Статья: Эколого-геодинамическая характеристика территории Центрально-Черноземного региона

Эколого-геодинамическая характеристика территории Центрально-Черноземного региона

Т.В. Овчинникова 1,

И.И. Косинова 2,

В.М. Смольянинов 3,

А.Н. Галкин 4,

Т.В. Ашихмина 1

1Воронежский государственный технический университет 2Воронежский государственный университет

3Воронежский государственный педагогический университет 4Витебский государственный университет

Аннотация

Проведена идентификация опасных эколого-геодинамических факторов в пределах Центрально-Черноземного региона, их ранжирование по масштабу и интенсивности проявления. Осуществлено дифференцирование территории региона по интенсивности опасных экзогенных процессов, способствующих возникновению кризисных экологических ситуаций. Выявлено, что максимальное количество природных опасностей локального уровня преобладает в Орловской и Тамбовской областях, муниципального - в Воронежской, Липецкой, Тамбовской и Белгородской, межмуниципального - в Курской, Липецкой и Воронежской. Проведенные исследования служат базой для разработки и реализации стратегий и мер рационального природопользования территории Центрально-Черноземного региона.

Ключевые слова: Экзогенные процессы, экологические ситуации, регион, опасные факторы, экология, геодинамика, районирование территории. регион опасный экзогенный

EСOLOGICAL AND GEODYNAMIC CHARACTERISTICS OF THE TERRITORY OF CENTRAL BLACK EARTH REGION

Abstract: identification of hazardous environmental-geodynamic factors within Central Black Earth region, their ranking on the scale and intensity of the symptoms. Implemented differentiation within the region by the intensity of dangerous exogenic processes, contributing to crisis ecological situations. It is revealed, that the maximum number of natural hazards local level prevails in Oryol and Tambov regions, municipal - in the Voronezh, Lipetsk, Tambov and Belgorod, intermunicipal - Kursk, Lipetsk and Voronezh. Conducted research serve as a basis for development and implementation of strategies and remedy rational nature management of Central Black Earth region.

Keywords: exogenous processes, environmental situation, region, hazards, environmental Geodynamics, zoning of the territory.

Введение

Современный этап развития цивилизации характеризуется значительным ростом антропогенной нагрузки на окружающую природную среду, следствием которой является увеличение частоты и интенсивности стихийных бедствий и техногенных чрезвычайных ситуаций. Проявление последствий названных процессов уже давно вышло за рамки отдельно взятых государств, поэтому решение проблемы экологической безопасности требует согласованных действий всего мирового сообщества [1].

Так, Хиогская рамочная программа действий, принятая правительствами 168 стран на 2005-2015 гг., создала потенциал реализации Международной стратегии уменьшения опасности бедствий (МСУОБ), которая включает все меры, направленные на недопущение или ограничение негативных последствий опасных природных явлений, и связанных с ними экологических и техногенных катастроф. МСУОБ осуществляется на межсекторальной и междисциплинарной основе и является международной программой по уменьшению опасности бедствий [2].

Общая идея МСУОБ (международная стратегия уменьшения опасностей бедствий) включает разработку и реализацию стратегий и мер управления риском на всех уровнях с учетом особых потребностей населения, городских агломераций и сельскохозяйственных секторов.

Целью настоящего исследования является эколого- геодинамическая характеристика территории Центрально-Черноземного региона для разработки структуры рационального природопользования и обеспечения комфортности жизнедеятельности населения.

Основные задачи исследования:

- идентификация опасных эколого-геодинамических факторов в пределах Центрально-Черноземного региона, их ранжирование по масштабу и интенсивности проявления;

- установление характера и видов возможных опасных эколого-геодинамических проявлений для дальнейшей разработки стратегии предупреждения кризисных экологических ситуаций в регионе с интенсивной антропогенной нагрузкой на природную среду;

- эколого-геодинамическое дифференцирование территории региона по интенсивности опасных экзогенных процессов, способствующих возникновению кризисных экологических ситуаций.

