Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Современные представления об оценке состояния эколого-геологических условий урбанизированных территорий 8
1.1. Представления об эколого-геологических системах 8
1.2. Особенности состояния эколого-геологических условий урбанизированных территорий 13
1.3. Техногенная трансформация эколого-геологических условий и ее оценка 18
1.4. Современное состояние проблемы оценки состояния эколого-геологических условий 27
Выводы к главе 1 34
Глава 2. Характеристика геологической среды территории г. Гомеля и ее экологических функций 37
Выводы к главе 2 49
Глава 3. Характеристика техногенных воздействий 51
3.1. Функциональное зонирование территории г. Гомеля 51
3.2. Источники и особенности физического воздействия 58
3.3. Источники и особенности химического воздействия 68
3.4. Источники и особенности биологического воздействия 90
Выводы к главе 3 91
Глава 4. Оценка измененности геологической среды г.Гомеля 98
4.1. Типизация геологической среды по степени устойчивости к техногенному загрязнению 98
4.2. Оценка измененности геологической среды г. Гомеля 112
Выводы к главе 4 115
Глава 5. Характеристика геоэкосистемы территории г. Гомеля 117
5.1. История развития геоэкосистемы 117
5.2. Состояние фитоценозов 120
5.3. Состояние зооценозов 126
5.4. Медико-санитарное состояние населения 129
Выводы к главе 5 146
Глава 6. Оценка состояния эколого-геологических условий урбанизированных территорий 152
6.1. Методика оценки состояния эколого-геологических условий урбанизированных территорий 152
6.2. Оценка состояния эколого-геологических условий территории г. Гомеля 160
Выводы к главе 6 173
Заключение 174
Литература
- Представления об эколого-геологических системах
- Характеристика геологической среды территории г. Гомеля и ее экологических функций
- Функциональное зонирование территории г. Гомеля
- Типизация геологической среды по степени устойчивости к техногенному загрязнению
Введение к работе
Актуальность темы. Рост урбанизации, сопровождающийся активизацией природных процессов и явлений, приводит к значительным изменениям окружающей, в т.ч. геологической среды. Эти изменения происходят со скоростью,значительно превышающей способность организмов адаптироваться в соответствии с изменившейся обстановкой. Экологический кризис представляет собой реальную опасность; практически в каждом регионе стремительно развиваются кризисные ситуации. Состояние экосистем в пределах урбанизированных территорий определяется интегральным состоянием всех абиотических сред, а также социально-экономическими факторами. Выражение влияния состояния геологической среды через биогеохимические и другие критерии, показатели здоровья населения до сегодняшнего дня остается проблематичным. Решение этого вопроса напрямую связано со специфическим видом познавательной деятельностью человека - с оценкой.
В настоящее время методика эколого-геологической оценки урбанизированных территорий остается все еще недостаточно разработанной. Это подтверждается как существующими нормативно-методологическими документами, так и множеством публикаций в научной литературе, посвященных этой проблеме. Главным недостатком в области эколого-геологических оценок является отсутствие обобщающих понятий, согласованных представлений, общих принципов и методик их определения.
Цель и задачи исследований. Целью работы является оценка состояния эколого-геологических условий территории г. Гомеля. Для достижения поставленной цели были поставлены и решены следующие задачи:
1. Дано обоснование выбора территории апробации теоретических построений и представлена ее развернутая характеристика, определяющая экологические функции литосферы. .
2. Определены границы, пространственное положение, строение и эволюция эколого-геологической системы территории г. Гомеля.
3. Проведен анализ источников техногенного воздействия на территории г. Гомеля и создан комплект карт ареалов концентраций основных загрязнителей геологической среды.
4. Установлены факторы устойчивости геологической среды г. Гомеля к техногенным воздействиям. Дано обоснование принципов и методики районирования урбанизированных территорий по степени устойчивости геологической среды.
5. Проведена оценка техногенной измененности геологической среды г. Гомеля.
6. Определены наиболее значимые из воздействующих на основные биотические компоненты факторов геологической среды с доведением цепи межкомпонентных связей до конечного звена - состояния здоровья населения города.
