Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Оценка природно-ресурсного потенциала и экологических рисков для планирования развития территории

ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Оценка природно-ресурсного потенциала и экологических рисков для планирования развития территории"

На правах рукописи УДК: 577.4

КОРЯПИН ИВАН ИВАНОВИЧ

ОЦЕНКА ПРИРОДНО-РЕСУРСНОГО ПОТЕНЦИАЛА И ЭКОЛОГИЧЕСКИХ РИСКОВ ДЛЯ ПЛАНИРОВАНИЯ РАЗВИТИЯ ТЕРРИТОРИИ (НА ПРИМЕРЕ НИЖНЕГО ПООНЕЖЬЯ)

Специальность 25.00.36 - Геоэкология (Науки о Земле)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

у

005046343

Санкт-Петербург 2012

005046343

Работа выполнена на кафедре географии и геоэкологии федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В.Ломоносова»

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук,

Шварцман Юрий Григорьевич

Официальные оппоненты: доктор географических наук, профессор

Потахин Сергей Борисович

кандидат географических наук, доцент Паранина Галина Николаевна

Ведущая организация: Институт экологических проблем Севера

УрОРАН

Защита состоится «-тУ» 2012 года в 'О'' часов на

заседании Совета Д. 212.199.26 по защите докторских и кандидатских диссертаций при Российском государственном педагогическом университете им. А.И.Герцена по адресу: 191186, Санкт-Петербург, наб. р. Мойки, 48, корп. 12, ауд. №21

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке Российского государственного педагогического университета им. А.ИГерцена

л 3 ** • *"

Автореферат разослан «_» ¿¿-¿¿^-¿/^л 20^ г.

Ученый секретарь Совета кандидат педагогических наук, доцент^

И.П.Махова

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Территория Нижнего Поонежья перспективна для использования природно-ресурсного потенциала, что может сопровождаться усилением антропогенного воздействия на компоненты окружающей среды. Условия Европейского Севера отличаются от условий Центральной России своей уязвимостью: окружающая среда при антропогенных изменениях восстанавливается здесь значительно медленнее. Большое значение для определения перспектив развития района имеет высокая доля особо охраняемых природных территорий. В связи со значительной площадью неосвоенной территории очевидным представляется принятие решений о выборе пути развития зон, наиболее обеспеченных природно-ресурсным потенциалом. По этим причинам необходимо обосновать использование природно-ресурсного потенциала на основе оценки экологических рисков в Нижнем Поонежье.

Нижнее Поонежье - территория, прилегающая к берегам реки Онеги; расположена на границе Карельской и Северо-Западной провинций. Нижнее Поонежье исторически выделяется как территория, заселенная племенами «чуди белоглазой» около 1000 лет назад до н. э. Нижнее течение реки Онеги характеризуется судоходством и начинается от д. Ярнема. В этом отношении граница Нижнего Поонежья совпадает с южной границей Онежского района.

Для изучения показателей природно-ресурсного потенциала и экологических рисков изучаемой территории была необходима статистическая база, которая может быть составлена на основе административной территории. Учитывая то, что нижнее течение реки Онеги является частью Онежского района, а река практически делит район на две части, в качестве границ Нижнего Поонежья были определены административные границы Онежского района Архангельской области.

Объектом исследования является природно-ресурсный Нижнего Поонежья в административных границах Онежского района.

Предмет исследования - особенности перспективного использования природно-ресурсного потенциала с учетом экологических рисков на территории Нижнего Поонежья.

Цель исследования - определение перспектив использования природно-ресурсного потенциала с учётом показателей экологических рисков на территории Нижнего Поонежья.

Для реализации цели необходимо решение следующих задач:

1. Определить показатели обеспеченности Нижнего Поонежья природными условиями и ресурсами.

2. Дифференцировать территорию по уровню природно-ресурсного потенциала.

3. Провести зонирование объекта исследования по степени экологических рисков возникновения чрезвычайных ситуаций.

4. Выявить зоны обострённой экологической ситуации и определить территории, благоприятные для проживания населения.

5. Обозначить перспективы развития территории Нижнего Поонежья.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Нижнее Поонежье обладает перспективным природно-ресурсным потенциалом, который распределён по территории неравномерно.

2. Экологические риски дифференцированы по территории Нижнего Поонежья в зависимости от вероятности проявления природных и техногенных опасностей.

3. Карты экологических рисков и карты распределения природно-ресурсного потенциала.

4. Для дальнейшего развития Нижнего Поонежья приоритетным направлением является использование природно-ресурсного потенциала в зонах пониженного экологического риска.

Научная новизна. Произведена комплексная оценка экологических рисков, определены возможности использования природно-ресурсного потенциала, предложена система дифференциации территории по планированию хозяйственной деятельности для исторически сложившегося региона на Северо-Западе России. На основе соотношения распределения природно-ресурсного потенциала и экологических рисков по территории Нижнего Поонежья определены возможности рационального природопользования для исследуемого региона.

Теоретическая значимость. Расширена научная область знаний об экологических рисках в рамках физико-географических условий Европейского Севера. Внесены и обоснованы коррективы в методический аппарат оценки природных и техногенных рисков. Определены теоретические аспекты использования природно-ресурсного потенциала на основе распределения техногенных рисков.

Практическая значимость. Природные и техногенные риски дифференцированы по территории. На основе карт распределения рисков выявляется экологическая характеристика района исследования, а также определяется возможность хозяйственной деятельности в условиях пониженного экологического риска. Результаты работы могут использоваться в курсе лекций по краеведению, географии, экологии Архангельской области, в школах и высших учебных заведениях.

Личный вклад. Автором был проанализирован природно-ресурсный потенциал исследуемой территории и его распределение по территории; определены уровни природных и техногенных рисков возникновения чрезвычайных ситуаций; составлены карты экологических рисков района, предложено дифференцирование территории для дальнейшего развития.

