Геоэкологические проблемы трансформации рельефа урбанизированных территорий (на примере городов Западной Сибири)
Покупка
Основная коллекция
Тематика:
Отраслевая и прикладная экология
Издательство:
НИЦ ИНФРА-М
Год издания: 2025
Кол-во страниц: 243
Дополнительно
Вид издания:
Монография
Уровень образования:
Дополнительное профессиональное образование
ISBN: 978-5-16-015687-3
ISBN-онлайн: 978-5-16-105615-8
Артикул: 646318.04.01
Монография представляет собой опыт изложения материалов, посвященных анализу геоэкологических проблем, возникающих на урбанизированных территориях при трансформации рельефа, вызванной как антропогенным, так и природным факторами. Анализ дается для двух городов Западной Сибири — Омска и Ханты-Мансийска, лежащих в пределах одной бассейновой системы Иртыша, но имеющих различные наборы неблагоприятных геоморфологических процессов.
Книга рассчитана на специалистов, занимающихся вопросами в области геоморфологии, геоэкологии и геоурбанистики.
Тематика:
ББК:
- 20: Естественные науки в целом
- 201: Человек и окружающая среда. Экология человека. Экология в целом. Охрана природы
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 05.03.06: Экология и природопользование
- ВО - Магистратура
- 05.04.06: Экология и природопользование
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
Ï.Â. ÁÎËÜØÀÍÈÊ, Â.Í. ÍÅÄÁÀÉ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ТРАНСФОРМАЦИИ РЕЛЬЕФА УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ НА ПРИМЕРЕ ГОРОДОВ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ МОНОГРАФИЯ Москва ИНФРА-М 2025
УДК 502.3+551.4+911.2 ББК 20.1 Б79 Большаник П.В. Б79 Геоэкологические проблемы трансформации рельефа урбанизированных территорий (на примере городов Западной Сибири) : монография / П.В. Большаник, В.Н. Недбай. — Москва : ИНФРА-М, 2025. — 243 с. — (Научная мысль). — %0*10.12737/22560. ISBN 978-5-16-015687-3 (print) ISBN 978-5-16-105615-8 (online) Монография представляет собой опыт изложения материалов, посвященных анализу геоэкологических проблем, возникающих на урбанизированных территориях при трансформации рельефа, вызванной как антропогенным, так и природным факторами. Анализ дается для двух городов Западной Сибири — Омска и Ханты-Мансийска, лежащих в пределах одной бассейновой системы Иртыша, но имеющих различные наборы неблагоприятных геоморфологических процессов. Книга рассчитана на специалистов, занимающихся вопросами в области геоморфологии, геоэкологии и геоурбанистики. УДК 502.3+551.4+911.2 ББК 20.1 © Большаник П.В., ISBN 978-5-16-015687-3 (print) ISBN 978-5-16-105615-8 (online) Недбай В.Н., 2016
Введение С середины прошлого столетия число городов стремительно растет. Города представляют собой наиболее сложные социальноэкономические и инженерные комплексы, их взаимодействие с природной средой многообразно и постоянно меняется вследствие пространственного, строительно-технологического развития. Вместе с увеличением числа горожан не только растет площадь городских земель и изменяется предназначение территории, но и изменяются процессы, характерные этим ландшафтам. Антропогенное изменение рельефа территории нарушает ход естественных процессов, ускоряя или тормозя их. Преобразование рельефа городской территории и приведение его в соответствие с архитектурно-планировочными требованиями вызывают нарушение интенсивности экзогенных рельефообразующих процессов, структуры поверхностного стока и изменение уровня и режима грунтовых вод. Характеристика геоморфологических процессов и образуемых ими форм рельефа в аспекте оптимального соответствия с техникоэкономическим использованием городской территории и оценка геоэкологических проблем обеспечивают решение проблем регионального планирования, пространственной организации и рационального природопользования на региональном и локальном уровнях. Геоэкологическими проблемами городов в разное время занимались такие ученые, как В.И. Булатов [39], П.В. Большаник [30, 34, 35], Н.С. Евсеева [69], Л.К. Зятькова [78], Ф.В. Котлов [93], А.В. Кошкарев [94], В.И. Кружалин [97], А.М. Ласточкин [106], Э.А. Лихачева [108, 109, 110, 111, 112, 113], Н.В. Осинцева [139, 140, 141], Л.Л. Розанов [162], Ю.П. Селиверстов [171], Ю.Г. Симонов [174], Д.А. Тимофеев [192], О.В. Тюменцева [196, 198, 201, 204], Г.Ф. Уфимцев [206] и многие другие. В 2002 г. вышел в свет один из наиболее основательных трудов по экологической геоморфологии, изданный группой авторов под руководством Э.А. Лихачевой и Д.А. Тимофеева [161]. В нем изложены основы фундаментальных исследований, посвященных региональной экологической геоморфологии, геоморфологии экологического риска, конструктивной геоморфологии, геоморфологии городских территорий. 3
