Методика оценки природно-экологического потенциала Восточно-Белорусской провинции

ГЛАВА 3. Методика оценки природно-экологического потенциала ВОСТОЧНО-БЕЛОРУССКОЙ ПРОВИНЦИИ 

     3.1. Методика оценки геоморфологических условий

     Эколого-геоморфологический потенциал физико-географических районов Восточно-Белорусской провинции учитывает разнообразие геоморфологических условий, определяющее морфогенетические особенности строения и функционирования природных комплексов, возможности их использования в различных направлениях хозяйственной и иной деятельности, с поправкой на проявление экстремальных геоморфологических процессов. Для оценки уровня эколого-геоморфологического потенциала выполнялся расчет коэффициента эколого-геоморфологического потенциала (К_эгп), нормированного затем по 10-ти балльной шкале (НБК_эгп) по формуле 3.10. [  ]

     Оценка  К_эгп проводилась на основе расчета коэффициентов эколого-морфометрического расчленения и генетического разнообразия рельефа по формуле:

     К_эгп =1/2 å НБК_эмрр, НБК_огрр,      (3.1)

     где НБК_эмрр – нормированный балл коэффициента эколого-морфометрического расчленения рельефа, НБК_огрр – нормированный балл коэффициента генетического разнообразия типов рельефа.

     В основу расчета коэффициента эколого-морфометрического  расчленения рельефа положено определение средневзвешенных значений величин вертикального (м/км²) и горизонтального (км/км²) расчленения рельефа по формуле:

     К_мрр =1/2 åК_гр, К_вр,      (3.2)

     где К_гр – нормированные значения горизонтального расчленения рельефа, баллы; К_вр – нормированные значения вертикального расчленения рельефа, баллы.

     Для выявления влияния неблагоприятных  геоморфологических процессов, связанных с характером расчленения рельефа, введен поправочный коэффициент, который  учитывает их площадь и интенсивности проявления по формуле:

     К_нгп = (S_i ×k_i) / S_n,       (3.3)

     где S_i – площадь проявления неблагоприятных процессов определенной интенсивности, k_i – весовой коэффициент проявления интенсивности процессов, S_n – площадь района. Весовой коэффициент при минимальном проявлении процессов принят равным 1,0, с последующим уменьшением значения для каждой из 5 ступеней на 0,05.

     С учетом формул 1.3 и 1.4, коэффициент эколого-морфологического расчленения определялся как:

     К_эмрр = К_мрр × К_нгп,     (3.4)

     Относительное генетическое разнообразие рельефа, отражающее распространение основных типов рельефа в границах физико-географического района, рассчитывалось по варианту формулы Менхиника:

К_огрр = N / ÖS_n,       (3.5)

     где  N –число генетических типов рельефа в районе, S_n – площадь района. 

     3.2. Методика оценки гидроклиматических условий

     Эколого-гидроклиматический потенциал физико-географических районов Восточно-Белорусской провинции учитывает:

     – наиболее значимые гидрологические  и гидрографические показатели территории: среднегодовой сток, максимальный сток рек и запасы пресных подземных вод;

     – основные климатические характеристики: количество осадков и средняя температура воздуха за год;

     – особо опасные явления погоды: заморозки в мае и выпадение  града.

     Для оценки уровня эколого-гидроклиматического потенциала выполнялся расчет показателя эколого-гидроклиматического потенциала (П_эгкп). В свою очередь нормированный балл общий (НБ_общий) рассчитывался как нормированный балл в диапазоне 0 … 10 суммы нормированных баллов основных гидроклиматических показателей по формуле:

НБ_общий = НБ Σ (НБ_сток, НБ_{подзем воды} , НБ_осадки, НБ_{max сток рек} , НБ_{сред. t} , НБ_{годолед}, НБ_шквал),     (3.6)

     где – НБ_сток  – нормированное значение показателя среднегодового стока (л/с ×1 км²), НБ_{max сток рек} – нормированное значение показателя max стока рек (в м³), НБ_осадки  – нормированное значение показателя среднегодового количества осадков (мм в год), НБ_{подзем. воды} - нормированное значение показателя ресурсов пресных подземных вод (тыс. м³ в сутки), НБ_{сред. t} – нормированное значение показателя средней температуры воздуха (в ^oC), НБ_{гололед} – нормированное значение показателя гололеда (дней в году), НБ_шквал  – нормированное значение показателя шквала (повторяемость лет в %).

