный транспорт................................................................................77

2.4 Внутренний водный транспорт........................................................................86

2.5 Воздушный транспорт..............................................................................................93

Глава 3 Факторы, влияющие на экологическое состояние

окружающей среды при строительстве и эксплуатации

объектов транспортной инфраструктуры................................................100

3.1 Геолого-геоморфологические факторы..................................................101

3.2 Климатические факторы........................................................................................107

3.3 Гидрологические факторы......................................................................................112

3.2 Экологические факторы..........................................................................................118

3.3 Социально-экономические факторы............................................................123

Глава 4 Методика эколого-географической оценки территории

Архангельской области..............................................................................................133

4.1 Обзор методов районирования территории..........................................133

4.2 Экспертные методы....................................................................................................142

4.3 Применение методов районирования..........................................................150

Глава 5 Эколого-географическая оценка влияния транспортной

инфраструктуры на окружающую среду Архангельской

области....................................................................................................................................164

5.1 Выявление территорий, подверженных непосредственному влиянию транспортной инфраструктуры..........................................166

5.2 Антропогенная нагрузка на окружающую среду Архангельской области, обусловленная

функционирование транспортной инфраструктуры.......... 171

5.3 Антропогенная нагрузка с учётом сценариев развития транспортной инфраструктуры.................................... 193

5.4 Перспективы развития территории Архангельской области в транспортном отношении на основе распределения антропогенной нагрузки и устойчивости природной среды. 196

Заключение............................................................ 206

Список литературы................................................... 211

Список иллюстративного материала............................ 231

Приложение 1. Балльные оценки с учетом весовых коэффициентов геолого-геоморфологических факторов .... 234 Приложение 2. Балльные оценки с учетом весовых

коэффициентов климатических факторов...................... 239

Приложение 3. Балльные оценки с учетом весовых

коэффициентов гидрологических факторов.................... 244

Приложение 4. Балльные оценки с учетом весовых

коэффициентов экологических факторов........................ 249

Приложение 5. Балльные оценки с учетом весовых

коэффициентов социально-экономических факторов....... 252

Приложение 6. Шкалы показателей геолого-

геомофологических факторов...................................... 257

Приложение 7. Шкалы показателей климатических

факторов............................................................... 259

Приложение 8. Шкалы показателей гидрологических

факторов............................................................... 261

Приложение 9. Шкалы показателей экологических

факторов............................................................... 263

Приложение 10. Шкалы показателей социально-экономических факторов........................................... 264

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. В настоящее время одной из приоритетных задач стратегии социально-экономического развития Архангельской области является достижение эффективной, динамично растущей и сбалансированной экономики. Важнейшее условие для реализации стратегии является развитие транспортной инфраструктуры, которая сделает экономику области открытой для обмена финансами, продукцией и услугами с другими регионами страны.

На данный момент транспортная система Архангельской области не обеспечивает в полном объёме сложившуюся систему расселения и размещение производственных сил. Плотность автомобильных дорог регионального значения составляет 19,6 км на 1000 км2 территории, что ниже аналогичного показателя по Российской Федерации более чем в два раза [Развитие и совершенствование..., 2011]. Особенностью расположения линейно-транспортных сооружений области является их меридиональное направление. Вследствие недостаточного развития транспортной инфраструктуры в широтном направлении, отсутствует связь некоторых муниципальных районов с административным центром Архангельской области и соседними субъектами Федерации. Примерно половина населённых пунктов не имеют связи с сетью автомобильных дорог. Фактическое отсутствие каркасной транспортной инфраструктуры характерно для Ненецкого автономного округа, в котором практически все грузо- и пассажироперевозки осуществляются воздушным транспортом. Несмотря на высокие темпы роста нефтедобычи, трубопроводная система носит фрагментарный характер. В округе сложилось несколько центров нефтедобычи, жестко привязанных к различным (не связанным друг с другом) маршрутам транспортировки нефти. Их загруженность, отсутствие возможности для манёвра является барьером для дальнейшего роста добычи. Возникает необходимость в новой транспортной инфраструктуре [Стратегия..., 2009].

Стратегия развития транспортного комплекса Северо-западного федерального округа (СЗФО) подразумевает развитие аэропортового комплекса

«Талаги», реконструкцию аэропортов в районных центрах Архангельской области, расширение сети региональных и местных авиамаршрутов, реконструкцию терминалов и акватории, реконструкцию подходного канала к морскому порту Архангельска [Стратегия..., 2008]. Всё вышеизложенное подтверждает, что Архангельская область в ближайшее время станет территорией интенсивного транспортного освоения и модернизации уже имеющихся объектов транспортной инфраструктуры.

Однако, уже само наличие и функционирование разнообразных объектов транспортной инфраструктуры, неизбежно ведёт к локальному, прямому и косвенному влиянию на компоненты окружающей среды. Как правило, это выражается в физическом, химическом, биологическом загрязнении атмосферы, гидросферы, почв, отрицательном влиянии на растительный и животный мир. Принимая во внимание наличие ранимых и трудно восстановимых экосистем Севера необходимо учитывать ответную реакцию окружающей среды, а именно изменение её компонентов в ходе эксплуатации объектов транспортной инфраструктуры. Также при оценке перспективного освоения территории в транспортном отношении, необходимо уделять внимание природным условиям, повышающим неблагоприятное воздействие и риск возникновения аварийных ситуаций при функционировании объектов данной отрасли. Для экологически безопасного и сбалансированного развития транспортной инфраструктуры в сложных природных условиях региона необходимо дать общую эколого-географическую оценку территории области, которая подразумевает выявление антропогенной нагрузки обусловленной функционированием транспортной инфраструктуры, территории подверженных наиболее сильному влиянию транспорта, а также территорий перспективных для развития транспортной инфраструктуры.