7. Выявлена взаимосвязь в бинарной системе «население - геологическая среда», выраженная соответствием пространственного распределения качественных и количественных медико-санитарных показателей и параметров современного состояния эколого-геологических условий.
8. Разработаны состав, структура и содержание оценки состояния эколого-геологических условий, позволяющей учитывать тематические, пространственные и динамические эколого-геологические критерии.
9. Предложена методика построения карты состояния эколого-геологических условий урбанизированной территории, основанная на оценке современного состояния экологических функций литосферы и биотического компонента в целом.
Объект и предмет исследования. Диссертация является результатом многолетних исследований автора за время работы на геолого-географическом факультете и учебы в аспирантуре Гомельского государственного университета им. Ф. Скорины в период с 1994 по 2001 г.г., а также работы на кафедре географии Витебского государственного университета им. П.М. Машерова в 2001-2004 г.г. В основу диссертации положены материалы, полученные при непосредственном участии автора в ходе проведения комплекса полевых геолого-геофизических и топографо-геодезических работ на территории г. Гомеля в период с 1994 по 2000 г.г. Исследования дополнены анализом фондовых материалов Гомельского госуниверситета (1990-2000 г.г.), ПО «Белгеология» (1983-1994 г.г.), Белорусского научно-исследовательского центра «Экология» (1994 г.) и отдела здравоохранения Гомельского горисполкома (1993-2001 г.г.).
Объектом исследований являются верхние горизонты литосферы г. Гомеля как абиотический компонент эколого-геологической системы урбанизированной территории. Предмет исследований - функциональные связи в системе «техногенно измененная литосфера - биота».
Методика исследований и достоверность результатов. Исследования проводились с помощью современных полевых и лабораторных методов, для обработки результатов использованы геоинформационные (ГИС) технологии. Для изучение геофизических полей использованы результаты профильных и площадных гравиметрических, радиометрических (по альфа- и гамма-излучению) работ, локальных термометрических наблюдений. Геохимические поля (загрязнение грунтов и подземных вод) изучены химико-аналитическими методами в лабораторных условиях по стандартным методикам. Математическая обработка фактологической информации выполнялась автором с использованием прикладного пакета программ «SURFER», статистические расчеты при помощи программного продукта «STATISTICA-6.0». Моделирование геологической среды осуществлено на основе специализированного программного обеспечения Российского предприятия «CREDO-GEO» (Санкт-Петербург), установленного и функционирующего в лаборатории «Мониторинг геологической среды» Гомельского госуниверситета им. Ф. Скорины. Корректировка моделей и оформление картографических материалов осуществлялось на базе программных пакетов «Photoshop» и «CorelDRAW». Комплексное сочетание этих методов позволило получить надежные и достоверные научные результаты.
Научная новизна работы заключается в следующем.
1. Составлены карты инженерно-геологического районирования, частные карты эколого-геологических условий, измененности геологической среды, а также карта состояния эколого-геологических условий территории г. Гомеля.
2. Впервые разработана типизация источников техногенного воздействия г. Гомеля, каждый из которых характеризуется конструктивно-функциональными особенностями, положением и направленностью воздействия в пространстве, размерами зоны воздействия, характером и продолжительностью воздействия.
3. Выявлена взаимосвязь в бинарной системе «население - геологическая среда», выраженная соответствием пространственного распределения качественных и количественных медико-санитарных показателей и параметров современного состояния эколого-геологических условий.
4. Разработан состав, структура и содержание оценки состояния эколого-геологических условий, позволяющей учитывать тематические, пространственные и динамические эколого-геологические критерии, основанная на анализе легко доступной информации официальной статистики.
5. Предложена новая методика построения карты состояния эколого- " геологических условий урбанизированной территории, основанная на оценке современного состояния экологических функций литосферы и биотического компонента в целом, позволяющая качественно и количественно отразить наиболее значимые факторы геологической среды и пути их воздействия на условия проживания городского населения. Защищаемые положения. Результаты исследований сформулированы в виде следующих защищаемых положений.
