Ecological assessment of the territory, taking into account the functional heterogeneity of certain categories of lands

Cover Page

Cite item

Abstract

Widespread degradation of natural ecological systems dictates the need to establish their stability limits, which are largely reflected in the change of the environmental components properties as a result of various factors, primarily anthropogenic ones. Sustainability is expressed by a coefficient defined as the ratio of the areas of the territories under the elements of a favorable and negative impact. Determination of the coefficient of ecological stability implies taking into account the ecological significance of each of the biotechnical elements of the terrain. This methodology assumes several stages of research: analysis of the structure of the land fund of the region, identification of priority categories of land, assessment of the contribution of individual biotechnical elements within the categories in maintaining environmental sustainability and stability. The research was carried out on the territory of the Orenburg Region, where the agro-industrial sector prevails, characterized by a high rate of growth of disturbed lands. The assessment was carried out for the period from 2002 to 2016. The study showed that agricultural land is a priority area, accounting for 88,5% of the total area. They are divided into arable land (55,9%), fodder land (43,5%), perennial plantations (0,5%) and other lands (0,1%). The value of the stability coefficient during the whole period of the study is on average 0,36, which is 29,5% below the minimum norm and characterizes the territory as unstable. The maximum value of the stability index is 0,79 with an optimal value of at least 1, which allows us to classify the research area as «less stable». The obtained values of the parameters studied make it possible to draw conclusions about going beyond the limits of the stability of the ecosystems in the Orenburg Region and violating the stability of their development. Reducing the burden on the land fund of the region under study will allow a differentiated approach, based on the system of ecological zoning.

Full Text

Введение

Прикладная наука находится в поисках подходов и методик, которые можно использовать для определения экологической устойчивости тех или иных территорий [1; 2].

Один из подходов основан на расчете показателя экологической устойчивости региональных территорий (Кэурт).

В зависимости от степени антропогенной преобразованности, различные категории земель неодинаково воздействуют на окружающую среду. Положительный или отрицательный эффект такого воздействия и позволяет спрогнозировать изменение степени устойчивости определенных территорий с точки зрения саморегулирования.

Цель работы: выполнение оценки территории по параметрам экологической стабильности и устойчивости.

Методы и результаты исследований

Словацким институтом ландшафтной экологии разработана методика определения коэффициента экологической устойчивости территории [3–7], определяемого соотношением площадей, оказывающих положительное и отрицательное влияние на процессы, обеспечивающие стабильное состояние экосистем.

Расчет показателя осуществляется по формуле:

Кэурт=1nSi1nSj, (1)


В зоне положительного стабилизирующего влияния на окружающую среду находятся элементы, не измененные или незначительно измененные человеком, такие как постоянные пастбища, сенокосы, луга, земли под многолетними культурами, сады, часть пахотных земель, на которых выращиваются культуры, способствующие повышению плодородия почв, а также отдельные территории земель несельскохозяйственного назначения: лесные районы, водные объекты, ООПТ и т.д. [8; 9].где Si – площадь территорий с доминирующими элементами положительного характера, км² или га; Sj – площадь территорий дестабилизирующего характера, км² или га.

Отрицательное дестабилизирующее воздействие на компоненты окружающей среды, оказывают антропогенно-измененные пространственные элементы (земли населенных пунктов, других построек и сооружений, дорожная сеть, промышленно освоенные зоны, земельные участки под полигонами и свалками, территории рубок леса, пахотных земель, животноводческих ферм и т.д.) [10].

Для более детальной экологической оценки необходимо учитывать неоднородность влияния отдельных элементов на степень устойчивости, т.е. значимость отрицательного и положительного воздействия каждого биотехнического элемента. Для этого выявляют приоритетные составляющие, которые вносят наибольший вклад в стабилизирующие или, напротив, дестабилизирующие процессы на исследуемой территории (формула 2):

Кэс=1nSiКэзSoКгм, (2)

В ходе апробирования данной методики, специалистами института природообустройства (г. Москва) было предложено использование дополнительных показателей для территорий с преобладанием земель сельскохозяйственного назначения, которые были ими дифференцированы, с учетом степени антропогенной преобразованности, выраженной в зависящих от этого коэффициентах [13].где S – означает размеры отдельных культур или биотехнических элементов, км² или га; Kэз – коэффициент экологической значимости характеризующий влияние элемента на окружающую среду (табл. 1); Кгм – коэффициент, учитывающий геолого-морфологический показатель устойчивости рельефа (для стабильной территории равен 1,0; для нестабильной – 0,7); – общая площадь исследуемой территории [11; 12].

