Исследование и картографирование качества ресурса геологического пространства в районе бассейна Р. Бодрак (горный Крым)

ИССЛЕДОВАНИЕ И КАРТОГРАФИРОВАНИЕ КАЧЕСТВА РЕСУРСА ГЕОЛОГИЧЕСКОГО ПРОСТРАНСТВА В РАЙОНЕ БАССЕЙНА р. БОДРАК

В.Ю. Березкин

Экологический факультет, Российский университет дружбы народов, Подольское ш., 8/5, 113093, Москва, Россия

Дана характеристика ресурсов литосферы долины р. Бодрак, отражающая пригодность территории для расселения биоты, проживания и временного нахождения людей, различных видов сельскохозяйственного и лесохозяйственного освоения. Создана эколого-геологическая карта качества ресурсов геологического пространства для исследуемой территории.

В настоящий момент подобных карт, охватывающих весь спектр перечисленных экологоресурсных характеристик, не существует. Поэтому создание такой карты для конкретной территории представляется весьма актуальной задачей.

В ходе эколого-геологических исследований долины р. Бодрак (Барабошкина и др., 1999, 2003; Березкин и др., 2000, 2002; Ермаков, 2001; Никулин, 2001; Па-вилова, 2002; ВагаЬоэЬкта, 2001), в пределах Крымского УНП МГУ им. проф. Богданова А.А., была предпринята попытка создать эколого-геологическую карту качества ресурсов геологического пространства. Под ресурсом геологического пространства подразумевается верхняя часть литосферы, необходимая для расселения и существования биоты, в том числе для жизни и деятельности человека (Трофимов В.Т., 2002). Согласно Трофимову В.Т. (1997), карта ресурсов геологического пространства должна содержать целенаправленное обобщение разнородной информации, позволяю-щей в конечном итоге выработать стратегию оптимального комплексного использования литосферного пространства, и отражать следующие особен-ности территории: 1) пригодность территории для расселения биоты; 2) при-годность территории для различных видов хозяйственного освоения, типичного для данной местности; 3) инженерно-геологическая пригодность территории под различные виды инженерных сооружений; 4) возможность (невозможность) указанных ранее видов инженерного освоения из-за его предполагаемого экологического воздействия на окружающую среду (Трофимов В.Т. и др., 2000, 2002).

Учитывая, что в настоящий момент подобных карт, охватывающих весь спектр перечисленных территориальных эколого-ресурсных характеристик не существует, создание карты ресурсов геологического пространства для конкретной территории представляется весьма актуальной задачей.

В основу работы положены полевые исследования (1999-2002) территории и фондовые материалы (Барабошкина и др., 1999, 2003; Березкин и др., 2000, 2002; Ермаков, 2001; Никулин, 2001; Павилова, 2002; ВагаЬоэИкш, 2001), систематизи-рованные автором на базе последних разработок в области картирования ресурсов геологического пространства (Трофимов В.Т. и др., 2000, 2002).

Целью работы являлось определение ведущих геохимических, геофизических, геодинамических факторов и ресурсов геологического пространства, обуславливающих эколого-геологические особенности района бассейна р. Бодрак, и разработка рекомендаций по оптимизации природопользования.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

- Изучение геохимической экологической функции литосферы. Оценка по совокупности санитарно-гигиенических, геохимических и биогеохимических критериев, содержания элементов (меди, никеля, свинца, цинка, молибдена, кобальта, мышьяка, ртути) в породах, почвах, растительности и водах питьевого назначения исследуемой территории.

- Изучение геофизической экологической функции литосферы. Оценка гамма-излучения поля естественной радиоактивности и содержания радионуклидов (урана и тория) в породах, почвах и растительности исследуемой территории.

- Изучение геодинамической экологической функции литосферы. Оценка интенсивности воздействия линейной эрозии (овражной расчленённости), густоты разрывных нарушений, оползневой опасности и плотности проективного покрытия на состояние биоты исследуемой территории.

- Изучение ресурсной экологической функции литосферы. Оценка содержания гумуса в гумусовом горизонте почв и продуктивности пастбищной растительности исследуемой территории.

- Разработка рекомендаций по оптимизации эколого-геологических условий территории для сельскохозяйственной деятельности и проживания населения.

