Реферат на тему:


Воспользуйтесь поиском к примеру Реферат        Грубый поиск Точный поиск






Загрузка...
Луганский государственный педагогический университет имени Тараса Шевченко а

Луганский государственный педагогический университет имени Тараса Шевченко

Киселев Юрий Александрович

УДК 551.4.013 (477.61): 574

ЭКОЛОГО-геоморфологического анализа

СРЕДНЕЙ ЧАСТИ бассейне Северского Донца

11.00.04 - геоморфология и палеогеография

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата географических наук

Луганск - 2001

Актуальность темы

Работа выполнена в Луганском государственном педагогическом университете имени Тараса Шевченко Министерства образования и науки Украины

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук, профессор

Фисуненко Олег Петрович

Луганский государственный педагогический университет имени Тараса Шевченко

заведующий кафедрой географии

Официальные оппоненты: доктор географических наук, профессор

Мельничук Иван Васильевич

Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко, заведующий кафедрой геоморфологии и палеогеографии;

кандидат географических наук, доцент

Чемерис Михаил Петрович

Волынский национальный университет

имени Леси Украинский, доцент кафедры

физической географии

Ведущая организация: Харьковский национальный университет

имени В. Н. Каразина, геолого-географический факультет

Защита состоится 3 июля 2001 года в 10:00 на заседании диссертационного совета К.35.051.08 во Львовском национальном университете имени Ивана Франко (79000, г. Львов, ул. Дорошенко, 41)

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Львовского национального университета имени Ивана Франко (79005, г. Львов, ул. Драгоманова, 5)

Автореферат разослан 31 мая 2001

Ученый секретарь

диссертационного совета Волошин П.К.

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Эколого-геоморфологический анализ является одним из новейших направлений в науке о рельеф, которая в своей классической форме изучала геоморфосферу, геоморфологические системы и формы рельефа, их строение, развитие, динамику, видоизменения в естественных условиях. Но все возрастающее влияние хозяйственной деятельности человека на окружающую среду, в частности литогенный компонент и рельеф, обусловил возникновение новой отрасли в геоморфологические науке - экологической геоморфологии. Поэтому одновременно с традиционным геоморфологическим анализом определенной территории возникла необходимость осуществлять и эколого-геоморфологический [Ковальчук, 1997], направленный на изучение взаимосвязи связей и последствий взаимодействий между различными компонентами геосистем и факторами их функционирования - литогенных, гидроклиматогеннимы, педобиогеннимы, антропогенными, а также экологических последствий взаимодействия природной и техногенной подсистем.

высокой степенью перетворености геоморфосферу отмечается выбранный нами регион исследования - средняя часть бассейна Северского Донца, то есть Луганская область. Антропогенно-техногенной прессинг на окружающую среду, обусловленный особенностями видов природопользования, в структуре которого преобладает угольная промышленность, привел к существенному ухудшению экологического состояния всех его компонентов, в частности литогенных. Научным основанием поиска путей воспроизведения экологического равновесия в геоморфосферу является эколого-геоморфологический анализ, для восточного региона Украины проводится впервые.

Св Связь работы с научными программами, планами, темами. Выбранное направление исследований тесно связан с тематикой работ кафедры географии Луганского педуниверситета. Тема исследования соответствует Государственной научно-технической программе Министерства образования и науки Украины 0.1 & ldquo; Экологическая безопасность Украины & rdquo ;, содержанию государственных программ Управление экологии и природных ресурсов в Луганской области. Основные результаты проведенных автором исследований тесно связанные с & ldquo; Планом действий по охране окружающей среды, рационального использования природных ресурсов и обеспечения экологической безопасности в Луганський области & rdquo; (1999-2005 гг.), Утвержденным распоряжением председателя облгосадминистрации №575 от 29 июля 1999 года; они использованы при разработке концепции экологического оздоровления бассейна Северский Донец (справка Государственного управления экологии и природных ресурсов в Луганской области №530 от 7 февраля 2001г.).

Целью работы является выявление факторов и оценка последствий проявления неблагоприятных геоморфологических явлений и процессов, анализ экологической ситуации, вызванной геоморфологическим, ландшафтным и социально-экономическим факторами, эколого-геоморфологическое районирования региона и обоснование системы оптимизационных мероприятий, направленных на снижение эколого-геоморфологической ситуации и повышения эффективности природопользования.

Для достижения цели решались следующие задачи: 1) усовершенствовать научные основы и методика эколого-геоморфологических исследований региона; 2) создать базу данных основных показателей, отражающих состояние геоморфосферу и тенденции его изменений на протяжении ХХ в .; 3) оценить влияние природных и антропогенных факторов на изменение состояния геоморфосферу; 4) рассчитать показатели эколого-геоморфологической опасности и провести эколого-геоморфологическое районирование территории; 5) определить первоочередность и характер мероприятий по восстановлению устойчивости геоморфосферу; 6) обосновать практические рекомендации, направленные на оптимизацию состояния геоморфосферу.

