Пространственная оценка уровня антропогенной нагрузки степных регионов России

04.12.2020

Оценка степени прямого и косвенного воздействия человека и его хозяйственной деятельности на природу составляет одну из актуальных задач в решении проблемы устойчивого развития степных регионов России. В качестве степных регионов, рассматриваются 17 субъектов РФ, доля биома степей в которых значительна. Природные экосистемы обширной территории от Республики Крым до Алтайского края, протянувшейся почти на 4 тыс. км с запада на восток, постоянно подвержены антропогенным воздействиям.

Сегодня в России официальными органами статистики и Минприроды ведётся наблюдение по нескольким показателям, так или иначе связанными с оценкой антропогенной нагрузки (плотность населения, доля антропогенно нарушенных земель, плотность выбросов вредных веществ в атмосферу, плотность выброса загрязнённых сточных вод, распаханность территории, животноводческая нагрузка, образование отходов производства и потребления и т.д.).

Чтобы добиться сопоставимости показателей, представленных различными единицами измерения была применена формула их нормирования в интервале от 0 до 1, где 1 соответствует максимальному значению соответствующего показателя среди рассматриваемых регионов-субъектов:

где xнорм – нормированное значение j-го показателя, которым обладает i-й регион-субъект, max xij – максимальное значение j-го показателя среди исследуемых субъектов РФ, i – номер субъекта (в нашем случае от 1 до 17), j – номер показателя (в нашем случае от 1 до 15).

Нормированные 15 показателей были сгруппированы в 6 блоков факторов антропогенной нагрузки: селитебной (I), загрязнения воздушного (II)  и водного (III) бассейнов, сельскохозяйственной (IV), транспортной (V) и образования отходов (VI). Для каждого из 17 степных регионов по каждому из блоков рассчитаны многомерные средние индексы, позволяющие совершить переход от многомерного пространства признаков к одномерному:

где Pmi – индекс антропогенной нагрузки по блоку показателей, k – число показателей в блоке.

Интегральный показатель антропогенной нагрузки рассчитан путём суммирования многомерных средних индексов (PI–PVI) каждого блока показателей: 

где Iан – интегральный индекс антропогенной нагрузки, m – блоки сгруппированных показателей.

В качестве информационной базы в работе использованы открытые данные Федеральной службы государственной статистики и Министерства природных ресурсов  за 2017 год. В результате сопряжённого анализа по вышеизложенной методике был рассчитан интегральный индекс, отражающий уровень антропогенной нагрузки в субъектах исследуемой территории (табл. 1).

Таблица 1 – Индексы блоков и интегральный индекс антропогенной нагрузки регионов степной зоны России

Итогом пространственной оценки уровня антропогенной нагрузки в разрезе степных регионов России стала разработка картосхемы результатов сопряжённого анализа вышеприведённых показателей (рис.1). Диаграммы индексов групп факторов антропогенной нагрузки в целом коррелируют со слоем уровня техногенного загрязнения, созданного в результате генерализации картосхемы «Антропогенная нагрузка на ландшафты».

Рисунок 1 – Интегральный индекс антропогенной нагрузки и уровень техногенного загрязнения степных регионов России

Картосхема визуально передает пространственное распределение групп факторов и интенсивности антропогенного прессинга на природную среду. Наибольшую нагрузку испытывают степные субъекты Европейской части России. Причины различий в интегральной антропогенной нагрузке по исследуемым регионам объясняются тем, что наибольшую нагрузку от промышленно-транспортного воздействия испытывают ландшафты сильно урбанизированных территорий Краснодарского края, Белгородской и Самарской областей. Ландшафты западной и центральной части рассматриваемого мезорегиона находятся под интенсивным сельскохозяйственном воздействием. Коррективы в значениях индексов антропогенной нагрузки близких по географическому положению субъектов вносят различные численность населения их крупных городов и степень развитости отраслей промышленного комплекса.

Наибольших значений интегральный индекс уровня антропогенной нагрузки достигает в Краснодарском крае (4,6), Белгородской (4,2) и Самарской (3,4) областях, наименьших – в Республике Калмыкия (0,6), Курганской (0,9), Омской (1,0) и Новосибирской (1,0) областях. Выдвинем тезис, что полученный интегральный индекс напрямую связан с площадью территории региона, развитостью сегментов отраслей экономики и спецификой природопользования. Ключевым показателем, характеризующим экономическую деятельность региона является валовой региональный продукт. Оценить силу связи агрегированного показателя валового регионального продукта на единицу площади региона и рассчитанных индексов антропогенной нагрузки (PI–PVI, Iан) можно с помощью расчёта коэффициента корреляции между соответствующими массивами массивами (табл. 1, стб. 3-9). Корреляционная зависимость (по шкале Чеддока) между показателями ВРП на единицу площади и индексами: селитебной нагрузки соответствующих субъектов (табл. 1, стб. 3) рассматриваемой территории характеризуется высокой силой связи (0,85); загрязнения атмосферного воздуха (табл.1, стб. 4) – очень высокой (0,93); нагрузки на водный бассейн (табл. 1, стб. 5) – средней (0,61); сельскохозяйственной нагрузки (табл. 1, стб. 6) – средней (0,65); транспортной нагрузки (табл. 1, стб. 7) – очень высокой (0,95); образования отходов производства и потребления (табл. 1, стб. 8) – очень высокой (0,90). Графически силы связи между ВРП и общим уровнем антропогенной нагрузки степных регионов России представлены в виде двух графиков на рисунке 2. Коэффициент корреляции между ними составляет 0,95, что доказывает тезис об их очень высокой силе связи.

Рисунок 2 – ВРП на единицу площади и интегральный индекс антропогенной нагрузки в степных регионах России

Сочетание природных условий определяет экологический эффект антропогенных воздействий. Оценка уровня антропогенной нагрузки может быть скорректирована показателями эколого-экономической безопасности и ландшафтно-экологической устойчивости. Схожие виды и интенсивность антропогенного воздействия на разные ландшафты приводят к разным последствиям. Но очевидно, что большая часть рассматриваемой территории, ввиду сильного хозяйственного освоения и высокой степени трансформации человеком, постепенно утрачивает свой природный экологический потенциал. При существующих способах и структуре природопользования с экономическим ростом экологическая ситуация будет лишь ухудшаться.

 

С полным текстом статьи можно ознакомиться по ссылке :

Чибилёв А.А (мл.), Григоревский Д.В., Мелешкин Д.С. Пространственная оценка уровня антропогенной нагрузки степных регионов России // Учёные записки Казанского университета. Серия Естественные науки. - 2019. - Т. 161, кн. 4. - С. 590-606. DOI: 10.26907/2542-064X.2019.4.590-606.

Подробнее об авторах :

Чибилёв Александр Александрович (младший)
Мелешкин Дмитрий Серегеевич
Григоревский Дмитрий Владимирович