Основные положения и результаты исследований были апробированы на Международной молодежной конференции «Экология-2007» (г. Архангельск, 18-21 июня 2007 г.), международной конференции «Экологическое образование и экологическая наука для устойчивого развития» (г. Архангельск, 19-21 ноября 2007 г.), конференции «Возможности и ограничения территориально-отраслевой реструктуризации на Севере» (г. Сыктывкар, 28 февраля 2008 г.), молодежной научной конференции «Экологические проблемы Севера» (г. Архангельск, 11-13

марта 2008 г), международной конференции «Геология, геоэкология и эволюционная география» (г. Санкт-Петербург, 19-20 декабря 2008 г.), международной научно-практической конференции «Геориск-2009» (г. Москва, 21 мая 2009 г.), международной конференции «Геологические опасности» (г. Архангельск, 14-17 сентября 2009 г.), международной конференции «Геология, геоэкология и эволюционная география» (г. Санкт-Петербург, 18-19 декабря 2009 г.).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и приложения. Объем диссертации составляет 152 страницы, 34 рисунка и 17 таблиц. Список использованной литературы состоит из 123 наименований.

II. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении дается обоснование актуальности темы исследования, формулируются цель и задачи, описывается научная новизна, определяются объект и предмет исследования, дается характеристика практической значимости полученных результатов, обозначаются научные положения, выносимые на защиту и структура работы.

В первой главе «Общая географическая характеристика Нижнего Поонежья» определяется географическое положение объекта исследования, даются физико-географическая, социально-экономическая характеристики, а также описывается современная экологическая ситуация на территории.

Основными отличительными признаками территории являются слабая антропогенная изменённость, значимый для территории природно-ресурсный потенциал и высокая доля особо охраняемых природных территорий. Анализ экологических рисков в данном районе должен стать основанием для определения будущего развития региона, планирования хозяйственной деятельности и зонирования по возможностям экономического развития.

Во второй главе «Методика оценки природно-ресурсного потенциала и экологических рисков Нижнего Поонежья» рассматриваются методологические основы диссертационной работы.

Нижнее Поонежье обладает значимым для территории природно-ресурсным потенциалом. Для доказательства была применена методика расчетов современных запасов природных ресурсов: лесных, минерально-сырьевых, водных, рекреационных и аграрно-природного потенциала.

Для оценки экологических рисков разработана схема деления территории Нижнего Поонежья на 39 квадратов, каждый со стороной 25 км (рис. 1).

В каждом из них расчет экологических рисков природных и техногенных опасностей производился по формуле (1) на основе двух критериев (вероятности чрезвычайной ситуации по причине природной или техногенной опасности и степени ее неблагоприятности):

Р = В х Н, (1)

где Р - экологический риск; В - относительная вероятность возникновения чрезвычайной ситуации по причине природной или

техногенной опасности (количество чрезвычайных ситуаций первой степени в год); Н - степень неблагоприятности опасности, выраженная в баллах. Были изучены следующие категории опасностей:

¡.Природные: землетрясения, карстовые опасности, оползни, наводнения, метели, сильные ветры, дожди, гололед, низкие температуры. 2. Техногенные: транспортные аварии, промышленные аварии,

Рис. 1. Схема деления Нижнего Поонежья для оценки экологических рисков Степень неблагоприятности отдельной опасности Н классифицировалась по пяти признакам: возможность прогнозирования, возможность защиты, влияние опасности на возникновение других опасных явлений, влияние на население, влияние на окружающую среду. Каждый признак определялся балльной оценкой: минимальный показатель - 1 балл, максимальный - 3 балла:

1. Возможность прогнозирования (Вп): 1 балл - возможен долгосрочный и надежный прогноз опасности; 2 балла - возможен только краткосрочный прогноз; 3 балла - возможность прогноза отсутствует.

2. Возможность защиты (В3): 1 балл - существуют современные методы защиты; 2 балла — методы защиты возможны; 3 балла - методы защиты отсутствуют.

3. Влияние опасности на возникновение других опасных явлений (В0): 1 балл — опасность возникает независимо и не вызывает проявление других опасностей; 2 балла - опасность может косвенно повлиять на возникновение

других опасностей; 3 балла - опасность вызывает высокую вероятность проявления других и может быть вызвана другими опасностями.

4. Влияние на население (В„): 1 балл - отсутствие воздействия и отсутствие достоверных случаев жертв от опасности; 2 балла — существует вероятность жертв (случаи зафиксированы); 3 балла - возможны массовые жертвы.

5. Влияние на компоненты окружающей среды (Вс): 1 балл - отсутствие воздействия; 2 балла — частичное нарушение компонентов окружающей среды, с возможностью дальнейшего восстановления; 3 балла - коренные изменения в компонентах окружающей среды без перспектив для восстановления.

Итоговая оценка опасности определяется суммой баллов по каждому признаку: минимальная сумма - 5 баллов, максимальная сумма - 15 баллов.

Относительная вероятность возникновения чрезвычайной ситуации оценивалась на основании литературных источников (для природных опасностей), статистических данных (для техногенных опасностей), а также прогнозных сведений министерства чрезвычайных ситуаций. Максимальный коэффициент вероятности В равен единице, если чрезвычайные ситуации, вызванные данной опасностью, происходят ежегодно. Если чрезвычайная ситуация происходит 1 раз в 5 лет, то В = 0.2.

Поскольку уровни экологических рисков на разных участках квадрата могут различаться, при определении вероятности проявления всех видов опасностей были расставлены следующие приоритеты:

1. Опасность в данном квадрате существует, если она распределена равномерно.

2. Опасность существует, если она распределена неравномерно, но на площади более 2/3 квадрата.

3. Опасность существует, если она возможна минимум на 50% площади квадрата, в том числе центральной точке.

4. Опасность отсутствует, если она распределена на площади, менее 2/3 квадрата, и не в центральной точке.

5. Опасность отсутствует, если она возможна менее чем на 1/2 площади квадрата.

Для изучения пространственного распределения природно-ресурсного потенциала также был использован сеточный метод. Виды природных ресурсов подвергались анализу по различным критериям: лесные ресурсы -общий процент лесистости квадрата и отсутствие болот; минерально-сырьевые ресурсы — данные литологического состава четвертичных отложений; водные ресурсы - возможность использования водных объектов для забора воды; аграрно-природный потенциал - доля сельскохозяйственных угодий, доля территорий с отсутствием болот, доля почв нормального увлажнения; рекреационные ресурсы - условия для рекреации, транспортная доступность, отсутствие болот.