Об Объектом исследования является фрагмент геоморфосферу средней части бассейна Северского Донца, что выступает средой жизни и хозяйствования человека, и природные и антропогенные рельефообразующие процессы, влияющие на состояние природно-техногенных о объектов, жизнедеятельность человека, напряжение эколого-геоморфологической ситуации , условия природопользования.

Предметом исследования является суб объект-о объектные взаимодействия в системе & ldquo; геоморфосферу - человек & rdquo ;, в частности, механизмы преобразования рельефа антропогенными факторами, динамика спектра и интенсивности геоморфологических процессов,их экологические последствия и т.

Методологической основой исследования являются законы и принципы геоэкологии. Стержневой методологич основой является комплексный и системный подходы.

Новизна работы заключается в совершенствовании методики эколого-геоморфологических исследований и ее апробации на примере одного из уникальных регионов Левобережной Украины, потерпевшего чрезмерного воздействия интенсивного хозяйственного освоения, д связано с разработкой месторождений каменного углей; эколого-геоморфологические оценке роли эрозионно-аккумулятивных и других экзогенных процессов в формировании геоэкологической ситуации в регионе; впервые осуществленной оценке масштабов нарушения геоморфосферу в пределах региона в результате горнодобывающей деятельности, оценке опасности техногенных аварий и катастроф, д связанных с особенностями природопользования, в частности, угледобычей; комплексной характеристике влияния природных и антропогенно-техногенных факторов на состояние геоморфосферу региона; проведении (впервые для региона) оценки эколого-геоморфологической опасности, эколого-геоморфологического районирования территории и обосновании системы природоохранных решений.

Практическое значение полученных результатов. С учетом причин возникновения и особенностей географии неблагоприятных эколого-геоморфологических процессов и ситуаций, тенденций изменения их напряжения оценен параметры антропогенной нагрузки на геоморфосферу в пределах средней части бассейна Северского Донца, что является предпосылкой конструктивно-геоморфологического обоснование комплексной схемы мероприятий, направленных на восстановление экологического равновесия на участках геоморфосферу, улучшение экологической ситуации, повышение эффективности природопользования.

Личный вклад соискателя состоит в том, что им впервые осуществлен региональный эколого-геоморфологический анализ для восточной части Украины в пределах средней части бассейна Северского Донца - территории с интенсивным и разносторонним развитием промышленного и сельскохозяйственного производства вструктуре хозяйства которой преобладает угольная промышленность. В частности: 1) оценено влияние на геоморфосферу доминирующих видов природопользования; 2) проиндексировано виды и определен уровень горнопромышленного, сельскохозяйственного и т.д. нагрузки на геоморфосферу; 3) осуществлен анализ деградации гидросети региона под влиянием изменений природных условий и развития неблагоприятных процессов в природных комплексах; 4) разработана методика определения показателя деградации литосферы - слоя подземной техногенной денудации; 5) на основании фондовых и статистических данных создана серия карт экологической опасности (по эрозионным потенциалом, антропогенно-техногенными изменениями земной поверхности и т.п.); 6) впервые для бассейна Северского Донца получено интегрированные показатели воздействия природных факторов и антропогенной нагрузки на геоморфосферу и определен уровень опасности, на основании чего осуществлен эколого-геоморфологическое районирование исследуемой территории; 7) разработана схема внедрения мероприятий по оптимизации эколого-геоморфологической ситуации в выделенных эколого-геоморфологических районах.

Апробация результатов диссертации. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на международной конференции & ldquo; Украинская геоморфология: состояние и перспективы & rdquo; (Львов, 1997), Всеукраинской конференции & ldquo; Ландшафт как интегрирующая концепция XXI века & rdquo; (Киев, 1999), Всеукраинской научной конференции студентов и аспирантов & ldquo; Географические исследования в Украине на рубеже тысячелетий & rdquo; (Киев, 2000), VIII с съезде Украинского Географического общества (Луцк, 2000), Международной научно-методологической конференции & ldquo; Ландшафт как основа науки. Проблемы постнеклассической методологий & rdquo; (Винница, 2000), Международной научно-практической конференции к 50-летию кафедры геоморфологии и палеогеографии Львовского национального университета имени Ивана Франко & ldquo; геоморфологические исследования в Украине: прошлое, настоящее, будущее & rdquo; (Львов, 2000), ежегоднох итоговых научных конференциях Луганского государственного педагогического университета имени Тараса Шевченко (1998-2001гг).

Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 13 работ, в т. Ч. 3 - в изданиях, рекомендованных ВАК Украины.