Степень изученности района. Исследуемая территория, расположенная в пределах второй гряды Крымских гор, свыше 50 лет используется в качестве базового научно-учебного полигона для проведения практик по геологической съемке студентами различных геологических факультетов университетов и вузов России и стран СНГ. В геолого-структурном плане район исследований расположен на стыке Качинского мегантиклинория и Альминской впадины. С юго-запада на северо-восток простираются куэсты, с резко асимметричным поперечным профилем: широкими и пологими северо-западными и узкими, крутыми юго-восточными склонами. В геологическом строении района выделяются: 1) киммерийский геосинклинальный комплекс (Т3-^); 2) субплатформенный эпикимме-рийский моноклинально залегающий комплекс (КГК2) (Муратов, 1973). Четвертичные отложения представлены сплошным комплексом субаэральных отложений: аллювиальные, склоновые (коллювиальные) и аквальные (Никитин, 1989). Рельеф, обусловленный составом пород, представляет собой куэстовые гряды и столовые горы, склоны которых изрезаны многочисленными оврагами и балками, с абсолютными отметками 250-636 м (Багров и др., 2003). Весьма разнообразен почвенный покров — пять типов и большое количество родов, видов и разновидностей почв, и растительный покров — сочетание дубрав, кустарников, остепененных и луговых участков и голых осыпей с редкими петрофитами (Березкин и др., 2000; Павилова и др., 2002).

Хозяйственная деятельность исследуемой территории весьма разнообразна и во многом определяется геологическим строением территории и обусловленных им условий рельефа, почвенного и растительного покрова (Березкин и др., 2002; Проект).

Решение поставленных задач осуществлялось на базе следующих методов:

Комплексные полевые исследования (1997-2002 г), включавшие исследование почвенных разрезов с использованием стандартных полевых методов (отбор образцов на определение общего и группового состава гумуса), экологогеохимические исследования (отбор проб растительности, почв и горных пород для последующего определения содержания микроэлементов).

Радиометрические исследования на основе пешеходной гамма-съемки с использованием прибора СРП-68-01 (на основе фиксирования общего у -излучения).

Лабораторные исследования, включавшие эмиссионно-спектральный и атомно-адсорбционный анализ для определения концентраций химических элементов в пробах почв, донных отложений, растительности, и метод мокрого сжигания по И.В. Тюрину для определения общего содержания органического углерода в почвах.

Создание базы данных, разработанной совместно кафедрами экологической и инженерной геологии, геохимии МГУ и геоэкологии РУДН, на основе программного пакета «Excel».

Автор принимал участие в проведении полевых и лабораторных исследований (изучение подвижных форм тяжёлых металлов в почвах, определение гумуса, величины pH водных вытяжек), компьютерной обработке данных. Он является автором эколого-геодинамической и эколого-геологической карты качества ресурса геологического пространства (Березкин и др., 2000, 2002).

В результате комплексной оценки территории, по совокупности всех вышеизложенных данных, на базе метода эколого-геологического картирования была создана карта качества ресурса геологического пространства территории бассейна р. Бодрак (рис. 1).

Рис. 1. Карта качества ресурса геологического пространства бассейна р. Бодрак

По содержанию данная карта является картой эколого-геологических условий (обстановки), характеризующих возможность воздействия компонентов литосферы на биоту (человека, фауну, флору, экосистему в целом). В качестве таковых компонентов рассматривались: содержание ряда токсичных и биофильных

элементов в почвах, породах, растениях и водах питьевого назначения, поле естественной радиоактивности и содержание радионуклидов в почвах и растениях, содержание и потери гумуса в гумусовом горизонте почв, расчлененность территории оврагами и плотность разломов на квадратный километр, продуктивность пастбищной растительности и плотность проективного покрытия. Интегральная оценка всех вышеперечисленных параметров для каждой экологогеологической системы (ЭГС) позволили определить качество ресурса геологического пространства по всем типам хозяйственного использования территории и расселения биоты.

Легенда карты состоит из трех блоков. Первый блок содержит информацию о геолого-геоморфологической структуре территории и интенсивности биотического круговорота (табл. 1). Второй блок содержит данные о качестве ресурсов каждой из ЭГС, а также основные рекомендации по сельскохозяйственной и лесохозяйственной деятельности (табл. 2). Третий блок посвящен прочим знакам — типам используемых границ и буквенно-цифровым кодам, представленным в виде дроби.

Таблица 1

Типизации территория Первый блок "Эколого-геологической карты качества ресурса геологического пространства бассейна р.Бодрак (фрагмент) [13]

Тектоническая структура Северо-Западное крыло Качинского поднятия-1

Комплекс Эпикемерийский субплатформенный - Е

Формации Мелководная морская терригенная -т

Рельеф Выпуклые вершины сильно расчлененной куэстовой гряды

Литология коренных по род

Водоносный горизонт Ргвгш —

Четвертичные отложения Щебень известняков в супесчано-глинистом заполнителе е1 Карбонатный мелкозем с дресвой известняков и мергелей с!е1

Функциональная организация территории Естественные леса Ф5’ Естественные леса Фб'

Интегральный индекс I Е -ГП1 Р2зт//е1- Фс' I Е -т2 РгвтЯе!- Ф5’

Почвы Растительность

Дерново- карбо- натные (Дк) Низкоствольная дубово грабовая фиалково-пролесниковая (Д-Г пр) I Е -т< Р^втЯе!- Ф<1 Дк+Д-Г пр = 3

Низкоствольная порослевая дубово-грабовая мертвопокровная (Д-Гмп) I Е -ль Р^т/М!- Фи’ Дк+Д-Г мп = 4

Примечания: 3; А — типы эколого-геологической системы

На основе обособления относительно однородных территорий по типам эко-лого-геологических условий (Барабошкина, 2003) были выделены районы, характеризующиеся близкой интенсивностью биологического круговорота. Учитывая многофакторность информации, данный блок легенды представлен в виде матрицы (табл. 1).

