Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Природопользование на землях, нарушенных при добыче полезных ископаемых

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

Автореферат диссертации по теме "Природопользование на землях, нарушенных при добыче полезных ископаемых"

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени М. В. ЛОМОНОСОВА

ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

На правах рукописи

ЗЕНГИНА Татьяна Юрьевна

УДК 502.654 : 553.97 : 528.7 (470.311)

ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ НА ЗЕМЛЯХ, НАРУШЕННЫХ ПРИ ДОБЫЧЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ (на примере торфодобычи Московского региона)

11.00.11 — охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

МОСКВА 1990

Работа выполнена на кафедре рационального природопользования географического факультета Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова.

Научный руководитель — доктор географических наук, член-корреспондент АН СССР А. П. Капица.

Официальные оппоненты — доктор географических наук, старший научный сотрудник В. И. Кравцова,

кандидат географических наук, профессор Н. П. Мат-

Ведущая организация —Институт проблем использования природных ресурсов и экологии АН БССР.

Защита состоится (№'<1990 г. в ^^

часов на заседании физико-географичеекого специализированного совета (Д-053.05.29) при Московском государственном университете им. М. В. Ломоносова по адресу: 119899, Москва, ГСП-3, Ленинские горы, МГУ, географический факультет, 18 этаж, аудитория 1807.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке географического факультета МГУ на 21 этаже.

Автореферат разослан «

ZUtfJU,1990

г.

к^Ги.

Ученый секретарь специализированного совета, г кандидат географических наук4-'"""А/ Т. И. КОНДРАТЬЕВА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Опит большинства стран показывает, что существенный ущерб земельным ресурсам наносит горнодобывающая промышленность. Наиболее остро проблема нарушенных земель на фоне общего дефицита земельных ресурсов стоит в высокоурбанизированных районах с высокой плотностью населения, где продолжается сокращение сельскохозяйственных, лесных, рекреационных и других угодий. Восполнение этих потерь в определенной степени возможно за счст использования территорий отработанных месторождений. Наиболее актуальной следует считать задачу возвращения в продуктивное использование оыви.л участков торфодобычи, на долга которых в СССР приходится 45% (б .Московской области - более 80$) от пощади всех нарушенных горнодобывающей промышленностью земель (Горшков, 1382). При .ем основные площади торфоразработок сосредоточены в пределах Нечерноземья (около 90$) и находятся вблизи крупных индустриальных центров, т.е. там, где их возвращение в народнохозяйственное использование могло бч дать максимальный экоиоштский и экологический эффект и где они могли бы составить значительный резерв дефицитных в этих районах земельных ресурсов. Однако используемые территории бывших торфоразработок в Нечерноземной зоне РСФСР составляют всего 15-30$ их общей площади. Основным препятствием для улучшения сложившейся ситуации служит отсутствие информации об этой категории нарушенных земель. Не составляет исключения и состояние дел в Московской облает; , где их вовлечение в продуктивное использование такие могло бы способствовать рационализации обще;! структуры природопользования в регионе.

Мезду тем, данных о совремекчом состоянии выработанных торфя-ишеоп в области (особенно давних лет отпаботкк) шло, и они, как правило, имеют весьма общий и отрывочный характер. В связи с этим остро встает проблею инвентаризации земель, нарушенных i рфодобы-чей, и организации регулярного наблюдения и контроля за их состоянием. Учитывая огромные площади торфоразработок и их рассредоточен-ность по территории области, решение этой задачи в сжатые сроки,* с минимальными затратам! труда и времени невозможно без применения таких современных технических средств, как дистанционные методы.

Цель работы состоит в определении наиболее ак' уалышх п. облем природопользования, возникающих . районах торфодобычи, ч разработке методических основ инвентаризации и мониторинга этих территорий

с помощью дистанционных методов.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

1. Определить основные методологические подхода к изучению земель, нарушенных при добыче полезных ископаемых.

2. Проанализировать современную структуру использования торфяного фонда Московской, области и определить место нарушенных земель в общей системе землепользования региона.

3. Выявить наиболее актуальные проблемы природопользования, возникающие в районах торфодобычи Московской области.

4. Оценить возможности использования дистанционных методов для изучения нарушенных торфодобычей земель и-разработать методические основы их применения для проведения инвентаризации и аэрокосмического мониторинга районов добычи торфа.

Методика исследований и фактический материал. Работа выполнялась как часть разрабатываемой редок Московских организаций программы аэрокосмического мониторинга окружающей среды Московского столичного региона. "Три выполнении работы использовались метода: статисти-ко-картографические; метод комбинированного дешифрирования, включая полеЕое дешифрирование ключевых участков, эталонирование, камеральное дешифрирование непосещении территорий с использованием анализа ландоафтного рисунка, структуры аэрофотоизобракения, аэрофотографической экстраполяции. При изучении вопросов динамики природао-техно-генных комплексов использовались также методы сопоставительного и индикационного дешифрирования, анализа пространственно-динамических рядов, ландшафтной индикации.

