CC BY
74
Раздел 3 ЭКОЛОГИЯ
Ведущие эксперты раздела:
ДМИТРИЙ МИХАЙЛОВИЧ БЕЗМАТЕРНЫХ - кандидат биологических наук, доцент, ученый секретарь Учреждения Российской академии наук Института водных и экологических проблем Сибирского отделения РАН, ответственный за электронную версию журнала и работу с Российским индексом научного цитирования -http://elibrary.ru/ (г. Барнаул)
СУХОВА МАРИЯ ГЕННАДЬЕВНА - доктор географических наук, доцент Горно-Алтайского государственного университета (г. Горно-Алтайск)
УДК 911.52 (571.6); 504.54.05 (571.6)
Алексеев И.А., канд. географ. наук, доц., начальник отдела организации научной деятельности Благовещенского гос. пед. ун-та, г. Благовещенск, E-mail: [email protected];
ИЗУЧЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КОНТУРОВ ЛАНДШАФТНЫХ ФАНИЙ КАК ОСНОВА АНАЛИЗА УРОВНЯ АНТРОПОГЕННОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ ЛАНДШАФТОВ (НА ПРИМЕРЕ ФАНИАЛЬНЫХ ВЫДЕЛОВ ЛАНДШАФТОВ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗОН И ПЛОЩАДОК ПРОЕКТИРУЕМОГО КОСМОДРОМА «ВОСТОЧНЫЙ»)
На примере материалов ландшафтно-экологической изученности территории проектируемого космодрома «Восточный» апробируется методика определения уровня антропогенной трансформации на основе показателей пространственной геометрии и рисунка контуров элементарных ландшафтных выделов.
Ключевые слова: показатели пространственной геометрии контуров ландшафтных фаций, экологический анализ, космодром «Восточный», ландшафтный рисунок.
Одним из компонентов, предваряющих организацию и проведение государственной экологической экспертизы, является изучение фоновых геохимической среды и ландшафтно-биоценотической структуры территории, в т.ч. и фонового уровня антропогенной трансформации. Без дифференциации и классификации антропогенных изменений ландшафтных комплексов проведение экологической и эколого-географической экспертизы территории становится затруднительным. Это обусловлено тем, что о состоянии или иных систем можно говорить лишь с определенной степенью относительности, т.к. влияние антропогенных факторов становится практически повсеместным и охватывает всю географическую оболочку, и практически важным является выявление уровня антропогенных компонентов в ландшафтных контурах, которые создают впечатление абсолютно неизмененных. Как правило, незначительные уровни антропогенной трансформации ландшафтов подтверждаются долгосрочным изучением геохимической картины выделов и почвенно-фитоценотическим анализом. Современные методики изучения обширных территорий характеризуются широким применением дистанционных методов исследования и анализом косвенных показателей.
Без сомнения, наиболее достоверным при изучении обширных по площади ландшафтных фаций (в т.ч. и обусловленных антропогенными факторами), при большом их разнообразии, значительной величине выборки их типов будет анализ их внешнего вида (формы контура пространственных границ, уровни монолитности выдела, его доминантности в общей структуре внутриландшафтных комплексов) и сопоставление математического выражения их параметров. В настоящее время многими исследователями в качестве основе математического изучения пространственных закономерностей дифференциации ландшафтных комплексов используются разработки московской ландшафтной школы [1-2].
На основе актуализированных и доработанных методик ранее приводились материалы с данными математического анализа пространственных показателей ландшафтных ком-
плексов южной, равнинной части Амурской области, в т.ч. Амурско-Зейской и Зейско-Буреинской равнин [3-4].
Анализ особенностей и закономерностей пространственной геометрии и пространственного рисунка контуров выде-лов фаций проведен в результате обработки полевых материалов ландшафтных исследований территории проектируемого космодрома «Восточный» в период с сентября 2009 г. по апрель 2010 г. Исследования проводились на основе применения маршрутных и полярных, дистанционных (анализ космоснимков) методов изучения ландшафтов на ключевых точках и ландшафтных профилях в пределах промышленных зон (№» 15) и площадок (№» 1-2) в совокупности с картографированием ландшафтных фаций (рис.1). В результате последующей обработки полученных данных (с порогом достоверности 0,001) были определены такие показатели геометрии фаций, как площадь, показатели дифференциации ландшафтного контура (ДЛК) (на основе формулы ДНК), степень изменчивости контуров фаций (ИЛК) (на основе формулы ИНК), коэффициент извилистости границ фации (КР), коэффициент классификационной дифференциации компонентов ландшафтных комплексов (КДЛК) (на основе формулы КДНН), индекс дробности (ЦО) [5-6], коэффициент формы, коэффициент сжатия, показатель формы, показатель эллиптичности, показатель вытянутости, индекс кругообразности [1-2].
Ноказатель дифференциации ландшафтного контура рассчитывался по формуле [5-6]:
(1)
где ?! - площадь контура фации, Р - средняя площадь контуров фаций, к - число контуров фаций.