1. Впервые в условиях урбанизированной территории, подвергшейся значительному техногенному воздействию, разработаны состав, структура и содержание оценки состояния эколого-геологических условий, заключающейся в последовательном использовании и взаимном учете тематических, пространственных и динамических эколого-геологических критериев, выборе наиболее значимых из воздействующих на основные биотические компоненты факторов с доведением цепи межкомпонентных связей до конечного звена - состояния здоровья населения города, для рассмотрения которого в качестве одного из основных интегральных показателей, отражающего состояние окружающей, в том числе и геологической среды, учтены результаты комплексного анализа медико-санитарных показателей.
2. Выявлена взаимосвязь в бинарной системе «население - геологическая среда», выраженная соответствием (соотношением) пространственного распределения качественных и количественных медико-санитарных показателей и параметров современного состояния эколого-геологических условий, учитывающая, что для каждой отдельной эколого-геологической обстановки определяющими являются не отдельные компоненты геологической среды, а их комплекс, состояние которого выражает поражающее действие техногенных источников.
3. Предложена новая методика построения карты состояния эколого-геологических условий урбанизированной территории, основанная на оценке современного состояния экологических функций литосферы и биотического компонента в целом, заключающаяся в последовательном наборе и минимизации числа признаков и определении границ разделения многомерных совокупностей путем дискриминантного анализа, позволяющая качественно и количественно отразить наиболее значимые факторы и пути их воздействия на условия проживания городского населения.
Практическое значение работы.
Основные положения диссертационной работы использованы научно-исследовательской лабораторией «Мониторинг геологической среды» геолого-географического факультета Гомельского госуниверситета им. Ф. Скорины при выполнении научно-исследовательской работы по заданию 08 региональной научно-технической программы по Гомельской области «Оценить состояние и дать прогноз изменения инженерно-геологических условий территории г. Гомеля под влиянием техногенной нагрузки».
Результаты исследований представляют собой составную часть комплекса практических мер, направленных на оптимизацию процесса территориального планирования и управления территориальным развитием городских агломераций. Они могут быть использованы администрациями, проектными и изыскательскими организациями городов для принятия проектных решений при капитальном строительстве и реконструкции зданий и сооружений, областными комитетами природных ресурсов и охраны окружающей среды при создании системы мониторинга геологической среды городов, а также служить информационной базой при обосновании и разработке региональной экологической политики.
Апробация работы. Основные положения и выводы работы были изложены в 21 публикации в сборниках научных трудов и конференций. Результаты исследований докладывались на научно-технической конференции, посвященной 70-летию БелНИГРИ, «Минерально-сырьевая база Республики Беларусь: состояние и перспективы» (Минск, 1997), международной научно-практической конференции «Экология и молодежь. Исследования экосистем в условиях радиоактивного и техногенного загрязнения окружающей среды» (Гомель, 1998), международной научной конференции «Тепловое поле Земли и методы его изучеция» (Москва, 1998), научно-практической конференции молодых ученых «Молодежь и экологические проблемы современности» (Гомель, 1999), международной научно-практической конференции «Региональные проблемы социально-экономического и геоэкологического развития Беларуси и сопредельных территорий» (Могилев, 2002), международной научной конференции «Экологическая геология и рациональное недропользование (Экогеоло-гия - 2003)» (Санкт-Петербург,2003), сессиях Научного совета РАН «Сергеевские чтения» (Москва, 2003, 2004), всероссийской конференции с международным участием «Геодинамика и геологические изменения в окружающей среде северных регионов» (Архангельск, 2004), международной научной конференции, посвященной 70-летию географического факультета БГУ (Минск, 2004), международной научно-практической конференции «Экология фундаментальная и прикладная: Проблемы урбанизации» (Екатеринбург, 2005). Результаты работы неоднократно обсуждались на научных семинарах кафедры геологии и разведки полезных ископаемых Гомельского государственного университета им. Ф. Скорины (1994-2001), кафедры географии Витебского государственного университета им. П.М. Машерова (2002-2005), научных конференциях преподавателей и сотрудников Витебского государственного университета им. П.М. Машерова (2003, 2005) и кафедры инженерной и экологической геологии геологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова (2003).