     Соответственно  НБ_сток, НБ_{подзем. воды}, НБ_{осадки,} НБ_{max сток рек} и НБ_{сред. t}  рассчитывались в диапазоне 0 … 10 по формуле (3.1)

     Показатели  НБ_{гололед}  и НБ_шквал учитываются как отрицательные и рассчитывались в диапазоне 0 … 5 по формуле:

НБ = 5 · (p_i – p_min) / (p_max – p_min)     (3.7) 

     3.3. Методика оценки почвенно-биологических условий

     Биоэкологический  потенциал физико-географических районов  обусловлен в первую очередь сохранностью и разнообразием растительности естественных геосистем, также учитывалась плотность загрязнения территории цезием-137, ku/км². Для оценки уровня биоэкологического потенциала выполнен расчет соответствующего коэффициента К_бэп, нормированного в баллы (НБК_бэп) по формуле 3.10. Оценка К_бэп проводилась по формуле:

     К_бэп =1/3 å НБК_спг, НБК_орр, НБК_рз,                                        (3.8) 

     где НБК_спг– нормированный балл коэффициента сохранности природных геосистем, НБК_орр – нормированный балл коэффициента относительного разнообразия растительного покрова, НБК_рз– нормированный балл коэффициента радиационного загрязнения территории.

   Коэффициент сохранности природных геосистем (К_спг), учитывает удельный весь природных элементов геосистем (болот, лесопокрытых земель, естественных лугов, кустарников, земель под водой). Виды земель ранжированы по степени выраженности выполняемых ими экологических функций и установлены коэффициенты значимости с шагом в 0,25. Методом экспертной оценки установлено, что в наибольшей степени экологические функции проявляются у открытых болот, которые наименее затронуты хозяйственной деятельностью, являются мощным фактором формирования благоприятной окружающей среды. Связано это с тем, что болота улучшают газовый состав атмосферы в большей степени, чем другие экосистемы, регулируют уровень грунтовых вод, поддерживают водность рек, создают микроклимат и сохраняют биологическое разнообразие. Ко второй группе отнесены лесные геосистемы, экологические функции у которых не менее разнообразны, однако они в большей степени затронуты хозяйственной деятельностью. Третью группу составляют земли, занятые естественными и искусственными водными акваториями, отличающиеся наиболее специфическими условиями, однако в большей степени подверженные антропогенному загрязнению и преобразованию. Кустарники, часто создающие экологические коридоры между лесными и болотными массивами являются важным звеном экологической сети и образуют четвертую группу природных геосистем. Наконец, к пятой группе относятся естественные сенокосы и пастбища, в наибольшей степени преобразованные человеком природные геосистемы, относящиеся преимущественно к сельскохозяйственным ландшафтам. Коэффициент сохранности природных геосистем рассчитывается по формуле:

      К_спг = (2 S_бол. + 1,75 S_лес. + 1,5 S_вод. + 1,25S_куст. + S_луг.) / S _общ.,    (3.9)

   где S_бол. - площадь болот, S_лес. – площадь лесов, S_вод. – площадь водных объектов, S_куст. – площадь кустарников, S_луг. – площадь сенокосов и пастбищ, S _общ. – площадь физико-географического района.

     Относительное разнообразие растительного покрова  определялось аналогично расчетам формулы (3.5), где в качестве  показателя N принималось число типов растительности, определяемого по карте растительности Национального атласа Беларуси, в границах физико-географических районов.

     При расчете коэффициента радиационного  загрязнения территории определалсь средняя плотность загрязнения территории физико-географическихо районов цезием-137, ku/км².  

     3.4. Методика комплексной оценки природно-экологического

     потенциала

    Методика  комплексной оценки природно-экологического потенциала физико-географических районов  Восточно-Белорусской провинции включала изучение основных составляющих ПЭП – эколого-геоморфологического, эколого-гидроклиматического и биоэкологического потенциалов.

    Таким образом, определение природно-экологического потенциала региона включает расчет индексов экологического потенциала частных показателей, отражающих разнообразие природных условий территории, и определение интегрального показателя ПЭП. Принципы территориальности и комплексности указывают на необходимость привязки исследований к конкретному региону и рассмотрению всех компонентов ПТК. Принципы объективности, сочетаемости и избирательности ориентируют на отбор репрезентативных показателей.

     Для сопоставления между собой характеристик  и уровней потенциалов применялся единый прием перевода их значений в нормированные баллы по формуле:

     НБ = 10 (p_i – p_min) / (p_max – p_min),    (3.10)

     где НБ - нормированное значение показателя в диапазоне 0,0 … 10,0; 
p_i - значение i -го признака в вариационном ряду; p_min, - минимальное значение признака в вариационном ряду; p_max - максимальное значение признака в вариационном ряду. [  ]

     Типизация физико-географических районов по величине частных составляющих природно-экологического потенциала проводилась по единой шестиуровневой шкале. (табл. 3.1)

     Таблица 3.1

     Уровни  составляющих природно-экологического потенциала, по 10-ти балльной шкале  нормирования