Степень изменчивости фаций рассчитывалась на основе формулы пространственного анализа элементарного почвенного ареала [5-6]:
ИЖ=Ш/Я, (2)
где Ш - число интервалов, в которые укладываются площади контуров фаций, Я - число установленных интервалов величин площади контуров фаций.
Коэффициент извилистости границ фации определялся по формуле [5-6]:
КР=_____ ____, (3)
3.547!
где 9 - периметр контура фации, А - площадь контура фации.
Коэффициент классификационной дифференциации компонентов ландшафтных комплексов (КДЛК) был рассчитан на основе формулы КД почвенного покрова [5-6]:
П____
КДЛК=( г / т )*1/п, (4)
г=1
где п - число таксономических уровней, использование которых необходимо для описания компонентов ландшафта, т - общее число ландшафтных единиц, Ег - число ландшафтных единиц, выделяемых в каждом таксономическом уровне.
Индекс дробности (ЦО) был рассчитан на основе также на основе формулы индекса дробности элементарных почвенных ареалов [5-6]:
Коэффициент сжатия контуров фаций рассчитывался по формуле [1-2]:
к2=1-а1/а2;
(7)
где (І! - максимальный диаметр контура фации, іі - диаметр контура фации.
Показатель формы контуров фаций рассчитывался по формуле [1-2]:
К=я/а, (8)
где і - диаметр контура фации, q - средний радиус контура фации.
Показатель эллиптичности контуров фаций рассчитывался по формуле [1-2]:
К=тог^,
(9)
(5)
І =1
где к - число контуров фаций, Рі - площадь контуров фаций.
Коэффициент формы контуров фаций определялся по формуле [1-2]:
Кр^М, (6)
где і1 - максимальный диаметр контура фации, і - диаметр контура фации.
где і - диаметр контура фации, q - средний радиус контура фации.
Показатель вытянутости контуров фаций рассчитывался по формуле [1-2]:
К= Уз , (10)
где 3 - диаметр контура фации, з - средний радиус контура фации.
Индекс кругообразности контуров фаций рассчитывался по формуле [1-2]:
К=4Щ/р2
(11)
где р - периметр контура фации, q - средний радиус контура фации.
Рис. 1. Карта-схема расположения промышленных зон и площадок проектируемого космодрома «Восточный»: ПЗ-1 - промышленная зона №1; ПЗ-2 - промышленная зона №2; ПЗ-4 - промышленная зона №4; ПЗ-5 - промышленная зона №5; П1ПЗ-3 -площадка №1 и промышленная зона №3; П2 - площадка №2.
Кроме показателей пространственной геометрии конту- может служить анализ пространственного рисунка ландшаф-
ров выделов ландшафтных фаций, косвенным и вместе с тем та. Он является пространственной двумерной компоновкой
очень функциональным индикатором антропогенных транс- очертаний и количественных показателей границ, площади
формаций естественной структуры природных компонентов выделов внутриландшафтных единиц, образующих опреде-
ленный, устойчивый, законосообразный, но не регулярногеометрический рисунок. Рисунок контура ландшафтного выдела - пространственно-двумерное сочетание количественных и качественных показателей границ ландшафтного выдела.
Анализ двумерной компоновки контуров выделов ландшафтных фаций может проводиться на основе ландшафтных планов, карт-схем, космо- и аэрофотоснимков с детальностью до 1 м. При этом первоначально производится выделение контуров фаций (совмещенное ландшафтное районирование и картографирование), которые потом оцениваются по показателям формы, монолитности и т.д.
На основе многолетних наблюдений и анализа на территории равнинного юга Амурской области дифференцируются 15 видов (подклассов) ландшафтного рисунка (компоновки очертаний границ выделов как качественных показателей) (табл. 1). Все виды рисунков контуров ландшафтных выделов объединяются в 3 основных типа: гомогенные (монолитные, неразорванные); дырчатые (внутри контуров развиваются выделы с отличным видовым составом растительности); мозаичные (переходный тип).
Как правило, монолитные (гомогенные) контуры выде-лов свойственны как для природных (естественных), так и для антропогенных ландшафтных комплексов. Природные монолитные (гомогенные) контуры выделов территории проектируемого космодрома «Восточный» представлены, чаще всего, монотипными лесными, монотипными и политипными луговыми и лугово-болотными комплексами с полноценной ярусной структурой. Генезис этого вида рисунка определяется единообразием воздействия естественных или антропогенных факторов. Одним из отличительных признаков естественных гомогенных контуров фаций является наличие полной ярусной структуры образующих ее растительных ассоциаций.
Разорванно-дырчатые контуры выделов присущи природным и природно-антропогенным комплексам. Их генезис определяется воздействием какого-либо экстраординарного фактора на фоне действия единообразных условий (например, избыточность увлажнения днища западины, супердренаж вершины положительной формы рельефа). Подобный рисунок характерен для пригородных зеленых зон, комплексов восстановительной растительности на не использующихся сельскохозяйственных массивах, участков смешанных остепненных лесов в пределах положительных и отрицательных форм рельефа.