Большая часть выполненных по этой теме исследований приходится на крупные города европейской части России (Москва, Московская область, Волгоградская область, Краснодар, Санкт-Петербург, Курск и др.), в которых вопросы разрешения сложившихся геоэкологических проблем стоят давно. В Сибири и на Дальнем Востоке главными центрами изучения эколого-геоморфологических разработок являются Владивосток, Новосибирск, Томск, Иркутск, Барнаул. Анализ геоэкологических проблем на территории г. Омска проведен фрагментарно — проблемами подтопления занимались К.М. Голубенцев [60], В.И. Сологаев [180, 181, 182], О.В. Тюменцева [196, 198, 201, 204]. В последние годы в Омске возобновились изыскательские работы по строительству метро неглубокого заложения, проектируется постройка низконапорной плотины, запланирован гидронамыв значительных площадей на левобережье, ведется активное строительство на пойменных участках и в долине р. Оми. Все эти работы требуют проведения геоэкологического анализа природной и антропогенной трансформации рельефа. Несмотря на многочисленные исследования, актуальность вопроса комплексной геоэкологической оценки остается острой, есть необходимость разработки объективных критериев и количественных показателей, наблюдаемых и ожидаемых изменений в геоморфологических системах, вызванных тем или иным видом антропогенного воздействия.
Глава 1 ИСТОРИЯ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ЭКОЛОГО-ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ 1.1. Городская среда как объект геоморфологического исследования Хребтами горбились породы, Взрывались, плавились, кипя, И миллионы лет природа Лепила самое себя. С. Щипачев Рельеф является «субстратом ландшафта» [82] и верхней границей геологической среды, и поэтому на правах особого компонента включается как в геологическую среду, так и в ландшафтную геосистему. В то же время рельеф — основной объект и предмет исследования геоморфологии. Геоморфология, занимающая пограничное положение между геологией и географией, служит связующим звеном, которое объединяет инженерно-географические исследования и может сделать их взаимосвязанными и взаимодополняющими [173]. Геоморфологическая информация — это базис для оценок устойчивости геологической среды, ландшафта или городской среды. Изучение рельефа, его происхождения, возраста и современных рельефообразующих условий строительства и эксплуатации сооружений необходимо, поскольку рельеф и рельефообразующие процессы являются внешними условиями существования инженерного комплекса. Применяя методы, используемые в географии и геологии, и собственный исследовательский аппарат, геоморфологи могут вести комплексные и оригинальные исследования инженерных свойств рельефа, рассматривая рельеф и как морфосистему, и как морфолитосистему, и как подсистему экосистемы человека. Инженерно-геоморфологический анализ включает: изучение инженерных свойств рельефа, оценку и прогноз рельефообразующих процессов; оценку взаимосвязей между рельефом и инженерными сооружениями (оценку устойчивости); определение оптимального уровня техногенной нагрузки на геоморфологическую систему (обеспечение устойчивости); инже5
нерные исследования рельефа территории необходимы для выявления связей между современным, погребенным рельефом и современными рельефообразующими процессами, с одной стороны, между архитектурным рельефом и инженерной деятельностью человека — с другой [161, с. 9.]. Возросший интерес к качеству жизни привлек внимание к особенностям окружающей среды и дал основание для проведения конкретных региональных и тематических эколого-геоморфологических работ, или исследований комплексного геоэкологического характера, в которых геоморфологи сыграли заметную роль. Состоялись конференции и совещания, на которых обсуждались пути (направления/тенденции) и результаты эколого-геоморфологических исследований. В нашей стране это конференции по инженерной географии во Владимире (1987), Вологде (1993, 1995), Пскове (1995), Ярославле (1999), по эколого-геоморфологическим исследованиям в речных бассейнах (Воронеж, 2004, 2014) и Пленумы геоморфологической комиссии РАН в Казани (1988), Ленинграде (1991), Белгороде (2000), в Томске (2003), в С.-Петербурге (2008), в Волгограде (2014). Круг проблем и вопросов экологической геоморфологии рассматривался на Третьих Щукинских чтениях в МГУ (Экологические аспекты, 1995), на конференции в Иркутске (Геоморфологический риск, 1993), на Всероссийской летней молодежной школе-конференции «Эколого-геоморфологические исследования в урбанизированных и техногенных ландшафтах» (Арчиковские чтения-2015). По данным В.И. Кружалина и Т.Ю. Симонова (2000), в России эколого-геоморфологические исследования проводятся в более 40 научных, научно-педагогических и производственных организациях. В Москве разные аспекты (теоретические и прикладные) экологической геоморфологии изучают в ряде академических институтов, в университетах. Геоморфологи Института географии РАН разрабатывают общие методологические и теоретические основы нового направления (Герасимов, 1995; Тимофеев, 1991; Симонов, Тимофеев, 1989, 1990; Тимофеев, Борунов, 1989; Розанов, 1990; Лихачева, 1993), опираясь на опыт разномасштабных региональных эколого-оценочных исследований рельефа (Александров, 1993; Асоян, 1993; Некрасова, 1995; Горелов, 1996; Жидков и др., 1998; Коржуев, 1997; Лебедева, 1995; Лихачева, Тимофеев, 1999). Эколого-геоморфологический анализ, его методы, в частности методы картографирования, проводятся и в целях экспертной оценки экстремальных, чрезвычайных, катастрофических ситуаций (Кошкарев и др., 1999; Тимофеев, Борунов, 1993; Борунов и др., 1993). 6