Структура и объем работы. Работа состоит из введения, шести глав, заключения и списка литературы общим объемом 197 страниц машинописного текста. Содержит 42 рисунка, 18 таблиц. Список использованной литературы включает 196 наименований.
Работа выполнена под руководством доктора геолого-минералогических наук, член-корреспондента РАЕН, профессора В.А. Королева, которому автор глубоко признателен. Автор приносит глубокую благодарность кандидату геолого-минералогических наук, доценту А.Н. Галкину за всестороннюю поддержку и помощь на всех этапах выполнения работы. Автор также выражает искреннюю благодарность сотрудникам геолого-географического факультета Гомельского госуниверситета им. Ф. Скорины, Витебского госуниверситета им. П.М. Машерова и коллективу кафедры инженерной и экологической геологии МГУ им. М.В. Ломоносова за внимание, ценные рекомендации и замеча- ния, которые способствовали завершению работы.
Представления об эколого-геологических системах
В настоящее время для решения ряда задач, связанных с охраной геологической среды в пределах городских агломераций и промышленных районов, эффективными оказались методы новой ветви геологии — экологической геологии, становление и развитие которой приходится на последнее десятилетие.
Существование научного метода экологической геологии предполагает наличие особенного, присущего только данной науке объекта исследования. Таким объектом в экологической геологии является, согласно В.Т. Трофимову и Д.Г. Зилингу [164], верхняя часть литосферы (включающая подземные воды и газы) как абиотическая компонента экосистем высшего уровня организации, или, рассматривая объектное поле экологической геологии с позиций системного подхода, своеобразная эколого-геологическая система.
Основной задачей экологической геологии является изучение функциональных зависимостей между состоянием эколого-геологических условий литосферы и ее компонентов (средой обитания) и состоянием биоты, включая человека. Главным образом исследуется воздействие «неживого» на «живое» в системе «литосфера - биота» или «техногенно измененная литосфера - биота». Эта система с содержательной точки зрения является эколого-геологической системой, под которой понимается определенный объем литосферы как геологический компонент природной среды с находящейся в ней и на ней биотой и включающей в себя три подсистемных блока - литосферный (абиотический), биоту (биотический) и источников воздействия техногенного и природного происхождения [187]. При этом все подсистемные элементы тесно связаны причинно-следственными прямыми и обратными связями, что обеспечивает внутреннее единство системы.
Системный подход при проведении эколого-геологических исследований может быть реализован с использованием функционального анализа, позволяющего определить пути и способы достижения стабильного развития эколо-го-геологическими системами. Большой опыт в формировании методологической основы, а также применении функционального анализа как ключевого метода эколого-геологических исследований имеют В.Т. Трофимов, Д.Г. Зилинг, Г.А. Голодковская, М.Б. Куринов, И.И. Косинова и др. [37-39,90,91,95,129, 139,168,175].
Так, под эколого-геологической системой они понимают открытую динамическую систему, в которой в качестве подсистемных элементов выступают источник воздействия (техногенный, природный), геологический компонент природной среды и экологическая мишень, тесно связанные прямыми и обратными причинно-следственными связями, обусловливающими ее структурно функциональное единство (рис. 1.1). В основе выделения эколого-геологической системы авторами были положены представления о наличии всеобщей связи между биотическими, социальными и геологическими компонентами природной среды. Использование в экологической геологии в качестве объекта исследования эколого-геологической системы позволило объединить в особое множество группу весьма разнородных объектов природного, техногенного и социального генезиса. Согласно [164], отличием эколого-геологической системы является то, что ее границы определяются в первую очередь экологическими последствиями, а функционирование ее предполагает воздействие техногенных или природных источников на геологический компонент природной среды, его реакцию на это воздействие и экологические последствия, отмечаемые в техно-, био- и социосферах.
