Методология и методика исследования эколого-хозяйственного состояния территории Атяшевского района

Содержание

Введение

В результате быстрых темпов развития хозяйственной деятельности человека и существенным изменением окружающей природной среды появляется необходимость в оценке ее состояния и степени благоприятности для человека.

Одной их важнейших  проблем на современном этапе  является рациональное землепользование и сохранение земельных ресурсов как одного из главных богатств географической оболочки. Острота этой проблемы проявляется и на территории Атяшевского района Республики Мордовия. Интенсивное сельскохозяйственное освоение территории с древних времен привело к истощению природно-ресурсного потенциала и видоизменение естественных ландшафтов. От свойств и состояния ландшафтов зависят важные для человека и уязвимые при антропогенных воздействиях средо- и ресурсовоспроизводящие функции. Взаимодействие человека с окружающей средой, которое происходит на данной территории, обусловлено, главным образом, материальными и духовными потребностями человека. Это взаимодействие с точки зрения удовлетворения материальных благ составляет основу хозяйственной деятельности человека.

Актуальность темы дипломной  работы определяется тем, что в начале 21 века назрела острая необходимость в глубоком геоэкологическом анализе территории, в смене парадигм, созданию новых подходов, коренным образом меняющие характер взаимоотношения общества и природы. Решающим становится переориентирование развития общества с пути экстенсивного использования природных ресурсов на путь создания устойчивой системы природопользования, которая, обеспечивая потребности населения, одновременно поддерживала бы естественные средо- и ресурсоформирующие функции природных систем.

Одним из таких подходов является концепция эколого-хозяйственного баланса (ЭХБ) территории (Кочурова Б.И.), которая устанавливает и поддерживает между природой и хозяйственной деятельностью человека гармоничные отношения.

В связи с возникшей  актуальной проблемой была сформирована цель данной дипломной работы - исследование географии эколого-хозяйственного состояния территории Атяшевского района.

Поставленная цель потребовала  решения следующих задач:

- рассмотрение методики и методологии исследования эколого-хозяйственного состояния территории;

 выявление влияния природных условий и природно-ресурсного потенциала на эколого-хозяйственную ситуацию Атяшевского района;

- определение динамики и особенности хозяйственного комплекса, как основы формирования экологической ситуации территории;

- анализ структуры землепользования Атяшевского района;

- расчет и анализ отдельных составляющих эколого-хозяйственного состояния территории (коэффициентов К_а, К₀ напряженности);

- разработка рекомендации по созданию модели сбалансированного развития территории.

Объектом исследования является территория Атяшевского района.

В работе делается анализ эколого-хозяйственной ситуации территории Атяшевского района, в целях улучшения состояния окружающей среды. В работе использованы теоретические и методологические разработки профессора Б.И. Кочурова, Иванова Ю.Г., Исаченко А.Г., статистические, картографические данные , данные районного управления природопользования, управления по землеустройству, управления сельского хозяйства.

Новизна работы состоит в том, что впервые для территории Атяшевского района составлен ЭХБ с расчетом коэффициентов абсолютной (К_а), относительной (К₀) напряженности, коэффициента естественной защищенности территории (Ко,), проведен анализ эколого-хозяйственного состояния (ЭХС) по этим показателям и разработаны рекомендации по созданию сбалансированного развития территории.

1. Методология и методика исследования эколого-хозяйственного состояния территории

1.1. Теоретические представления и основные понятия эколого-хозяйственного состояния территории

В связи с ростом хозяйственной  деятельности человека и существенным изменением окружающей природной среды  появляется острая необходимость в  оценке ее состояния и степени  благоприятности для человека и  других живых существ. Окружающая природная среда может рассматриваться по отдельным компонентам (атмосфера, вода, почва, биота) и ландшафтам как цельным многокомпонентным экосистемам связано со следующими преимуществами:

• Рассматривается весь комплекс взаимодействующих компонентов и межкомпонентных связей;
• Фиксируются все происходящие или ожидаемые изменения и последствия.

От свойств и состояния  ландшафтов зависят также важные для человека и уязвимые при антропогенных  воздействиях средо- и ресурсовоспроизводящие функции. В полной мере эти функции способны выполнять ландшафты, находящиеся в нормальном, ненарушенном состоянии. Если же природные компоненты оказываются нарушенными, выполнение названных функций становится неполным или совсем прекращаются. Это, естественно, приводит к потерям (ущербу): снижению урожаев, истощение природных ресурсов, рост заболеваемости населения и т.п. Иначе говоря, степень нарушения природных компонентов ландшафта в значительной степени влияет на степень удовлетворения человеческих потребностей: все свойства природной среды, свидетельствующие о степени ее благополучия (неблагополучия), оказываются экологически значимыми и для человека [41]. Таким образом, эколого-хозяйственная оценка - это определение степени пригодности (благоприятности) природно-ландшафтных условий территории для проживания человека и какого-либо вида хозяйственной деятельности.