В третьей главе «Результаты оценки природно-ресурсного потенциала и экологических рисков территории Нижнего Поонежья» представлены

основные результаты, полученные в ходе исследования. Были определены показатели природно-ресурсного потенциала территории. Анализ результатов показал, что Нижнее Поонежье в полной мере обеспечено лесными, минерально-сырьевыми, водными и рекреационными ресурсами, однако их распределение по территории носит неоднородный характер.

В отношении экологических рисков проведена оценка вероятности наступления чрезвычайных ситуаций по квадратам (рис. 2).

Карстовые провалы Оползни Наводнения

Гололедные явления

Транспортные аварии

Промышленные аварии

Наличие опасности в квадрате

Выбросные опасности Пожары

Рис. 2. Индикация квадратов по проявлению различных видов опасностей

Опасности землетрясений, сильных ветров, дождей, экстремальных температур не картировались, поскольку распределены по территории равномерно.

Расчеты степени неблагоприятности (получены методом экспертных оценок), вероятности опасностей и уровни экологических рисков каждой опасности представлены в табл. 1.

Таблица 1

Результаты балльной оценки степени неблагоприятное™ и вероятности наступления опасных природных и техногенных явлений

Опасности, вызывающие чрезвычайные ситуации

Землетрясения

Карстовые провалы

Вп

Типы воздействий

в,

в„

Вн

в.

Итого,

н

в

0.002

0.027

Итого, Р

0.018

0.162

Оползни

0.027

0.135

Наводнения

Гололед

0.2

1.4

Сильные ветры

0.1

0.5

Сильные дожди

Метели

Экстремальные температуры

0.2

0.9

7.2

Транспортные аварии

Промышленные аварии Пожары

10

0.03

0.3

11

0.2

2.2

Выбросные опасности

11

0.2

2.2

0.1

0.8

Итоговые оценки рисков при наличии опасности (рис. 2) суммировались в каждом квадрате. Суммарные оценки экологических рисков по квадратам представлены в таблице 2.

Таблица 2

Уровни экологических рисков по квадратам

Квадрат

Риск, Р

24.62

Квадрат

14

Риск, Р

26.95

Квадрат

27

Риск, Р

25.42

25.42

15

26.82

28

21.62

25.42

16

26.82

29

22.12

24.92

17

20.22

30

25.42

26.95

20.72

27.62

25.58

20.88

18

19

20 21 22

20.72

31

20.22

25.42

32

20.22

26.82

33

20.22

21.62

34

20.22

26.95

10

25.42

23

26.95

35

36

22.12

26.82

11

27.62

24

20.22

12 13

37

26.82

21.62

25

26.95

26

20.22 20.22

38

21.62

39

20.22

Незначительный экологический риск (РО Несущественный экологический риск (Р2) Существенный экологический риск (Р3) Значительный экологический риск (Р4) Высокий экологический риск (Р5) Рис. 3. Экологические риски территории Нижнего Поонежья

В результате общей оценки экологических рисков было проведено дифференцирование территории по уровню экологических рисков:

1 р1 = 20.22 ~ 21.7 - территория с незначительным уровнем

экологических рисков.

2. р2 = 21.7 ~ 23.18 - территория с несущественным уровнем

экологических рисков.

3.Р3 = 23.18 ~ 24.66 - территория с существенным уровнем

экологических рисков.

4. Р4 = 24.66 ~ 26.14 - территория со значительным уровнем

экологических рисков.

5 р5 = 26.14 ~ 27.62 - территория с высоким уровнем экологических

рисков.

На основании данной таблицы были проведены изолинии и составлена карта экологических рисков изучаемой территории (рис. 3).

В Нижнем Поонежье следует выделить зону высокого экологического риска, которая совпадает линейно с железнодорожной веткой, а также затрагивает юго-восточную часть района. Северная часть характеризуется средними уровнями рисков. В настоящее время, для их сокращения, имеются возможности создания национального парка «Онежское Поморье». Южная и юго-западная части характеризуются незначительными экологическими рисками, связанными с природными опасностями. В целом зоны повышенного экологического риска совпадают с территориями промышленного освоения Нижнего Поонежья и проживания населения:

В результате построенной карты можно сформулировать выводы:

1. Территория, прилегающая к Белому морю, а также восточная и юго-восточные части относятся к районам с высоким уровнем экологического риска, что связано с повышенной освоенностью.

2. Большая часть района, преимущественно юго-западная, характеризуется пониженным уровнем экологического риска. В Нижнем Поонежье эти территории совпадают с границами Водлозерского национального парка и Кожозерского заказника.

3. Потенциально благоприятными для освоения территории с учетом минимизации рисков являются северо-восточная часть и зона среднего течения реки Кожи.

4. Организация национального парка «Онежское Поморье» является важным шагом для снижения общего уровня экологических рисков в Нижнем Поонежье.

Зонирование территории по распределению природно-ресурсного потенциала производилось на основе комплексного наложения карт распределения различных видов природных ресурсов: лесных, минеральных, водных, рекреационных ресурсов и аграрно-природного потенциала.

В результате были построены карты обеспеченности квадратов каждым видом природных ресурсов, а итоговая карта отражает совокупность природно-ресурсного потенциала по каждому квадрату (рис. 4).

В Нижнем Поонежье следует выделить зону, максимально обеспеченную природными условиями и ресурсами - это центральная и юго-восточная части, которые расположены вдоль реки Онеги и Кожи.

Следует полагать, что данная территория, характеризующаяся большим количеством населенных пунктов, но слабой развитостью транспортной инфраструктуры (низкое качество дорог, отсутствие железнодорожного сообщения) может являться базовой для использования природно-ресурсного потенциала. Данная часть Нижнего Поонежья имеет максимальные суммарные показатели обеспеченности природными ресурсами. Однако для обоснования данного решения необходимо произвести совокупный анализ распределения природно-ресурсного потенциала изучаемой территории и распространения экологических рисков.

Лесные ресурсы Минерально-сырьевые

ресурсы

Водные ресурсы

Рис. 4. Распределение природно-ресурсного потенциала по территории

Нижнего Поонежья (бледный фон -минимальный потенциал, темный -

максимальный).

В четвертой главе «Перспективы развития территории Нижнего Поонежья на основе распределения природно-ресурсного потенциала и уровней экологических рисков» предлагаются варианты развития территории Нижнего Поонежья.

