CC BY
81
ГЕОЭКОЛОГИЯ
УДК 911.3 (571.54)
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ПРИРОДНОГО ПОТЕНЦИАЛА САМООЧИЩЕНИЯ И АНТРОПОГЕННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ В ТРАНСГРАНИЧНОМ РЕЧНОМ БАССЕЙНЕ Р. СЕЛЕНГИ
Исследования выполнены в рамках проекта VIII.79.2.2. Научные основы формирования эколого-экономической политики Сибири и сопредельных территорий в условиях трансформации природы и общества. РН 01201359019
© Батомункуев Валентин Сергеевич
кандидат географических наук, научный сотрудник Байкальского института природопользования СО РАН Россия, 670047, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 8 e-mail: bvalentins@yandex.ru
© Аюшеева Светлана Никитична
аспирант Байкальского института природопользования СО РАН Россия, 670047, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 8 e-mail: ayuscheeva2010@yandex.ru
В статье определен показатель экологической техноемкости трансграничных территорий бассейна р. Селенги, который сопоставлен с антропогенной нагрузкой соответствующих территорий. Установлены территории, на которых превышен порог допустимых нагрузок как основной дестабилизирующий фактор для окружающей среды. Статья направлена на определение приоритетов инвестирования природоохранной политики.
Ключевые слова: трансграничные территории, экологическая техноемкость, климатический потенциал самоочищения атмосферы, репродуктивная способность к атмосферному кислороду.
COMPARATIVE ESTIMATION OF NATURAL POTENTIAL OF SELF-CLEANING
AND ANTHROPOGENIC IMPACTS IN THE SELENGA TRANSBOUNDARY RIVER BASIN
Batomunkuyev Valentin S.
PhD in Geography, research fellow, Baikal Institute for Nature Management Siberian Branch of Russian Academy of Science 8 Sakhyanovoy, Ulan-Ude, 670047, Russia
Ayusheeva Svetlana N.
Research Assistant, Baikal Institute for Nature Management Siberian Branch of Russian Academy of Sciences 8 Sakhyanovoy, Ulan-Ude, 670047, Russia
In this paper the indicator of ecological technocapacity of transboundary territories of the Selenga basin is determined. This indicator is compared with the anthropogenic pressure of the same territories. The territories are determined, where the level of allowable pressure is exceeded as the main destabilizing factor for environment. The paper is aimed at determination of the investment priorities in environmental policy.
Keywords: transboundary territories, ecological technocapacity, climatic potential of atmosphere self-cleaning, reproductive ability to atmosphere oxygen.
В условиях глобализации особую актуальность приобретают такие свойства географических, экологических и социальных систем, как трансграничность. Классическим вариантом трансграничных объектов является речной бассейн Селенги, охватывающий территории России и Монголии и пред-
ставляющий собой единую географическую и экологическую систему. К трансграничному бассейну р. Селенги на территории России относятся 2 города и 13 сельских территорий Республики Бурятия.
Нарастающие противоречия между экономическим развитием и экологическими возможностями территорий, неспособность существующих экономических механизмов рационально использовать природный капитал, все большая разнонаправленность экономической, социальной и экологической составляющих развития обусловливают исследование взаимосвязей между экономическим развитием и экологическим состоянием и необходимость разработки механизмов их управления.
Проблема определения экологической емкости территории может стать решением противоречия между дальнейшим социально-экономическим развитием и охраной окружающей среды, особенно на территориях с экологическими ограничениями, к которым относится трансграничный бассейн р. Селенги.
В 1996 г. был принят указ президента Российской Федерации «О Концепции перехода Российской Федерации к устойчивому развитию» [1], принципиальным моментом которого является соотношение процессов улучшения качества жизни людей и социально-экономического развития с пределами хозяйственной емкости биосферы.
Разные исследователи по-разному определяют понятие экологической емкости территории (среды). Общепризнанной методики определения экологической емкости территории с учетом всех факторов еще не существует.
По мнению А. А. Голуб и Е. Б. Струковой [2], предельная экологическая емкость — объективная величина, значение которой определяется ассимиляционными способностями данной территории, устойчивостью экосистемы по отношению к загрязнению.
