Ландшафтно-экологическая оценка устойчивости техногеосистем территории аэропорта

2005 НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК МГТУ ГА 86

серия Эксплуатация воздушного транспорта и ремонт авиационной техники. Безопасность полетов

УДК 551.4:911.2

ЛАНДШАФТНО-ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ ТЕХНОГЕОСИСТЕМ ТЕРРИТОРИИ АЭРОПОРТА

Е.В. ЭКЗЕРЦЕВА, Т.Г. ФЕОКТИСТОВА Статья представлена доктором технических наук, профессором Ципенко В.Г.

В статье представлены методы оценки устойчивости техногеосистем и возможность их использования при экологической оценке территорий аэропортов.

Большое количество исследований посвящено проблемам устойчивости геосистем. Взгляды на эту проблему можно свести к трем составляющим: рамкам естественного функционирования, способности сопротивляться внешнему воздействию и возможности релаксации после снятия нагрузки. Значительная роль в определении устойчивости геосистем и техногенного загрязнения отводится способности к самоочищению от продуктов техногенеза. При этом М.А.Глазовская считает, что устойчивость обуславливается скоростью трансформирования и выноса техногенных веществ за пределы геосистем. Во многом это обеспечивается совместимостью природных и техногенных потоков вещества. Следовательно, устойчивость геосистем напрямую связана с проблемой антропогенных нагрузок на геосистемы. В.Б.Сочава рассматривает данный вопрос с позиции использования структурно-функционального подхода для определения критериев устойчивости геосистем. Следовательно, можно сделать вывод о том, что для изучения территории необходимы четыре взаимосвязанных составляющих: оценка качества природной и городской среды; функциональное зонирование территории; выявление ее средостабилизирующих возможностей.

Составляющие оценки качества городской среды распадаются на ряд самостоятельных исследований, из которых вполне традиционны оценки загрязнения природных сред (ПС) по качественной характеристике их элементарного состава. Особая роль здесь принадлежит изучению почво-грунтов урбанизированных территорий, т.к. почвы являются своего рода буферной системой и отражают как прошлые, так и настоящие процессы загрязнения. Весьма активно в последнее время используется снегохимическая съемка, т.к. снег считается надежным индикатором загрязнения, консервирующим почти весь объем выпадений из атмосферы за зимний период. Однако оценка техногенной нагрузки по данным снегохимической съемки до сих пор остается проблематичной из-за отсутствия надежных реперов для определения фоновых содержаний.

Следующая составляющая - функциональное зонирование. В практике экологогеографических исследований утвердилось традиционное направление в разбивке урбанизированных территорий на пять функциональных зон: производственную, жилищную, транспортную, рекреационную и социально-бытовую. Однако для оценки экологического состояния районирование, на наш взгляд, должно производиться до уровня городских техногеосистем (ТГС) -особых природно-техногенных реалий, характеризующихся как участки, возникшие на месте одной или нескольких смежных естественных геосистем, с общей историей освоения и с однотипностью современных антропогенных воздействий по всему ареалу. Пространственная структура техногеосистем и ее предметно-ландшафтное наполнение непосредственно определяют степень свободы человеческого поведения. Кроме того, различные техногеосистемы имеют разный показатель «пребываемости населения», иначе говоря, плотность потенциальных жертв загрязнения и режим их суточной миграции.

Третья составляющая - оценка средостабилизирующих возможностей территории должна включать картографический анализ факторов, способных оптимизировать экологическую ситуацию.

Последняя составляющая - это регламентация, по сути, представляет собой многомерную матрицу регламентаций режимов природопользования и следующих из них управленческих решений. Регламентация жизнедеятельности населения направлена на такое регулирование деятельности, которое при имеющемся сочетании факторов приведет к минимальному экологическому риску.

Важную информацию о состоянии техногеосистемы в ее историческом развитии содержит его морфолитогенная основа, включающая характеристики погребенного и современного рельефа. Палеогеографическое районирование урбанизированных территорий Московского региона показало, что каждая территория дифференцируется особенностями строения морфолитогенной основы на ряд территориальных подразделений, которые характеризуются достаточно контрастными инженерно-геоморфологическими условиями и спектром экзогенных процессов различной интенсивности. Степень устойчивости природной среды (территории) определяется как природной устойчивостью морфолитогенной основы, так и степенью антропогенного воздействия на нее.

