Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ КРИЗИС РЕГИОНА И СЦЕНАРИИ СНИЖЕНИЯ АНТРОПОГЕННОГО ПРЕССА НА ЛАНДШАФТНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ КОМПЛЕКСЫ 13
1.1 Приоритеты устойчивого развития 13
1.2 Ландшафтно-экологический анализ природных комплексов 18
ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ПРИРОДНОГО КОМПЛЕКСА ЮГО-ВОСТОКА БАШКОРТОСТАНА 29
2.1 Границы 31
2.2 Климат 33
2.3 Почвенный покров юго-восточного региона РБ 37
2.4 Растительный покров юго-восточного региона РБ 60
2.5 Лесные ресурсы юго-восточного региона РБ и проблемы их сохранения 75
2.6 Водные экосистемы Башкирского Зауралья на юго-востоке
РБ 79
ГЛАВА 3. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ГОРНОРУДНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТЬЮ ПО ЭКОСИСТЕМАМ ПРИРОДНОГО КОМПЛЕКСА ЮГО-ВОСТОКА БАШКОРТОСТАНА 84
3.1 Главные проблемы горнорудной промышленности 90
3.1.1 Уровень загрязнения: объемы выбросов и их распределение 90
3.1.2 Уровень загрязнения воздуха 96
3.1.3 Уровень загрязнения воды 100
3.1.4 Основные источники загрязнения подземных вод 103
3.1.5 Тяжелые металлы в водах юго-восточного региона РБ 106
3.2 Содержание металлов в растениях садов, огородов в лекарственных растениях юго-востока Башкортостана ПО
3.3 Тяжелые металлы в многолетних злаках на юго-востоке Башкортостана 124
3.4 Барьерная функция древесных растений 127
3.5 Барьерная функция водных экосистем 138
3.6 Металлы в Башкирском Зауралье и их дифференциальное консервирование различными экосистемами 139
ГЛАВА 4. АДАПТИВНОЕ РАСТЕНИЕВОДСТВО В ЮГО-ВОСТОЧНОМ РЕГИОНЕ: ВАРИАНТЫ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО КОНСЕРВИРОВАНИЯ ' 142
4.1 Проблемы агропромышленного комплекса на юго-востоке РБ 142
4.1.1 История и современное состояние сельского хозяйства юго-востока РБ 142
4.1.2 Негативные последствия параллельного увеличения площади пашни и поголовья скота 150
4.1.3 Адаптивный подход в растениеводстве 157
4.2 Создание почвосберегающих травосмесей длительной
продуктивной эксплуатации 161
4.2.1 Травосмеси для горно-лесной зоны Зауральского региона РБ 163
4.2.2 Травосмеси для степной зоны юго-востока Башкортостана 173
4.2.3 Травосмеси для фитомелиорации солонцово-солончаковых почв 177
4.3 Выращивание лекарственных видов растений из местной флоры 20
4.3.1 Новые лекарственные вещества растительного происхождения: перспектива их поиска 205
4.3.2 Введение в культуру солодки Коржинского - эндемика Южного Урала 215
4.3.3 Способы активизации продукционного процесса у лекарственных растений местной флоры 233
4.3.4 Введение в культуру аборигенных популяций тысячелистника обыкновенного 239
4.3.5 Выращивание чистотела на садовых участках 249
ГЛАВА 5. ОХРАНА БИОРАЗНООБРАЗИЯ ПРИРОДНО-ТЕРРИТО-РИАЛЬНОГО КОМПЛЕКСА ЮГО-ВОСТОКА РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН 250
5.1 Разрозненные памятники природы на юго-востоке РБ и отсутствие системы охраняемых территорий 250
5.2 Методология создания системы охраняемых природных территорий 254
5.3 История использования природных ресурсов хребта Ирендык 259
5.4 Эколого-экономическое обоснование создания национального парка на хребте Ирендык 264
ГЛАВА 6. ОПТИМИЗАЦИЯ ПРИРОДНОГО КОМПЛЕКСА ЮГО-ВОСТОКА РБ НА ОСНОВЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО КОНСЕРВРІРОВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ АНТРОПОГЕННОГО ПРЕССА 295
ВЫВОДЫ 311
ЛИТЕРАТУРА 314
ПРИЛОЖЕНИЕ 369
- Приоритеты устойчивого развития
- Уровень загрязнения: объемы выбросов и их распределение
- Негативные последствия параллельного увеличения площади пашни и поголовья скота
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Концепция устойчивого развития позволяет в рамках одного подхода найти пути оптимизации функционирования сложных природно-территориаль-ных комплексов на условиях приоритета экологических, природоохранных процессов и учитывая интересы как ныне живущих, так и будущих поколений. Приоритеты концепции устойчивого развития приняты и поддерживаются научным и политическим сообществом России (Розенберг, Краснощекое, 1995; Коломыц и др., 2000; Барлыбаев, 2001). В то же время устойчивое развитие невозможно без осознанных самоограничений, определяемых как «экологический императив» (Миркин, Хазиев и др., 1999).