Объект исследования: территория Архангельской области и Ненецкого Автономного округа (НАО).

Для достижения поставленной цели последовательно решались следующее задачи:

1. рассмотреть географические, экологические и экономические особенности территории Архангельской области;

2. рассмотреть влияние объектов транспортной инфраструктуры на окружающую среду Архангельской области;

6. провести эколого-географическое районирование территории Архангельской области (включая Ненецкий автономный округ) с помощью методологий экспертных оценок и балльной классификации, установить пространственную структуру антропогенной нагрузки, обусловленную функционированием транспортной инфраструктуры, на окружающую среду;

7. выявить перспективы развития территории Архангельской области в транспортном отношении.

Защищаемые положения:

3. Наибольший вклад в суммарные балльные оценки антропогенной нагрузки в центральной части Архангельской области дали социально-экономические факторы, в НАО — природные факторы, влияющие на экологическое состояние территории при функционировании транспортной инфраструктуры.

4. На территории Архангельской области (включая НАО) выделены районы для дальнейшего развития транспортной сети, характеризующиеся высокой устойчивостью природной среды и низкой, а также очень низкой антропогенной нагрузкой, обусловленной функционированием транспортной инфраструктуры.

Научная новизна. Проведена комплексная эколого-географическая оценка территории Архангельской области при функционировании транспортной инфраструктуры. Осуществлено ранжирование компонентов окружающей среды по степени их устойчивости к антропогенному воздействию. Ранжирование природных процессов выполнено, исходя из их отрицательно воздействия на состояние окружающей среды через объекты транспортной инфраструктуры. Определена антропогенная нагрузка, обусловленная функционированием транспортной инфраструктуры. Выявлены территории подверженные непосредственному влиянию транспортной инфраструктуры. Выделены территории приоритетные для дальнейшего развития транспортной сети в Архангельской области.

Практическая значимость результатов исследования. Сведения, полученные при эколого-географической оценки территории, дают пространственное представление об антропогенной нагрузке на окружающую среду, на территории всей Архангельской области транспортными средствами и объектами транспортной инфраструктуры. Результаты работы могут быть использованы для разработок рекомендаций по рациональному природопользованию, служить информационной базой для принятия стратегических решений развития транспортной инфраструктуры органами отраслевого, местного и регионального управления.

Методологической основой диссертации послужили работы специалистов в области географии и геоэкологии, а также смежных отраслей: В.Б. Коробова, А.Г. Тутыгина, Ю.Н. Шумиловой. При выполнении исследования применялась методология экспертных оценок и бальной классификации.

Достоверность результатов. Использовались обширные картографические и фактические материалы. При составлении схем использовались возможности графических пакетов Coral DRAW, расчёт данных для построения сеточных схем выполнялись с помощью ГИС-технологий, в средах Mapinfo.

Исходный материал и личный вклад автора. В основу работы положен анализ опубликованных данных с 1965 по 2012 гг. Исходная информация получена из фондовых материалов ФГБУ «Северное управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды», Территориального органа Федеральной службы государственной статистики по Архангельской области, предоставленных материалов ГКУ Архангельской области «Дорожное агентство «Архангельскавтодор», Архангельского МТУ ВТ Росавиации, статистистических и картографических материалов Федеральных образований Архангельской область: Управление Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по Архангельской области ФГУ «Центр гигиены и эпидемиологии в Архангельской области»,

Министерство природных ресурсов и лесопромышленного комплекса Архангельской области.

В качестве топографической основы для получения схемы антропогенной нагрузки на окружающую среду Архангельской области, обусловленной функционированием транспортной инфраструктуры, была использована карта масштаба 1:1 000000 Архангельской области и Ненецкого автономного округа.

Проанализированы природные условия исследуемой территории, её экологическое состояние. Рассмотрено влияние транспортной инфраструктуры области на компоненты окружающей среды. Выполнена классификация влияющих факторов для Архангельской области по пространственному признаку и исходя из характера влияния природных процессов и явлений, социально-экономических объектов.

Проведён экспертный опрос с участием 12 независимых экспертов. Выявлены коэффициенты значимости факторов, влияющих на состояние окружающей среды Архангельской области через объекты транспортной инфраструктуры. Полученные данные применялись для эколого-географической оценки Архангельской области. Проведено дифференцирование территории исходя из уровня антропогенной нагрузки при функционировании транспортной инфраструктуры.

Апробация работы и публикации. Основные результаты исследований докладывались на IV Международной молодежной научной конференции «Экология - 2011» г. Архангельск, IV Международной дистанционной научно-практической конференции «Теория и практика современной науки» г. Москва, VII Международной научно-практическая конференция «Современные проблемы гуманитарных и естественных наук» г. Москва, научной конференции Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова, «Развитие Северо-Арктического региона: проблемы и решения» г. Архангельск. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ, из них в ведущих рецензируемых изданиях, соответствующих перечню ВАК - 2 работы: в журнале «Вестник Поморского университета. Серия

Естественные науки». № 4, 2011 год, «Вестник САФУ. Серия Естественные науки» № 3, 2012 год.

Информация о работе

Долгощёлова, Мария Ивановна
кандидата географических наук
Архангельск, 2013
ВАК 25.00.36

Диссертация

Эколого-географическая оценка влияния транспортной инфраструктуры на окружающую среду Архангельской области - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы