Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Оценка использования и экологического состояния городских ландшафтов

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Оценка использования и экологического состояния городских ландшафтов"

На правах рукописи

АРТЕМОВА Серафима Николаевна

ОЦЕНКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ И ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ГОРОДСКИХ ЛАНДШАФТОВ (НА ПРИМЕРЕ ГОРОДА ПЕНЗА)

11.00.11 - Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Москва -1997

Работа выполнена в отделе физической географии и природопользования Института Географии Российской Академии наук

Научный руководитель: доктор географических наук, профессор

Кочуров Б.И.

Официальные оппоненты: доктор географических наук, профессор

Брылев В.А.; кандидат географических наук, доцент ФссенкоВ.В. ,

Ведущая организация: Московский педагогический университет.

Защита состоится 1993г.»_ч.

на заседании диссертационного совета К 064.63.03 по специальности 11.00.11 "Охрана окружающей среды и рациональное использование природ ных ресурсов" при Волгоградской государственной архитектурно-строительной академии по адресу: 400074, Волгоград, ул. Академическая ,1.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Волгоградской госу дарственной архитектурно-строительной академии.

Автореферат разослан №?г.

Ученый секретарь диссертационного совета

С.В. Кузнецова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Городские ландшафты, как объект исследования, в последнее время стали занимать важное место в географической науке, поскольку происходит непрерывный рост городов н городских агломераций. Хозяйственная деятельность приводит к изменению природных ландшафтов и способствует возникновению техногенных процессов и явлений, которые становятся ведущими в формировании городских ландшафтов. С этими процессами связано большое количество деформаций и аварий зданий и сооружений. Происходит интенсивное загрязнение всех компонентов природы, снижая качество городской среды, с чем связан рост заболеваемости горожан. Неблагоприятные последствия техногенного воздействия на городскую среду в значительной степени связаны с элементами стихийности в процессе урбанизации, недостаточным уровнем знаний о сложной природно-'техногенной системе города. Весь город, как правило, располагается в пределах нескольких природных комплексов, каждый из которых характеризуется не только своими природными свойствами, но и различной способностью к самоочищению и устойчивостью к антропогенным нагрузкам.

Комплексное изучение физико-географических и техногенных процессов а городских ландшафтах играет важную роль в разработке мероприятий по оздоровлению городской среды, экологическом обосновании градостроительного проектирования и районной планировки.

Выбор города Пензы в качестве объекта исследования обусловлен тем, что он является крупным административным, научным, культурным и промышленным центром России, где рост городского населения, застройка и пригородное, строительство все более обостряют экологические проблемы. Стихийность при освоении новых территорий пригородной зоны и реконструкции старых районов, малая эффективность природоохранных мероприятий, увеличение роста заболеваемости населения требуют скорейшего решения экологических проблем.

Целью настоящего исследования является разработка комплексного подхода к оценке экологического состояния городских ландшафтов и определение путей рационального их использования.

Основные задачи исследования: Выявить особенности ландшафтной структур!,! юрода.

• Изучить факторы антропогенной трансформации природных комплексов формирования современных ландшафтов. '

• Определить основные виды техногенных воздействий на городскую срсяу и дать оценку ее загрязнения.

• Оценить устойчивость современных ландшафтов к различным видам антропогенных воздействий.

• Дать оценку экологического состояния городских ландшафтов По их основным функциям и разработать рекомендации по рациональному использованию городской территории.

Объектом исследования является г.Пенза как крупный индустриальный городской ландшафт. Рассматривается изменение и экологическое состояние всех компонентов природы и городской среды в целом.

Предметом исследования являются методические основы комплексной оценки экологического состояния городских ландшафтов и рационального использования городской территории.

Методы исследования и использованиыс материалы. При анализе, картографировании современных городских ландшафтов и определении устойчивости их к антропогенным нагрузкам основными методами исследования явились ландшафтный анализ, сравнительно-географический, карго-графический и другие методы. Исходными данными послужили карты отдельных компонентов природы, результаты полевых исследований, материалы Пензенского треста инжетерно-строительных изысканий и Пензенского отдела мелиорации. При построении карты устойчивости ландшафтов использовались методики, разработанные в ИГ РАН {Лихачёва, 1991), МГУ (Аверкшш, Герасимова, и др., 1993).

Для изучения основных видов техногенного воздействия яа городскую среду в качестве исходных данных использовались материалы Пензенского областного комитета по охране природы о выбросах и, сбросах загрязняющих веществ промышленными предприятиями, данные Пензенской гидроме-тобсерватории, осуществляющей мониторинг Окружающей среяы.озагряз-нении воздушной и водной среды города, а- также отчеты1 Московского института прикладной геофизики им. Федорова Е.К. о научно-исследовательской работе по изучению загрязнения почв города Пенза тяжелыми металлами и радионуклидами. : -

При картографировании экологического состояния воздушного бассейна и природных вод города использовалась методика, разработанная в МГУ(Ротанова, 1991). ''V." ':'■[' '

При экологическом картографировании и оценке остроты экслргиче-, ской ситуации использовалась методика, разработанная в Институте Гео- < /рафии РАН <Кочуров, Антиюва, Жеребцова, Быкова и др.). ; у

ручная новизна я практическая ценность:

• Разработан комплексный подход коценке экологического состояния я .использования городских ландшафтов, который опирается на методологи-ческиеосновы пространственного анализа современных ландшафтов и видов использояаяияземель и выявленяе негативных изменений в природных компонентах, врвводящих кухудшению экологического состояния городских территорий.

