Главная – Журналы – Поиск по журналам

На основе принципов GRID-моделирования проведена оценка экологического потенциала геосистем Байкальской Си бири, построены специальные оценочные карты. Содержание таких карт определяется задачами получения необ хо димой информации об особенностях геосистем, необходимых для дальнейшей разработки прогнозов и получения объек тивных результатов. К числу таких важных характеристик геосистем относятся показатели состояния и нарушен ности, экологического потенциала, а также степень естественной и антропогенной устойчивости. С использованием специальных оценочных карт природных условий и экологического потенциала геосистем появляется возможность дать общее представление об условиях существования в них людей, создать естественнонаучную основу для разумной региональной экологической политики.

Выделены пространственные структуры природопользования в виде территориальных сочетаний добывающих предприятий (установок, сооружений) и ресурсосодержащих компонентов геосистем, связанных процессом добычи природного ресурса, его изъятия из природной геосистемы. Определены звенья основного (связанного с добычей основ ного природного ресурса), сопутствующего (связанного с добычей, изъятием других ресурсов при добыче основного) и «обратного» (в виде изменения природно-ресурсного потенциала за счет техногенных воздействий) природопользования, которые в пределах конкретной территории могут пересекаться. Подчеркивается, что природопользование, рассмат риваемое на территориальном, пространственно наименее обобщенном, уровне всегда базируется на комбинированном использовании природных ресурсов, в том числе - территории, воды, воздуха и т. п. Предлагается рассматривать региональное развитие и на территориальном уровне в виде формирования и развития территориальных социально экономических систем. Основные компоненты последних - это отдельные непосредственно связанные транспортны ми путями поселения, а также связанные с ними пространственные (территориальные) структуры природопользо вания. Предлагается схема матричной модели регионального развития, которая охватывает и отражает поселения территориальных социально-экономических систем, используемые природные ресурсы и компоненты окружающей среды. Модель позволяет производить оценки структурных перестроек в системах, в том числе при реализации новых инвестиционных проектов. Предлагается схема мониторинга регионального природопользования.

Обоснована необходимость агроэкологической оценки земель, которая выступает базой при формировании новых систем адаптивного земледелия на ландшафтной основе, разрабатываемых с целью рационализации землепользования и используемых в землеустройстве. Проанализирована современная структура и состояние сельскохозяйственных угодий Верхнего Приангарья (на примере Иркутского района Иркутской области). Выполнена агроэкологическая оцен ка земель для выявления их агроэкологического потенциала, в результате чего выделены агроэкологические группы земель, различающихся по ряду естественных природных и агрохозяйственных признаков. При этом учтены такие показатели, как бонитет почв, реакция почв на сельскохозяйственное использование, характер залегания почв по рельефу, крутизна склонов, урожайность сельскохозяйственных культур (на примере пшеницы и трав кормовых угодий). По результатам исследования, которое опиралось главным образом на различные картографические материалы, раз работана и составлена оценочно-рекомендательная карта в м-бе 1:200 000. Карта дает представление о местопо ложении агроэкологических групп почв с определенными свойствами, потенциальном их использовании под те или иные виды сельскохозяйственных угодий, продуктивности культур, об агроэкологических особенностях почв при возделыва нии и применении соответствующих агромелиоративных мер по предотвращению негативных процессов, поддержанию и повышению плодородия почв. Определено, что преимущественно весь агропотенциал района сосредоточен в его центральной части, активное социально-экономическое развитие которой приводит к выведению из оборота ценных сельскохозяйственных земель. Большая площадь восточной части района территории непригодна для потенциального ведения сельского хозяйства, за исключением относительно выровненных участков земель вблизи населенных пунктов, которые могут использоваться под выпас скота (по лесу) и сенокосы.

Для характеристики экологического состояния горнодобывающих районов предложена методика геоэкологической оценки, апробированная на примере Новокузнецкого района угледобывающей Кемеровской области. В качестве терри ториальных операционных единиц анализа природных условий использованы 22 ландшафтные местности в составе трех провинций Салаиро-Кузнецко-Алатауской горной области, среди которых доминируют лесные ландшафты низ когорий. Оценка геоэкологической стабильности геосистем основана на сопоставлении с помощью ArcGIS степени антропогенной преобразованности и устойчивости ландшафтов с помощью матрицы. Для каждого из выделенных по данным анализа космических снимков и тематических карт восьми видов и категорий земель с учетом горнодобыва ющей специализации региона определено значение коэффициента антропогенной преобразованности. На основе раз работанной картосхемы структуры хозяйственного использования для каждого ландшафтного контура рассчитан средневзвешенный по площади коэффициент антропогенной преобразованности. Для Новокузнецкого района установ лены ландшафты трех степеней геоэкологической стабильности: относительно стабильные, стабильные, весьма ста бильные. В целом в пределах Новокузнецкого района наибольшая доля приходится на водораздельные склоновые ландшаф ты Кузнецкого Алатау с пихтово-осиновой черневой тайгой, а также долин мелких рек и ручьев, с весьма стабильным геоэкологическим состоянием (66,8 % площади). Разработанный алгоритм геоэкологической оценки достаточно уни версален и может применяться для территорий других иерархических уровней.