 

Таблица 1 – Коэффициенты влияния отдельных биотехнических элементов

Наименование угодий

Значение коэффициента

лиственные леса, естественного происхождения

1,00

территория промышленных предприятий

0,01

территория застройки, карьеры, дороги

0,03

особо охраняемые природные территории (заповедники, заказники и т.д.)

0,90

водоемы и водотоки

0,79

земли запаса

1,00

земли сельхозназначения

0,40

 

С учетом особенностей формирования почв Оренбургской области, на который существенное влияние оказывают следующие факторы: резко континентальный климат, характеризующийся сухой и жаркой погодой в летний период; многообразие форм рельефа и пород, образующих почвенный покров [14; 15] – коэффициенты, предложенные московскими учеными, авторами статьи были скорректированы (табл. 2).

 

Таблица 2 – Коэффициенты сельскохозяйственных биотехнических элементов

Наименование угодий

Значение коэффициента (Kэз)

пашня

0,13

лесополосы

0,42

прочие земли (пески, овраги, полигоны, свалки и др.)

0,03

фруктовые сады, многолетние насаждения

0,45

 

Усовершенствование применяемой методики позволило не только учитывать, при расчете (Кэурт), соотношения площадей с учетом положительного и отрицательного воздействия их на окружающую среду, но и при расчете Кэс, оценить внутренние свойства и качественное влияние этих зон, а также территориально-климатические особенности региона.

Полученные значения Кэурт и Кэс позволяют определенным образом охарактеризовать с экологической точки зрения территорию Оренбургской области по степени устойчивости и стабильности. Базовые значения данных показателей представлены в табл. 3.

В ходе исследования был проведен анализ структуры земельного фонда исследуемого региона. Полученные результаты сведены в таблицу 4.

 

Таблица 3 – Интервалы установления степени устойчивости и стабильности

Кэурт

Кэс

значение

характеристика

значение

характеристика

>4,5

устойчивая, с ярко выраженной стабильностью

>0,67

стабильная

3,01–4,5

устойчивая

0,51–0,66

среднестабильная

1,01–3,0

условно-устойчивая

0,34–0,50

малостабильная

0,51–1,0

неустойчивая

≤0,33

нестабильная территория

≤0,5

неустойчивая, с ярко выраженной нестабильностью

 

Таблица 4 – Площади земель различных категорий в период с 2002 по 2016 годы

Годы

Площадь земель по категориям (тыс. га)

ЗНП¹⁾

ЗПиТ²⁾

ЗПрОН³⁾

ЗЛФ⁴⁾

ЗВФ⁵⁾

ЗЗ⁶⁾

ЗСХН⁷⁾

2002

401,5

260,6

23,4

668,4

21,6

31,2

10963,5

2003

401,5

261,0

23,4

668,7

21,5

31,1

10963,0

2004

401,0

261,6

23,4

669,5

21,5

31,1

10963,0

2005

400,0

261,8

23,4

669,5

21,5

31,1

10962,9

2006

400,0

262,1

23,4

669,5

21,5

31,1

10962,6

2007

401,9

262,3

23,4

669,5

21,5

31,1

10965,5

2008

402,9

262,5

23,5

681,5

21,5

31,1

10947,2

2009

404,5

262,5

23,6

681,5

21,5

31,1

10945,5

2010

404,9

262,9

79,1

632,3

21,5

31,1

10938,4

2011

405,1

263,7

79,2

632,3

21,5

31,1

10937,3

2012

405,6

264,2

79,2

638,0

21,5

31,1

10930,6

2013

405,7

264,5

79,2

637,9

21,5

31,1

10930,3

2014

405,7

264,8

79,2

637,9

21,5

31,1

10930,0

2015

406,1

265,8

79,2

637,9

21,5

31,1

10928,6

2016

406,8

266,1

79,2

637,9

21,5

31,1

10927,6

Примечание. ¹⁾земли населенных пунктов; ²⁾земли промышленности, транспорта; ³⁾земли природоохранного назначения; ⁴⁾земли лесного фонд; ⁵⁾земли водного фонда; ⁶⁾земли запаса; ⁷⁾земли сельскохозяйственного назначения.