• Изучшы факторы антропогенной трансформации природных комплексов н формирования современных городских ландшафтов, которые зависят как от характера и длительности воздействия, так и от структуры и функционирования самих природных ландшафтов. Выявлена современная ландшафтная сгрупура города Пензы.

• Дана оценка устойчивости современных ландшафтов к различным видам воздействий. Выделены группы городских ландшафтов по их устойчивости к различным антропогенным воздействиям.

• Впервые проведена комплексная оценка экологического состояния современных ландшафтов г.Пенза по их основным функциям и разработаны рекомендации-по рациональному использованию городских территорий и улучшению городской сред ы.

" • Результаты исследований могут использоваться при разработке экологического обоснования городской системы рационального природопользования; при создании проектов районных планировок, реконструкции отдельных городских районов; при разработке комплекса мероприятии по оптимизации природопользования и долгосрочного планирования природоохранных мероприятий.

• Работа может использоваться для проведения полевых учебных практик по ландшафтоведению, при написании студентами естесгвенно-географического факультета курсовых и дипломных работ, при разработке учебного курса "Прикладная экология", а также при составлении методических пособий по краеведению.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на заседаниях кафедры физическая география ПГПУ (1995, 1996); на региональной научно-практической конференции "Проблемы экологии" (г.Пеию. 1995); на Всероссийской конференции по градостроительству "Вопросы планировки и застройки городов" (г. Пенза, 1996); на Всероссийской научной конференции "Формирование экологической культуры - актуальная задача

современности" (г.Пенза, 1997); на заседании отдела физической географии! природопользования ИГРАН (г.Москва, 1997).

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, тре глав и заключения, содержит 145 страниц текста, 6 таблиц, 9 рисунков. Биб лиография включает 140 наименований.

Работа выполнена иа базе отдела физической географии и рационата ного природопользования ИГРАН.

Автор благодарит за большую помощь в работе научного руководите ля, доктора географических наук Кочурова Б.И. и консультантов: доктор географических наук Лихачеву Э.А., кандидата географических наук Ротанс ву М.П., кандидата географических наук Антипову А.В. и всех сотруднике отдела физической географии и природопользования Института Географи РАН.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

I. Современные ландшафты города являются результатом взаимоде> ствня природных и техногенных процессов ландшафтогенеза и представляю собой диалектическое единство измененных природных компонентов и те; ногенных комплексов. Критериями степени трансформации природных ко» плексов являются: степень нарушения растительности, этажность здаши плотность коммуникаций и асфальтного покрытия и др.

Структура трансформированных ландшафтов отражает степень изм< нения природных свойств ландшафтов и их устойчивости к антропогенны воздействиям.

Современные ландшафты г. Пенза прошли длительный путь развития середины XVII века. Они находятся в центральной части Восгочн* Европейской равнины и являются типичными для этой физик географической страны. Город Пенза расположен в долине реки Суры и а территория входит в лесостепную (суббориальную, семигумидйую) зону з падной часта Приволжской возвышенности. Основными ландшафтами явл клея: • •• . . \ • '. •. / ;

1 - деллювиальные, древнедедьтовые аллювиальные песчаные равнин с семигумидными низменными широколиственными лесами;

2 - эрозионно-пластовые равнины на мергелях с семигумидными Ве точно-Европейскими возвышенными лесами.

Изменение природных комплексов происходило с разной интенсивн стью, что связано с особенностями использования земель.

В пределах города ландшафты ранга "фация" выделить трудно, поэто-целесообразно при физико-географическом районировании выделять Г1ТК нга "урочище". Своеобразие этих комплексов определяется прежде всего щественными отличиями их. гитогенной основы (локальной тектонической эуктуроЙ, геологическим строением, формой рельефа и их сочетанием), ко-рые В наибольшей степени влияют на градостроительство. Сама же лито-шая основа этих П'ГК при фадостроительсгве, как правило не изменяется, золочение составляют единичные небольшие формы рельефа (отдельные рати, ложбины), которые могут быть засыпаны при строительстве. Фации деляются лишь на тех территориях города, природа которых не подвер-ась сильным изменениям (лесные участки). В пределах застроенной части рода естественная растительность и почвы практически не сохраняются, а зличия в других компонентах фации нивелируется в процессе строительстВ основу классификации современных ландшафтов города положено зико-географическое районирование. В пределах. города выделены спеющие структурные единицы природных комплексов:

I. Ландшафт долины реки Суры:

1 - Группа урочищ поймы и первой надпойменной террасы с луговой, эко'-травякой, кустарниковой и лесной растительностью на пойменных лу-вых тяжелосуглинистых почвах.

1 - Группа урочищ надпойменных террас на серых лесных и чернозем-[х суглинистых почвах на верхнемеловых отложениях, занятые совремеп-й городской застройкой.

3 - Урочище долины руч. Безымянный с черноземными суглинистыми чвамм занятые с/х угодьями и современной застройкой.

II. Ландшафт пологохолмистых и волнистых равнин междуречий:

4 - Группа урочищ пологонаклонных водораздельных поверхностей 1ятых вторичными лесами на серых лесных супесчаных почвах на палеоге-вых песчаниках и опоках.

5 - Группа урочищ эродированных склонов междуречий, занятых лес-й и луговой растительностью, частично застроенной под серыми лесными [ерноземными почвами.

6 - Группа склоновых урочищ с густой сегью ложбинной проиш.

При выделении типов городских ландшафтов определялась степень ансформации природных комплексов в зависимости от вида использования 1ель. Критериями степени трансформации являются: сохранность ест ее г-

венной растительное™, мощность техногенных фунтов, плотность асфальтного покрытия и коммуникаций, этажность застройки и др.

