Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,791

ОЦЕНКА ЛАНДШАФТНО-ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ГЕОСИСТЕМЫ СРЕДНЕГО ПОУРАЛЬЯ

Чибилёв А.А. (мл.) 1 Мелешкин Д.С. 1 Григоревский Д.В. 1
1 Институт степи Уральского отделения Российской академии наук
Природные компоненты взаимосвязаны и образуют природно-территориальные комплексы, обладающие различной экологической устойчивостью и потенциалом. Длительное время степные ландшафты подвергаются как природным, так и внешним антропогенным воздействиям. Происходит нарушение целостности природных ландшафтов и дальнейшая их трансформация в промышленные, сельскохозяйственные и другие виды. Сегодня актуальным является вопрос изучения ландшафтно-экологической устойчивости степных регионов Российской Федерации и их природно-хозяйственных систем. В исследовании на полимасштабном уровне была выбрана геосистема Среднего Поуралья, включающая в себя 12 муниципальных образований Оренбургской области. Геосистема Среднего Поуралья располагается на плакорных участках, а существующие в степной зоне агроландшафты длительное время подвергались интенсивному сельскохозяйственному освоению, в связи с чем на территории исследования хорошо выражена нестабильность ландшафтов. Для анализа ландшафтно-экологической устойчивости Среднего Поуралья использовалась методика общей оценки устойчивости ландшафтов. Расчеты проводились на основе вычисления коэффициента экологической стабильности ландшафтов, в структуре которого лежат две группы стабильных и нестабильных элементов ландшафта. В результате анализа ландшафтно-экологической устойчивости Среднего Поуралья было выявлено, что только в Кувандыкском ГО состояние ландшафтов условно стабильное (1,26). В семи муниципальных образованиях нестабильность ландшафта выражена хорошо (коэффициент экологической стабильности варьируется от 0,21 до 0,44). В Акбулакском районе показатель стабильности ландшафтов составляет 0,99. На территории Среднего Поуралья средний показатель коэффициента экологической стабильности составляет 0,54. Одной из основных причин нестабильности ландшафтов является распаханность, 41,3 % от общей площади территории исследования. Проведённые расчёты позволяют получить общую информацию об уровне ландшафтно-экологической устойчивости исследуемой территории, способствующей выбору комплекса мероприятий по стабилизации, сохранению и восстановлению ландшафта.
Среднее Поуралье
ландшафтно-экологическая устойчивость
коэффициент экологической стабильности
муниципальные образования
земельные угодья
Оренбургская область
степная зона
геосистема
1. Абалаков А.Д., Лопаткин Д.А. Устойчивость ландшафтов и ее картографирование // Известия Иркутского государственного университета. Серия «Науки о Земле». 2014. Т. 8. С. 2–14.
Abalakov A.D., Lopatkin D.A. Mapping of Landscape Stability // Izvestiya Irkutskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya «Nauki o Zemle». 2014 V. 8. P. 2–14 (in Russian).
2. Лопырев М.И., Линкина А.В. Модернизация систем земледелия на эколого-ландшафтной основе // Вестник ВГАУ. 2012. № 3 (34). С. 49-56.
Lopyrev M.I., Linkina A.V. Modernization of farming systems on an ecological-landscape basis // Vestnik VGAU. 2012. № 3 (34). P. 49–56 (in Russian).
3. Баранов В.А. Экологическая оптимизация агролесоландшафтов юго-востока Европейской России (структура, динамика, эволюция). Саратов: Изд-во АСП, 2012. 314 с.
Baranov V.A. Environmental optimization of agroforest landscapes of the southeast of European Russia (structure, dynamics, evolution). Saratov: Izd-vo ASP, 2012. 314 p. (in Russian).