Каждый регион уникален. Эту уникальность формирует множество параметров: климат, ландшафт, растительность, современный уровень промышленной, сельскохозяйственной и природоохранной деятельности, особенности этнической (материальной и экологической) культуры.
Юго-восток Республики Башкортостан (РБ) - это регион, где экологическую уникальность и экологическое развитие определяют три системообразующих блока:
высокоразвитая горнорудная промышленность (ГРП);
интенсивное земледелие;
высокое разнообразие ландшафтов и биоразнообразие степных, горных и переходных растительных сообществ.
На юго-востоке РБ эти системообразующие блоки локализованы в сложном градиенте ландшафтов от равнинных и мелкосопочных степей через предгорные депрессии с озерными кот-
ловинами к горам Южного Урала. Геоморфологические различия определили размещение основных блоков. Поэтому определим связь системообразующих блоков и ландшафтов как «ландшафт-но-функциональные комплексы» (ЛФК).
Каждый из названных блоков обладает определенной самодостаточностью и собственной логикой развития. В силу этого долгое время стратегии использования растительных ресурсов (в первую очередь лесов), интенсификации сельскохозяйственного производства, а также развития ГРП формировались относительно независимо по ведомственному принципу.
Недостаточный, как правило, декларативный, отписочный анализ взаимовлияния блоков привел к развитию конфликтов между ними, сумма которых в конце 80-х гг. была осознана как «экологический кризис» региона.
Основной причиной экологического кризиса региона является интенсификация процессов во всех перечисленных блоках (Чибилёв, 1998; Хазиев и др., 1995; Миркин, Хазиахметов, 2000; Суюндуков, 2001; Опекунова и др., 2001). Интенсивная рубка лесов, интенсификация животноводства и полеводства в сельском хозяйстве, возникновение карьеров, отвалов вскрышных пород и накопление отходов других промышленных объектов в ходе деятельности ГРП и ее инфраструктуры привели к почвои-стощающим и почворазрушающим явлениям, загрязнению воды, воздуха, повлияли на растительные сообщества, в том числе антропогенные (поля, сады, огороды). Негативные процессы внутри ЛФК вызвали ряд цепных процессов и в сопредельных комплексах.
Экологическим проблемам ЛФК юго-востока Республики Башкортостан посвящено значительное количество работ (Буль-
7 чук, 1973; Хазиев и др., 1985, 1995, 1997; Мукатанов, 1994,
1995; Бахтизин, 1995, 1997; Чибилёв, 1998; Бахтизин и др., 1999; Суюндуков, 200] и другие). Авторы отмечают, что, если вышеперечисленные опасные тенденции сохранятся, может произойти необратимая деградация экосистем Башкирского Зауралья, что не позволит создать систему устойчивого развития ни в промышленности, ни в сельском хозяйстве, ни в обществе, в конечном счете.
В настоящее время для всех блоков-доминантов разрабатываются природоохранные мероприятия и системы: адаптивный подход в растениеводстве; сеть особо охраняемых природных территорий; внедрение современных технологий горных работ, не загрязняющих воду, воздух и почву (Миркин, Бахтизин, 2000).
Любые биогеоценозы, как открытые системы, обмениваются с окружающей средой веществом и энергией. Необходимо учитывать, что негативные последствия деятельности человека будут всегда. («Закон неустранимости отходов и (или) побочных воздействий производства», - А.А. Чибилёв, 1998). Даже в случае создания самых совершенных очистных систем угрозу будут представлять ранее накопившиеся загрязнители. Таким образом, наряду с задачей ограничения «производства» загрязнителей всегда будет существовать проблема контроля распространения и снижения негативных эффектов антропогенного пресса.
Распространение, растекание негативных последствий антропогенного пресса по природным цепям может быть существенно ограничено, если выделить наиболее существенные каналы распространения негативной волны. Избирательное ограничение тех или иных потоков можно определить как «дифферен-
8 циальное консервирование» (ДК). С этой точки зрения отмеченная выше интенсификация сопровождается усилением процессов притока или оттока веществ в экосистемы-мишени антропогенного давления. Каждый биогеоценоз характеризуется специфическим набором входящих и исходящих потоков веществ и энергии.