При разработке вопросов, освещающих общие закономерности формирования горно-промышлешшх комплексов (ГПК), использовались материалы, собранные автором в составе экспедиции Института минеральных ресурсов Министерства геологии УССР в районах добычи строительного сырья; 'при участии в работах Института географии АН СССР в районе Тыр-ныаузско^о месторождения полиметаллических руд; Проблемной лаборатории Охраны геологической среды (Ш10ГС) и географического факультета МГУ в Поа-юсковном буроугольном бассейне; ПГО "Центргеология" в районе Егорьевского местороздения фосфоритов (полевые сезоны 1981-1984 гг.). По районам торфодобы*:я Московской области использовались материалы, собраннее в ходе полевых работ, выполненных в 1985-1986 гг. в составе Центральной гидрогеологической и инженерно-геоло. ичеокой экспедиции ПГО "Центргеоло; ая", а также в 1988-1989 гг. на геогра- •

фическом факультете МГУ. В качестве основных рабочих материалов были использованы панхроматические аэрофотоснимки среднего масштаба, в качестве дополнительных - спектрозоналыше, шогозональные и радиолокационные аэроснимки, а такне космические снимки. Кроме того, в работе широко использовались картографические и фондовые материалы ряда организаций, а такке рабочие материалы отделов эксплуатации и маркшейдерской службы торфопредприятий.

Научная новизна работы состоит в том, что впервые в понятие торфяной фонд включены торфяные, земельные и эколого-ландшафтные ресурсы торфяно-болотных комплексов (ТЕК), обоснованы наиболее оптимальные с точки зрения рационального природопользования подходы к анализу региональной структуры использования торфяного фонда, предусматривающие параллельное совершенствование системы использования земельных и эколого-ландшафтных ресурсов; разработана методика изучения' отработанных торфяных массивов лс аэроснимкам на основе использования пространственно-динамических рядов развития прилодно-техно-генных территориальных комплексов (ПТТК), образующихся при разных способах торфодобычи, для чего определены комплексы депшфровочных признаков, составлена фототека эталонов, разработана на основе анализа структуры аэрофотоизобракешк модель развития природно-техко-генных комплексов торфяников, выработанных разными способами, кото-• рая представлена в формализованном графическом виде.

Практическая значимость работы определяется возможностью привлечения разработанной методики в качестве основы при доведения инвентаризационных работ на территории выработанных торфяных месторождений Московской и других областей Нечерноземной зоны РСФСР для решения проблем рационализации регионального природопользования в них, для организации регулярного наблвденяя и контроля за состоянием районов торфодобычи с определением основных тенденций их лрчдшафтной динамики, а также - возможностью использования полученных результатов при разработке систем автоматизированного дешифрирования. Методические аспекты диссертации могут быть использованы в учебном процессе при обучении методам исследования динамики ПТТК по материалам аэрофотосъемки.

Полученные результаты исследований внедрены: л) в практику работы Центральной инженерно-геологической и гидрогеологической экс-' педиции ПГО "Центргеология", где они вошли в производственный отчет и были использованы в работе при изучении инженерно-геологических процессов нарушенных территорий; б) в экспозиции Музея землеведения

МГУ (стенда "Нарушенные земли"); в) использованы при подготовке учебного пособия "Косшческие метода изучения среди. Автоматизированный аэрокосмическкй практикум" (1990 г.).

Апробация работы и публикации.,Основные результаты работы докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры рационального природопользования в 1987 и 1990 гг, а также на конференции молодых ученых географического факультета МГУ "Географические проблемы изучения Московского региона" (Москва, 1982); на 2-ой конференции молодых ученых МГУ и вузов социалистических страд "Развитый социализм и природопользование" (Москва, 1982); на международной школе-семинаре по теме 1.2.СЗВ по заданию 1.2.1. "Теоретико-методические основы оценки избиений ПТТС" (СССР, Москва-Нальчик, 1983); на совместном з. зедании Комиссии географии Москвы и Подмосковья Московского филиала Географического общества СССР и секции географии МОШ (Москва, 1985); на УП научной конференции молодых ученых Белоруссии "Проблемы рационального использовгчия и охраны природной среды" иЬиюк, 1988)- на Всесоюзной конференции "Рациональное природопользование в районах избыточного увлаг -ен;ш" (Калининград, 1989).

По теме диссертации опубликовано 8 работ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит лз введения, четырех глав, заключения; излс. .ена на страницах машинописного текста, иллюстрирована /Д, таблицами и Н9 рисунками. Список литературы (опубликованной л фондовой) включает Я6Ь' наименований на русском а иностранных языках.

С0ДЕР2ЛНИЕ РАБОТЫ

Глава I. Дс;ыча полезных ископаемых в общей структуре природопользования

Рассмотрение использования минеральных ресурсов как составной части всего природопользования показало, что оно теснейшим образом связано с другими видами ресурсопотребления и не может рассматриваться в отрыве от них. Выделены две, наиболее актуальные с точки зрения рационализации природопользования проблемы, связанные с добычей, переработкой и истреблением полезных ископаемых. Первая обусловлена исчерпаемостыо и практической невозобновимостыо полезных ископаемых как цриродаого ресурса и требует рационального использования самого минерального сырья. Вторая связана с масштабами и глубиной г"рицательного воздействия на окружающую среду горнодобывающей промышленности и формированием нарушенных земель.

Интенсивность развития горнодобывающей отрасли, превышающей в 1,5 раза по темпам другие производства, и относительная краткосрочность землепользования, требующая смены земельных отводе..! после завершения добычи, приводят к постоянному увеличению площади нарушенных земель. А они, как правило, являются источниками ухудшения качества окружающей среды на близлежащие территориях и способствуют созданию напряженной ситуации в свя^и с нехваткой земельных ресурсов для дальнейшего социально-экономического , эзв: чш региона. Ло-казано, что особенно остро проблема существования нарушенных земель стоит в густонаселенных районах, где в условиях и без того существующего конфликта землепользователей, потребности раз в: г. ля промышленности и сельского хозяйства, а также высокая плотность касс лен'. л . требуют максимальной рационализации характера землепользования и обеспечения наиболее приемлемого т.ля жизни лвдей качества окружающей среды. Решение задачи восстановления нарушении, земель требует ~ их тщательного, научно-обоснованного изучения.

