Геоэкологическая характеристика Вологодского района

Геоэкологическая характеристика Вологодского района

ВВЕДЕНИЕ

Рост численности населения мира, опережающее возрастание его потребностей, неуклонное расширение использования ресурсов Земли, внедрение новых технологий и расширение производства в энергетике, промышленности, сельском хозяйстве, транспорте, антропогенное преобразование ландшафтов, усложнение и расширение межнациональных хозяйственных связей; эти и многие другие факторы привели к возрастающей антропогенной нагрузке на окружающую среду, с усилением взаимодействия между средой и обществом [1, 2].

Рациональное использование и охрана природных ресурсов от загрязнения и истощения были и остаются одной из важнейших экологических проблем. Особое значение придается изучению экологического состояния природных ресурсов, связанного с антропогенным загрязнением [3].

При антропогенном воздействии происходит изменение качества атмосферы, педосферы и гидросферы, и нарушение существующих биоценозов. Необходимость решения этой проблемы определяет важность разработки методов оценки качества окружающей среды, дающих надежную информацию об её экологическом состоянии [Там же].

В современных условиях появился широкий круг экологических проблем междисциплинарного характера, которые должны решаться на планетарном, региональном и локальном уровнях и которые рассматривает новое научное направление - геоэкология [1].

Современная геоэкология в качестве объекта изучения охватывает геологическую среду во всех ее проявлениях, ее эволюцию в процессе геологической истории биосферы под воздействием эволюционных и катастрофических природных факторов, а также возрастающих по экспоненте антропогенного (демографический взрыв XX в.) и техногенного (хозяйственная деятельность общества) факторов [3].

Цель исследования - комплексный геоэкологический анализ Вологодского района Вологодской области.

Для достижения цели поставлены следующие задачи:

Провести анализ природно-климатических условий района;

Выявить источники техногенного воздействия на окружающую среду;

Рассмотреть возможности уменьшения техногенного воздействия на окружающую среду района.

1. ГЕОЭКОЛОГИЯ КАК НАУКА

Геоэкология - комплексная наука на стыке экологии, геологии, геохимии, биологии и географии. Зарождение геоэкологии связывают с именем немецкого географа К. Тролля, который ещё в 30 годах прошлого века понимал под ней одну из ветвей естествознания, объединяющую экологические и географические исследования в изучении экосистем. По его мнению, термины «геоэкология» и «ландшафтная экология» являются синонимами. В России широкое использование термина «геоэкология» началось с 1970 годов, после упоминания его известным советским географом В. Б. Сочавой. Как отдельная наука окончательно сложилась в начале 1990 годов ХХ века [4].

Геоэкология исследует естественное (природное) окружение человека в том виде, в котором оно существует в настоящее время, то есть с учетом воздействия деятельности человека на географическую оболочку [Там же].

Н.Ф. Реймерс (1990) считает, что геоэкология - это раздел экологии (по другим воззрениям - географии), исследующий экосистемы (геосистемы) высоких иерархических уровней - до биосферы включительно. Синонимы: ландшафтная экология, иногда биоценология [5].

По мнению В. В. Браткова и Н. И. Овдиенко, геоэкология - направление на стыке географии и экологии, которое исследует естественное (природное) окружение человека не в его первозданном виде, а в том виде, в каком оно существует в настоящее время, то есть с учётом тех деформаций, которым подверглись все частные географические оболочки, а также биосфера и ландшафтная оболочка в результате хозяйственной деятельности человека. Изменённая человеком среда, в свою очередь, также накладывает ограничения на развитие человеческого общества как в аспекте среды жизни человека, так и с точки зрения ресурсов, используемых обществом [6].

Т. А. Акимова и В. В. Хаскин (1998) определяют геоэкологию как науку, изучающую взаимоотношения организмов и среды обитания с точки зрения их географической принадлежности. В неё входят: экология сред - воздушной, наземной (суши), почвенной, пресноводной, морской, преобразованной человеком; экология природно-климатических зон тундры, тайги, степи, пустыни, гор, других зон и их более мелких подразделений - ландшафтов (экология речных долин, морских берегов, болот, островов, коралловых рифов и тому подобное). К геоэкологии относится также экологическое описание различных географических областей, регионов, стран, континентов. Совместной областью биоэкологии и геоэкологии является учение о биосфере - биосферология - главное содержание глобальной экологии [4].