 

Используя данные распределения земельного фонда Оренбургской области за период с 2002 по 2016 гг. по категориям и угодьям.

В табл. 5 представлены результаты расчета коэффициента экологической устойчивости региональной территории (Кэурт).

В течение исследуемого периода территория Оренбургской области с учетом соотношения площадей, оказывающих стабилизирующее и дестабилизирующее влияние, характеризуется как неустойчивая.

Для расчета коэффициента экологической стабильности, необходимо произвести предварительный расчет площади земель различного назначения, учитывая влияние поправок в виде коэффициентов, которые позволяют охарактеризовать экологическую значимость каждого из рассматриваемых биотехнических элементов и геолого-морфологическую устойчивость местного рельефа (SjKэjKгм). Рассчитываются данные значения для каждой из категорий земель, в составе земельного регионального фонда. Полученные результаты представлены в таблицах 6–7.

Значения коэффициентов экологической стабильности региона за исследуемый период были найдены путем нахождения общей площади всех биотехнических элементов (при этом учитывалось влияние коэффициентов), с последующим делением полученных значений на общую площадь территории исследуемого региона. Результаты расчетов приведены в табл. 8.

Анализ данных за изучаемый период свидетельствует о том, что площадь всех территорий, подвергающихся интенсивной антропогенной нагрузке, растет, и, соответственно, увеличивается их роль в экологической дестабилизации территории. Но, если земли промышленности, обладая приблизительно одинаковой степенью нарушенности, вносят тождественный вклад в формирование значения коэффициентов экологической устойчивости и стабильности исследуемых площадей, земли населенных пунктов, по мнению авторов, в силу их значительной неоднородности по исследуемым параметрам, нуждаются в более детальном рассмотрении.

 

Таблица 5 – Характеристика исследуемой территории по устойчивости

Годы

Общая площадь территории (S₀), тыс. га

Площадь положительного воздействия (S+), тыс. га

Площадь отрицательного воздействия (S–), тыс. га

Кэурт

2002

12370,2

5445,9

6924,3

0,786491

2003

12370,2

5450,2

6920,0

0,787601

2004

12370,2

5452,4

6918,5

0,788090

2005

12370,2

5452,6

6917,6

0,788221

2006

12370,2

5452,6

6917,6

0,788221

2007

12370,2

5452,2

6923,0

0,787549

2008

12370,2

5468,1

6902,1

0,792237

2009

12370,2

5462,3

6907,9

0,790732

2010

12370,2

5467,5

6902,7

0,792081

2011

12370,2

5466,0

6904,2

0,791692

2012

12370,2

5471,4

6898,8

0,793094

2013

12370,2

5472,2

6898,0

0,793302

2014

12370,2

5471,9

6898,3

0,793224

2015

12370,2

5472,4

6897,8

0,793354

2016

12370,2

5472,4

6897,8

0,793354

 

Таблица 6 – Площадь естественных территорий и техногенных объектов с учетом коэффициентов за период с 2002 г. по 2016 г.

Период исследования

Площадь земель с учетом коэффициентов экологической значимости и геолого-морфологической устойчивости

ЗНП

ЗПиТ

ЗПрОН

ЗЛФ

ЗВФ

ЗЗ

2002

4,015

7,818

21,06

668,4

17,064

31,2

2003

4,015

7,830

21,06

668,7

16,985

31,1

2004

4,009

7,848

21,06

669,5

16,985

31,1

2005

4,000

7,854

21,06

669,5

16,985

31,1

2006

4,000

7,863

21,06

669,5

16,985

31,1

2007

4,019

7,869

21,06

669,5

16,985

31,1

2008

4,029

7,875

21,15

681,5

16,985

31,1

2009

4,045

7,875

21,24

681,5

16,985

31,1

2010

4,049

7,887

71,19

632,3

16,985

31,1

2011

4,051

7,911

71,28

632,3

16,985

31,1

2012

4,056

7,926

71,28

638,0

16,985

31,1

2013

4,057

7,935

71,28

637,9

16,985

31,1

2014

4,057

7,944

71,28

637,9

16,985

31,1

2015

4,061

7,974

71,28

637,9

16,985

31,1

2016

4,068

7,983

71,28

637,9

16,985

31,1

 

Таблица 7 – Площадь земель входящих в состав сельскохозяйственных угодий с учетом коэффициентов

