Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Ландшафтно-картографический анализ экологических проблем и ситуаций

ВАК РФ 11.00.01, Физическая география, геофизика и геохимия ландшафтов

Автореферат диссертации по теме "Ландшафтно-картографический анализ экологических проблем и ситуаций"

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ

АЛТАЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

^ РОТАНОВА Ирина Николаевна

Ландшафтно-картографический анализ

экологических проблем и ситуаций (на примере Алтайского края)

11.00.01 — физическая география, геофизика и геохимия ландшафтов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Барнаул - 1996

Работа выполнена в Институте водных и экологических проблем СО РАН

Научные руководители:

доктор географических наук Ю.И. Винокуров, доктор географических наук Б.И. Кочуров

Официальные оппоненты:

доктор географических наук B.C. Михеев,

доктор географических наук В.В. Козин

Ведущая организация — Географический факультет

Томского государственного университета

Защита состоится "*Ь " 1996 г. в ¡5°° часов на

заседании диссертационного совета К.064.45.05 при Алтайском государственном университете по адресу: 656099, ' Барнаул, ул. Димитрова, 66.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Алтайского государственного университета

Автореферат разослан 1996 г.

Отзывы на реферат в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять по адресу университета на имя ученого секретаря совета.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат географических наук

В.П. Галахов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Природные комплексы Алтайского края за последние 100 лет подверглись значительным изменениям, связанным с распашкой плодородных земель, в пятидесятые годы -поднятием целины, . позднее - созданием крупных мелиоративных систем, каналов, строительством промышленных объектов и населенных пунктов.

' Все это привело к резкому обострению противоречий во взаимоотношениях человека и среды, развитию негативных природных процессов, усугубленных последствиями воздействий Семипалатинского ядерного полигона, возникновению экологических проблем и ситуаций. Распространение и интенсивность проявления экологического неблагополучия имеют тенденции роста и обострения.

В связи с этим комплексная оценка экологических условий территории. картографирование экологических проблем и ситуаций являются весьма актуальными.

Цель и задачи исследования. Цель работы заключается в изучении факторов формирования экологических проблем и ситуаций территории Алтайского края на топологическом и региональном уровнях.

Для достижения цели в работе решались следующие задачи:

- сформулировать применительно к уровню административного региона понятия экологических проблем и ситуаций, специфики их формирования и пространственного анализа;

- разработать структуру и подходы создания специализированной информационной базы;

- провести анализ антропогенных воздействий на природные комплексы топологического и регионального уровней;

- оценить экологическое состояние ландшафтов края;

- составить Ландшафтно-экологическую карту и Карту экологических ситуаций территории Алтайского края.

Исследование проведено на примере Алтайского края в рамках "Биосферной программы" СО РАН согласно плану НИР ИВЭП СО РАН, тема: "Разработка теоретических основ комплексного эколого-геогра-фического изучения и прогнозирования изменений природной среды, изучения эколого-экономических аспектов развития производительных сил регионов в целях рационализации природопользования и сохранения здоровья населения". Автор принимал непосредственное участие

'В исполнении эколого-картографического блока Государственной программы "Оценка последствий ядерных взрывов на Семипалатинском полигоне на окружающую среду и здоровье населения Алтайского края", проведении хоздоговорных работ, связанных с экологическим картографированием.

Объекты исследования, исходные материалы. Объектами исследований являются: ландшафтные комплексы топологического и регионального уровней территории Алтайского края в качестве единиц анализа природной среды; административные районы края как источник социальной и экономической информации.

Информационную базу работы составили: разработанная в ИВЭП СО РАН Ландшафтная карта Алтайского края в масштабе 1:500 ООО, земельно-учетные данные АП ЗапСибНИИГИПРОЗЕМ, материалы Краевого комитета статистики, результаты исследований ИВЭП СО РАН.

Предмет исследования - региональные особенности формирования экологических проблем и ситуаций, картографирование экологического состояния территории края.

При выполнении диссертационной работы автор опирался на теорию и методические подходы пространственного анализа природных комплексов и эколого-географических исследований, изложенные в трудах: А.В.Антиповой, А.М.Берлянта, Ю.И.Винокурова, А.Г.Исаченко, В.М.Котлякова, Б.И.Кочурова, В.С.Михеева, В.С.Преображенского, Г.О.Пархоменко, Т.Г.Руновой, С.Е.Сальникова, Л.Е.Смирнова, В.Б.Сочавы. Л.Г. Руденко, В.А.Червякова, Р.Парсона и др.

При диссертационных исследованиях применялся комплекс методов, включающий: сравнительно-географический, картографический, статистико-математический, а также программные средства ARC/INFO.

Научная новизна работы:

- сформулированы понятия и детализированы факторы экологического неблагополучия применительно к одному из наиболее освоенных регионов Западной Сибири;

- создана специализированная информационная база для оценки экологического состояния природных комплексов края;

- проведен ландшафтный анализ антропогенных воздействий на природные комплексы, определена степень измененности ландшафтов;

- составлена Ландшафтно-экологическая карта Алтайского края;

- впервые выявлены, проанализированы и закартографированы экологические проблемы и ситуации территории края.