В столбцах приведена информация геолого-геоморфологического плана, а в строках — сведения о показателях, определяющих интенсивность биологического круговорота (почвы; растительность). По совокупности перечисленных выше па-

раметров в пределах модельного участка бассейна р. Бодрак было выделено 32 типа эколого-геологических систем (Барабошкина, 2003) (рис. 1).

В качестве дополнительной составляющей, вносящей корректировку в изменение функциональных связей в системе «литосфера-биота», является тип хозяйственного использования территории. Информация о ней передана стандартным способом, через дополнительную индексацию. Для стандартиза-ции подхода и упрощения отображения комплексной информации на карте, каждому типу эколого-геологических систем был присвоен универсальный номер, который в дальнейшем учитывался на всех аналитических разновидностях эколого-геологических карт (табл. 1, рис. 1).

Каждой эколого-геологической системе был определён её ресурсный потенциал, который включал в себя пригодность территории для расселения человека, для естественного расселения флоры и фауны, для создания заповедных зон, для различных видов сельскохозяйственного использования. Согласно методам оценки ресурсов геологического пространства проводилось следующее подразделение территориального ресурса по качеству: 0 — низкое, 1 — пониженное, 2 — среднее, 3 — высокое.

Каждая ЭГС охарактеризована на карте в виде дроби, в числителе которой цифрой указывалось качество территории для расселения человека, расселения флоры и фауны и для создания заповедника, а в знаменателе — качество территории для аграрного освоения, для животноводства и для лесного хозяйства (табл. 2, рис.1).

Таблица 2

Оценочный блок эколого-геологической карты качества ресурса геологического пространства бассейна р.Бодрак

тип эгс Качество территории для Индекс Рекомендации

Расселение человека как биологического вида Естественного гармоничного расселения флоры и фауны Создания заповедных зон I Сельскохозяйственного использования Лесохозяйственного освоения

аграрного животно- водства

1-1 3 2 0 1 1 2 320/112 Преимущественно лесохозяйственное освоение

1-2 2 2 1 0 0 2 221/002

2 3 1 1 3 3 2 321/332 Возможно использование под пашни и пастбища.

3 3 2 1 0 0 2 321/002 Преимущественно лесохозяйственное освоение.

4 3 2 1 0 0 2 321/002

5-1 2 2 0 0 0 ^ 2 220/002

Качество территории с точки зрения расселения человека и биоты, а также различного хозяйственного использования, определялось исходя из анализа данных карты эколого-геологического районирования бассейна р.Бодрак, созданной на основе обобщения эколого-геофизической, эколого-геохимической, эколого-геодинамической и эколого-ресурсной карт.

В оценочном блоке легенды каждому из ЭГС приведена рекомендация по возможности и перспективам сельскохозяйственной деятельности (аграрной и животноводческой) и лесного хозяйства.

Созданная «Карта качества ресурса эколого-геологического пространства» отражает эколого-геологическую обстановку в долине Бодрака с точки зрения комфортности проживания местного населения и пригодности земель для сельскохозяйственного использования. Основные рекомендации по хозяйственному освоению территории приведены в оценочном блоке (табл. 1) и могут быть использованы в дальнейшем, как в научной, так и в практической деятельности. Все рекомендации базируются на методических основах оценки ресурсов геологического пространства и их отображения на картах (Березкин и др., 2002) и основаны на ресурсном потенциале геологического пространства, отображаемого с помощью ресурсного кода. Например, территория, обозначенная следующим ресурсным кодом

311

332

обладает такими особенностями: она благоприятна для расселения человека; расселение флоры и фауны возможно, но ограничено (в виду сельскохозяйственной освоенности территории) возможно создание заповедника (природные и экологические условия благоприятны для искусственного расселения того или иного редкого вида). На данной территории возможны все виды земледелия и животноводства, традиционно присущие для данной местности. Присутствуют «непромышленные» лесные массивы, или есть возможность их создания. В рекомендацию к ЭГС, охарактеризованную данным кодом (табл. 2), вынесен тот тип хозяйственного освоения, который по мнению автора наиболее благоприятен для экологической обстановки и условий проживания местного населения.