Эколого-хозяйственная  оценка территории включает:

• Установление природно-ландшафтной дифференциации;
• Определение состояния ландшафтов и их компонентов;
• Установление антропогенных воздействий на ландшафт;
• Выяснение потенциальных возможностей ландшафтов противостоять антропогенным нагрузкам;
• Определение экологических ситуаций и оценка степени их остроты;
• Разработка рекомендаций по улучшению эколого-хозяйственной обстановки.

Любая оценка основывается на отношении между свойствами субъекта и объекта. Субъектом выступает  человек, объектом в данном случае является современный ландшафт, измененный в  разной степени хозяйственной деятельностью  человека. Анализ эколого-хозяйственного состояния позволяет судить о состоянии территории для дальнейшей интенсификации промышленного, сельскохозяйственного производства, лесного хозяйства, создания особо охраняемых природных территорий (ООПТ) и др. А также выявить негативные экологические последствия, вызванные чрезмерной антропогенной нагрузкой (АН). В конечном итоге данная методика позволяет разрабатывать рациональную стратегию использования и сохранения природно-ресурсного потенциала территории.

Окружающая среда в  своих основных проявлениях зависит от использования ресурсов территории, от способности поддерживать свое средостабилизирующее состояние при ресурсопользовании, сопровождающееся антропогенными нагрузками на территорию и преобразованностью земель. По определению Б.И. Кочурова, экологический кризис настоящего времени – это кризис структуры пространства, ее организации и соответствия природных и антропогенных систем [19].

Эколого-хозяйственный  баланс (ЭХБ) территории есть сбалансированное соотношение различных видов  деятельности и интересов различных групп населения на территории с учетом потенциальных и реальных возможностей природы, что обеспечивает устойчивое развитие природы и общества, воспроизводство природных (возобновимых) ресурсов и не вызывает экологические изменения и последствия. Достижения ЭХБ ведет к гармонии человека с окружающей средой. [30].

Главным содержанием  ЭХБ территории является совершенствование  структуры землепользования. Особую значимость имеет повышение устойчивости за счет управляемости со стороны  человека интенсивно используемых ландшафтов. Для определения ЭХБ территории используются следующие характеристики: распределение земель по их видам и категориям, площадь природоохранных территорий, площадь земель по видам и степени антропогенной нагрузки, напряженность эколого-хозяйственного состояния территории, интегральная антропогенная нагрузка, естественная защищенность территории, экологический фонд территории (рисунок 1.1.1).

 
Антропогенная нагрузка. Активное хозяйственное освоение территории, привлекло за собой возникновение ареалов с острыми геоэкологическими ситуациями. Решение возникающих в связи с этим проблем обеспечения безопасности природопользования требует углубленного сопряженного изучения территориально-хозяйственных комплексов и ландшафтов. Конкретные типы хозяйственного освоения территории характеризуются определенными видами, интенсивностью и масштабами воздействия на природные комплексы. [20].

Управление природными, в том числе, земельными ресурсами  осуществляется в рамках административных единиц и отдельных его подразделений (землепользовании), поэтому они рассматриваются в качестве объекта изучения (эколого-хозяйственных систем).

Для определения степени  антропогенной нагрузки (АН) земель вводятся экспертные балльные оценки. Каждый вид земель получает соответствующий балл, после чего земли объединяются в однородные группы; от АН, минимальной на землях естественных урочищ и фаций, до максимальной АН -на землях, занятых промышленностью, транспортом (таблица 1.1.1).

Каждому виду использования  земель соответствует определенная степень антропогенного воздействия на территорию. В порядке возрастания нагрузок на ландшафты выделяются следующие группы видов использования земель:

1. Неиспользуемые земли (включая леса) или используемые преимущественного в естественном виде (природоохранные, охотничье-промысловые, природно-рекреационные).
2. Сельскохозяйственные земли со сравнительно малой степенью преобразования природной среды (сенокосы, пастбища, залежь, многолетние насаждения).
3. Сельскохозяйственные земли со значительной степенью преобразования природной среды (пахотные, мелиоративные).
4. Застроенные земли (земли поселений, транспорта, промышленности, нарушенные земли).

