Фитоиндикационно-геоэкологический анализ ландшафтов юго-востока Беларуси

Фитоиндикационно-геоэкологический анализ ландшафтов юго-востока Беларуси

Фитоиндикационно-геоэкологический анализ (ФГА) — методологическая концепция геоэкологических исследований динамики геосистем с использованием фитоиндикационных критериев. Целью ФГА является поиск путей оптимизации природопользования и улучшения качества окружающей человека среды. Предмет ФГА — динамика геосистем и связанные с ней изменения их геоэкологических характеристик (средои ресурсовоспроизводящих свойств, продуктивности, биоразнообразия, экологического равновесия), диагностируемые по фитоиндикаторам. Фитоиндикационно-геоэкологический анализ имеет существенные отличия от других работ в области фитоиндикации: 1) рассмотрение фитоиндикаторов как элементов природных и природно-антропогенных геосистем; 2) комплексирование методов фитоиндикации («универсальных» фитоиндикаторов не существует, сложность объектов индикации требует применения различных фитоиндикационных методов и методик); 3) отбор методов фитоиндикации ведется исходя из жесткого требования удовлетворять следующим критериям: быстрота (метод должен позволять в ограниченный отрезок времени получать максимум информации о состоянии геосистемы), простота (т.е. низкая трудоемкость и высокая экономичность), достаточно высокая точность (относительно затраченных сил и средств), пригодность для анализа геосистем различной размерности и генезиса, сопоставимость результатов, по крайней мере, в пределах изучаемой территории (региона); 4) фитоиндикационные методы направлены на решение геоэкологических задач, т. е. фитоиндикация подчинена геоэкологическому анализу и оценке, выступает их инструментом.

ФГА является инновационным развитием геоэкологического анализа (геоэкологической оценки), которое проявляется: в сокращении затрат на проведение полевых и лабораторных исследований состояния отдельных компонентов геосистем; в возможности изучения долговременной динамики геосистем; в) в создании информационной базы для интерпретации результатов дистанционных исследований; г) в использовании экологических критериев (связанных с биоразнообразием, устойчивостью, продуктивностью геосистем) для оценки напряженности геоэкологических ситуаций.

Операционная территориальная единица при ФГА — геоэкологический участок. Геоэкологический участок — территория, относительно однородная по природно-антропогенным условиям, как правило, имеющая размер от первых км2 до нескольких десятков км2. Геоэкологический участок представляет собой мезоформу рельефа с однородной литогенной основой и характеризуется определенным набором антропогенных нагрузок и нарушений. Основной картографический материал, отражающий результаты ФГА, представлен следующим набором карт: природно-ландшафтной основы; структуры землепользования; негативных природно-антропогенных процессов; современных сукцессионных статусов геосистем; средообразующей способности растительного покрова (актуальной); современных динамических тенденций; оценки напряженности геоэкологических ситуаций.

Для напряженности геоэкологической ситуации предлагается использовать: коэффициент пораженности территории современными геологическими процессами; коэффициент пораженности территории дигрессиями растительности; коэффициент экологической стабильности; показатель SПСВ=0 (удельная площадь участков с «нулевым» потенциалом самовосстановления). Для уточнения генезиса дигрессивных изменений растительности и последующей оценки геоэкологической ситуации использовались данные по загрязнению компонентов геосистем, взятые из опубликованных и фондовых источников.

Рассмотрим результаты использования ФГА на примере двух модельных районов, расположенных на юго-востоке Беларуси.

Модельный район «РУМ» (Рандовка-Уза-Мильчанская канава) находится на северо-западной и западной окраине города Гомеля. Представляет территорию, обособленную долинами малых рек: Рандовка (с севера); Уза (с запада); Мильчанская канава (с востока и юго-востока). Данная территория представлена тремя видами ландшафтов: моренно-зандровым (северная часть) и аллювиальным террасированным (южная часть территории). Незначительную площадь занимает пойменный ландшафт. Природно-ландшафтная структура района имеет вид: моренно-зандровый ландшафт — 30,9%; аллювиальный террасированный ландшафт — 62,0%; пойменный ландшафт — 7,1%. Общая площадь модельного района составляет 71,28 км². Структура землепользования характеризуется преобладанием лесных геосистем — 42,4%. Луга, пастбища, сенокосы составляют около 20%. Пахотные земли — 24,2%. На долю нарушенных и застроенных земель приходится 13,1% территории.

В пределах модельного района были выделены 6 участков (выделов), отличающиеся природными условиями, величиной антропогенной нагрузки и спецификой хозяйственного освоения: I — северный участок (моренно-зандровая равнина, с покровом лессовидных суглинков; абсолютные отметки — 135−140 м; доминирует сельскохозяйственный тип нагрузки: распаханность — более 75); II — северо-западный участок (2-я надпойменная терраса и пойма реки Рандовка; абсолютные отметки — 130−132 м; доминирует сельскохозяйственный тип нагрузки: распаханность около 39%; относительно высокая плотность мелиоративной сети); III — северо-восточный участок (сложно построенная геосистема, представляющая собой экотон моренно-зандрового и аллювиального террасированного ландшафта). Абсолютные отметки — 130−135 м. Доминирует промышленно-техногенный тип нагрузки: промышленная застройка — около 50%; складирование твердых отходов — 22,5 т/км2 в год; в пределах выдела расположены Гомельский химический завод, его полигон твердых отходов, Гомельский радиозавод); IV — центральный участок (надпойменная терраса; абсолютные отметки — 122−135 м; преобладают лесные геосистемы — сосновые и широколиственно-сосновые леса); V — юго-восточный участок (надпойменная терраса; абсолютные отметки — 130−135 м; доминирует антропогенная нагрузка, связанная с городской застройкой (более 25% площади) и рекреацией; захватывает западную окраину города Гомеля — микрорайоны «Молодежный», «Солнечный», «Давыдовка», «Медгородок» и пригородную рекреационную зону); VI — южный участок (надпойменная терраса и пойма реки Уза; абсолютные отметки — 120−130 м; характерна многофакторная антропогенная нагрузка — агроселитебная застройка (до 5%), сельскохозяйственная деятельность, складирование бытовых отходов; на территории выдела расположен населенный пункт Уза, поля фильтрации, городская свалка ТБО).