Предельная экологическая емкость — нормативная величина, которая должна определяться федеральными природоохранными органами. Величина предельной экологической емкости должна учитывать следующие целевые установки:
1) создание благоприятной для человека окружающей среды и обеспечение каждого человека социально приемлемым уровнем потребления «экологических благ»;
2) обеспечение условий сохранения и воспроизводства ассимиляционной способности природной среды.
В основе показателя предельной экологической емкости находится анализ натурального воздействия вредных примесей на окружающую среду.
Для определения значения предельной экологической емкости (ПЭЕ) исследователи [2] предлагают подходить дифференцированно к различным природным территориям. Там, где экологическая обстановка относительно стабильная, ПЭЕ (max) может быть установлена на основе фактического уровня загрязнения. Для районов с кризисной ситуацией этот показатель должен быть на уровне ПЭЕ (min). Таким образом, для территории определяется показатель ПЭЕ, который соответствует такому объему выбросов, при котором состояние окружающей среды данной территории не хуже некоторого предельного наихудшего из допустимых уровня.
В экологическом энциклопедическом словаре И. И. Дедю [3] емкость среды определяется как способность природной или антропогенной среды включать в себя (абсорбировать) различные вещества, сохраняя устойчивость.
Ю. В. Шувалов и др. считают, что экологическая емкость окружающей среды характеризует потенциал природных возобновляемых и невозобновляемых материальных и энергетических ресурсов, длительное использование и даже исчерпание которых не приводит к потере устойчивого развития региона, деградации и необратимым изменениям природных экосистем, в том числе человеческой популяции. Интегральными показателями, характеризующими динамику изменений экологической емкости среды, являются медико-географические характеристики, подтверждаемые поэлементными изменениями окружающей природной среды [4].
По нашему мнению, наиболее актуальным для территории с экологическими ограничениями, к которой относится бассейн реки Селенги, является методика определения емкости, предложенная Т. А. Акимовой и В. В. Хаскиным [5].
По мнению ученых, экологическая емкость — это показатель способности природной системы к регенерации изъятых из нее ресурсов и к нейтрализации вредных антропогенных воздействий. Полная экологическая емкость природного комплекса определяется, во-первых, объемами основных природных резервуаров — воздушного бассейна, водоемов и водотоков, земельных площадей и запасов почв, биомассы флоры и фауны; во-вторых, мощностью потоков биогеохимического круговорота,
обновляемых содержимое этих резервуаров: скоростью местного атмосферного газообмена, пополнения объемов чистой воды, процессов почвообразования и продуктивностью биоты.
Экологическая техноемкость территории (ЭТТ), являющаяся частью полной экологической емкости, представляет определение природного потенциала территории относительно антропогенных воздействий. Это обобщенная характеристика территории, количественно соответствующая максимальной техногенной нагрузке, которую может выдержать и переносить в течение длительного времени совокупность реципиентов и экологических систем территории без нарушения их структурных и функциональных свойств. ЭТТ затрагивает два аспекта:
- это мера способности природной системы к регенерации изъятых из нее ресурсов и к нейтрализации вредных антропогенных воздействий,
- это мера максимально допустимого вмешательства человеческой деятельности в природные циклы.
Главная трудность в определении ЭТТ заключается в отсутствии четких пороговых эффектов и в длительности последствия техногенных факторов. Но даже доказательно установленная и объективно рассчитанная ЭТТ остается в сфере компромиссов между социально-экономическими и социально-экологическими требованиями.
Экологический императив Байкальской природной территории требует утверждаемого на основании ЭТТ норматива предельно допустимой техногенной нагрузки. Допустимость нагрузки кроме экологической техноемкости территории учитывает еще и социальную ценность объектов, испытывающих техногенную нагрузку.
Расчет экологической техноемкости территории составляет долю общей экологической емкости территории, определяемую коэффициентом вариации отклонений характеристического состава среды от естественного уровня и его колебаний. Превышение этого уровня изменчивости приписывается антропогенным воздействиям, достигшим предела устойчивости природного комплекса территории.
