Эколого-геологическая оценка качества ресурса геологического пространства территории бассейна р. Бодрак

Общая характеристика работы.

Актуальность темы. Развитие и становление экологической геологии на рубеже двадцатого и двадцать первого века вывело на первый план задачу совершенствования методики эколого-геологических исследований направленных на оценку геологических факторов экологического риска и качества ресурса геологического пространства. Одним из основных завершающих этапов комплексных эколого-геологических исследований территорий является создание оригинальных эколого-геологических карт, разрабатываемых на основе экогеосистемного подхода и учения об экологических функциях литосферы. Наиболее ярко это направление отражено в работах В.Т. Трофимова, Д.Г. Зилинга, И.И. Косиновой, В.В. Куриленко, Г.П. Яроцкого.

Подходы и методы экологической геологии позволяют решать важные научно-практические задачи: эколого-геологического обоснования принятия прямых управляющих решений административными органами, областными и районными комитетами по охране природы; оценки масштабов и последствий воздействия на эколого-геологические системы народно-хозяйственных объектов, обоснования необходимости искусственного преобразования массивов пород и придания им определённых свойств, обеспечивающих нормальное функционирование эколого-геологических систем (В.Т. Трофимов, Д.Г. Зилинг (1998-2006); В.В. Куриленко (2000-2006); В.А.Королев (2000-2005)).

Крымский научно-учебный полигон геологического факультета МГУ им. А.А.Богданова, расположенный в Бахчисарайском районе Крыма (с. Прохладное), является уникальным межвузовским научно-учебным полигоном для совершенствования методик эколого-геологических исследований и эколого-геологического картографирования. Относительно небольшая территория полигона (7,5-9 км) характеризуется разнообразием литологического состава пород различного генезиса (от осадочных до магматических). Район отличается высокой степенью изученности геолого-геоморфологических условий, что явилось основой для постановки специальных междисциплинарных эколого-геологических исследований.

Цель работы: разработка системы комплексной эколого-геологической оценки условно фоновой территории с позиции учения об экологических функциях литосферы и выработка рекомендаций по оптимизации природопользования на примере бассейна р. Бодрак.

Для достижения поставленной цели в ходе исследований решались следующие задачи:

1. Изучение особенностей проявления экологических функций литосферы (ресурсной, геодинамической, геохимической, геофизической) в бассейне р. Бодрак.

2. Создание системы интегральной оценки проявления экологических функций литосферы в бассейне р. Бодрак.

3. Оценка качества ресурса геологического пространства и разработка рекомендаций по оптимизации эколого-геологических условий территории бассейна р. Бодрак для сельскохозяйственной деятельности и проживания населения.

Научная новизна работы заключается в системном подходе к разработке интегральной оценки состояния эколого-геологических условий бассейна р. Бодрак по совокупности абиотических и биотических показателей. Впервые для района осуществлено крупномасштабное картирование почвенного покрова, составлена почвенная, ландшафтно-геохимическая карта, осуществлена типизация территории на основе экогеосистемного подхода и разработан комплекс эколого-геологических карт, явившихся базовыми для оценки качества ресурса геологического пространства бассейна р.Бодрак.

Практическая значимость работы. Результаты исследования используются на геологическом факультете МГУ при подготовке студентов по специальности "Экологическая геология", на экологическом факультете РУДН при подготовке студентов по специальности "Экология и природопользование" при проведении учебной практики по геологической съемке студентов, обучающихся по специальности "013100-Экология" Санкт-Петербургского Государственного университета.

На базе полученных результатов исследований возможна коррекция функционального использования территории и разработка комплекса превентивных мер по минимизации негативного воздействия геологических факторов на биоту и человека.

Фактический материал. В основу работы положены материалы полевых и лабораторных исследований автора, проведённые в 1997 - 2001 годах и фондовые материалы кафедр региональной геологии и истории Земли, инженерной и экологической геологии геологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова и ГЕОХИ РАН.

Полевые работы включали почвенные, ландшафтно-геохимические, эколого-геохимические, эколого-геофизические, эколого-геодинамические исследования. При проведении полевых исследований, заложено и описано 143 почвенных разреза (из них 18 - 1997 г., 46 - 1998 г. и 79 - 2001 г.), на 143-х геоботанических тестовых участках осуществлена оценка плотности проективного покрытия и биомассы растительности; выполнен отбор литогеохимических проб, из них породы - 28 образцов, почвы - 347 образцов, донные осадки - 26 образцов; гидрогеохимических проб (4), образцов растительности (всего 165 образцов); собраны и систематизированы данные о заболеваемости местного населения.

Геохимическая часть работы основана на результатах микроэлементных анализов 365 почвенных проб, 70 почвенных вытяжек, 165 проб растительности. Кроме того, в процессе работы осуществлялись полевые измерения гамма-радиоактивности и полевые геодинамические исследования.

Личный вклад автора. Автор принимал участие в проведении полевых и лабораторных исследований (определение гумуса, величины рН водных вытяжек), компьютерной обработке данных. Он является автором эколого-геодинамической, эколого-геологической карты качества ресурса геологического пространства, почвенной, а также соавтором карт: ландшафтно-геохимической, эколого-геохимической, эколого-геофизической по полю естественной радиоактивности, эколого-ресурсной по обеспеченности почв гумусом и карты эколого-геологического районирования.

