Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Физико — географический обзор исследуемого региона 9
1.1 Физико — географический обзор Ботлихского района 9
1.2 Физико — географический обзор Унцукульского района 15
1.3 Физико — географический обзор Карабудахкенского района 22
Глава 2 Социально-экономическая характеристика региона 31
2.1 Социально-экономическая характеристика Ботлихского района 31
2.2 Социально-экономическая характеристика Унцукульского района 36
2.3 Социально-экономическая характеристика Карабудахкентского района 41
Глава 3 Материал и методы исследования 46
Глава 4 Оценки устойчивости разновысотных геосистем региона 54
4.1 Оценка устойчивости геосистем Ботлихского района 54
4.2 Оценка устойчивости геосистем Унцукульского района 74
4.3 Оценка устойчивости геосистем Карабудахкентского района 89
Глава 5 Сравнительный анализ природы и устойчивости геосистем региона 102
5.1 Природные условия 102
5.2 Народонаселение и хозяйства 104
5.3 Устойчивость геосистем 106
Заключение 112
Список литературы 114
- Физико — географический обзор Ботлихского района
- Социально-экономическая характеристика Ботлихского района
- Оценка устойчивости геосистем Ботлихского района
Введение к работе
В конце 1960 годов Римский клуб поставил целью исследовать ближайшие и отдаленные последствия крупномасштабных решений, связанных с выбранными человечеством путями развития. Результатами исследований стал первый доклад Римскому клубу под названиями «Пределы роста». Авторы доклада пришли к выводу, что если современные тенденции роста чис-
ленности населения, индустриализации, загрязнения природной среды, производства продовольствия и истощения ресурсов будут продолжаться, то в течении следующего столетия мир подойдет к пределам роста, произойдет неожиданный и неконтролируемый спад численности населения и резко снизится объем производства. Для решения проблематики глобального развития президент Института системного анализа и прогностики Ганноверд-ского университета Эдуард Пестель, австрийский ученый, консультант ОЭРС Эрих Янч и профессор Хасан Озбекхан используя системный подход создали математическую компьютерную модель. Первыми моделями были метод Дельфи и модели Джея Форрестера - «Мир-1», «Мир-2», которые включали население, производство сельскохозяйственной и промышленной продукции, природные ресурсы и загрязнение окружающей среды. На основе моделей Форрестера была создана модель «Мир - 3», и результаты исследования опубликованы Деннисом Медоузом в 1972 году под названием «Пределы роста». Доклад «Пределы роста», разошедшийся более чем в пяти миллионах экземпляров, положил начало целому ряду докладов Римскому клубу, в которых получили глубокую разработку вопросы, связанные с экономическим ростом, развитием, обучением, последствиями применения новых технологий, новым мышлением. В последующие годы разработка глобальных моделей получила развитие и вне Римского клуба. В 1976 году под эгидой ГКНТ и Академии наук СССР был создан Всесоюзный научно - исследовательский институт системных исследований с целью «развития и совершенствования методологии и инструментария системных исследований,
4 расширения возможностей их практического применения для анализа, разработки и проведения крупномасштабных социальных программ».
В 1972 и 1992 годах состоялись Конференции ООН по окружающей среде и развитию. На второй конференции была принята «Повестка 21» -программа устойчивого развития мирового сообщества. В 1983 году в соответствии с резолюцией Генеральной Ассамблеи ООН была создана Международная комиссия по окружающей среде и развитию. В процессе работы комиссии был предложен термин «устойчивое развитие» (англ. sustainable development). Результаты работы были опубликованы в виде доклада «Наше общее будущее», в которой качестве альтернативной стратегии предлагалась концепция устойчивого развития, учитывающего баланс трех компонентов окружающей среды: природы, общества и экономики.
«Устойчивое развитие — это такое развитие, которое удовлетворяет потребности настоящего времени, но не ставит под угрозу способность будущих поколений удовлетворять свои собственные потребности» (Наше общее будущее, 1989). «Устойчивое развитие - повышение качества жизни людей в пределах естественных порогов экологической тех-ноемкости среды» (Гасанов, 1999).