Практическая значимость и реализация исследования. Методические разработки, предлагаемые автором, применимы при оценке экологического состояния административных регионов различного таксономического деления: в целом, отдельных административных районов, природно-хозяйственных зон и других территориальных единиц. Созданная специализированная информационная база может быть использована в качестве основы для научных прогнозных проработок, реализации мероприятий по перспективному планированию ландшафтов, природоохранной деятельности, при решении различных исследовательских и прикладных задач. Разработанные карты с развернутыми матричными легендами являются самостоятельными оригинальными произведениями. развивающими принципы современного эколого-географи-ческого картографирования.

Данные подходы применялись при выполнении работ по договорам НИР с созданием отдельных и серийных картографических произведений экологической тематики.

Апробация работы. Научные положения и результаты исследований отражены более чем в 20 публикациях, докладывались на научных симпозиумах, конференциях и научно-практических семинарах различных уровней: Иркутск (1989, 1993,1995), Барнаул (1989,1991), Москва (1990), Красноярск (1990), Кишинев (1990), Свердловск (1991), Ленинград (1991,1992), Ярославль (1992), Новосибирск (1993). Пермь (1993.1994,1995), Томск (1994.1995). Автором разработан и читается курс "Экологическое картографирование" на географическом факультете Алтайского государственного университета.

Структура, объем и содержание диссертации. Результаты исследований изложены в диссертации, состоящей из введения, четырех глав, выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа содержит У48страниц машинописного текста, иллюстрирована рисунками и таблицами. Список литературы включает 142 наименования.

В первой главе раскрываются теоретические и методические положения эколого-географических исследований, формулируются понятия экологических проблем и ситуаций, рассматриваются существующее комплексные оценки факторов экологического неблагополучия.

Во второй главе изложены методические аспекты ландшафт--ю-картографического анализа, формирования и оценки экологических проблем и ситуаций.

В третьей главе рассмотрены экологические условия территорий Алтайского края и выявлены экологические проблемы на основе созданной специализированной информационной базы и ландшафтно-эколо-гического картографирования.

Четвертая глава посвящена вопросам формирования экологических ситуаций и анализу их проявления в природных комплексах регионального уровня и на территориях административных районов.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Возникновение и проявление экологических проблем и ситуаций имеют определенные закономерности, связанные с географическими особенностями и ландшафтной дифференциацией территории.

В основу анализа состояния природной среды и определения экологических проблем положено представление о соотношении антропогенных нагрузок и естественной способности ландшафтов к сохранению структуры и функций при внешних воздействиях.

Под экологическими проблемами, понимаются негативные изменения отдельных компонентов или в целом природной среды в результате антропогенного воздействия, ведущие к нарушению структуры и функционирования природных систем топологического уровня и приводящих к социальным, экономическим и другим последствиям.,

Пространственно-временное сочетание экологических проблем, определяющее состояние систем жизнеобеспечения человека, рассматриваемое на региональном природно-дифференциальном уровне и анализируемое в проявлении разной степени неблагополучия, определяется как экологическая ситуация (Коронкевич, Малик, Антипова, Ко-чуров и др., 1988. Кочуров. 1989, 1992. 1994, Преображенский, 1990, 1992, Исаченко, 1990).

Формирование проблемы и развитие экологической ситуации непосредственно связано с различиями в структуре и функционировании природных и социально-экономических систем, а также с несоответствием характера и уровня антропогенных воздействий потенциалу природной среды.

Анализ экологического состояния включает изучение территориальной дифференциации, причин, особенностей и закономерностей формирования компонентов ситуаций. Методы определяются в соответствии с объектом и целью исследования. Анализ предполагает

описание объекта, которое содержит наиболее значимые характеристики.

В иерархии геосистем выделяются, согласно В.Б. Сочаве (1974) три главных уровня: планетарный, региональный и топологический. Планетарный, или глобальный, уровень представлен географической (ландшафтной) оболочкой. Региональные геосистемы - крупные структурные части географической оболочки: физико-географические зоны, страны, провинции, районы. Геосистемы топологического уровня -местности, урочища, фации - отражают морфологическую структуру ландшафтов регионального уровня. Исследования геосистем топологического уровня позволяют выявить экологически значимые свойства, факторы и процессы, характерные для определенных местностей. На основе природной обусловленности конкретных ландшафтных комплексов к проявлению или усилению того или иного негативного фактора анализируется зависимость этих процессов от различного антропогенного воздействия.

Превышение сил воздействия над процессами сохранения основных качественно-количественных характеристик природных комплексов приводит к изменениям в ландшафтах, служит причинами возникновения экологического неблагополучия.

Разработанная специализированная информационная база является основой анализа и оценки экологического состояния природных комплексов топологического и регионального уровней.

Для анализа и оценки экологических проблем территории разработана специализированная информационная база на основе системных средств ARC/INFO, состоящая из нескольких слоев.

