CC BY
36
УДК 332+556
Нестеренко Ю.М., Нестеренко М.Ю.
Отдел геоэкологии Оренбургского научного центра УрО РАН Оренбургский государственный университет E-mail: [email protected]
НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ И ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАЗВИТИЯ ПРИРОДЫ НА ЮЖНОМ УРАЛЕ
В статье рассмотрены научные основы экологически безопасного природопользования в условиях дефицита водных ресурсов в растениеводстве, разработке различных месторождений, обеспечения развития социума и экономики. Исследовано влияние природы на развитие регионов и отдельных их территорий. В Оренбуржье сельскохозяйственное землепользование преобразовало степи в пашни и интенсивно эксплуатируемые пастбища и сенокосы; уменьшен и ухудшен режим стока рек, трансформированы недра и подземные воды добычей полезных ископаемых, значительно изменена биосфера. Сформировалась естественно-антропогенная окружающая среда. Продолжение потребительского природопользования ухудшает экологическую обстановку в регионе и условия жизни населения. Убыстряется его отток в регионы с более благоприятными условиями. Необходимо высокоэффективное природопользование, обеспечивающее гармоничное развитие природы с участием человека и с учетом его интересов. Предлагается социально-экономические системы развития регионов и муниципалитетов рассматривать в совокупности природными условиями, определив их как природно-социально-экономические системы.В Оренбуржье природные воды являются системообразующей компонентой в природе, они определяют уровень продуктивности пахотных земель, пастбищ и сенокосов, распределение и темпы развития горнодобывающей отрасли и экологическое состояние недр. Предложены пути повышения эффективности и экологической безопасности использования природных ресурсов в регионе.
Ключевые слова: Южный Урал, водообеспеченность, развитие регионов, природные ресурсы, вододефицит, экономика, социум.
Введение
В настоящее время природа на 50% территории России вовлечена в хозяйственную деятельность, и вернуть ее в естественное состояние, в основном не представляется возможным, так как для этого придется убрать из нее цивилизацию, да и зачем? Природа Оренбуржья изменена почти на всей его территории: пашни, выбитые пастбища и сенокосы, рекреационные зоны в лесных участках и горах, нарушенный режим формирования и стока поверхностных и подземных вод, реки стали маловодными. Антропогенное воздействие неизбежно возрастает.
Формирование рационального природопользования и решение экологических проблем являются важнейшими составляющими экономики России и особенно интенсивно освоенного Оренбуржья. Необходима разработка научных основ оптимизированного комплексного использования природных ресурсов с учетом особенностей природных зон страны, отдельных ее территорий и вида природопользования, включая недра. Имеются лишь различия в видах и интенсивности антропогенного воздействия, а также в ответной реакции природной среды на них.
Природа и природопользование на Южном Урале
Основная часть Оренбуржья находится в степной зоне. Важнейшей ее особенностью является превышение испаряемости над атмосферными осадками, обусловившей засушливость ее климата и формирование засухоустойчивой степной растительности на большей ее части, сделав степи основным элементом природного ландшафта.
От совокупности природных условий зависит социум, направления и успешность развития экономики конкретного региона. Полноценное и эффективное использование природных ресурсов в обеспечении развития регионов и муниципалитетов возможно на основе их изучения и анализа. Поэтому считаем целесообразным используемые социально-экономические системы развития регионов и муниципалитетов рассматривать в совокупности природными условиями, назвав их «природно-социально-экономическими системами».
Состояние компонентов природы базируется на особенностях всей природной системы на данной территории. Она определяет состояние каждого ее компонента, его формирование и развитие. На Южном Урале важнейшим компо-
нентом, определяющим состояние его природы, являются природные воды: атмосферные осадки, поверхностный и подземный сток.
Формирование рационального природопользования и решение экологических проблем являются важнейшим компонентом экономики России. Сырьевой сектор, уменьшаясь в общем объеме производства страны, будет увеличиваться в объемах добычи полезных ископаемых, продолжая воздействовать на природную среду. По мере выработки относительно доступных месторождений будут уходить в более глубокие горизонты земной коры и на большие глубины на морских шельфах, приступят к разработке-месторождений с меньшим содержанием полезных ископаемых. В хозяйственную деятельность вовлекаются большие дополнительные объемы природы, усиливая антропогенное на нее воздействие и без решения возрастающих экологических проблем неизбежно ухудшение природной составляющей качества жизни населения.