Всемирный саммит по устойчивому развитию (2002) подтвердил приверженность идеям устойчивого развития, однако мировое сообщество вынуждено было констатировать, что существенного прогресса в их реализации не произошло. 57-я сессия Генеральной Ассамблеи ООН, выполняя положение Повестки - 21, объявила десятилетие 2005 - 2014гг. - Декадой образования для устойчивого развития ООН. Конференция ООН в своей итоговой декларации выделила особое положение и потребности населения развитых и экологически наиболее уязвимых стран (Принцип 6, Рио-де-Жанейровская декларация по окружающей среде (ОС) и развитию). Исходя из этого принципа, в «Повестку дня 21» была включена Глава 13 «Рациональное использование уязвимых экосистем: устойчивое развитие горных регионов».
5 Актуальность.
Проект устойчивого развития и основанная на нем стратегия, нуждаются в практической разработке, прежде всего на национальном уровне, что подтверждено указом Президента Российской Федерации № 236 «О государственной стратегии по охране окружающей среды и обеспечению устойчивого развития» и «Основные положения государственной стратегии Российской Федерации по охране окружающей среды и обеспечению устойчивого развития».
Вопрос создания и реализации региональной модели антропогенной нагрузки на территорию Республики Дагестан с учетом ее физико-географических условий и экологических ресурсов остается одним из приоритетных.
В 1994 году академик Г.М. Абдурахманов с соавторами разработали концепцию и программу «Социально - экологическая реабилитация и устойчивое развитие Республики Дагестан» (Абдурахманов и др., 1995, 1998а,б, 1999). На ее основе была создана базовая модель эколого - экономического развития Республики Дагестан. В качестве основных уровней, на которых строится структура системы, было выбрано пять: население; капиталовложения (фонды); природные ресурсы; часть фондов, вкладываемых в сельское хозяйство; загрязнение окружающей среды.
В 1999 году постановлением правительства Республики Дагестан утверждена «Концепция устойчивого развития и стабилизации эколого - экономической обстановки Республики Дагестан». В рамках реализации этой концепции на кафедре геоэкологии факультета экологии ДГУ в течении последних десяти лет под руководством проф. Ш.Ш Гасанова. и доц. Л.Ш Ах-медовой разработана новая региональная геосферная модель оценки устойчивости региональных геосистем (Ахмедова, 2004, 2005, 2006, 2007); методы и приемы оценки энергетики и экологической емкости геосистем, антропогенной нагрузки на геосистемы в регионально - локальном масштабе, а также методы реализации эффективных проектов по вхождению антропогенной
нагрузки в допустимые пределы техноемкости геосистем. Данная методика, изложенная подробно в главе 3, послужила базисом для выполнения настоящей работы.
Практическая реализация геосферной модели устойчивого развития в локальном масштабе показана на примере геосистем расположенных на территории трех районов: Ботлихского, Унцукульского и Карабудахкентского. Солнечная радиация является основной составляющей энергетики геосистем, а исследуемые районы лежат в одном широтном поясе, что обуславливает поступление одинакового количества суммарной солнечной радиации на одном гипсометрическом уровне. Разница в температурном режиме геосистем районов объясняется особенностями подстилающей поверхности, главным образом рельефа территории.
Цель и задачи исследования. Целью нашего исследования является вычисление фактической антропогенной нагрузки и оценка устойчивости геосистем на территории трех районов: Карабудахкентского (Внешнегорный Дагестан), Унцукульского и Ботлихского (Внутригорный Дагестан) расположенных в одном широтном поясе. Это потребовало последовательного решения нескольких взаимосвязанных задач:
вычисление экологической емкости геосистем на основе анализа физико-географических характеристик районов (солнечная радиация и ее распределение по структуре геосферной модели, морфометрия и др.);
расчет антропогенной нагрузки и ее динамики на основе социально-экономических характеристик районов (демография, сельское хозяйство, промышленность);
расчет биоклиматического потенциала продуктивности земель;
- сравнение оценок устойчивости исследуемых геосистем районов.