Слой, содержащий информацию о ландшафтной основе, может рассматриваться как географическая модель территории, составляет сложную информационную подсистему и входит в виде оцифрованных тематических картоснов в другие слои как их составная часть. Все параметры структурированы в рамках объектов информационного обес-лечения топологического уровня - местностях. Они включают название местностей, рельеф, краткое описание растительности и почв, гоказатели экологически значимых свойств ландшафтов с учетом сте-лени и площади их проявления. Одновременно подсистема позволяет. эперировать информацией регионального уровня в самостоятельном 1ли сопряженном режиме.

Все виды антропогенного воздействия на природную среду раз-

-Являются с точки зрения их пространственного распределения на фоновые (обязательно наличие площадных характеристик), линейные и локальные (очаговые), по возможности выражающиеся площадями.

Фоновые воздействия связаны с использованием земель, в основном сельскохозяйственным, реже лесохозяйственным. Количественная информация привязана к контурам местностей по основным видам использования: пашня, сенокосы, пастбища, лесопользование.

Локальные воздействия связаны в основном с селитебными территориями, разработками минерального сырья, объектами мелиорации, показывая источники (очаги) экологической опасности.

Линии ЛЭП, железные и автодороги отражают специфику и уровень техногенной нагрузки от линейных воздействий, тем самым создавая общий линейно-структурный каркас и регионально-топологический уровень хранения информации.

На основе алгоритмов взаимоувязки и расчета разработанная база позволяет получать результирующую информацию, распределенную по территориальным единицам необходимого таксономического уровня с отражением ее в виде таблиц, картосхем и карт.

Ландшафтно-экологическое картографирование является комплексным видом моделирования пространственной организации природных структур, анализа воздействий на них, методом оценки экологического состояния территории.

При картографическом отражении установленных закономерностей ландшафтно-экологическая карта выступает не только как инструмент исследования, но и как наиболее информативная и лаконичная форма изложения полученных результатов.

Для оценки экологических проблем территории разработана Ландшафтно-экологическая карта в масштабе 1:1 ООО ООО с использованием созданной информационной базы (Рис 1).

В основу анализа экологических условий края положена Ландшафтная карта Алтайского края, в масштабе 1: 500 ООО, разработанная в ИВЭП СО РАН, и генерализованная затем в масштаб 1:1 000000. Главным объектом карты являются природные комплексы уровня местностей, понимаемые как совокупности индивидуальных образований, обладающих генетической общностью и однотипной структурой. Одновременно на карте отражены природные системы обобщающего ранга: физико-географические районы, провинции, зональные области, страны, для которых местности являются структурными элементами.

Региональный классификационный диапазон ландшафтной структуры края охватывает геосистемы, присущие Западно-Сибирской физико-географической стране и стране гор Южной Сибири.

Основные этапы ландшафтно-экологического картографирования заключаются в следующем:

- на территории края рассматриваются природные выделы регионального уровня (физико-географические районы, провинции), а также их природно-территориальные комплексы топологического уровня (местности);

- современные ландшафты (местности) группируются по видам использования земель;

- проводится выявление территориальных различий по видам и степени проявления природных негативных процессов на уровне местностей;

- определяются антропогенные нагрузки на природные комплексы;

- анализируются последствия антропогенных воздействий с учетом природных спонтанных процессов;

- местности оцениваются по степени измененное™ на основе количественно-качественного анализа;

- приводится перечень основных факторов, формирующих экологическое состояние.

Для территории края произведен отбор экологически значимых факторов. Они различны и характерны для конкретных природных комплексов, отражают как региональные, так и локальные особенности, и имеют площадное выражение. Они включают следующие: возможность развевания и дефляции, водную эрозию почв, засоление, заболачивание. Эти процессы возможны без вмешательства человека, а антропогенное воздействие ведет к усилению их протекания. К совместным природно- и антропогеннообусловленным процессам отнесены дигрессия пастбищ и деградация растительности, появление их зависит от инициации извне.

Легенда карты строится по матричному типу. По горизонтали -местности как единицы анализа, с учетом провинциальной системы природной структуры. Местности имеют номер, площадную характеристику. По вертикали - их использование, природные и антропогенные факторы формирования экологического состояния ландшафтов, расположенные по площадным, линейным, локальным видам воздействия, с

ЛАНДШАФТНО-ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА АЛТАЙСКОГО КРАЯ (ФРАГЬ:

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТНОСТЕЙ ПО СТЕПЕНИ ЮМЕНЕННОСТИ

Провинции Местности по степеням иэмененнссти

Низкая Ср умеренная ;дняя интенсивная Высокая

Кулундинская Южло- Приалейская Верхне-Обская 32 65,67 4,9,10,11 24,36 58,62,64, 68 30 56,60,61 1,2.3,5.8 13,14.15,16, 17,19.21,29 52,53,54,55, 57,59

зинций Угонов .-;омера местностей

Номера местностей даны в соответствии с

Ландшафтной картой Алтайского края

Гсчеталил степеней проявления велУЩ1х процессов по местностям

Степени проявления Процессы I

Лефляция Эрозия Засол. ЗаСол

1 2 3 С ♦ 1

доминирование 1 с участием 2

ДОМ. 1 с уч.2 и 3 1

дом. а с уч. 1 в ж !