Годы

Площадь земель сельскохозяйственного назначения с учетом коэффициентов экологической значимости и геолого-морфологической устойчивости

Пашня

Многолетние культуры

Кормовые угодья

Прочие

2002

859,264

16,932

2899,368

3,738

2003

858,732

16,932

2901,972

3,711

2004

859,732

15,64

2901,91

3,705

2005

860,732

15,64

2904,142

3,699

2006

861,732

15,64

2904,142

3,69

2007

862,732

15,776

2903,77

3,783

2008

863,732

15,64

2906,25

3,615

2009

864,732

15,64

2902,592

3,702

2010

865,732

15,64

2901,91

3,513

2011

866,732

15,64

2900,918

3,513

2012

867,732

15,64

2900,732

3,354

2013

868,732

15,64

2901,29

3,354

2014

869,732

15,64

2901,104

3,357

2015

870,732

15,64

2901,414

3,360

2016

856,226

15,64

2901,414

3,360

 

Таблица 8 – Экологическая стабильность территории исследуемого региона

Период исследования

Общая площадь территории (S₀), тыс. га

Площадь биотехнических элементов, с учетом коэффициентов (), тыс. га

Значение коэффициента экологической стабильности, Кэс

2002

12370,2

4528,859

0,366110

2003

12370,2

4531,037

0,366286

2004

12370,2

4528,859

0,366424

2005

12370,2

4534,712

0,366584

2006

12370,2

4535,712

0,366664

2007

12370,2

4536,594

0,366736

2008

12370,2

4551,876

0,367971

2009

12370,2

4549,411

0,367772

2010

12370,2

4550,306

0,367844

2011

12370,2

4550,430

0,367854

2012

12370,2

4556,805

0,368370

2013

12370,2

4558,273

0,368488

2014

12370,2

4559,099

0,368555

2015

12370,2

4560,446

0,368664

2016

12370,2

4545,956

0,367493

 

Согласно используемой нами методике, вся территория населенных пунктов, обладая большой площадью и различными функциональными зонами, оценивается в целом как биотехнический элемент с коэффициентом 0,01. Однако, согласно ст. 85 ЗК РФ, земли населенных пунктов подлежат делению на: собственно жилые зоны, общественно – деловые зоны, производственные, сельскохозяйственные (сады, приусадебные участки), рекреационные (территории, занятые городскими лесами, скверами, прудами, озерами), инженерные, специального назначения (скотомогильники, объекты размещения отходов и т.п.) и зоны военных объектов [16].

Таким образом, уровень антропогенной преобразованности различных территориальных зон городов и других населенных пунктов значительно различается. И потому, например, сельскохозяйственные зоны несут гораздо меньшую дестабилизирующую нагрузку на экосистемы региональных территорий, чем инженерные или производственные зоны.

Для получения более объективной оценки уровня стабильности региональных территорий, целесообразно, к увеличивающимся из года в год площадям населенных пунктов, применять дифференцированный подход, аналогичный оцениванию сельскохозяйственных земель различного функционального использования.

Разработанные авторами коэффициенты представлены в табл. 9.

 

Таблица 9 – Коэффициенты влияния отдельных биотехнических элементов урбанизированной территории

Наименование зоны

Кэз

Жилая зона с недостаточной степенью озеленения*

0,10

Жилая зона с нормативным уровнем озелененности территории застройки*

0,65

Леса, скверы, парки

1,00

Пруды, озера, водохранилища

0,85

Инженерные зоны

0,05

Производственные территории с нормативной степенью озеленения санитарно-защитных зон*

0,25

Производственные территории с недостаточной степенью озеленения*

0,03

Общественно-деловые зоны

0,08

Земли сельскохозяйственного назначения (приусадебные участки и т.п.)

0,80

Зоны специального назначения

0,02

Примечание. * Норматив озеленения определяется в соответствии СП 42.13330.2011 с изменениями и дополнениями от 15.08.2018 г. [17].

 

Введение в расчет данных коэффициентов позволит давать более объективную оценку территории по показателям экологической устойчивости и стабильности.

Выводы

Результаты проведенных исследований свидетельствуют о нарушении пределов устойчивости экосистем и недостаточном уровне экологической стабильности территории. Минимизировать негативные последствия антропогенного влияния позволит внедрение системы мер, направленных на повышение в земельном фонде региона доли площадей с экостабилизирующими функциями.

