Картографический анализ состояния селитебных и распаханных территорий Тункинской котловины за последнее столетие

УДК 528.8

КАРТОГРАФИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ СЕЛИТЕБНЫХ И РАСПАХАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ ТУНКИНСКОЙ КОТЛОВИНЫ ЗА ПОСЛЕДНЕЕ СТОЛЕТИЕ

© А.В. Силаев1

Институт географии им. В.Б. Сочавы СО РАН, 664033, Россия, г. Иркутск, ул. Улан-Баторская 1.

Представлены результаты изучения антропогенных изменений геосистем Тункинской котловины за период с 1900 по 2010 г. Материалами исследования послужили разновременные топографические, ретроспективные карты, данные дистанционного зондирования. Показаны изменения типов использования земель на примере селитебных и распаханных территорий как наиболее подверженных антропогенной модификации. Составлена карта площадей распаханных территорий, дана оценка современного состояния земель. Ил. 2. Табл. 1. Библиогр. 11 назв.

Ключевые слова: геоинформационное картографирование; селитебные территории; распаханность; Тункин-ская котловина.

CARTOGRAPHIC ANALYSIS OF RESIDENTIAL AND PLOUGHED AREA CONDITION WITHIN THE TUNKINSKAYA DEPRESSION OVER THE LAST CENTURY A.V. Silaev

V.B. Sochava Institute of Geography SB RAS,

1 Ulan-Batorskaya St., Irkutsk, Russia, 664033.

The paper presents the results of studying anthropogenic changes in the Tunkinskaya depression geosystems from 1900 to 2010. Topographic and retrospective maps of different time periods, as well as remote sensing data have been used as materials for study. Changes in the types of land use are shown by example of residential and ploughed areas as the ones most subjected to the anthropogenic modification. A map of ploughed land areas is compiled, and an assessment of the current condition of lands is given.

2 figures. 1 table. 11 sources.

Key words: GIS mapping; residential areas; ploughed land; Tunkinskaya depression.

Введение. Современные методы картографирования на основе геоинформационных технологий помогают по-новому раскрыть территориальные закономерности и особенности проявления природных и антропогенных факторов ландшафтообразования, способствуют проведению анализа и моделирования систем разного ранга и масштаба. Картографирование -необходимый и важный этап фундаментального географического исследования и эффективный инструмент информационного обеспечения.

Геосистема с длительной историей хозяйственного освоения - сложный и многогранный объект картографирования. Каждая геосистема, испытывающая антропогенное воздействие, имеет порой сложную и динамичную историю развития. На протяжении длительного времени геосистемы могут испытывать воздействие различных факторов природного и антропогенного генезиса. Важно понимать, что антропогенные процессы, вызывающие изменения геосистем, накладываются на природные и развиваются, главным образом, именно по природным законам. Площадь, характер, длительность, степень трансформации геосистем - это только некоторые аспекты, по которым можно оценивать «вклад» человеческого фактора в природные системы [6].

В качестве территории исследования нами выбрана Тункинская котловина, расположенная в Южном Прибайкалье (рис. 1). Она протягивается от юго-

западной оконечности оз. Байкал в субширотном направлении более чем на 200 км, являясь самой большой из 6 котловин Тункинской ветви. Тункинская котловина, расположенная между 520 и 51030 северной широты, 1010 и 1030 восточной долготы, представляет собой сочетание низких равнин в межгорных котловинах и разделяющих их поднятий в виде низкогорных массивов (отрогов) [7].

Климат исследуемой территории резко континентальный, характеризующийся значительными амплитудами сезонных и суточных колебаний температуры воздуха, преобладанием летних осадков над зимними при теплом, но коротком лете и холодной, малоснежной зиме. Средние температуры января изменяются от -190 до -250 С, июля - от 170 до 210 С.

Морфология днища котловин, определяющая динамику и особенности распределения природных поверхностных и подземных вод, имеет первостепенное значение для экзогенного рельефообразования и формирования антропогенных комплексов. Гидрографическая сеть описываемой территории принадлежит к бассейну р. Иркута. Малое падение основных рек днища котловины обусловливает затрудненный дренаж, образование болот и заболоченных земель, особенно на участках распространения многолетнемерз-лых пород.