Геоэкология подразделяется на общую, прикладную и региональную. Общая геоэкология изучает общеземные, глобальные процессы и явления. В ее состав входят экогеоморфология, экология недр, экология атмосферы, гидроэкология и другие [7].

Процессы и явления, связанные с формированием и изменением геоэкосистем в определенных сферах хозяйственной деятельности изучает прикладная геоэкология (агроэкология, урбоэкология, лесохозяйственная, рекреационная, водохозяйственная экология и другие) [8].

Региональная геоэкология изучает процессы и явления, происходящие на конкретных территориях, используемых в хозяйственной деятельности (геоэкология административно-территориальных образований, геоэкология природных зон, геоэкология гидрогеологических и речных бассейнов и другие) [Там же].

Прикладные геоэкологические исследования выполняются для экологического обоснования хозяйственной деятельности при разработке инвестиционной документации (программы отраслевого и территориального развития, программы комплексного использования и охраны природных ресурсов, схемы инженерной защиты территории, схемы районных планировок), градостроительной документации (разработка генпланов населенных пунктов, проектов детальной планировки), проектной документации (разработка проектов и рабочей документации для строительства зданий и инженерных сооружений, проектов землепользования) и для организации экологического мониторинга [4].

Можно выделить по меньшей мере два крупных направления в понимании термина «геоэкология», предмета, целей и задач этой науки. Геоэкология рассматривается, как экология геологической среды. При таком подходе геоэкология изучает закономерные связи (прямые и обратные) геологической среды с другими составляющими природной среды - атмосферой, гидросферой, биосферой, оценивает влияние хозяйственной деятельности человека во всех её многообразных проявлениях и рассматривается как наука на стыке геологии, геохимии, биологии и экологии [8].

Геоэкология трактуется как наука, изучающая взаимодействие географических, биологических и социально-производственных систем. В этом случае геоэкология изучает экологические аспекты природопользования, вопросы взаимоотношений человека и природы, для неё характерно активное использование системной и синергетической парадигм, эволюционного подхода. Геоэкология рассматривается как наука на стыке географии и экологии [Там же].

Существует и ряд других воззрений на геоэкологию. Так, можно выделить различные трактовки в зависимости от того, какую науку автор принимает за основу геоэкологии. Ряд авторов рассматривает геоэкологию как экологизированную географию, изучающую приспособление хозяйства к вмещающему ландшафту. Другие - частью экологии, в которой изучаются последствия взаимодействия биотических и абиотических компонентов [Там же].

Многие учёные считают геоэкологию результатом современного развития и синтеза целого ряда наук: географических, геологических, почвенных и других. Эти авторы выступают за широкое понимание геоэкологии как интегральной науки экологической направленности, изучающей закономерности функционирования антропогенно-измененных экосистем высокого уровня организации. Для выполнения работ, связанных с идами физических, химических и биологических анализов, прогнозированием, разработкой системы геоэкологического мониторинга, следует проводить геоэкологические изыскания [Там же].

В состав геоэкологических изысканий в общем случае входят [8]:

сбор, изучение, обобщение и анализ опубликованных и фондовых материалов о состоянии компонентов природной среды на данной площадке и прилегающих территориях;

исследования химического загрязнения грунтов;

радиационно-экологические исследования;

газогеохимические исследования;

исследование и оценка физических воздействий;

стационарные наблюдения (геоэкологический мониторинг);

прогноз изменения состояния компонентов природной среды при строительстве и эксплуатации подземного объекта;

камеральная обработка материалов и составление технического отчета (заключения) по результатам изысканий.