Объект и методы исследования

Район исследований находится в южной части Центральной России и имеет внутриконтинентальное географическое положение. В состав Центрально-Черноземного региона входят: Белгородская, Воронежская, Курская, Липецкая, Орловская и Тамбовская области. Его общая площадь составляет 192,4 тыс. км 2 [3].

Район имеет индустриально-аграрную экономическую специализацию, представленную машиностроительной, горнорудной, металлургической, химической и пищевой промышленностью. Аграрный сектор специализируется на производстве зерна, технических культур и животноводческой продукции [4].

Климат Центрально-Черноземного региона умеренно-континентальный, рельеф представлен Среднерусской и Калачской возвышенностями, располагающимися на западе и юго-востоке, и Окско-Донской низменностью - на востоке. Возвышенности имеют частое и глубокое расчленение, водоразделы залегают на абсолютных отметках 200-250 м, абсолютные отметки низменности не превышают 150-180 м, рельеф плоский, слабо изрезан балками и оврагами [5].

Необходимо отметить значительное влияние рельефа на распределение атмосферных осадков и формирование почвенно-растительного покрова. Генетические связи почвенного покрова с рельефом и климатическими особенностями отражены в почвенноклиматическом районировании Центрально-Черноземного региона (рис. 1) [6].

В характеризуемом районе отмечается значительная антропогенная нагрузка на природную среду и, соответственно, высокая экологическая напряженность [7, 8]. Эколого-геодинамическая характеристика территории ЦЧР производилась нами на основе бассейнового подхода, позволяющего рассматривать бассейны рек одновременно как естественные природные ячейки экогеосферы, в которых происходит формирование водных и земельных ресурсов, и как природно-хозяйственные системы, контурами которых следует считать границы водосборов малых и средних рек [9, 10].

При эколого-геодинамической характеристике района исследований использовались следующие данные: тектонические особенности территории, характер и свойства рельефообразующих пород, геоморфологические условия, водный режим территории, наличие экзогенных процессов, использование земель в хозяйственной деятельности человека.

Рис. 1. Почвенно-климатические районы ЦЧР [6]. Условные обозначения: I - серые лесные и оподзоленные черноземы; II - выщелоченные черноземы; III - выщелоченные черноземы; IV - слабовыщелоченные типичные и выщелоченные; V - типичные среднемощные и выщелоченные черноземы; VI - типичные среднемощные и выщелоченные; VII - типичные мощные и среднемощные; VIII - обыкновенные; РК - обыкновенные; Х - обыкновенные; Х! - обыкновенные; ХИ - обыкновенные маломощные и южные черноземы.

Результаты исследований и их обсуждение

Изучение проявления возможных кризисных экологических ситуаций природного характера в Центрально-Черноземном регионе позволяет отнести их к типу "непреднамеренные", классу "природные" и выделить подклассы: литосферные, атмосферные, гидросферные, включающие в себя группы и виды кризисных экологических ситуаций. По масштабу природные опасности подразделяются на уровни: локальный, муниципальный, межмуниципальный, региональный, межрегиональный, федеральный (табл. 1).

К эколого-геодинамическим факторам формирования экологической ситуации в Центрально- Черноземном регионе относятся: овражная эрозия, оползни, карстовые провалы, просадка грунтов, переработка берегов водохранилищ, заиливание русел рек.

Природные опасности в Центрально-Черноземных областях

Таблица 1

Примечание: в классификации ЧС - трансграничных на сегодняшний день нет (упразднили).

Анализ Центрально-Черноземного региона по условиям развития эколого-геодинамических факторов позволил сгруппировать их в 10 районов (рис. 2). В основу выделения каждого района положена информация по литологическому составу рельефообразующих пород, густоте балочного расчленения территории, облесенности и распаханности земель, водопроницаемости, величине увлажнения, глубине местного базиса эрозии (табл. 2).

