CC BY
129
УДК 628.2, 631.6 В.Б. Жарников, А.В. Ван СГГ А, Новосибирск
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ КОНЦЕПЦИЯ РАЦИОНАЛЬНОГО ЗЕМЛЕПОЛЬЗОВАНИЯ
V.B. Zharnikov, A.V. Van
Siberian State Academy of Geodesy (SSGA)
10 Plakhotnogo Ul., Novosibirsk, 630108, Russian Federation
ECOLOGICAL CONCEPT IN RATIONAL LAND USE
How to find the ways for solving ecological challenges in rational land use is the main and governing aspect of this paper. Innovation procedures for valuation of developing territories using the results of their ecological and geological peculiarities studies as the most complete and science-based information are outlined. Such information is necessary for ecologically competent and economically effective use of land resources and administrative facilities location. As a matter of convenience and on-line access it is recommended to collect these data in form of special geoecological (ecological and geological) cadastre as descriptors including all sufficient current data on particular ecosystems.
Нарастание воздействия хозяйственной деятельности человечества на природу приводит к негативным изменениям окружающей природной среды и истощению природных ресурсов, что вызывает нарушение сложившегося долгим временем равновесие естественных экологических систем. Это выражается в сокращении площадей лесов, деградации земель, усиления эрозионных процессов, опустынивания и во многих других природоразрушающих явлениях, которые в свою очередь ухудшают условия существования жизни, уменьшают количество видов животных и растений, а также ареалы их распространения.
Поскольку человеческое общество для поддержания своей жизнедеятельности и дальнейшего развития не может обойтись без эксплуатации природных ресурсов, то для сохранения и восстановления процессов саморегуляции природы необходима постоянная и целенаправленная деятельность по поддержанию качественных естественных условий своего обитания. Возникла потребность в разработке системы мероприятий по рациональному природопользованию, под которым понимается наиболее эффективное и в то же время экономное использование природных ресурсов в сочетании с наиболее благоприятным условием их воспроизводства, с наименьшим ущербом для окружающей среды и, особенно для здоровья людей (Реймерс, 1990, Арустамов и др., 2003). Рациональное природопользование это, прежде всего, расчетливое использование природных ресурсов в сочетании с охраной окружающей среды и страхованием от опасных природных и антропогенных процессов.
Достижение наилучших результатов в рациональном природопользовании возможно только путем всестороннего научного анализа
с целью комплексной оценки объекта эксплуатации с экологических позиций, на основе которой производится научно-обоснованная направленность использования той или иной территории с одновременным решением природоохранных задач. Поэтому разработка методики исследований проблем рационального природопользования должна опираться на экологическую концепцию, охватывающую весь комплекс вопросов, которые возникли в результате всеобщей экологизации естественных и других наук.
Принципиальное начало рационального использования природных ресурсов заключается в познании взаимосвязи природных экосистем, каждая из которых характеризуется своими вполне определенными природными показателями, служащими информационной основой производственно -хозяйственной деятельности человека и перспективного ее планирования.
Изучением взаимосвязи экосистем высоких уровней организации занимается междисциплинарное наука - геоэкология (Осипов, 1993), а изучением основного составляющего компонента природных экосистем -верхней части литосферы - и ее влияния на экологическую обстановку окружающей среды является сферой исследований сравнительно молодой научной дисциплины - экологической геологии (Трофимов, Зилинг, 1995, Экологическая геология, 2002), элементарным объектом анализа которой является эколого-геологическая система, образованная экологической взаимосвязью верхней части земной коры с окружающей природной средой.
Экологическое воздействие поверхностных горизонтов земной коры на биоту, осуществляемые через геологические факторы, обладает не только созидательным действием, но и разрушительным. Эти факторы проявляются в виде вещественного (минерального) состава, геохимических аномалий (концентрация каких-то химических элементов или значительное снижение их количества относительно фонового содержания, наличие газовых эманаций), тектонической обстановки территории (структура складчатости, тип блоковых структур, наличие разрывных нарушений земной коры и степень их активности), отраженных в рельефе и процессах рельефообразования, а также существования геофизических (радиационных, магнитных, электрических, гравитационных и других) полей. Поэтому одной из главных задач экологической геологии является изучение экологических функций поверхностной части литосферы, закономерностей их формирования и изменения под воздействием природных и антропогенных процессов и их влияние на развитие экологических процессов и, в первую очередь, на существование животного и растительного мира.