Одним из ведущих факторов, определяющих устойчивость морфолитосистем, являются литологические свойства коренных пород. Устойчивость коренной основы значительно варьируется в зависимости от степени карбонатности пород, наличия переуглублений в коренном ложе, приуроченности к структурно-тектоническим узлам. Наряду с этим нестабильность территории обусловлена пространственной литологической неоднородностью и колебаниями мощности четвертичного покрова в сочетании с относительно большой глубиной и густотой расчленения рельефа и высоким уровнем грунтовых вод. В целом, наиболее устойчивы те районы, где преобладает ледниковая аккумуляция с большими мощностями ледниковых отложений. К ним относятся большая часть водораздельных пространств и западные районы Московской области. Самыми устойчивыми являются мореные суглинки, а неустойчивыми - лессовидные суглинки, легко поддающиеся размыву.

При анализе природной устойчивости морфолитосистем особое внимание обращается на проявление наиболее типичных деструктивных экзогенных процессов. Среди них, на территории Центральной зоны можно выделить три группы: склоновые (прежде всего оползневые), карстовые, овражная эрозия. В итоге результирующая оценка устойчивости того или иного района зависит от интенсивности проявления и площадного распространения указанных экзогенных процессов. Антропогенное воздействие, как правило, усиливает их негативное влияние на природную среду.

Оползневые процессы приурочены к долинам крупных рек (Москвы, Оки) и их притоков. Зонами наибольшего риска при этом являются глубокие погребенные долины в районе Клин-ско-Дмитровской гряды, например, долина Пра-Куньи. Определенную геоэкологическую угрозу представляет близкое к поверхности земли залегание карбонатных пород, способствующее образованию карстовых процессов. Примером может служить территория г.Москвы, где отмечается наличие древних погребенных долин и подземных пустот в карстующихся породах. Проявлению овражной эрозии способствуют большие перепады высот исходного рельефа, наличие покрова лессовидных суглинков и залегающие под мощным чехлом четвертичных отложений податливые размыву терригенные породы мела и неогена.

Территория аэропорта - разновидность техногеосистемы. Так же как и в природном ландшафте, здесь сочетаются все основные компоненты - рельеф, почвы, поверхностные и грунтовые воды, растительность и животный мир. Однако связи между этими компонентами сильно видоизменены, вследствие длительного, интенсивного воздействия человека. Наряду с механическим воздействием ландшафт территории аэропорта подвергается мощному техногенному потоку вещества. В ходе этого воздействия постепенно выравнивался рельеф. Перво-

начальная равнинность условий, прокладка множества дорог и коммуникаций привели к ухудшению дренажа и подтоплению части территорий. Почвы сначала попали в сельскохозяйственный оборот, а затем в зону строительства и перестройки. За многие годы активная строительнохозяйственная деятельность на территории аэропорта привела к накоплению так называемого культурного слоя, перекрывающего естественные отложения. Местами почвенный покров совершенно смыт или срезан в ходе подготовки площадок под строительство. В пределах аэропорта почвы изменяют не только строение, но и химический состав. Выбросы, осаждаемые из атмосферы, промышленные и бытовые отходы, приток геохимически контрастных грунтовых вод - все это факторы сложного по характеру воздействия, называемого геохимическим антропогенным прессом. Одновременно с почвами коренным изменениям подвергался растительный покров. В настоящее время он представлен зелеными насаждениями (культурными) и самосевными рудеральными видами.

Состояние техногеосистем, в том числе и территорий аэропортов, может определяться внутренними и внешними, прямыми и обратными, положительными и отрицательными связями отдельных природных компонентов. Оно изменяется вследствие количественно-качественных изменений литогенной основы, химического состава депонирующих компонентов, параметров естественных геофизических полей. Критерий оценки состояния современных природных и природно-техногенных систем предложен в основных положениях методики «Комплексная геоэкологическая оценка территорий» (Заиканов). Наибольшую стабильность имеют геосистемы более высокого ранга, а геосистемы низкого ранга характеризуются значительным диапазоном величин оценок геоэкологической стабильности. Состояние системы может определяться зональным биоценозом и неизмененным состоянием абиотических компонентов, характерных для определенного этапа развития, и быть выражено интегральным показателем - величиной оценки природно-ресурсного потенциала.

