CC BY
172УДК 574:911.375.3:662(470.56)
экологическое зонирование городских территорий
С.А. Дубровская
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
Институт степи Уральского отделения Российской академии наук, Оренбург, Россия
Проведено зонирование (районирование) городских территорий - Оренбурга и Новотроицка по коэффициенту экологической напряженности ситуации на основе расчета количественных показателей. Выделены зоны относительно благоприятного проживания и не комфортных условий для человека.
Zoning (division into districts) of urban areas - Orenburg and Novotroitsk on coefficient of ecological intensity of a situation on the basis of calculation of quantitative indices is carried out. Zones of rather favorable accommodation and not comfortable conditions for the person are allocated.
Существование человека в будущем тысячелетии возможно только при условии нормального функционирования биосферы и окружающих нас ландшафтов [11]. Городская территория - это целостная специфическая динамическая геосистема со своеобразной структурой и составом компонентов, в которой взаимодействуют природные, природно-техногенные и техногенные компоненты. В ней в той или иной мере изменены все природные составляющие: почвы, растительность, животный мир, литогенная основа, рельеф, гидрогеологические и гидрологические, а также климатические и микроклиматические условия. Это непрерывно формирующийся природно-техногенный комплекс, особенности функционирования и развития которого трудно предсказуемы, вследствие плохой изученности процессов взаимодействия его многочисленных компонентов, в том числе человека. Техногенные компоненты, сложно взаимодействуя между собой, оказывают не только на природные компоненты урбосистемы, но, главное - на человека. Это разнообразные по физической природе воздействия: механическое (статическое и динамическое), химическое, биохимическое, электрическое, тепловое, радиационное и т.п.
При анализе экологической обстановки в городах на первое место ставят эколого-геохимическую ситуацию, в меньшей степени исследования затрагивают архитектурно-планировочную структуру, рекреационные ресурсы, рельеф и другие ландшафтно-экологические условия. Основной базой данных для комплексного геоэкологического изучения городской среды является ряд показателей-индексов: 1) комплексный индекс загрязнения атмосферы; 2) суммарный индекс химического загрязнения почв; 3) коэффициент токсичности отрасли (индекс экологической опасности); 4) показатели шумового загрязнения; 5) показатель удельного веса воздействующих объектов; 6) показатель средоохранной и средовоспроизводящей емкости территории [8].
На основе вышеизложенных экодиагностических показателях было проведено районирование городского пространства по коэффициенту напряженности для определения зон комфортных условий жизни для городского населения Оренбурга и Новотроицка и планирование оптимальных мероприятий для их улучшения.
Город Оренбурграсположен наЮжномУрале, общая площадь в пределах муниципального образования - 25857,0 га. Город разделен на два округа - Северный (площадь 0,156 км2, плотность населения 1826,9 чел/км2) и Южный (площадь 218 км2, плотность населения 1240,8 чел/км2). В состав Северного округа входят - Дзержинский и Промышленный районы и пять сельских населенных пунктов - п. Каргала, п. Самородово, с. Краснохолм, с. Пруды, Южного округа - Ленинский и Центральный районы, п. Бердянка, п. Нижнесакмарский, с. Городище, территория Зауральной части - поселки Пугачи, Южный, Заречный, Карачи, Сельхозтехника, Строителей, Авиагородок, Стройгородок, Пристанционный, Ситцовка, Кузнечный и современная коттеджная застройка - Ростоши, Ростоши 2, Овощевод, Солнечный. По данным территориального органа Федеральной службы государственной статистики по Оренбургской области количество выбросов от стационарных источников на 2012 год составило 757,4 тыс. т/
год [9]. Источниками загрязнения атмосферы города являются предприятия газодобывающей отрасли (ООО «Газпром добыча Оренбург», расположенные на северо-западе и юго-западе от города), нефтепереработки, машиностроения, теплоэнергетики, железнодорожного и автомобильного автотранспорта. Степень загрязнения атмосферы в г. Оренбурге «высокая» (ИЗА5 7,7 ед.) [5]. По данным Оренбургского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды - филиал ФГБУ «Приволжское УГМС» характеризовалась как относительно спокойная. Отмечена тенденция незначительного повышения значений комплексного индекса загрязнения атмосферного воздуха ИЗА5 в летний период от 4,82 (июль) до 6,01 (август) [4].
