На правах рукописи

Некрич Алина Сергеевна

ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РАЙОНОВ РАЗРАБОТКИ ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ

25.00.36 - геоэкология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата географических наук

Москва - 2008

Диссертационная работа выполнена в отделе физической географии и проблем природопользования Института географии Российской академии наук

Научные руководители: член-корреспондент РАН, профессор

доктор географических наук, профессор

Кочуров Борис Иванович

Официальные оппоненты: доктор географических наук, профессор

Сладкопевцев Сергей Андреевич

кандидат географических наук, доцент

Беляева Любовь Николаевна

Ведущая организация:

Белгородский государственный университет

Защита диссертации состоится 29 февраля 2008 года в 11:00 ч. на заседании Совета по защите кандидатских и докторских диссертаций Д.002.046.03 при Институте географии РАН по адресу: 119017, Москва, Старомонетный пер., 29,

факс. (495) 959-00-33.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института географии РАН.

Автореферат разослан л _________2008 г.

Ученый секретарь

Диссертационного совета

кандидат географических наук Л.С. Мокрушина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Освоение и разработка месторождений полезных ископаемых оказывает негативное воздействие на окружающую среду, при этом характер нарушений природной среды неодинаков и зависит от применяемых способов и систем разработок.

Особенно эти проблемы актуальны для железорудного района Курской магнитной аномалии (КМА), в частности для Белгородской области, где уже более 50 лет различными способами разработки интенсивно добываются богатые железные руды. Сложившаяся экологическая ситуация в регионе КМА крайне напряженная и имеет четко выраженный пространственный характер, определяемый действующими здесь крупными горно-обогатительными комбинатами.

В связи с расширением горнодобывающего комплекса КМА, особенно актуальным становится необходимость выявления характера нарушений природной среды в районах разработок месторождений и на прилегающих территориях с целью недопущения широкомасштабной деградации окружающей среды. В подобных исследованиях помимо применения традиционных географических методов (сравнительно-описательного, районирования, статистического, системного подхода) важную роль играет использование ГИС-технологий.

Объекты исследования Ц районы разработок Лебединского, Коробковского и Гостищевского месторождений железных руд КМА и прилегающие к ним территории в границах Старооскольского, Губкинского и Яковлевского административных районов Белгородской области.

Предмет исследования - геоэкологическое состояние территорий Старооскольского, Губкинского и Яковлевского административных районов Белгородской области, сложившееся в следствии нарушения природной среды, в результате разработки Лебединского, Коробковского и Гостищевского месторождений железных руд.

Цель работы - геоэкологическая оценка современного состояния районов разработок Лебединского, Коробковского и Гостищевского месторождений железных руд КМА с разными способами разработки: открытой, шахтной и скважинной.

Для достижения поставленной цели потребовалось последовательно решить следующие задачи:

• изучить существующие методы геоэкологической оценки и подходы к созданию интегральных карт территорий в целом и горнопромышленных районов в частности;
• обосновать применяемые методические подходы, критерии и показатели, используемые для оценки геоэкологического состояния территорий разработок Лебединского, Коробковского и Гостищевского месторождений;
• проанализировать природно-климатические условия и антропогенные факторы, влияющие на формирование экологической обстановки Белгородской области;
• разработать и составить серию оценочных карт с использованием геоинформационных методов моделирования на основе ГИС-технологий, отражающих изменение природной среды в результате разработки месторождений железных руд;
• провести комплексную геоэкологическую оценку мест разработок Лебединского, Коробковского и Гостищевского месторождений железных руд КМА и прилегающих территорий в пределах Старооскольского, Губкинского и Яковлевского административных районов Белгородской области в масштабе 1:200 000, и выявить ареалы с различным уровнем остроты экологических ситуаций.

Методология и методы выполнения исследований. Исходной теоретической и методологической основой диссертационной работы явились положения, разработанные отечественными учеными географами И.П. Герасимовым, В.Б. Сочавой, Д.Л. Армандом, Н.А. Солнцевым, Н.Ф. Глазовским, А.Г. Грином, Н.Н. Клюевым, Л.И. Мухиной, Б.И. Кочуровым, А.В. Антиповой и др. При картографировании экологической ситуации исследуемых территорий важное значение имели работы А.А. Лютого, Н.Н. Комедчикова, В.С. Тикунова и др. При всем многообразии существующих методических подходов для геоэкологической оценки территории была выбрана методика комплексной геоэкологической оценки, разработанная в Институте географии РАН. При этом был значительно расширен выбор оцениваемых показателей, отражающих специфику объектов исследования. В диссертации реализованы как традиционные географические методы исследований (сравнительно-описательный, районирование, статистический, системный подход), так и математические методы в комплексе с геоинформационными. В качестве программного обеспечения выполнения исследования использовался ГИС пакет ARC/INFO, программная среда ArcView GIS версии 3.1 (ESRI Inc.).

Фактический материал. В основе диссертационной работы лежат результаты многолетнего комплексного изучения и анализа экологического состояния Белгородской области, полученные из фондовых материалов ФГУНП Аэрогеология, Госцентра Геомониторинг, ОАО Белгородгеология, ГП Невскгеология, НИИ КМА, ВСЕГИНГЕО, Экоресурс и других организаций, а также натурные наблюдения автора. В качестве основных источников информации для проведения комплексного геоэкологического исследования были использованы фактические материалы, опубликованные в изданиях Государственного комитета по охране окружающей среды Белгородской области, Комитета по земельным ресурсам и землеустройству Белгородской области, Белгородского областного комитета государственной статистики при Госкомстате России. При составлении оценочных и тематических карт использованы материалы спутниковых съёмок компании DigitalGlobe программного обеспечения продукта Google планета Земля, имеющие высокий уровень разрешения, топокарты масштаба 1:200 000, тематические картографические материалы территории Белгородской области, а также результаты исследования экологического состояния региона КМА.

