ТРАНСФОРМАЦИЯ ЗЕМЛЕПОЛЬЗОВАНИЯ И ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ ЛАНДШАФТОВ В УСЛОВИЯХ РАЗВИТИЯ КРУПНОГО ГОРОДА В СТЕПНОЙ ЗОНЕ (НА ПРИМЕРЕ Г. АСТАНА)
THE TRANSFORMATION OF LAND USE AND LANDSCAPE GEO-ECOLOGICAL FFUNCTIONS IN TERMS OF URBAN AGGLOMERATION IN THE STEPPE ZONE (THE CASE OF ASTANA)
О.А. Климанова1, Е.Ю. Колбовский2, Д.Ж. Абельдинова3
O.A. Klimanova1, E.Yu. Kolbowsky2, D.Zh. Abeldinova3
Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова
(Россия, 119991, Москва, ГСП-1, Ленинские горы)
Department of Geography, Moscow State University
(Russia, 119991, Moscow, Leninskiye Gory)
e-mail: 1oxkl@yandex.ru; 2kolbowsky@mail.ru; 3danagul_abeldinova@hotmail.com
На основе сопоставления аэрофотоснимков 1960-х гг. и современных космических снимков общедоступного сервиса Google Earth рассматриваются изменения землепользования и геоэкологических функций ландшафтов. Выявлены три типа трансформаций, которые уже произошли на территории городской зоны Астаны в период с 1960-х до 2010-х гг. Оценен их масштаб и геоэкологические последствия, определены наиболее уязвимые ландшафты и функции.
Based on a comparison of aerial photographs of the 1960s, and open-source modern satellite imagery land-use change and geo-ecological features of the landscape are discussed. Three types of transformations that have already occurred on the territory of the city of Astana in the period from 1960s to 2010s are identified, their scale and consequences are evaluated, the most vulnerable landscapes are defined.
Постановка проблемы. Согласно современным подходам ландшафтной экологии городской ландшафт представляет собой мозаику застроенных территорий и незапечатанных, открытых пространств, функционально связанных между собой. В ходе нарастания агломерационных процессов, сопровождающих урбанизацию в разных регионах мира, меняется и роль природных ландшафтов, окружающих города. Изменение роли природных пространств для городского развития может быть описано через трансформацию их геоэкологических функций. Содержательно понятие геоэкологической функции связано с понятием экосистемных услуг, однако, в отличие от него оно нацелено не на стоимостную оценку благ, предоставляемых природой человеку, а на их пространственный анализ и моделирование.
При определении и анализе геоэкологических функций природных ландшафтов учитываются также особенности конкретного ландшафта (местоположения), в том числе и его естественная и антропогенная динамика. Для каждого из ландшафтов выполняемые им геоэкологические функции могут быть расставлены в порядке приоритетности, что позволяет разделить их по степени важности, а также проследить изменение геоэкологических функций отдельного ландшафта по мере городской экспансии. Уровень реализации экологических функций зависит от площади, занимаемой элементом природного ландшафта или зеленой инфраструктуры и степенью его фрагментации. Приоритетность выполняемых функций зависит и от природно-зональных особенностей города.
Объект исследования. Объект данного исследования – территория города Астаны, расположенная в степной зоне. Город (тогда Акмолинск) был основан как крепость на рубежах Российской империи в 1830 г., пережил этап интенсивного развития в период освоения целинных земель в середине XX века и стал новой столицей страны в декабре 1997 г. Население Астаны – более 800 тыс. человек (2014 г.), площадь города составляет 722 кв. км, причем с момента переноса столицы она увеличилась более, чем в 2 раза. В черте города и его пригородной части преобладают ландшафты озерно-аллювиальной равнины и денудационной увалисто-холмистой равнины. Большая часть города сосредоточена в пределах речных террас и поймы р.Есиль.
Согласно Генеральному плану города Астаны в природный комплекс города входят природные территории (лесные и лесопарковые массивы зеленого пояса столицы, естественные незастроенные долины реки Есиль и ее притоков – ручей Ак-Булак и Сары-Булак); озелененные территории - парки, сады, бульвары и скверы, памятники садово-паркового искусства и ландшафтной архитектуры, а также озелененные территории жилой застройки, объектов общественного, производственного и коммунального назначения; резервные территории - территории, зарезервированные для восстановления нарушенных и воссоздания утраченных природных территорий, для организации новых озелененных территорий. Планы создания и развития Астанинской агломерации предполагают создание в 100-150 км от города на базе крупных поселений центров роста, оттягивающих на себя миграционные потоки. На проектируемой территории агломерации, вокруг Астаны будет установлена зона особого градостроительного регулирования в пределах 30-50 километров зоны от кольцевой автодороги для формирования продовольственного и зеленого пояса, а также для развития рекреационной инфраструктуры.
В настоящее время представляется интересным рассмотреть те изменения землепользования и геоэкологических функций ландшафтов, которые уже произошли на территории городской зоны Астаны в ходе увеличения площади города в период с 1960-х до 2010-х гг. Картографирование ландшафтов проводилось в программе ArcGis 9.3 методом выборочного оверлея тематических карт различного масштаба, а также на основе дешифрирования космических снимков и результатов полевых исследований. Выявление изменения характера землепользования проводилось на основе сопоставления аэрофотоснимков 1960-х гг. и современных космических снимков общедоступного сервиса Google Earth. В программе ArcGis 9.3 была выполнена процедура наложения снимков, в ходе которой были выявлены основные типы изменений землепользования в пределах города.