Научная новизна.
Проведен социально-экономический обзор и морфометрический анализ Ботлихского, Унцукульского и Карабудахкентского районов;
7 выполнен количественный анализ и качественная интерпретация данных по энергетике геосистем исследуемых районов в двух координатах (географической широты и высотных интервалов);
рассчитана фактическая и допустимая (нормированной по экологической ёмкости) антропогенная нагрузка на геосистемы районов;
оценена потенциальная продуктивность геосистем районов по трём уровням: мощности фотосинтеза (кВт/км ), а также энергетическому и био-климатическому потенциалу (т/км );
рассчитан индекс устойчивости геосистем данных районов;
продемонстрировано количественное представление о состоянии геосистем и сравнение исследуемых районов;
построены модели геосистем Ботлихского, Унцукульского и Карабудахкентского районов, раскрыты причины возникших «возмущений» в естественных потоках энергии геосистем районов и намечены эффективные пути по восстановлению устойчивости.
Предмет защиты.
Измерение и оценка устойчивости геосистем Ботлихского, Унцукульского и Карабудахкентского районов, лежащих в одной широтной полосе, но в разновысотных интервалах.
Практическая значимость работы.
Результаты работы можно использовать в разработке реальных мероприятий и рекомендаций по стабилизации и восстановлению устойчивости геосистем территории Ботлихского, Унцукульского и Карабудахкентского районов:
корректировке демографической политики по нормализации плотности населения;
системе мер по переориентации энергопотребления с топливной энергетики на возобновимые геофизические ресурсы для преодоления возмущений в протоке энергии через геосистемы и восстановления энергетического баланса на входе и выходе в системах;
3) для сравнения устойчивости геосистем исследуемых районов с административно-территориальным образованием более высокого уровня -Республикой Дагестан и установления объективной ответственности территорий за превышение экологической ёмкости геосистем.
Апробация результатов исследований. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных научно-практических конференциях и заседаниях круглого стола: Международная юбилейная научная конференция «Университетская экология» (Махачкала, 2006); IX Международная научная конференция «Биоразнообразие Кавказа» (Махачкала, 2007); Четвертая международная заочная конференция «Проблемы сохранения и рационального использования биоразнообразия Прикаспия и сопредельных регионов» (Элиста, 2006); круглый стол «Проблемы энергетического обеспечения развития хозяйства муниципальных образований горной зоны Республики Дагестан» (Махачкала, 2007).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 работ, 1 - в ведущем рецензируемом издании «Проблемы региональной экологии» (М.-2007.-№6а).
Структура и объем работы Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения, выводов, списка литературы. Общий объем 128 страниц текста, в том числе 60 таблиц, 32 рис. Список литературы включает в себя 120 источников, 12 иностранных и 60 из фондов республиканских архивов.
Физико — географический обзор Ботлихского района
Ботлихский район занимает западную часть республики, на северо-западе граничит с Чеченской республикой, на северо-востоке с Гумбетовским районом, на востоке - Хунзахским, юге - Ахвахским, юго- западе - Цумадин-ским районом. Район расположен в среднем течении реки Андийское Койсу. По территории района проходит Ботлихская котловина, имеющая относительно плоское дно. Территория изрезана мелкими речками и ручьями.
Территорию Ботлихского района слагают меловые породы, среди которых в самой южной и северной части обнажаются отложения юры. Разрез меловых отложений хорошо прослеживается в долине реки Андийское Койсу. Верхнемеловые отложения представлены известняковыми, а нижнемеловые - песчано-глинистыми толщами. Первые наибольшее распространение получили в южной части района, а вторые в северной. Общая мощность меловой толщи здесь достигает 600 метров (Акаев и др., 1996). Подземные воды в районе приурочены к мощным пластам песчаников, чередующихся с пачками глинистых пород (нижний мел), и к известнякам верхнего мела. Наибольшей водообильностью обладают породы в пределах плато и склонов, в местах наиболее сильно развитых трещин клеважа, выветривания, тектоники и карста. На отдельных участках плотные и монолитные породы безводны. Область разгрузки указанных водоносных горизонтов лежит в долине реки Андийское Койсу и ее притоков. Здесь встречается большое количество родников, часто с большим дебитом (5-9 м /час, а иногда и более 20 м /час). Они пригодны для хозяйственно-питьевых целей. Родники рекомендуются в качестве основного источника водоснабжения водопотребителей района. Для этой же цели могут быть использованы и воды аллювиальных отложений рек, приуроченные к песчаным и гравийно-галечниковым отложениям поймы и террас. Качество аллювиальных вод удовлетворительное. Глубина залегания подземных вод в районе от 0,3-0,5 до 3,0 метров в долинах рек и значи-тельно возрастает на склонах - 6 кг/см" и более (Акаев и др., 1996).