Таблица 1.1 Классификация  земель по степени антропогенной  нагрузки

(по Б.И.  Кочурову, 2003) [29]

Группировка земель по степени  АН позволяет оценить антропогенную преобразованность территории в сопоставимых показателях. Ими являются коэффициенты абсолютной (Ка) и относительной (Ко) напряженности ЭХС территории, т.е. отношения площади с более низкой АН:

Ка - АН6/АН1, Ко = АН4+АН5+АН6/АН1+АН2+АНЗ

Коэффициент Ка показывает отношение площади сильно нарушенных горными разработками, промышленностью, транспортом земель к площади малотронутых или нетронутых территорий. Это соотношение крайних по своему значению величин должно привлекать к себе особое внимание с целью уравновешивания сильных антропогенных воздействий с потенциалом восстановления ландшафта и поддержания на соответствующем уровне необходимой площади заповедников, заказников и других природоохранных территорий. Чем больше их, тем ниже коэффициент Ка и благополучнее состояние окружающей среды.

В целом эколого-хозяйственное  состояние территории в наибольшей степени характеризуется коэффициентом  Ко, так как при этом охватывается вся рассматриваемая территория. Снижение напряженности ситуации уменьшает значение коэффициентов, а при Ко, равном или близком к 1, напряженность ЭХС территории оказывается сбалансированной по степени АН и потенциалу устойчивости природы.

Каждому антропогенному воздействию или их совокупности соответствует свой предел устойчивости природных и природно-антропогенных ландшафтов. Чем разнообразнее ландшафт, тем он более устойчив. Выражается это прежде всего большим количеством и равномерным распределением естественных биоценозов, урочищ, природоохранных зон и особо охраняемых территорий, совокупная площадь которых составляет экологический фонд (ЭФ) территории. Чем он больше, тем выше естественна защищенность (ЕЗ) территории и, соответственно устойчивость ландшафта. Вместе с тем, уровень естественной защищенности территории также зависит от распределения земель по степени АН. Земли, характеризующиеся высокой степенью антропогенной нагрузки, как правило, имеют низкую естественную защищенность [27].

Если принять земли, входящие в экологический фонд с  минимальной АН за Р, то площади земель с условной оценкой степени АН в 2,3,4 балла будут составлять 0,8Р,0,6Р, 0,4Р (земли с самым высоким баллом АН в расчет не принимаются ). Таким образом, появляется возможность получить суммарную площадь земель со средо- и ресурсостабилизирующими функциями (Рсф) по следующей формуле: Р_сф = P₁+0,8 P₂+0,6 Рз+0,4 Р₄

Если соотнести площадь  земель Рсф к общей площади  исследуемой территории (Ро) Рсф / Ро, то мы получим коэффициент естественной защищенности территории (Кез).

Таким образом, от структуры  землепользования зависит, как происходит распределение и перераспределение антропогенных нагрузок по территории и, в конечном счете, устойчивость ландшафтов. В этом случае соответствие структуры землепользования (хозяйственной специализации) структуре ландшафтов имеет важное научно-практическое значение. Оно может быть достигнуто на основе оценки ЭХС территории, а затем правильной ее организации (землеустройства) с учетом эколого-хозяйственного баланса.

1.2. Методы исследования

Метод географических экспертных оценок. Данный метод позволяет решить две задачи:

Выявить экологические  проблемы;

Определить их пространственную локализацию.

Он имеет две особенности:

Анализ должны проводить  эксперт-географ или группа экспертов, хорошо знающих территории владеющих  навыком обобщения информации в соответствии с выбранным масштабом [12].

При выборе масштаба исследования хорошие результаты дают карты обзорных и средних масштабов, но с привлечением количественных данных.

Выявление проблем происходит при сопоставлении уровней антропогенной  нагрузки на данную территорию и потенциала устойчивости (самоочищения, рассеяния и т.п.) самой территории. Как правило, используются известные (уже выявленные) экологические проблемы на исходных картах, но не имеющие всегда точного пространственного адреса. Пространственная локализация проводится экспертом-географом с помощью экспертных оценок с весьма ограниченным числом количественных данных.

Необходимыми для экспертных оценок являются карты использования  земель, природно-ландшафтной дифференциации и плотности населения. Кроме них, при наличии привлекаются материалы о распространении загрязнений, нарушении и дифференциации среды, аэрокосмические снимки, а также статистические и литературные данные.