×

About the authors

Marina Yuryevna Glukhovskaya

Orenburg State University

Email: commarina97@mail.ru

candidate of technical sciences, associate professor of Ecology and Nature Management Department

Russian Federation, Orenburg

Tatyana Aleksandrovna Evstifeeva

Orenburg State University

Email: ta_evst@mail.ru

candidate of agricultural sciences, associate professor of Ecology and Nature Management Department

Russian Federation, Orenburg

Elena Vasilyevna Grivko

Orenburg State University

Author for correspondence.
Email: grivko-ev@mail.ru

candidate of pedagogical sciences, associate professor of Ecology and Nature Management Department

Russian Federation, Orenburg

References

  1. Айдаров И.П. Обустройство агроландшафтов России. М.: МГУП, 2007. 312 с.
  2. Блохин Е.В. Экология почв Оренбургской области: почвенные ресурсы, мониторинг, агроэкологическое районирование. Екатеринбург: УрО РАН, 1997. 228 с.
  3. Bucek A. Ecological stability and ecological stress in environmental geography // Sbornik Praci. 1988. Vol. 18. P. 69-75.
  4. Bucek A., Ungerman J. Complete land reformations in the territory of the productional-organisational unit Merin and agricultural utilization of the landscape // Zpravy Geografickeho. 1978. Vol. 15 (6-7). P. 93-104.
  5. Buček A., Lacina J. Supraregional territorial system of landscape-ecological stability of the former Czechoslovakia // Ekologia Bratislava. 1996. Vol. 15 (1). P. 71-76.
  6. Masný M., Zaušková L. Multi-temporal analysis of an agricultural landscape transformation and abandonment (Lubietová, Central Slovakia) // Open Geosciences. 2015. Vol. 7 (1). P. 888-896.
  7. Moyzeova M., Kenderessy P. Territorial systems of ecological stability in land consolidation projects (example of proposal for the lses of Klasov village, Slovak Republic) // Ekologia Bratislava. 2015. Vol. 34 (4). P. 356-370.
  8. Глуховская М.Ю., Евстифеева Т.А. Анализ устойчивости региональных территорий (на примере отдельного района Оренбургской области) // Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры: мат-лы всерос. науч.-метод. конф. (с междунар. участием). Оренбург: ОГУ, 2016. С. 779-785.
  9. Глуховская М.Ю. Анализ экологической устойчивости и стабильности региональной территории на примере Оренбургской области // Вестник Оренбургского государственного университета. 2017. № 4 (204). С. 53-61.
  10. Евстифеева Т.А., Глуховская М.Ю. Определение особенностей создания оптимальной структуры агроландшафтов Оренбургской области // Самарский научный вестник. 2017. Т. 6, № 2 (19). С. 35-40.
  11. Voloscuk I. Ecological stability in the Tatra mountains forests // Ekologia Bratislava. 1998. Vol. 17 (1). P. 39-48.
  12. Zaušková L. Landscape-ecological interpretation and applications of landscape survey results for optimal land use // Ekologia Bratislava. 2014. Vol. 33 (3). P. 252-258.
  13. Карев В.Б., Кавешников Н.Т. Экологическая устойчивость региональной территории // Роль природообустройства сельских территорий в обеспечении устойчивого развития АПК: мат-лы междунар. науч.-практ. конф. Ч. 2. М.: МГУП, 2007. С. 69-73.
  14. Исаченко А.Г. Экологическая география России. СПб.: Издат. дом СПбГУ, 2001. 328 с.
  15. Чибилев А.А. Географический атлас Оренбургской области. Оренбург: Оренбургское книжное издательство, 1999. 95 с.
  16. Земельный кодекс Российской Федерации от 25.10.2001 № 136-ФЗ (ред. от 25.12.2018) (с изм. и доп., вступ. в силу с 01.01.2019). Статья 85. Состав земель населенных пунктов и зонирование территорий [Электронный ресурс] // http://consultant.ru/ document/cons_doc_LAW_33773.
  17. Свод правил СП 42.13330.2011. Актуализированная редакция СНиП 2.07.01-89 Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений [Электронный ресурс] // http://base.garant. ru/6180772/#ixzz5QVBkgs71.

Copyright (c) 2019 Glukhovskaya M.Y., Evstifeeva T.A., Grivko E.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies