В. А. Семенов научные исследования по рациональному природопользованию, геоэкологии, демографии и экономической географии

Вид материала

Документы

Содержание Комплексная оценка водных и воднорекреационных ресурсов Калужской области Исследование болотно-речных и озерно-речных систем как стратегических компонентов обеспечения экологической безопасности жизни н

Подобный материал:

• Программа вступительного экзамена по докторантуре phd по специальности, 349.28kb.
• II. современные образовательные технологии в области географии и геоэкологии семенов, 1811.39kb.
• Составитель – доцент кафедры географии и геоэкологии БелГУ, к г. н. Шерстюков, 94.15kb.
• Формирование, динамика и экологическое состояние аквальных комплексов равнинных водохранилищ, 627.96kb.
• Образовательная программа моу увельской сош №2 «Краеведение», 234.44kb.
• Реферат по экономической географии и природопользованию тема: содействие устойчивому, 220.51kb.
• Этапы развития экономической географии, 117.63kb.
• Демографическое развитие региона как объект исследования социально-экономической географии, 72.86kb.
• Рабочая программа по дисциплине сд. Ф. 6 «Экологический менеджмент и аудирование», 163.3kb.
• Программа и методические указания к выполнению контрольных работ для студентов заочной, 438.62kb.

В.А. Семенов

НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО РАЦИОНАЛЬНОМУ

ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЮ, ГЕОЭКОЛОГИИ, ДЕМОГРАФИИ

И ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ГЕОГРАФИИ


Приведены сведения о развитии геоэкологических, гидроэкологических и социально-географических исследований с участием аспирантов и соискателей. Исследования водных ресурсов в условиях изменений климата, демографических и экономических процессов, выполненные по конкурсным проектам, опубликованы в 4 монографиях, более 100 статьях и докладах, послужили основой для подготовки 9 диссертаций.


Создание 15 лет назад на биолого-химическом факультете КГПУ кафедры географии и недостаток на ней квалифицированных преподавателей обусловили необходимость открытия аспирантуры по специальности 11.00.11 – охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов. Поскольку научные интересы руководителя аспирантуры (автора статьи) связаны с водными проблемами, то тематика исследований первых аспирантов и соискателей учёной степени кандидата наук была посвящена оценке водных ресурсов, изучению экологического состояния водных объектов, их охране и рациональному использованию. Эта тематика остаётся основной до сих пор, но расширялась и углублялась.

Объективными предпосылками для таких исследований послужило также то, что методика оценки экологического состояния рек, озёр, малых водохранилищ (прудов) в 90-х годах прошлого столетия в России находилась на стадии поиска и разработки рекомендаций для организации мониторинга. Для разработки методической основы и региональных исследований необходимо было объединение усилий специалистов-географов, знающих гидрологический режим водных объектов, биологов и химиков- аналитиков. Поэтому первыми аспирантами по специальности 11.00.11, поступившими в 1995 году, были географ О. Климова и химик И. Семенова.

Уже в марте 1998 года И. Семенова защитила диссертацию на тему «Разработка методов определения и изучения роли продуктов активации биохимического цикла кислорода в природных водных экосистемах». Результаты этих исследований в дальнейшем послужили основой для подготовки её автором «Руководящего документа» для специалистов сетевых подразделений Росгидромета по мониторингу состояния водных экосистем, а для многих аспирантов и соискателей КГПУ и других вузов – методологической основой при оценке экологического состояния водных объектов.

Годом позже географ О.Климова защитила диссертацию по оценке водных ресурсов горной территории (Алтай) и их рационального хозяйственного и рекреационного использования, что явилось началом регионального направления геоэкологических исследований выпускниками аспирантуры КГПУ и соискателями.