Географы Московского университета обращаются к экологогеоморфологическим элементам главным образом в связи с решением инженерно-геоморфологических и геолого-поисковых задач (Ананьев, 1998; Аристархова, 1995; Болысов и др., 1995; Кружалин и др., 1995; Лукашов и др., 1995; Мысливец, 1995; Панин,1995; Хмелева и др., 1995). В остроактуальное направление выросла экологическая геоморфология городских территорий. Его развивает Э.А. Лихачева с коллегами по лаборатории геоморфологии Института географии РАН (2002). Различные по тематике геоэкологические и эколого-геоморфологические исследования проводят ученые из Санкт-Петербурга. В их числе рассмотрение общетеоретических и методических вопросов (Селиверстов, 1992; Ласточкин, 1995) и региональные эколого-геоморфологические характеристики (Сергеев и др., 2015; Скублова, 1995; Миханков, Федоров, 1994). В Сибири и на Дальнем Востоке эколого-геоморфологические разработки, в том числе по проблемам геоморфологического риска и вопросам геоэкологической экспертизы, проводятся в Красноярске (Коновалова и др., 2015), во Владивостоке (Говорушко, в 1998), в Новосибирске (Зятькова, 1993), в Иркутске (Выркин и др., 2015; Ильичева и др. 2015; Абалаков, Кузьмин, 1998; Уфимцев и др., 1998), в Томске (Евсеева, 2012; Осинцева, 2001), в Омске (Голубенцев, 1937, Тюменцева, 2003, Недбай, 2010), в Ханты-Мансийске (Кусковский, Большаник, 2015). Экологическая геоморфология, как часть общего научного мировоззрения, закономерно возникла из общей геоморфологии, из отдельных ее направлений как развитие динамической, антропогенной, инженерной, сельскохозяйственной геоморфологий. 1.2. Современные термины и представления в геоморфологии городской среды Экологическая геоморфология, как, впрочем, и родственные географические науки, в последние полтора-два десятка лет активно развивается. Это сказывается, с одной стороны, на появлении новых терминов, в том числе и позаимствованных из смежных областей знания, но, с другой стороны, не закончившийся процесс разработки понятийного аппарата приводит к путанице в трактовке старых и новых терминов, к разночтениям в их употреблении. 7
В этом параграфе будут даны определения основных терминов и понятий, употребляемых в экологической геоморфологии и в смежных науках, охваченных общим стремлением к экологизации (Герасимов, 1985). Экологическая геоморфология — научное направление в общей и прикладной геоморфологии, изучающее взаимосвязи и результаты взаимодействий геоморфологических систем любого ранга с системой экологии человека [190]. Объектом изучения экологической геоморфологии являются состояния и изменения в экосистеме человека, обусловленные геоморфологическими условиями как природного, так и антропогенного характера: • • направление прикладной геоморфологии, изучающее рельеф, его происхождение, возраст и эволюцию, процессы рельефообразования, их роль и функции в сложной системе «приро- да — хозяйство — население» [96]; • • прикладная научная дисциплина, занимающаяся изучением влияния рельефа, процессов рельефообразования и их комплексов на жизнь живых организмов, включая и человека, на его здоровье, жизнедеятельность и жизнеобеспечение (Лукашов и др., 1995); • • новый раздел науки о рельефе — геоморфология освоенных территорий (Ковальчук, 1997); • • научное направление, изучающее взаимоотношение геоморфологических систем с системами жизни любых организмов и их сообществ. Известны примеры связи животных или ботанических сообществ с рельефом (термитники, землерои, сосновые боры на песчаных надпойменных террасах, приуроченность ельников к малым долинам среди лиственничной тайги в Восточной Сибири и пр.). В этом смысле экологическая геоморфология может рассматриваться как направление в биогеоморфологии, ибо рельеф (его морфология, рельефообразующие процессы) выполняет вполне определенную экологическую функцию в жизни биоты (Болысов, 2000). По-видимому, экологическая геоморфология распадается на две ветви: экологические аспекты взаимоотношений между рельефом — биотой и экологические аспекты взаимодействия геоморфологических систем с человеком и его жизнедеятельностью. Экологические свойства рельефа (по В.И. Кружалину и Т.Ю. Симоновой) — это те геоморфологические характеристики, влияние которых на ход экологически опасных явлений не вызывает сомнений. 8