Одним из главных природных ресурсов, используемых человеком, является земля, слагающая поверхностный слой литосферы и несущая основную антропогенную нагрузку. Поэтому разработка мероприятий по рациональному землепользованию и исследование этой проблемы представляет важное экономическое и природоохранное значение.
Поверхностный слой земной коры является основным составляющим компонентом природных экологических систем и несет природоформирующие экологические функции, т. е. именно его естественные
возможности создают особую для каждой конкретной территории экологическую обстановку.
Рациональное природопользование и, главным образом, рациональное землепользование базируется на результатах исследований ресурсных, геодинамических, геохимических, геофизических, гидрогеологических и других экологических возможностей той или иной территории конкретного сегмента земной коры. Знание этих экологических функций литосферы позволяют произвести правильную экономическую (производственнохозяйственную, рекреационную и др.) оценку осваиваемых площадей и планировать форму, направленность, интенсивность производственной деятельности при наибольшей сохранности эксплуатируемого объекта, а также наметить способы его восстановления.
Экологическая концепция рационального землепользования предусматривает всестороннее изучение влияния поверхностной части земной коры на экологическую обстановку через установление проявлений этой взаимосвязи. Она заключается в научной оценке и прогнозе экологического развития той или иной природной системы, занимающей какие-то площади со своей экологической (в первую очередь -производственно-хозяйственной) емкостью территории, географогеологическими показателями - ландшафтом, рельефом, почвой, геологией, водными ресурсами, инженерно-геологическими параметрами и др. Эти сведения способствуют правильному и научно-обоснованному размещению объектов землепользования и решению проблем по охране и восстановлению окружающей среды. Такое решение поставленных задач облегчается тем, что в настоящее время вся территория интенсивной человеческой деятельности юга Сибири охвачена детальными и комплексными исследованиями Агрофизическая характеристика почв Западной Сибири, 1976, Барышников, 1992, Варламов, 1972 , Географические и инженерно-геологические условия Степного Алтая,1988, Геологическое строение и полезные ископаемые Западной Сибири, 1999, Новосибирская область, 1978, Объяснительная записка и «Карта органо-минеральных ресурсов сельскохозяйственного назначения Западно-Сибирского экономического района», 1987, Танасиенко, 2003, Хмелев, 1989, Кравцов, Донукаева, 1992, Ван, 2004, Зятькова, Лесных, 2004 и много других). Эти работы содержать сведения по общей характеристике и геоэкологическому мониторингу природной среды, по анализу геодинамических напряжений природных объектов конкретных географических пунктов, на основе которых можно разработать критерии научно обоснованной оценки экологической емкости рассматриваемой территории и прогноза направленности ее изменения под антропогенным воздействием.
По опубликованным материалам можно подробно охарактеризовать все существующие эколого-геологические системы, которые для удобства пользования было бы правильным свести в специальный экологогеологический кадастр - свод сведений, составляющих информационную основу для геоэкологической оценки объекта исследований, необходимой для
установления направлений и формы эксплуатации земель и прогноза экологического развития (Жарников, Ван, 2006, 2007).
Воплощение экологических принципов в рациональном
землепользовании демонстрируется на примере геоэкологических исследований на территории Верхнего Приобья., административно занимающую Новосибирскую область и северную часть Алтайского края.
С геоэкологической позиции территория Верхнего Приобья представляет собой огромную региональную экосистему, занимающую юго-восточную окраину Западной Сибири. Главный абиотический компонент этой системы состоит из рыхлых и слабо сцементированных отложений позднечетвертичной субаэральной формации и ранне-среднечетвертичных отложений краснодубровской свиты на правобережной относительно р. Оби части рассматриваемой территории. В накоплении этих осадочных образований большую роль играли эоловые процессы, оказавшие существенное влияние на проявление ими экологических функций. По ландшафтным условиям вся территория Верхнего Приобья, за исключением ее южной части, относится к лесостепной и степной зоне с характерными для них биоценозами.
Экологические функции четвертичных покровных отложений Верхнего Приобья в пределах разных структурно-геоморфологических единиц обнаруживается неодинаково, что обусловлено пространственной неоднородностью и пестротой вещественных и геодинамических основ локальных природных экологических систем. Форма проявления и функциональная структура этих природных системных сообществ осуществляется через тектоническую обстановку, характер рельефа, литологический состав отложений, гидрогеологический режим и другие факторы, имеющие территориальные ограничения. Их образование и пространственно-временное развитие в первую очередь находит свое отражение в ландшафте местности, характеризующимся взаимообусловленными связями между рельефом, микроклиматом, водами, типами почв, растительным и животным миром. Поэтому ландшафтная обстановка является одним из критериев выделения природных экологических систем.