Термин «дифференциальное консервирование» предполагает, что в экосистемах-мишенях ограничивается либо приток, либо отток отдельных форм вещества и энергии.
В случае загрязнения ГРП необходимо выделение экосистем-тупиков, куда загрязнители попадают, но отток веществ из которых ограничивается (в идеале исключается).
В агроэкосистемах целесообразно ограничение притока антропогенной энергии, вложенной в удобрения, ядохимикаты, а также в обработку почв.
В горно-лесных зонах следует ограничить приток энергии в форме рекреационной нагрузки и отток веществ в ходе лесозаготовок и сбора лекарственных и пищевых растений.
ДК экосистем качественно отличается от заповедного режима. Его режим создается простым перепрофилированием режима эксплуатации того или иного участка. Природоохранный эффект достигается за счет ограничения миграции загрязнителей и рекреационной нагрузки, что важно при современном снижении затрат на активные природосберегающие мероприятия (строительство очистных сооружений, внедрение новых технологий). В то же время такой подход для комплексного анализа и разработки природоохранных мероприятий на юго-востоке Республики Башкортостан до сих пор не применялся.
Цель и задачи. Целью исследования является разработка системы механизмов и мер по снижению антропогенного давления на ЛФК юго-востока РБ для выхода из экологического кризиса и перехода к устойчивому развитию.
Задачи исследования:
Оценить основные экосистемы-мишени загрязнения территорий продуктами функционирования горнорудной промышленности.
Рассмотреть пути снижения деградации агроэкосистем без существенной потери продуктивности.
Проанализировать проблему сохранения биоразнообразия ЛФК и прилегающих территорий.
Выработать стратегию комплексных мер по экологической оптимизации функционирования ЛФК в системе устойчивого развития.
Научная новизна. Проведен комплексный анализ экологической ситуации в ЛФК юго-востока Республики Башкортостан. Выявлены основные экосистемы-мишени антропогенного давления для трех основных ЛФК: градообразующего горнорудного, предгорного агропромышленного и горно-лесного природного.
Проведена оценка антропогенного пресса на экосистемы-мишени. Разработаны механизмы и меры по разрыву в этих экосистемах наиболее существенных материальных и энергетических цепей процессов деградации ЛФК.
Теоретическое значение работы. На основе процедуры ДК элементов антропогенного давления разработана и апробирована система кардинального снижения антропогенного пресса на экосистемы региона. Предложены пути экологической оптимизации ЛФК региона в целях устойчивого развития региона.
10 Практическая значимость результатов.
Проведено комплексное обследование влияния ГРП на экосистемы юго-востока. На площади более 2500 кв. км проанализированы поля загрязнения тяжелыми металлами (ТМ) и прослежен уровень накопления металлов садовыми, огородными и дикорастущими растениями. Выявлены территории и виды растений, накапливающие повышенное количество металлов. Рекомендованы мероприятия по ограничению хозяйственного использования таких растений.
Для агропромышленного комплекса региона созданы травосмеси пролонгированной продуктивности, адаптированные к разным почвенно-климатическим условиям: горно-лесным, степным и экстремальным солонцовым.
Собраны и проанализированы материалы для экологического обоснования необходимости создания заповедной территории на хребте Ирендык. Материалы использованы в ходе многолетней работы по созданию Природного парка «Ирендык» площадью 43000 га. Выделены и согласованы со всеми инстанциями границы Природного парка «ИрейдыкНринципиально новой является разработанная программа привлечения местного населения к охране биоразнообразия в сети охраняемых территорий путем рационального природосберегающего использования растительных ресурсов.
Связь темы диссертации с плановыми исследованиями. Разработанная программа создана с учетом международного опыта и определяется как природосохраняющая Всемирным фондом дикой природы (WWF), и как производственная - через IFOAM (Международный фонд органического сельского хозяйства).
Реализация результатов исследований.
1. Технологии выращивания травосмесей пролонгированной
продуктивности внедрены в хозяйствах региона.
2. Технологии выращивания лекарственных растений
внедряются в опытно-экспериментальных хозяйствах.
Автор принимал активное участие во всех этапах (около 20 лет) обоснования создания Природного парка «Ирендык». Административное решение о создании парка принято по инициативе СИ. Янтурина.