На территории города Пенза выявлены следующие типы городских ландшафтов:

А: ПРИРОЛНО-АНТРОПОГЕННЫЕ __В: А НТРОПОГЕННЫЕ_

а ц и

В1 :слабо измененные В2:сильно измененные ВЗ:очень сильно измененные

В 1а:с/х угодья В2а:1этагкластройка ВЗа:1-5этаж.застройка

В1б:пустыри В2бггрансвортные ВЗб:5-9этаж.застрой1са

магистрали

В1в:сады и парки ВЗв.-9 и более зтластр.

' В3д:промышленно-с£ли-

теб. застройка

A. К природно-антропогенным отнесены ландшафты, используемые под рекреацию, в них сохранено слабое естественное восстановление. Это вторичные леса с естественной структурой фитоценоза.

Вторичными лесами заняты в основном водораздельные поверхности и склоны водоразделов Арбековского и Ахунского массивов, а также правобережная пойма р.Суры. Коренные широколиственные леса из полидоминантных дубрав почти повсюду заметены олиго- и монодоминантными сообществами, сажеными хвойными и мелколиственными лесами. В условиях избыточного увлажнения центральной поймы древесными первопоселенцами являются разные виды ив, а затем устойчивые к затоплению светлолюбивые виды деревьев (ольха, дуб. вяз) и кустарники. Плакорные участей заняты в основном березово-осиново-кленовыми лесами (сукцессионные).

B. К антропогенным отнесены ландшафты, самовоссганавляющая способность которых утрачена.

1. Слабо измененные:

а - используемые под "зеленое строительство", сады, парки, скверы, с искусственной структурой фитоценозов;

б - карьеры, пустыри, с/х земля.

2. Сильно измененные антропогенные ландшафты с высокой степенью трансформации:

а - одноэтажная застройка с садово-огородными участками. Ландшафты изменены коренным образом, но имеют невысокую плотность застройки, небольшие плошада асфальтного покрытия и «уродских коммуникаций, достаточное озеленение;

-Е -

б - транспортные магистрали.

3. Очень сильно итсиатые ландшафты с Глубокой техногенной т/ре-образовзнностью: селитебные и селитебно-нромьпшгашые зоны, выделенные по степени увеличения техногенной нагрузки на ландшафт.

а - 3 - 5-и этажная застройка с достаточным озеленением в районе старого освоения. В основном это центр старого города, с большой площадью асфальтного покрыла и густой сетью коммуникаций.

б - 5 - 9-и этаасная застройка с достаточным озеленением в районе старого освоения, где на месте одноэтажной застройки появились первые мно-- готгажки. Наряду с высокой плотностью застройки и коммуникаций сохранилось много старых садов, которые в совокупности с новыми насаждениями создают высокую степень озеленения;

в - 9-и этажная застройка, с недостаточным озеленением в новоосвоен-ных районах, возникшая в основном в пригородах. Районы недостаточно благоустроены, не достаточно озеленены;

г - промышленно-селитсбная застройка: районы с высокой плотностью застройки, асфальтного покрытия, коммуникаций, недостаточным озеленением и большой мощностью техногенных грунтов.

На основания проведенной классификации составлена карта современных ландшафтов города Пенза (рас. I). В пределах каждого природного комплекса произведен анализ структуры измененных ландшафтов и построена круговая диаграмма (рис. 2). Степень изменения определялась как отношение площади природою-антропогенных ландшафтов к площади всего ПТК:

Наименьшее изменение претерпели ландшафты пойменных урочищ (67,6%) и ландшафты водораздельных поверхностей (98,9%). Это имеет нижнее значение для поддержан!» и сохранения благоприятной экологической обстановки не только этих ландшафтов, ко и соседних территорий (рис.2}.

Структура трансформированных ландшафтов отражает степень ише-неиия его природных свойств и устойчивости к зтропогашым воздействиям.

II. Срели техногенных согкйстаий на городской ландшафт наибольшее распространение имеют зва вида: физическое и химическое. Физическое воздействие рассматриваете* как статическая и динамическая натру ¡ка щс: рпл-ки и транспорта на морфолныаклему, а химическое - ноюн илноюи ч вешеств, поступающих в гсосистечу от промышленных предприятий, трлн порта, а также бытовые отход;.-' и транарамнчный перенос - через н<п. пне и:» городскую среду.

Природные комплексы:

группа урочищ поймы и I надпойменной террасы группа урочищ эродированных склонов междуречей группа урочищ надпойменных террас

группа урочищ склонов междуречий с густой сетью ложВииной эрозии группа урочищ равнин водораздельных поверхностей

группа урочищ допины ручья Безымянный

Типы городских ладшафтов:

- природно-антропогенные Анторогенные ^¡М - слабо измененные В8Ш8 - сильно измененные ЩЩЦ - очень сильно измененные

рис. I Современные ландшафты г. Пензы

(ПШБ-

в-

рис.2 Структура трансформированных ландшафтов

ПТК поймы

ПТК П н III надпойменных террас

ПТК руч. Безымянный

ПТК водораздельных поверхностен

ПТК склонов

прнродно-ангропогеяные авхропогеввые: ЕЕгг! слабо азиеяеяные сильно вшевенвые очень сильно взкеневвые

ПТК склонов с глубокой эрозией

Физическое воздействие определяется степенью трансформации природных комплексов, оценка химического воздействия предполагает анализ загрязнения городской среды.

Городская среда включает: природную среду, в различной степени преобразованную антропогенной деятельностью, но развивающуюся по собственным законам, и искусственную, техногенную среду - совокупность элементов среды, созданных из природных веществ трудом и сознательной волей человека. В более широком смысле в городскую среду могут быть включены материальные и духовные условия существования и развития общества. С развитием города возрастает влияние техногенных факторов, снижается качество среды обитания городских жителей, создается угроза их здоровью.