Разорванно-полидырчатые контуры выделов свойственны антропогенно-природным (обычно восстановительным) комплексам. Разнородность и спорадичность антропогенных воздействий на относительно небольших участках определяет формирование очагов видоизмененной растительности, нарушенного почвенного покрова. При этом наименьшие размеры дизъюнктивного (разрывающего) контура элементарного ландшафтного выдела в пределах территории промышленных зон космодрома наблюдаются в условиях днищ котловин, западин с лугово-болотной и остепненной смешанной лесной растительностью. Контуры с подобным типом рисунка характеризуют проявления сукцессии, экотональности различных единиц экологической структуры, смены доминантной роли видов растений.
Мозаичные контуры выделов дифференцируются только у природных комплексов. Они характерны для участков территории космодрома с большой мозаичностью условий формирования ландшафтных комплексов; как правило, они присущи элементам холмисто-увалистого рельефа с небольшими относительными высотами и сильно осложненными седловинами и долинообразными понижениями.
По уровню доминирования, который выражается в высокой частоте проявления, большой площади, все контуры вы-делов ландшафтных фаций подразделяются на доминирующие, дизъюнктивирующие, субдоминирующие, фоновые. Дизъюнктивирующие контуры фациальных выделов присущи участкам разорванно-дырчатых фаций, которые исчезают, постепенно вытесняясь постоянно растущими по площади в их пределах новыми фациями. Субдоминирующие контуры фациальных выделов характеризуются большими величинами площади и частотой встречаемости, не превышающими таковые доминирующих контуров. Они также отличаются от них значительной полидырчатостью и, как правило, часто трансформируются в фоновые. Фоновые контуры фациальных вы-делов характеризуются небольшими величинами площади, но довольно значительной частотой встречаемости.
Все охарактеризованные типы рисунка пространственной дифференциации контуров внутриландшафтных выделов показывают свойства экологического каркаса территории. Тем самым пространственная индикация и геометрические показатели рисунка пространственной дифференциации контуров элементарных ландшафтных выделов позволяют при местных уровнях исследования на разных участках выявить свойства и закономерности экологической структуры ландшафта, физико-географического района, физико-географической области.
Таблица 1
Типы рисунка контуров ландшафтных выделов на территории Амурско-Зейской и Зейско-Буреинской равнин_____________
Ландшафтные рисунки Уровни доминантности
типы классы подклассы (виды) фациальных выделов
гомогенные (однородные) диффузные (аморфные) 1 - равномерные 2 - изометричные 3 - прямолинейные ячеистые доминирующий контур фа-циального выдела
разорванно- дырчатые линейные 4 - прямолинейные параллельные 5 - прямолинейные непараллель- дизъюнктивирующий контур фациального выдела
разорванно- полидырчатые мозаичные ные 6 - извилистые параллельные 7 - извилистые непараллельные 8 - композитные (извилистопрямолинейные) 8.1 - дендритные 8.2 - нерегулярные субдоминирующий контур фациального выдела фоновый контур фациаль-ного выдела
полигональные (антропогенно-морфные) 9 - прямолинейные 10 - извилистые 11 - композитные (извилистопрямолинейные)
округлые (идеальные) 12 - овальные 13 - округлые 14 - кругообразные 15 - овально-вытянутые
Средневзвешенные значения основных показателей про- рии подтверждается статистическими расчетами в программ-
странственной геометрии контуров фоновых фаций террито- ной среде БІаНзНеа v3.10.01. При этом были определены веро-
рии проектируемого космодрома «Восточный» и виды их ятностные характеристики полученной выборки, рассчитаны
ландшафтных рисунков представлены таблице 2. Приемле- предельные величины ошибки, прочие вероятностные и ста-
мость выборки и достоверность расчетов показателей геомет- тистические отношения.