Модельный район «ЧУК» (Ченки-Кореневка-Уть) расположен южнее города Гомеля. Западная граница района представлена рекой Сож; южная граница — рекой Уть; северная граница — канализированный ручей; восточная граница — линия Гомель-Кореневка-Зябровка. Природно-ландшафтная структура района имеет вид: аллювиальный террасированный ландшафт — 47,8%; пойменный ландшафт — 13,5%; вторичный водно-ледниковый ландшафт — 47,8%. Общая площадь модельного района составляет 170,77 км². Структура землепользования характеризуется преобладанием лесных геосистем — 52,0%. Луга, пастбища, сенокосы составляют около 14%. Пахотные земли — 22,6%. На долю нарушенных и застроенных земель приходится 11,1% территории. В пределах модельного района были выделены 7 участков (выделов), отличающиеся природными условиями, величиной антропогенной нагрузки и спецификой хозяйственного освоения: I — северный участок (аллювиальный террасированный ландшафт; абсолютные отметки — 120−130 м; большая часть территории занята городской застройкой — более 50%); II — северо-западный участок (пойма реки Сож и надпойменная терраса); III — южный участок (аллювиальный террасированный ландшафт; распаханность — 37%); IV — центральный участок (аллювиальный террасированный ландшафт с поверхностным залеганием аллювиальных песков; абсолютные отметки — 120−130 м; преобладают лесные геосистемы, занимающие 89,9% площади); V — северо-восточный участок (аллювиальный террасированный ландшафт с прерывистым покровом водно-ледниковых супесей; абсолютные отметки 120−130 м; преобладают лесные геосистемы — 87,1% площади); VI — юго-восточный участок (водно-ледниковая равнина; абсолютные отметки — м; распаханность — 41,0%; лесистость — 45,3%); VII — юго-западный участок (пойма реки Сож; абсолютные отметки — м; распаханность — 21,7% лесистость — 18,1%). ландшафт геоэкологический фитоиндикационный Оценка геоэкологической ситуации на территории модельного района «РУМ» показала следующие результаты. Очень низкая степени напряженности характерна для участка V, низкая степень напряженности — для участков I и II, средняя степень напряженности — для участков V и VI, сильная степень напряженности — для участка III. Таким образом, структура геоэкологических ситуаций на территории модельного района имеет вид: нормальная ситуация — 39,3%; удовлетворительная ситуация — 29,7%; критическая — 21,2%; кризисная — 9,9% площади района. Это обусловлено тем, что основные геоэкологические проблемы территории (за исключением северо-восточного участка) связаны с деградацией средообразующих и самовостановительных свойств геосистем.

Кризисная ситуация на территории участка III обусловлена как высоким уровнем загрязнения, так и значительной пораженностью современными геологическими процессами (18,3% - максимальная на территории района), дигрессиями растительности (9,1% от площади участка или 55,8% лесных экосистем). Более 50% площади участка занимают геосистемы с «нулевым» потенциалом самовосстановления. Критическая ситуация характерна для участков V и VI. На участке V повышение геоэкологической напряженности обусловлено низким потенциалом самовосстановления геосистем на значительной площади (29,1%) и широким распространением дигрессий растительности (11,7% от всей площади или 23,1 лесных экосистем). На участке VI — современными геологическими процессами и загрязнением. Нормальная ситуация характерна для участка IV, на территории которого практически отсутствует застройка и источники загрязнения. Современные геологические процессы представлены только заболачиванием и захватывают около 5% площади. Дигрессии растительности распространены незначительно (1,2%).

На территории модельного района «ЧУК» в целом имеет место удовлетворительная геоэкологическая ситуация. Здесь отсутствуют мощные источники загрязнения, негативные геологические процессы имеют локальное распространение (пораженность такими процессами 0,8−7,1%). Наибольшая острота отмечена на участке I (основные негативные тенденции обусловлены значительными площадями лесов с дигрессивной динамикой и низкой стабильностью геосистем). Напряженность на участках IV и V характеризуется как очень низкая (нормальная ситуация). Большая часть территории характеризуется низкой напряженностью (участки II, III, VI, VII).

Выполненные исследования показывают, что фитоиндикационно-геоэкологический анализ позволяет: 1) выявить и установить ареалы распространения негативных природно-антропогенных процессов; 2) на основе экологических критериев выполнить оценку современной геоэкологической ситуации; 3) оценить динамические тенденции, определяющие потенциальные геоэкологические ситуации. Результаты ФГА могут служить основой для прогнозирования динамики геосистем, теоретического обоснования экологических нормативов и путей оптимизации природопользования.