Новотроицк расположен в восточной части Оренбургской области, общая площадь в пределах городской черты 11433,27 га, а муниципального образования - 41160,16 га. Город Новотроицк начал свое развитие с небольшого хутора Сильнов (XIX век). Было здесь несколько десятков дворов, около 300 жителей. В 30-е годы XX столетия И.Л. Рудницкий и техник-геолог В.И. Александров, исследуя территорию возле станции Губерля, обнаружили месторождения никелевых и марганцевых руд [1]. Это стало мощным импульсом для развития города, началось строительство промышленных предприятий и транспортных узлов. Основным градообразующим предприятиям города Новотроицка является Орско-Халиловский металлургический комбинат, строительная площадка которого была заложена в 1939 году, сейчас это ООО «Уральская сталь» (ОХМК). Процесс урбанизации в этом районе ускорился в военный и послевоенный периоды, благодаря промышленному развитию и созданию многоотраслевого производства, становление и функционирование которого длительное время осуществлялось при почти полном игнорировании требований экологической безопасности. Сейчас в г. Новотроицк действует 20 крупных и средних предприятий. Территория одного из них ООО «Уральская сталь» имеет протяженность с юго-запада на северо-восток на 4,8 км. Юго-западный участок металлургического комбината расположен на расстоянии 200-400 м от селитебной зоны. Основной жилой массив располагается на территории между промышленной зоной ОХМК и Аккермановским месторождением железных и никелевых руд. Северная часть города представлена одноэтажными застройками, центр - общественно-деловые и дву-и пятиэтажные застройки, юго-запад - многоэтажные и п.Аккермановка. Промышленная техногеосистема на территории города занимает 2803,91 га.
Процесс зонирования урбогеосистемы включает в себя комплекс методических приемов, при котором происходит ранжирование городского пространства (по количественным и качественным показателям) и выделение объектов и субъектов среды обитания с разной степенью антропогенной нагрузки.
Нами проведена интегральная оценка экологической ситуации в г.Оренбурга в системе экодиагностики и зонирование данной территории по коэффициенту напряженности [6]:
(ПА + ПП + ПШ)УВ
Кнэс = 10-3-^-Рн
где КНЭС - коэффициент напряженности экологической ситуации, ПА - комплексный показатель состояния атмосферного воздуха, ПП - комплексный показатель уровня загрязненности почв, Пш - показатель шумового загрязнения территории, УВ - показатель удельного веса воздействующих объектов, РН - коэффициент плотности населения, ЕС -показатель средоохранной и средовоспроизводящей емкости территории.
Коэффициент абсолютной и относительной антропогенной напряженности эколого-хозяйственного состояния территории позволяют оценить антропогенную преобразованность территории. Коэффициент абсолютной антропогенной напряженности (Ка) - отношение площади сильно нарушенных застройкой, промышленностью, транспортом земель к площади неиспользуемых или естественных ландшафтов [7]:
где SJ6 - площади земель с высокой антропогенной нагрузкой, - площади земель с очень низкой антропогенной нагрузкой.
Коэффициент относительной антропогенной напряженности - отношение площади земель с высокой антропогенной преобразованностью к площади земель с более низкой антропогенной преобразованности [7]:
Эколого-хозяйственный состояние города в наибольшей степени характеризует коэффициент относительной антропогенной напряженности, так как охватывается вся городская территория. Снижение напряженности ситуации уменьшает значение коэффициентов, а при Ко равном или близком к 1,0 напряженность эколого-хозяйственного состояния территории оказывается сбалансированным по степени антропогенной преобразованности и потенциалу устойчивости городской среды [7].