По тепловому режиму климат в долинах района благоприятен для возделывания кукурузы, пшеницы, картофеля и садоводства. Однако, в связи с засушливостью климата, в долинах необходимо искусственное орошение. Склоны гор являются естественными летними пастбищами для овец и крупного рогатого скота
По территории Ботлихского района протекает река Андийское Койсу -левый крупный приток Сулака. Она образуется слиянием рек Тушинской и Пирикительской Алазаней, берущих начало за пределами Дагестана, в горной Тушетии (Грузия). В верхнем течении (до устья р. Кила) река протекает в глубоком и узком ущелье. Все дно долины, занято рекой шириной 20-25 км и лишь в местах поворотов ущелье расширяется до 40-80 км (Гюль, Власова, Кисин, 1961). Крутые и обложенные склоны долины, сложенные темными сланцами и рассеченными ущельями боковых притоков придают местности суровый и мрачный характер. Общая длина реки 144 км, на территории Ботлихского района 37 км. Несколько выше селения Ботлих, река, вступая в зону известняков, пересекает ряд скалистых хребтов, образуя узкие ущелья и теснины, то широкие котловинообразные расширения, приуроченные к выходам глинистых сланцев и песчанно-глинистых пород. Наиболее значительные расширения долины (500-700 м) расположены у селения Ботлих, Муни, Ор-таколо. Андийское Койсу за пределами этого района, в Ашильтинском ущелье, сливаясь с Аварским Койсу образует реку Сулак. Река Андийское Койсу питается дождевыми осадками, грунтовыми и талыми водами. Доля грунтовых вод в общем питании реки составляет 32-42%. Наибольшее количество воды (около 75%) проходит в теплое время года (апрель-октябрь), наибольший месячный сток отмечается в июне. Половодье наблюдается в теплую часть года. Ледообразование начинается с декабря и продолжается по апрель. Ввиду легкой выветриваемости пород, слагающих бассейн реки и больших уклонов, вода в реке отличается высокой мутностью. Химический состав воды удовлетворительный. Водами этой реки орошаются сады, поля вблизи лежащих населенных пунктов. На территории района находится самое крупное горное озеро - Казеноям или Большое Форельное (местное название -Фетло), расположенное в котловине Андийского хребта на высоте 1869 мет-ров над уровнем моря. Его площадь составляет 1,7 км , а наибольшая глубина - 72 метра. В озере водится форель.
По почвенно-географическому районированию Дагестана территория Ботлихского района относится к Внутренне-Дагестанской горной провинции, Северному Известняковому округу. Почвенный покров района разнообразен. Разнообразие зависит от расчлененности рельефа, почвообразующих пород, климатических условий и характера растительности. Для почв района характерна вертикальная зональность. Почвообразующими породами являются аллювиальные и делювиальные отложения различного состава (Керимханов, 1976). Большое распространение получили горно-луговые типичные и горнолуговые примитивные почвы. Горно-луговые почвы распространены под луговой альпийской и послелесной растительностью.
Горные черноземы и горно-луговые в сочетании со степными почвами используются под посевы зерновых и зернобобовых культур, овощей, картофеля и под сады. Почвы района при условиях орошения и высокой агротехнике могут давать высокие урожаи сельскохозяйственных культур.