Экологическая техноемкость территории может быть приближенно вычислена по формуле:
Нт =Х ЭХъ (1=1, 2, 3),
1=1
где Нт — оценка экологической техноемкости территории, выраженная в единицах массовой техногенной нагрузки, усл. т/год; 3, — оценка экологической емкости среды, т/год; X1 — коэффициент вариации для естественных колебаний содержания основной субстанции в среде; т1 — коэффициент перевода массы в условные тонны (коэффициент относительной опасности примесей).
Экологическая емкость каждого компонента среды рассчитывается по формуле:
3 = V ■ С ■ F,
где V — экстенсивный параметр, определяемый размером территории (площадь), км2; С — содержание (концентрация, плотность) главных экологически значимых субстанций в среде, т/км3; F — скорость кратного обновления объема или массы среды (год-1).
Значения коэффициента Х: для воздуха (естественные колебания содержания кислорода и углекислого газа в атмосферном воздухе)Х]=3 •Ю-6; для воды равнинных рек и озерХ2=(4,0 ±0,2)-10"5; для биоты универсальные численные значения отсутствуют; на основании данных о дисперсиях величин продукции биоценозов Х можно условно принять численным 0,43F3.
Коэффициент относительной опасности примесей т для каждой из сред рассчитывается на основании информации о фактическом поступлении в эту среду массы приоритетных загрязнителей и их токсичности:
= Х МпТ1У / £ м п,
У=1 У=1
где М у — масса вредного вещества, поступающего за год в среду от всех источников территории, т/год; Т'¡у — относительная токсичность у-го вещества в 1-й среде, усл. т/т, оцениваемая по соотношению:
Т1Г = С i (st) /С гу ,
где С гу — принятая для оценки токсичности ПДК или другая нормативно предельная концентрация у-го вещества в среде, мкг/м; С г м — ПДК или другая предельно нормативная концентрация вещества, принятая как эталон для сравнения токсичности, мкг/м.
В таблице 1 представлено соотношение техногенной нагрузки к экологической техноемкости трансграничных территорий бассейна р. Селенги.
Среди исследуемых территорий наибольшим объемом экологической техноемкости выделяются Закаменский (6,47-108 усл. т ), Хоринский (3,98-108 усл. т), Джидинский (2,05-108 усл. т), Селенгин-ский (1,5Ь108 усл. т) районы. Остальные территории имеют размер экологической техноемкости в среднем от 0,00-108 до 1,37^ 108 усл. т. «Благополучный» показатель для большинства территорий не означает отсутствие экологических проблем, так как существуют локальные участки и зоны с нарушениями почвенного и растительного покрова, с чрезмерной рекреационной нагрузкой, со значительным антропогенным загрязнением почвы и водоемов.
Таблица 1
Соотношение техногенной нагрузки к экологической техноемкости трансграничных территорий бассейна р. Селенги
Трансграничные территории Экологическая емкость воздуха, т/год Экологическая емкость воды, т/год Экологическая емкость почвы, т/год Оценка экологической техноемкости территории (ЭТТ), усл. т/год Выбросы от стационарных источников, т Выбросы от автотранспорта, т (оксид углерода, углеводород, оксид азота) Количество твердых бытовых отходов, т Сброс загрязняющих веществ, т/год Техногенная нагрузка (ТН), т Отношение ТН к ЭТТ
Бичурский 4,49-1010 9,27-1012 465,08 1Д7-108 800 1 200 209 646,00 - 211 646,00 0,002
Джидинский 5,30-1010 1,631013 474,54 2,05-108 1 100 1 440 251 575,20 - 254 115,20 0,001
Заиграевский 5,72-1010 7,65-1012 495,15 0,97-108 2 500 2 960 517 126,80 - 522 586,80 0,005