Условная граница экосис Кулундинская экосистема Барабинская экосистема Обь-Чумышская экосисте Экосистема Приобского г Предалтайская экосистем Присалаирская экосистем
3
2
5
1
6
4
Рис. 1. Схема размещения экосистем
На территории Верхнего Приобья по комплексу экогеологических признаков - геологическому строению, литологическому составу покровных отложений и проявлению экологических функций выделяются шесть локальных экосистем - Приобского плато, Восточно-Барабинская, Кулундинская, Присалаирская, Обь-Чумышская и Предалтайская (Ван, 2004).
Для иллюстрации эколого-геологических особенностей выделенных экосистем, несущих весьма разнообразную и необходимую информацию для установления хозяйственно-производственных возможностей
рассматриваемой территории и наиболее рационального их использования, ниже приводятся характеристики наиболее крупных из них по занимаемым площадям, расположенных на левобережье относительно р. Оби.
Экосистема Приобского плато является наиболее хорошо выраженным прототипом локальной экосистемы рассматриваемого региона, представляющей собой саморазвивающееся образование с закономерными взаимосвязями между составляющими его компонентами. Она территориально расположена между долиной р. Оби и Кулундинской низменностью и имеет вид возвышенной равнины, расчлененной на параллельно вытянутые с северо-востока на юго-запад полого-вершинные увалы широкими и глубокими ложбинами древнего стока и современной речной сетью. Днища ложбин выстланы песком, поверхность которых под воздействием ветра принимает бугристо-грядовой характер.
Высота над уровнем моря 150-300 м. Наивысшая точка плато 307-325 м находится на увале между Касмалинской и Кулундинской долинами. Глубина расчленения рельефа 50-200 м (Кравцов, Донукаева, 1992).
В тектоническом отношении Приобское плато соответствует наиболее приподнятому блоку Барнаульской структурной террасы. Граница с
Кулундинской впадиной проходит по сглаженному флексурному выступу высотой 50-75 м.
Покровные отложения представлены лессом и лессовидными породами эолового и делювиально-пролювиального происхождения. Характеризуются наибольшей общей мощностью лессовых накоплений, достигающей 50 м. Лессовые суглинки сильно пористые и просадочные, твердой и полутвердой консистенции, залегают под почвенным слоем. Мощность отдельных прослоев лесса от 3-4 до 10-12 м. С глубиной увеличивается количество прослоев и линз мелкозернистого песка и лессовых супесей. В северной части Приобского плато рыхлые отложения местами перекрывают массивы гранитов с отдельными выходами на дневную поверхность. Эти гранитные интрузии носят названия - Барлакская, Колыванская, Новосибирская и Обская.
Являясь благоприятным почвообразующим субстратом, лесс обеспечил образование мощного до 0,7-0,8 м плодородного слоя типичного и обыкновенного чернозема, что стало причиной полной распаханности всех пригодного для этого площадей. Степень распаханности на Приобском плато превышает 51 % от всех имеющихся пахотных земель. По всем признакам функциональной связи эта территория является местом существования агросистемы.
Именно в пределах этой морфоструктуры за последние годы усилился такой опасный вид эрозии, как овражный, приводящий к образованию овражно-балочной системы. Из общей площади земель 6,5 млн. га более 0,52 млн. га приходится на овраги (Агрофизическая характеристика почв Западной Сибири, 1976; Хмелев, 1989).
Гидрогеологические условия Приобского плато характеризуется широким распространением верховодки. Глубина ее залегания колеблется от 0,5 до 3,0 м в пониженных участках рельефа и от 3,0 до 5,0 м на водоразделах и их склонах. Грунтовые воды отмечаются на глубинах от 10 до 20 м. Они приурочены к линзам и прослоям песков средне-верхнечетвертичной краснодубровской свиты. Воды преимущественно гидрокарбонатно -кальциевые и гидрокарбонатные кальциево-магниевые. Они пресные, минерализация до 1 мг/л. В районе г. Новосибирска имеются скопления радоновых вод, приуроченных к гранитным массивам (Пространственный анализ объектных и плоскостных электронных карт разломных зон и сопряженных с ними явлений на территории Новосибирска, 1997).