Развитие рассматриваемой системы происходит согласно общепринятому в экологии принципу эколого-системной направленности эволюции, который предполагает, что любые эволюционные изменения в конечном итоге обусловлены экологическими факторами и системными особенностями развития эволюционирующей совокупности [39, 136]. Рис. 1.1. показывает, что экологические последствия воздействия оказывают непосредственное влияние не только на геологический компонент природной среды, но и на подсистему источников воздействия, тем самым коренным образом изменяя состояние остальных под-системных элементов.
Основа эколого-геологической системы формируется из множества элементарных причинно-следственных цепочек прямых и обратных связей между подсистемами источников воздействия (В), геологического компонента природной среды (А) и экологической мишени (М) [164]. Воспринимая влияние от источников воздействия (подсистема В), геологический компонент природной среды (подсистема А) оказывает непостредственное воздействие через антропогенные геологические процессы и явления на социо-экономические и биологические объекты. При этом ядром эколого-геологической обстановки-системы является . геологический компонент природной среды.
Функционирование эколого-геологической системы обусловливается наличием между выделенными элементами структурных и функциональных связей, которые формируют некое поле взаимодействий, являющееся «скелетом» эколого-геологической системы, его структурно-функциональным устройством. Структурные связи определяют архитектуру системы, пространственное расположение основных элементов, жесткость пространственно-временного устройства, контролируют миграционные потоки вещества и энергии. По генезису эти связи могут быть геохимическими, гидрогеологическими, геофизическими, механическими и др. Выделение этих связей позволяет создать общую структуру системы, необходимую для ее изучения и прогноза поведения. Для каждого иерархического уровня конкретного объекта по мере необходимости может быть построена общая структура этих связей. Функциональные связи выражают зависимости между источником воздействия и геологическим компонентом природной среды, между геологическим компонентом природной среды и экологической мишенью. В последнем случае эти связи могут быть определены как экологические функции литосферы. Оценка их значимости реализуется на начальном этапе путем построения моделей, отражающих структурно-функциональное устройство эколого-геологической системы [39].
По мнению Г.А. Голодковской и М.Б. Куринова [39], при выделении эко-лого-геологических систем на территории исследований в зависимости от целей и сложности эколого-геологической обстановки целесообразно выделять не менее трех уровней (типов моделей) системы - элементарную, простую и сложную. При этом, элементарный уровень системы (элементарная система) базируется на конкретном виде воздействия и формирует одномерное пространство причинно-следственных связей в виде множества цепочек элементарных связей. Например: воздействие -» геологический компонент -» эко- -логическая мишень: в результате дорожного строительства происходит перехват поверхностного и подземного стока, подъем уровня грунтовых&од, заболачивание и подтопление территории, имеющие негативные экологические последствия - угнетение растительности, изменение биоценозов.
Характеристика геологической среды территории г. Гомеля и ее экологических функций
Геологическая среда Гомельской городской агломерации сформировалась в процессе длительного геологического развития территории, которое обусловило пространственное распространение пород различного возраста и генезиса, разного состава и состояния, с различными свойствами, характер рельефа, особенности гидрогеологических условий, количество и мощность водоносных горизонтов, их взаимосвязь друг с другом. Все это предопределило внутреннюю сложность структуры геологической среды и специфику современного проявления ее экологических функций, определяющих степень (уровень) благоприятности и возможности проживания живых организмов, в том числе городского населения.
Наиболее полно пространственные закономерности свойств геологической среды могут быть выявлены при проведении естественно-исторического смешанного (регионального и типологического) инженерно-геологического районирования [36, 170].
Выбору критериев районирования предшествовал анализ инженерно-геологических условий исследуемой территории [26,188]. Среди наиболее общих признаков, определяющих инженерно-геологические условия местности, наиболее существенными являются морфометрические особенности рельефа и геологическое строение верхних горизонтов земной коры (рис. 2.1).