В главе 2 автор произвел дифференциацию экологических рисков на природные и антропогенные по источнику возникновения. К природным опасностям, которые могут вызвать проявления риска в условиях Нижнего Поонежья, отнесены землетрясения, карст, оползни, наводнения, гололед, экстремальные температуры, сильные ветры, и метели. К техногенным опасностям были отнесены транспортные, промышленные аварии, выбросные опасности и пожары.

Очевидно, что первая группа является не зависящей от человека и может проявляться на территории без привязки к населенным пунктам, зонам экологической напряженности, наличию особо охраняемых природных территорий. Современное распределение населения в Нижнем Поонежье весьма неравномерно.

Аграрно-природный потенциал

Итоговый потенциал

Рекреационные ресурсы

Природные риски Техногенные риски

Незначительный экологический риск Несущественный экологический риск Существенный экологический риск Значительный экологический риск Высокий экологический риск Рис. 5. Распределение природных и техногенных рисков в Нижнем Поонежье

В настоящее время проживание населения в зонах с высокой опасностью проявления природных опасностей всегда сопровождается повышенным вниманием со стороны министерства чрезвычайных ситуаций. Напротив, при расположении населенных пунктов в зонах с низкими экологическими рисками, природные опасности могут не проявляться в течение длительного промежутка времени. Несмотря на то, что априори природные опасности могут проявляться на любой территории, зоны, в которых природные опасности проявляются реже, считаются благоприятными для проживания населения.

В отличие от природных, техногенные опасности возникают в результате антропогенной деятельности и в слабой зависимости от природных условий. Следует сделать вывод, что экологические риски, связанные с проявлением техногенных опасностей, могут являться индикаторами состояния окружающей среды и указывать на проявление зон экологической напряженности.

Для визуального представления распределения экологических рисков были построены карты природных и техногенных рисков (рис. 5).

Важным аспектом при оценке использования природно-ресурсного потенциала представляется сравнительный анализ данных распространения потенциала и показателей экологического риска. Очевидно, что при повышенном антропогенном воздействии в определенной зоне происходит увеличение суммарного уровня экологических рисков. По этой причине рациональным решением является дифференциация территории по возможностям использования природных условий и ресурсов в зависимости от уровней природных опасностей. Роль подобной дифференциации заключается в предотвращении распространения зон повышенного техногенного риска на территории с пониженным экологическим риском.

В целях анализа карт зонирования территории по обеспеченности потенциалом и распространения экологического риска была предложена матрица. Данная матрица (рис. 6) представляет собой координатную плоскость, разделенную на четыре зоны, отличающиеся соотношением показателей природно-ресурсного потенциала и экологических рисков:

Зона «I» - высокий потенциал, высокие риски; зона «II» - высокий потенциал, низкие риски; зона «III» - низкий потенциал, низкие риски; зона «IV» - низкий потенциал, высокие риски

" ьНрмродио-рссурснмИ потенциал, бал.

II

III

Эколотческне риски. С*

IV

15»»14 «7

Рис. 6. Матрица дифференциации квадратов по показателям обеспеченности природно-ресурсным потенциалом и уровню экологических рисков

При анализе данной матрицы максимальный интерес представляют зоны «Н» и «IV», в которых собраны квадраты с наиболее и наименее значимыми показателями. Зоны «I» и «III» выделяются примерно равным соотношением «потенциал - риск», но подобное зонирование может представлять значение для выбора пути развития той или иной территории.

Для представления территориального распределения данной матрицы была составлена карта (рис. 7), на основе которой существуют возможности объединения квадратов в зоны по приоритетности дальнейшего развития.

Низкий потенциал, высокие риски Низкий потенциал, низкие риски

Высокий потенциал, высокие риски Высокий потенциал, низкие риски

Рис. 7. Карта-схема сопоставления результатов оценки распределения природно-ресурсного потенциала и экологических рисков

Согласно результатам дифференцирования, в Нижнем Поонежье выделены четыре типа территорий по планированию дальнейшей хозяйственной деятельности.

Зона высокого потенциала и низких рисков является наиболее перспективной. Квадраты 21, 28, 29 практически не заселены, а часть квадрата 34 занимает особо охраняемая природная территория (Кожозерский заказник). Важно отметить близость к данной территории транспортных путей, значительное количество водных, рекреационных, лесных ресурсов. На основании расположения данной зоны можно рекомендовать ее как базовую для использования перечисленных видов природно-ресурсного потенциала, развития системы автомобильных дорог, организации вахтовых поселков и населенных пунктов. В то же время, рациональное использование природных ресурсов для территории Нижнего Поонежья должно оставаться приоритетным направлением.

Зона низкого потенциала и высоких рисков значительнее по площади. Она распространена практически по всему побережью Белого моря, а также вдоль железнодорожной ветки Обозерская - Беломорск. Ввиду низкого потенциала возможно использование рекреационных ресурсов (Беломорский массив). В то же время очевидной является необходимость организации на Онежском полуострове запроектированного национального парка «Онежское Поморье». Экологическая выгода от этого заключается в снижении экологических рисков на значительной по площади территории. Восточная часть района, также характеризующаяся пониженным потенциалом, должна осваиваться крайне осторожно. На сегодняшний день с учетом возможностей использования только лесных ресурсов в районе с. Кодино уровень экологических рисков продолжает оставаться высоким. На основании этого следует рекомендовать временно ограничить хозяйственную деятельность на этой территории.

Зона высокого потенциала и высоких рисков также расположена разобщено: это восточное побережье Онежского залива, центральная и юго-восточная часть района. Наличие разнообразных видов природных ресурсов в совокупности с высокими рисками их использования ставит задачу доказательства обоснованности использования потенциала. Юго-восточная часть может развиваться в сельскохозяйственном направлении, поскольку наиболее обеспечена аграрно-природным потенциалом. В остальных квадратах такой экономической обоснованности нет, и в настоящее время хозяйственная нагрузка здесь должна быть ограничена.