По результатам почвенно-экологических обследований суммарный индекс загрязнения (среднее содержание тяжелых металлов в почве, Zc) по территории г. Оренбург следующий: Северный округ селитебная техногеосистема (ТГС) от 1,2 до 12,1, промышленная ТГС от 9,1 до 30,85, Южный округ селитебная зона от 1,89 до 12,85, промышленная - от 8,7 до 19,23. Важным фактором комфортности среды для жителей города является шум, в данном случае дискомфорт в городе от производственных систем, котельных, транспорта (железнодорожный). По результатам замеров по уровню звука в децибелах не превышают значений, указанных в ГОСТ 12.1.003-83. Диапазон значений коэффициента экологической напряженности для г. Оренбурга составил от 0,001 до 99,264. На основе данных расчетов была составлена комплексная картосхема зонирования территории г. Оренбурга (рисунок1).
Рисунок 1. зонирования территории г. Оренбурга по коэффициенту экологической напряженности.
Зоны максимального экологического неблагополучия (кризисная, критическая, напряженная) зафиксированы в районах промышленных предприятий (северо-западная, западная часть города) и прилегающих к ним селитебных ТГС. По результатам исследований зона низкой комфортности включает промышленно-селитебные территории, примыкающие к притеррасной части поймы р. Сакмары (Промышленный район). В центральной части города негативное влияние на экологическую обстановку оказывает автомобильный транспорт (плотность автомобильных дорог 13-17 км/км2 по данным А.А. Цыцуры и О.В. Чекмаревой [10]). Особо опасные зоны загрязнения города являются места складирования бытовых и промышленных отходов: Северный жилой массив (в 2 км восточнее Дзержинского района). Зона относительно удовлетворительной, удовлетворительной и условно благоприятной ситуации включает северо-восточную и восточную склоновые территории Урало-Сакмарского междуречья, периферийные участки муниципального образования г.Оренбурга.
Для территории города Оренбурга Ка составил 2,9; Ко - 4,3, что свидетельствует о несбалансированном эколого-хозяйственном состоянии (таблица 1).
Таблица 1
Система данных об использовании земель в г. Оренбург
Степень антропогенной нагрузки Балл Площадь данного вида использования Эколого-функциональные типы землепользования и виды городских техногеосистем (ТГС) Площадь, га
Высшая 6 Sj6 Транспортно-коммуникационный, промышленный (земли предприятий, полигоны твердых и бытовых отходов, очистные сооружения, горопромышленные ТГС; птицефабрики, животноводческие комплексы, фермы), селитебный и агроселитебный, парково-ритуальные комплексы 8074
Очень высокая 5 Sj5 Сельскохозяйственный (орошаемые земли, садово-дачные массивы и плодо и лесопитомники, земли водного фонда) 3707
Высокая 4 Sj4 Сельскохозяйственный (пахотные земли, пастбища и сенокосы, используемые не рационально) 9188
Средняя 3 Sj3 Рекреационные (лесополосы, зеленые насаждения общего пользования и санитарно-оздоровительные зеленые зоны) 554
Низкая 2 Sj2 Естественные лесные массивы, малоиспользуемые земли 1541
Очень низкая 1 Sj1 Неиспользуемые земли (пустыри) 2793
S. J Общая площадь района исследования 25857
По данным министерства природных ресурсов, экологии и имущественных отношений Оренбургской области за 2011 г. уровень загрязнения атмосферного воздуха г.Новотроицка ИЗА5 - 10,01 (высокий) [4]. К главным предприятиям, загрязняющим атмосферу города, относятся ООО «Уральская сталь», ОАО «Новотроицкий завод хромовых соединений», ОАО «Новотроицкий цементный завод». Основными поллютантами, загрязняющими почвенный покров города, являются цинк, никель, хром, свинец, медь, кадмий и кобальт. По результатам почвенно-экологических обследований суммарный индекс загрязнения (среднее содержание тяжелых металлов в почве) по территории г.Новотроицк следующий:
36,2 (селитебная техногеосистема), 214 (ОХМК), 29,24 (автодорога Новотроицк-Орск). Важным фактором комфортности среды для жителей промышленного города является шум, в данном случае дискомфорт в городе от производственных систем, котельных, транспорта (железнодорожный и трамвайный). По результатам замеров по уровню звука в децибелах не превышают значений, указанных в ГОСТ 12.1.003-83.