Почвенный покров котловины разнообразен и отличается мозаичностью. К региональным факторам,

1Силаев Антон Владимирович, ведущий инженер, тел.: 89086698181, e-mail: anton_s@bk.ru. Silaev Anton, Leading Engineer, tel.: 89086698181, e-mail: anton_s@bk.ru

определяющим особенности почвообразования, относятся мерзлотные явления и преобладание песчано-супесчаных, легкосуглинистых и галечниковых отложений. В почвенном покрове днища котловины доминируют серые лесные, луговые и аллювиально-луговые почвы на суглинках, супесях и песках озерного и ледникового происхождения [1, 3].

Ландшафтную структуру изучаемой территории определяет высотно-поясная дифференциация геосистем и их компонентов.

Горнотаежный блок лесных формаций обрамления Тункинской котловины слагают в основном лиственница, кедр, сосна, значительно менее в таежных лесах выражена роль ели, и только спорадически формируются пихтовые формации.

встречается зубровка душистая. На бедных почвах встречается сосняк брусничный с подлеском из рододендрона Ледебурга, а восточнее р. Зун-Мурин - из рододендрона даурского.

Подтаежный пояс развивается в нижней части северных бортов восточной группы котловин на высоте от 700 до 1000 м и представлен березово-лиственничными и лиственнично-сосново-березовыми травяными лесами с богатым подлеском. Лиственничные подтаежные леса отмечены по всей длине в нижней части лесного пояса на высотах до 1000 м, фрагментарно - по степным окраинам котловин на южных склонах. Как правило, они располагаются в долинах рек по надпойменным террасам.

В составе слабовыраженного лесостепного пояса

Рис. 1. Территория исследования

Огромные массивы кедровых лесов покрывают покатые водоразделы по северному макросклону хр. Хамар-Дабан, узкой полосой тянутся на склонах Тун-кинского Гольца. Обычно эти леса располагаются в средней части лесного пояса в пределах от 1000 до 1600 м, опускаясь по северным склонам до 500 м [11].

Ельники занимают более низкий гипсометрический уровень и приурочены к хорошо дренируемым участкам речных долин. Под лесным покровом господствуют зеленые мхи и грушанка. В травяном покрове встречается значительное количество степных видов. В настоящее время в связи с мелиоративными работами и другими видами хозяйственной деятельности человека такие ельники деградируют.

Лиственничные таежные леса встречаются по всем горным сооружениям, особенно большие массивы выделяются на западных отрогах Хамар-Дабана. Они характерны для средней части лесного пояса на высотах от 1000 до 1300 м, на склонах преимущественно северной экспозиции с крутизной от 5° до 30° [11].

Таежные сосновые леса распространены фрагментарно в центральной части Тункинской котловины на песчаных террасах р. Иркут, у подножия южного склона хр. Тункинские Гольцы. Травостой сосновых лесов представлен остепненными разнотравными сообществами без мохового покрова. В травяном покрове преобладает прострел, на песчаных почвах

отмечены островки остепненных лиственничников и сосняков, иногда они замещаются вторичными мелколиственно-лесными формациями, обычно березовыми с березой плосколистной [11]. Лесостепной пояс охватывает днища впадин и шлейфы хребтов. Растительность здесь представлена участками подтаежных сос-ново-лиственнично-березовых и сосновых остепнен-ных лесов в сочетании с сообществами настоящих и луговых степей, пойменными и суходольными лугами, пятнами развеваемых песков в котловинах. Значительные площади заняты агрофитоценозами.

Растительность котловинных ландшафтов представлена луговой, степной и фрагментарно болотной, прирусловой ивняковой растительностью. Болота охватывают довольно значительные пространства, занятые в основном осоково-злаковыми сообществами. Лугово-степные и луговые территории распространены на более увлажненных поверхностях. Настоящими лугами заняты поднятые участки речных долин, пустошными - местообитания с многолетней мерзлотой. Остепненные луга в основном распаханы [4, 7].

Результаты исследований и их обсуждение.

Территория Тункинской котловины, особенно равнинной части, испытывала антропогенное воздействие начиная с палеолита, однако только хозяйственная деятельность человека привела к интенсивным и глубоким изменениям в ландшафтной структуре региона.