Рыхлое строение, высокая пористость лессовых пород (48-55 %) и сильная просадочность представляют серьезную проблему для оценки и проектирования оснований фундаментов зданий и различных сооружений, а также способствуют интенсивному развитию эрозионных процессов. По инженерно-геологическим показателям грунты преимущественно сильно- и среднепросадочные с коэффициентом относительной просадочности от 0,03 до 0,12 при давлении 0,3 МПа (Географические и инженерно-геологические условия Степного Алтая, 1988).
Почвенный покров представлен типичным и обыкновенным черноземом повышенной мощности 0,7-0,8 м на возвышенных плоских поверхностях водоразделов и приводораздельных пространств (Хмелев, 1989). Оподзоленный и выщелоченный чернозем занимает низкие участки рельефа. Эрозионная стойкость этих почв характеризуется преимущественно средним значением в 20-30 баллов (Танасиенко, 2003).
Приобское плато расположено в зоне лесостепи. В понижениях рельефа встречаются березовые и смешанные березово-осиновые колки. На повышенных песчаных гривах террас р. Оби располагаются сосновые боры. Сельскохозяйственные земли занимают территорию разнотравно-злаковых степей и осиново-березовых лесов.
Экологические функции этой экосистемы проявляются в довольно разнообразных формах. К ресурсным возможностям относится наличие в пределах Приобского плато различные месторождения и проявления полезных ископаемых. В северной его части на территории Ордынского района Новосибирской области по данным геофизических исследований предполагается широкое развитие верхнепалеозойских угленосных отложений, условно выделенный как Ордынский угольный бассейн. В этом же районе, в 60 км юго-западнее г. Новосибирска находится Ордынское комплексное циркон-ильменитовое месторождение россыпного типа, связанное с отложениями журавской свиты верхнего олигоцена. Продуктивные пески имеют мощность от 2 до 9 м с содержанием циркона от
3 3
0,8 до 4,9 кг/м и ильменита от 8,83 до 65,5 кг/м Журавская свита перекрывается сероцветными песчано-глинистыми отложениями неогенового и четвертичного возраста суммарной мощностью от 116 до 195 м.
В пределах площади развития гранитоидов Обского комплекса имеются мелкие месторождения и проявления россыпного и рудного олова в форме касситерита. Они приурочены к отложениям палеодолин, представленным песками и запесоченными глннами. Мощность продуктивного горизонта в среднем 2,0-2,5 м, глубина залегания от 11,8 до 43,4 м. Содержание касситерита в россыпях невелико в среднем 460-890 г/т. В пределах Приобского плато, вблизи г. Новосибирска находится Верх-Ирменское месторождения кирпичных глин и суглинков с общим запасом 4,1 млн. т, приуроченное к четвертичным отложениям. В этом же районе в акватории Новосибирского водохранилища располагается крупное месторождение песчано-гравийной смеси, представленной аллювиальными осадками пойменной террасы р. Оби. Толща пластообразной формы, невыдержанная по строению и качеству. Средняя мощность полезной толщи 15,3 м, средняя мощность перекрывающих пород 3,6 м.
Проявление геодинамической функции на этой территории выражается через существенные эрозионные процессы, максимально выраженные в долинах древнего стока и современных рек, создавших глубокие врезы, расчленяющие Приобское плато на отдельные водораздельные гривы и увалы. У крутых береговых обрывов наблюдается столбчатая отдельность и обрушение лессовых толщ с образованием делювиального шлейфа.
Экологическое значение и совмещенное проявление геохимической и геофизической функций наиболее ярко обнаруживаются в зонах развития гранитных интрузий и особенно в местах пересечения их глубинными разломами. Исследованиями А.Н. Дмитриева и др. (1997) установлено, что при наложении разломных зон на граниты по этим путям повышенной проницаемости происходит истечение вверх подземных газов, в частности -радон, продукты распада которого вредны для здоровья. С другой стороны разломообразование и вертикальное смещение блоков земной коры относительно друг друга вызывает глубинную электрогенерацию. Накапливаемые в недрах электрозаряды по разломам выходят на поверхность и создают определенную электрическую напряженность, отрицательно воздействующую на биоту.