Диапазон значений коэффициента экологической напряженности для г.Новотроицка составил от 0,001 до 116,7. На основе данных расчетов была составлена комплексная картосхема зонирования территории г. Новотроицк (рисунок 2).
Экологические зоны:
| условно благоприятная (<0,1) напряженная (1,0-10)
удовлетворительная (0,1-0,5) критическая (10-30)
I относительно удовлетворительная (0,5-1,0) ^^^Н кризисная (>30)
Рисунок 2. зонирование территории г. Новотроицк по коэффициенту экологической напряженности.
Зоны максимального экологического неблагополучия (кризисная, критическая, напряженная) зафиксированы в районах промышленных предприятий (восточная часть города) и прилегающих к ним селитебных техногеосистемах. По результатам исследований зона низкой комфортности включает промышленно-селитебные территории: восточный блок (группа производственных техногеосистем), частный сектор п. Юрга, жилые кварталы Северного района, которые находятся в непосредственной близости от промышленных объектов, западный блок - карьеры, участки полигонов промышленных и бытовых отходов, железнодорожные и автотранспортные пути. Зона относительно удовлетворительной, удовлетворительной и условно благоприятной ситуации включает южную и юго-
западную часть города, левобережные пойменные ландшафты, периферийные территории муниципального образования г. Новотроицк.
Для территории г. Новотроицк (таблица 2) коэффициент абсолютной антропогенной напряженности (Ка) составил 37,3; коэффициент относительной антропогенной напряженности (Ко) - 1,8, что свидетельствует о несбалансированном эколого-хозяйственном состоянии.
Таблица 2
Система данных об использовании земель в г. Новотроицк
Степень антропогенной нагрузки Балл Площадь данного вида использования Эколого-функциональные типы землепользования и виды городских техногеосистем (ТГС) Площадь, га
Высшая 6 Транспортно-коммуникационный, промышленный (земли предприятий, полигоны твердых и бытовых отходов, очистные сооружения, горопромышленные ТГС; птицефабрики, животноводческие комплексы, фермы), селитебный и агроселитебный, парково-ритуальные комплексы . 4060,93
Очень высокая 5 Сельскохозяйственный (орошаемые земли, садово-дачные массивы и плодо и лесопитомники, земли водного фонда) 1335,49
Высокая 4 Сельскохозяйственный (пахотные земли, пастбища и сенокосы, используемые не рационально) 1893,95
Средняя 3 Рекреационные (лесополосы, зеленые насаждения общего пользования и санитарно-оздоровительные зеленые зоны) 1152,45
Низкая 2 Естественные лесные массивы, малоиспользуемые земли 2881,60
Очень низкая 1 Неиспользуемые земли (пустыри) 108,85
S. J Общая площадь района исследования 11433,27
Задачи урбоэкологии заключается в максимально возможном сохранении в урбоэкосистеме элементов природных экосистем в целях обеспечения сохранения биологического разнообразия, которое всегда является интегральным индикатором устойчивости любой экосистемы. В условиях резкого уменьшения инвестиций на природоохранные мероприятия и общего падения ответственности природопользователей за экологические результаты своей деятельности, общее положение с природопользованием становится весьма неустойчивым и тревожным. Практически на всей территории области можно найти и указать на признаки ухудшения экологической обстановки в городах. Ландшафтное планирование окружающей городской территории позволяет рационально использовать уже существующее природное пространство и качественно влиять на улучшение техногенных зон: транспортные, промышленные, нарушенные и заброшенные (пустыри, свалки и др.) после прекращения производственной деятельности. Для снижения уровня воздействия искусственной агрессивной среды и существующих зон экологической напряженности на природный ландшафт необходимо применять различные методики организации компенсирующей «живой» природы для нормального функционального развития городов.