Особое значение при исследовании антропогенно-измененных геосистем приобретает анализ характера использования земель как в современный период, так и в прошлом. На территории Тункинской котловины можно выделить несколько типов земель: сельскохозяйственные угодья (пашни, пастбища, сенокосы), участки, заросшие травянистой и древесной растительностью, гари.

На основе анализа литературных источников выделены три исторических периода: начало ХХ в. (1896-1914), середина ХХ в. (1960-1970) и начало XXI в. (2000-2010). Они выбраны для изучения трансформации геосистем потому, что, во-первых, это годы, на протяжении которых происходили существенные качественные и количественные изменения территории, а во-вторых, данные промежутки времени, охватывающие фактически столетие, обеспечены картографическим материалом.

Исходные данные для геоинформационного картографирования и последующего анализа в соответствии с основными периодами освоения территории распределились на блоки:

1) ретроспективные топографические карты масштаба 1:84 000 издания 1896-1914 гг.;

2) разновременные топографические карты масштаба 1:100 000 (N-48-133, N-48-134), масштаба 1:200 000 (М-48-1, М-48-2);

3) данные дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) (Landsat - 1976-2010 гг., SPOT - 1969-1976 гг.);

4) разновременные статистические данные использования земель, лесоустроительные схемы масштаба 1:50 000, полевые описания.

На современном этапе основными данными для картографирования земной поверхности являются именно материалы космических съемок, поскольку данные дистанционного зондирования содержат суммарную информацию обо всех компонентах геосистем.

При выявлении границ контуров распаханных и селитебных территорий на начало XX в. использовались ретроспективные топографические карты масштаба 1:84 000 1896-1914 гг. издания, после оцифровки которых был получен векторный слой, содержащий информацию о площадях, занятых пашней и населенными пунктами, в первом временном периоде исследования. Для выявления селитебных и распаханных территорий в 1970 и 2010 гг. использовались космические снимки Landsat (MSS, 5 TM и 7 ETM+). При визуальном дешифрировании использовались различные комбинации каналов, прямые и косвенные признаки (четкие очертания, линейные границы и т.п.), уточненные данными полевых исследований.

В XVIII-XIX вв. равнинная территория Тункинской котловины характеризовалась мобильным фоновым природопользованием, основным видом которого было кочевое животноводство. Ситуация на территории исследования с приходом русского населения начала меняться так же, как и на всей территории современной Бурятии: вслед за служилыми и промышленными людьми начали направляться партии крестьян-земледельцев с наказом изыскивать удобные земли и

«пахать государеву пашню». Такая политика государства способствовала внедрению земледелия и определила начало трансформации природных ландшафтов [2, 8].

Земледельческое природопользование требовало обширных пространственных ресурсов, что обусловило сведение лесного покрова на значительной территории Тункинской котловины. С распашкой природных ландшафтов и сведением лесного покрова на исследуемой территории была изменена структура земельных угодий, значительно увеличилась площадь пашни [9].

Основной формой хозяйственной деятельности русского населения в Прибайкалье и Забайкалье было земледелие, скотоводство было побочной формой хозяйствования. Изначально системы расселения русских формировались путем строительства крупных деревень по европейскому стилю с линейной поселковой формой расселения, с центром, где, как правило, располагались церковь, а в последующем школа [8].

В советский период для хозяйственных центров, колхозов в некоторых случаях создавались новые населенные пункты, но в основном эти центры размещались в крупных, уже существующих улусах и деревнях, пригодных для постоянного жительства значительной части населения. В дальнейшем основополагающим фактором в упорядочении сельского расселения и формировании современного рисунка расселения исследуемой территории стала политика укрупнения сельских населенных пунктов, проводимая повсеместно в стране с конца 50-х-начала 60-х гг. ХХ в. с целью концентрации сельского населения для создания нормальных условий жизни, труда и отдыха, однако последствия проведения такой политики, по мнению А.Н. Бешенцева [2, 10], отразились на усилении неравномерного развития разных категорий поселений.

На основе анализа и интерпретации литературных и картографических материалов, топографических карт, составленных в 1896-1916 и 1989 гг. на территорию Тункинской котловины в целом и на территорию, ограниченную листом топографической карты N-48-133 (таблица), были выявлены закономерности расселения, характерные для всей территории.

Изменение площадей селитебных территорий с 1900 по 2010 г.

