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

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:

$Кэурт=\frac{\sum _1^{n}Si}{\sum _1^{n}Sj}$, (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):

$Кэс=\frac{\sum _1^{n}SiКэз}{So}Кгм$, (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 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].

 

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

Supplementary files