Закаменский 7,47-1010 5,131013 1 149,23 6,47-108 700 1 680 293 504,40 345,95 296 230,35 0,000
Иволгинский 3,63-1010 1,431012 146,47 0,18108 300 960 167 716,80 - 168 976,80 0,009
Кабанский 1,05-10" 9,32-1010 1 010,25 0,01108 7 600 4 800 838 584,00 411,49 851 395,49 0,645
Кижингинский 6,25-1010 1,091013 590,33 1,37-10® 100 960 167 716,80 - 168 776,80 0,001
Кяхтинский 3,89-1010 5,25-1012 256,47 0,66-108 800 2 480 433 268,40 - 436 548,40 0,007
Мухоршибирский 3,84-1010 4,98-1012 249,65 0,63108 2 500 2 240 391 339,20 440,21 396 519,41 0,006
Прибайкальский 8,34-1010 1,23-10" 1 160,40 0,02-108 2 000 1 920 335 433,60 - 339 353,60 0,204
Селенгинский 5,18-1010 1,20-1013 454,80 1,51108 17 300 800 139 764,00 - 157 864,00 0,001
Тарбагатайский 4,05-1010 3,011012 181,72 0,38108 300 720 125 787,60 - 126 807,60 0,003
Хоринский 9,33-1010 3Д6-1013 1007,33 3,98108 300 960 167 716,80 - 168 976,80 0,000
г.Улан-Удэ 1,37-1010 1,14-10" 3,77 0,01108 25 500 43 200 7547 256,0 25 576,9 7 641 532,9 5,238
г. Гусиноозерск 6,83109 4,84-109 1,44 0,00-108 20 000 2 000 349 410,0 1 367,27 372 777,27 5,293
Территориями, испытывающими наибольшую антропогенную нагрузку, являются г. Улан-Удэ (7641,5 тыс. т), г. Гусиноозерск (372,7 тыс. т), Кабанский район (851,4 тыс. т). Высокая нагрузка на данных территориях обусловлена выбросами от автомобильного транспорта, выбросами от железнодорожного транспорта, сконцентрированной промышленностью, высокой плотностью населения.
10 1 0,1 0,01 0,001 0,0001
ах
1_1 U
— 1—1
Рис. 1. Отношение техногенной нагрузки к экологической техноемкости трансграничных территорий бассейна р. Селенга
Сопоставление техногенной нагрузки и экологической техноемкости территорий (рис. 1) выявило, что наиболее проблемными трансграничными территориями бассейна р. Селенги являются г. Гусиноозерск (5,29), г. Улан-Удэ (5,24), Кабанский р-н (0,65). Необходимо отметить, что Кабанский район относится к центральной экологической зоне, а г. Улан-Удэ и г. Гусиноозерск относятся к буферной экологической зоне, выделенной Институтом географии СО РАН и утвержденной распоряжением правительства РФ № 1641 от 27 ноября 2006 г. [6].
В данном распоряжении наиболее важными в центральной экологической зоне являются задачи, связанные с переориентацией хозяйственной деятельности и инфраструктуры на экологически приемлемые формы, обеспечением гармоничного сочетания населенных пунктов и субъектов хозяйственной деятельности с уровнем устойчивости природного ландшафта. Задачи для буферной зоны состоят в уменьшении сброса и выброса загрязняющих веществ в речные акватории и воздушный бассейн от хозяйственных объектов, а также в оптимизации структуры использования природных ресурсов с ориентацией на стабилизацию водорегулирующих и средообразующих функций наземных экосистем. На практике же антропогенная нагрузка на этих территориях увеличивается с каждым годом, а величина экологической техноемкости находится на критическом уровне. Таким образом, в целях сосуществования интересов природы и общества необходимо согласование программ социально-экономического развития муниципальных образований, прогнозов социально-экономического развития муниципальных образований, концепции устойчивого развития сельских территорий с постановлением правительства РФ «О границах Байкальской природной территории», а также значительное увеличение инвестиций в природоохранную деятельность.