Разработана и внедрена эколого-образовательная система с учетом регионального компонента в системе детский сад -школа - вуз.
Апробация работы. Результаты исследований были доложены на международных, всесоюзных, всероссийских, межрегиональных и республиканских конференциях (1981-2001).
Декларация личного участия автора. Автор более 27 лёт участвовал в исследованиях различных аспектов экологии юго-востока РБ. В диссертации автору принадлежит замысел, теоретическая структура и итоговый текст. В коллективных статьях, перечисленных в списке работ по теме диссертации, соавторство распределено пропорционально.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту.
1. Оптимизация использования природного комплекса путем дифференциального консервирования элементов антропогенного пресса: рациональное планирование площадей под экосистемы-тупики, удерживающие ТМ; снижение притока почво-разрушающей энергии; контроль оттока природных ресурсов; ограничение миграции загрязнителей и рекреационной нагрузки.
2. Создание травосмесей длительного использования для
остепненных, горно-лесных зон региона и солонцовых почв, применение адаптивных подходов в растениеводстве обеспечивают сохранность природного комплекса юго-востока РБ.
3. Сохранение биоразнообразия и повышение биологиче
ской продуктивности экосистем в ЛФК региона обеспечивается
путем создания сети особо охраняемых природных территорий,
а также дифференциального использования природного ком
плекса региона в щадящем режиме.
Публикация результатов исследований. По результатам исследования опубликовано более 70 научных работ, в том числе 3 монографии.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы и приложения. Содержит 37 таблиц, 38 рисунков.
Приоритеты устойчивого развития
Проблема активного природопользования, т.е. проблема взаимодействия человека и окружающей среды давно и широко обсуждается научным сообществом (Докучаев, 1949; Вильяме, 1951; Вернадский, 1960; Кузеев, 1968; Филев, 1976; Harper, 1977; Grime, 1978; Silverstown, 1982; Розанов, 1984; Израэль, 1987; Кучеров и др., 1987; Добровольский, 1990; Жученко, 1990; Ковда, 1990; Карпачевский, 1993; Моисеев, 1995; Хазиев и др., 1995; Одум, 1996; Brown, 1997; Бахтизин и др., 1997; Миркин, 1997; Розенберг, Краснощеков, 1998; Чибилев, 1998; Щербаков, 2000 и др.). Процесс активного природопользования можно разделить на три периода. Первый из них, до развития капитализма, можно определить как локальный, прагматический, не сопровождавшийся, как правило, разрушением природных комплексов на сколько-нибудь обширной территории. Хотя и были отдельные исключения, как опустынивание Месопотамии при сведении лесов или исчезновение отдельных видов крупных животных в результате интенсивного промысла (например, стеллеровой морской коровы и тура)(Дрейер, Лось, 1997).
Начало второго периода совпадает с интенсивным использованием природных ресурсов в ходе промышленного прогресса раннего капитализма. На этом этапе в производство вовлекались в широком масштабе наряду с возобновимыми и невозоб-новимые ресурсы, что сопровождалось разрушением ландшафтов. С появлением крупных заводов стал ощутим урон природе, наносимый масштабным использованием ресурсов, загрязнениями атмосферы, почвы и водоемов. Развитие новых отраслей промышленности и технологий на этом этапе лишь усугубляло воздействие на природу, вело к быстрому увеличению объемов и спектра используемых ресурсов, увеличению техногенно измененных территорий. В это же время была осознана необходимость сохранения естественных природных комплексов для рекреации, охраны зверей, научных исследований (например, первый в мире Иеллоустонский национальный парк в США был создан 1 марта 1872 г.).
Кризисное состояние природной среды в развитых странах, в том числе и в Европейской части России, сложилось уже в начале XX века. Быстрыми темпами сводились леса, стремительно уменьшались запасы промысловых зверей, обеспечивавшие экспорт древесины и мехов. Российское Правительство вынуждено было приступить к законодательному регулированию природопользования. В конце XIX и начале XX веков в России были созданы первый в России заповедник на Камчатке (1882 г.), ряд других частных заповедников, приняты Лесной кодекс (1888), правила регулирования охоты (1892), закон об охраняемых территориях (1916), 29 декабря 1916 г. на восточном берегу Байкала был создан первый Государственный Бар-гузинский заповедник, заключены первые международные соглашения (1897 г. - об охране морских котиков), в 1910 г. создано первое общество по охране природы в с.Хортица Екате-ринославской губернии. Г. А. Кожевниковым и В. П. Семено-вым-Тянь-Шанским разрабатывается план сети заповедников по всей территории России, создается общество охраны природы (1910-11 гг.) и Постоянно действующая природоохранная комиссия при Императорском географическом обществе.