В область исследования геоэкологии входят [5]:

) Глобальные геосферные жизнеобеспечивающие циклы - изучение роли геосферных оболочек Земли в глобальных циклах переноса веществ;

) Глобальная геодинамика и ее влияние на состав, состояние и эволюцию биосферы. Экологические кризисы в истории Земли. Исторические реконструкции и прогноз современных изменений природы и климата;

) Влияние геосферных оболочек на изменчивость климата и экологическое состояние, дегазацию, геофизические и геохимические поля, геоактивные зоны Земли;

) Глобальный и региональные экологические кризисы;

) Междисциплинарные аспекты стратегии выживания человечества, и разработка теоретических научных основ регулирования качественного состояния окружающей среды;

) Природная среда и ее изменения под влиянием урбанизации и хозяйственной, в том числе горнодобывающей, деятельности человека: химическое и радиоактивное загрязнение почв, пород, поверхностных и подземных вод, возникновение и развитие опасных техноприродных процессов, наведенные физические поля, деградация криолитозоны, сокращение ресурсов подземных вод;

) Характеристика, оценка состояния и управление современными ландшафтными объектами;

) Разработка научных основ рационального использования и охраны водных, воздушных, земельных, рекреационных, минеральных и энергетических ресурсов Земли, санация и рекультивация земель, ресурсосбережение и утилизация отходов;

) Геоэкологические аспекты биоразнообразия;

) Геоэкологические аспекты природно-технических систем. Геоэкологический мониторинг и обеспечение экологической безопасности.

) Динамика, механизм, факторы и закономерности развития опасных природных и техноприродных процессов, прогноз их развития, оценка опасности и риска, управление риском, превентивные мероприятия по снижению последствий катастрофических процессов, инженерная защита территорий, зданий и сооружений;

) Геоэкологическое обоснование безопасного размещения, хранения и захоронения токсичных, радиоактивных и других отходов;

) Геоэкологические аспекты устойчивого развития регионов;

) Геоэкологическая оценка территорий: современные методы и методики геоэкологического картирования, моделирования, геоинформационные системы и технологии, базы данных; разработка научных основ государственной экологической экспертизы и контроля;

) Теория, методы, технологии и технические (в том числе строительные) средства оценки состояния, защиты, восстановления и управления природно-техническими системами, включая агросистемы;

) Специальные экологически и технически безопасные конструкции, сооружения, технологии строительства и режимы эксплуатации объектов и систем в области природопользования и охраны окружающей среды; экологически безопасное градостроительство;

) Технические средства, технологии и сооружения для прогноза изменений окружающей среды и ее защиты, для локализации и ликвидации негативных природных и техногенных воздействий на окружающую среду;

) Технические средства контроля и экологического мониторинга состояния окружающей среды;

) Технические методы и средства безопасной утилизации, хранения и захоронения промышленных, токсичных и радиоактивных отходов;

) Теория и методы оценки экологической безопасности, рисков существующих и создаваемых технологий, конструкций и сооружений, используемых в процессе природопользования;

) Методы и технические средства оперативного обнаружения, анализа причин и прогноза последствий чрезвычайных ситуаций, угрожающих экологической безопасности;

) Разработка и совершенствование государственного нормирования и стандартов в природопользовании, в оценке состояния окружающей среды;

) Разработка научно-методических основ экологического образования.

К числу последних геоэкологических разработок также относятся [9]:

) урбанизация как образование среды нового типа в границах биосферы;

) урбогеоэкология Сибири (А. Н. Антипов, С. П. Елин и другие);

) урбогеоэкология Москвы (В. И. Осипов и другие);

) концепция кризисных природных и антропогенных экологических ситуаций (Г. В. Сдасюк, С. М. Мягков и другие);

) концепция устойчивости геологической среды (Т. И. Аверкиева, А. С. Герасимова, С. Б. Ершова, Д. Г. Зиллинг и другие)

По сказанному в главе следует сделать выводы. Рассмотрена область исследования геоэкологии, геоэкология как наука, состав геоэкологических изысканий. Сформулированы цель и задачи, а так же необходимость данного комплексного геоэкологического исследования. Вопрос о сохранении качества окружающей среды остаётся актуальным и требует дальнейшего изучения.

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

.1 Материалы исследования

Объект исследования: Вологодский район Вологодской области. Основными материалами, используемыми в работе, являются: библиотечный материал, фонды организаций, материалы Государственной геологической карты Советской России и пояснительной записки, «Комплексные территориальные кадастры природных ресурсов Вологодского района», «Доклад о состоянии и охране окружающей среды Вологодской области 2015 года», «Инвестиционный паспорт Вологодского района», учебники по геоэкологии, географии, статистические справочники, а также ресурсы интернета. Вся проектная информация представлена в форме текста, таблиц, рисунков.