Оценка экологического состояния городской среды в целях улучшения качества среды обитания предполагает анализ размещения и воздействия всех источников загрязнения, определение экологического состояния отдельных компонентов природы и выражается через суммарное загрязнение.

1. Источниками загрязнения атмосферы города Пензы является автотранспорт (62 %), энергетика и промышленные предприятия. Хотя город Пенза не значится в списке наиболее загрязненных городов России, проблема чистого воздуха в городе стоит очень остро. Например, за 1993 год в атмосферу города было выброшено 29911 т загрязняющих веществ, из них 11,4 % приходится на твердые и 88,6 % на жидкие и газообразные. Наибольшую опасность представляют автомобили с карбюраторными ДВС. Транспортный поток в городе распределен неравномерно. Главную нагрузку берут на себя улицы Калинина, Карпинского, Кирова, Проспект Победы, в районе которых наблюдается постоянное превышение ПТК по СО в 2,5 - 3 раза. У Железнодорожного переезда на пересечении улиц Литвинова - Аустрина зарегистрировано превышение ПДК по пыли в 9 раз, свинца - в 2 раза, формальдегида - в 6 раз. Предприятия энергетики поставляю т в атмосферу продукты сгорания топлива (в основном газ). В городе работают две ТЭЦ, мощностью 375 МВТ/час и 18,4 МВТ/час, 78 крупных и 150 мелких топливных установок. Промышленность представлена в основном предприятиями машиностроения, которые поставляют в атмосферу города такие опасные загрязняющие вещества как хлор, пыль, окись углерода, свинец, диоксид хрома, двуокись азота и др. предприятиями промышленности стройматериалов, загрязняющих атмосферу пылью, двуокисью серы и азота и др. Причем на этих предприятиях присутствуют неорганизованные источники выбросов, нет очистных сооружений, поэтому вблизи заводов наблюдается превышение концентрации пыли нередко до 10 ПДК, двуокиси серы и азота - в 2 раза.

Анализ статистических данных о загрязнении по административным районам не дает полного представления о состоянии воздушного бассейна в разных районах города. Наиболее полное представление даст построенная карта загрязнения атмосферы 1:10000.

Все источники загрязнения атмосферы сгруппированы по объему выбросов загрязняющих веществ, нанесены на кар гу пунсоном, размер которого зависит от объема выбросов, внутри пунсона построена круговая диаграмма структуры загрязняющих веществ, наиболее часто встречающихся в выбросах всех предприягий (окись углерода, окислы азота, сернистый ангидрид, пыль). Специфические вещества, выбрасываемые предприятиями в небольших количествах, но опасных для здоровья населения, указываются рядом с пунсоном. Следующий этап картографирования включает расчет ареала загрязнения от каждого предприятия. В основу расчета положена формула Саттона с упрощением для точечных со средней температурой выбросов источников. Корректировка зон разноса произведена с учетом среднегодовой розы ветров.

Таблица 1

Ареалы распространения загрязняющих веществ предприятиями | Направление ' Р,

ветра [_..... ■ %

10

С-В и

Г\." в" ' " 8

Г \~2~

ю 16

ю-"з .21

Г' "У ! " 16

_ с-э ■.....L-...L

| Р/Ро Lo L,

1 ■ 1 1 км

i 0,8 3,6 2,&8

гО,33 ] 3,6 3,17

| 0,64 Г 3,6 2,304

0,96

I '

1,2$ Т

Ш . 3,6

3,6 3.6

1,28 0,56

I

3,6 3,6

3,456 4,608 6,048 4,608

! L та*

!конц. в масш. 28.8 "' 31,68 23^04" 34,56 46,08 60,48

2,016 ] 20,16 ! jW,32_..J

46,08

L тл распростр в масш.

I J 57>6

" 63,4

46.1 ~ 69,2

92.2 """ 120,96

42.2

-■1

Формула Саттоиа: :

L = Lg • Р/Р(),

гае L - искомая величина (км); Р0 - коэффициент равный ) 2.5;

Р - повторяемость ветра определенного направления (%);

. L0 - расчетная величина радиуса ареала (табл. 1).

При анализе карты выявлены ареалы наибольшей интенсивности ча-гряпнения атмосферы. При выделении их учитывались такие показатели. ка:с сочетание промышленных предприятий (пересечение их ареалов и cipv к iy-ра выбросов); наличие транспортных магистралей с интенсивным движением; наличие в выбросах элементов I класса опасности; наличие элементов, каине-

рогениое воздействие которых на человека в настоящее время доказано и является опасным (бензапирен, ароматические углеводороды, формалин, асбест и др.). Всего на территории города прослеживается 4 зоны наибольшего загрязнения атмосферы.