Сохранение ресурсов и природоохранная деятельность до середины 30-х годов XX эффективно поддерживалась органами Государственной власти России, а затем и Советского Союза. Так, в 1924 г. основано Всероссийское общество охраны природы, 23 сентября 1929 г. открылся первый Всероссийский съезд по охране природы, в 1930 г. в г. Самара создан первый в стране Волжский НИИ изучения и охраны природы. Но индустриализация и последующая милитаризация страны диктовали свои условия - хищническое использование природных ресурсов, оказавшееся столь же характерным для социализма, как и для капитализма, было единственным источником необходимых средств. Наиболее развитые страны первыми испытали экологический кризис, но они достигли достаточного уровня экономики, чтобы, во-первых, вложить колоссальные средства для восстановления среды обитания и, во-вторых, вынести наиболее грязные отрасли добывающей и перерабатывающей промышленности на территории других государств.
Третий этап природопользования формируется в наше время, хотя основа его была заложена так же в начале века учением о биосфере и ее трансформации под влиянием деятельности человека, развитым В.И. Вернадским (1965). Осознание глобальных катастроф пришло значительно позднее и ассоциируется с моделированием последствий ядерной войны, выполненным американскими и советскими учеными, а так же выявлением других отрицательных эффектов научно-технического прогресса, не ограничивающихся территориями отдельных государств (таких как техногенное изменение климата, разрушение озонового слоя, опустынивание, воздействие кислотных дождей и т.п.) (Ковда, 1971; Коммонер, 1974; Пузаченко, 1981; Мильков, 1986; Исаченко, 1988; Арманд, 1993, Касимов, 1995; Моисеев, 1995; Башкин, 1997; Гительзон, 1997; Реймерс, 1990).
Тревога ученых за будущее человечества, как биологического вида дошла до политиков и общественных деятелей. В июне 1972 г. в г. Стокгольме (Швеция) прошла Конференция ООН по вопросам охраны природы, в которой приняло участие 113 стран. Декларация об охране окружающей среды была принята 5 июня (Международный день охраны окружающей среды). Генеральный секретарь этой конференции Морис Стронг впервые сформулировал понятие "экоразвитие" - экологически ориентированное социально-экономическое развитие. На этой же конференции была создана специальная структура - Программа ООН по окружающей среде (ЮНЕП), с целью разработки рекомендаций по наиболее острым проблемам экологического кризиса.
В 1983 г. по инициативе Генерального секретаря ООН и в соответствии с резолюцией 38/161 Генеральной Ассамблеи ООН была создана Международная комиссия ООН по окружающей среде и развитию (МКОСР), которую возглавила Премьер-министр Норвегии Гру Харлем Брундтланд (Розенберг, Краснощекое, 1998). Эта комиссия была призвана вскрыть проблемы, объединяющие экологическую и социально-экономическую озабоченности в разных регионах мира. В 1987 г. был опубликован доклад МКОСР "Наше общее будущее" ("Our Common Future (The Brundtland Report)") (цитата по: Розенберг, Краснощекое, 1998). В составлении и обсуждении этого доклада приняло участие 823 специалиста и 84 организации. Среди приглашенных специалистов больше всего было канадцев (30%), бразильцев (9%) и россиян (6,5%). Среди отечественных ученых были академики В.Е. Соколов, Н.Н. Моисеев, В.А. Легасов, Р.З. Сагде-ев, И.Т. Фролов, Ю.А. Израэль и др.
Через этот доклад в обиход вошло понятие sustainable development. В 1989 г. доклад был издан у нас в стране и это понятие перевели как "устойчивое развитие". Хотя данный перевод весьма неудачен. Правильнее было бы перевести sustainable development как "допустимое развитие", "не истощающее развитие" или "развитие, сохраняющее целостность" (Розенберг, Краснощеков, 1998).
"Человечество способно придать развитию устойчивый, и долговременный характер, с тем, чтобы оно отвечало потребностям ныне живущих людей, не лишая будущие поколения возможности удовлетворять свои потребности. Концепция устойчивого развития действительно предполагает определенные ограничения в области эксплуатации природных ресурсов, но эти ограничения являются не абсолютными, а относительными и связаны с современным уровнем техники и социальной организацией, а также со способностью биосферы справляться с последствиями человеческой деятельности... Устойчивое и долговременное развитие представляет собой не неизменное состояние гармонии, а скорее процесс изменений, в котором масштабы эксплуатации ресурсов, направление капиталовложений, ориентация технического развития и институционные изменения согласуются с нынешними и будущими потребностями. Мы не утверждаем, что данный процесс является простым и беспрепятственным». (Наше общее.., 1989, с.20).