Анализ инженерно-геологических условий территории г. Гомеля показывает, что нижняя граница зоны влияния техногенной составляющей эколо-го-геологической системы на компоненты геологической среды в основном определяется глубиной залегания слабопроницаемой, выдержанной по простиранию песчано-глинистой толщи эоцена-олигоцена (киевская и харьковская свиты), рассматриваемой как региональный относительный водоупор [108,112, 167]. В речных долинах, где существуют глубокие эрозионные врезы, четвертичные водоносные горизонты тесно связаны с водоносными отложениями бучакской свиты эоцена (рис. 2.2). Поэтому, изучение геологического разреза здесь целесообразно проводить до верхних горизонтов палеоцена.
Изложенные положения определяют выбор критериев, использованных при районировании исследуемой территории. При этом учитываются строение, мощность и состав отложений верхних горизонтов земной коры (палеоген-четвертичный комплекс), наличие или отсутствие в разрезе слабопроницаемых глинистых отложений, их состав и мощность, генезис и морфометрические характеристики рельефа.
Геологическое строение, гидрогеологические условия, характер рельефа юго-востока Беларуси, включая территорию г. Гомеля, изучены и описаны достаточно подробно в научной литературе [4, 9, 14, 23, 24, 28-30, 33, 42, 56, 58,60,62,69, 70, 79, 82,108,112,120,146]. Кроме того, в районе Гомеля в разные
В соответствии с общей схемой инженерно-геологического районирования Восточно-Европейской платформы, территория Гомеля и его окрестностей расположена в зоне сочленения двух регионов второго порядка - Воронежской антеклизы и Днепровско-Донецкой синеклизы и ее обрамления [70], на стыке двух геоморфологических районов [131], в соответствии с которыми автором выделены две инженерно-геологические области (рис. 2.3) [26, 112]. В ложе четвертичной толщи преобладают палеогеновые песчано-глинистые отложения. Мощность четвертичного чехла составляет преимущественно 20-50 м, на отдельных участках этот показатель уменьшается до 10-15 м. В разрезе преобладают среднечетвертичные ледниковые отложения припятского горизонта. Для области характерно распространение покровных супесей и суглинков поозерского возраста. Грунтовые воды залегают на различных глубинах - от 1 до 10 и более метров. Пьезометрические уровни постоянно устанавливаются ниже зеркала грунтовых вод.
Особенностью инженерно-геологических условий области А является активное проявление ресурсной экологической функции геологической среды, выраженное в длительном градостроительном освоении: районы в границах центральной части города (на правобережье р. Сож) были застроены уже в конце XIX - начале XX вв. Это привело к значительным изменениям рельефа за счет планировки и накопления техногенных отложений, мощность которых на отдельных площадках достигла 3-10 м. Дальнейшее освоение территории области приходится на 50-е - 70-е годы прошлого столетия (микрорайоны Сельмашевский, Западный, Аэродром и др.) [41].
Совокупность геолого-гидрогеологических условий области обусловила развитие в ее пределах определенных геологических и инженерно-геологических процессов, отражающих проявление геодинамической экологической функции геологической среды. Наиболее характерными из них являются овражная эрозия, плоскостной смыв, мелкие оползни по бортам оврагов и мелких речек, образование верховодки на водоразделах, заболачивание, загрязнение грунтов и подземных вод. В процессе строительного освоения области планировка территории и засыпка оврагов привели к некоторому затуханию плоскостного смыва и оврагообразования. Одновременно засыпка оврагов и речек обусловила возникновение линейной суффозии вдоль засыпанных водотоков. Развитие этого процесса вызывает оседание поверхности земли на локальных участках, сопровождающееся деформациями асфальтовых покрытий, подземных коммуникаций [166].
Вторая инженерно-геологическая область в историко-геологическом аспекте рассматривается как область унаследованного развития речных долин (область Б), совпадает с границами современной долины реки Сож и ее притоков и занимает большую часть исследуемой территории, пересекая ее с северо-востока на юг, юго-запад (см. рис. 2.3).
История развития долины р. Сож определила своеобразный характер строения геологической среды, особенности ее рельефа и гидрогеологической обстановки. Долина имеет асимметричное строение с преимущественным развитием террас на правом берегу. Наибольшей ширины она достигает в южной части города, где уже за его пределами сливается с долиной р. Днепр. В долине выделяются две надпойменные террасы и пойма.