Методологической основой изучения нарушенных земель следует считать представление о сложном (двойственном) содержании этого по-.нятия, несущего одновременно социально-экономическую и естественно-географическую нагрузки. Поэтому при их изучении необходимо учитывать: а) социально-экономические особенности региона (общую структуру природопользования, характер потребления добываемого минерального сырья, место нарушенных при его добыче земель в региональной системе землепользования и т.д.); б) характер сформировавшихся в их пределах ШК (особенности строения, формирования, функционирг ания и т.д.)..

Изучение ряда месторождений позволило выявить наиболее общие для ПШ закономерности функционирования и строения. Так, было предложено рассматривать его как двуединое природно-техпогешюе образование, первичными элементами которого являются природные компоненты существовавшего ранее в районе месторождения ПТК, а вторичными -искусственные по происхождению техногенные элементы. При "нализе пространственных особенностей строения ПЕС по характеру вог-действия на естественно-лаздиафтауд основу в период активного функционирования в его составе ввделено 2 зоны: зона прямого и опосредованного гидроклиматического воздействия, в свою очередь разделенные на ряд подзон. Соотношение значимости первичных и вторичных элементов в развитии ГПК будет разным для названных двух зон. В первой определяющая роль принадлежит техногенным элементам (в этом смысле зона технологического ядра приближается к понятию геотехнической систе-

ш), во второй - природным. Кроме того, это соотношение меняется также на разных стадиях формирования и развитая ШК: поиска и разведки, строительства ГПК, функционирования, постфункционального развития. На первой и последней стадиях, когда технологический пресс еще не очень силен ухсе. практически снят, главная роль в определении характера динамики ГШ\ принадлежит его природнам компонентам. Не меньшее внимание следует уделять, помимо общих закономерностей, специфическим, характерным для ках-дого конкретного случая особенностям- ПЖ, сформированных в пределах изучаемых территорий.

Анализ проблем, возникающих в связи с формированием земель, нарушенных при добыче торфа, показал, что актуальность их возвращения . в продуктивное использование с социально-экономической точки зрения обусловлена следующими причинам..: наибольшими в целом по СССР размерами площадей из нарушенных при добчче различных полезных ископаемых, концентрацией вблизи крупнейших индустриальных центров страны, сосредоточением в зоне почв с невысоким естественны:.! плодородием. Показано, что в то ке время созданные в их пределах ГПК обладают такими специфическими свойствами как. большое разнообразие в связи с разными способами торфодобычи, высокая динамичность сфоршрованных в их пределах ПТТК, рассредоточеиность и т.д: Все это требует специальных методов изучения земель, нарушенных торфодобычей.

Глава 2. Современная структура торфяного фонда и некоторые возможности рационализации его использования в Московском регионе

В области насчитывается более 1700 месторождений торфа, среда нях крупнейшие торфяные массивы Нечерноземья: Дубнинский, Радовяцкий Мох, Тутолесский Бор и др. площадью около 20 тыс.га каждое.

Предложена схема анализа структуры использования торфяного фонда (рис. 1), 'базирующаяся на включении в понятие торфяной фонд (ТФ) а) торфяних ресурсов ТЕК, б) земельных ресурсов ТЕК, в) эколого-лацдшафтных ресурсов антропогенно-ненарушенных ТБК. Предлагаемый подход основывается, с одной стороны, на рассмотрении ТО как объекта комплексного народнохозяйственного использования, а следователь, но, дает возможность более широко подходить к определению места ТФ в общей системе природопользования региона. С другой стороны, он подразумевает учет свойстг ТБК как целостных природных систем, что искш тет ведс.лственный подход к решению вопросов рационализации природопользования при их эксплуатации.

Проведенный в работе х, .тальный анализ современной структуры ис- ■

Рис. 1. Структура использования торфяного фонда

пользования ТФ Московской области позволил установить следующее.

Отличительной чертой использования торфяных ресурсов региона является близость к исчерпанию, что обусловлена невысокой степенью заболоченности, дг-лостью л штеисльностыо ведения торфодобычнкх работ. К 2000 году они будут драктичег-'л исчерпаны, а ежегодно возрастающий дефицит (в условиях остающихся на современном уровне потребностей) будет компенсироваться эа счет ввоза сырья из сопредельных областей. Существующая гее система использования торфа в основном может считаться удовлетворительной, поскольку наблюдается утвердившаяся положительная тенденция к изменении специализации и объемов производства торфяной промышленности как в торфодобывающем звене (переход от добычи преимущественно топливного торфа к добыче в основном для сельского и плодоовощного хозяйства: 1970 г. - 53,7/6,3$, 1985 г. - 52,8/47,2%), так и в торфоперераба-тывающем (увеличение производства высокопродуктивных удобрений и компостов). Однако проведенный анализ показал таете, что наиболее рациональные пути использования торфяного сырья, тахсие гак: химико-технологпческое, бальнеологическое, природоохранное и др., пока не нашли в регионе достаточно широкого применения.