дом. X с уч. 3 1 е л 1

ДОМ. с 1

дом. : С УЧ. 1 1 ® ф 1

ДОМ. с 1 | с УЧ. - 1 1 о 1

ДОМ. с уч.: '2 ! . . 1 в

,МИС. 1

уточнением по степени проявления негативных процессов. Завершается матрица колонкой: "Степень измененности и факторы ее формирования".

Выделяются три степени измененности местностей: низкая, средняя и высокая. Средняя степень имеет дополнительное деление на среднюю умеренную и среднюю интенсивную. Степени определяются на основании суммирования и приведения к средневзвешенному значению всех оцениваемых параметров через площади и ранг проявления при придании всем им коэффициента участия, равного единице.

Результаты анализа и расчетов получены следующие. Низкая степень измененности. К данной категории отнесены местности, для которых характерно проявление в основном спонтанных негативных процессов (засоление, водная эрозия, заболачивание) в силу природной предрасположенности.

На равнинной территории края это - слабоиспользуемые земли, в основном поймы малых и средних рек, земли, относящиеся к водоохранным зонам, природоохранные территории, неудоби. В горной части - крутосклонные, труднодоступные поверхности. Наименее изменены местности Алтае-Саянских гор.

В общей площади земель края данная категория занимает площадь порядка 36 тысяч кв. км (22%). В региональном отношении в наиболее естественном виде сохранились ландшафты Салаирской провинции.

Средняя степень измененности. Средняя умеренная степень измененности. Данные ландшафты относятся в основном к залесенным или расчлененным долинно-балочным комплексам. Характеризуются использованием земель в пределах 50% площадей. Участки пашни отсутствуют или незначительны, местности в основном заняты кормовыми угодьями (сочетание пастбищ и сенокосов). В предгорных и горных районах производятся промышленные рубки леса. Проявление негативных процессов определяется природнообусловленными факторами с некоторым наложением антропогенных воздействий, характерны вод-ноэрозионные процессы. В общей площади земель края занимают более 28 тысяч кв. км (17.5%). В региональном отношении данная категория характеризует местности Северо-Восточной Алтайской и Севе-ро-Алтайской провинций, занимая соответственно 72.1% и 40.7% площадей.

Средняя интенсивная степень измененности. Для нее характерен

весь спектр проявлений природно- и антропогеннообусловленных процессов, со значительным преимуществом антропогеннообусловленных, связанных с площадными, линейными и локальными воздействиями. В общей площади земель края данная категория составляет около 10 тысяч кв. км (6%). Практически все местности данной категории имеют высокий процент использования земель (более 60%), связанный с распаханностью (до 40%) и наличием кормовых угодий. В природном отношении - территории с плодородным почвенным покровом, наличие холмисто-увалистых расчлененных поверхностей определяет одновременную мозаичность и интенсивность их использования внутри контуров. На провинциальном уровне наибольшей измененностью данной категории характеризуется горная Северо-Восточная Алтайская провинция.

Высокая степень измененности. К ней относятся 35 местностей, занимающих более 50% площадей природных комплексов топологического уровня края. Основным критерием данной категории является наличие распаханных земель более 40% площади выдела при практически полном использовании земель в площадном отношении, а также наличии воздействий линейного и локального характера. Такой сильной степени воздействия подвергаются в основном равнинные ландшафты. Для них характерно проявление практически всех негативных процессов с явным преимуществом антропогеннообусловленных.

Провинции, имеющие местности данной категории, имеют довольно высокий процент измененности территорий. Наиболее изменены местности Кулундинской - 72%, Предалтайской - 71.4%, Южно-Приа-лейской - 68.2%, Верхне-Обской провинций - 56%. Самая слабопод-вергнутая воздействиям в данной категории - Северо-Западная Алтайская провинция - имеет процент измененности, равный 32.7% (Таблица 1).

Номера местностей в таблицах даны в соответствии с Ландшафтной картой Алтайского края масштаба 1:1 ООО ООО.

Формирование экологических проблем происходит в природных комплексах топологического уровня.

Различные виды хозяйственных воздействий и их влияние на природные комплексы рассматриваются как антропогенная нагрузка. В пределах геосистем она определяется по видам использования земель, площадным характеристикам и степени проявления.