.2 Методы исследования

В данной работе применяются общенаучные методы (методы анализа, синтеза, сравнения, обобщения), ретроспективный метод, элементы картографического метода, сбор материала и статистическая обработка данных. Для сбора информации использован библиотечный материал, фонды организаций.

Метод синтеза (соединение, сочетание, составление) - соединение различных элементов, сторон объекта в единое целое (систему) [Там же].

Метод сравнения - это сопоставление изучаемого объекта с уже изученным для нахождения черт сходства либо различий между ними [Там же].

Метод обобщения - это мыслительная операция, заключающаяся в объединении многих предметов или явлений по какому-то общему признаку. Обобщение - приращение знаний путем мысленного перехода от частного к общему. Оно позволяет извлекать общие принципы, законы явлений [Там же].

Ретроспективный метод - это метод изучения сложившихся в прошлом тенденций технического, социального, экономического развития объекта для формирования стратегии его развития [10].

Картографический метод - это метод <#"906083.files/image001.jpg">

Рисунок 1 - Расположение Вологодского района в пределах

Вологодской области (М 1: 4 000 000) [12]

По территории района пролегает широкая сеть автомобильных дорог, в том числе федерального значения: Москва - Архангельск и Вологда - Новая Ладога. Здесь проходят две нитки железной дороги, связывающие Москву с Архангельском и Санкт-Петербург с Уралом. Развитая транспортная инфраструктура обеспечивает связь района с другими регионами страны [Там же].

В состав Вологодского района входят 12 сельских поселения - Кубенское, Лесковское, Майское, Марковское, Новленское, Подлесное, Прилукское, Семенковское, Сосновское, Спасское, Старосельское, Федотово [Там же].

Население Вологодского района составляет 50766 человек - 4,2% от населения Вологодской области. Трудоспособное население в районе составляет - 31201 человек, из них работающего населения 13074 человека, 1439 - зарегистрировано в качестве индивидуальных предпринимателей, официально безработными числиться 469 человек (рисунок 5, 6). Благодаря выгодному географическому положению Вологодского района жители района имеют возможность получать высшее и среднее профессиональное образования в учреждениях г. Вологды. В с. Кубенское Вологодского района находится БОУ НПО ВО «Профессиональное училище № 42». Здесь готовят квалифицированные кадры и, в первую очередь, для агропромышленного комплекса [11].

Вологодский район, в котором проживает менее четырех процентов населения области, производит 28 % сельскохозяйственной продукции от уровня Вологодской области, в том числе: молока и мяса - 27 %, яиц - 64 %, овощей - 42 %, зерна - 31 % картофеля - 14 % [Там же].

Таким образом, первая выгодная черта географического положения района - его центральность в пределах области. Вторая важнейшая черта географического положения района - его транзитность. Такое положение дает дополнительные возможности для сбыта произведенной продукции. Третья выгодная особенность положения Вологодского района - относительная близость к областному центру.

.2 Рельеф и почвы

Рельеф территории Вологодского района представляет пологоволнистую равнину, местами с хорошо выраженными холмами и грядами. Вологодский район находится на северо-западной части Русской платформы с глубокими залеганиями кристаллического фундамента, сформированного в архее и протерозое и перекрытого мощными толщами осадочных отложений палеозойского и мезозойского периодов с чехлом из четвертичных отложений (рисунок 2) [13].

На территории Вологодского района формируются дерново-подзолистые почвы, преимущественно легкосуглинистые, супесчаные и песчаные. В верхней части профиля этих почв выделяется перегнойный горизонт. Кислотность данных почв меньше, а содержание минеральных веществ больше, что делает их гораздо плодороднее типичных подзолистых [14].

Под лесами зеленой зоны выявлен ряд особенностей подзолистых почв, которые здесь редко встречаются в «чистом» виде. По морфологическому строению они схожи с почвами дерново-подзолистого типа, что обусловлено многократными вырубками лесов. На месте вырубок развивалась луговая растительность, под которой протекал дерновый процесс. В дальнейшем с появлением древесной (хвойной) растительности подзолообразовательный процесс протекал с новой интенсивностью. Чередование разных типов растительности и почвообразовательных процессов обусловило формирование в верхней части профиля подзолистых почв маломощного (пять-восемь см) перегнойно-аккумулятивного горизонта с непрочной мелкокомковатой структурой. В фоновых почвах в профилях подзолистых почв горизонт А1 отсутствует, а под лесной подстилкой залегает горизонт А2 [15].