Сухие разнотравно-злаковые степи на маломощных горно-степных каштанового типа почвах и нагорные ксерофиты приурочены к примитивным щебнистым горно-степным почвам. Горно-степные почвы, занимающие значительные площади, формирующиеся на аллювиальных, делювиально-пролювиальных щебнистых и глинисто-суглинистых наносах. Они имеют наибольшую мощность (70-80 см), суглинистый и глинистый механический состав, часто щебнисты. В результате орошения эти почвы частично превратились в окультуренные. На пологих склонах с искусственными террасами созданы искусственные почвы, используемые под сельскохозяйственные культуры.
Социально-экономическая характеристика Ботлихского района
Ботлихский район - очень уникальный. Несмотря на то, что 99% жителей являются этническими аварцами, население разговаривает на 5, ас учетом обособленности низинного андийского диалекта - на 6 языках. К языковой мозаике еще добавляется не менее сложная общинная или джамаатная структура района. В отличие от традиционного для других районов деления на горные и низинные аулы, в районе утвердилось более сложное деление на общины (табл. 2.1).
По состоянию на 1 января 2006 года численность населения района составляет 51235 человек. По национальному составу население района выглядит следующим образом: в населенных пунктах, входящих в состав муниципальных образований с. Анди, Ашали, Гагатли, Зило, Муни (без Ортаколо), Кванхидатли, Риквани и Чанко, проживают андийцы, их численность составляет - 16785 человек. Число аварцев, проживающих в районе - 16610 человек. Они проживают в населенных пунктах муниципальных образований с. Алак, Ансалта, Кижани, Рахата, Тандо, Тлох, Шодрода, Хелетури, а также с. Ортаколо (в составе мун. образования Муни), с. Беледи (в составе м. о. Годо-бери) и с. Тасута (в составе села Ботлих). Число ботлихцев составляет 12654 человек, проживают в с. Ботлих (без Тасута) и Миарсо. В с. Н. Инхело, компактно проживают каратинцы - 2048 чел., годоберинцы - 2575 чел. проживают в населенных пунктах сел. Годобери (за исключением сел. Беледи). Наиболее крупными населенными пунктами района являются с. Ботлих (более 11 тыс. населения), Анди, Ансалта (более 5,4 тыс. чел.).
На протяжении всего исследуемого отрезка времени наблюдается быстрый рост общей численности и плотности населения, за исключением 90-х годов, где рост снизился и опять увеличился с 1995 года. В 2005 году значения превышали данные 1960 г в три раза.
Часть населения занята в промышленном производстве. Промышленность в районе представлена АО «Ботлихский консервный завод», АО «Тлохский консервный завод, ГУЛ «Ботлихский завод ТС ЭВМ», хлебопекарня. Основной ассортимент промышленной продукции фруктово-овощные консервы, соки и- хлебобулочные изделия. АО «Ботлихский консервный завод» и завод ТС ЭВМ в стадии глубокого спада производства, первый - из-за отсутствия оборотных средств и стабильного рынка сбыта, а второй, ориентированный в прошлые годы на оборонную промышленность, из-за отсутствия заказов. Ассортимент промышленной продукции до 1993 года был более разнообразен: консервы (компоты, соки, варенье, джем, повидло, стерильное пюре), хлебопечение, лимонад, сыр, масло, бурки наплечные, чехлы автомобильные, коврики на диван, коврики на кресло, коврики из отходов, бурочное полотно, жилеты бурочные, бурочная полость, сувениры, носки шерстяные, гетры, паласы, джурабы, пошив одежды, мебель, металлоизделия, столярные изделия, бланки и клише, веники, газеты. Ботлихский мехлесхоз выпускал деловую древесину, лесоматериалы. В 2005 году введена в эксплуатацию Ботлихская фабрика народных и художественных промыслов в селении Рахата, где выпускаются бурки, национальные ковры и чулочно-носочные изделия.