Название Год

1900 2010

Сельского типа плотной застройки 4,8086 7,0086

Сельского типа редкой застройки 13,5775

Отдельные строения, дворы 9,9200

Примечание. Площади в км , в скобках указано количество дворов.

После прихода русского населения и начала периода коллективизации мелкие улусы, находящиеся

ближе к крупным поселкам и деревням, были постепенно присоединены к ним. Например, Кырен объединил в себе Кыренский, Нуганский и ряд мелких соседних улусов, Жемчуг (Бого-Горхон) - Бухогорхонский, Горхонский, Хоборнукский и Жемчугский. Отдаленные же улусы либо переставали существовать, либо значительно сокращались, поскольку население переезжало в другие более крупные поселки.

Сравнение площадей селитебных территорий за период с 1900 по 2010 г. показывает увеличение фактически в 1,5 раза размеров селитебных участков с плотной застройкой и значительное сокращение площадей с редкой застройкой и отдельных дворов (таблица). Очевидно, что население стало переселяться, объединяться в более крупные села с развитой инфраструктурой, поскольку в них выше уровень обеспечения социальными услугами, в первую очередь, школами и медицинскими учреждениями, и более комфортные условия проживания. Важным фактором также являлось то, что в более крупных населенных пунктах обеспеченность рабочими местами была более высокой.

Для каждого населенного пункта был характерен определенный тип сельскохозяйственных угодий, в структуре которых в целом, как правило, преобладали пашни в сочетании с сенокосами и пастбищами. Освоение целинных и залежных земель привело к сильному расширению посевных площадей в начале ХХ в. (рис. 2).

новном земли с менее плодородными почвами, а также на склонах с крутизной более 30.

После распада СССР сельскохозяйственные мероприятия на территории Тункинской котловины резко сократились, что привело к увеличению залежных земель, превращению пашен в сенокосы и пастбища. Основные площади пашен заброшены. К 2010 г. площадь пахотных земель по сравнению с предыдущим периодом сократилась приблизительно в 9 раз. В связи с этим произошло увеличение доли залежей, большая часть которых на данный момент зарастает травянистой растительностью.

Выводы. Наиболее значительные изменения в ландшафтной структуре Тункинской котловины произошли вследствие сельскохозяйственных мероприятий, а именно, распашки земель, которая сопровождалась преобразованием коренных геосистем. Стоит отметить также рост селитебных территорий сельского типа, поскольку степень антропогенной модификации селитебных зон самая высокая. Процесс расселения на исследуемой территории консервативен: возникнув в определенном месте, поселение имеет тенденцию к существованию в течение длительного исторического периода, видоизменяясь со временем под влиянием различных социально-экономических факторов.

Проанализировав данные за последние 100 лет, можно сделать вывод, что в большинстве геосистем территории наблюдается переход от преобразова-

Рис. 2. Карта площадей распаханных территорий за период с 1900 по 2010 г.

В период 1896-1914 гг. на территории Тункинской котловины было распахано 204,92 км2. Распашка сопровождалась сведением больших площадей лесного покрова. Геоинформационный анализ разновременных картографических источников и космоснимков позволил выявить, что в 60-70-х годах прошлого века всего было распахано 272,37 км2. В этот период площадь заброшенных земель, которые были освоены ранее (в 1896-1914 гг.), составила 110 км2 - это в ос-

тельной динамики к восстановительной. Причиной этого перехода послужили резкое и существенное снижение сельскохозяйственной деятельности, а также образование Тункинского национального парка. Стоит отметить и увеличение площадей с максимальным уровнем антропогенной трансформации в связи с изменившимся типом расселения - переходом от дискретного к локальному, централизованному.

Библиографический список

1. Белоусов В.М., Будэ И.Ю., Радзимович Я.Б. Физико-географическая характеристика и проблемы экологии Юго-Западной ветви Байкальской рифтовой зоны: учеб. пособие. Иркутск: Изд-во ИГУ, 2000. 160 с.

2. Бешенцев А.Н. Геоинформационная оценка природопользования. Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2008. 118 с.

3. Бурятия: природные ресурсы / К.Ш. Шагжиев [и др.]. Улан-Удэ: Изд-во БГУ, 1997. 280 с.