Для решения геоэкологических проблем, связанных с улучшением комфортного проживания населения на территории данного города требует проведения ряда мероприятий: 1) создание экологического проекта, направленного на реконструкцию и озеленение парковых зон, шумозащитных экранов; 2) переселение жителей микрорайонов города, проживающих в непосредственной близости от промышленных объектов; 3) создание четкой и правильной схемы планирования жилых застроек; 5) ландшафтное восстановление техногенных городских территорий (пустырей, свалок); 6) организация санитарно-защитных зон, периодические исследования за состоянием атмосферного воздуха, водных объектов, почвенного покрова на территории города.
Благодаря четкому ландшафтно-экологическому планированию улучшаться экологические условия конкретной территории. За счет правильно организованной хозяйственной деятельности с учетом природных особенностей ландшафта создание комфортной среды для проживания человека будет оптимально благоприятной.
Работа выполнена по проекту ОНЗ РАН: № 12-Т-5-1005 «Современное состояние, тенденции развития и параметры экологической устойчивости геосистем Заволжско-Уральского региона», по научному проекту молодых ученых и аспирантов УрО РАН: № 14-5-НП-111 «Методика комплексной оценки экологического состояния городских ландшафтов на территории Оренбургской области» и по бюджетной теме: «Геоэкологическое обоснование инновационных принципов землепользования и недропользования, обеспечивающих устойчивое развитие земледельческих регионов России» № гос. регистрации 01201351530.
Список литературы
1. Альтов В. Г. Новотроицк. - Челябинск: Юж.-Урал. кн. изд-во, 1982. - 96 с.
2. Генеральный план г.Оренбурга [Электронный ресурс]. URL: http://www.orenburg.ru/town/ master_plan/ (2014, 31 января).
3. Город Оренбург. Официальный портал. [Электронный ресурс]. URL: http://http://www. orenburg.ru/activities/ekologiya_goroda/ekologicheskaya_obstanovka_v_gorode/analiz_ekologicheskoy_ obstanovki_v_gorode/ (2014, 2 апреля).
4. Государственный доклад об охране окружающей среды Оренбургской области в 2011 году / Под общ. ред. К.П. Костюченко. - Оренбург, 2012. 297 с.
5. Государственный доклад об охране окружающей среды Оренбургской области в 2012 году / Под общ. ред. К.П. Костюченко. - Оренбург, 2013. 297 с.
6. Ивашкина И.В., Кочуров Б.И. Урбоэкодиагностика: методология и принципы исследования городских территорий // Экология урбанизированных территорий. 2010. №1. С. 6-13.
7. Кочуров Б.И. Геоэкология: экодиагностика и эколого-хозяйственный баланс территории. Смоленск: СГУ, 1999. 154 с.
8. Петрищев В.П., Дубровская С.А. Методика комплексной оценки экологического состояния городских территорий // Известия Самарского научного центра. - 2013, Т. 15., № 3. - С. 234-238.
9. Территориальный орган Федеральной службы государственной статистики по Оренбургской области [Электронный ресурс]. URL: http://www.orenstat.gks.ru (2014, 31 января).
10. Цыцура А.А., Чекмарева О.В. Управление качеством атмосферы на улицах промышленного города (на примере г.Оренбурга) // Вестн. Оренб. гос. ун-та, 2002. №3. С.4-9.
11. Чибилёв А.А. Введение в геоэкологию (эколого-географические аспекты природопользования). Екатеринбург: УрО РАН, 1998. 124 с.