При нарастающем антропогенном воздействии и относительно ее-

Таблица 1

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТНОСТЕЙ ПО СТЕПЕНИ ИЗМЕНЕННОСТИ В ПРОВИНЦИЯХ (ПЕРЕЧЕНЬ И % К ПЛОЩАДИ ПРОВИНЦИИ)

Местности по степеням измененное™

Провинции

Низкая Средняя Высокая

X умеренная % интенсивная X X

Кулундинская 6 15.8 4,7,9.10,11 12.2 - 0 1.2,3,5,8 72.0

Южно-Приалейская 25,31,32, 14.2 23,24,27,35, 13.2 26,30 4.4 12,13,14,15,16,17,18, 68.2

33,34 36,37,38 19,20,21,22,28,29

Предалтайская 46,47,48 19.5 45 0.5 40 8.6 39.41,42,43,44 71.4

Верхне-Обская 65,66,67 14.7 49,58,62,63, 18.9 51,56,60,61 10.4 50.52,53,54,55,57,59 56.0

64,68,69,70

Предсалаирская 77 3.9 74,75,76 23.0 - 0 71,72,73 73.1

Северо-Западная 78,79,80,81, 37.8 85,86,88,91 29.5 - 0 84,87,89 32.7

Алтайская 82,83,90

Северо-Алтайская 92,93,94,96, 07 00 57.9 95,99,101 40.8 100 1.3 - 0

Северо-Восточная У / , УО 104,105 27.9 102,103,106 72.1 - 0 - 0

Алтайская

Салаирская 108,109,110, 93.8 - 0 107 6.2 - 0

111

тественно сбалансированных потенциальных возможностях ландшафта возникает недостаточность процессов саморегуляции в природном комплексе или отдельных его компонентах. Это несоответствие можно рассматривать как экологические проблемы.

Для выявления экологических проблем и определения их характерных проявлений были рассмотрены местности двух степеней измененное™: средней интенсивной и высокой. Местности этих двух категорий по площади занимают более 50% территории края, а по количеству рассматриваемых местностей (45) - 40%.

Поскольку выявляемые экологические проблемы вызваны антропогенным воздействием, отражающим непосредственно использование территории, можно говорить о проявлении конкретных проблем при соответствующих видах землепользования. Однако, при одинаковом виде использования в разных региональных природных системах возникает различная реакция, поэтому рассмотрение конкретных местностей проводилось с учетом провинциальных особенностей.

Основными экологическими проблемами территории края определены: почвенные - изменение структуры почвенного покрова, вследствие распашки территории, усиление дефляции, водной эрозии, засоления; биотические - сведение и деградация растительности, паст-

бищная дигрессия; водные - загрязнение и истощение вод; атмосферные - загрязнение атмосферы.

В результате работ составлена матрица сочетаний экологических проблем, в которой буквенными индексами представлены выявленные экологические проблемы, ранжированные по их значимости. Надстрочные цифровые дополнения обозначают три градации в зависимости от степени проявления: слабая (1), средняя (2), сильная (3). Подстрочные буквенные дополнения конкретизируют отдельные признаки проявления и площадное выражение в процентном соотношении: 1 -до 10%, 2 - от 1135 до 50%. 3 - более 50% (Таблица 2).

Таблица 2.

СОЧЕТАНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ В ДОМИНАНТНЫХ И ХАРАКТЕРНЫХ МЕСТНОСТЯХ ПРОВИНЦИЙ

Провинции

Местности с

экологич.

проблемами

Экологические проблемы по компонентам и процентам площадей проявления от площади местности

Кулундин-ская

1

2 3

П1 с т з ^^ д 2 с 1

п!"3!]!*8 Ц2'1

11 СТЗ11 д 2 11 с2

Б3 оз

и 61

§зпг

КЗ"1 ь рз

В А

м

Б3П2

В А

Южно-

Приалей-

ская

13

14

15

16 17 26

П2 с т 3 ^ д 2 ^ с 1

п1ст3п1с2 Я^1

[¡1СГЗР1Э2 ЯН1

п1ст3П1д2 П»С1

11 с Т 2 Д2 11 с 2

Б3пз

П1РЗ Й1»

п1*1

11 61

к3"1 к3"1

с3р3

п1р3 К3®1

Ь р2

В А ВзА

Б3"1

К3"1 Ь-рЗ

Б3пг В *

В А В А

Б3П? В А

Предалтай-ская

39

40

41

42

ШстзП} э1 У, Д1

П с 2 П э 2 ^ С 1

^стз^эг п{д»

и стз11 эг 11 д 1

п1РЗ

Й1" " С 1

Б П 2

Б3 Б"

П: 61

3Р2

:2рз

В А

Б2П2

Б3"1

Ь рз

В А В А

Б2п1 В А

ВерхнеОбская

51

52

53 55 57

59

60 61

Б3

пг

П>

В А П> , П1

^ с т 2 ^ э 2 ^^ р 2

П} с т 3 П1 Э 2 д 1

П^тзШстЗП^г П1 с х 3 ^^ Д 2 ^^ С 1

Б3п? Б3

П1 П1 П1 и СТ21' э 1 11 61

п1"2

11 С1

1зРЗ

кзРЗ Б3"1 К3"1

в?13 Б р 2

Б3п1 В А

Б3„2 В А В Г В А

Б3п1 В А

Б3„2 В А

Предсала-ирская

71

72

73

П'стзПЧг П1«, Б3 П1 стзП1 'г Б3рз Б2 П'М Б3рг Б3

п2

вГ

В А

В

СевероЗападная Алтайская

84 87

П'стгП1,* Б3во Б3пг Г В А П1"!^* Б3рг Б2пг Г В А

Северо-Алтаиская

100

П'стзБ^г Б1п3 В А

Салаирская

107

П1 сТгП'эг Б3рг Б2пг В А

Условные обозначения: П - почвенные, Б - биотические, Г -геолого-геоморфологические, В - водные, А - атмосферные; ст - изменение структуры почвенного покрова, с - засоление, д - дефляция, э - эрозия, б - заболачивание, р - сведение и деградация растительности, п - пастбищная дигрессия.