4. Выркин В.Б., Кузьмин В.А., Снытко В.А. Общность и различие некоторых черт природы Тункинской ветви котловин // География и природные ресурсы. 1991. № 4. С.61 -68.

5. История Бурятской АССР. Улан-Удэ, 1954. 644 с.

6. Коновалова Т.И. Геосистемное картографирование. Новосибирск: Академическое издание «Гео», 2010. 186 с.

7. Щетников А.А., Уфимцев Г.Ф. Структура рельефа и новейшая тектоника тункинского рифта (Юго-Западное Прибайкалье). М.: Научный мир, 2004. 160 с.

8. Мельник А.В. Динамика антропогенных ландшафтов Западного Забайкалья (историко-географический аспект). М.: Изд-во МИИГАиК, 1999. 342 с.

9. Ларин С.И. Основные этапы освоения ландшафтов Тун-кинских котловин // Историко-географические исследования Южной Сибири. Иркутск, 1991. С.70-85.

10. Атутова Ж.В. Роль природопользования в преобразовании геосистем Тункинской ветви котловин в конце XVIII -начале ХХ века // География и природные ресурсы. 2009. № 3. С.124-128.

11. Комплексная оценка территории Тункинского национального парка. Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 1995. 84 с.

УДК 612.014

ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЕ РИСКИ ПЕРСОНАЛА ПОЛИГОНОВ ПО ЗАХОРОНЕНИЮ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ

© С.С. Тимофеева1, С.С. Тимофеев2, Л.В. Шешукова3

Иркутский государственный технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Рассмотрены профессиональные риски, обусловленные воздействием химического фактора, для персонала, работающего на полигонах по захоронению твердых бытовых отходов (ТБО). Приведена характеристика полигона по захоронению ТБО в г. Иркутске, представлены морфометрические данные по составу отходов и эмиссии свалочных газов. Рассчитаны массовые выбросы основных компонентов свалочных газов. Показано, что наибольшую долю в свалочных газах составляют метан и сероводород, рассмотрены механизмы токсического действия этих веществ и даны практические рекомендации по снижению профессиональных рисков. Ил. 1. Табл. 1. Библиогр. 4 назв.

Ключевые слова: профессиональные риски; персонал; полигоны твердых бытовых отходов; свалочные газы; метан; сероводород.

PROFESSIONAL RISKS OF SOLID WASTE DISPOSAL LANDFILL STAFF S.S. Timofeeva, S.S. Timofeev, L.V. Sheshukova

Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, Russia, 664074.

The paper deals with professional risks associated with the exposure to chemical factors for the staff of solid waste landfills. It characterizes a landfill for solid waste disposal in the city of Irkutsk; presents morphometric data on the waste composition and landfill gas emissions; calculates the mass emissions of the main components of landfill gases. Methane and hydrogen sulfide are shown to constitute the largest fraction of landfill gases. The toxicity modes of these su b-stances are examined and practical recommendations to reduce professional risks are given. 1 figure. 1 table. 4 sources.

Key words: professional risks; staff; solid waste landfills; landfill gases; methane; hydrogen sulfide.

Практически для всех крупных городов Российской Федерации одной из основных задач в области охраны среды обитания человека является решение проблемы утилизации и переработки бытовых и промышленных отходов. Неиспользуемые отходы - это миллиарды тонн безвозвратно теряемых материальных ресурсов. Кроме того, отходы - источник поступления

вредных химических и биологических компонентов в окружающую среду.

Сегодня проблема отходов стала одной из важнейших экономических, ресурсных и экологических проблем в мире. Количество образующихся и перерабатываемых отходов не только является показателем экономического потенциала, но и характеризует уро-

1Тимофеева Светлана Семеновна, доктор технических наук, профессор, заведующая кафедрой промэкологии и безопасности жизнедеятельности, тел.: (3952) 405106.

Timofeeva Svetlana, Doctor of technical sciences, Professor, Head of the Department of Industrial Ecology and Life Safety, tel.: (3952) 405106.

Тимофеев Семен Сергеевич, старший преподаватель кафедры промэкологии и безопасности жизнедеятельности. Timofeev Semen, Senior Lecturer of the Department of Industrial Ecology and Life Safety.

3Шешукова Лариса Васильевна, аспирант. Sheshukova Larisa, Postgraduate student.