Зона низкого потенциала и низких рисков разделена на две части. Большая находится в юго-западной части района, полностью включает Водлозерский национальный парк и частично Кожозерский заказник. Меньшая располагается диаметрально противоположно - на северо-востоке. Характеристики этих зон свидетельствуют о невысокой степени их антропогенной измененности, но не выделяются высоким потенциалом. Ввиду расположения особо охраняемых природных территорий в юго-западной части необходимо признать эту зону и прилегающее к ней

пространство как «экологический резерв». А северо-восточная часть может использоваться для заготовки древесины. Лесные ресурсы - единственный вид природно-ресурсного потенциала, которым она обеспечена. Экономическим обоснованием может являться близость районного центра и железной дороги. Эффективность такого использования заключается также в близости автомобильной дороги Онега - Северодвинск.

Предложения по использованию природно-ресурсного потенциала зон проводят вектора развития различных территорий Онежского района, хотя и предполагают рекомендательный характер. Вопросы рационального природопользования всегда затрагивают проблемы экономической эффективности использования и ресурсосбережения. В связи с этим перечисленные предложения могут определить характер дальнейшего развития сельских поселений и муниципальных образований, повысить рентабельность использования природно-ресурсного потенциала.

Проводя оценку современного состояния окружающей среды и формулируя рекомендации, необходимо отметить, что на протяжении 20 лет Нижнее Поонежье находится на пути экологического развития. Предпосылки для создания экологического каркаса, значительная доля особо охраняемых природных территорий и большая доля ненарушенных земель, экологичность производства дают основания предполагать устойчивое развитие территории в течение ближайших лет. Однако для укрепления позиций развития необходимо предпринять ряд мер:

1. Переход всей системы котельных Онежского района на коро-древесное сырье. По причине развития лесопромышленного комплекса целесообразно предположить использование в качестве горючего древесные отходы. В большинстве котельных района используется именно древесина, а не ее отходы. Между тем, эти отходы располагаются на свалках, вызывая выделение загрязняющих веществ. Использование их в качестве горючего одновременно увеличило прибыль от использования высококачественной древесины и уменьшило объемы загрязнения атмосферного воздуха.

2. Экологизация системы транспорта - электрификация железной дороги до станции Онега, а также строительство и реконструкция асфальтированных автодорог. Данная мера позволит сократить выбросы загрязняющих веществ от транспорта как одного из главных источников загрязнения окружающей среды, а также увеличить объемы грузооборота и пассажирооборота.

3. Организация национального парка «Онежское Поморье» представляется важной мерой для сохранения естественных лесных массивов Онежского полуострова и для рекреационных целей. Однако в экологическом аспекте важную роль сыграет первая функция. Несмотря на изъятие 10% лесных ресурсов при организации данной территории, экологическая выгода от создания особо охраняемой природной территории может быть более существенна.

4. Постепенная эксплуатация природно-ресурсного потенциала. В рамках рационального использования минерально-сырьевых, лесных, водных

и прочих ресурсов важно предполагать предельно допустимый уровень воздействия на окружающую среду и способствовать сохранению природно-ресурсного потенциала для будущих поколений. Наиболее вероятным представляется вариант стабилизации уровня современного природопользования на нынешнем уровне и детальное изучение воздействия на природу в первую очередь при использовании минерально-сырьевых ресурсов.

Большая часть Нижнего Поонежья представлена территорией, слабо измененной в антропогенном плане. Это связано со значительной площадью региона, малой плотностью населения, слабым развитием транспортных путей и высокой долей охраняемых природных территорий.

Значительный природно-ресурсный потенциал, которым обладает изученная территория, делает Нижнее Поонежье привлекательным в инвестиционном отношении и перспективным для дальнейшего освоения. Низкий уровень природных экологических рисков и высокий природно-ресурсный потенциал в определенных частях района могут являться базисами для размещения предприятий различных отраслей народного хозяйства. Например, для целлюлозно-бумажной промышленности (на основе лесных и водных ресурсов) или добычи минеральных ресурсов и песчано-гравийного материала (на основе имеющихся запасов природных ресурсов).

Сдерживающими факторами для развития региона в экономическом отношении являются низкий уровень доступности месторождений, недостаточные транспортные связи между населенными пунктами и отсутствие инвестиций в данную сферу. Дополнительным фактором может явиться нехватка кадров.

На основании карт экологических рисков следует сделать вывод, что высокий уровень экологических рисков в основном характерен для освоенных территорий. Следовательно, при экономическом освоении Нижнего Поонежья уровень техногенных рисков будет расти.

В то же время можно утверждать, что общий уровень природных рисков превосходит уровень техногенных, поэтому однозначного вывода о привязанности высоких рисков и освоенности территории сделать нельзя.

Высокая доля особо охраняемых природных территорий является индикатором благоприятной экологической ситуации в регионе. Создание национального парка «Онежское Поморье» на севере района является необходимым шагом для снижения экологических рисков на территории, где проживает небольшое количество населения - однако значительный уровень риска объясняют важность необходимость улучшения экологической ситуации.

В заключении приведены основные выводы и результаты, полученные в ходе исследования:

1. Нижнее Поонежье обладает значительным природно-ресурсным потенциалом, основу которого составляют лесные, минеральные и рекреационные ресурсы. Наиболее обеспеченными частями района являются:

лесными ресурсами - восточная часть; минеральными ресурсами -центральная зона; рекреационными ресурсами - побережье Белого моря. По сравнению с соседними субъектами регион обладает высокой долей особо охраняемых природных территорий.

2. Уровень экологических рисков в Нижнем Поонежье является весьма низким, что свидетельствует о благоприятной экологической ситуации на территории. Суммарный уровень природных рисков превосходит показатели техногенных рисков. Это является индикатором низкой степени антропогенной измененное™ на изученной территории.

3. Распределение экологических рисков и природно-ресурсного потенциала в Нижнем Поонежье неоднородно. Экологические риски совпадают с зонами проживания населения и промышленного освоения, а природно-ресурсный потенциал приурочен к различным территориям.

4. Центральная и юго-восточная части Нижнего Поонежья являются наиболее перспективными для использования природно-ресурсного потенциала по причине низкого уровня экологических рисков, а побережье Онежского залива и восточная части являются в этом отношении неблагоприятными территориями.