Выявление и картографирование экологических ситуаций определяются пространственными закономерностями в рамках региональных природных структур, позволяя провести анализ территории по уровню неблагополучия.

Рассматривая экологическую ситуацию как конкретное выражение степени экологического неблагополучия территории, выполнены анализ и картографирование экологических ситуаций региональных природных структур, представляющих сочетание выявленных экологических проблем в ландшафтных комплексах топологического уровня.

Региональность экологического неблагополучия определяется проявлением трех основных групп факторов, играющих ведущую роль в формировании ситуаций: объединением территорий соседних природных местностей по уровню нагрузок и их последствий в связи с интенсивным площадным использованием; трансграничным воздушным и водным переносом загрязнений, значительным увеличением зон влияния по сравнению с очагами непосредственного воздействия; зонально-региональной системой хозяйственной деятельности.

Комплексная количественно-качественная оценка экологических ситуаций проведена на основе "Закона об охране окружающей среды". Определено соответствие большинства исследуемых показателей градациям включенных в него "Критериев оценки экологической обстановки территорий..." (1992) с одновременной отработкой региональных признаков изменения природной среды. По .наличию максимальных значений характеристик определено, что экологическая обстановка в Алтайском крае может классифицироваться по возрастанию степени экологического неблагополучия следующим образом:

1. Относительно удовлетворительная;

2. Напряженная;

3. Критическая.

Относительно удовлетворительная ситуация определяется изменениями в ландшафтах, которые не ведут к нарушению функционирования сложившихся природных структур .

К территориям с относительно удовлетворительной экологичес-

кой ситуацией отнесены природные районы, не имеющие местностей, со средней интенсивной и высокой степенями измененности. Экологические проблемы не выявляются, однако могут иметь место локальные ареалы нарушения отдельных природных компонентов, обычно площадью не выражающиеся.

Напряженная ситуация характеризуется наличием негативных изменений в отдельных компонентах ландшафта.

Территории с напряженной экологической ситуацией - это природные районы, в которых выявлены экологические проблемы и их сочетания, в основном почвенные (изменение структуры почвенного покрова, эрозия, дефляция, засоление) и биотические (сведение и деградация растительности, пастбищная дигрессия), но не имеющие их проявления в высокой (третьей) степени. Они характеризуются использованием земель до 80% территории и наличием распаханных земель до 50% общей площади.

Критическая ситуация определяется значительными изменениями ландшафтов, угрозой истощения или утраты природных ресурсов. Антропогенные нагрузки, как правило, превышают установленные нормативные величины и экологические требования.

Природные районы с критическими экологическими ситуациями -это территории, имеющие проявления хотя бы одной экологической проблемы в самой высокой (третьей) степени. Они характеризуются использованием земель более 80% площади, уровнем распаханности более 50%. Данный критерий является доминирующим при наличии и различных значениях других факторов неблагополучия. Экологические проблемы преимущественно связаны с изменением структуры почвенного покрова, деградацией и сведением растительности, эрозионными процессами, пастбищной дигрессией.

Для более детального отражения критических экологических ситуаций принято дополнительное деление данной категории на районы с интенсивным использованием (в основном, распашкой) выше среднего значения данной категории (63%) и ниже среднего значения.

В настоящее время региональные природные структуры (районы) характеризуются следующими экологическими ситуациями.

К относительно удовлетворительной отнесены: Щербактинский природный район Кулундинской степной провинции, Ининско-Бащелакс-кий и Коргонский районы Северо-Западно-Алтайской провинции, Соло-нешенско-Сарасинский и Ануйско-Чергинский районы Северо-Алтайской

провинции. Красногорский район Северо-Восточной провинции, Запад-но-Салаирский район Салаирской провинции.

Природные районы данной градации принадлежат в основном к горным лесным территориям. Составляющий исключение степной Щер-бактинский район представляет собой сочетание дельт ложбин древнего стока, покрытых сосновыми лесами, и заозеренных понижений с галофитными сообществами. Распаханных территорий практически нет, или они составляют незначительный процент площади местностей. Плотность населения менее 1 человека на кв. км. Территории малоосвоенные, со значительной долей естественных ландшафтов.