Функциональное зонирование территории г. Гомеля
Пространственная организация Гомельской городской агломерации имеет сложную структуру, основной частью которой являются промышленная и селитебная зоны, отличающиеся между собой степенью негативного воздействия на состояние всех компонентов эколого-геологической системы. Воздействие каждой зоны в значительной мере преобразует естественное состояние геологической среды, трансформируя тем самым ее экологические функции.
Современный этап развития урбанизации в г. Гомеле характеризуется большими масштабами техногенных нагрузок и существенными различиями экономических и социальных условий в разросшихся районах города. В связи с этим актуально выявление взаимоотношений структуры городского хозяйства с дифференциальным характером и уровнем его воздействия на окружающую среду. При этом наряду с используемым в градостроительстве критерием гигиенического благополучия важны и такие оценочные критерии, как устойчивость экосистем во времени, скорость и масштаб реакции природной среды на те или иные воздействия и т.п. [41].
Изучение складывающихся изменений природных компонентов позволяет выявить определенные закономерности взаимодействия между геологической средой и градостроительными объектами, интенсивность инженерно-геологических процессов и соответствующих процессов, проявляющихся в природных системах и социотехносфере.
Воздействие на геологическую среду определяется тремя основными признаками: характером, интенсивностью и длительностью, о которых можно судить по градостроительным характеристикам, предполагающим все три признака воздействия. С точки зрения воздействия на геологическую среду суще ственны также показатели: а) характера застройки (технический уровень исполнения, использование и современная оценка социальной ее значимости и т.п.); б) функциональное назначение застройки (жилье, производство, общественное назначение); в) пространственная структура застройки (плотность, этажность, распределение застроенных и открытых пространств и т.п.) [118].
Функциональное зонирование и планировочная структура являются наиболее консервативными средоформирующими факторами, в связи с чем пространственная неоднородность полей загрязнения природных сред в пределах пятна городской застройки достаточно стабильна во времени. Положенный в основу планировочного решения генерального плана Гомеля (Гомельграждан-проект, 1974) принцип создания комплексных промышленно-селитебных районов привел к мозаичному чередованию функционального назначения [196], что обусловило формирование неблагоприятной экологической ситуации во многих селитебных районах города. Комплексные промышленно-селитебные районы сформировались во всех планировочных районах города (Сельмашев-ском, Северо-Восточном, Юго-Западном, Центральном, Новобелицком).
Гомель, как большинство крупных городов, развивается по принципу компактного наращивания территории. За период 1980-89 г.г. пятно городской застройки выросло почти на 1500 га за счет промышленного и селитебного строительства [196]. Компактная модель крупного города с развитой промышленностью, в т.ч. экологически неблагоприятной, является наиболее неудачной в экологическом отношении, поскольку способствует проявлению негативных последствий градостроительного освоения в результате изменения климатических условий, локализации выбросов загрязняющих веществ с разнонаправленным токсичным воздействием, часто усиливающих друг друга, и снижением санирующих функций городских ландшафтов.
При дефиците земель новое жилищное строительство ведется на намывных территориях [166], что приводит к негативным экологическим последствиям как для города, за счет снижения функций поймы, так и для населения новых микрорайонов, где отмечается большая повторяемость неблагоприятных метеорологических ситуаций, активизация процессов накопления загрязняющих веществ.
Многоквартирная застройка осуществляется на сносе индивидуальной застройки и в развитии сложившихся и формирующихся жилых районов Гомеля, продолжая относительно непрерывный характер освоения городского пространства, но при малоэтажной застройке [41].
Помимо чрезвычайно плотной улично-дорожной сети, город расчленен железнодорожными магистралями, которые включают элементы путевого хозяйства (разъезды, станции, депо и др.). Общая площадь земель внешнего транспорта, а также улиц и площадей, где преимущественно локализуются транспортные выбросы, составляют около 11,4% площади города [196]. Учитывая, что территорию города пересекают магистрали международного значения (Санкт-Петербург-Одесса, Минск-Гомель-Брянск), сеть линейных дорог областного значения (Гомель-Калинковичи, Гомель-Жлобин, Гомель-Ветка, Гомель-Кореневка, Гомель-Добруш, Гомель-Костюковка), уровень загрязнения геологической среды на прилегающих к магистралям территориях довольно высокий как по акустическим характеристикам, так и по химическим.