Нижнее Поонежье как пример региона Европейского Севера России с точки зрения рационального использования значительного природно-ресурсного потенциала является уникальным в отношении возможностей увеличения доли особо охраняемых природных территорий и перспектив промышленного развития. Выбор пути комплексного использования природно-ресурсного потенциала может послужить примером развития для подобных регионов северной части России.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Коряпин И.П., Шварцман Ю.Г. Природные ресурсы и эколого-социально-экономическое положение Онежского района Архангельской области // Вестник Поморского университета. Серия «Естественные и точные науки». - 2007. - №2. - С. 44-53 (0,55)

2. Коряпин И.И. Экологические риски природопользования в Онежском районе Архангельской области // Вестник Поморского университета. Серия «Естественные и точные науки». - 2008. - №4. - С. 12-17 (0,4/0,35)

3. Коряпин И.И. Региональный аспект концепции устойчивого развития (на примере Онежского района Архангельской области): Материалы докл. Международной молодежной конференции «Экология - 2007». Архангельск, 2007. - С. 52-54 (0,07)

4. Коряпин И.И. Результаты исследований состояния окружающей среды Онежского района: Материалы V Международной научно-практической конференции «Экологическое образование и экологические науки для устойчивого развития». - Архангельск, 2007. - С. 297-300 (0,16)

5. Коряпин И.И., Шварцман Ю.Г. Необходимость оценки экологических рисков территории Европейского Севера для перспектив дальнейшего

развития (на примере Онежского района Архангельской области): Геология, геоэкология, эволюционная география: Коллективная монография / Под ред. Е.М.Нестерова - СПб.: Изд-во «Эпиграф», 2008. - С. 111-114 (0,2/0,16)

6. Коряпин И.И., Шварцман Ю.Г. Опасные природные процессы территории Онежского района Архангельской области: Материалы XV Всероссийской конференции с международным участием «Геологические опасности» - Архангельск, 2009. - С. 245-247 (0,2/0,16)

7. Коряпин И.И., Шварцман Ю.Г. Оценка экологических рисков территории Европейского Севера для перспектив дальнейшего развития (на примере Онежского района Архангельской области): Геология, геоэкология, эволюционная география. Сб. науч. тр. / Под ред. Е.М.Нестерова - СПб.: Изд-во РГПУ им. Герцена, 2009. - С. 86-88 (0,18/0,15)

8. Коряпин И.И., Шварцман Ю.Г. Природные ресурсы и факторы экологического риска в Онежском районе Архангельской области // Вестник АГТУ. - 2009. - Вып. 3. - С. 37-44 (0,36/0,3)

9. Коряпин И.И., Шварцман Ю.Г. Экологические риски и возможности управления ими в Онежском районе Архангельской области: Материалы Международной научно-практической конференции «Геориск-2009». — М.: РУДН, 2009. - Т. 2. - С. 316-320 (0,17/0,15)

10. Коряпин И.И., Шварцман Ю.Г. Эффективность использования лесных ресурсов в условиях меняющегося климата: достижения и ограничения (на примере Онежского района Архангельской области): Материалы докл. Молодежной научной конференции «Экологические проблемы Севера». — Архангельск, 2008. - С. 56-58 (0,2/0,15)

Подписано к печати 02.12.2011 г. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,25. Тираж 100 экз. Заказ №1682. Отпечатано в ОАО «Вельская типография» Департамента информационной политики Архангельской области 161150, г. Вельск Архангельской обл., ул. Комсомольская, 4

Текст научной работыДиссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Коряпин, Иван Иванович, Санкт-Петербург

61 12-11/147

СЕВЕРНЫЙ (АРКТИЧЕСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

Коряпин Иван Иванович

ОЦЕНКА ПРИРОДНО-РЕСУРСНОГО ПОТЕНЦИАЛА И ЭКОЛОГИЧЕСКИХ РИСКОВ ДЛЯ ПЛАНИРОВАНИЯ РАЗВИТИЯ ТЕРРИТОРИИ (НА ПРИМЕРЕ НИЖНЕГО ПООНЕЖЬЯ)

25.00.36. - геоэкология (Науки о Земле)

Диссертация на соискание ученой степени кандидата географических наук

Научный руководитель - д. г.-м. н. Шварцман Юрий Григорьевич

(

Санкт-Петербург 2011 г.

Содержание

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

1. Общая географическая характеристика Нижнего Поонежья.................. 9

1.1. Географическое положение....................................................... 9

1.2. Физико-географическая характеристика......................................... 11

1.3. Социально-экономическая характеристика Онежского района............ 31

1.4. Современная экологическая ситуация в Нижнем Поонежье............... 41

2. Методика оценки природно-ресурсного потенциала и экологических рисков Нижнего Поонежья........................................................... 46

2.1. Методика оценки обеспеченности Нижнего Поонежья возобновимыми и невозобновимыми природными ресурсами................................................................................. 46

2.1.1. Методика оценки лесных ресурсов............................................ 49

2.1.2. Методика оценки минеральных ресурсов.................................... 49

2.1.3. Методика оценки аграрно-природного потенциала........................ 50

2.1.4. Методика оценки водных ресурсов............................................ 52

2.1.5. Методика оценки биологических ресурсов.................................. 53

2.2. Методика оценки экологических рисков на территории объекта.......... 55

2.2.1. Методика деления Нижнего Поонежья для территориальной оценки экологических рисков...................................................................................... 63

2.2.2. Природные и техногенные опасности Нижнего Поонежья.................................................................................... 66

2.3. Методика территориального зонирования Нижнего Поонежья по обеспеченности природно-ресурсным потенциалом............. .............. 75

3. Результаты оценки природно-ресурсного потенциала и экологических рисков территории Нижнего Поонежья............................................. 80

3.1. Результаты оценки природно-ресурсного потенциала территории Нижнего Поонежья........................................................................ 80

3.2. Возможности эксплуатации природных ресурсов Нижнего Поонежья.................................................................................... 86

3.3. Результаты оценки экологических рисков Нижнего Поонежья в целях развития территории..................................................................... 88

3.3.1. Вероятность проявления на территории различных типов опасностей............................................................................... 88

3.3.2. Результаты оценки сте пени неблагоприятности опасностей.......... 99

3.3.3. Результаты территориальной оценки и картографирование экологических рисков в Нижнем Поонежье....................................... 100

3.4. Зонирование территории по обеспеченности природно-ресурсным

потенциалом............................................................................... 108

4. Перспективы развития территории Нижнего Поонежья на основе распределения природно-ресурсного потенциала и оценки экологических рисков..................................................................................... 121

4.1. Экологические риски как критерии для перспектив развития территории............................................................................... 121

4.2. Разработка научных основ рационального использования природно-ресурсного потенциала на основе оценки экологических

рисков..................................................................................... 127

Заключение................................................................................... 133

Список использованной литературы................................................. 136

Приложение................................................................................ 147

Введение

В начале XXI века Европейский Север и Сибирь являются главными

ресурсно-сырьевыми регионами Российской Федерации. По этой причине

очевидно постоянное увеличение антропогенной нагрузки на эти территории.