После сопоставления техногенной нагрузки и экологической техноемкости трансграничных территорий бассейна р. Селенги, важным является определение количества вредных примесей, которые может принять окружающая природная среда. Для сопоставления распределения антропогенных нагрузок и природных потенциалов загрязнения, которые позволяют выявить ареалы наибольшего загрязнения атмосферного воздуха, наиболее «уязвимые» к загрязнениям территории и ареалирова-ния территории, был рассчитан климатический потенциал самоочищения атмосферы — показатель, учитывающий региональные и локальные особенности атмосферы по накоплению или рассеиванию выбросов, определяемые метеорологическими характеристиками. В работе [7] было проведено ранжирование трансграничных территорий бассейна реки Селенги по климатическому потенциалу самоочищения атмосферы.
По исследованиям А. С. Михеевой [7] трансграничные территории бассейна р. Селенги Республики Бурятия относятся к территориям с низкими возможностями самоочищения атмосферы, что зависит, прежде всего, от региональных особенностей природной среды, обусловленных действием ази-
атского антициклона, при котором мощные температурные инверсии образуют задерживающий слой и препятствуют переносу примесей.
Наряду с климатическим потенциалом самоочищения атмосферы не менее важным показателем является репродуктивная способность территории, то есть способность территории какого-либо района воспроизводить основные элементы окружающей природной среды: атмосферный кислород, воду, почвенно-растительный покров и т. д.
Применительно к атмосферному кислороду репродуктивная способность территории может быть определена исходя из биологической продуктивности (ежегодного производства органического вещества) представленных в районе растительных сообществ, коэффициента перехода от биологической продуктивности к свободному кислороду, а также из соотношения различных растительных сообществ района.
Таблица 2
Дифференциация трансграничных территорий бассейна р. Селенги по показателю репродуктивной способности к атмосферному кислороду с 1 км2
Территории с высоким уровнем воспроизводства кислорода (свыше 1100 т) Территории со средним уровнем воспроизводства кислорода (701-1100 т) Территории с низким уровнем воспроизводства кислорода ( < 700 т)
Бичурский Заиграевский Закаменский Иволгинский Кижингинский Тарбагатайский Хоринский Джидинский Кяхтинский Мухоршибирский Прибайкальский Кабанский Селенгинский г. Улан-Удэ г. Гусиноозерск
Основным фактором, влияющим на этот показатель, является высокая лесопокрытая площадь территории. К районам с низким уровнем воспроизводства кислорода относятся территории промышленных узлов — г. Улан-Удэ, г. Гусиноозерск, Селенгинский, Кабанский, где общая репродуктивная площадь территории составляет 30-60 %. В районах с высоким уровнем воспроизводства кислорода лесопокрытые площади и площади сельскохозяйственных угодий в общей структуре земельного фонда занимают около 90 %.
Таким образом, сопоставление трех экологических показателей выявило, что г. Улан-Удэ, г. Гусиноозерск, Кабанский район, крупные промышленные узлы Республики Бурятия являются наиболее загрязненными трансграничными территориями:
1) в силу физико-географических особенностей природной среды обладающими низкими возможностями самоочищения атмосферы;
2) вследствие низкой лесистости территории имеющими низкий уровень воспроизводства атмосферного кислорода;
3) вследствие значительной антропогенной нагрузки характеризующими экологической техноем-костью, которая имеет критический уровень.
Если в прошлом столетии инвестирование в природоохранную деятельность на трансграничных территориях бассейна реки Селенги в большей степени означало инвестирование в мероприятия, изолирующие от прямого контакта с реципиентами (строительство высоких труб при атмосферных выбросах, нейтрализация загрязнений, захоронение отходов, установление санитарно-защитных зон вокруг предприятий и др.), то в настоящее время основными направлениями должны стать инвестиции, предусматривающие устранение самих причин загрязнения.
Представленные выше показатели доказывают, что приоритетами инвестиционной политики на трансграничнных территориях в сфере природоохранной деятельности должны стать инвестиции в мероприятия, снижающие выброс вредных веществ в окружающую среду:
- совершенствование технологических процессов,
- изменение состава, улучшение качества используемых ресурсов,
- установка очистных сооружений с последующей утилизацией уловленных отходов,
- комплексное использование сырья.