Дан анализ ландшафтообразующей роли рельефа, его влияния на формирование ландшафтной структуры терри тории в ее динамическом понимании, т. е. структуры коренных и переменных состояний топогеосистем. Рассмотре ны и сопоставлены понятия геоморфологического (высотные уровни, ярусная структура рельефа, склоновая микро зональность) и факторально-динамического (факторальная серийность, коренные, мнимокоренные и серийные фации) подходов к исследованию геосистем территории плоскогорья. Рассмотрено свойство серийности геосистем с факто рально-динамических позиций, где факторальная серийность определена характером влияния локальных факторов на топогеосистему (избыточное увлажнение, выход горных пород и др.), а динамический аспект связан с силой фактор ного влияния, определяющей степень отклонения конкретной топогеосистемы от коренной геосистемы. Относитель ная высота в данном аспекте рассматривается как показатель степени отклонения характеристик конкретной топогеосистемы от коренного состояния, т. е. показатель степени и вида факторальной серийности. На примере Олхинского плоскогорья (территория Южного Прибайкалья) проведено сравнительное исследование микрозональной геоморфологической структуры ландшафтов и серийности геосистем, возникающей в результате видоизменяющего влияния различных факторов. Сопоставлены карта ареалов групп фаций, построенная методом геосистемного кар тографирования с использованием данных дистанционного зондирования Земли и материалов комплексных маршрутных исследований, и карта-схема микрозональной структуры ландшафтов, рассчитанной на основе цифровой модели ре льефа с применением данных относительной высоты местоположения и крутизны склонов. Выявленная связь между микрозональной дифференциацией ландшафта и серийностью топогеосистем неоднозначна. Это объясняется суще ствованием множества локальных факторов, экранирующих прямое влияние рельефа на геосистемы, что приводит к увеличению ландшафтного разнообразия.

Разработаны методы моделирования гидрологических процессов для различных горных ландшафтов зоны распро странения многолетней мерзлоты с учетом влияния переменных состояний и водно-теплового режима деятельного слоя на процессы формирования стока, применимые в условиях крайней недостаточности данных наблюдений. В ка честве объекта исследования принят водосбор р. Сунтар (7680 км ² , перепад высот 830-2794 м, зона сплошной много летней мерзлоты, верховья р. Индигирки). Для моделирования бассейн р. Сунтар разбит на четыре стокоформирующих ландшафта: гольцовый комплекс, пояс горной тундры, тайга, заболоченные редколесья и луговые болота. На основе данных наблюдений на высокогорной станции Сунтар-Хаята по программе Международного Геофизического года в 1957-1959 гг. разработаны параметры гидрологической модели «Гидрограф», описывающие процессы формирования стока в высокогорной гольцовой зоне (высота >1900 м). Моделирование характеристик снежного покрова, темпера туры грунтов на различных глубинах в гольцовой зоне, а также гидрографов стока в замыкающем створе р. Сунтар показало удовлетворительное согласие с данными наблюдений. Модельные расчеты позволили оценить среднемноголет ние величины элементов водного баланса различных ландшафтов и их вклад в формирование стока, а также предложить уточнения справочных величин среднемноголетних годовых осадков и испарения для района исследования. Пока зано, что модель «Гидрограф» применима для моделирования термического состояния грунтов и процессов формирования стока на масштабах от единичной почвенной колонки до среднего речного бассейна в горной криолитозоне при недо статочности информации.

Дана оценка влияния диффузии водяного пара на теплоперенос в снежном покрове на основании математической модели теплопереноса и с учетом диффузии водяного пара и сублимации - конденсации. Установлено, что с учетом диффузии водяного пара глубина проникновения холодного фронта с температурой -1 ° С в снежную толщу увеличи вается на 20-30 и на 33-43 % для снега плотностью 250 и 180 кг/м ³ соответственно. Дана характеристика влияния температуры и плотности снега на теплоперенос за счет диффузии водяного пара: при росте температуры от -25 до -1 ° С доля теплопереноса в снежном покрове за счет диффузии увеличивается для снега плотностью 150 кг/м ³ от 9 до 45 % и от 3 до 21 % для снега плотностью 400 кг/м ³ . Выявлено, что плотность снега в значительной степени определяет величину коэффициента эффективной теплопроводности, в то же время глубина проникновения в снег температурного фронта слабо зависит от плотности снега. Это обусловлено небольшим изменением коэффициента температуропроводности снега при вариации его плотности. Представлены обобщенные зависимости коэффициента теплопроводности снега и проведено их сравнение с другими формулами. Зависимость, полученная для наибольших значений коэффициента теплопроводности, соответствует значениям теплопроводности при температуре снега -1 ° С, для средних значений - температуре снега -10 ÷ -12 ° С. Расчеты по зависимости для наименьших значений коэффициента теплопроводности в значительной степени совпадают с расчетами по формуле М. Штурма для зер нистого снега.