Таблица2
Средние значения показателей пространственной геометрии контуров фаций в пределах промышленных зон и площадок проектируемого космодрома «Восточный» и их антропогенная обусловленность
Растительная ассоциация (фация) и вид ее ландшафтного рисунка КР Коэффициент Показатели Индекс кру-го-образ нос-ти, В
-В р, оы фм сжатия, В формы, В эллиптично-сти, В вытянуто-сти, В
Промышленная зона №5
лиственнично-леспедецево-разнотравные - изометричные фоновые 1,99* * 2,57** 0,98** 236,1* 0,99* 8,37** 0,26* 5" 4**
лиственнично-рододендроново-разнотравные - овальновытянутые субдоминантные 1,80* 1,42 0,99** 157,7** 0,81 7,08** 0,31* 4' 4**
лиственнично-дубово-березово-леспедецево-разнотравные -изометричные субдоминантные 1,83* 1,6 0,99* 266,2** 0,84 8,69** 0,3* 4- 4**
лиственнично-сосново-дубово-леспедецево-разнотравные -равномерные доминантные 1,94* * 2,36** 0,99** 894,3** 0,94* 15,87* * 0,27* 4- 5**
сосново-леспедецево-разнотравные - изометричные фоновые 1,86* 1,69 0,99** 195,3** 0,88 7,62** 0,3* 6‘ 5**
сосново-дубово-леспедецево-разнотравные - изометричные доминантные 1,86* 1,79* 0,99** 817,7** 0,87 14,97* * 0,29* 1‘ 5**
сосново-дубово-березово-леспедецево-разнотравные - изометричные субдоминантные 1,84* 1,68 1, 0** 1209,8** 0,84 19,62* * 0,3* 1‘ 6**
дубово-леспедецево-разнотравные - овальные фоновые 2,34* * 4,88** 0,98** 492,0** 1 4** 12,51* * 0,2* 3‘ 6**
дубово-березово-леспедецево-разнотравные - округлые фоновые, дизъюнктивные 2,01* * 2,72** 0,97** 154,8** 1,04* 6,91** 0,27* 5- 5**
березово-леспедецево-разнотравные - изометричные, овально-вытянутые фоновые, дизъюнктивные 1,88* 1,96* 1,0** 1553,2** 0,88 21,03* * 0,28* * 1‘ 6**
Промышленная зона №4
лиственнично-дубово-леспедецево-разнотравные - изометричные доминантные 1,84* 1,72* 0,99** 360,9** 0,85 10,08* * 0,3* 2‘ 5**
лиственнично-дубово-березово-леспедецево-разнотравные -изометричные субдоминантные, дизъюнктивные 2,09* * 3,23** 0,98** 291,6** 1,09* 9,22** 0,23* 2- 5**
лиственнично-сосново-дубово-леспедецево-разнотравные -изометричные фоновые, дизъюнктивные 1,89* 2,07** 0,99** 274,2** 0,89 9,13** 0,28* * 2- 5**
лиственнично-березово-леспедецево-разнотравные - композитные дизъюнктивные 2,1** 3,28** 0,97** 214,5** 1,13 8,06** 0,25* 3‘ 5**
сосново-березово-леспедецево-разнотравные - линейные композитные дизъюнктивные 2,12* * 3,43** 0,96** 237,5** 1,15** 8,5** 0,24* 2- 5**
дубово-леспедецево-разнотравные - изометричные, овальновытянутые фоновые 1,93* * 2,16* 0,98** 124,4** 0,93* 6,14** 0,28* 1‘ 4**
дубово-березово-леспедецево-разнотравные - изометричные, овально-вытянутые, композитные фоновые 1,8* 1,39 1,0** 1115,3** 0,81 16,32* * 0,31* 1‘ 5**
березово-леспедецево-разнотравные - изометричные, овально-вытянутые субдоминантные, фоновые 1,79* 1,28 1,0** 983,4** 0,8 15,54* * 0,31* 1‘ 5**
Промышленная зона №2
лиственнично-дубово-березово-леспедецево-разнотравные -изометричные фоновые, дизъюнктивные 2,35* * 4,89** 0,69* 40,7** 1 41** 3,43** 0,2* 8‘ 4**
Лиственнично-сосново-березово-леспедецево-разнотравные -изометричные фоновые, дизъюнктивные 2,0** 2,69** 0,95** 101,9** 1,0* 5,51** 0,26* 2- 4**
Лиственнично-сосново-дубово-леспедецево-разнотравные -изометричные, линейные композитные фоновые, дизъюнктивные 2,23* * 4,13** 0,81** 43,3** 1,3** 3,58** 0,23* 1‘3*
Лиственнично-березово-дубово-леспедецево-разнотравные -изометричные, извилистые, композитные фоновые, дизъюнктивные 1,07 1,84* 0,41 30,6* 0,59 2,06* 0,12 5- 4**
сосново-леспедецево-разнотравные -изометричные, извилистые, полигональные композитные фоновые 1,37 1,57 0,66* 36,3* 0,66 2,82* 0,2* 3‘ 4**
сосново-березово-леспедецево-разнотравные - изометричные фоновые, дизъюнктивные 2,05* * 2,91** 0,73* 46,2** 1,05** 3,52** 0,25* 2- 3**
сосново-дубово-березово-леспедецево-разнотравные - изометричные, полигональные композитные субдоминантные 1,23 2,2* 0,42 15,4 0,69 1,62* 0,12 1‘3*
дубово-леспедецево-разнотравные - изометричные доминантные 2,2** 3,93** 0,87** 51,5** 1,23** 3,97 0,22* 4- 4**
березово-рододендроново-разнотравные - полигональные композитные фоновые, дизъюнктивные 1,63 2,04* 0,79* 112,6** 0,8 4,91 0,22* 2- 4**
леспедецево-разнотравные - изометричные, линейные композитные фоновые, дизъюнктивные 2,76* * 7,87** 0,56* 33,4* 1 97** 3,25 0,15 4- 4**
полынно-разнотравные - линейные композитные фоновые, дизъюнктивные 1,91* * 2,08* 0,97** 135,1** 0,91* 6,2 0,28* 4- 4**