Многие исследователи говорят об обеспечении экологической безопасности путем охраны природы и ограничении потребления пределами хозяйственной емкости биосферы и недопустимости превышения в глобальном масштабе порога устойчивости естественной биоты, который, по ихмнению, уже превышен. Нужно прекратить загрязнять атмосферу, почву, воду, недра. Но решение этой проблемы в основном техническое и для этого не нужны глубокие знания о природе.
Природа и человеческое сообщество видоизменяются, развиваются, терпят катастрофы и продолжают развиваться, переходя на новую ступень в условиях изменяющихся внешних условий и внутреннего состояния. Сельскохозяйственное землепользование, строительство городов, добыча полезных ископаемых, дорог и трубопроводов, рекреация и другие виды природопользования, часто необратимо изменили естественную природу. Антропогенное воздействие приобрело преимущественно потребительский характер, часто наносит ущерб природе. Требуется глубокое единение природы и интересов человека, более глубокое понимание экологических проблем.
Нами предлагается решение проблемы нарастающего экологического кризиса, наряду со
строжайшей охраной природы, путем участия человека в целостном ее развитии, повышении биоразнообразия и продуктивности с учетом его интересов и увеличении хозяйственной емкости биосферы.
Рассмотрим решение проблемы взаимодействия человека с природой применительно к условиям наиболее антропогенно измененной степной зоныОренбуржья.Она качественно отличается от увлажненных зон заменой достаточности или избыточности водных ресурсов на их дефицитность при значительном увеличении тепловых ресурсов. В степной зоне увеличивается возврат атмосферных осадков ватмосферу за счет испарения и соответственно уменьшается доля их стока в речную сеть. Важнейшим фактором, ограничивающим рост растительности, становится малая обеспеченность влагой. Коэффициент увлажнения в степи уменьшается до 0.7-0.3 при увеличении суммы биологических температур до 2500 - 3000 0С.
В соответствии с установившимися представлениями о развитии растительности [1] минимальный по уровню обеспеченности фактор, является определяющим в этом процессе. По этому, в тундре и лесной зоне это обеспеченность тепловыми ресурсами, а в зонах недостаточного увлажнения обеспеченность водными ресурсами, которые в наибольшей мере влияют на развитие природы. По этой причине следует, считать обеспеченность влагой основным фактором, определяющим развитие природы степной части Южного Урала, а другие факторы рассматривать во взаимосвязи с обеспеченностью водными ресурсами [2].
В Оренбуржье развиты добыча полезных ископаемых, промышленное производство и сельское хозяйство. Его природа и недра испытывают многосторонний пресс антропогенного воздействия: со стороны промышленности и городов, занимающих около 2% территории региона; сельскохозяйственных угодий, которые занимают около 90% области; и добычи твердых, жидких и газообразных полезных ископаемых, имеющихся во всех ее частях. В результатемногостороннего антропогенного воздействия на природу в регионепроизошла, в основном, бессистемная ликвидация естественных природных систем.Почти на всей его территории сформировалась иная, отличная от
Нестеренко Ю.М., Нестеренко М.Ю.
Научные основы природопользованияи обеспечения..
естественной, окружающая среда с ухудшением природных качествжизни населения.Уменьшил-ся речной сток в летне-осенне-зимний период и ухудшилось его качество.Запасы гумуса на пахотных землях уменьшаютсяв среднем за год на 0,6-0,7% в северных районах, а в южных на 2%. При таких темпах деградации почвы в области исчезнут через 50-150 лет. Нашими сейс-мостанциями в районах добычи газа и нефти фиксируется 1-2 сейсмических событий в месяц магнитудой 1-3 и более, что многократно превышает их количество и силу за пределами месторождений. Значительно загрязненыземная поверхность, атмосфера, и водные системы отходами производства и быта.
Продолжение потребительского бессистемного природопользования ведет к дальнейшему ухудшению экологической обстановки в регионе и условий жизни населения. В результате увеличивается его отток в регионы с более благоприятными природными условиями и не в полной мере используются возможности экономического развития.