На этапе подготовки к эксплуатации природных ресурсов очень важно

изучить аспекты рационального природопользования таких районов, оценив

потенциальное воздействие на окружающую среду. Исследования в этой

области могут иметь значение и в масштабах России, поскольку природно-

ресурсный потенциал предопределяет экономическое развитие страны в будущем.

На сегодняшний день анализ экологических рисков является актуальным направлением. Планирование хозяйственной деятельности региона производится на основе возможностей размещения промышленных предприятий, необходимости строительства транспортных путей, анализа комфортности проживания населения. Перспективы развития региона зачастую связаны не только с уровнем обеспеченности природными ресурсами, но и с расчетами экономической эффективности и экологической обоснованности их использования. Таким образом, показатели экологических рисков и природно-ресурсного потенциала взаимосвязаны.

Нижнее Поонежье - территория, прилегающая к берегам реки Онеги; расположена на границе Карельской и Северо-Западной провинций. Нижнее Поонежье исторически выделяется как территория, заселенная племенами «чуди белоглазой» во втором тысячелетии до н. э. Нижнее течение реки Онеги характеризуется судоходством и начинается от д. Ярнема. В этом отношении граница Нижнего Поонежья совпадает с южной границей Онежского района.

Для изучения показателей природно-ресурсного потенциала и экологических рисков изучаемой территории была необходима статистическая база, которая может быть построена на основе

административной территории. Учитывая то, что нижнее течение реки Онеги является частью Онежского района, а река практически делит район на две части, автор определил в качестве границ Нижнего Поонежья административные границы Онежского района.

Онежский район - важный экономический и ресурсный субъект Архангельской области. Основными отличительными признаками территории являются невысокая антропогенная изменённость, перспективный природно-ресурсный потенциал и значительная доля особо охраняемых природных территорий. Анализ экологических рисков в данном районе должен стать основанием для определения будущего развития региона, планирования хозяйственной деятельности и зонирования территории по возможностям экономического развития.

Основными результатами данной диссертации должны стать выводы и рекомендации по рациональному использованию природно-ресурсных характеристик Онежского района на основе показателей экологических рисков. Результаты могут определить приоритеты социально-экономического положения и быть важными для улучшения экологической ситуации.

Актуальность темы исследования. Территория Нижнего Поонежья перспективна для использования природно-ресурсного потенциала, что может сопровождаться усилением антропогенного влияния на компоненты окружающей среды. Условия Европейского Севера отличаются от условий Центральной России своей уязвимостью: окружающая среда при антропогенных изменениях восстанавливается здесь значительно медленнее. Большое значение для определения перспектив развития района имеет высокая доля особо охраняемых природных территорий. В связи со значительной площадью неосвоенной территории очевидным представляется принятие решений о выборе пути развития зон, наиболее обеспеченных природно-ресурсным потенциалом. По этим причинам актуальность исследования заключается в необходимости определения взаимосвязи

экологических рисков и использования природно-ресурсного потенциала в Онежском районе Архангельской области.

Объектом исследования является природно-ресурсный потенциал Нижнего Поонежья в административных границах Онежского района.

Предмет исследования - особенности перспективного использования природно-ресурсного потенциала в зонах пониженного экологического риска на территории Нижнего Поонежья.

Цель исследования - определение перспектив использования природно-ресурсного потенциала с учетом показателей экологических рисков на территории Нижнего Поонежья.

Для реализации цели необходимо решение следующих задач:

1. Определить показатели обеспеченности Нижнего Поонежья природными условиями и ресурсами.

2. Дифференцировать территорию по уровню природно-ресурсного потенциала.

3. Провести зонирование объекта исследования по степени экологических рисков возникновения чрезвычайных ситуаций.

4. Выявить зоны обостренной экологической ситуации и определить территории, благоприятные для проживания населения.

5. Обозначить перспективы развития Нижнего Поонежья.

Теоретическая значимость. Расширена научная область знаний об

экологических рисках в рамках физико-географических условий Европейского Севера. Внесены и обоснованы коррективы в методический аппарат оценки экологических рисков.

Научная новизна. Произведена комплексная оценка экологических рисков, определены возможности использования природно-ресурсного потенциала, предложена система дифференциации территории по планированию хозяйственной деятельности для исторически сложившегося региона на Северо-Западе России.

Практическая значимость. Результаты работы являются важными рекомендациями при планировании социально-экономического развития района, могут использоваться в курсе лекций по краеведению, географии, экологии Архангельской области, в школах и высших учебных заведениях.

Личный вклад. Автором был проанализирован природно-ресурсный потенциал исследуемой территории и его распределение; определены уровни природных и техногенных рисков возникновения чрезвычайных ситуаций; составлены карты экологических рисков района, предложено дифференцирование территории для дальнейшего развития.

Основные положения и результаты исследований были апробированы на Международной молодежной конференции «Экология-2007» (г. Архангельск, 18-21 июня 2007 г.), международной конференции «Экологическое образование и экологическая наука для устойчивого развития» (г. Архангельск, 19-21 ноября 2007 г.), конференции «Возможности и ограничения территориально-отраслевой реструктуризации на Севере» (г. Сыктывкар, 28 февраля 2008 г.), молодежной научной конференции «Экологические проблемы Севера» (г. Архангельск, 11-13 марта 2008 г), международной конференции «Геология, геоэкология и эволюционная география» (г. Санкт-Петербург, 19-20 декабря 2008 г.), международной научно-практической конференции «Геориск-2009» (г. Москва, 21 мая 2009 г.), международной конференции «Геологические опасности» (г. Архангельск, 14-17 сентября 2009 г.), международной конференции «Геология, геоэкология и эволюционная география» (г. Санкт-Петербург, 18-19 декабря 2009 г.). Опубликовано две статьи в издании, рекомендованном ВАК («Вестник Поморского университета»).