2. Источниками загрязнения поверхностных и подземных вод города являются сточные воды промышленных предприятий, воды поверхностного стока с городской территории, а также предприятия и населенные пункты, расположенные в пределах водосборной площади р. Суры. Основными источниками водоснабжения города являются воды Сурского водохранилища, расположенного выше по течению при входе реки в город и подземные артезианские воды. Экологическое состояние реки Суры с ее притоками и грунтовых вод имеет значение для потребителей, расположенных ниже по течению реки и городских территорий одноэтажной застройки с садово-огородными участками и дачами. В связи с сильным развитием эрозии в бассейне р. Суры возросла мутность воды в реке (442 г/м3), что примерно в 10 раз превышает мутность воды ряда других притоков Волги. Вода Сурского водохранилища относится к классу умеренно загрязненных (1993 г.), индекс загрязнения (ИЗВ) составляет 1,69. Основными загрязнителями являются: нитрптпый азот (до 5 ПДК), железо общ. (до 4 ПДК), соединения меди (до 3 ПДК), при максимальных концентрациях 12, 23,12 ПДК соответственно. Несколько снижаются показателя загрязнения на фоновом сгворе р. Суры, расположенном при входе Суры в город и резко возрастают на створе, расположенном при выходе Суры из города после очистных сооружений. Качество воды ухудшается до класса "загрязненная" (ИЗВ - 2,59). Для более детального анализа внутригородских различий в экологическом состоянии поверхностных и грунтовых вод была проведена инвентаризация источников загрязнения, классификация их по объему сброса сточных вод и картирование.

Оценка экологического состояния поверхностных и подземных вод города проводилась яа той же карт«, что и воздуха. Размер квадрата вблизи предприятия показывает объем сброса, столбиковая диаграмма показывает структуру сброса, цвет квадрата - вид сбррса (в трколлекгор, в открытые водоемы, смешанный), рядом с *вадратом показано наличие специфических опасных веществ в сточных водах. Дополнительными условными знаками показано наличие очистных сооружений, водооборошых систем. Картографическая информация дает возможность сделать детальный анализ возможного загрязнения поверхностных м подземных вод отдельных районов юрода. Наибольшую антропогенную нагрузку несут левобережные притоки Суры. особенно в никнем гечеиия рек: Мойка и Пенза, а также руч. Безымян-

1ый, который используется для полива и водообеспечеиия дачных участков в реднем и нижнем течении, где он наиболее загрязнен. На карте ннтенсив-юсть красной линии показывает степень загрязнения рек.

3, О загрязнении почв можно судить по загрязнению их тяжелыми ме-аллами и радионуклидами. По данным обследования почв на содержание -яжелых металлов территория города в целом не является аномальной зоной. 1меет -место превышение нормативных значений по концентрации в почве «ели, свинца, цинка, ртути. Превышение среднего содержания свинца в 3 - 17 >аз наблюдается в центральной часш города, где расположена густая сеть ранспортных магистралей с интенсивным движением, а также в северной гасти города и в районе Западной поляны. В городе выделяются несколько юн локального интенсивного загрязнения почв ртутью. По суммарному показателю обнаруживается небольшая зона интенсивного загрязнения почв глощадью 1,5 км2, в центральной части города. Территория с уровнями суммарного загрязнения, превышающими половину допустимой концентрации эасположена на границе Ленинского и Железнодорожного районов вытягиваясь на север в сторону прогнозы и Правобережье реки Суры.

Содержание тяжелых металлов в почвах является дополнительным источником опасности в связи с тем, что город оказался в зоне радиоактивного загрязнения после аварии на Чернобыльской АЭС. Плотность за1рязнения цезием-137 изменяется в пределах города от 0,2 Ки/км? до 3,00 Ки/км:. В среднем по городу плотность составляла 1,17 Кн/км- в 1988 году, а в 1992 - 1,02 Ки/км;. След от радиоактивного облака тянегся с ю-з на с-в и имеег два языка: 1 - по промышленному району на севере города и 2 - по центру города, по оси Крнпозерье - Согласие. Здесь плотность загрязнения исзнем-137 более 1 Ки/кмг, максимальная - до 3 Ки/кмг.

Для комплексного анализа экологического соЬтояния городской среды составлена интегральная карта суммарного загрязнения, где показан коэффициент суммарного загрязнения почв тяжелыми металлами, радиоактивное загрязнение, районы наибольшего за^язнеиия атмосферы (наложение более дкух ареалов загрязнения промышленными предприятиям!!, иатичие крупных автомагистралей) и загрязнение поверхностных вод (изолиниями по течению реки).

IJ1. Устойчивость городских ландшафтов к техногенным воздействиям зависит от вила этих вочденсгвии, структуры и функционировать самих ландшафтов.

' Устойчивость природных и полуприродиых комплексов определяется их способностью к саморегулированию и самовосстановлению; устойчивосп,

же антропогенных определяется выполнением ими социально-экономических функций р заданных условиях, что в свою очередь полностью зависит от регуляции со стороны общества. Критерии устойчивости выбраны с учетом основных видов техногенных воздействий (физического и химического) и основных функций городских геосистем (градостроительная, обеспечение благоприятных условий проживания и др.).

I. Устойчивость к физическому воздействию определялась через благоприятность для строительства с помощью баллов по методике ЭЛ. Лихачевой (ИГ РАН).

Благоприятность для строительства определялась как соотношение между устойчивостью природной морфолитоснстемы и характером ее использования (физическим воздействием) и выражалась способностью измененной морфолитосистемы выдерживать дополнительную нагрузку.