Экологическими свойствами рельефа (по Э.А. Лихачевой и Д.А. Тимофееву) можно назвать те, что влияют на комфортность проживания, определяющиеся морфометрическими, морфологическими и морфодинамическими характеристиками рельефа, но в основе оценки этих свойств следует исходить из безопасности проживания людей. Фундаментальную основу нового научного направления составляют теоретические разработки геоэкологии и геоморфологии. Геоэкология. Этот термин широко применяется в различных природоведческих, социологических, экономических науках. Однако единого толкования нет. В географии этот термин трактуется как изучение ландшафтов путем анализа экологических отношений между растительностью и средой; изучение структуры и функционирования природных комплексов (геосистем, экосистем) на топологическом уровне; изучение взаимодействия составных частей природного комплекса и воздействия общества на природную составляющую ландшафтов путем анализа балансов вещества и энергии. В геологии термины «геоэкология», «геоэкологический» обычно применяются для характеристики экологических аспектов геологических исследований. Чаще всего это ограничивается инженерногеологическими изысканиями. Оригинальное понимание задач геологии в изучении окружающей среды предложил В.И. Бгатов [15]: изучение геологической среды как среды жизни, как части биосферы. Научное направление в данном случае называется «экологическая геология», а предмет исследования — эколого-геологическая система (экосистема). Формирование эколого-геологических систем тесно связано с историей геологического развития региона. Среди факторов, оказывающих влияние на формирование и функционирование экогеосистем, наиболее важными являются тектонический, геоморфологический, гидрогеологический, литолого-минералогический, климатические факторы, а также многолетняя мерзлота и подземные воды. Геоморфология — наука о формах земной поверхности, возникшая в конце XIX в. как геолого-географическая отрасль, изучающая рельеф земной поверхности. Прародителями ее являются физическая география и геология. Главная исследовательская посылка — утверждение, что рельеф есть результат взаимодействия экзогенных и эндогенных процессов. Динамическая геоморфология изучает динамику рельефа и обуславливающие ее различные рельефообразующие процессы. 9
Антропогенная геоморфология рассматривает совокупность форм земной поверхности, измененных или созданных деятельностью человека, а также форм рельефа, возникших в результате воздействия человека на другие компоненты природного комплекса. Человек рассматривается как фактор экзогенного воздействия. Д.А. Тимофеев дает следующее определение: антропогенная геоморфология — раздел общей геоморфологии, изучающий созданные и переделанные человеком формы рельефа и роль антропогенного фактора в формировании природных и природно-техногенных форм рельефа [190]. Антропогенная геоморфология рассматривает человека и его технические достижения как один из ведущих факторов морфогенеза, но ее значительно меньше интересует, как антропогенное переустройство геоморфологической среды сказывается на жизни человека. Это уже задача экологической геоморфологии, и в этом состоит связь между двумя направлениями в науке о рельефе. Инженерная геоморфология — исследование и оценка протекающих на земной поверхности процессов рельефообразования и форм рельефа с точки зрения поисков оптимального варианта размещения инженерно-строительных сооружений, обеспечения их рациональной и эффективной эксплуатации и защиты от разрушительных природных процессов (Симонов, Кружалин, 1992). Естественно, что задачи, теория, методы и выводы инженерной геоморфологии во многом созвучны экологической геоморфологии, в особенности в отношении экологической оценки результатов геоморфологических последствий инженерно-строительной деятельности человека. Наиболее освоенными территориями являются городские (урбанизированные), что привело к возникновению нового направления — геоморфологии городских территорий, синтезирующей знания, полученные при теоретических исследованиях и при исследованиях практических направлений. Это направление позволило сформулировать новые теоретические представления о рельефе (Лихачева, 1992). Городская территория — специфическая географическая и геоморфологическая система, первой особенностью которой является ее структура. Городская территория, как и любая другая часть поверхности суши, характеризуется своеобразием географического положения, рельефом, почвами, растительностью, недрами, водами и комплексом экзогенных и эндогенных процессов и в то же время обладает необходимыми для жизни человека условиями, 10