4. Чибилёв А.А., Чибилёв А.А. (мл.), Руднева О.С., Соколов А.А., Падалко Ю.А., Мелешкин Д.С., Григоревский  Д.В. Проблемы устойчивого развития социально-экономических геосистем степной зоны Российской Федерации. Оренбург: ИС УрО РАН, 2018. 128 с.
Chibilyov A.A., Chibilyov A.A. (ml.), Rudneva  O.S., Sokolov A.A., Padalko Yu.A., Meleshkin D.S., Grigorevsky  D.V. Problems of sustainable development of socio-economic geosystems of the steppe zone of the Russian Federation. Orenburg: IS UrO RAN, 2018. 128 p. (in Russian).
5. Саприн С.В. Оценка экологической устойчивости агроландшафтов Воронежской области: дис. ... канд. геогр. наук. Москва, 2017. 156 с.
Saprin S.V. Assessment of the environmental sustainability of agricultural landscapes of the Voronezh region: dis. ... сand. geogr. sciences. Moscow, 2017. 156 p. (in Russian).
6. Масютенко Н.П., Чуян Н.А., Бахирев Г.И., Кузнецов  А.В., Брескина Г.М., Дубовик Е.В., Масютенко М.Н., Панкова Т.И., Калужский А.Г. Система оценки устойчивости агроландшафтов для формирования экологически сбалансированных агроландшафтов. Курск: ВНИИЗиЗПЭ РАСХН, 2013. 50 с.
Masjutenko N.P., Chujan N.A., Bahirev G.I., Kuznecov  A.V., Breskina G.M., Dubovik E.V., Masjutenko M.N., Pankova T.I., Kaluzhskij A.G. System for assessing the stability of agricultural landscapes for the formation of environmentally balanced agricultural landscapes. Kursk: VNIIZiZPJe RASHN, 2013. 50 p. (in Russian).
7. База данных показателей муниципальных образований [Электронный ресурс]. URL: http://www.gks.ru/free_doc/new_site/bd_munst/munst.htm (дата обращения: 26.06.2019).
Database of indicators of municipalities [Electronic resource]. URL: http://www.gks.ru/free_doc/new_site/bd_munst/munst.htm (date of access: 26.06.2019) (in Russian).
8. Итоги Всероссийской сельскохозяйственной переписи 2016 года: В 6 т. // Территориальный орган Федеральной службы государственной статистики по Оренбургской области. Т. 3: Земельные ресурсы и их использование. Оренбург, 2018. 197 с.
Results of the All-Russian Agricultural Census 2016: 6 vol. // Territorial’nyj organ Federal’noj sluzhby gosudarstvennoj statistiki po Orenburgskoj oblasti. V 3: Zemel’nye resursy i ih ispol’zovanie. Orenburg, 2018. 197 p. (in Russian).
9. Чибилёв А.А.(мл.), Падалко Ю.А., Семёнов Е.А., Руднева О.С., Соколов А.А., Григоревский Д.В., Мелешкин Д.С. Очерки экономической географии Оренбургского края. Том II. Оренбург: ИС УрО РАН, 2018. 144 с.
Chibilyov A.A. (ml.), Padalko Yu.A., Semenov E.A., Rudneva O.S., Sokolov A.A., Grigorevsky D.V., Meleshkin D.S. Essays on the economic geography of the Orenburg region. Volume  II. Orenburg: IS UrO RAN, 2018. 144 p. (in Russian).
10. Чибилёв А.А. (мл.), Семёнов Е.А., Григоревский  Д.В. Региональные особенности использования природных ресурсов охраняемых территорий в Оренбургской области // Вестник ОГУ. 2015. № 10. С. 455–460.
Chibilyov A.A. (ml.), Semenov E.A., Grigorevsky D.V. Regional features of the use of natural resources of protected areas in the Orenburg region // Vestnik OGU. 2015. № 10. P.  455–460 (in Russian).
11. Государственный доклад о состоянии и об охране окружающей среды Оренбургской области в 2017 г. / Под ред. К.П. Костюченко. Оренбург: Министерство природных ресурсов, экологии и имущественных отношений Оренбургской области, 2018. 237 с.
State report on the state and environmental protection of the Orenburg region in 2017. / Ed. K.P. Kostyuchenko. Orenburg: Ministerstvo prirodny`x resursov, e`kologii i imushhestvenny`x otnoshenij Orenburgskoj oblasti, 2018. 237 p. (in Russian).