Итоги анализа использования земельных ресурсов, проведенного по результатам обработки статистических и фондовых материалов, представлены на рис. 2. Распределение на территории региона дло" ;адей ТФ, различных по направлению использования, отражено на карте торфяных массивов Московской области (рис. 3)» при составлении которой использовались" опубликованные и фондовые картографические материалы ряда организаций, а также материалы дистанционных съемок, данные маркшейдерских служб торфопредприятий и др. Анализ современной ситуации показал, что особенностью использования

Рис, 2. Направления использования площадей торфяного фовда Московской области (по состоянию на 1387 г.) (тыс.га в нулевых границах зеленей)

земель.шх ресурсов является значительное.преобладание площади разрабатываемого фоада над земельным, используемым без промышленной сработай залеяи а такяе большой процент застроенности последнего и " его использование под спецзоны. К наиболее характерным особенностям использования разрабатываемо, э фовда, на долю которого приходится около 70$ площади всех ТБК, были отнесены: 1) высокая степень его выработанности: более 70$ отведенных под торфодобычу земель уже выведено из эксплуатации (включая выработанные,,но числящиеся на балансе торфопредпрштий), что сос тавляет 49$ территории всех ТБК области, 2) незначительное (менее 30$) использование площади отработанных участков, 3) наличие площадей, выработанных старыми (до- и послевоенными) карьерными способами торфодобычи - экскаваторным и гядравда. ^ссккм, на дола которых приходится более 30$ всех выработанных на сегодняшний день территорий. Теперь ке единственным способом торфодобычи является фрезерный. Зое три названные способа сильно отличаются по технология изъятия торфяной массы, что привело к формированию принципиально различных ПТТК, особенности строения которых детально рассмотрены в работе и частично нашли отражение в табл. 1. Рекультивационкые работы начали проводить с конца 60-х годов. До это--о отработанные площади хоть и передавались землепользователям, но считались бросовым«, практически не использовались, состояние земель не контролировалось.

А}...лиз использования эк лого-ландшафтных

выработанные торфяные массивы

площади распространения мелких выработанных месторождении торфа разрабатываемые торфяные массивы

торфяные массивы и мес-ч\ торождеиия.намечаемые к ^ разработке до 2000 года

В'

торфяные массиаы ив при» нитыа к разработке«мапо» контурные мелко залежные, высок озойьныв)

Г] площади распространения . - « - меп * месторождений

торфа,не принятых к разработкой мсчко залежные, высокозольные

шз о

¡торфяные массиеы-сбъек» ты охраны природы

площади распространения мелких месторождений торфа,являющихся объ* ехтами охрены природы

терри тории,практически не имеющие торфяных месторождении

границы торфяиа-болот-

НЫХ р<ПЮНОВ

Торфяно-болотные районы: крупных торфяных массивов и месторождений торфа в пределах Верхие« Волжской за ид роео«а плювиальной низмеиностмЦв) и Щатурско*Рвяовицкой центральной озерной М*щер» ской равнины({С); П- небольших торфяных массивов и месторождений торфа в пределах Подмосковной моренио-эаидроеой мещерской равнины; IX- мелких месторождений торфа в пределах Смоленскосмос«ое> ской моренной возвышенное ти(Ша| и Эзосетринской эрозионной раенкны(Шб), И— единичных мелких месторождений торфа в пределах Москоеско^Окской моремно-эрозкомной равиины( Ца) и Зйсжского эрозионного плато (Е£б)

Рис. 3. Карта торфяных л&ссявов Московской области

ресурсов показывает, что именно здесь необходимы наиболее существенные изменения, затрагивающие всю структуру использования ТФ области- Установлено, что предусмотренная (и практически достигнутая в регг ^не) "Схемой комплексного использования торфяных ресурсов страны до 2000 г." площадь охраняемых болот, в 15/2 от общей территории заболоченных массивов, для Московского региона является ■ едостаточной, так как: а) при невысокой заболоченности 15$ площади охраняемых болот составит мизерную часть территории области, б) в условиях столичного региона сохранение естественных природных участков. каким и являются болота, приобретает но только природоохранную и научную, но, в определенной степени, к социальную значимость. К тому же изучение реальной ситуация показало, что на месторождениях, согласованных к сохранению, часто осуществляется несанкционированная добыча торфа для местных нузд.

Таким образом, сделан вытд, что перспективное использование 1$ области в первую очередь должно ориентироваться на параллельное совершенствование системы использования земельных и зколого-лацд-шафтных ресурсов. В качестве первоочередных предложены следующие меры- а) усиление контроля за состоянием и исполь ованием площади ТЕК, согласованных к ¿охранению, б) увеличение площади охраняемых болотных массивов в регионе. Изучение сложившейся современной ситуации показало, что последнее возможно только за счет привлечения для этих целей бывших торфяных карьеров. Причем, в условиях дефицита рекреационных ресурсов, как чаиболее приемлемая, рекомендуется система их одновременного использовашш в качестве как природоохранных, так и рекреационных угодий.

Глава 3. Проблемы обеспечения рационального природопользования на землях, нарушенных при добыче торфа в Московском регионе

Изучение этях проблем проводилось на основе анализа общей структуры природопользования в регионе, что дало возможность определить место нарушенши торфодобычей земель в региональной системе землепользования.

Характер земле .ользования в области в первую очередь определяется дефицитом земельных ресурсов. Вытекающий из этого конфликт основных землепользователей (строительной индустрии, сельского хозяйства, рекреационного и природоохранного использовашш земель) усугубляется наличием «едлендов, основная часть которых - площади, ос-вободивпеся после добычи полезных ископаемых более чем 20 наимено-

ваний. Как показали полевые исследования, проведенные совместно с ИГО "Центргеология", а также анализ статистических, фондовых и картографических материалов, особенностью горнодобывающей промышленности в Московской области следует считать наличие огромного числа рассредоточенных по ее территории карьеров нерудного минерального сырья, которые в большинстве своем не иотут быть отнесены к крушим ни 'по объему извлекаемой горной массы, ни по занимаемой площади разработок. Они оказывают на природную среду отрицательное воздействие, большей часть» локального характера, что в условиях высокоурбанизированного региона требует безотлагательного прозвени." природоохранных и рекультивационных мероприятий ка местах. Исключением следует считать крупные по площади месторождения (фосфоритов л торфа), где эти задачи должны решаться в плане учета общей стратегии рационализации природопользования.