Нередко встречаются дерново-карбонатные почвы, развитые на породах, обогащенных известью, которая нейтрализует кислотность. В дерново-карбонатных почвах сравнительно много перегноя и минеральных питательных веществ. Почвы эти значительно плодороднее подзолистых. Это самые лучшие почвы Вологодской области [Там же].

На участках с постоянным избыточным увлажнением развиты болотные почвы. Они пропитаны водой, и процесс разложения органических остатков идет очень медленно. Поэтому здесь образуется слой торфа. При осушении болотные почвы могут быть очень плодородными. На речных террасах, заливаемых водой во время половодья, ежегодно отлагаются речные наносы (аллювий) и образуются плодородные, богатые перегноем аллювиальные (пойменные) почвы, на которых обычно развиты заливные луга [Там же].

Рисунок 2 - Схема границ земель различных категорий [11]

3.3 Климатические особенности

Вологодский район расположен в зоне умеренно-континентального климата со сравнительно теплым коротким летом и продолжительной холодной зимой с устойчивым снежным покровом. Формируется такой климат в условиях недостаточной солнечной радиации зимой, частой сменой воздушных масс при прохождении атлантических циклонов и вторжения холодных масс воздуха из Арктики, что придает погоде неустойчивый характер в течение всего года [13].

Вторжение воздушных масс из Атлантики зимой сопровождается сильными снегопадами и оттепелями, а летом - похолоданиями, сильной облачностью и дождями. Заносы холодных масс воздуха из Арктики всегда сопровождаются резкими понижениями температуры зимой. Осенью и весной такие вторжения сопровождаются заморозками. Переносы морского воздуха Атлантики смягчают климат. С юга и юго-востока приходят сухие воздушные массы, прогретые летом и охлажденные зимой [Там же].

Общее представление о климате Вологодского района можно составить по средним значениям метеорологических величин, полученных из многолетних рядов наблюдений. В таблице 1 приведена характеристика термического режима и режима увлажнения [10].

В течении года преобладают ветры западных направлений. Северо-восточные и восточные ветры наблюдаются редко. Преобладающие направления ветра отражает роза ветров. На рисунке 3 показана роза ветров для Вологодского района. В зимние и осенние месяцы чаще бывают юго-западные ветры, летом - северо-западные, весной ветры неустойчивы и часто меняются по направлению. Во все сезоны года преобладают слабые ветры со скоростью от 2 до 5 м/с. Случаются и сильные ветры со скоростью свыше 15 м/с, но они редки. Для Вологодского района характерна довольно высокая относительная влажность воздуха, особенно в холодное время года (85 - 87 %). Наименьшая относительная влажность воздуха в среднем приходится на май (67 %) [13].

Для Вологодского района характерна довольно высокая относительная влажность воздуха, особенно в холодное время года (85 - 87 %). Наименьшая относительная влажность воздуха приходится на май (67 %) [13].

Таблица 1 - Характеристики термического режима и режима увлажнения [16]

Благодаря частой смене воздушных масс ветер отличается большим непостоянством в направлении и скорости, что способствует рассеиванию вредных примесей в атмосфере. Повторяемость слабых ветров (0,1 - 1,0 м/с) во все сезоны невелика и в среднем за год составляет 15 %. Сочетание приземных инверсий с туманами и малыми скоростями ветра наблюдается сравнительно редко и только в период февраль, июль-сентябрь такие сочетания имеют повторяемость один процент. В среднем за год наблюдается 37 дней с туманами [Там же].

Рисунок 3 - Роза ветров для Вологодского района

С изменением направления и скорости ветра связаны изменения температуры воздуха и осадков. Район расположен в зоне избыточного увлажнения, годовое количество атмосферных осадков составляет 500 - 650 мм. Количество поступающей солнечной радиации зависит от высоты Солнца над горизонтом и продолжительности дня. Соответственно изменяется величина суммарной радиации. В июне на горизонтальную поверхность в виде прямой и рассеянной радиации поступает около 14 ккал/см2 (580 МДж/м2), в декабре - 0,6 ккал/см2 (25 МДж/м2), в марте - 7 ккал/см2 (300 МДж/м2), в сентябре - 6 ккал/см2. Всего же в течение года на территорию Вологодской области приходится около 80 ккал/см2 (5500 МДж/м2) суммарной солнечной радиации. Треть от этого количества отражается от поверхности, остальная часть поглощается ею. На нагревание и испарение затрачивается 30 ккал (1260 МДж) [17].