Критериями устойчивости природных морфолитосистем послужили качественные и количественные характеристики: гипсометрическое расположение выше расчетного уровня затопления паводковыми водами 1% -обеспеченности (раз в 100 лет) и менее чем на 0,5 м; относительно ровный рельеф, с уклоном до 3°; слабое проявление экзогенных и эндогенных процессов; однородное геологическое строение с расчетным сопротивлением грунтов < 1,5 кгс/м3; залегание безнапорных водоносных горизонтов на глубине 3 - 7 м и более, а напорных - более 15 м. Такие признаки указывают, что условия для строительства благоприятные и не требуется устройства гидроизоляции и понижения уровня грунтовых вод, усиления фундамента и т.д.. Критериями неустойчивости (уязвимости) могут служить следующие показатели: расположение в зоне затопления паводковыми водами 4 - 5 % обеспеченности (раз в 20-25 лет); силькорасчлененный рельеф с углом наклона более 12°; активное проявление экзогенного и эндогенного рельефообразования; разнородное геологическое строение с расчетным сопротивлением грунтов < 1 кгс/см2; залегание безнапорных водоносных горизонтов на глубине I - 3 м, а напорных - < 10 м. При таких условиях для жилищного строительства требуется устройство сложных фундаментов, искусственных оснований, сложной гидроизоляции, создание защитных сооружений и 1 .д. Для промышленного строительства такие условия не пригодны. В пределах города к устойчивым природным морфолитосистемам отнесены: 1 - поверхности междуречий и 2 - поверхности слабонаклонных надпойменных террас. К относительно устойчивым: I - склоны междуречий, крутизной 6 - 12е, с густой сетью ложбинной зоозш: 2 - полого наклонные правобережные склоны руд. Беты-

- ио^ет выдержз'ь допс.х^ите^ьну-о погрузку дополнительную н-(гр'/э>"1 страницею

• нагрузка прибли> предельно»"'

• предельна«»

- критическая границь! ПТК

• грзниць! ^ допичио/тгоГсшопсгью

- автомобильные дороги

- железные аооогн

Благоприятность для строительств.

мянный. К неустойчивым: 1 - пойму и первую надпойменную террасу; 2 сильнорасчлененный склон левобережья руч. Безымянный.

Показателями степени техногенного физического воздействия являют ся: создание уклонов, подсыпок, срезок, мощность техногенных грунто! плотность и этажность застройки, плотность коммуникаций, возраст здани ит. д.

Соотношение между, устойчивостью природной морфолитосистемы физическим воздействием проводилось путем сложения баллов устойчивое! (чем больше цифра, тем более неустойчива морфолитосистема) и. балле изменения под влиянием воздействия (чем больше цифра, тем больше измен ние). Чем выше суммарный балл, тем менее благоприятен ландшафт Д) строительства и менее он устойчив к физическому воздействию (рис. 3).

2. Устойчивость к химическим воздействиям оценивалась через геох мический потенциал ландшафта и способность его выносить или накаплива загрязняющие вещества (выражалась через реакцию компонентов природы технических сооружений на загрязнение, положение ландшафта в геохим ческом каскадном ряду и геохимические барьеры).

Реакция компонентов природы и типа застройки на загрязнение выр жается через накопление или вынос загрязняющих веществ, поэтому выбрат такие показатели, которые в наибольшей степени определяют эти процеа (использовался метод определения устойчивости геологической среды Т. Авериной и др., МГУ). На территории г. Пензы наибольшие различия в П01 зателях реакции на загрязнение имеют рельеф, растительность, почвы, гс ные породы и тип застройки).

а) Влияние рельа^а на загрязнение определяется величиной его общ расчлененности, выражаемой через сумму длин горизонталей на един» плмцади (км/км2). В зависимости от этого показателя выделяются 3 тип общей расчлененностью: 2; 2 - 5; > 5 км/км1. В пределах города Пензы рель способствует выносу загрязняющих веществ в природных комнлек« склоновых урочищ, на террасных комплексах. Частичный вынос загрязш щих веществ характерен для водораздельных поверхностей и нг способств выносу загрязняющих веществ рельеф пойменных урочищ.

б) Реакция растительного покрова и типа застройки на загрязни зависит от величины биомассы (с увеличением биомассы увеличивается с собность к накоплению загрязняющих веществ). По этому параметру вь ляются 3 типа территорий: с биомассой, измеряемой десятками; сотням тысячами центнеров на гектар. В пределах изучаемого города, к территор! с аильным накоплением загрязняющих веществ относятся возвышенные у

- 1Я -

стки междуречий и правобережная пойма, занятые лесной растительностью. Участки, занятые одноэтажной застройкой с достаточным озеленением и невысокой плотностью асфальтного покрытия с величиной биомассы в сотни цЛа относятся к умеренному накоплению; занятые мнегоэт ажной застройкой с недостаточным озеленением н высокой плотностью асфальтного покрытия, а тахже промышленная застройка и карьеры не способствуют накоплению загрязняющих вацеств.

в) Реахния почв и горных порол имеет значение в большей степени для не2сфальтировагямх территории и определяется:

для почв - скоростью разложения органических остатков, кислотно-щелочными и окислительно-восстановительными условиями , увлажнением, мощностью гумусового горизонта. На изучаемой территории черноземы обладают большой самоочитцающеи способностью, но имеют способность накапливать тяжелые металлы, тяжелые фрикции нефти особенно в суперак-вальмых ландшафтах (пойменных урочищах). меньше в транезллювнальных (на террасах). Серые лесные почвы, распространенные на водораздельных и склоновых поверхностях, обладают меньшей самоочищающей способностью, но способствуют выносу загрязняющих веществ, тж. имеют более легкий механический состав, достаточный промывной режим и расположены на возвышенных участках;

для горных пород - поглотительной способностью, которая увеличивается с увеличением глинистых фракций. В пределах города: I - очень слабо накапливает загрязяяущне вещества: опоковидные яесчашг.:и и песики водораздельных поверхностей мощностью 1 -3 м; 2- слабо накапливают: маломощные супняяси верхнем части схлдаз водораздела: > - умеренно накашивают: пошлые суглинки террте и княэпга утагп-гоя придолинных комплексов; 4 - сильно накапливают: среднемощкые 1лины первой надпойменной террасы.