Уровень загрязнения: объемы выбросов и их распределение
Мощным неблагоприятным воздействием обладает техногенное химическое загрязнение почв Башкирского Зауралья.
Газообразные соединения, пылевидные частицы, попавшие в атмосферу, рано или поздно в результате самоосаждения, вымывания осадками попадают в почву.
В зависимости от особенностей почв, они могут быть вымыты водой или же аккумулируются здесь.
В зависимости от механического состава почвы, содержания гумуса, степень аккумуляции загрязнителей может быть разной. Малогумусные песчаные, супесчаные, отчасти легкосуглинистые почвы обладают малой поглотительной способностью. Глинистые, тяжелосуглинистые, достаточно богатые гумусом почвы имеют повышенную способность поглощать и удерживать в себе различные загрязняющие вещества. В Зауралье широко распространены именно глинистые и тяжелосуглинистые черноземы. Следовательно, они изначально обладают высокой способностью поглощать вредные вещества.
В целом в Башкирском Зауралье масштабных исследований химического загрязнения почв не проводилось, если не считать работы проведенные в Абзелиловском районе с целью выяснения степени загрязнения почв и природных вод (Опекунова и др., 2002).
В результате было установлено, что почвы местами содержат высокие концентрации свинца, меди, цинка, никеля, мар 91 ганца - в 2-3 раза выше нормы, железа - в 2, мышьяка - в 1,5-2 раза и т.д.
Почва есть одно из звеньев в биогеохимическом круговороте веществ (Дюшофур, 1970; Ковда, 1971). Все, что поглощено почвой, обязательно перейдет в растительные организмы, причем, зачастую они служат концентраторами, т.е. повышают концентрацию поглощенных химических элементов и веществ (Горышина, 1991; Кобелева,1985; Коломыц и др., 1993; Корню-шенко и др., 1990; Лесные экосистемы, 1990).
Растения, выросшие на загрязненных почвах Абзелилов-ского района в некоторых случаях содержат тяжелых металлов так много (в частности хрома в 5, свинца в 4-5, меди, цинка в 1,4-1,8 раз выше нормы), что сельскохозяйственные продукты, выращенные здесь фактически непригодны для использования. Наиболее сильно загрязнены почвы в окрестностях сел Аска-рово, Даутово, Кужан, Салават.
Обычно вину за загрязнения среды возлагают на расположенный в непосредственной близости г. Магнитогорск с его металлургическим комбинатом, машиностроительными, теплоэнергетическими и иными предприятиями, транспортом и т.д. Очевидно, это действительно так, хотя вполне возможно, что определенную долю вносят и другие центры цветной и черной металлургии, металлообработки, машиностроения, достаточно густо расположенные на Южном и Среднем Урале: вопрос ведь почти не изучен.
Другое пятно загрязнения связано с г. Учалы, с его горно-обогатительньм комбинатом, карьерами по добыче руд, отвалами пустой породы, хвостохранилищем. На территории города и его окрестностях обнаружена зона сильнейшего, в десятки раз превышающего ПДК, загрязнения почв элементами содержащимися в выбросах комбината - цинком, медью, свинцом, кадмием, мышьяком, барием. Загрязненное пятно имеет вытянутую форму, ориентированную длинной осью на северо-восток, по направлению преобладающих юго-западных ветров. Техногенные элементы накапливаются в гуму-сово-аккумулятивном горизонте довольно широко распространенных здесь серых лесных почв; они очень хорошо адсорбируются болотными почвами, тоже занимающими здесь значительные площади (Алексеева-Попова, 1998).
Лесные и болотные почвы имеют высокие фильтрующие свойства и очищают природные воды до высокой степени чистоты. Но при этом загрязняются сами. Поскольку их очищающее свойство не беспредельны, при "перегрузке" загрязнителями они сами начинают добавлять их в воды и растения, произрастающие на них, становятся источниками загрязнения (Сает, 1982).
Установлено, что в целом город Сибай и прилегающие территории сильно загрязнены тяжелыми металлами. Суммарное количество тяжелых металлов превышает фон от 64-128 до 256-6244,6 раз. Наиболее неблагополучны в этом отношении территории, расположенные севернее и северо-восточнее города.