. Особое место в общей структуре землепользования Московского региона дсяянк занять земли, нарушенные торфоразработками, на долю которых приходится более 80$ всех нарушенных при добыче полезных ископаемых земель. Установлено, что их возвращение в народнохозяйственное- использование может способствовать оздоровлению окружающей среда, послужить решению ряда проблей в природоохранной и рекреационной деятельности, и прежде всего в сельском хозяйстве, где приведет к совершенствованию кормопроизводящей базы молочного животноводства -основной отрасли сельского хозяйства региона. Так, при неизбежном сокращена:! в перспективе общей площади сельхозугодий (прежде всего пахотных), осуществление принятого Продовольственной программой СССР курса на интенсификацию молочного животноводства в области возможно только за счет повышения удельных удоев путем увеличение в кормовом рационе животных доли-зеленых кормов. Это требует увеличения площадей, занятых лугово-пастбищными угодьями, в качестве которых могут использоваться вышедшие из эксплуатации участки торфодобмчи. При проведении соответствующих агротехнических мероприятий они могут давать высокие и устойчивые урожаи. Кроме того, поскольку распределение ~о-севов кормовых культур в настоящее время в области очень неравномерно и их доля в общей площади посевов резко снижается от центральных зон, прилегающих к Московской агломерации, к периферии, то использование площади бывших торфоразработок, расположении: преимущественно в окраинных частях региона, будет способствовать выравниванию сложившейся ситуации.

Таким образом, бившие участки торфодобычи при вовлечения в сель-

скбхозяйственный оборот могли бы способствовать: а) в целом расши-ре'нню корг.голронзбодецей базы молочного животноводства, б) увеличению дели зеленых кормов в рационе животных за счет их использования под лугово-пастбищные угодья, в) совершенствованию территориальной структуры ко^лопроизчодящей базы з_. счет увеличения роли периферийных районов. Наиболее перспективной представляется эксплуатация выработанных торфяников как земельных угодий непосредственно торфо-предприятияш по типу аграрко-промышлекного комплекса, что даст возможность обеспечить занятость высвобождающегося по мере сокращения добычи торфа персонала и его перевода на обслуживание культурных лугов.

Рассмотрение проблем рекреационного и природоохранного использования земель показало, что ча-'-ть из них также может 'быть решена за счет разушого использования площади бывших торфоразработок. Так, учитывая явно сраженный в области процесс изменения структуры и объемов рекреационных ресурсов, они могут сыграть существенную роль при вовлечении в активное рекреационное использование удаленных от столицы районов области, а также iга создании полифункциональных рекреационных комплексов (охотничье-рыболовных хозяйств, заказников, искусственных водоемов рекреационного назначения и др.) и развитии индивидуальных форм отдыха (коллективные сады, дачи).

Проведенный в работе обзор тлеющегося в стране и за рубежом опыта чепользованкя выработанных торфянгхов говорит о целесообразности и экономической выгоде их использования для лесоразведения, рыбоводства, звероводства, выращивания декоративных растений, лекарственных трав, ягодников и других направлений, к сожалению, не получивших распространения з Московском регионе.

Анализ современной ситуации показывает, что вопросы возвращения в продуктивное использование торфяников, выведенных из эксплуатации последние 10-15 лет, решаются в большинстве случаев достаточно удовлетворительно. Более старым ас торфоразработкам не уделяется практически никакого внимания, они считаются бросовыми, состояние земель практически не контролируется. А именно они занимают огромные площгци в пределах области. Поэтому вопросы рационализации природопользования в районах торфодобычи должны в первую очередь решаться путем проведения инвентаризационных работ с оценкой состояния этих земель в настоящее время. В дальнейшем разработка стратегии природопользования для торфодобывающих районов Московской области должна ориентироваться на организацию регулярного систематическо- _

го наблюдения и контроля за состоянием этих земель с целью определения основных тенденций их ландшафтной динамики. Без этого невозможна разработка рекомендаций по их дальнейшему преобразованию и использованию в народном Хозяйстве с учетом требований рационального природопользования.

Как показали проведенные исследования, подобные работы могли бы быть организованы достаточно эффективно с привлечением дистанционных методов.

Глава 4. Применение дистанционных методов для изучения районов торфодобычи

Учитывая огромные площади, занимаемые торфоразработка!.«:, старые способы локальных полевых набладений шло эффективны. Дня действенного контроля быстро меняющейся ситуации требуются методы, позволяющие быстро анализировать данные о положении дел на больших территориях. Такую возможность представляэт дистанционное съемки, Обеспечивающие одномоментный обзор больших разобщенных площадей. Программа Аэрокосмического мониторинга окружающей среди Московского региона на современном этапе предусматривает формирование методической базы п банка данных, а в дальнейшем- широкое применение автоматизированных методов контроля среды. Поэтому в пашей работе поставлена задача получить результаты, которые могли бы быть использованы при разработке систем автоматизированного дешифрирования.

Разработка методики дешифрирования аэрофотоснимков (АФС) включала последовательное решение следующих задач: 1) определение комплекса дешифровочных признаков для районов торфодобычи, 2) внявле-}ше пространственно-динамических рядов, характериззлдих развитие ПТТК на этих землях, 3) выделение основных дистанционных шщикато-ров дннаглики изучаемых ПТТК, 4} разработка модели, отражающей направленность их развития, представленной в формализованном графическом виде, и пригодной в дальнейшем для использования в система., автоматизированного дешифрирования.