Геофизическая напряженность таких территорий проявляются в высокой частоте наблюдаемости природных самосветящихся объектов и в повышенной гелиочувствительности населения, проживающих в этих местах.
Плодородные черноземные почвы, занимающие широкие плоские водоразделы и уже используемые в сельском хозяйстве, предполагает дальнейшее интенсивное землепользование в этом же направлении с учетом всех экологических норм по охране земельных ресурсов.
Для сравнения с Приобским плато приводится характеристика Восточно-Барабинской экосистемы, занимающая территорию к западу от р. Оби и представленная пологоволнистой равниной с уклоном на юго-запад и занимающая низинную часть рассматриваемой территории. По геоморфологическим условиям это слаборасчлененная (глубина расчленения рельефа 5-20 м) ступенчатая равнина с абсолютными высотами 100-150 м. Эта экосистема объединяет обширные распаханные площади с большими заболоченными пространствами, солонцами и солончаками, разделенными сосново-березовыми лесами, осинново-березовыми колками, торфяными болотами и лугами. Современные поверхностные отложения сложены озерно-аллювиальными накоплениями, местами всхолмленными приречными увалами, пересеченными многочисленными гривами. Мощность их увеличивается к востоку от 10 до 60-70 м. Они сложены тяжелыми суглинками, супесями, глинами, большей частью слабопросадочными, условнопросадочными и непросадочными со значениями коэффициента относительной просадочности от 0,03 до нуля. В понижениях рельефа встречаются участки болот и озерные впадины с пологими берегами. Заболоченность охватывает 30 % всей ее площади и является одной из ее характерных черт. Процесс заболачивания происходит как на пониженных местах, так и в западинах на плоских водоразделах.
Главным фактором структурообразования на этой территории являются движения блоков фундамента, залегающего под мезо-кайнозойским осадочным чехлом (Геологическое строение и полезные ископаемые Западной Сибири, 1999).
Сложные рельефные условия с литологической неоднородностью почвообразующих и подстилающих пород обусловили широкое разнообразие типов почв.
Восточная часть Барабинской равнины отличается очень большим распространением засоленных почв, покрывающих более половины ее территории. Степень засоленности уменьшается к северу. Почвообразующие породы также нередко засолены и обычно карбонатны.
Почвенной покров характеризуется таким составом. Подзолистые почвы занимают более 6 %, осолоделые - около 5 %, солонцы и солончаки - до 20 %, болотные и заболоченные - более 38 %, оподзоленных и осолоделых черноземов около 13 %, нераспаханных и под озерами - до 4 %. Распаханность относительно площадей всех сельскохозяйственных угодий составляет в Новосибирской области - 46,5 % (Танасиенко, 2003). Существенное разнообразие почв предопределяет большой разброс значений их эрозионной стойкости в пределах ниже 20 баллов. Равнинность рельефа ограничивает процессы смыва почвенного покрова.
Воды Барабы отличаются неглубоким залеганием водоносных горизонтов от 1,5 до 5 и более метров. Химический состав преимущественно гидрокарбонатно-кальциевый и гидрокарбонатно-сульфатно-кальциевый. Вода в основном пресная до 1 г/л и в засоленных местах до 5 г/л.
На территории Восточно-Барабинской экосистемы известны проявления йодо-бромных и бромных кремнистых вод, вскрытых нефтепоисковыми, структурно-поисковыми и специальными разведочными скважинами, пробуренными на минеральные воды. Они приурочены к меловым и юрским отложениям в пределах погруженной части артезианского бассейна на глубинах от 800 до 2 900 м. В меловых отложениях минерализация вод от 8 до 26 г/л: содержание йода 2-15 мг/л, брома 25-60, метаборной кислоты 2090, кремневой кислоты 20-200 мг/л. В юрских отложениях минерализация воды возрастает до 30-35 мг/л: содержание йода 30-35 мг/л, брома 25-200,метаборной кислоты до 180, кремневой кислоты до 60, аммония до 22 мг/л. Водообильность невысокая - несколько десятков кубометров в сутки. Максимальный дебит водообильных меловых отложений составляют сотни кубометров в сутки.
Эти воды используются для лечения на известном курорте «Озеро Карачи», и разливаются под названиями «Карачинская» и «Дупленская».