Природно-ресурсный потенциал на урбанизированных территориях снижается в связи с возрастанием антропогенных нагрузок. Их размеры можно установить, проследив динамику воздействия на состояние системы природных и техногенных факторов. Стабильность территорий будет определяться степенью соответствия остаточного природно-ресурсного потенциала и потребностей. Система сохраняет стабильность в случае существенного превышения потенциала над расходной его частью, и неспособность удовлетворить потребности на нормативном уровне приводит ее в разряд нестабильных. При равенстве этих величин система находится в переходном состоянии к нестабильному.

Для определения приоритетных направлений решения экологических проблем и их предупреждения необходима адекватная действительности экологическая оценка и представление ее в картографической форме. Экологическое картографирование позволяет отобразить пространственную и пространственно-временную дифференциацию последствий антропогенных воздействий на природную среду в компактном и наглядном виде и может служить информационной базой органам контроля и управления.

Выявление и картографирование экологических проблем и ситуаций в разных масштабах можно представить как единый, взаимосвязанный процесс, включающий:

1) пространственную локализацию экологических проблем;

2) установление набора экологических проблем на территории и определение территориального сочетания экологических проблем-ситуаций;

3 ) оценку остроты экологической ситуации.

Система ранжирования и комплексирования экологических проблем ( в виде матриц - по Кочурову Б. И.) учитывает характер последствий изменения среды и их приоритетность, а также вытекающие из этого способы экологических проблем с целью определения остроты экологических ситуаций. Нестабильность и изменчивость экологической ситуации настоятельно требуют перехода на качественно новый уровень хранения и переработки информации всех опи-

санных блоков, что конкретно должно выразиться в создании геоинформационных систем целевого назначения.

ЛИТЕРАТУРА

1. Арманд А.Д. Информационные модели природных комплексов - М.: Наука, 1991, 234с.

2. Географическое обоснование экологических экспертиз. - М.:Изд-во Московского ун-та, 1985, 208с.

3. Глазовская М.А. Почвенно-геохимическое районирование нечерноземной зоны для целей охраны от загрязнения // Вопросы географии. - М.: Мысль, 1978, № 108, с. 127-138.

4. Заиканов В.Г., Минакова Т.Б. Геоэкологическая оценка урбанизированных территорий.// Проблемы региональной экологии. - 1990, № 2, с.50.

5. Кочуров Б.И. География экологических ситуаций (экодиагностика территорий). - М.:Б-ка журнала «Проблемы региональной экологии», 1997,131с.

6. Сочава В.Б. Введение в учение о геосистемах. - Новосибирск: Наука, 1974, 110с.

7. Экзерцева Е.В. Охраняемые природные территории в городе: состояние, проблемы, перспективы // Ломоносовские международные чтения. Сб. статей научно-практической конференции «Непрерывное экологическое образование: содержание, технология перспективы». - Архангельск, 1997. - с.5-9.

8. Ekzertseva E. The Landscape Region-Arrangement As An Ecological Organization Of The Territories Of Russian Province \\ Ecological education, 1997. - №1 - 0.5 п.л.

THE LANDSCAPE REGION-ARRANGEMENT AS AN ECOLOGICAL ORGANIZATION OF THE

TERRITORIES OF AEROPORTS

Ekzertseva E. V. , Feoktistova T.G.

The solution of contemporary ecological problem is connected with the organization. The roots of the most part of the ecological problems come out of the unsettled state of landscape, of the important bases of its existence that is why landscape mast be the main object in the sphere of nature protection.

Сведения об авторах

Экзерцева Екатерина Вадимовна, окончила МПГУ в (1989), кандидат педагогических наук, доцент кафедры безопасности полетов и жизнедеятельности МГТУ ГА, автор около 30 научных работ, область научных интересов - ландшафтно-экологическая оценка территорий, экологическая безопасность, геоэкология, экологическая картография.

Феоктистова Тамара Герасимовна, окончила КИИГА (1968), доцент кафедры безопасности полетов и жизнедеятельности МГТУ ГА, автор свыше 20 научных и методических трудов, область научных интересов - экологическая безопасность, системы качества в области охраны труда.