Отнесение вышеназванных районов к данной градации обусловлено тем, что изменения в ландшафтах, происходящие при антропогенном воздействии, не ведут к нарушению естественных свойств в них. Сложившаяся структура природных и хозяйственных систем позволяет поддерживать экологическое равновесие территорий. Местности данных природных районов не имеют проявления высоких степеней экологического неблагополучия, хотя могут иметь локальные ареалы нарушения отдельных природных компонентов, обычно площадью не характеризующиеся.

К районам с напряженной ситуацией относятся Бель-Агачский район Южно-Приалейской провинции, Восточно-Предалтайский район Предалтайской провинции, Верхне-Обский и Березовский районы Верхнеобской провинции, Колыванский район Северо-Западно-Алтайской провинции.

В данных природных районах имеют место негативные изменения в отдельных компонентах ландшафтов, что приводит либо к сравнительно небольшой перестройке структуры ландшафтов, либо к ухудшению качества некоторых ресурсов. Средняя распаханность районов около 30%. Экологически значимые факторы имеют в основном проявления первой степени неблагополучия, к категории экологических проблем не отнесены. Однако имеет место экологическое неблагополучие, связанное с изменением структуры почвенного покрова в результате распашки, деградации растительности и пастбищной дигрессии, как комплексных показателей обстановки. Биотические проблемы могут иметь третью степень проявления. Диаграммы структур экологических ситуаций природных районов отражают проявление экологического неблагополучия характеризующими его показателями по распространенности в процентах от площади района.

К территориям с критической ситуацией отнесены 11 природных районов, с дополнительным подразделением на районы с интенсивным использованием (в основном, распашкой) выше среднего значения данной категории (выделено 5 районов) и ниже (6 районов).

К наиболее неблагополучным отнесены Кулундинский район Ку-лундинской провинции, Средне-Алейский. Алейский и Верхне-Алейский районы Южно-Приалейской провинции, Западно-Предалтайский Предал-тайской провинции.

К критическим ситуациям с показателями распаханности ниже среднего уровня (63%) отнесены Таволжанский, Нижне-Бурлинский районы Кулундинской провинции. Приобский, Чумышский районы Верхнеобской провинции, Красноозерский,; Яминский районы Предсалаирской провинции.

Таблица 3 содержит сводную информацию о распределении физико-географических районов по степени неблагополучия экологических ситуаций.

Таблица 3

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ СИТУАЦИИ ПРИРОДНЫХ РАЙОНОВ АЛТАЙСКОГО КРАЯ

Условно удовлетворительная Напряженная Критическая

1.1 Щербактинский, 6.2 Ининско-Бащелакский 6.3 Коргонский 7.1 Солонешенско-Сарасинский 7.2 Ануйско-Чергинский 8.1 Красногорский 9.1 Западно-Салаирский 2.1 Бель-Агачский 3.2 Восточно-Пред-алтайский 4.2 Верхне-Обской 4.4 Березовский 6.1 Колыванский а) 1.3 Таволжанский 1.4 Нижне-Бурлинский 4.1 Приобскии 4.3 Чумышский 5.1 Красноозерский 5.2 Яминский б) 1.2 Кулундинский 2.2 Средне-Алейский 2.3 Алейский 2.4 Верхне-Алейский-3.1 Западно-Предалтайский

На основе карты "Экологические ситуации территории Алтайского края" (Рис. 2) и созданной специализированной информационной базы выполнен анализ экологической обстановки административных районов края. (Таблица 4).

ГРАНИЦЫ • стран

- областей

- провинций

— -- районов

2.1 номера районов

Структура экологической ситуации^ природного района

Распространенность в пределах природного района, в X отплошади района

too

50'

10'

rranTi[WirTHn3

1 2 3 4 5 -67

Экологические показатели

I -структурное изменение почвенного покрова

2-засоление. 5-заболачивалие

3-дефляция в-деградация растительности' л -водная эрозия 7-дигрессия пастбищ

Степени экологических показателей

□i аг аз

Эколзгические ситуации

| [ Условно удовлетворительная Напряженная Критическая

Рис.2

Таблица 4

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ СИТУАЦИИ АДМИНИСТРАТИВНЫХ РАЙОНОВ АЛТАЙСКОГО КРАЯ

Условно удовлетворительная

Напряженная

Критическая

Алтайский,

Ельцовский,

Залесовский,

Заринский,

Солонешенский,

Солтонский,

Тогульский,

Чарышский.

Быстроистокский,

Волчихинский,

Егорьевский.

Змеиногорский,

Калманский,

Каменский,

Косихинский.

Красногорский,

Краснощековский,

Кытмановский,

Мамонтовский.

Михайловский.

Павловский.

Первомайский,

Петропавловский,

Смоленский,

Советский,

Суетский,

Топчихинский,

Третьяковский,

Тюменцевский,

Угловский,

Усть-Калманский,

Усть-Пристанский,

Шелаболихинский.

Шипуновский

Алейский,

Баевский,

Бийский,

Благовещенский,

Бурлинский,

Завьяловский,

Зональный,

Ключевской.