Безусловно, аналогичная картина складывается не только в г. Учалы и его окрестностях, а вокруг любого города, карье ра по добыче полезных ископаемых, особенно рудных. Полосы усиленного запыления и загрязнения тяжелыми металлами, особенно свинцом, тянутся по обе сто 93 роны автомобильных дорог. Ширина таких полос зависит от степени интенсивности автомобильного движения, а состав загрязнителей - от характера перевозимых грузов (Розенберг, 1993).
По опасным уровням суммарной концентрации в почвах тяжелых металлов, цинка до 60 ПДК, меди до 30, свинца до 100 и кадмия до 10 ПДК, вокруг города шириной от 4-6 км до 5-15 км образовался ореол загрязнения, который охватывает обе жилые зоны (Учалы-1 и Учалы-2), а также лежащие в этих пределах населенные пункты и, естественно, поля, сады, огороды.
Источниками загрязнения почв в г.Сибае и его окрестностях являются Башкирский медно-серный комбинат (БМСК), его карьер, отвалы пустой породы, хвостохранилище.
Выше уже отмечалось, что максимальные концентрации загрязнителей в воздухе отмечаются в радиусе до 3 км, дальность их распространения достигает 8 км. На этих расстояниях и следует ожидать заметных концентраций тяжелых металлов в почвах, да и в поверхностных водах. Однако, учитывая, что комбинат работает десятки лет, а в прежние времена вопросам очистки выбросов особого внимания уже не уделяли, можно допустить, что ореол загрязнения может иметь значительно большие размеры. Принимая во внимание розу ветров, он должен иметь асимметричную форму.
В рудах Сибайского рудного района содержится обширный набор тяжелых металлов - селен, теллур, кобальт, мышьяк и др., специальные исследования на содержание наиболее распространенных вредных примесей показали значительные концентрации в рудах мышьяка, сурьмы, ртути, а в некоторых минералах со 94 держание ртути, золота и серебра в 45-49 раз превышает их содержание в собственно рудах(Гирфанов, 1975).
Тяжелые металлы, содержащиеся в хвостохранилище, отвалах, выбросах самого комбината, неизбежно попадают в почву, загрязняя ее.
Почвы в городе загрязнены в концентрациях выше допустимых: никелем в 2,8-11 раз, цинком - 4-5 раз, медью - 6-12 раз, свинцом в 2,7-4 раза (Волков, 2002).
Негативные последствия параллельного увеличения площади пашни и поголовья скота
Впервые деградацию растительности под влиянием выпаса описал в своей работе Г.Н. Высоцкий (1915). Этот процесс был назван им пасторальной дегрессией, в настоящее время более часто говорят о пастбищной дегрессии. Изучению этого процесса посвящены работы многих отечественных и зарубежных ученых (Высоцкий, 1915; Горчаковский, 1953; Горшкова, 1972; 1977; Clements, 1973; Drury, 1973; Connell, 1964, 1977; Миркин, 1984; Belsky, 1986; Dormaar et al., 1989; Crawley, 1990; Yonghong, 1991; Bartolome, McClaran, 1992; Die Pflanzengesell-schatten Osterreechs., 1993; Bock, Bock, 1993; Миркин и др., 1998; Gillen et al., 1998;).
В настоящее время выделяют два типа деградации растительности: первый - падение продуктивности и кормовой ценности травостоя в результате непродолжительной перегрузки (не более 1 пастбищного сезона), при котором не происходит изменений в составе фитоценоза, и второй - сукцессионное изменение растительного сообщества пастбища в результате продолжительной многолетней перегрузки. Изменения ботанического состава естественных пастбищ, происходящие под многолетним влиянием выпаса разной интенсивности, описаны в работах R.M.Moore (1970), А.А.Горшковой, И.Н.Лобановой (1972), А.А.Горшковой и др. (1972,1977) Васильева (1987), G.M.Lodge, L.Yonghong (1991) ; В.Н.Храмцова и др. (1992), D.A.Weixelman и др.(1997); П.Л.Горчаковского (1999).
Смена растительного покрова при чрезмерном выпасе происходит постепенно (Александрова,1964). Наблюдаются определенные стадии отклонения от первоначального состояния траво 151 стоя, названные стадиями пастбищной дегрессии. При этом происходит смена типов адаптивных стратегий растений от смешанных CR, S стратегий к видам S и R стратегиями (Миркин, Наумова,1984; White, 1985; Усманов и др.,1985; Гродзин-ский,1986; Zanetto et al.1994; Юнусбаев, 2000).