В целях .долгосрочного прогнозирования экологической обстановки определен геохимически! потенциал городских ландшафтов (по М.А. Гла-зовосой) . В качестве показателей устойчивости геосистем этяты: природный геохимический фон; ландтгфтно-гесхикические барьеры, кате факторы формирования техногенных .аномалм; положение структурных елшшц ландшафта в каскадных лаидшафтно-геохлхичгааи системах.

Рез\'льтаты наследований отображены на гарте-шасталке, отражающей устойчивость городских ландшафтов к химическому воздействию (рис. 4).

Более устойчивы к химическому воздействию ск-с;;г>!;-,]е транолягсзд-адьные комплексы с большой пяошгдыо асфальтного тюкрктая. Наименьшей

устойчивостью обладают супсраквальные ландшафты поймы, занятые лесном растительностью.

СТЕПЕНЬ ТРАНСФОРМАЦИИ

ПРИРОДНО - 71

АНТРОПОГЕННЫЙ

АНТРОПОГЕННЫЙ СЛАБО ИЗМЕНЕННЫЙ

АНТРОПОГЕННЫЙ СИЛЬНО ИЗМЕНЕННЫ

АНТРОПОГЕННЫЙ ОЧЕНЬ СИЛЬНО ИЗМЕНЕННЫЙ

Рис. S

Матрица для определения остроты экологической ситуации

IV. Оценка экологического состояния ландшафтов г. Пензы проводилась для каждого выдела на карте современных ландшафтов в зависимост и tri функции ландшафта по разработанной матрице (рис. 5). Критериями оценки явились: степень трансформации ландшафта, суммарное загрязнение \\ зко-лого-ресурсный потенциал.

Оценка современного эколо! ическсн о состояния необходима: 1 - ;uiw выбора наиболее подходящих месч размещении обьекшн. для планирования природоохранных мероприятии; 2 - /игл определения.экологического потенциала ландшафтов, т.е. определения меры их способности полдержшип I, свое благополучие в случае усиления антропогенного пресса, что в свою очередь дает возможность нормировать нагрузки па ландшафт и способавовам. сохранению ландшафтов. При выборе критериев необходимо руководствоваться целями оценки. Состояние современного ландшафта, можно оценить степенью их благополучия с антропоцентрических позиций. Чаще всего используются 3 критерия, 3 опорных состояния ландшафта: "нормальное", "критическое" и "катастрофическое".

гргницы района с рЗоЛ.-ы-^ми значениями реакция рельефа на за'рязненые

(в ззвисисимости Ргсчпэненности) [ ) - не слосо5п^е~ чэю~лемию \ - слаСо способствует накоплению

- рельезза

у'

У

- оэстительности и -и^э ззстрсй>.и

• порол ЗОНУ Э?ЭЗЦ-'И

ПОРОД ЗОНЫ Э?рс лии

I I-оченьслабо чакэпгивает ■11111 - слабо накапливав

• умеренно накэгп1'5ает - с ильно н а кэп лазает

[■■ * - способствует нэ*-сп.-еиию

р?аки.'1я растител^-сст,- типа эзсройки (9 зависимости от биомассы)

I - слабо мэкаплиззе" [ ] - умеренно из<агл*вэет (%%* ] - сильно накэплк'еает

Рис. £ Реакция компонентов природы и типа застройки на загрязнение

В пределах г. Пензы все ландшафты объединены в пять групп: с относительно благополучным, напряженным, критическим, кризисным и катастрофическим состоянием.

Относительно благополучное состояние наблюдается в слабоизмгнен-иых ландшафтах с высоким зкозого-ресурсным потенциалом и низким уровнем загрязнения городских окраин (Арбековский и Западно-Полянский лесные массивы на водоразделах и приводораздельных поверхностях). Напряженное - в пределах слабо и сильно измененных антропогенных комплексов с высоким и средник? эколого-рссурсным потенциалом, со слабым й умеренным загрязнением (дальнее Арбеково, Кривозерье, пос. "Тепличный", "Север41, ул. Окружная. Критическое состояние испытывают сильно и очень сильно измененные антропогенные ландшафты со средним и низким экологическим потенциалом и средним уровнем загрязнения (южное Засурье, Заводской район, ул. Аустрина, Литвинова, Пушкина, Бугровка и др. Кризисное состояние характерно доя сильно измененных ландшафтов центральной части города, в' нюиней части террас и пойме с высоким уровнем загрязнения (ул.. Свердлова, Чкалова, пр. Победы, Южная Поляна, "Пески", пос. Сосновка и др. В катастрофическом состоянии находятся ландшафты, занятые селитебно-промышленной застройкой, с высоким уровнем загрязнения г центральной части города, в районе Центрального рынка.

Наибольшее распространение в пределах города имеют ландшафты с напряженной и критической экологической ситуацией. В связи с этим нами был разработан ряд практических рекомендаций по использованию город-, ских ландшафтов.

Для зеленой зоны:

• создать единую для всех предприятий санитарно-защитную зону с учетом проведенного зонирования загрязнения воздушного бассейна города. Здесь необходимо проводить ограниченное природопользование - исключить строительство жилых домов, детских учреждений, профилакториев.

• в зоне рекреации необходимо проводить санитарные мероприятия (ежегодная вырубка сухостоя, корчевка пней, уборка мусора, оборудование специальных мест отдыха и др.); лесовоссгановительные мероприят ия путем посадки только устойчивых к загрязнению пород деревьев и кустарников (тополь, ольха, береза, рябина, черемуха, акация, сирень).

• вынос детских летних лагерей, расположенных в бассейне р. Вяда (Светлая Поляна) за пределы города связи с интенсивным радиоактивным загрязнением территории.