Промышленная зона № 1
лиственнично-сосново-березово-леспедецево-разнотравные -изометричные, линейные композитные доминантные 1,98* * 2,54** 0,88** 48,81** 0,98* 3,72** 0,26 1-3*
сосново-леспедецево-разнотравные - изометричные, линейные композитные субдоминантные 1,88* 1,9* 0,91** 34,0* 0,89 3 2** 0,29 2-3*
сосново-березово-леспедецево-разнотравные - изометричные, линейные композитные фоновые, дизъюнктивные 2,13* * 3,49** 0,86** 46,1** 1,16** 3,76** 0,24 5- 4**
сосново-рододендроново-осоковые - изометричные, линейные композитные фоновые, дизъюнктивные 2,0** 2,66** 0,92** 122,8** 1,0* 5,58** 0,25 1-3*
леспедецево-разнотравные - изометричные, линейные композитные фоновые 1,99* * 2,62** 0,8* 24,6* 0,99* 2,67* 0,26 3-3*
сухокочкарно-осоковые - изометричные фоновые 1,81* 1,5 0,94** 37,8* 0,82 3,39** 0,31 1-3*
разнотравные - изометричные, линейные композитные фоновые 1,97* * 2,46** 0 9** 41,6** 0,97 3,49** 0,26 1-3*
полынно-разнотравные - изометричные, линейные композитные, округлые фоновые 1,99* * 2,64** 0,84** 57 9** 1,0* 3,96** 0,26* * 1-3*
Площадка №2
лиственнично-леспедецево-разнотравные - изометричные, овально-вытянутые доминантные 1,82* 1,4 0,96** 62,3** 0,83 4,33** 0,3* 5- 4**
лиственнично-дубово-березово-леспедецево-разнотравные -изометричные, овально-вытянутые фоновые 2,03* * 2,88** 0 9** 86,6** 1,04* 4,53** 0,25* 1-3*
лиственнично-сосново-леспедецево-разнотравные - изометричные, линейные композитные фоновые 2,1** 3,4** 0 9** 87,2** 1 14** 4,93** 0,24* 6- 4**
лиственнично-сосново-дубово-леспедецево-разнотравные -изометричные, округлые субдоминантные 1,97* * 2,45** 0,95** 95,2** 0,97* 5,21** 0,26* 4- 4**
сосново-леспедецево-разнотравные - композитные, изометричные фоновые 1,99* * 2,63** 0,87** 54,8** 1,01* 3,81** 0,27* 1-3*
дубово-леспедецево-разнотравные - изометричные, округлые субдоминантные 1,99* * 2,58** 0,88** 30,7* 0,99* 3,08** 0,26* 2-3*
дубово-березово-леспедецево-разнотравные - изометричные, линейные композитные фоновые, дизъюнктивные 2,04* * 2,91** 0,84** 49 9** 1,07** 3,70** 0,26* 1-3*
березово-леспедецево-разнотравные - изометричные, округлые фоновые 1,93* * 2,20** 0,93** 56,7** 0,93* 4,13** 0,28* 5- 4**
леспедецево-разнотравные - изометричные, округлые фоновые 2,68* * 11,08* * 0,51* 55,2** 2,66** 4,12** 0,23* 4- 4**
сосново-березово-леспедецево-разнотравные - изометричные, линейные композитные фоновые 1,96* * 2,42** 0,92** 76,7** 0,97* 4,67** 0,27* 4- 4**
Площадка №1, промышленная зона №3
полынные - прямолинейные композитные фоновые 1,8* 1,37 0,98** 84,0** 0,8 5,06** 0,31* 2- 4**
лиственнично-березово-осоковые - изометричные, овальновытянутые фоновые 2,03* * 2,86** 0,99** 714,2** 1,04* 14,73* * 0,25* 2- 6**
сосново-лиственнично-разнотравные - изометричные, линейные композитные фоновые, дизъюнктивные 2,01* * 2,71** 0,95** 193,5** 1,02* 7,42** 0,25* 1- 4**
березово-разнотравные - изометричные, округлые субдоминантные 1,89* 1,93* 0,99** 304,4** 0,89 9,24** 0,28* 4- 5**
разнотравные - изометричные, линейные композитные фоновые 2,02* * 2,77** 0,96** 386,0** 1,02* 9,42** 0,25* 1- 4**
леспедецево-разнотравные - изометричные, линейные композитные фоновые 2,02* * 2,67** 0,97** 159,2** 1,03* 6,98** 0,26* 5- 5**
дубово-березово-леспедецево-разнотравные - изометричные, композитные, округлые доминантные 1,84* 1,63 0,99** 414,3** 0,84 11,0** 0,3* 1- 5**
сосново-разнотравные - изометричные фоновые 19** 1,94* 0,97** 273,5** 0,91* 8 7** 0,28* 1- 4**
лиственнично-березово-леспедецево-разнотравные- изометричные фоновые 2,11* * 3,41** 0,95** 216,8** 1,15** 7 79** 0,24* 5- 5**
сосново-леспедецево-разнотравные - изометричные, прямоугольные композитные, округлые фоновые, дизъюнктивные 1,82* 1,49 0,97** 79,8** 0,83 4,65** 0,3* 4- 4**
березово-леспедецево-разнотравные - изометричные, линейные композитные, округлые фоновые, дизъюнктивные 1,79* 1,33 0,99** 505,1** 0,8 11,3** 0,31* 1- 4**
лиственнично-дубово-березово-леспедецево-разнотравные -изометричные, линейные композитные, округлые субдоминантные 1,83* 1,61 0,99** 539,6** 0,84 11,8** 0,3* 3- 5**
Примечание: * - выделены значения показателей пространственной геометрии, характерные контурам природно-
антропогенных фаций; ** - характерные контурам природных (естественных) фаций; без выделения - характерные контурам антропогенных фаций.