Для подготовки географов со знанием гидрологии и геоэкологии на кафедре географии КГПУ руководителем аспирантуры разработаны и читаются соответствующие курсы лекций. Чтение этих курсов и руководство курсовыми и дипломными работами студентов позволяет производить отбор в аспирантуру и готовить к научно-исследовательской работе наиболее склонных к ней выпускников. Этот подход используется и выпускницей нашей аспирантуры О.В. Климовой в Горно-Алтайском государственном университете, где она заведует кафедрой физической географии и подбирает соискателей для исследований и защиты диссертаций по гидролого-гидрохимической и геоэкологической тематике с учётом специфики горных территорий.

Для оказания консультативной и научно-методической помощи соискателям, автор этой статьи ежегодно проводит часть своего отпуска в Горном Алтае, где участвует вместе с ними в экспедиционных исследованиях.

В связи с изменением номенклатуры специальностей приказом ВАК в диссертационном совете КГПУ в январе 2001 года вместо специальности 11.00.11. была введена специальность 25.00.36 – геоэкология.

Первым из выпускников кафедры географии КГПУ, поступивших в аспирантуру и защитивших кандидатскую диссертацию по специальности 25.00.36 – геоэкология, стал В.И. Меленчук, темой исследований которого было гидроэкологическое состояние естественных выходов подземных вод и их влияние на сток рек бассейна Верхней Оки.

В его работе впервые было установлено, что с 70-х годов ХХ столетия под влиянием изменений климата происходит увеличение питания рек подземными водами. В дальнейшем многими исследователями было подтверждено, что эта закономерность является всеобщей для рек на большей части территории России.

Одновременно с ним по геоэкологии межгорных котловин Горного Алтая, испытывающих наибольшую антропогенную нагрузку, защитила О.И. Банникова, которая как и О.В. Климова продолжает педагогическую и научно-исследовательскую работу в Горно-Алтайском госуниверситете.

В последующие годы по региональной геоэкологической и гидроэкологической тематике защитили кандидатские диссертации выпускники КГПУ В.С. Михалевская-Целуйко, Е.А. Ко­монова, Т.И. Степочкина и выпускники Горно-Алтайского госуниверситета Т.В. Больбух и Е.И. Авдюшкина.

Исследования В.С. Михалевской-Целуйко были посвящены влиянию урбанизации на степень загрязнения рек, Е.А. Комоновой – исследованиям изменений пищевой промышленности в период перехода к рыночной экономике и её влиянию на состояние окружающей среды, в том числе малых водотоков, а Т.И. Степочкиной – исследованию водных, минерально-сырьевых ресурсов и геоэкологического состояния болот юга Нечерноземья. Т.В.

Т.В. Больбух впервые исследовала трансформацию химического состава воды горных рек под влиянием хозяйственной деятельности и при землетрясениях, а Е.И. Авдюшкина впервые оценила природно-климатическую обусловленность изменений химического состава и минерализации воды горных рек.

Об актуальности выполненных аспирантами исследований свидетельствует то, что многие их результаты получены при участии в работе по грантам региональных конкурсов Правительства Калужской области и РФФИ. Исследования соискателей из Горно-Алтайского госуниверситета, выполняемые преимущественно на основе результатов экспедиционных работ, тоже проводились по конкурсной тематике при финансовой поддержке Правительства Республики Алтай.

С участием сотрудников и аспирантов кафедры географии под руководством автора данной статьи по региональным проектам Правительства Калужской области и РФФИ выполнены следующие проекты:

Разработка методики и оценка гидроэкологического состояния малых водных объектов на территории Калужской области;

Комплексная оценка водных и воднорекреационных ресурсов Калужской области;

Оценка гидроэкологического состояния водных объектов хозяйственно освоенных и селитебных территорий Калужской области;

Оценка неблагоприятных экологических последствий техногенных воздействий на водные объекты Калужской области;

Исследование болотно-речных и озерно-речных систем как стратегических компонентов обеспечения экологической безопасности жизни населения Калужской области.