Крутихинский,

Кулундинский,

Курьинский,

Локтевский,

Новичихинский,

Панкрушихинский,

Поспелихинский,

Ребрихинский,

Родинский,

Романовский,

Рубцовский,

Славгородский,

Табунский,

Тальменский,

Троицкий,

Хабарский,

Целинный

Экологические ситуации территории районов края отражают интенсивное антропогенное воздействие, в результате которого имеют место значительные изменения ландшафтов, наблюдается возможность истощения или утраты природных ресурсов. К территориям с критической ситуацией отнесены 25 административных районов (более 40% единиц). Для них характерна измененность ландшафтов до 90% их площади, проявление комплекса почвенных и биотических проблем высокой степени, в основном связанного со значительным уровнем рас-паханности земель. 26 районов характеризуются напряженной экологической ситуацией. Комплекс выделяемых экологических проблем аналогичен районам с критической ситуацией, но проявление их слабее. В пределах данного уровня выделяются группы районов, обладающих различными сочетаниями экологических проблем, связанных как с природной дифференциацией, так и системой хозяйственной деятельности. Только 8 административных районов отнесены к террито-

риям с относительно удовлетворительной ситуацией. Они расположены в основном в горных лесных ландшафтах. Распаханные земли составляют здесь незначительный процент. Значительна доля естественных ландшафтов (низкая степень измененности) - более 50% площади района. Могут иметь место локальные ареалы нарушения отдельных при-эодных компонентов.

НА ОСНОВАНИИ ИССЛЕДОВАНИЙ СДЕЛАНЫ СЛЕДУЮЩИЕ ВЫВОДЫ:

1. Сформулированы применительно к уровню административного зегиона понятия экологических проблем и ситуаций, особенности их формирования и территориального анализа. Пространственные особен-10сти проявления экологических проблем и ситуаций позволили вылетать закономерности их возникновения в соответствии с ландшафтной дофференциацией территории, учитывающей региональный и топологи-кский уровни.

2. Разработана специализированная информационная база, кото-)ая позволяет оценить экологическое состояние (определить пробле-!Ы и ситуации) территории и может служить составным элементом издаваемой в крае геоинформационной системы.

3. Составлена Ландшафтно-экологическая карта,, являющаяся са-шстоятельным произведением, позволяющая получить пространствен-гое представление об измененности природных комплексов по единили необходимого таксономического уровня и отражающая обусловлен-:ость хозяйственной деятельности и степени преобразования ланд-¡афтов природными условиями территории.

4. Выявлены факторы формирования экологических проблем, ко-орые определяются природно- и антропогеннообусловленными процес-ами, имеющими место в природных комплексах топологического уров-я.

5. Составлена Карта экологических ситуаций Алтайского края а основе ландшафтного подхода регионального уровня, являющаяся езультатом комплексных эколого-географических исследований.

ОСНОВНЫЕ РАБОТЫ. ОПУБЛИКОВАННЫЕ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Некоторые концептуальные вопросы среднемасштабного кар-ографирования состояния экологической напряженности геоэкосистем эгиона // Ноосферогенез. Постановка и пути решения проблемы. -шинев. 1990. С. 52-53 (в соавторстве).

2. К вопросу создания прикладных экологических карт // Конс-эуктивные задачи- ландшафтно-экологических исследований. - Моек-

ва. 1990. С. 11-13 (в соавторстве).

3. Картографирование эколого-географических проблем Алтая // Экологическое картографирование на современном этапе / Труды X Всесоюзной картографической конференции. - Ленинград. 1991. с. 73-74 (в соавторстве).

4. Пространственный анализ медико-экологической ситуации территории Алтайского края // Проблемы общественного здоровья / Материалы конференции "Экология и общественное здоровье населения". - Новокузнецк, 1994. С. 12-13 (в соавторстве).

5. Картографический метод в исследовании природоохранных проблем территории Алтайского края".- Пермь, 1994. С. 79-80 (в соавторстве).

6. Ландшафтно-картографические исследования проблемных гидроэкологических ситуаций бассейна реки Томи // Проблемы региональной экологии. Выпуск 1. Региональная экология. Сб. науч. ст. - Томск. 1994. С. 114-115 (в соавторстве).

7. Пространственный анализ экологического состояния региона // Ядерные испытания, окружающая среда и здоровье населения Алтайского края / Материалы научных исследований. Том 2. Книга 1.

- Барнаул. 1993. С. 178-196 (в соавторстве).

8. Картографический метод в исследованиях экологического состояния территории Алтайского края//Эколого-экономические основы безопасной жизнедеятельности. - Новосибирск. 1993. С. 86 -88 (в соавторстве).

9. Картографическое обеспечение комплексных экологических исследований региона с использованием ЭВМ// Геоэкологические аспекты хозяйствования, здоровья и отдыха. - Пермь. 1993. С. 217 -219 (в соавторстве).

10. Эколого-картографическое моделирование в методах оценки экологической обстановки территории // Человеческое измерение в региональном развитии / Материалы междунар. симпозиума. - Биробиджан. 1993. С. 45-47 (в соавторстве).