Структура, содержание и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и приложения. Объем диссертации составляет 152 страницы, 34 рисунка и 17 таблиц. Список использованной литературы состоит из 123 наименований.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Нижнее Поонежье обладает перспективным природно-ресурсным потенциалом, который распределён по территории неравномерно.

2. Экологические риски дифференцированы по территории Нижнего Поонежья в зависимости от вероятности проявления природных и техногенных опасностей.

3. Карты экологических рисков и карты распределения природно-ресурсного потенциала.

4. Для дальнейшего развития Нижнего Поонежья приоритетным направлением является рациональное использование природно-ресурсного потенциала в зонах пониженного экологического риска.

Благодарности. Автор выражает благодарности научному руководителю, д.г.-м.н. Ю.Г.Шварцману; коллективу кафедры географии и геоэкологии естественно-географического факультета С(А)ФУ им. М.В.Ломоносова и лично д.г.н. В.Б.Коробову; начальнику отдела статистики Онежского района А.В.Войнову; начальнику пресс-центра Главного Управления Министерства чрезвычайных ситуаций по Архангельской области Д.Л.Чистякову за предоставленные материалы.

Глава 1. Общая географическая характеристика Нижнего Поонежья

1.1. Географическое положение

Нижнее Поонежье в административных границах Онежского района находится на севере Европейской части Российской Федерации, на северо-западе Архангельской области. На западе регион граничит с Республикой Карелия, на юге и юго-востоке с Плесецким районом, на северо-востоке с Приморским районом Архангельской области. Границы объекта сильно изрезаны. С северо-запада территория омывается водами Онежского залива Белого моря. Побережье Онежского залива подразделяется на Поморский берег и Онежскую гряду. В границы Онежского района также входят острова в Белом море: Кий, Балкан, Хедостров и множество других островов залива (см. рис. 1.1.).

Площадь Онежского района составляет 24.73 тыс. км2. Он образован в 1929 г. Административный центр - г. Онега, расположен в 200 км к юго-западу от Архангельска, в устье реки Онеги. Географические координаты административного центра - 38°07Л в. д. и 63°54' с. ш. В состав района входит один город (Онега), один поселок городского типа (Малошуйка) и более 90 прочих населенных пунктов. [Атлас, 1976; Изотов, 1997].

Отличительными особенностями географического положения Онежского района являются:

1. Положение района в высоких северных широтах.

2. Значительная протяженность береговой линии.

3. Близость экономически развитых территорий: Приморский и Плесецкий районы Архангельской области.

4. Значительные расстояния между крупными населенными пунктами.

5. Наличие большого количества незаселенных территорий.

Географическое положение территории является благоприятным.

Развитию района препятствует малое количество транспортных путей, а также заболоченность и большое число водных объектов.

Условные обозначения:

-— Административные границы Водны« ооъекты Гранины ООПТ

Автомобильные дороги Железные лорогн ?-':Дьюгз Населенные пункты

Рис 1.1. Обзорная карта Онежского района. Масштаб 1:750000 Физико-географические условия на изучаемой территории неоднородны. Объект исследования расположен в пределах двух провинций: Карельской (Фенноскандия) и Северо-Западной (Восточно-Европейская равнина). Физико-географическое районирование регионаи характеристика природно-территориальных комплексов представлены на рис. 1.2.

Рис. 1.2. Физико-географическое районирование Нижнего Поонежья Условные обозначения:

Границы:

провинции

подзон

| районов.

Генетические группы ландшафтов:

Приморские террасированные

Моренные равнинные. местами холмистые, в области валдайского оледенения

Озерно-ледниковые глинистые

Моренные равнинные на плато из карбонатных и гипсоносных пород

Холмисто-моренные на плато карбонатных и глинистых пород

из

на

Холмистые и грядовые кристаллических породах Балтийского щита

Провинции: I - Карельская провинция; 11 - Северо-Западная провинция. Районы:

1 - Южно-Прионежский район - сильно заболоченная приморская низина;

2 - Нименьгский район - заболоченная холмистая равнина с еловыми и сосновыми лесами;

3 - Ветреный пояс - грядовая возвышенность на кристаллических породах с ельниками;

4 - Илексинский район - сильно заболоченная холмистая равнина с ельниками и сосняками;

5 - Кожозсрско-У ндозерс к и й район - холмистая заболоченная равнина с сосняками;

6 - Мяндуха-Шардозерский район - холмисто-грядовая возвышенность на кристаллических породах с ельниками;

7 - Мяндозсрский район - холмистая моренная равнина с ельниками, местами сильно заболоченная;

8 - Онего-Сюземский район - холмистая моренная равнина с ельниками, местами сильно заболоченная;

9 - Нижнсонсго-Двинский район - озеряо-ледниковая низменность с болотами и лесами;

10 - Нижнсоонежский район - озерно-ледниковая низменность с болотами и лесами;

11 - Шслсксинскнй район - холмисто-моренная возвышенность на известняковом и гипсовом основании, местами с карстом, с ельниками;

12. Приморско-Онежский район - приморская низина с болотами, еловыми и сосновыми лесами._

1.2. Физико-географическая характеристика

Геологическое строение и тектоника

В геологическом отношении территория Нижнего Поонежья весьма разнообразна. Здесь наблюдаются выходы древнейших архейских горных пород Балтийского кристаллического щита, представленного Беломорским массивом и Ветреным Поясом. Беломорский массив протягивается узкой полосой вдоль Поморского берега Белого моря. Он представлен древнейшими из выходящих на территории области кристаллическими породами (гнейсами и гранитами), возраст которых около 3-3.5 млрд. лет. Ветреный Пояс сложен из пород возраста 1.6-3 млрд. лет. Он расположен южнее Беломорского массива. Основные структуры из гнейсов, гранитов и базальтов сформировались в позднем архее и раннем протерозое. В юго-восточной части Ветреного Пояса (на территории Плесецкого района) находится гора Мяндуха - пример проявления древней вулканической �