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

Cover Page

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: (1) где Si - площадь территорий с доминирующими элементами положительного характера, км² или га; Sj - площадь территорий дестабилизирующего характера, км² или га. 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]. 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): (2) где Si - 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); Sо - общая площадь исследуемой территории [11; 12]. 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]. 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


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

Tatyana Aleksandrovna Evstifeeva

Orenburg State University


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

Elena Vasilyevna Grivko

Orenburg State University


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

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.

Statistics

Views

Abstract - 22

PDF (Russian) - 10

Cited-By


PlumX

Dimensions

Refbacks

  • There are currently no refbacks.

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