Дешифрирог-ние АФС показало, что ПТТК районов добычи торфа отличаются 01 близлежащих территорий рдг деишфровочных признаков. Наиболее явные различия наблвдавтся в рисунке (структуре) фотоизо--бражения, отличающейся от структуры изображения окружающих ПТК. Это обусловлено их спецификой именно как комплексов природно-антропо-генного происхождения с рядом свойственных им техногенных парамет-

роз. Наиболее физиономичные из них приобретают индикационное значение п^я изучении районов торфодобычи по АФС. К ним отнесем: а) своеобразный рисунок ландшафта (специфические очертания контуров, их геомстрическгт правильность, закономерности их комбинации и т.д.); б' распределение растительного покрова; в) степень увлажненности территории; г) наличке различной величины озер определенного взаиморасположения и конфигурации и др. Эти характеристики формируются непосредственно в ходе добычных работ и зависят от способа разработки. Таким образом, установлено, что: 1) основное индикационное зна"<2ние при выделении районов торфодобычи по АФС приобретает структура юс аэрофотоизображенкя; 2) она определяется в первую очередь морфологическими особенностями ландшафтного рисунка создаваемых ПТТК и принципиально отлетается для участков, соответствующих разному способу изъятия торфяной массы; 3) з соответствии с тремя способа:^ торфодойлчи следует выделять три комплекса дешпфровочных признаков, каждый из которых характеризуется принципиально отличны-: ми морфологометричсскимк особенностями ведущего признака - структуры аэрофотокзображения. Для территорий, отработанных экскаваторным способом, это линейно-полосчатая структура фотоизображения (обусг ловлепнгт: рагпасоткой параллельных карьеров); гвдравлячеегаш - раздельно-ячеистая (прямоугольные карьеры); фрезерным - геометрически правильная сетчатая (обуслоа.лшая наличием системы осушительных ' кортовых и валовых канав, штабелей торфа, железнодорожных подъездных путей).

Сопоставление результатов полевых наблюдений с фондовыми данными и рабочими материалами торфопредприятий показало, что основные тенденции лостфунгацганального развития ПТТК выработанных торфяников зависят от: 1) первичных свойств остаточного слоя торфа, 2) геоморфологии района, 3) водного реьлма, 4) способа добычных работ, 5) глубины созданных карьеров, 6) времени, прошедшего с момента окончания добычи, 7) состояния осушительной (дренажной) сети. Состояние основных : дикгторов динамика (к ним относятся степень обводненности территории, характер и площадное распределение растительного покрова, степень сохранности форм техногенного микро- и мезорельефа) хорошо отражается на АФС, при этом гидрофитофизиономичные признака ка разных стадиях восстановления меняются. Исходя из этого динамика ПТТК может быть представлена в виде пространственно-динамических рядов со с?ленной физаономячностью и трехчленным разделением ряда (с выделением начальной, средней, заключительной стадий).

Все происходящие изменения хорошо читаются по АФС. Отмечается некоторое снижение выраженности (как бы "смазанность") ведущего деппф-ровочного признака - структуры аэрофотоизображепия. Это обусловлено постепенный разрушением техногенных форм рельефа; изменением фототона и появлением пятнистости в связи с изменением степени увла-днен-ности. Естественное зарастание приводит также к появлению зернистости изображения, которая отличается неравномерностью распределения. Это связано с появлением древесной раститель: сти сначала на било о осушенных участках вдоль дренажных канав. В дальнейшем более крупнозернистая текстура свойственна именно этим участкам. В результате, на заключительных стадиях динамит!, -огда техногешше г..ементи рельефа практически но видны на АФС, структура изображения проявляете . как бы косвенно за счет геометрически правильно ориентированной (и соответствующей дренажной, сети) текстурной неравномерности аэрофотоизображения. Таким образом, ведущий дешифрозочны'. признак сохраняется на всех стадиях постфункцяональной динамики, но приобретает как бы опосредованное текстурное выражение.

Для всех выявленных стадий постфункциональной динамики подобраны эталонные АФС; по ним составлены схемы детального дешифрирования, которые дали материал для обобще)!ия главных черт изображения торфоразработок разной давности при разных способах торфодобычи в виде формализованных схем дешифрирования, представляющих собой графический аналог их аэрофотоизображений. Формализованные схемы дешифрирования сгруппированы по способу добычи и расположены в соответствии со стадийностью развития П'ГГК (рис. 4). Полученные ради фора шзо-ванных схем дешифрирования АЗС по существу являются графической моделью постфункционального развития ПТТК выработанных торфяников. Каждой ступени рассматриваемой графической модели присвоен буквенно-цифровой индекс, отражающий способ отработки, стадию постфункционр-льной динамики, степень увлажненности территории. При составлении схем дешифрирования по эталонным АФС уточнены и сформулированы комплексы дешяфровочных признаков, сведенные в общую явдика? юнно-де-иифровочную таблицу (табл. 1). Индексация объектов в таблице.дана в соответствии с разработанной графической моделью.