Основной отраслью производственной сферы, в которой занята большая часть трудоспособного населения, остается сельское хозяйство. Сильная расчлененность местности, чередование хребтов и ущелий, отдаленность от основных центров экономики, отсутствие современных, удобных транспортных путей, слабое развитие промышленной, сельскохозяйственной и соци- > альной инфраструктуры, негативным образом сказывается на социально — экономическом развитии, что отражается как на себестоимости произведенной продукции, на ее конкурентоспособности, так и на материальном благополучии населения.
Ботлихский район характеризуется как один из животноводческих районов с развитым садоводством. В долинной части реки Андийское Койсу и других речек сложились благоприятные климатические условия для террасного садоводства. Горная часть с альпийскими лугами отведена под животноводство. Значительная часть представлена сухими горными степями, отвесными скалами, малопригодными "как для развития животноводства, так и для растениеводства.
В настоящее время в районе функционируют 15 колхозов, которые переименованы в СПК под теми же названиями, 1 совхоз и 1 мех лесхоз, 584 крестьянских фермерских хозяйства и 18 сельхозкооперативов. Число личных хозяйств населения - 14 тысяч 050 единиц. Число работающих в сельском хозяйстве -13895 человек.
Оценка устойчивости геосистем Ботлихского района
Интенсивность солнечной радиации на уровне моря от экватора к полюсам понижается по косинусу широты местности и существенно корректируется особенностями подстилающей поверхности. В их числе наибольшее влияние на мощность солнечной радиации оказывает рельеф территории. Для разработки процесса реализации геосферной модели устойчивого развития необходимо описание рельефа в его гипсометрических характеристиках. Это требует более детального исследования морфологии рельефа с применением средств математической статистики (Митропольский, 1971; Андреев, 1980; Мэгарран, 1992; Пузаченко, 2004; Гасанов, 2006, 2008). Структура морфологии территории определялась методом планиметрирования в заданных интервалах высот по гипсометрической карте масштаба 1:100000.
Поверхность Ботлихского района, образовавшаяся в результате взаимодействия тектонических процессов и деятельности экзогенных факторов, представляет собой достаточно сложную картину. Район расположен в среднем течении реки Андийское Койсу. Западная и северо-западная часть района ограничена Андийским хребтом. На территории района проходит Бот-лихская котловина, имеющая относительно плоское дно. Территория района изрезана мелкими речками и ручьями.
Территория Ботлихского района считалась бы максимально неоднородной, если все градации высот имели бы площадь 68,8 км2 и максимально однородной, если вся территория имела бы одну высоту - 1,66 км. В данном случае наблюдается высокая неоднородность, но не максимальная, так как высоты 1500 -1750, 1750 - 2000, 2000 -2250 и 2250 - 2500 превышают значения Fcp, а остальные ниже этой отметки.
Приведенные данные служат достаточным основанием для статистического анализа совокупности и содержательной интерпретации мер гипсометрической однородности (неоднородности) рельефа территории. Применительно к экологическим данным эти методы подробно рассмотрены в работе Ш.Ш. Гасанова (2006 год).
Числовые значения дисперсии и вариабельности подтверждают значительную гипсометрическую неоднородность территории.
Во многих областях знания для статистической оценки совокупностей широко применяются непараметрические индексы неоднородности двух видов: информационно - статистические и доминирования. Из первой группы методов оценки наиболее известны индекс разнообразия Шеннона, который хорошо корреспондируется с понятиями «однородность», «неоднородность», «сортированность» и т. п.
Согласно этим данным индекс Шеннона составит Hs = 1,5 (сумма величин последней колонки таблицы 4.4 с обратным знаком), а индекс выравненности по Es = 1,5/1,6= 0,93. Сравним полученные результаты с граничными доминантами, т. е максимальной и минимальной неоднородностями гипсометрического распределения.
Максимальная однородность (минимум разнообразия) достигается, когда вся площадь принадлежит одной высотной градации, следовательно, Hs = -(1 In 1) = 0. Минимальная однородность (максимум разнообразия) соответ-. ствует индексу выравненности 1, т. е. при равенстве площадей, занимаемых всеми градациями высот. Из чего следует, что гипсометрическое разнообразие (неоднородность) территории близко к максимальной величин.