Объем и структура работы. Текст диссертации изложен на 146 страницах и состоит из введения, шести глав, заключения, списка использованных источников и приложений. Общий объем работы составляет 223 страницы, в т. Ч. Иллюстрации и таблицы - на 69 страницах (33 рисунки и 36 таблиц), список использованных источников на 23 страницах (236 наименований) и 13 приложений на 20 страницах.

Основные положения И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В первом разделе диссертации проводится исторический анализ развития эколого-геоморфологического направления географических исследований и его теоретико-методологическое обоснование, а также характеризуются основные методы осуществления эколого-геоморфологического анализа региона. Источниками возникновения экологической геоморфологии стали такие научные направления, как региональный геоморфологический анализ [Дмитриев, 1936; Кашменская, 1980; Cимонов, 1972; Соколовский, 1973; Цись, 1961 и др.], Антропогенная геоморфология [Молодкин, 1973, 1976, 1986 и др.], Динамическая геоморфология [Ласточкин, 1987, 1991 и др.], Инженерная геоморфология [Палиенко, 1978; Рудько, 1996 и др.] И т.

В первый период развития экологической геоморфологии (1987-1992) разрабатывались преимущественно ее общие теоретико-методологические основы. Экологическая геоморфология была, по сути, методом выявления влияния геоморфологических о объектов на окружающую среду и, наоборот, окружающей среды на эти об объекты. Эколого-геоморфологический анализ, таким образом, был в то время в определенной степени одним из методов инженерной геоморфологии, как это отмечает В.В.Стецюк [1997]. Научные основы и практическую реализацию эколого-геоморфологического анализа осуществили Д.А.Тимофеев [1991] и И.П.Ковальчук [1992, 1997]. И.П.Ковальчук первым в Украине осуществил апробацию теоретических положень экологической геоморфологии на примере конкретного региона, начав таким образом второй, современный этап в развитии экологической геоморфологии. Региональные эколого-геоморфологические исследования территории Украины целенаправленно проводились в настоящее время только в западном и южном ее регионах; в восточной части они не осуществлялись, что и обусловило наш выбор о объекта эколого-геоморфологического анализа.

Для этого были использованы разнообразную информационную базу, в частности, картографические источники (топокарты масштабов от 1: 200000 до 1: 25000 разных лет съемки), фондовые, статистические материалы, результаты собственных полевых исследований.

Для выполнения поставленных задач широко использовались традиционные методы, некоторые приемы были усовершенствованы или разработаны автором, например, методику определения показателя отклонения реальных потерь почвы при плоскостном смыве от теоретически рассчитанных.

Впервые для угольного региона были осуществлены расчеты относительно масштабов образования подземных пустот в результате горнодобывающей деятельности. Нами предложено понятие & ldquo; слой подземной техногенной денудации & rdquo ;, разработана методика его определения и составлен соответствующий картосхему.

Оценка эколого-геоморфологической ситуации осуществлялась на основании рассчитанных интегрированных показателей эколого-геоморфологической опасности територии за природными факторами (крутизна склонов, лесистость территории, удельный вес угодий середовищестабилизуючого назначения и т.п.) и уровнем антропогенно-техногенной нагрузки (плотность шахт, процент земель под отвалами , автомобиль ерамы т.д.). При этом был использован метод группировки и индексации базовых показателей, который позволил их сопоставить и дать с определенной степенью точности экспертную оценку выделенных факторов.

Во втором разделе освещаются природные предпосылки формирования геоморфосферу региона. Их анализ свидетельствует о значительном потенциале развития неблагоприятных геоморфологических процессов. Доказательством этого является рассчитаны автором морфометрические показатели рельефа, в частности крутизны склонов (45,2% угодий приурочено к склонам крутизной более 2 °), горизонтального (до 1-2 км / км2) и вертикального (до 200-300 м) расчленение территории.

Геолого-тектоническое строение Донецкого кряжа приводит специфические черты рельефа, способствуют концентрации поверхностного стока, и, как следствие, интенсивному развитию эрозионных процессов. Распространение в регионе месторождений полезных ископаемых обуславливает образование в местах их добычи различных форм антропогенно-техногенного рельефа, деформацию литосферы и д связанных с этим негативных экологических последствий.

Негативное влияние на эколого-геоморфологической ситуации осуществляет также низкий уровень лесистости территории (8,6% от площади региона).

Весомую роль в изменениях состояния геоморфосферу играет климатический фактор, в частности, режим осадков, и противоэрозионные свойства почв и почвозащитные - растительного покрова.

В третьем разделе характеризуются современные рельефообразующие процессы региона и их влияние на формирование эколого-геоморфологической ситуации. Особое место в спектре неблагоприятных природных процессов занимают водная эрозия, карстовые и оползневые процессы, которые в условиях интенсивных промышленных нагрузок получили антропогенно-техногенного характера. Как следствие, сельскохозяйственные угодья в Луганской области эродированы на 66,1%, а площадь эродированной пашни за последние 35 лет выросла с 54,7 до 65,5%, что более чем вдвое превышает общеукраинский уровень [Шикула, 1968]. Чрезмерная распашка земельного фонда Луганской области (61%) привела к снижению уровня противоэрозионной устойчивости почв и рельефа.