На основе ранее полученных и статистически усредненных показателей пространственной геометрии контуров фаций ландшафтов равнинного юга Амурской области можно произвести анализ геометрических показателей контуров фаций территории промышленных зон и площадок космодрома «Восточный», характеризующих зависимость их величин от уровня антропогенной преобразованности (табл. 3). Чем
больше показателей анализируется, тем больше (увеличивается прямо пропорционально) величина «шума». Поэтому наиболее оптимально анализировать те показатели пространственной геометрии контуров фаций, которые более зависимы от антропогенных воздействий (округлость формы или ее «угловатость»), а также производить их совместный учет по принципу суммирующего показателя [3].
Таблица 3
Зависимость показателей пространственной геометрии контуров фаций от уровня антропогенных изменений____________
Тип ландшафтных систем по уровню антропогенных изменений Средние значения
КР ДЛК ИЛК коэффициен- тов показателей инде- кса круго- образ- ности КДЛК Ш
фор- мы сжа- тия фор- мы элли- пти- чно- сти вытя- нутос- ти
Природные системы более 1,9 менее 0,5 менее 0,01 более 2,2 более 0,8 более 40 более 1,1 более 3 более 0,4 0,004- 1 менее 0,001
Природноантропогенные системы 1,7-1,9 0,5 0,06- 0,01 1,7-2,2 0,5-0,8 24-40 0,9-1,1 3-1 0,2-0,4 0,004 0,001- 0,004
Антропогенные системы менее 1,7 более 0,5 более 0,06 менее 1,7 менее 0,5 менее 24 менее 0,9 1-0,1 менее 0,2 0- 0,004 более 0,004
Анализ показателей пространственной геометрии контуров выделов фаций территории промышленной зоны №5 определяет, что среди всех типов фаций с равной частотой наблюдаются как природные, так и природно-антропогенные комплексы. Наблюдаются дырчатые, полидырчатые, гомогенные фации с овальными и линейно-вытянутыми контурами. На отдельных участках доминируют обширные по площади дырчатые и полидырчатые типы фаций с изометричными формами, что при детальном рассмотрении объясняется средним уровнем антропогенных нагрузок. Кроме того, четко проявляется тенденция к усреднению площади и видового состава растительных ассоциаций контуров фаций, что определяется пирогенными антропогенными воздействиями. Комплексы лиственнично-леспедецево-разнотравных, листвен-нично-сосново-дубово-леспедецево-разнотравных, дубово-
леспедецево-разнотравных и дубово-березово-леспедецево-разнотравных фаций характеризуются наименьшими уровнями воздействий антропогенных факторов и сохранили близкие к естественным округлые и извилисто-прямолинейные виды рисунков контуров. Прочие фации промышленной зоны №5 имеют природно-антропогенный характер, проявляющийся в появлении «угловатости» контуров рисунков, и являются восстановительными комплексами.
Полученные показатели пространственной геометрии контуров выделов фаций территории промышленной зоны №4 свидетельствуют также о примерно одинаковом соотношении фаций с природными и природно-антропогенными видами рисунков их контуров. Характерным является наличие гомогенных и полидырчатых контуров фаций. На основе анализа показателей пространственной геометрии контуров к наименее трансформированным антропогенными воздействиями можно отнести комплексы лиственнично-дубово-березово-леспедецево-разнотравных (с изометричной формой), лист-веннично-березово-леспедецево-разнотравных (с извилистой формой), сосново-березово-леспедецево-разнотравных (с извилисто-прямолинейной формой) и дубово-леспедецево-раз-нотравных (с изометричной и овально-вытянутой формой) фаций. Доминантными по занимаемой площади являются лиственнично-дубово-леспедецево-разнотравные фации, которые имеют природно-антропогенный генезис.