По минеральным ресурсам Восточно-Барабинская экосистема занимает первое место по торфу. Только в Новосибирской области балансом учтено 146 месторождений торфа с суммарными запасами 981,9 млн. т и 382 месторождения с прогнозными ресурсами в 410,8 млн. т. Ряд месторождений находится на территории, отнесенной к охраняемому фонду - заказники, памятники природы и т. д. Торф используется преимущественно в качестве сырья для производства удобрений, препаратов на гуминовой основе и др.
В Колыванском районе известно месторождение вивианитового торфа, занимающее вторую надпойменную террасу р. Оби. Средняя мощность залежи 3,7 м , зольность от 7 до 49 %.Прогнозные ресурсы 1085 тыс. т. В
пределах этой экосистемы находятся многочисленные озера с донными залежами сапропелей. Наиболее изученными из них располагаются в Венгеровском, Куйбышевском и Чулымском районах Новосибирской области. Это в основном мелководные и мелкозалежные озера бессточных котловин блюдцеобразной формы. Средняя глубина воды 0,1-0,6 м, редко более 1 м, средняя мощность сапропелевых отложений до 1 м, в отдельных озерах 1,52,0 м. Они представлены органо-глинистыми, органо-песчанистыми разновидностями. Сапропели могут использоваться для приготовления минеральных удобрений и для улучшения структуры почв. В Новосибирской области учтено 96 месторождений сапропеля с суммарными запасами 56,3 млн. т и 27 месторождений с прогнозными ресурсами 9,5 млн. т.
В Доволенском и Барабинском районах имеются месторождения кирпичных глин и суглинков с запасами 4,5 и 4,0 млн. м3 , представленных четвертичными отложениями сплошным чехлом, покрывающим территорию. Следует отметить, что на этой территории почти у каждого населенного пункта имеется местный кирпичный завод с местным источником сырья для изготовления кирпичей.
Широкое распространение разнотравно-злаковых лугов, солонцовых и солончаковых лугов и травных болот, обилие природных водоемов и рек создают особенно благоприятные условия для развития животноводства. Возвышенные площади, обычно покрытые более плодородной почвой, служат источником получения зерновых продуктов, обоспечивающих население и изготовление комбикормов для подкармливания скота.
Кулундинская экосистема территориально охватывает Кулундинскую низменную равнину, расположенную западнее Приобского плато, от которого отделяется четко выраженным в рельефе флексурным перегибом, осложненным сухими дельтами долин древнего стока. В центральной наиболее пониженной части Кулунды имеются многочисленные большей частью минерализованные озера с низкими террасами. Территория низменности характеризуется плоским и слабо волнистым рельефом с абсолютными отметками от 96 до 160 м и сложным пятнистым распределением аллювиальных, озерно-аллювиальных отложений четвертичного возраста мощностью от 6 до 50 м. В южной части Кулундинской равнины распространен бугристо-грядовой рельеф с песчаными дюнами высотой от 5 до 15 м.
Четвертичные озерно-аллювиальные отложения представлены песками, супесями, суглинками, иногда глинами. Встречаются линзы мергелей и торфа. Местами эти отложения перекрыты маломощным 0,15-0,20 м слоем лесса. Озерные и озерно-болотные отложения выполняют плоские понижения и представлены илами, иловатыми суглинками, супесями и песками. Мощность этих осадков от 1 до 6 м.
Современные голоценовые отложения сложены субаэральными лессовидными суглинками и супесями, большей частью по составу тяжелые, карбонатные с растительными остатками и пятнами ожелезнения. Значительные площади Кулундинской низменности с поверхности сложены
мелкозернистыми и пылеватыми песками, местами образующими эоловые формы рельефа - бугры, гряды, гривы, а по берегам озер - дюны.
В тектоническом плане Кулундинская низменность соответствует наиболее погруженной структурной впадине, опускание которой происходит до сих пор.
В ландшафтном отношении Кулундинская равнина представлена сухой степью с многочисленными минерализованными и пресными озерами в центральной наиболее опущенной части. Территория характеризуется слабым плоскостным смывом, озерной абразией и аккумуляцией, умеренным накоплением солей и сильным проявлением процессов выдувания с формированием эолово-денудационного рельефа.
Почвенный покров Кулунды отличается широким разнообразием, обусловленным частой сменой состава почвообразующих пород. На низких участках почвы имеют малую мощность 0,15-0,30 м и представлены солонцовым подтипом чернозема, а на \самых низких уровнях происходит полное засоление почвенного слоя.