Наличие выявленных четких структурных различий фотоизображения разных по способу и времени отработки участков (что получило отражение на представленной модели) создает предпосылки для автоматизации процесса дешифрирования районов добычи торфа нч базе структуро-метряческих методов обработал изображения, что может послужить ос-

Таблица 1

Депш^ровочные признаки ПТТК выработанных торфяников на разных стадиях постфункциональноГ. динамики

Основные дешифровочные признаки

Краткое описание дешифрируемого объекта

с uj ы и t* Ptg

Bbib Ы^Д

Структура « изображения

Фототон (с элементами текстуры)

Яркостный контраст

ПТОК выработанных фре- «м зерным способом торфяников . <о л яч О я ЧС >>га

ак **

• «

к п

о Сц О

Ровные участки, состоящие из отдель- темповых карт, площадью 1-2 га, ограни- и ченных через каадые 20-40 м картовы- средне-т и через 500 м - валовыми осушите- серый льныш канавами. Вдоль канав на рас- (иногда стоянии 100-150 м ра сполох >ны кара- светлованы (штабели) - удлиненные насыпи серый) готовой торфяной крошки высотой до 10 м, длиной до 100 м, шириной у основания 5-8 м. Характерно пятно-вое и раздельно-зарослевое сложение начинающих формироваться фитоцено-зов

Участки карт, заросшие в центральной от се-части злаково-разнотравной растите- poro до льностью, а вдоль картовых и валовых темно-канав - поднимающимся древесно-кус- серого тарниковым мелколесьем. Степень сохранности дренажной сети удовлетворительная

геометрически правильный сетчатый рисунок по гомогенному полю. Для каждого квадрата характерна линейная полоса-гость и пе|>-пендккуляр-кый пунктир у основания квадрата

геометрически правильный сетчатый рисунок по зернистому фону

высокий

I

Í 1а : 1б

средний I 2а

СП

Я

я

A

Ч

<Ц

я

а у

3

4 и а о

ПТТК выработанных экскаваторным способом торфяников

Участки карт, зарастающие травянистой (болотной и злаково-раз-нотравной) растительностью, местами переувлажненные, со стоячей водой. Степень сохранности дренажной сети ниже удовлетворительной

Участки карт, заросшие древесно-кустарниковым мелколесьем, более угнетенным в центральной частя и более высокоствольным >. вдоль картовых и валовых канав, с изредка встречающимися заболоченными участками. Степень сохранности дренажной сети удовлетворительная !

Участки карт, местами о полностью parпушенной дренажной сетью, сильно переувлажненные, заросшие злаково-разнотравной растительностью на более сухих участках и типично болотной растительностью на переувлажненных; часто встречаются участки стоячей веда

Параллельные ряды карьеров шириной 3-6 и и длиной 800 м и более, разделенные перемычками (бровками) пшрчной 2-3 м. Перемычки покрыты илколесьеи, карьеры часто заполнены водой, образующей цепочки удлиненных озетз разной длины с шириной 3-6 ы. 'Часть озер

'геометрически средний правильный сетчатый рисунок по пятнистому фону

I 26

упорядоченная зернистость в сочетании с сетчатым рисунком, имеющим текстурное выражение

бессистемная пятнистость с очень плохо просматривающимся сетчатым рисунком

высокий I За

слабый I 36

линейно-полосчатый с вкраплениями сша о удлиненных узких пятен более темного или более светлого йототона

высокий

П 2а П 26

ПТТК выработанных гидравлическим ■ способом торфяников

« «

я « ми Д ч ч <о а л о

я и

I

к « и* я в « 4 л

ич « а> о к

заболачивается, покрывается растительностью. Возможен вариант, когда брозг'и размыты и озера сосе, -нк • карьеров сливаются, образуя единую воднуэ поверхность

Р: хы залитых в той или иной степени стандартных карьеров разметзок. 30x125 или 60x220 м, отделенных заросшими мелколесьем перемычками невыработанного торфа шириной до 4 м с хорошо выделяющимися округлыми островками, служившими стоянкой для торфососного передвижного крана

Единый водный массив на месте карьеров гадроторфа с выступающими островками стоянок торфососного крана. Перемычки между карьерами размыты и затоплены, только в некоторых местах выступают в ввде небольших удлиненных островков

Ряда стандартных карьеров гидро-торфа, разделенные сильно заросшими мелколесьем перемычками невыработанного торфа. Заполнявшая их ранее йода покрыта сплавиной, заболочена, с густой растительно-.стьп. Перемычки часто разрушены. Открытая водная поверхность встречается редко

Единый водный массив на месте карьеров гидроторфа, с.редкими выступающими на поверхности удлиненными островками на месте бывших перемычек

от чер- оаздельно ячеис- высокий ni 1а •него до тая, часто наш- Ш 2а

почти дывается точеч-белого ная (четко выраженные прямоугольные ячейки с чуть изогнутыми сторонами со 'светлой точкой в центре)

черный, линейно-точечная высокий Ш 16 почти (параллельные Ш 26

черный, ряды точек, рас-серий положенных на одинаковом расстоянии друг от друга)

серый раздельно-ячеис- средний. Ш За

от све- тая, поляго! ш>-

тло-'се- ная, стороны

poro до ячеек не везде

темно- четко выражены

серого

черный, почти черный, серый

бессистемная пятнистость по гомогенному полю

средний Ш 36

фрезерный способ (I) экскаваторный способ (И)

ПТТК ПОСПЕ ОКОНЧАНИЯ ДОБЫЧИ

ий способ (Ш)

^ НАЧАЛ ь[н А Я С Т А Д И Я (Ц

СРЕДНЯЯ СТАД И Я (2)

3 А К Л Ю ТиТеЛ Ь .1 А я' ст А Д И Я(3)[ д.

Г" „•у у „ Г у г* •/

% яу э - V А"

- л, --

^гС/ перемычки между карьерами

, островки бывшей столики торфосос— ного передвижного крана

— караваны торфа на действующих и — недавно выведении* из эксплуатации фрезерных полях

-К'''' сеть картовых и валовых осушитель— ни и ных канав на фрезерных полях

{водная поверхность

д " |дрееесно-кустарникрвоо мелколесье травянистая растительность

| участки переувлажненных луговин с —-потной травянистой растительностью

..>—. участки обнажившегося минерального ■■• грунта

Рис. 4. Модель постфункционального развития ПТТК выработанных разными способами торфяников

новой при организации современной системы мониторинга земель, иару-шен:шх торфодобычей.