Поскольку экологические  проблемы вызваны антропогенным  воздействием, связанным, в свою очередь, с определенным использованием территории, поскольку можно говорить о появлении конкретных проблем при соответствующих видах землепользования. Причем при одинаковом виде использования в разных геосистемах возникают различные реакции, например, на пашне ветровая эрозия будет возникать в геосистемах с почвами легкого механического состава [25].

Эксперт, проводящий совместный анализ карт использования земель природно-ландшафтной  дифференциации, выявляет ареалы экологических  проблем, которые часто совпадают с контурами землепользования.

Карта плотности населения  также позволяет корректировать ареалы экологических проблем. Рубежи плотности населения характеризуют  степень освоенности территории, ее антропогенную преобразованность.

Метод формализованных оценок. Для составления карт по второму варианту привлекаются показатели, имеющие количественное выражение, и ставится задача исключения экспертных оценок. Рассматриваются те экологические проблемы, для которых количественные данные представлены в картографической форме. Каждая проблема имеет категории остроты:

Слабая (фоновая);

Средняя (умеренная);

Сильная (критическая);

Очень острая (кризисная).

Таким образом, пользователь данной карты, как и других карт, составленных с использованием метода формализованных оценок, имеет дело с картограммой, что означает возможность определения для каждого контура количественных значений показателя по каждой из проблем и его вес.

Степень отбора экологической  ситуации в зависимости от состояния  природной среды (таблица 1.2.1).

Таблица 1.2.1 Зависимость  экологической  ситуации от состояния  окружающей среды [26]

2. Природные условия и природно-ресурсный потенциал Атяшевского района Республики Мордовия

2.1. Географическое положение

Географическое положение  является определяющим для целого ряда природных компонентов, которые обуславливают пространственно-временную дифференциацию ландшафтов, а также играет важную роль в социально-экономическом развитии территории [30, с.20].

Атяшевский район, площадь  которого составляет 1097 км , численность  населения 23,0 тысяч человек (на 2002 год), расположен в восточной части Республики Мордовия. На севере граничит с Ардатовским, на юго-востоке - с Дубенским, на юге - с Чамзинским, на западе - с Ичалковским и на востоке - с Сурским районом Ульяновской области [31, с.7]. Территория района вытянута с запада на восток и несколько сужена с севера на юг - 29,5 км, с запада на восток- 57,5 км.

В геоморфологическом плане  территория района располагается на северо-западной части Приволжской  возвышенности, носящий название Алатырьского вала, представляющий собой ряд вытянутых, своеобразных тектонических поднятий, к которым приурочены наиболее возвышенные участки местности.

Максимальная высота водораздела рек Суры и Алатыря  достигает 310 — 325 метров над уровнем  моря. Наиболее высокие холмы в пределах района расположены у сел М. Манадыши (321 м), Сабанчеево (315,5 м), Русские Дубровки (314,3 м) и недалеко от села Селищи (261,4 м).

Характерными  для рельефа района является резкая смена водораздельных возвышенностей низкими равнинами по долинам рек.

Холмистый рельеф способствует образованию большого количества оврагов  и интенсивному стоку дождевых и  талых вод, эрозии почвы.

Территория района изрезана довольно густой сетью малых рек, их более 15. Самая большая река района Нуя, она протекает в западной части района [31].

В ландшафтном отношении  территория района полностью располагается  в пределах лесостепной зоны. Естественные комплексы практически везде  изменены человеком в результате сельскохозяйственного и промышленного  производства.

Выгодно экономико-географическое положение района. Центральный пункт Атяшевского района рабочий поселок Атяшево связан железнодорожными и автомобильными транспортными путями со столицей республики и всеми районами. Расстояние от рабочего поселка Атяшево до г.Саранска составляет 80 километров. Близкое расположение района к центру республики благоприятно влияет на экономику района.

Район образован в 1928 году на базе Атяшевской, Козловской, Жаренской, Ждамировской, Паранейской, Медаевской, Апраксинской волостей, входивших в Ардатовский уезд Симбирской губернии.

Географическое положение  территории не оставалось постоянным в времени. В результате эволюции природных условий менялось положение  относительно природных зон. Менялась также территориальная организация  района в XX столетии в результате многочисленных реформ [30, с.20].

2.2. Геолого-геоморфологические особенности и минерально-сырьевые ресурсы

Геологическое строение района определяется его положением в центре Русской равнины. Платформенный  тип развития является основной особенностью геологической эволюции территории за последние несколько сотен миллионов лет. В тектоническом плане территория Атяшевского района приурочена к восточной окраине Токмовского свода и Сурского прогиба [45, с.20].