Ландшафты промышленных зон №1 и №2 характеризуются значительными антропогенными преобразованиями естественной структуры. В системе пространственного рисунка контуров фаций наряду с изометричными, округлыми, овально-вытянутыми наблюдаются извилистые и полигональные формы. Анализ показателей пространственной геометрии контуров выделов промышленной зоны №2 позволил достоверно выявить фации с антропогенно обусловленной пространственной структурой: лиственнично-березово-дубово-леспедецево-разнотравные, сосново-леспедецево-разнотрав-ные, сосново-дубово-березово-леспедецево-разнотравные,
березово-рододендроново-разнотравные. Четко выраженный естественный характер геометрических показателей формы имеют лиственнично-дубово-березово-леспедецево-разно-
травные, лиственнично-сосново-березово-леспедецево-разно-травные, лиственнично-сосново-дубово-леспедецево-разно-
травные, сосново-березово-леспедецево-разнотравные, ду-бово-леспедецево-разнотравные фации.
Анализ показателей пространственной геометрии контуров выделов фаций территории промышленной зоны №1 позволяет выявить фации с природными и природно-антропогенными видами пространственного рисунка их контуров. Лиственнично-сосново-березово-леспедецево-разнотравные доминантные, сосново-березово-леспедецево-разнотравные, сосново-рододендроново-разнотравные, разнотравные фации с изометричными и линейными композитными формами контуров имеют пространственную компоновку контуров, близкую к таковой природных комплексов.
На территории проектируемой площадки №2 (ПЗ-2) сформировались ландшафтные комплексы, характеризующиеся значительной расчлененностью и гомогенностью контуров выделов фаций. Дырчатые и особенно полидырчатые контуры очень редки. Анализ показателей пространственной геометрии контуров выделов фаций территории площадки №2 позволяет выявить только один природно-антропогенный вид фаций, имеющих доминантный характер: лиственнично-лес-педецево-разнотравные. Эти фации имеют преимущественно изометричную, овально-вытянутую форму контура выделов. Лиственнично-дубово-березово-леспедецево-разнотравные, лиственнично-сосново-леспедецево-разнотравные, листвен-
нично-сосново-дубово-леспедецево-разнотравные, сосново-
леспедецево-разнотравные, дубово-леспедецево-разнотрав-
ные, дубово-березово-леспедецево-разнотравные, березово-леспедецево-разнотравные, леспедецево-разнотравные, со-сново-березово-леспедецево-разнотравные фации имеют организацию контура выдела, близкую к естественной. Природным фациям свойственны округлые, изометричные формы рисунка контура.
Ландшафтные комплексы площадки №1 и промышленной зоны №3 проектируемого космодрома «Восточный» характеризуются значительными размерами, слабой расчлененностью и значительной антропогенной трансформированно-стью. Анализ показателей пространственной геометрии контуров выделов фаций территории площадки №1 и промышленной зоны №3 позволил выявить природные и природноантропогенные фации. Показатели пространственной геометрии, присущие природным (естественным) контурам, имеют лиственнично-березово-осоковые, сосново-лиственнично-
разнотравные, разнотравные, леспедецево-разнотравные, ли-ственнично-березово-леспедецево-разнотравные фации. Фации, характеризующиеся как природные, имеют, как правило, округлую или изометричную форму рисунка контура. К при-
родно-антропогенным могут быть отнесены полынные, березово-разнотравные, дубово-березово-леспедецево-разнотрав-ные, сосново-разнотравные, березово-леспедецево-разнотрав-ные, сосново-леспедецево-разнотравные, лиственнично-ду-бово-березово-леспедецево-разнотравные фации. Природноантропогенные фации, как правило, имеют прямоугольный тип рисунка контуров.
В целом анализ показателей пространственной геометрии контуров выделов ландшафтных фаций промышленных зон и площадок проектируемого космодрома «Восточный» относит ландшафтные комплексы территории к категории природных и природно-антропогенных. Антропогенные воздействия имеют пирогенный, селитебно-техногенный характер. Ландшафтные фации нередко характеризуются нарушениями ярусной структуры, связанными с антропогенными воздействиями.
Представленная совокупность материалов, уровень и способы их обработки и интерпретации могут служить осно-
вой для проведения различных видов экспертизы территории, для разработки проектов природопользования и землеустройства. Необходимость использования материалов по особенностям пространственных показателей контуров фаций объясняется определенными потребностями в формализации как можно большего количества фактических данных, в косвенном определении уровня антропогенных изменений и ценности, устойчивости ландшафтов.
В целом анализ показателей пространственной геометрии контуров выделов внутриландшафтных комплексов, индикация ландшафтного рисунка позволяют достоверно судить об уровне антропогенной измененности ландшафтной структуры. При этом они характеризуются меньшими временными затратами и могут осуществляться дистанционно, позволяя сформировать предварительное представление об уровнях антропогенной преобразованности территории обширных исследований.
Библиографический список
1. Викторов, А.С. Математические модели ландшафтных рисунков // Изв. РГО. - 1992. - Т. 124. - Вып. 1.