С ростом городов и увеличением хозяйственной нагрузки природные ландшафты нарушаются и трансформируются в техногенные, дальнейшая структура которых зависит от хозяйственного использования территории. Ландшафты, на которых отсутствует аграрная и техногенная деятельность, представлены такими категориями земель, как лесные, пастбища, сенокосы, залежь, земли под многолетними насаждениями, а также территориями, занятыми национальными парками, заповедниками, заказниками и памятниками природы, обладающими низкой степенью нарушенности и относящимися к стабильным элементам ландшафта. Земли, подвергшиеся изменениям, либо разрушающиеся, с низкой экологической саморегуляцей, такие как пашня, застроенные земли, улично-дорожная сеть, садоводческие участки и мелиорируемые земли, относятся к нестабильными угодьям. Такие элементы ландшафта вызывают экологическую и хозяйственную напряженность, отрицательно влияющую на ландшафтно-экологическую устойчивость.

Цель исследования: дать оценку ландшафтно-экологической устойчивости Среднего Поуралья в разрезе муниципальных образований. На основе полученных результатов выявить степень экологической устойчивости ландшафта исследуемой территории и дать рекомендации по его защите и дальнейшему сохранению. Для достижения цели были решены следующие задачи:

– выявлены показатели, характеризующие факторы ландшафтно-экологической устойчивости, по которым в Оренбургской области ведётся официальное статистическое наблюдение в разрезе муниципальных образований;

– составлена база данных соответствующих абсолютных показателей по муниципальным образованиям на основе актуальной и достоверной информации из официальных источников;

– составлена картосхема результатов ландшафтно-экологической устойчивости исследуемой территории.

Материалы и методы исследования

Проблемы оценки устойчивости природных и техногенных ландшафтов изложены в трудах А.Д. Абалакова (2010, 2014), М.И. Лопырева (1995, 2005, 2012), В.А. Баранова (1995, 2001, 2006, 2012) и др. [1–3]. В работах этих авторов был создан методический подход к разработке системы оценки ландшафтно-экологической устойчивости территории для формирования экологически сбалансированных ландшафтов.

Рассматриваемая в исследовании территория Среднего Поуралья [4] располагается в центральной, равнинной и засушливой части Оренбургской области. Оценка общей ландшафтно-экологической устойчивости проведена с помощью коэффициента экологической стабильности ландшафта (КЭСЛ), по методике В.А. Баранова [3]. Данный метод основывается на сопоставлении площадей занятых стабильными и нестабильными элементами ландшафта. Этот коэффициент даёт возможность оценивать ландшафтно-экологическую устойчивость, объединяя качественные и количественные параметры биотических и абиотических элементов природно-территориального комплекса. Согласно методике происходит разделение территории на две группы (стабильных и нестабильных) ландшафтов, расчет соотношения которых производится по формуле

chibil01.wmf (1)

где Fст – площади занятые стабильными элементами ландшафта, Fнст – площади занятые нестабильными элементами ландшафта, где

Fст = x1 + x2 + x3 + x4 + x5 + x6, (2)

Fнст = x7 + x8 + x9 + x10 + x11. (3)

Для оценки ландшафтно-экологической устойчивости на региональном уровне мы ограничились данным коэффициентом, в связи с тем, что стабильные и нестабильные элементы ландшафта являются буферными и частично компенсируются между собой [5]. В нашем исследовании не рассматриваются земли под водой и болотами, так как в открытых статистических сборниках и докладах в разрезе муниципальных образований по данным показателям учёт не ведётся. Оценка коэффициента экологической стабильности происходит по шкале, представленной в табл. 1.

Таблица 1

Шкала оценки коэффициента экологической стабильности ландшафта [6]

Коэффициент экологической стабильности ландшафта

Характеристика экологической стабильности ландшафта

Коэффициент экологической стабильности ландшафта

Характеристика экологической стабильности ландшафта

≤ 0,5

нестабильность выражена хорошо

3,0–4,5

стабильность выражена хорошо

0,5–1,0

состояние нестабильное

≥ 4,5

стабильность ярко выражена

1,0–3,0

состояние условно стабильное

   

 

Коэффициент экологической стабильности ландшафта является определяющим в оценке ландшафтно-экологической устойчивости, отражая фактор внутреннего противоречия ландшафтной экосистемы [6].

Стабильные элементы ландшафта: x1 – сенокосы; x2 – пастбища; x3 – залежь; x4 – многолетние насаждения; x5 – лесные земли; x6 – особо охраняемые природные территории.

Нестабильные элементы ландшафта: x7 – пашня; x8 – застроенные земли; x9 – улично-дорожная сеть (улиц, проездов, набережных и т.п.); x10 – земли некоммерческих объединений граждан, включающие в себя садоводческие, огороднические и дачные земельные участки, в структуре которых рассматриваются показатели (постройки, сооружения, дорожки, газоны и декоративные насаждения); x11 – мелиорированные земли.

Информационной базой исследования послужили открытые данные Федеральной службы государственной статистики по Оренбургской области и Министерства природных ресурсов по Оренбургской области за 2016 г. [7, 8].

Результаты исследования и их обсуждение

Проведение оценки общей экологической стабильности ландшафта исследуемой территории заслуживает внимания, так как данный метод дает возможность оценивать устойчивость ландшафта, интегрируя качественные и количественные характеристики различных видов ландшафта. Значения показателей ландшафтно-экологической устойчивости в разрезе муниципальных образований геосистемы Среднего Поуралья отражены в табл. 2.