Объем природоохранных инвестиций должен гарантировать стабилизацию качества среды обитания и основных процессов биосферы. Рассчитанные показатели соотношения экологической техно-емкости и техногенной нагрузки, с одной стороны, определяют границы масштабов хозяйственной деятельности, нарушение которых ведет к экономическим санкциям, с другой стороны, должны стать основой четко выверенных нормативов и регламентов в целях эффективной системы природоохранных инвестиций.
Литература
1. Концепция перехода РФ к устойчивому развитию от 1 апр. 1996 г. № 440 [Электронный ресурс]. — URL: http://russia-eu.ru/node/14
2. Голуб А. А., Струкова Е. Б. Экономика природопользования. — М.: Аспект Пресс, 1995. — 188 с.
3. Дедю И. И. Экологический энциклопедический словарь. — Кишинев: Молдавская советская энциклопедия, 1989. — 406 с.
4. Оценка экологической емкости природной среды в угледобывающих регионах с учетом перспективы развития угольной промышленности / Ю. В. Шувалов [и др.]. — URL: http://www.giab-online.ru/files/Data/2008/1/25_SHuvalov11.pdf
5. Акимова Т. А., Хаскин В. В. Основы экоразвития. — М.: Изд-во Рос. экон. акад., 1994. — 312 с.
6. О границах Байкальской природной территории: распоряжение Правительства РФ № 1641-р от 27.11.2006 г. [Электронный ресурс]. — URL: http://www.rus-stat.ru/index.php?vid=5&id=56&ids=774
7. Михеева А. С. Оценка ассимиляционной емкости природной среды в целях совершенствования экономического механизма природопользования // Вестник Бурятского государственного университета. — 2007. — Сер. 3. География, вып. 3. — С. 25-28.
8. Рунова Т. Г., Волкова И. Н., Нефедова Н. Н. Территориальная организация природопользования. — М.: Наука, 1993. — 208 с.
References
1. Kontseptsiya perekhoda RF k ustoichivomu razvitiyu ot 1 apr. 1996 g. № 440 [Concept of Russian Federation transition to Sustainable Development No 440 of April 1, 1996]. Available at: http://russia-eu.ru/node/14.
2. Golub A. A., Strukova E. B. Ekonomika prirodopol'zovaniya [Environmental Economics]. Moscow: Aspect Press, 1995. 188 p.
3. Dedyu I. I. Ekologicheskii entsiklopedicheskii slovar' [Ecological Encyclopedic Dictionary]. Kishinev: Home Edition of Moldavian Soviet Encyclopedia, 1989. 406 p.
4. Shuvalov Yu. V. et al. Otsenka ekologicheskoi emkosti prirodnoi sredy v ugledobyvayushchikh regionakh s uchetom perspektivy razvitiya ugol'noi promyshlennosti [Evaluation of natural environment ecological capacity in coalmining regions, taking into account the prospects of coal industry development]. Available at: http://www.giab-online.ru/files/Data/2008/1/25_SHuvalov11.pdf.
5. Akimova T. A., Khaskin V. V. Osnovy ekorazvitiya [Basics of eco-development]. Moscow: Russian Academy of Economics publ., 1994. 312 p.
6. O granitsakh Baikal'skoi prirodnoi territorii [On the boundaries of Baikal natural territory]. Order of the Russian Federation Government No 1641-r of November 27, 2006. Available at: http://www.rus-stat.ru/index.php?vid=5&id=56&ids=774
7. Mikheeva A. S. Otsenka assimilyatsionnoi emkosti prirodnoi sredy v tselyakh sovershenstvovaniya ekonomich-eskogo mekhanizma prirodopol'zovaniya [Evaluation of environment assimilative capacity in order to improve the economic mechanism of nature management]. Vestnik Buryatskogo gosudarstvennogo universiteta. Geografiya - Bulletin of Buryat State University. Geography. 2007. V. 3. Pp. 25-28.
8. Runova T. G., Volkova I. N., Nefedova N. N. Territorial'naya organizatsiyaprirodopol'zovaniya [Territorial organization of nature management]. Moscow: Nauka, 1993. 208 p.