Природу следует рассматривать как совокупность сложнейших эволюционно развивающихся систем. Человечество находится в естественно изменяющейся окружающей его природе. В Оренбуржье даже заповедники не являются эталоном естественной природы менее чем 100-летней давности, так как находятся в другой измененной окружающей сре-де.Поэтому под понятиями «охрана природы, охрана окружающей среды» следует понимать не сохранение или восстановление чего-то прошлого и настоящего необратимо измененного, часто в худшую для человека сторону, а обеспечение гармоничного эволюционного развития природы,увеличения биопродуктивности и биоразнообразия, с участием человека и с учетом его интересов в процессе природопользования от того, что имеем.
Управление природопользованием
и обеспечение развития природы
Проводимые несогласованные, некомплексные (часто дорогостоящие) природоохранные мероприятия и работы по улучшению окружающей среды часто не дают ожидаемого эффекта по причине их разобщенности. Требуется разработка научных основ оптимизирован-
ного комплексного использования природных ресурсов с учетом особенностей природных зон страны, отдельных ее территорий и вида природопользования, включая недра. В основу систем управления природопользованием и обеспеченияразвития природы нужно положить знания о природе конкретной территории и выявление влияния различных естественных и антропогенных факторов на ее состояние. По мере интенсификации хозяйственной деятельности необходимо, взаимодействуя с природой, формировать антропогенные биогеоэкоценозы и системы территорий. Имеющиеся немалые возможности увеличения производства биомассы в естественных и искусственных биоценозах степной зоны увеличат поглощение СО2 и выделение О2. Это уменьшит темпы парникового процесса в атмосфере и повысит хозяйственную емкость биоты, повышая порог ее устойчивости.
Наши исследования взаимного влияния компонентов природы Южного Урала в системе «гидро - гео - биосфера, социум и экономика» выявили системообразующее значение его водной компоненты и адаптационную способность природы, социума и экономического развития к уровню обеспеченности водными ресурсами. Управление водной системой водо-дефицитных территорийпозволяет опосредовано управлять развитием природы, социума и экономики. При интенсивном воздействии на водную компоненту изменяется вся природная система территории и формируется совокупная природно-антропогенная система «гидро- геобиосфера и антропосфера».
Природные воды Оренбуржья
и их использование
Источником природных вод на водосборной площади водотока являются атмосферные осадки. Из них формируются запасы влаги в почве, поверхностный сток и подземные воды зоны активного водообмена. Более 70% атмосферных осадковв Оренбуржьерасходуется на увеличение запасов влаги в почво-грунтах на полях, пастбищах и сенокосах, в лесах и под всеми другими видами угодий. Остальная их часть идет на формирование 93% речного стока. Он пополняется притоком из Республики Казахстан и Республики Башкортостан.За счет
зимнихатмосферных осадковформируется 98% речного стока.На ливневый поверхностный сток приходится 2%. В весенний паводокпро-ходит в среднем 80% стока реки 20% в межень за счет подземных вод.
На водосборе рек Оренбуржья в результате в основном сельскохозяйственной деятельности радикально изменились условия формирования всех расходных статей водных ресурсов.Выби-тые пастбища и сенокосы, занимающие около 50% водосборов, увеличили паводковый сток и уменьшили питание подземных вод в сравнении с естественной без интенсивной пастьбы степью. Зяблевая пахота, проводимая для увеличения продуктивных запасов влаги на пашне, практически прекращает поверхностный сток. В 1976-1990 гг. при 50-56% зяби на водосборе коэффициент стока уменьшился до 0,25-0,30 с 0,60 в период до освоения целины и вновь увеличился в 1991-2005 гг., составив 0,49. Постепенное увеличение доли зяби на водосборе в последующие годы уменьшили его до 0,35.3я-блевая пахота, обеспечивая более равномерное распределение талых вод на полях, уменьшает питание подземных вод и, следовательно, речного стока в сравнении с невыбитой степью.
Малая обеспеченность водными ресурсами Оренбуржья за счет атмосферных осадков негативно влияет на хозяйственную деятельность и социум. Особенно высока зависимость от них производства продукции растениеводства в сельском хозяйстве. Коэффициент корреляции урожайности зерновых культур с годовым количеством атмосферных осадков составляет 0,80. Поэтому современные технологии выращивания
Таблица. Сравнительная характеристика предприятий горной отрасли Оренбургской, Самарской областей и Республики Башкортостан
Показатели Оренбургская область Самарская область Республика Башкортостан
Кол-во предприятий 22 47 86
Среднее
расстояние до водного объекта, км 3 1,3 1,7
Плотность
предприятий, 0,18 0,89 0,6
на тыс. км2
Площадь региона, 124 53,6 143
тыс. км2
сельскохозяйственных культур направлены на максимальное увеличение продуктивных запасов влаги на полях за счет уменьшения водного стока с них. В результате меженный уровень р. Урал за 50 лет понизился на 0,9 м. Реки утратили естественный режим стока. Изменения в стоке обусловили соответствующие изменения в растительности и ихтиофауне водотоков и озер.