Результаты исследований по этим проектам опубликованы в сборниках «Труды регионального конкурса научных проектов в области естественных наук» [1], в 5 выпусках сборника «Вопросы географии и геоэкологии» [2], в сборниках докладов на конференциях, в том числе международных [3-4], в 3 статьях в центральных журналах, рекомендуемых ВАК соискателям ученой степени [5-7].

Результаты этих исследований по некоторым проектам вошли в монографию «Водные ресурсы и гидроэкология Калужской области» [8], подготовленную по инициативе и при финансовой поддержке Главного управления природных ресурсов и охраны окружающей среды МПР по Калужской области. Эта монография пока не имеет аналогов в России и является не только справочным пособием для водохозяйственников Калужской области и соседних областей, но и для студентов и преподавателей КГПУ и МГУ. При её подготовке установлено, что средняя величина речного стока на территории области равна 11,3 км³ в год и на каждого жителя области приходится более 10 тыс. м³ ежегодно возобновляемых ресурсов поверхностных вод, но формирующихся на территории области – по 5 тыс. м³ в год. Распределение ресурсов поверхностных вод по административным районам области приведено в таблице 1.

Разведанные запасы подземных вод, которые предпочтительны для питьевого водопотребления, составляют 1161 тыс.³/сутки. Суммарный объём воды в озёрах, водохранилищах и прудах около 0,24 км³, а запасы воды в деятельном слое болот на территории области оцениваются в 192650 тыс. м³ [7].

По результатам этих исследований также подготовлено несколько разделов учебных пособий: «Климат и поверхностные воды Калужской области», «Физическая география и природа Калужской области», «Географический атлас Калужской области».


Таблица 1

Объём годового местного стока поверхностных вод на территории Калужской области

Район	Объем местного стока, млн.м3/год	Реки транзитного стока
Бабынинский	148
Барятинский	206
Боровский	144	Протва
Дзержинский	240	Угра, Шаня
Думиничский	194	Жиздра
Жиздринский	205
Жуковский	228	Протва, Нара
Износковский	253
Кировский	180	Болва
Козельский	253	Жиздра
Куйбышевский	218	Десна
Людиновский	162	Болва
Малоярославецкий	278	Протва, Лужа
Медынский	218	Шаня
Мещевский	223	Ресса
Мосальский	251	Ресса
Перемышльский	196	Ока, Жиздра
Спас-Деменский	260
Сухиничский	210
Тарусский	125	Ока
Ульяновский	265	Ресса
Ферзиковский	215	Ока
Хвастовичский	227
Юхновский	253	Угра, Ресса

Результаты исследований имеют не только региональное значение, так как некоторые из них послужили основой для проведения аналогичных исследований на территории других регионов страны. Так, выявленные тенденции климатически обусловленных изменений годового, максимального и минимального стока воды рек бассейна Оки с 70-х годов прошлого столетия инициировали проведение совместного анализа изменений параметров стока рек и климатических факторов их формирования в других районах территории России и сопредельных государств.

Результаты этих исследований показали, что гидрологические последствия изменений климата носят региональный характер. Они не равнозначны и часто противоречивы, особенно в горных районах. Например, в бассейне Оки до 70-х годов прошлого столетия в среднем годовом стоке воды наблюдалась тенденция его уменьшения, с начала 80-х годов она сменилась на положительную, а в соседнем бассейне р. Дон осталась прежняя, отрицательная. Наибольшие изменения произошли во внутригодовом распределении стока и его экстремальных величинах. Так в бассейне Оки минимальный сток увеличивался, а максимальный уменьшался (см. рис.1).




Рис.1. Изменением минимального (а) и максимального (б) стока р. Оки у г. Калуга


В горных районах на характер изменений стока при современных изменениях климата оказывает влияние соотношение источников их питания, ориентация бассейнов рек по отношению к направлению переноса влаги, наличие и размер современного оледенения.

Эти результаты докладывались на Международном конгрессе по изменениям климата, на симпозиумах в России и за рубежом (Лондон, Катманду, Алматы, Минск) и на VI Всероссийском гидрологическом съезде, были опубликованы в двух монографиях и нескольких статьях [9-14].