Таблица 2

Исходные показатели для расчета коэффициента экологической стабильности [7–9]

п/п

Муниципальные образования

Площадь стабильных элементов ландшафта (га)

x1

x2

x3

x4

x5

x6

Fст

1

Акбулакский район

41584,6

57328,2

35,7

33361,8

3749

11342,1

147401,4

2

Беляевский район

20394,0

31663,9

53,9

22858,8

9707

11449,4

96127,0

3

Илекский район

24596,1

24315,6

42,9

7400,0

34526

733,3

91613,9

4

Октябрьский район

7925,6

27673,0

300,8

1359,7

1899

533,3

39691,4

5

Оренбургский район

12647,8

32486,7

856,0

13916,0

28358

725,5

88990,0

6

Переволоцкий район

14428,6

30123,1

60,3

4803,5

8113

2059,6

59588,1

7

Сакмарский район

7432,3

8570,0

182,2

2872,3

7146

339,3

26542,1

8

Саракташский район

22195,3

58902,0

118,0

1967,2

19529

1657,6

104369,1

9

Ташлинский район

16614,6

50451,2

85,3

4774,6

17230

842,4

89998,1

10

ГО г. Оренбург

3447,3

4399,0

803,6

4873,8

1532

0,0

15055,7

11

Соль-Илецкий ГО

27426,0

32094,5

67,6

25655,5

7269

999,2

93511,8

12

Кувандыкский ГО

28477,1

28993,4

88,1

26830,8

38386

55431,4

178206,8

 

п/п

Муниципальные образования

Площадь нестабильных элементов ландшафта (га)

x7

x8

x9

x10

x11

Fнст

1

Акбулакский район

144386,9

2591

1747

10,4

105,2

148840,5

2

Беляевский район

103931,9

4427

2036

0,0

0,0

110394,9

3

Илекский район

152845,7

5689

3437

0,0

40,0

162011,7

4

Октябрьский район

182140,3

5223

889

0,0

0,0

188252,3

5

Оренбургский район

237497,4

14677

4346

1065,4

171,4

257757,2

6

Переволоцкий район

155672,3

3002

1188

11,9

0,0

159874,2

7

Сакмарский район

129446,5

3666,2

1255

139,0

17,4

134524,1

8

Саракташский район

178578,1

5455

3920

4,8

0,0

187957,9

9

Ташлинский район

178548,9

3943

1292

0,0

0,0

183783,9

10

ГО г. Оренбург

48741,2

10815

4941

958,9

6653,0

72109,1

11

Соль-Илецкий ГО

161018,9

47021

2564

12,5

399,8

211016,2

12

Кувандыкский ГО

132400,5

5195

3268

26,9

0,0

140890,4

 

Из табл. 2 видно, что максимальные суммы показателей стабильных элементов ландшафта в Кувандыкском городском округе – 178,2 тыс. га и Акбулакском районе – 147,4 тыс. га, этому способствуют большие территории лесных земель, сенокосов и пастбищ, а также значительные площади особо охраняемых природных территорий. Так, в Кувандыкский ГО входят ГПЗ «Шайтан-Тау» и 2 заказника регионального значения «Карагай-Губерлинское ущелье», «Губерлинские горы». Особо охраняемые природные территории в Кувандыкском ГО занимают 10 % от площади муниципального образования. В Акбулакский район входит значительная часть участка ГПЗ «Оренбургский» «Предуральская степь» – 10,9 тыс. га (65,6 % от площади участка). В Кувандыкском ГО большие площади занимают лесные земли – 38,4 тыс. га (6,7 %), в Илекском районе – 34,5 тыс. га, доля лесных земель в районе самая высокая (9,6 % от площади территории) [10, 11].