Большая часть предприятий горноперера-батывающей отрасли относится к водоемким отраслям. Эффективность и глубина переработки полезных ископаемых в горной промышленности, развитие тяжелой промышленности значительно зависит от окружающих природных условий и главным образом от близости и объемов водных ресурсов. В таблице представлены сведения об их размещении относительно источников воды в Оренбуржье и соседних регионах. В исследуемых регионах среднее расстояние от предприятий до ближайшего водного объекта не превышает 8 км, около 9% всех предприятий расположены непосредственно у водоема. Предприятия добычи нерудного сырья расположены в основном вдоль рек.
В условиях недостаточной водообеспечен-ности Оренбургской области горнодобывающие и перерабатывающие предприятия размещены в среднем в два раза дальше от водных объектов и, как следствие, в 3-4 раза меньше плотность их размещения в сравнении с соседями. Таким образом, можно утверждать, что необходимым фактором, влияющим на размещение горнопромышленных объектов, помимо наличия месторождения, является близость крупных источников водоснабжения.
В Оренбургской области водохранилищами зарегулировано лишь 5% поверхностного стока (0,57 км3), что многократно меньше, чем в соседних регионах. Режим речного стока в области нужно преобразовать с учетом мирового и отечественного опыта путем создания водохранилищ в целях улучшения обеспечения водными ресурсами населения, экономики и развития природы. Стратегически необходима аккумуляция талых вод в водохранилищах в зонах перспективных населенных пунктов.
В летний период в Оренбуржье в расчете на человека приходится 4-7 м3
Научные основы природопользованияи обеспечения...
Нестеренко Ю.М., Нестеренко М.Ю.
поверхностных вод в сутки и менее, что в 20 раз меньше, чем в соседних регионах России. В Республике Казахстан в бассейне р. Урала на одного человека приходится воды в 10 раз больше, чем в оренбургской его части. Следовательно, Оренбуржье, наиболее обделено водными ресурсами в сравнении с соседями по бассейну р. Урал. Но его водные ресурсы используются не эффективно. В растениеводстве 50% продуктивной влаги испаряется, паводковые воды сбрасывается в основном без предварительного использования. В результате не эффективного использования водных ресурсов возможности роста городов и многих поселений Оренбуржья в настоящее время уже исчерпаны по причине низкого уровня обеспеченности их водными
ресурсами. Они и их экономика задыхаются от маловодья в летние периоды.
Сохранение антропогенно измененного режима стока рек Оренбуржья не является благоприятным ни для природы, ни для населения.В Оренбургской области необходимо пересмотреть сложившиеся принципы использования и управления ее водными ресурсами, уделив особое внимание повышению эффективности их использования, в том числе путем создания водохранилищ возле перспективных поселений в целях улучшения условий жизни населения, экономики и развития природы с учетом обоснованных и согласованных потребностей в речном стоке соседней Республики Казахстан.
10.10.2015
Список литературы:
1. Либих Ю. Искусственные удобрения или туки. СПБ, 1850.
2. Нестеренко Ю.М. Водная компонента аридных зон: экологическое и хозяйственное значение. Екатеринбург: УрО РАН, 2006. - 286 с.
Сведения об авторах:
Нестеренко Юрий Михайлович, заведующий отделом геоэкологии Оренбургского научного центра Уральского отделения Российской академии наук, доктор географических наук, профессор 460014, г. Оренбург, ул. Набережная 29, а/я 59, тел.: (3532) 770660 e-mail: [email protected]
Нестеренко Максим Юрьевич, доцент кафедры компьютерной безопасности и математического обеспечения информационных систем Оренбургского государственного университета, доктор геолого-минералогических наук, доцент 460018, г. Оренбург, пр-т Победы, д. 13, e-mail: [email protected]