В Ы В О Д Л

1. Важнейшими критериями для опред-ления дальнейшей судьбы нарушенных при добыче полезных ископаемых земель следует считать характер их пространственного размещения в пределах региона, место в общей системе землепользования,'а также характер постфункционалыюй динамики сформированных в их пределах ПТТК.

2. Предложено определять перспективы использования земель, нарушенных торфодобычей,на основе анализа структуры использования торфяного фонда, в который следует включать торфяные, земельные и эколого-ландшафтные ресурсы терфяно-болотных комплексов изучаемого региона.

3. Анализ современной структуры использования торфяного фонда Московской области показал, что его особенностями являются: а) близость к исчерпанию торфялах ресурсов; б) отведение 70$ площади зе-мелышх ресурсов под торфодобычу, при незначительном (не более 30$) использовании выведенных из эксплуатации участков, наличие старух нерекультивированных карьеров, отработанных гидравлическим и экскаваторным способами, на долю которых приходится 30$ всех выработанных торфяно-болотных комплексов; в) недостаточное и нерациональное использование эколого-ландшафтных ресурсов. Из проведенного анализа следует, что перспективное использование торфяного фонда области должно ориентироваться в первую очередь на параллельное совершенствование системы использования земельных и эколого-ландшафтных ресурсов.

4. На основании аняляза пространственного размещения площадей торфяного фонда различных по направлению использования была составлена карта торфяных массивов Московской области, рассматриваемая как первый шаг в деле инвентаризации земель торфяного фонда в регионе .

5. Установлено, что приоритетным направлением использования земель, нарушенных торфодобычей,в Московской области следует считать: использование выходящих из эксплуатации фрезерных полей в сельском хозяйстве (культурные луга, овощеводства и др.); восстановление естественных болотных систем, а также расширение площади охраняемых болотных массивов и рекреационных угодий различного целевого назначения за счет старых торфокарьерных участков. Такой

_ подход позволит обеспечить частичное решение проблемы дефицита земельных ресурсов, расширение и совершенствование кормопроизводящей базы молочного животноводства, общее оздоровление окружающей среды, частичное решение проблемы трудоустройства населения в бывших районах торфоразработок.

6. В качестве первоочередной при решении проблемы нарушенных торфодобычей земель поставлена задача их инвентаризации, при проведении которой должны использоваться материалы дистанционного зондирования. Разработана.методика изучения нарушенных торфодобычей земель по АФС, основывающаяся на анализе структуры аэрофотоизображе-щщ. Определен комплекс : шифроьочных признаков для разных по способу и давности отработки участков торфодобычи. Выявлены пространственно-динамические ряды, характеризующие развитие ПТТК выработанных торфяников и определена соответствующие им дистанционные инди-

каторы динамики. Разработана модель, отражающая основные стадии развития ПТТК выработанных торфяников, представленная в формализо-ванноы графическом виде для ее дальнейшего использования в системах автоматизированного дешифрирования.

Таким образом, в работе решены следующие задачи:

1) на основе анализа современной структуры использования торфяного фонда Московской области определены приоритетные направления его дальнейшего использования, предусматривающие в первую очередь эксплуатацию земель, нарушенных торфодобычей, в качестве сельскохозяйственных , рекреационных и охраняемых угодий;

2) разработаны методические основы применения дистанционных методов для проведения инвентаризации и аэрокосмического мониторинга районов добычи торфа в Московской и других областях Нечерноземной зоны РСФСР, основывающиеся на анализе постфункциональной динамики ПТТК выработанных торфяников по характерным особенностям структуры аэрофотоизображения.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Опыт применения материалов аэрофотосъемки при изучении районов торфодобычи на примере Московской области // Общ. и регион, геология; геол. картирование. Отеч. произв. опыт: Экспресс-информация ВНИИ экон. минер, сырья и геологоразвед. работ ЗИЭШ. - Н., 1986. -Вып. 11. -8 с. -

2. Особенности изменения природной среды при добыче полезных ископаемых в горных и равнинных условиях. Деп. в ВИНИТИ 02.12.86

й 81S3-B36. -14 с. ,,

3. Охрана природы на торфоразработках Московской области // Охрана ■ геологической среда и ее пропаганда музейными средствами. Деп.

. в ВИНИТИ й 7817-В86. -С. 140-147.

4. О задачах управления йормированием техногенных ландшафтов в горнодобывающих районых // Охрана геологической сррцы и ее пропаганда адузейными средствами. Деп. в ВИНИТИ й 78i'<-B86. -С.54-58 (в соавторстве с Д.С. Леви).

5. Возможности мониторинга нарушенн-х торфодобычей земель с помощью аэрофотоснимков (на примере Московского региона) // Вест. Моск. ун-та. Сер. &. География. -1987. -й 5. -С. 15-19.

6. Возможности рационализации природопользования в районе Егорьевского горно-промышленного комплекса. Деп. в ВИНИТИ 25.05.8В,

й 4037. -10 с.

7« Possibilities of monitoring lands disturbed by peat mining with air phc.03 // Mapping Sciences and Remote Sensing (USA). -1983. -Y. 25, lit. -P. 72-77. 8. Автоматизированное дешифрирование аэрофотоснимков при изучении динамики торфяно-болотных комплексов // Рациональное природопользование в районах избыточного увлажнения: Тез. докя. Всесовз. конф. - Калининград, 1989. -С. 16-17.

М/с

Подписано в пвчать2^ 08 1990 г. Зак. 1038 Тир. 100 гкз*