Основные защищаемые положения:

1. Интегральный эколого-геологический системный подход позволяет идентифицировать и документировать ведущие геологические и техногенные факторы риска, обуславливающие качество ресурса геологического пространства бассейна р. Бодрак для жизнедеятельности человека и существования биоты (на момент проведения исследований). Изученный район Горного Крыма представляет собой уникальный тестовый участок, где наглядно проявляется весь комплекс экологических функций литосферы при доминирующей роли геологических факторов.

2. Ведущими экзогеодинамическими факторами, обуславливающими специфику эколого-геодинамических условий исследованного района, является линейная и плоскостная эрозия. За последние десятилетия вследствие террасирования склонов, снижения интенсивности аграрной деятельности, естественного зарастания склонов рудеральной растительностью имеет место тенденция к их стабилизации. Исключение составляют пастбищные территории, расположенные вблизи населенных пунктов.

3. По изученным эколого-ресурсным показателям наименее комфортные условия для аграрной деятельности, зафиксированы в районах распространения пород вулканогенно-осадочного комплекса (T₃-J₂). Это обусловлено, в первую очередь, их высокой плотностью, слабой выветрелостью и выраженной эродированностью поверхности, угнетенностью и слабой развитостью растительного покрова, что приводит к невысокой скорости современного почвообразования. На локальных участках вблизи населенных пунктов в результате перевыпаса скота на месте остепненных лугов сформировались низкопродуктивные бедленды.

4. Имеет место связь между геохимическими и геофизическими полями и негативной биологической реакцией фитоценозов, а так же уровнем развития эндокринной, сердечно-сосудистой и онкологической патологии местного населения. Значимые показатели заболеваемости жителей установлены в зонах воздействия, в том числе совместного: а) повышенного уровня естественной радиоактивности; б) высоких концентраций никеля, свинца и хрома - в растительности, произрастающей на почвах, подстилаемых вулканогенно-осадочными породами (Tr-J); в) недостатка жизненно-важных элементов (медь, цинк) в системе <порода-почва-растения> - в районах распространения карбонатных пород (K-Р). В зоне влияния Бодракского разлома обнаружено повышенное содержание мышьяка и ртути в растительности, что может служить фактором риска осложняющего существование биоты и использование этой территории в сельскохозяйственных целях.

Структура и объем работы. Работа состоит из 5 глав, введения, заключения и приложения, её объём составляет 137 страниц, включая 26 рисунков (2 тематических и 5 эколого-геологических карт) и 30 таблиц. Библиография содержит 104 наименования.

Публикации и апробация работы: Основные положения работы были представлены на следующих конференциях: III съезд <Докучаевских молодёжных чтений> СПбГУ (1997); IV международная конференция "Новые идеи в науках о земле", МГГА (1999); ежегодные конференции РУДН <Актуальные проблемы экологии и природопользования> (2001, 2003); <Школа экологической геологии и рационального недропользования> СПбГУ (2002), <Ломоносовские чтения>, МГУ, секция Геология (2005), <Геология, геоэкология и эволюционная география> РГПУ им. А.И. Герцена (2006). По теме диссертации опубликовано 21 работа, в том числе 6 статей и подраздел, в учебном пособии РУДН: <Природопользование, охрана окружающей среды и экономика>.

Работа выполнялась в процессе обучения (1997-2000 г.г.) в бакалавриате и магистратуре географического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова (под руководством к.г.-м.н. Т.А.Барабошкиной, Д.Л.Голованова); во время обучения (2000-2003) в аспирантуре РУДН (под руководством д.г.-м.н. В.Д.Скарятина), и завершена в период работы в ГЕОХИ РАН (2005-2007) под научным руководством к.г-м.н. Т.А.Барабошкиной и к.г.н. Е.М.Коробовой. Автор приносит глубокую благодарность своим руководителям, позволивших с позиций различных естественно-научных школ рассмотреть сложную проблему эколого-геологической оценки качества ресурса геологического пространства бассейна р.Бодрак.

Особую признательность автор выражает коллективу кафедры региональной геологии и истории Земли МГУ и отдельно профессору А.М. Никишину за предоставление фондовых геолого-геоморфологических и аэрофотоматериалов. Хотелось бы так же поблагодарить участников междисциплинарных полевых эколого-геологических исследований, выполнявшихся под руководством профессора, д.б.н. В.В.Ермакова ГЕОХИ РАН: Е.А.Карпову, Н.С.Петрунину (ГЕОХИ РАН); Т.А.Барабошкину, Д.Г.Зилинга, А.А.Лошкареву, О.Д.Прошлякову, А.Ю.Ершова, М.А.Харькину (геологический ф-т МГУ), Т.В. Павилову, В.Н.Солнцева; сотрудников амбулатории с.Скалистое за предоставление данных диспансерного наблюдения населения, а так же С.А.Воробьева, М.Г.Макарову, Е.В.Станис, И.П.Гаврилову, Д.Л.Голованова, Н.Е.Кошелеву, Е.Н.Огородникову за консультации и критические замечания.