• запретить сбор продуктов леса в районах радиоактивного загрязнения (Засурье, Сосновка, Светлая поляна).

Для жилой зоны:

• реконструировать районы одноэтажной застройкой с садово-огородными участками, расположенные в зоне интенсивного загрязнения почв с низким геохимическим потенциалом ("Цыганский поселок" в Арбеко-ве, ул. Пушкина и ул. Некрасова, ул. Карпинского, а также ул. Гоголя, Салтыкова-Щедрина, Набережная Мойки, Согласие, Шуист, Пески) с учетом экологического состояния ландшафтов города.

• вести отрогий контроль за качеством сточных вод предприятий, сбрасывающих отходы производства в руч. Безымянный, которьт! гидравлически связан с водозабором дачных участков.

• снизить интенсивность транспортного потока по ул. Кирова - Суворова, ведущих к центральному рынку, за счет перевода части транспортных средств на объездную дорогу, строительства новых торговых центров.

• в селитебных зонах с многоэтажной и промышленной застройкой, расположенных в зоне интенсивного атмосферного загрязнения (Заводской, Арбеково, пересечение ул. Карпинского - Пр. Победы, Леоновз - Титова, Свердлова -Чкалова) проводить мероприятия, направленные на охрану атмосферного воздуха (реконструкция очистных сооружений на предприятиях, контроль за строительством гаражей и складов, посадка вдоль дорог и в са-нитарно-зашитной зоне предприятий деревьев, устойчивых к атмосферному загрязнению).

Выводы

• Комплексный подход к оценке экологического состояния гврвдаких ландшафтов и их использования включает изучение.яандшафтной структуры, определение видов и степени антропогенных воздействий и устойчивости ландшафтов к ним, выявление экологического состояния иразработку мероприятий по рациональному использованию городских территорий.

• Современная ландшафтная структура города складывается из особенностей природной ландшафтной дифференциации территории и использования земель. Показателем степени трансформации природных комплексов является степень сохранности естественной растительности, мощность техногенных грунтов, площадь асфальтного покрытия, плотность застройки, густота сети коммуникаций, площадь озеленения и др. Современные ландшафты г. Пензы представлены от сохранившихся (природно-антропогенных) до очень сильно измененных (техногенных) комплексов.

• Современные городские ландшафты имеют различную устойчивость к физическим и химическим видам воздействий. Наиболее устойчивы к физическим воздействиям ландшафты водораздельных поверхностей, левобережных террас, используемые под рекреацию и малоэтажную застройку. Менее устойчивы ландшафты поймы и надпойменных террас. занятые промыш-ленно-селитебной застройкой. Наиболее устойчивы к химическому воздействию склоновые комплексы (траисэллювиальные) с большой площадью асфальтного покрытия. Менее устойчивы - супераквальные комплексы поймы, занятые лесной растительностью. Определены и обоснованы количественные (уровень грунтовых вод, угол наклона рельефа, сопротивляемость грунтов и др.) и качественные (механический состав и промывной режим почв, положение структурных единиц ландшафта в каскадных ландшафт о-геохимических системах, геохимические барьеры и др.) критерии устойчивости городских ландшафтов. - ; '

Проведено сплошное районирование городской территории по категориям экологических ситуаций. Экологическое состояние городских ландшафтов изменяется от относительно благополучного в зонах рекреаций до кризисного и катастрофического в промышленно-селитебных ландшафтах. Промежуточное положение занимают ландшафты, используемые под жилую застройку на террасах и под рекреацию в пойме.

• Для оздоровления и стабилизации экологической обстановки в городе Пензе необходимо выполнить комплекс рекомендаций в соответствии со структурой современных ландшафтов, включающий планировочные, архи- 24 -

Гектурно-строительные, природоохранные, землеустроительные мероприя-

гия, улучшающие использование городской территории и качество среды. • »

Состав и очередность этих мероприятий зависит от остроты экологической ситуации и возникающих конкретных экологических проблем.

ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ СЛЕДУЮЩИЕ РАБОТЫ:

1. Влияние города на экологическое состояние реки Суры // Краеведческие исследования, и Проблема экологического образования. - Пенза, 1996. ■ С. 6 -7. (в соавт. с Щербатовой ТА., Неворотовым А.И., Соляновой Н.В.).

2. Разработка концепции и программы крупномасштабного эколоптче-асого обоснования перспектив развития Арбековского жилого массива // Краеведческие исследования и проблема экологического образования. - Пен-ia, 1996. - С. 52 - 53. (в соавт. с Неворотовым А.И.).

. . 3. Загрязнение воздушного бассейна города Пенза //Краеведческие ис-шедования и проблема экологического образования. - Пипа,1996. - С. 87 - 89. В соавт. со Щербатовой Т.А.).,

4. Экологическое состояние ландшафтов города Пенза //Вопросы пла-шровки и застройки городов. - Пенза, 1996.-С. 147 -149.

5. Источники загрязнения поверхностных водоемов г. Пенза // Поле. -1еиза, 1996. - С. 28 - 30.

6. Ландшафтный подход к оценке экологической обстановке в городе Лензе //Формирование экологической культуры - актуальная задача совре-«енности.-Пенза, 1997,-С.27-29

7. Экологическое состояние города Папы // Экология: проблемы и пу-■н решения. - Пермь, 1997.

8. Подход к оценке экологического состояния города Пензы. // Эколо-ичсские проблемы крупных административных единиц мегаполисов. -М„

997. .

9. Оценка использованш городских ландшафтов и их экологического остояния (на примере г. Пенза). // Актуальные экологические проблемы ■еспубликиТатарстан.-Казань, 1997. ■ .