.4 Гидрография и гидрогеология

Вологодский район относится к региону, где благоприятное сочетание физико-географических условий определило формирование большого числа водоемов. Реки и озера являются источниками водоснабжения, транспортными магистралями, базой рыбного хозяйства, а также туризма и отдыха [13].

Самый крупный водоем края - Кубенское озеро, принадлежит к бассейну Северной Двины <#"906083.files/image004.gif">

Рисунок 4 - Отраслевая структура в экономике [11]

Основными лесозаготовителями на территории Вологодского района являются сельскохозяйственные предприятия района, Вологодский лесхоз - филиал Специальное автономное учреждение (САУ) лесного хозяйства Вологодской области «Вологдалесхоз», малые предприятия и индивидуальные предприниматели. Деревопереработкой занимаются Сельскохозяйственный Производственный Комплекс (СХПК) «Племзавод Майский» (производство пиломатериалов), ООО «Стройка» (производство пиломатериалов), Индивидуальный предприниматель (ИП) Тарачев А. Н. (производство деревянных строительных конструкций, столярных изделий), ООО «НТД» (производство комплектов деталей домов из оцилиндровонного бревна и клееного бруса) [11].

Вологодский муниципальный район является одним из лидеров сельского хозяйства Вологодской области. Производство сельхозпродукции в районе осуществляется в трех категориях хозяйств: 26 сельскохозяйственных предприятий, 38 крестьянских (фермерских) хозяйств и свыше 23 тыс. личных подсобных хозяйств. Сельскохозяйственные предприятия являются главными производители продукции [Там же].

Молочное животноводство является приоритетным направлением развития отрасли. В данной сфере работают 23 сельхозпредприятия. 92 % производимого в районе молока относятся к высшим сортам. Основная доля продукции реализуется в Вологодской области, 10 % за пределами региона. Наибольший интерес к молочной продукции проявляет г. Москва [Там же].

Рисунок 5 - Занятость населения по отраслям экономики района, чел [11]

Мясным животноводством занимаются 26 сельхозпредприятий. В 2012 году произведено 10 тысяч тонн мяса. Значительный удельный вес мясной продукции приходится на отрасль свиноводства. Промышленным производством свинины занимаются два предприятия - СПК «Агрофирма Красная Звезда» и Агрохолдинг «Надеево» [11].

Разведением птицы и производством яиц заниматся три крупных предприятия: СХПК «Племптица Можайское», Закрытое Акционерное Общество (ЗАО) «Вологодская птицефабрика», Открытое Акционерное Общество (ОАО) «Птицефабрика Ермаково». На птицефабриках активно идет модернизация и реконструкция птичников. В 2012 г. получено 440,3 млн. штук яиц (114 % к 2011 году) при средней яйценоскости 330 яйца от куры-несушки [Там же].

Посевные площади сельскохозяйственных предприятий района составляют 72 тыс. гектар, в структуре которых 59 % занимают кормовые угодья, 40 % -зерновые, 0,7 % - картофель, 0,2 % - овощи. Картофелеводством занимаются 7 хозяйств, овощеводством - 3 хозяйства. Наиболее крупные производители СХПК «Племзавод «Майский» и СХПК комбинат «Тепличный» [Там же].

Рисунок 6 - Показатели среднемесячной за работной платы по отраслям экономики района отраслям экономики района, чел [11]

.2 Основные источники техногенных нагрузок на природу района в

период с 2012 по 2015 год

По данным на 2012 год в Вологодском районе 67 предприятий подавали сведения о выбросах, сбросах и отходах [19]. В общей сложности за 2012 год в Вологодском районе было сброшено в водоёмы 338,889 тонн загрязняющих веществ. Выбросов в атмосферу от стационарных источников 1535,697 тонн.