Рельефообразующие породы представлены широким возрастным спектром - от девонских до современных. Среди них: карбонатная серия -известняки, мела и мергели, а также пески, суглинки и глины. По анализируемым критериям имеет место дифференциация показателей по выделенным районам. Коэффициент увлажнения изменяется от 0,8 до 1,3. Глубина базиса эрозии ориентирована на тектонические особенности территории, наиболее высокие значения характерны для Среднерусской и Калачской возвышенностей. Максимальная густота долинно-балочного расчленения приурочена к пескам и глинам мелового возраста, известнякам верхнего девона.

Показатели облесенности значительно изменяются по территории Центрально-Черноземного региона. В целом, площади, занятые лесами, незначительны и варьирую от 5 до 14 %. Данный показатель относится к группе экологических и во многом определяет эколого-геодинамическую характеристику региона в целом. Распаханность земель в регионе высокая и составляет от 55 до 68 %. Максимально распаханы земли в Курской и Орловской областях.

Литологические особенности рельефообразующих пород определяют форму балок и оврагов, густоту расчленения, форму склонов, размеры водосборов.

Рис. 2. Схема дифференциации районов Центральночерноземного региона по комплексу эколого- геодинамических показателей. Районы: 1 - северный; 2 - северо-западный; 3 - верховье рек Оки и Сосны; 4 - западный; 5 - центральный; 6 - южный; 7 - центральный (правобережье Дона); 8 - юго-восточный; 9 - район песчаных террас Дона и Воронежа; 10 - северо-восточный.

Таблица 2

Природные и техногенные факторы, формирующие эколого-геодинамическую характеристику ЦЧР

Примечание: Ф 2 - коэффициент увлажнения; Ф 3- глубина базиса эрозии, м; Ф 4 - густота долинно-балочного расчленения, км/км 2; Ф 5 - облесенность территории, %; Ф 6 - распаханность земель, %.

Характер и интенсивность эколого-геодинамичес- ких процессов на водосборах рек ЦЧР показаны в табл. 3.

Среди опасных природных процессов Центральночерноземного региона наиболее масштабным и значимым является овражная эрозия. Факторами развития этого процесса, являются:

- климатические условия формирования весеннего стока с коротким периодом снеготаяния, когда до 70 % этого стока скатывается с поверхности речных водосборов, создавая условия для развития эрозии;

- рельеф и крутизна склонов.

В характеризуемом регионе наибольшая овраго-опасность при густоте оврагов более 0,8 км/км 2 и их плотности более 0,5 шт/км 2 отмечается в Белгородской, Воронежской, Курской, Липецкой, Орловской областях. Тамбовская область характеризуется малой оврагоопасностью.

В Центрально-Черноземном регионе рельефообразующие породы представлены, в основном, карбонатами, в связи с чем на данной территории хорошо развиты карстовые процессы (рис. 3). При этом здесь обычно наблюдается так называемый покрытый карст, образование которого связано с верхнедевонскими известняками, а также мелом и мергелями верхнемелового возраста, покрытыми песками и глинами четвертичного возраста и почвенно-растительным покровом.

Опасность развития карстовых процессов отмечается в Орловской области и на северо-западе Липецкой, где пораженность территории карстом превышает 25 %, скорость карстовой денудации - до 5 м 3/м 2, диаметр поверхности карстовых форм достигает 30 м, местами - до 150 м, а риск провалов составляет: один провал на 1 км 2 в 10 лет. В этом районе отмечается разрушение промышленных и гражданских сооружений, повреждение коммуникаций.

В районе распространения верхнедевонских известняков выявлено около 1000 карстовых форм рельефа. Среди них наиболее распространены карстовые воронки, которые часто покрыты лесом и кустарником, а также заросли разнотравно-злаковой растительности. Здесь также имеет место значительное развитие циркумментов-форм эколого-геодинамической активности территории.

Карстовым процессам особенно подвержены балки и придолинные склоны рек Дон, Воргол, Большая Чернава, Сосна, Вязелка, Еманча, Красивая Меча и Пальна, где насчитывается до 20-30 карстовых форм рельефа на 1 км 2. В западных районах Липецкой области на днищах балок нередко карстовые воронки образуют длинные цепи взаимосвязанных карстовых ландшафтов.