Результаты гидрохимических исследований воды и донных отложений рек, озёр, водохранилищ, болот не только дали представление об изменениях их экологического состояния под влиянием хозяйственной деятельности, но и позволили установить, что используемые в государственном мониторинге стандартные методы исследования качества вод часто не позволяют установить истинное экологическое состояние водного объекта и должны дополняться исследованиями с использованием комплекса токсикологических и кинетических показателей [8, 15]. Для этого рекомендуется использовать Руководящие документы, подготовленные И.В. Семеновой и др.[16]. С их использованием, в частности, установлено, что по химическому составу воды и донных отложений наибольшую тревогу вызывает крайне неблагоприятное состояние самого большого на территории Калужской области Людиновского (Ломпадь) водохранилища, вода которого является почти единственным источником питьевого водоснабжения г. Людиново.

Исследования болот показали, что, несмотря на небольшое их количество, на территории области они играют важную регулирующую гидролого-гидрохимическую роль в бассейнах рек Болвы и Угры. Из хозяйственно нарушенных водоёмов наиболее быстро восстанавливается гидрохимический болотный режим с минимальной минерализацией воды после торфодобычи при условии достаточного их обводнения, а осушенные болота восстанавливаются медленно и оказывают своей повышенной минерализацией не благоприятное влияние на качество воды связанных с ними рек.

Впервые выполненные детальные гидрохимические исследования в Горном Алтае существенно уточнили представление о распределении минерализации воды горных рек: под влиянием гидрогеологических и климатических условий она иногда существенно отличается даже в притоках одних и тех же рек. Наибольшая минерализация воды характерна для рек межгорных котловин. Малые реки существенно реагируют изменением химического состава и повышением минерализации их воды на эндогенные процессы, а минерализация больших рек частично реагирует на изменения климата, особенно на количество и режим выпадения атмосферных осадков [12, 14].

Интересные сведения получены об изменении химического состава воды озёр Горного Алтая под влиянием климата, хозяйственной и рекреационной нагрузки на их акваторию и бассейн. Например, в воде высокогорных озёр, не затронутых прямой антропогенной нагрузкой, за 70 лет водородный показатель уменьшился, что свидетельствует об её закислении [9]. Но требуется продолжение исследований для выяснения причин таких изменений: значительное повышение температуры воздуха или атмосферный перенос загрязнений из соседнего Восточного Казахстан, а возможно обе эти причины.

Одним из наиболее неблагоприятных последствий изменения климата является увеличение повторяемости высоких и катастрофических наводнений на реках Мира, в том числе во многих районах России, которые приносят ощутимый экономический ущерб, имеют неблагоприятные социальные и экологические последствия. Результаты исследований этих изменений опубликованы в статье [17] и вошли в Государственный доклад по последствиям изменений климата на экономику России.

Изменение геоэкологических условий тесно связано с социально-экономическими и демографическими процессами. О важности их изучения для населения области свидетельствует тот факт, что инициатива кафедры географии по проведению исследований для оценки ресурсов и обоснования перспектив Калужской области и отдельных её административных районов к ускорению перехода на устойчивое развитие, дважды была поддержана финансированием: в 2002 году по конкурсному Госконтракту с Министерством образования, культуры и спорта, а в 2007 году – грантом Правительства Калужской области и РГНФ.

Исследования аспирантов и сотрудников кафедры географии КГПУ по Госконтракту позволили выполнить анализ распределения по территории области природных ресурсов и состояния экономики, степени использования геоэкологических услуг, а исследования по гранту были направлены на оценку изменений в промышленности, сельском хозяйстве, сфере образования населения за период перехода к рыночным условиям хозяйствования и, особенно, на анализ демографических последствий, обусловленных этими изменениями. По результатам исследований подготовлена монография «Демография и ресурсы устойчивого развития Калужской области» [18].