Оценка инженерно-геологической пригодности территории бассейна р. Бод-рак под различные виды инженерных сооружений не проводилась, однако эта информация может быть добавлена в ресурсный код каждой ЭГС в ходе дальнейших исследований. Таким образом, данная карта отвечает требованиям, предъявляемым к картам ресурсов геологического пространства или близким к ним по содержанию.

ЛИТЕРАТУРА

Багров Н.В., Багрова Л.А., Бобра Л.А. и др. Экология Крыма / Под ред. Н.В.Багрова и В.А.Бокова, Симферополь, Крымучпедгиз, 2003. - 360 с.

Барабошкина Т.А. Методические подходы к картографированию экологогеологических систем (на примере Крымско-Кавказской горной зоны) II Экологическая геология и рациональное недропользование. Материалы международной конференции С.Пб, СпбГУ, 2003. - С. 93-94.

Барабошкина Т.А., Голованов Д.Л., Сафронова Н.С. и др. Эколого-геохимические особенности района Крымской учебной практики и их картографическое отображение // Гидрогеология, инженерная геология, экологическая геология на рубеже третьего тысячелетия: новые идеи и перспективы. Воронеж: Изд-во Ворон, ун-та, 1999. - 109-114 с.

Березкин В.Ю., Барабошкина Т.А. Картографирование почвенного покрова территории междуречья рек Качи и Бодрака (Горный Крым)//Ш съезд До-кучаевского общества почвоведов. Книга 3. Пущино, 2000. - 15-16 с.

Берёзкин В.Ю., Воейкова С.Ю., Макарова М. Г., Харькина М.А. Динамика землепользования участка Крымского учебно-научного полигона им. проф. Богданова А.А. по данным дистанционного зондирования, в связи с проблемой эрозии почв. - Вестник РУДН, № 6. - М.: Изд-во РУДН, 2002. - с. 45-52.

Геологическое строение Качинского поднятия Горного Крыма // Под ред. Ма-заровича О.А., Милеева B.C., М.: Изд-во МГУ, 1989. - 4.1. - 166 с. - 4.2. -156 с.

Ермаков В.В., Петрунина Н.С., Карпова Е.А. и др. Эколого-биогеохими-ческие исследования условно-фоновой территории // Новые идеи в науках о Земле 5 международная конференция. - М.: Изд-во МГГА, 2001. - 5-6 с.

Муратов М.В. Руководство по Учебной Геологической практике в Крыму. Том II. Геология Крымского полуострова. - М.: «Недра», 1973.

Никитин М.Ю. Геологическая карта четвертичных отложений междуречья рек Качи и Бодрака. Масштаб 1:25000. - М.: Изд-во МГУ, 1989. - 1 л.

Никулин Б.А., Барабошкина Т.А., Ахтямова Г.Г. и др. Изучение поля естественной радиоактивности горных пород (на примере междуречья p.p. Качи и Бодрака) // Материалы годичной сессии РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологии. Вып.З, ГЕОС. - М., 2001. -420-425 с.

Павилова Т.А., Солнцев В.Н. Изучение ландшафтов Горного Крыма (для решения задач экологической геологии) II Школа экологической геологии и рационального недропользования. - СпбГУ, 2002. - 294-295 с.

Проект внутрихозяйственного землеустройства колхоза имени Чапаева Бахчисарайского района Республики Крым, Крымский филиал Института Землеустройства. Масштаб 1:10000.

Трофимов В.Т., ЗилингД.Г., Барабошкина Т.А. и др. Экологические функции литосферы // Под ред.В.Т.Трофимова, М.: Изд-во МГУ, 2000.

Трофимов В.Т., ЗилингД.Г., Барабошкина Т.А. и др. Эколого-геологические карты // Под ред.В.Т.Трофимова. СпбГУ: Изд-во СпбГУ, 2002. - С. 132.

Baraboshkina Т.A., Loshkareva A.A., Berezkin B.U. Ecological geochemical conditions of a country between Kacha and Bodrack // Mineral Deposits at the Beginning of the 21 st Century/ Krakov/ Poland. 2001. - P.1027-1029.

RESEARCHING AND MAP-MAKING RESOURCES OF GEOLOGICAL SPACE OF TERRITORY OF VALLEY BODRAK-RIVER

V.U. Beriozkin

Ecological Faculty, Russian Peoples' Friendship University,

Podolskoye shosse, 8/5, 113093, Moscow, Russia

The ecological-geologecal map of resources of geological space was produced on the base of exploration of the valley Bodrak-river. The ecological-geologecal map of resource of geological space present information about ecological-geological conditions of the lithosphere of the valley Bodrak-river. Presenting such information about this region helps people to exploit agriculture resources and to decide inhabit problems.