Максимальная сумма показателей нестабильных элементов ландшафта отмечается в Оренбургском районе – 257,8 тыс. га. Значительные площади нестабильных элементов ландшафта заняты пашней, в Оренбургском районе самая высокая площадь пашни – 237,5 тыс. га, распаханность территории составляет 47,3 % от площади района. В Октябрьском районе площадь пашни также высока – 182,1 тыс. га (доля пашни 67,6 % от площади муниципального образования). Низкая площадь пашни отмечается в Беляевском районе – 103,9 тыс. га (28,2 % территории распахано). Нужно отметить, что в Кувандыкском ГО при показателе площади пашни в 132,4 тыс. га, доля распаханности территории самая минимальная среди всех муниципальных образований Среднего Поуралья – 23,0 %. В Соль-Илецком ГО самые большие площади застроенных земель – 47,0 тыс. га, что составляет 9,0 % от площади территории. Данный показатель высокий в Оренбургском районе – 14,7 тыс. га (2,9 %), в г. Оренбурге доля застроенных земель составляет 11,8 %. В Акбулакском районе самая минимальная площадь застроенных земель – 2,6 тыс. га, а также самая низкая доля застроенности (0,5 %) из всех муниципальных образований территории исследования. Максимальная площадь мелиорируемых земель в ГО г. Оренбург – 6,7 тыс. га (7,3 % от площади территории). Также в г. Оренбург значительные площади улично-дорожной сети – 4,9 тыс. га и в Оренбургском районе – 4,3 тыс. га. В Октябрьском районе данный показатель самый низкий – 0,9 тыс. га. Итогом оценки общей ландшафтно-экологической устойчивости геосистемы Среднего Поуралья стала визуализация пространственного распределения коэффициента экологической стабильности (рисунок).

chibil1.tif

Картосхема состояния экологической стабильности ландшафтов Среднего Поуралья

В результате оценки ландшафтно-экологической устойчивости Среднего Поуралья было выявлено, что только в Кувандыкском ГО состояние ландшафтов условно стабильное (КЭСЛ 1,26). В семи муниципальных образованиях нестабильность ландшафта выражена хорошо, самое низкое значение отмечено в г. Оренбурге, Октябрьском и Сакмарском районах (0,21). В Саракташском, Илекском, Беляевском и Акбулакском районах коэффициент стабильности более 0,5, поэтому состояние ландшафтов оценивается как нестабильное. Необходимо отметить, в Акбулакском районе коэффициент стабильности составляет 0,99, а в Беляевском районе 0,87. Поэтому за исключением Кувандыкского ГО ландшафты исследуемой территории относятся к нестабильным.

Геосистема Среднего Поуралья располагается на плакорных участках, а существующие в степной зоне агроландшафты длительное время подвергались интенсивному сельскохозяйственному освоению, в связи с чем на территории исследования хорошо выражена нестабильность ландшафтов и среднее значение КЭСЛ составляет 0,53. Основным фактором снижения экологической стабильности ландшафта является высокая распаханность территории (41,3 %), значительные площади заняты дорогами (0,7 %) и постройками (2,6 %).

Проведённые расчёты позволяют получить общую информацию об уровне ландшафтно-экологической устойчивости исследуемой территории, способствующей выбору комплекса мероприятий по стабилизации, сохранению и восстановлению ландшафта. Так, если в Акбулакском и Беляевском районах увеличить площадь таких стабильных элементов ландшафта, как сенокосы и пастбища, а также вернуть выведенные из перечня региональных ООПТ памятников природы, то состояние стабильности ландшафтов этих территорий будет увеличиваться. Повышению ландшафтно-экологической стабильности Среднего Поуралья будет способствовать перевод части низкорентабельных пахотных земель в категорию пашни под многолетние травы, увеличение площади сельскохозяйственных угодий под сенокосами и пастбищами. Эффективной с точки зрения повышения стабильности ландшафта является реализация комплекса мероприятий по расширению площади земель занятых под особо охраняемыми природными территориями. При управлении процессами урбанизации и развития на территории Среднего Поуралья таких городов, как Оренбург, Кувандык, Медногорск и Соль-Илецк, необходимо учитывать природоохранные интересы, стараясь оптимизировать расположение населения и промышленных объектов, создающих высокую нагрузку на окружающую среду и ландшафт.

Статья подготовлена в рамках темы «Степи России: ландшафтно-экологические основы устойчивого развития, обоснование природоподобных технологий в условиях природных и антропогенных изменений окружающей среды» (№ ГР АААА-А17-117012610022-5) при финансовой поддержке Всероссийской общественной организации «Русское географическое общество» № 08/2019/РГО-РФФИ «Геоинформационный анализ индикаторов эколого-экономической безопасности и оценка ландшафтно-экологической устойчивости природно-хозяйственных систем регионов степной зоны России» (№ ГР АААА-А17-117041310143-0).


Библиографическая ссылка

Чибилёв А.А. (мл.), Мелешкин Д.С., Григоревский Д.В. ОЦЕНКА ЛАНДШАФТНО-ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ГЕОСИСТЕМЫ СРЕДНЕГО ПОУРАЛЬЯ // Успехи современного естествознания. – 2019. – № 7. – С. 133-138;
URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=37172 (дата обращения: 15.10.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074