Распределение физико-механических свойств контролируется геологическим строением территории. Слабопросадочные грунты (коэффициент относительной просадочности 0,01-0,03 при нагрузке 0,3 МПа), представленные лессом и лесосовидными породами, занимают положительные формы рельефа, а непросадочные - низинные участки.
Кулундинская низменность характеризуется большим разнообразием глубин залегания грунтовых вод. Верховодка находится в тесной связи с подстилающим водообильным горизонтом. В пределах повышенных участков территории глубина залегания подземных вод 10-14 м. Плоские и слабо волнистые равнины с гривно-западинным рельефом имеют глубина залегания подземных вод 3-5 м. Вблизи озер воды залегают на глубинах менее 3 м, а в пределах приозерных террас часто менее 1 м.
Для подземных вод Кулунды свойственно большое разнообразие химического состава и степени их минерализации. Воды гидрокарбонатные кальциево- и кальциево-магниевого состава с минерализацией до 1 г/л распространены на наиболее возвышенных участках. С понижением гипсометрических отметок местности минерализация вод увеличивается до 5 и более г/л. Кроме того в составе вод появляется сульфатная составляющая, а на самых низких отметках - хлоридно-гидрокарбонатные натриевокальциевые и сульфатно-гидрокарбонатные натриево-магниевые воды.
Кулундинская впадина является частью крупной Обь-Иртышской солеродной провинции. Она характеризуется наличием большого количества месторождений природных минеральных солей - соды, мирабиллита, гипса, галита и др. Содоносными являются современные озерные отложения. Они сложены илами, песками с прослойками мергелей, поваренной соли или мирабиллита, соды, суглинка и супесей. Это основной комплекс осадков, слагающих месторождения и вмещающих запасы солей в твердой и жидкой фазе. Сода, галит и мирабиллит образуют также новосадки мощностью от нескольких до 30 см.
Наиболее крупным скоплением является Новомихайловское месторождение природной соды, объединяющее систему озер Танатар. На самом крупном озере Танатар-3 в составе донных отложений имеются четыре пластовых линз содовых песчаников. Внизу пластов залегает мелкозернистый содовый песчаник, а вверху - содовый песчаник с включением крупных кристаллов соды. Содержание соды в породе от 6 до 14 % .
Для улучшения физико-химических свойств и повышения плодородия солонцов и солонцеватых почв в Новосибирской области и Алтайском крае в них вносится гипс. Потребность в этом химическом мелиоранте покрывается за счет местных ресурсов. В настоящее время здесь известны два крупных месторождения гипса - Джира и Дунай - озера, расположенные в 45 км к северо-востоку от станции Кулунда.
Месторождение гипса Джира представлено озером площадью 10 км . Пласт гипса является современным донным осадком и залегает под слоем ила мощностью до 0,25 м. Подстилает пласт суглинки, супеси и пески. Мощность залежи гипса изменяется от 1 до 2 м в северной части озера и до 1 м в южной. Гипс представляет собой рыхлую, сыпучую массу серого и желто-белого цвета. Содержание СаБ04 в породе от 38 до 89 %.
Разведанные запасы гипса по промышленным категориям составляет 9 млн. т, что обеспечивает добычу мелиоранта в весовом количестве 360 тыс. т в год на эксплуатационный срок не менее 25 лет. Порошкообразное состояние гипса озера Джира позволяет его применять в сельском хозяйстве без предварительного помола.
Кулундинская экосистема по своему природному ресурсныму потенциалу является территорией устойчивого развития добывающей химической промышленности и земледелия на возвышенных площадях распространения незасоленных почв.
Из сравнительного анализа выше охарактеризованных экосистем -Приобского плато, Барабинская и Кулундинская - каждая из них отличается своими специфическими эколого-геологическими показателями, и, следовательно, своими особыми экологическими функциями, свойственными именно этой конкретной территории.
Знание особенностей экосистемной взаимосвязи для любой территории, проявляющиеся через их эколого-функциональнее возможности, является научной основой рационального землепользования, позволяющей правильно планировать эксплуатацию выбранного объекта и прогнозировать направленность изменения экологической обстановки с целью наиболее эффективного использования природных ресурсов и предотвращения отрицательных последствий для природной среды.
Для удобства пользования сведения по геоэкологической характеристике природных экосистем следует собрать в специальный геоэкологический или эколого-геологический кадастр, представленный соответствующими паспортами для каждого конкретного объекта. Такой геоэкологический или эколого-геологический паспорт экосистем Приобьского плато, Барабинской и Кулундинской равнин.