В пределах площадей названных структур располагаются локальные положительные и отрицательные тектонические формы разных размеров и очертаний, осложняющих условия залегания слоев горных пород.

Кристаллический фундамент представлен древними метаморфизированными и дислоцированными породами архейского и нижнепротерозойского возраста. Осадочный чехол слагается неметаморфи-зированными горизонтально залегающими или слабо дислоцированными осадками палеозойского (девонского и каменноугольного), мезозойского (юрского и мелового) и кайнозойского (неогенового и четвертичного) возраста. Девонские и каменноугольные отложения на исследуемой территории на поверхность не выходят. Они покрывают кристаллический фундамент, а сверху перекрываются более молодыми осадками. Наиболее широко представлены отложения меловой системы, распространяющиеся повсеместно за исключением юго-восточных участков, где на них залегают неогеновые и палеогеновые отложения (приложение А). Четвертичные осадки покрывают всю территорию и представлены различными генетическими типами. Характер осадочного чехла, мощность отдельных генетических типов, фациальный состав отложений, особенности их залегания позволяют восстановить палеогеографические особенности развития исследуемого района [32].

Более обоснованную историю  палеогеоморфологического и геотектонического  развития можно рассмотреть лишь, начиная с карбона, так как  нет достоверных сведений о более  древних этапах геологической истории. Хотя и для каменноугольной эпохи  имеются лишь отрывочные материалы, содержащиеся в геологических отчетах [39].

За длительную дочетвертичную историю развития в результате неоднократной смены континентального и морского режима, действия геолого-геоморфологических процессов рельеф района неоднократно подвергался качественным изменениям. С палеогена территория района развивается в континентальном режиме. Именно с этого времени началась активная дифференциация рельефа.

Важнейшую роль в формировании современного рельефа  района оказали события четвертичного периода. При палеогеоморфологическом анализе данного временного отрезка особое значение приобретает изучение погребенного рельефа. В областях четвертичного оледенения различают три основных этапа развития рельефа: доледниковый, ледниковый и послеледниковый [39].

Тенденцию развития рельефа за четвертичное время можно определить как эрозионное расчленение на фоне происходящих неотектоиических движений. Основные водоразделы и долины главных рек района, как и всей Русской равнины, были сформированы в дочетвертичное время [38]. Однако в четвертичное время их развитие продолжалось под воздействием различных процессов, интенсивность проявления которых зависела от конкретной геологической эпохи.

Дальнейшее развитие рельефа территории Атяшевского  района происходило под влиянием смены ледниковых и межледниковых эпох, характерных для северных гляциальных и перигляциальных областей Русской равнины, что обусловило чередование в пределах небольшого промежутка времени различных генетических типов равнин (аккумулятивных и денудационных).

В современном рельефе  района, в его западной и центральной  части, выделяются вторичные мореные  равнины, окаймленные на юге эрозионно-денудационными равнинами.

Характерным для рельефа  района является резкая смена водораздельных возвышенностей низкими равнинами по долинам рек.

Эрозионно-денудационные  равнины различаются по составу  слагающих пород, значительной эрозионной расчлененностью, занимают южную, юго-восточную  части района. С поверхности она  «бронирована» стойкими кремнисто-карбонатными породами олигоценового возраста.

На самом юге выделяются останцово-водораздельные массивы.

В западной и восточной  части территории выделяются террасовые поверхности (слабонаклонные поверхности  второй и третьей террасы), а в  центре района - междолинные поверхности  и небольшие склоны. На крайнем юге территории, небольшими вкраплениями, выделяются склоны активного борта долины (приложение Б).

В пределах указанных  геоморфологических комплексов, особенно активно развивается современная  овражно-балочная эрозия.

Эрозионные процессы активно проявляются в рассматриваемой территории и в настоящее время. Глубина эрозионного вреза достигает 100 - 120 м. В результате эрозии формируются линейно вытянутые формы рельефа - овраги, балки и другие.

Вторично-моренные равнины  представлены в северной и центральной части района. Водораздельные пространства вторичных моренных равнин, плосковыпуклые и выпуклые, имеют ширину 2 -3 км, глубина эрозионного вреза 60 - 80м. Здесь наблюдается денудационные останцы, сложенные карбонатными и кремнисто-карбонатными породами. Многие останцы, именуемые «горами», носят название - Пексяси, Каменка и другие.

Минерально-сырьевые ресурсы  района определяются особенностями  геологического развития в неоген-четвертичное время, поскольку здесь представлены только месторождения строительных материалов - пески, суглинки и глины, приуроченные к рыхлым поверхностным отложениям.