Первая стадия - ковыльная. Характерным для нее является понижение высоты ковыльно-типчакового травостоя; происходит разрушение подстилки из войлока отмерших органов и налета степного мха. Раньше всех начинают выпадать ковыли с перисто-опушенными остями: в результате возобновления вегетационных процессов поздней осенью, они ежегодно испытывают продолжительное воздействие выпаса. Более устойчив по сравнению с ними Stipa capillata, позднее отрастающий с весны и, как правило, не дающий прикорневых побегов осенью. Типчак на этой стадии встречается в незначительном количестве. Обнажение почвенной поверхности между отдельными кустиками ковыля благоприятствует появлению в травостое растений, семенное возобновление которых затруднял войлочный покров из отмерших надземных частей степных злаков и мохового налета. На обнажающейся почвенной поверхности поселяются легконалетные (с высокой парусностью семян) виды разнотравья и местные синантропные виды, к числу которых, прежде всего, относятся полыни. К ним присоединяются лишайники и более мелкие мхи. Со сбиванием с почвенной поверхности колдана, игравшего положительную роль мульчи, ксерофитизируются условия местообитания (Yonghong ,1991).
Вторая стадия - типчаковая. Более высокая пастьбовы-носливость типчака и большая близость его по сравнению с ко-вылями к группе эфемероидов определяют его устойчивость и разрастание в травяном покрове. К типчаку прибавляются полыни.
Третья стадия — полынная. Выпадение ковылей приводит к усилению стравливания типчака, что вызывает заметное ослабление его корневой системы и сопровождается почти полной потерей способности к семенному возобновлению. Накопление в связи с этим в почве неиспользуемых запасов пищи и воды благоприятствует развитию полыней. Усилению развития растений в данное время содействует и их более слабая поедаемость по сравнению с типчаком.
Происходящее при учащенной пастьбе уплотнение почвы также способствует усилению роли полыней - основная масса их активных корней в этих условиях располагается ближе к поверхности почвы (на глубине 25-40 см у полыней, 50-60 см - у типчака).
Четвертая стадия - однолетних эфемеров. Преобладают однолетники с небольшим участием растений предыдущих стадий. На таких сбоях запас почвенной влаги к весне бывает минимальным (сравнительно с другими стадиями дегрессии) и расходуется очень быстро. В силу этого уже к середине мая покров таких пастбищ достигает наибольшего развития и вскоре начинает выгорать (Надежкин и др.,1999)
При пастбищной дегрессии, помимо изменения флористического состава, происходит изменение соотношения жизненных форм, уменьшаются проективное покрытие, высота травостоя, прочность и мощность дернины, общий запас подземных органов и питательных веществ в них, глубина проникновения корней, отавность, семенная продуктивность, долголетие растений, урожайность; уплотняется и иссушается почва; развивается вод 153 ная и ветровая эрозия; уменьшается плодородие почвы. (Горча-ковский, 1953;Горшкова и др., 1977; Чибилев, 1998;).
В Башкирском Зауралье типичными степными первичными доминантами являются: Stipa pennata, S. lessingiana, S. zalesskii, S. tirsa. В группу вторичных доминантов следует отнести: Fesuca pseudovina, F. valesiaca, Koeleria sclerophylla, Artemisia austriaca, Elytrigia repens, Carex pediformis, C. supina.
При пастбищной дегрессии происходит падение кормовой ценности пастбищного корма. По данным М.К.Харисова (1989) в травостое настоящей степи слабосбитой модификации содержание белков составляет в среднем 8,9% (от сухого вещества). На среднесбитых модификациях этот показатель падает до 7,0%, на сильносбитых модификациях - 5,6%. Однако на сильносбитых степных пастбищах Башкирского Зауралья с доминированием полыней {Artemisia austriaca, A. dracunculus, A. glauca) травостой может иметь очень высокое содержание белка. Полыни отличаются большим содержанием протеинов, но являются малоценными и плохопоедаемыми растениями (Гареев,1968; Юнусба-ев, 2000).
А.П. Шенников (1950) выдвинул положение о том, что в условиях интенсивного выпаса на месте различных ассоциаций при различных почвенных условиях происходит образование сходных пастбищных травостоев (конвергенция растительных сообществ). П.Л.Горчаковский (1984) приводит данные по антропогенной деградации степей Оренбургской области, где выделяет процесс конвергенции разных ассоциаций в результате пастбищной дегрессии.