Территориальный и временной анализ проявления плоскостной эрозии в пределах исследуемого региона свидетельствует, что общей закономерностью является большая пораженность плоскостным смывом территории правобережной части Луганской области, где сконцентрирована почти вся промышленность, особенно горнодобывающая и земли испытывают большей нагрузки. По нашим расчетам, здесь ежегодный измСм почвы составляет более 10 т / га, а максимальные модули эрозии достигают 15,7 т / га в год. Подсчитано, что в целом область ежегодно теряет из-за плоскостной смыв около 10 млн т почвенной массы. При этом 64,1% от этой величины смывается со склонов крутизной более 3 °. Такой темп эрозии является едва ли не главной причиной катастрофического уровня эколого-геоморфологической опасности.

Для характеристики эродированности земель и ее экологической оценки на основании фондовых материалов Института защиты почв от эрозии УААН было вычислено ряд показателей. По методике М.М.Заславського [1971] подсчитано модуль плоскостного смыва, что составляет 4 м3 / га / год. Слой смытого почвы составляет 0,54 мм, что вдвое превышает скорость почвообразования для черноземов, рассчитанную М.Е.Бельгибаевим и М.И.Долгилевичем [1970].

эродированность земель может быть отчетливо изображен предложенным нами показателем отклонения (? L) реальных потерь почвенного покрова (Lp) от & ldquo; нормального & rdquo; [Литвин, 1998] смыва (Ln), или скорости восстановления почвы, который определялся по формуле: L = Lp Ln. Выявлено, что самые параметры превышение реальных потерь грунта над теоретически рассчитанными присущи Перевальском и Лутугинском районам (рис.1), земли которых расположены на крутых склонах Донецкого кряжа. Анализ пространственной приуроченности полученных показателей (все - со знаком & ldquo; & rdquo;) дает основания для определения степени опасности использования земель для сельскохозяйственных нужд в пределах соответствующих участков.

Смыв почвы с склоновых пахотных земель сопровождается выносом растворимых и взвешенных веществ, в т.ч. компонентов минеральных удобрений и пестицидов, тяжелых металлов, радионуклидов, которые накапливаются в подземных и поверхностных водах, донных отложениях, ухудшая гидроэкологический состояние водоемов и рек.

картометрических исследованиями установлено, что на территории Луганской области насчитывается 9106 оврагов длиной более 100 м с суммарной протяженностью 3059 км. Из них наизменение их порядка. Овраги создают экологические проблемы при использовании их в качестве места для свалок. Эрозионное расчленение территории нарушает экологическое равновесие в природной среде, увеличивая длину и о объем потоков вещества и энергии. Врезка водотоков на поверхность Донецкого кряжа приводит к увеличению энергии рельефа, а следовательно - к дальнейшей интенсификации денудационных процессов.

Таким образом, процессы эрозии выступают активными регуляторами экологического состояния геоморфосферу. Охарактеризованы показатели эрозионных процессов свидетельствуют об очень напряженный, местами катастрофическое состояние геоморфосферу региона, ее интенсивное антропогенное преобразование. Полученные данные также объясняют процессы деградации бассейновых систем и водотоков, дают основу для разработки и обоснования комплекса противоэрозионных мероприятий.

В четвертом разделе анализируется эколого-геоморфологическое значение различных видов природопользования, распространенных в пределах средней части бассейна Северского Донца. Одним из определяющих факторов преобразования геоморфосферу является развитая горнодобывающая промышленность, осуществляет прямое и косвенное влияние на окружающую среду.

Горнодобывающая промышленность оказывает негативное влияние на окружающую среду, в частности на литогенных основу ландшафтов, проявляется в перемещении горных масс, образовании антропогенно-техногенных форм рельефа, нарушении земель и изъятии их из сферы хозяйственного использования, интенсификации негативных рельефоперетворюючих процессов и появлению д связанных с добычей и обогащением угля неблагоприятных экологических последствий, в частности, загрязнение водных источников и нарушение баланса поверхностных и подземных вод.

В регионе в разное время работало более 300 шахт. Плотность ныне действующих шахт составляет 7 ед. / 100 км2. Максимальная глубина шахт достигает 1300 м, что в условиях сложной тектонического строения территории влечет значительные разносторонние нарушения литосферы. На дневную поверхность ежегодно выбрасывается около 12 млн.т породных отходоввыработанное пространство постепенно заполняется подземными водами, уровень которых значительно повышается, вследствие чего

Загрузка...

Страницы: 1 2