Установление пределов устойчивости существования экосистем – актуальная задача, решение которой крайне необходимо в настоящее время при постоянном росте воздействия на окружающую среду. Устойчивость определяет способность системы сохранять свою структуру и функциональные особенности при изменениях нагрузки на среду. Пределы устойчивости экосистем в значительной степени определяются изменчивостью внешней среды при негативном влиянии антропогенного фактора [2].
Решение проблемы устойчивости природно-антропогенных систем часто основывается на генеральном плане развития территории. Скорее всего, методика оценок устойчивости развития экосистем регионов должна основываться на электронной карте природного экологического каркаса, созданной на базе ГИС. Карта природного каркаса региона должна включать в себя не только зоны застройки, но и особо охраняемых природных территорий (ООПТ), леса, природно-рекреационные территории, историко-культурные памятники, санитарно-защитные, водоохранные и другие зоны в виде биоэкономических и буферных зон с необходимой атрибутивной информацией.
Целями исследования является изучение устойчивости экосистем Талдомского района Московской области и разработка предложений по повышению устойчивости территории. Для определения устойчивости (коэффициентов экологической устойчивости региональной территории – Кэурт) была использована методика из работы Карева В.Б. и Кавешникова Н.Т.
Расчеты проводили с учетом соотношения площадей, занятых различными функциональными зонами с учетом положительного и отрицательного воздействия их на окружающую среду (Кэурт1) и с учётом внутренних свойств и качественного влияния этих зон (Кэурт2).
Кэурт1 = ∑Sni / ∑Smj,
где Sni – площади, занимаемые элементами положительного i-го воздействия на среду, (км2 или га); Smj – отрицательного j-ого воздействия (км2 или га).
Кэурт2 =∑ (Sj Kэj Kгм) / Sо,
где Sj – площадь занятая j-м элементом; Kэj – коэффициент, характеризующий экологическое значение j-го элемента на среду; Кгм – коэффициент геолого-морфологической устойчивости рельефа; Sо – площадь всей территории. [1]
Таблица 1
Шкала оценки коэффициента экологической устойчивости региональной территории [1]
|
Кэурт1 |
Характеристика территории |
|
Менее 0,5 |
Нестабильность хорошо выражена |
|
0,51…1,00 |
Состояние стабильное |
|
1,01…3,00 |
Состояние условно стабильное |
|
3,01 и более |
Стабильность хорошо выражена |
Таблица 2
Шкала оценки коэффициента экологической устойчивости региональной территории с учетом внутренних свойств и качественного состояния территории [1]
|
Кэурт2 |
Характеристика территории |
|
Менее 0,33 |
Нестабильный |
|
0,34…0,50 |
Мало стабильный |
|
0,51…0,66 |
Средне стабильный |
|
Более 0,66 |
Стабильный |
Талдомский район находится в 111 км к северу от г. Москвы. Он размещается в северной части Верхневолжской низменности, где преобладают высоты от 125 до 150 м. Территория района составляет 1427 км2, численность населения 44274 человек, из которых 78% проживают в городах и посёлках, 22% – в сельской местности. [4]
В основу расчетов положены картографические материалы по Талдомскому району за период 2002–2007 гг. На базе ГИС MapInfo Professional созданы электронные слои всего спектра объектов с необходимой атрибутивной информацией. За базу взято структурно-функциональное зонирование территории района. Всего выделено 6 зон различного значения: территории городских и сельских населенных пунктов (S=94 км2), сельскохозяйственные зоны (S = 386 км2), лесные (S = 758 км2), водные (S = 16 км2) и болотные (S = 56 км2) территории, а также особо охраняемые территории (S = 155 км2).
Коэффициенты экологического значения, характеризующие влияние каждой функциональной зоны на окружающую среду взяты из указанной методики либо рассчитаны самостоятельно: для городских и сельских населенных пунктов – 0,03; сельскохозяйственных зон – 0,48; лесных территорий – 0,69; водных – 0,79; болотных – 0,40; особо охраняемых территорий – 0,55. Коэффициент геолого-морфологической устойчивости рельефа для лесных и водных территорий, а также ООПТ принят равным 1,0 и характеризующийся как стабильный; для жилой и сельскохозяйственной зон, а также болотных территорий принят равным 0,7, как для нестабильных элементов, подверженных антропогенному воздействию.
Определим Кэурт1 Талдомского района с учетом только площадей различных зон:
Кэурт1 = (758 + 16 + 155) / (56 + 386 + 94) = = 929 / 536 = 1,73.
Полученное значение показателя указывает на условно стабильное состояние рассматриваемой региональной территории. Данная характеристика полученного значения показывает, что уже намечены некоторые сдвиги от естественного состояния, связанные с увеличением площадей, занятых элементами негативного экологического воздействия, такими как сельскохозяйственные территории, жилые зоны, болота.
Определим Кэурт2 Талдомского района с учётом характеристик внутренних свойств и качественного состояния элементов территории:
Кэурт2 = (758⋅0,69⋅1 + 16⋅0,79⋅1 + 155⋅0,55⋅1 + 56⋅0,4⋅0,7 + 386⋅0,48⋅0,7 + 94⋅0,03⋅0,7) / 1400 = =(523,02 + 12,64 + 85,25 + 15,68 + 129,69 + 1,97): :1400 = 768,25 / 1400 = 0,55.
Из расчета следует что, региональная территория характеризуется среднестабильной устойчивостью, что связано не только со значительной площадью, занятой элементами негативного экологического воздействия, но и её антропогенной реорганизацией.
По самым приблизительным расчетам (проведенным по аналогии с прилегающим к району городом Дубной [3]) по соотношению площадей, занятых различными элементами положительного и отрицательного воздействия на окружающую среду территория Талдомского района перейдет из условно стабильного состояния в стабильное состояние через 182 года. По внутренним свойствам и качественному состоянию различных по функциям зон территория Талдомского района перейдет из средне стабильного состояния в мало стабильное состояние уже через 12 лет.
Эти заключения позволят сделать вывод о том, что для сохранения устойчивости территории Талдомского района уже сейчас необходимы природоохранные мероприятия. Развитие территории необходимо сопровождать экологически взвешенными решениями. Среди базовых мероприятий можно назвать экологическое зонирование территории района для формирования регионального природоохранного экологического каркаса, сохранение и создание ООПТ, сохранение площадей надлежащего состояния и биоразнообразия лесных территорий в качестве буфера загрязнений, ликвидацию пожароопасных ситуаций в районе, осуществление контроля качества вод в водных объектах, а также стабилизацию и реставрацию пространственной структуры землепользования.