Научная новизна работы заключается в следующих положениях:

1. Разработан алгоритм геоэкологической оценки территорий разработок железорудных месторождений в зависимости от способа их освоения.

2. Впервые для Старооскольского, Губкинского и Яковлевского административных районов Белгородской области в масштабе 1:200 000 проведена комплексная геоэкологическая оценка современного состояния территорий с выделением ареалов остроты экологических ситуаций.
3. Разработана и составлена серия геоэкологических карт с использованием ГИС-технологий.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Методические подходы (алгоритм) к геоэкологической оценке районов разработки Лебединского, Коробковского и Гостищевского месторождений железных руд КМА с различными способами добычи, на основе применения ГИС-технологий.
2. Особенности природно-ландшафтной дифференциации территории и ее естественной защищенности, характера и степени антропогенной нагрузки по видам использования земель, влияющие на эколого-хозяйственное состояние территории.
3. Современная экологическая ситуация в районах разработки Лебединского, Коробковского и Гостищевского месторождений железных руд КМА.

Практическая и теоретическая ценность работы. Теоретические и практические результаты проведенного исследования имеют важное значение при развитии и планировании хозяйственной деятельности на территории разработки месторождений КМА в пределах Белгородской области и соседних районов. Предложенный алгоритм может быть использован специалистами для решения широкого спектра эколого-географических задач, комплексного территориального анализа, разработки мер поддержания устойчивого экологического развития Белгородской области по следующим направлениям: а) разработка первоочередных природоохранных мер с целью оздоровления экологической обстановки и восстановления природно-ресурсного потенциала территорий; б) выбор участков нового хозяйственного освоения оптимизация землепользования и выбор участков нового хозяйственного освоения при размещении горнопромышленных объектов.

Достоверность полученных результатов обеспечивается применением комплекса современных методов обработки информации и анализа фактического материала, а также системным подходом к изучению территорий.

ичный вклад автора заключается в сборе, систематизации и анализе фактических материалов, обработке космоснимков и создании с помощью программного обеспечения ArcView GIS серии одномасштабных тематических, интегральных и оценочных карт масштаба 1: 200 000. В процессе работы был разработан алгоритм геоэкологической оценки районов разработок железорудных месторождений в зависимости от способа их освоения, было уточнено пространственное распределение категорий земель, определено современное геоэкологическое состояние территорий, выявлен наиболее экономически и экологически эффективный способ добычи железных руд КМА.

Апробация работы и публикации. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ в том числе в научных журналах Проблемы региональной экологии (2007), Известия РАН, сер. Географическая (2006), соответствующих списку ВАК РФ, а также в сборниках материалов Международных научно-практических конференций. Научные результаты и положения, вошедшие в диссертационную работу, докладывались и обсуждались на конференциях: Проблемы природопользования и экологическая ситуация в Европейской России и сопредельных странах (Белгород, 2004), Стратегии устойчивого управления природными ресурсами (Бангкок, 2005), Государственное регулирование различных аспектов природопользования (Бхопал, 2006), Проблемы природопользования и экологическая ситуация в Европейской России и сопредельных странах (Белгород, 2006), Геоситуационный анализ (Казань, 2007), Геоэкология и рациональное природопользование: от науки к практике (Белгород, 2007).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка из 206 наименований. Общий объем работы составляет 191 страницу, включает 11 таблиц, 33 рисунка, 6 приложений, 16 полученных картографических материалов.

Автор выражает признательность своим научным руководителям члену-корреспонденту РАН, профессору Н.Ф. Глазовскому, д.г.н., профессору Б.И. Кочурову за методическое руководство в проделанной работе и благодарит за постоянную помощь и внимание к.г.н. А.В. Антипову, к.г.н. С.К. Костовска, к.г.н. В.А. Лобковского и всех коллег, оказавших помощь и содействие в работе над диссертацией.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во ведении обоснована актуальность темы диссертации, сформирована цель и приведена постановка задач, сформулированы основные защищаемые положения, выявлена научная новизна и практическая значимость полученных результатов, констатируются их апробация и реализация.

В первой главе Теоретические и методологические основы комплексной геоэкологической оценки территории рассматриваются существующие современные методики проведения геоэкологической оценки территории. Изложены методические подходы к комплексному геоэкологическому картографированию территории, обосновано применение ГИС-технологий для анализа геоэкологического состояния территории.

В научной и специальной литературе приводится немало методов и алгоритмов оценки геоэкологической обстановки и антропогенного воздействия на природную среду. Создание теоретического базиса выявления проблем, возникающих при преобразовании природной среды, осуществлялось многими исследователями. Большой вклад в разработку методологической основы внесли ведущие отечественные ученые В.И. Вернадский, И.П. Герасимов, В.Б. Сочава, Д.Л. Арманд, В.С. Преображенский, Н.Ф. Реймерс и др.

Как показали многие исследования, значительные научно-практические результаты оценки геоэкологической обстановки территории были достигнуты как методами оценки техногенного воздействия на отдельные компоненты природных ландшафтов (А.Ф. Порядин, В.Д. Горлов, В.П. Мартыненко, Л.И. Обухов, В.А. Большаков, Н.М. Краснов, В.Н. Калуцков, А.В. Хохряков и др.), так и методами комплексной оценки территории (Н.Ф. Глазовский, Б.И. Кочуров, А.Г. Грин, Н.Н. Клюев, Л.И. Мухина, А.Н. Петин, Т.Г. Рунова, И.В. Канцебовская, В.И. Папичев, А.В. Дончева, Miranda M., Burris P., Bincang J.F., Shearman P., Briones J.O., La Via A., Menard S. и др.).