Результаты. В ходе ландшафтного картографирования было выделено 11 типов ландшафтных поверхностей, разделенных на четыре ландшафтных уровня. Водораздельный уровень развит к северо-востоку от города. Он представлен повышенной цокольной сопочно-увалистой остаточно-денудационной равниной с высотами 375-380 м с темно каштановыми почвами, на покровных суглинках, частично распаханными. Меньшую площадь занимают урочища увалисто-холмистой равнины с солонцами на щебнистых суглинках. Плоские пространства равнины осложнены межсопочными понижениями с наличием малых уклонов до 0,5 градусов, реже 2-3 градуса. Грунтовые воды залегают на глубине 3-5 м, минерализованность их колеблется в пределах 0,9-6 г/л, тип засоления хлоридно-сульфатный. К северу от города широко развиты увалисто-долинные полого-наклонные аккумулятивно-денудационные равнины с высотами до 350 м, сложенные делювиально-пролювиальными суглинками и глинами (склоновый уровень). Поверхность равнины имеет слабый уклон к р. Есиль в юго-западном направлении. Углы наклонов составляют приблизительно 0,5-2 градуса. В зависимости от подстилающей поверхности можно выделить: склоновые поверхности, плохо дренируемые с солонцами; склоновые поверхности, застроенные с урбоземами; склоновые поверхности с темно-каштановыми почвами.
По мере продвижения в южном направлении выделяются поверхности долинно-речного комплекса озерно-аллювиальной равнины, включающие в себя долину реки Есиль, речные террасы, заболоченные понижения, а также засоленные участки в пределах террас. Он наиболее сложно устроен из всех ландшафтных уровней в пределах городской черты. Территорию левобережья р.Есиль занимают в основном речные террасы, большей частью распаханные. Их поверхности осложнены наличием палеогрив с относительными высотами 2,5-5 м. Палеогривы и палеогряды приурочены к поверхностям с отметками 340-350 м. Значительные по площади заболоченные участки (абсолютные высоты - 340 м) распространены в восточной части долины. Преимущественно в южной части города, в пределах границы речных террас сосредоточены участки преобладания полугидроморфных и гидроморфных солонцов, формирующихся в условии хорошего дренажа и периодического затопления поверхности.
Сопоставление градостроительного плана с выделенными ландшафтными уровнями позволило установить, что наиболее давние по возрасту типы городской застройки лежат в пределах полого-наклонных аккумулятивно-денудационных равнин, высотой до 350 м, сложенных делювиально-пролювиальными суглинками и глинами. Объекты коммунально-складской зоны располагаются, в основном, на склоновых поверхностях с темно-каштановыми почвами. Большая часть жилой застройки сосредоточена на пологих поверхностях надпойменных речных террас с лугово-каштановыми почвами. Районы новой застройки приурочены к высокой пойме р. Есиль и общей заболоченной пойме рек Есиль и Нура.
На основе космических снимков составлен эталонный каталог изменений землепользования и трансформаций долинно-речного комплекса. Сравнение данных дистанционного зондирования 1962 и 2010 гг. позволило выявить три типа перестройки в функциональном зонировании: 1) сельскохозяйственные земли – застроенные территории (селитебная зона), 2) сельскохозяйственные земли – застроенные территории (административная зона) 3) сельскохозяйственные земли – озелененные территории (рекреационная зона). Первый тип наиболее обширный по площади, отчетливо заметный во всех периферийных частях города. Второй и третий типы характерны, в основном, для левого берега р. Есиль, где возведены кварталы новых административных зданий и разбиты парки.
Наибольшие изменения ландшафтной структуры произошли в долинно-речном комплексе р. Есиль. К ним относятся: 1) спрямление русел р. Есиль и ее притоков; 2) засыпка проток и исчезновение осередков; 3) исчезновение стариц; 4) засыпка пойменных сегментов; 5) исчезновение русловых форм; 6) канализация малых водотоков; 7) исчезновение русловых запруд.
Выводы. Освоение и застройка городской территории в период 1960-2010 гг. происходили в направлении снижения абсолютной высоты и увеличения гидроморфности ландшафтов. Первоначально были застроены пологий склон водораздельной равнины, затем надпойменная терраса реки, позднее – ее высокая пойма. В настоящее время строительство ведется на общей заболоченной пойме рек Есиль и Нура. Активная застройка территории в южном и юго-западном направлении ограничивается наличием заболоченных и засоленных территорий в пределах плоских речных террас. С этой точки зрения территорию стоило развивать в другом направлении, а именно в северном, северо-западном, ближе к поверхностям водораздела.
В результате изменения городского землепользования наибольшей трансформации подверглись регулирующие и поддерживающие геоэкологические функции ландшафтов – формирование речного стока, регулирование водного баланса, сохранение биоразнообразия водно-болотных угодий, поддержание уровня грунтовых вод. Степень сохранности этих функций зависит от застроенности территории, которая в настоящее время максимальна в ландшафтах долинно-речного комплекса. Негативные последствия может иметь и видоизменение гидрографической сети реки Есиль, которое сопровождалось засыпкой русловых сегментов, спрямлением русла, канализацией малых водотоков.
В сравнении с отчуждением бывших сельскохозяйственных земель под застройку с геоэкологической точки зрения более привлекательным выглядят планы по их озеленению и превращению в рекреационные зоны. В то же время, одним из осложняющих факторов такого процесса служит сильная заболоченность территории, местами сочетающаяся с засоленностью. В связи с этим в степной зоне далеко не во всех случаях посадка деревьев и устройство искусственных газонов (так чаще всего понимается городское озеленение) является оправданным выбором, особенно на территориях долинно-речного комплекса.