Выводы
Экологическая концепция рационального землепользования должна быть обязательной при освоении новых территорий и заключается в решении всех проблем по охране земельных ресурсов и окружающей среды при любой форме их эксплуатации.
Научной основой рационального землепользования является экосистемный анализ, объектом которого служат реальные природные образования со своими системными взаимосвязями, выраженными через экологические функции рассматриваемого участка земной коры и экологическую обстановку окружающей среды.
Геоэкологический (эколого-геологический) кадастр есть результат экосистемных исследований и представляет собой информационную основу рационального землепользования и содержит критерии производственнохозяйственной оценки территории и сведения, составлящие элементы прогноза ее экологического развития. Фактический материал для составления названного кадастра можно собрать по соответствующим публикациям для всех экономически развитых регионов страны.
Геоэкологический (эколого-геологический) паспорт - есть составной элемент одноименного кадастра и содержит комплексную информацию по каждой конкретной экологической системе со своей географической привязкой.
Безусловное применение экологических принципов рационального землепользования позволить наиболее экономно и эффективно достигать намеченных целей по решению производственно-хозяйственных задач при минимальном ущербе для окружающей среды.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Агрофизическая характеристика почв Западной Сибири. Новосибирск: Наука, 1978. - 544 с. / Редактор В.П. Панфилов.
2. Арустамов Э.А., Левакова И.В., Баркалова Н.В. Экологические основы природопользования. - М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и Ко», 2003. -280 с.
3. Барышников Г.Я. Развитие рельефа переходных зон горных стран в кайнозое. -Томск: ТГУ, 1992. - 182 с.
4. Ван А.В. Экологические функции четвертичных покровных отложений Верхнего Приобья. Автореферат диссертации , представленной на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук по специальности геоэкология. Новосибирск: АГТУ и СГГА, 2004. - 40 с.
5. Варламов И.П. Геоморфология Западно-Сибирской равнины. - Новосибирск: Зап.-Сиб. книжное издательство, 1972. - 112 с.
6. География Новосибирской области. - Новосибирск: Зап.-Сиб.книжное
издательство, 1981. - 80 с.
7. Географические и инженерно-геологические условия Степного Алтая. Новосибирск: Наука, 1988. - 97 с. / Авторы : С.И. Черноусов, В.С. Арефьев, В.С. Осьмушкин и др.
8. Геологическое строение и полезные ископаемые Западной Сибири. Том 2. Новосибирск: СО РАН, 1998. - 254 с.
9. Жарников В.Б., Ван А.В. Экологические функции литосферы и их значение в кадастровой оценке территории. М.: Информ.агентство «Гром», 2006. - С. 20-21.
10. Жарников В.Б., Ван А.В. Мониторинг эколого-геологических систем как объектов кадастра // Мониторинг геологических, литотехнических и экологогеологических систем. М.: МГУ, 2007. - С. 181-182.
11. Осипов В.И. Геоэкология - междисциплинарная наука о экологических проблемах геосфер // Геоэкология. -1993. - № 1. - С. 4-16.
12. Пространственный анализ объектных и плоскостных электронных карт разломных зон и сопряженных с ними явлений на территории Новосибирска // ГИС для устойчивого развития окружающей среды Новосибирск: Материалы Международной конференции,1997. - С. 112-120 / Авторы - А.Н. Дмитриев, И.С. Забадаев, И.Д. Зольников и др.
13. Реймерс Н.Ф. Природопользование. - М.: Мысль,1990. - 640 с.
14. Танасиенко А.А. Специфика эрозии почв в Сибири. - Новосибирск: СО РАН, 2003. - 176 с.
15. Трофимов В.Т., Зилинг Д.Г. Экологическая геология и ее логическая структура // Вестник МГУ. Серия 4. Геология. 1995. № 4. - С. 33-45.
16. Хмелев В.А. Лессовые черноземы Западной Сибири. - Новосибирск: Наука, 1989. -201 с.
17. Экологические функции литосферы / Под редакцией В.Т. Трофимова. - М.: МГУ, 2000. - 432 с.
18. Экологическая геология / Под редакцией В.Т. Трофимова. - М.: МГУ, 2002. -
430 с.
© В.Б. Жарников, А.В. Ван, 2008