Демографическая ситуация в области характеризуется устойчивым сокращением численности населения с 1996 года, когда оно достигало 1094,7 тыс. чел., до 1014,2 тыс. чел. на 1января 2006 года. За этот период сельское население уменьшилось с 26,4 до 24,2 тыс. чел., а городское увеличилось с 70 до 76% от общего, что свидетельствует об очень высоких темпах урбанизации на территории области.

Продолжительность жизни городского и сельского населения характеризуется следующими данными: городская местность - мужчины 59 лет, женщины 72 года, оба пола в среднем 65 лет; сельская местность - мужчины 54 года, женщины 70 лет, оба пола в среднем 61 год. Для Калужской области характерен невысокий показатель рождаемости - 8,3 человека на 1000 жителей (в среднем по России 9,1), а уровень смертности в области 18,5 человек на 1000 населения, что несколько выше, чем в среднем по России (16,2 на 1000).

Естественная убыль населения области компенсировалась иммиграцией на её территорию преимущественно из СНГ, но в последние годы их количество уменьшилось и переезжают преимущественно люди пенсионного возраста.

В таблице 2 приведены сведения об изменении за 100 лет на территории области количества общего, городского и сельского населения, а на рисунке 2 - изменение за последние 30 лет прошлого столетия соотношения численности женщин и мужчин в городской и сельской местности.


Таблица 2

Изменение численности населения по данным переписей 1897–2002 гг., тыс. чел.

Дата переписи	Все население	Городское население	Сельское население
09.02.1897	1132,8	95,3	1037,5
1920	954,0	76,4	877,6
17.09.1939	1183,0	235,0	948,0
15.01.1959	937,9	349,1	588,8
15.01.1970	994,8	515,4	479,4
17.01.1979	1007,0	623,7	383,3
12.01.1989	1066,8	734,3	332,5
9.10.2002	1041,6	779,5	262,1

Рис. 2. Число женщин на 1000 мужчин в городской и сельской местности, чел.


Наибольшее количество работающего населения приходится на районы расположения городов, посёлков городского типа преимущественно вдоль транспортных магистралей, где сосредоточено промышленное производство преимущественно на привозном сырье (рис.3).

Дальнейшие исследования аспирантов направлены на углубленное изучение процессов формирования стока воды и её химического состава в зависимости от ландшафтов, изменений климата и хозяйственной деятельности на процессы формирования гидрографической сети, стока, химического состава воды и эрозионных процессов. Результаты этих исследований частично были опубликованы и докладывались в 2007 году на Международной конференции [4].




Рис. 3. Абсолютная среднегодовая численность работающих по районам области


За успехи в научно-исследовательской работе аспиранты поощрялись стипендиями имени Е.Р. Воронцовой-Дашковой и «Соросовский аспирант» (Семенова И.), имени Н.В. Тимофеева-Ресовского (Степочкина Т.), а руководитель аспирантуры получил звание «Соросовский профессор» и дважды получал премии Правительства Калужской области с грамотой губернатора.

Многие исследования выполнены совместно со специалистами национального парка «Угра», заместителем председателем НТС которого является автор статьи. В горных районах исследования выполняются совместно с Горно-Алтайским госуниверситетом, Институтом водных и экологических проблем СО РАН, Катунским заповедником. Членство автора статьи в Межвузовском научно-координационном совете по проблемам эрозионных, русловых и устьевых процессов способствует контактам кафедры и аспирантов с вузами страны и очередное пленарное заседание этого Совета в 2008 году решено провести в КГПУ.

Постоянным контактам с ведущими специалистами - гидрологами и водохозяйственниками способствует то, что автор статьи является членом Национального комитета России по международной гидрологической программе ЮНЕСКО и 30-летнее членство в Комиссии гидрологии Всемирной метеорологической организации ООН, некоторые из результатов работы в которой опубликованы в её докладах на английском языке [19]. Популярное изложение содержания части одного из докладов на русском языке опубликовано в статье «Мониторинг гидросферы Земли» [20].