2. Викторов, А.С. Рисунок ландшафта Викторов. - М.: Мысль, 1986.
3. Алексеев, И.А. Ландшафтное районирование и комплексная оценка ландшафтов южной части Амурско-Зейского междуречья. - Благовещенск: Изд-во БГПУ, 2005.
4. Алексеев, И. А. Закономерности контуров элементарных ландшафтных выделов (на примере Амурско-Зейской и Зейско-Буреинской равнин) // География: проблемы науки и образования ЬХП Герценовские чтения: мат. ежегодной Всеросс. научно-метод. конф. (9-10 апреля 2009 г., г. Санкт-Петербург): в 2 т. - СПб.: Астерион, 2010. - Т.1.
5. Фридланд, В.М. Структуры почвенного покрова мира. - М.: Мысль, 1984.
6. Онищук, В.С. Проблемы почвоведения Приамурья / В.С. Онищук, Ю.С. Чернаков. - Благовещенск: Изд-во «Амурский край», 1991.
Статья поступила в редакцию 10.06.10
УДК 628.312:543:34
Л.А. Альжанова, докторант ТарГУ, г. Тараз, Казахстан, E-mail: [email protected]; Ю.И. Винокуров, д-р. геогр. наук, проф., директор ИВЭП СО РАН, г. Барнаул, E-mail: [email protected]; А.С. Сейтказиев, д-р. тех. наук, проф. ТарГУ им. М.Х. Дулати, г. Тараз, Казахстан, E-mail: [email protected]; З.Е. Бимурзаева, канд. тех. наук, доц. ТарГУ, г. Тараз, Казахстан, E-mail: Sur_А@mail.ru
ФОСФОР В СТОЧНЫХ ВОДАХ ГОРОДА ТАРАЗ
Статья посвящена проблеме городских сточных вод, их количественным и качественным показателям. Представлены данные о содержании фосфора в составе сточных вод г. Тараз и о способе его удаления.
Ключевые слова: загрязнение фосфором, очистка сточных вод, экология.
Проблема охраны окружающей среды требует большого внимания к вопросам защиты водоемов от загрязнений и, как следствие, к выбору метода очистки и правильного эксплуатирования очистного сооружения. В настоящее время очистка сточных вод является актуальной экологической проблемой. Она существует во всех регионах Казахстана, в т.ч. и в Жам-былской области.
Основными источниками загрязнения сточных вод в Жамбылской области являются предприятия фосфорной промышленности ТОО «Казфосфат»: Новоджамбулский фосфорный завод (НДФЗ), завод минеральных удобрений, расположенных на ее территории, а также горнодобывающая промышленность по добыче и переработке фосфоритной руды городов Каратау и Жанатас. Главными источниками загрязнения подземных вод в северо-западной части территории г. Тараза являются промышленные отходы фосфорных заводов и сточные воды городской канализации.
Сырьем для получения фосфора являются фосфориты месторождений Каратау. Суммарная реакция восстановления фосфорита кальция выражается уравнением:
Саз (РО4)2 + 5С = Р 2 + 5СО + 3СаО (1)
В результате возгонки протекают побочные реакции, в ходе которых образуются: СО2, Н2, Н2Б, РН3, БіЕ4 и др. Выходящий из печи газ с содержанием 4-10 % Р4, 65-85 % СО, 0,51% БіР4 и других продуктов очищается от пыли (шихты) в электрофильтрах. Так как частицы пыли содержат адсорбированный фосфор, его удаляют из бункеров электрофильтров
водой, в результате чего образуется «коттрельное молоко». Из электрофильтров газ поступает в конденсаторы фосфора, где он промывается водой и охлаждается до 60° С. Сконденсировавшийся жидкий фосфор накапливается в сборниках под водой. В конденсаторе распределение содержания взвешенных примесей (шлама) между жидким фосфором и водой зависит от величины рН. Содержание взвешенных веществ в кислых водах значительно меньше по сравнению с нейтральными водами. Накопление ионов Са2+, М^2+, ВЮ2'3, Б042', СГ в воде практически не происходит [1].
Сточные воды, загрязненные элементарным фосфором и фосфорной кислотой, образуются в результате контакта фосфора с водой при длительном хранении, а также при промывке резервуаров и коммуникаций.
Для производства 1 т фосфора требуется 500 м3 воды, из них 475-480 м3 воды используется для охлаждения продуктов. На технологические нужды расходуется 20-25 м3 воды на 1 т фосфора, однако основное количество ее находится в циркуляционной системе. Количество загрязненных сточных вод, содержащих элементарный фосфор, составляет 3-5 м3 на 1 т фосфора.
Количество воды, расходуемой на производство 1 т фосфорной кислоты, зависит от принятой технологической схемы производства и составляет от 120 до 200 м3. При использовании оборотной системы водоснабжения на 1 т продукта образуется 4-6 м3 сточной воды, в том числе и 0,3-0,4 м3 загрязненной фосфором и фосфорной кислотой.