Транспортные потоки через Гомель следуют по улицам: Советская, Интернациональная, Фрунзе, Ильича, Барыкина, Луначарского, Добрушская, пр-т Космонавтов, Полесская, Хмельницкого, Речицкое шоссе, соединяя зоны высокой плотности химического загрязнения в промышленных узлах города с зонами повышенного уровня загрязнения геологической среды магистралей и прилегающих к ним территорий.
Сложившаяся радиально-веерная улично-дорожная сеть города имеет очертания неправильной полуокружности с ядром в центре [41], что приводит к возрастанию транспортных потоков через центр и формированию там зон акустического дискомфорта.
Типизация геологической среды по степени устойчивости к техногенному загрязнению
История развития геоэкосистемы территории Гомельской городской агломерации тесным образом связана с последним этапом геологического развития Земли — голоценом. В это время уже сформировались современный рельеф поверхности и гидрографическая сеть, а также окончательно определились растительный и животный мир [127,163].
Как свидетельствуют многочисленные исследования [28, 130, 145, 159], на рубеже позднеледниковья и голоцена в пребореальное время (около 10 тыс. лет тому назад) на исследуемой территории, как и всей Белоруссии, произошли значительные климатические изменения. Палинологические и палеокарпологи-ческие данные [28, 159] свидетельствуют, что на территории республики осуществлялся переход от холодолюбивой к теплолюбивой растительности. В Белорусском Полесье стали преобладать сосновые леса, на фоне которых встречались островки широколиственно-хвойных лесов на моренных суглинках и супесях. Из недревесной растительности были распространены полыни, осоки, маревые, из споровых- плауны, мхи, папоротники [130, 145].
Климатические особенности и характер растительности во многом определили своеобразие рельефообразующих процессов того времени. В береговой зоне речных долин Днепровского бассейна (p.p. Сож, Ипуть, Уза) продолжала развиваться овражно-балочная сеть. Характерными для того времени были также плоскостной смыв, оползни. В долинах накапливались аллювиальные отложения пойменных террас [28,130].
В бореальный период продолжалось потепление климата [159]. Структура растительного покрова стала более разнообразной. В Полесье господствовали сосновые и широколиственно-сосновые леса. Широко проявились процессы заболачивания, в наибольшей степени распространились эвтрофные (древесно-тростниковые и древесно-осоково-сфагновые), которые возникли путем зарастания озерных котловин, а также при заболачивании суходолов. В реках накапливались пойменные отложения, представленные гумусированными песками, супесями и суглинками. Продолжалось развитие гидрографической сети. Завершилось формирование первой надпойменной террасы. Водно-эрозионные и дефляционные процессы получили развитие только локально. Несколько активизировалось проявление суффозии [28,130].
Атлантический этап (8000-5000 лет тому назад) - климатический оптимум голоцена. Теплый и влажный климат рассматриваемого периода благоприятствовал расселению на исследуемой территории широколиственных пород и расширению, видового разнообразия растительных ассоциаций. Здесь произрастали сосновые и широколиственно-сосновые леса, среди широколиственных пород главную роль играл дуб [145].
Из-за влажности климата широкое развитие в атлантическом периоде получили болотообразовательные процессы. В Полесье повысился уровень грунтовых вод, образовались мелководные зоны озер, произошло формирование перегнойно-глеевых почв. Это привело к развитию черноольховых лесов. Происходило эвтро-фирование водоемов. Мелководные озера стали постепенно превращаться в низинные торфяники.
Процессы плоскостной эрозии, дефляции в атлантическое время были подавлены. В долинах рек продолжалось накопление пойменного аллювия, некоторое усложнение овражно-балочных систем [130].
В суббореальное время (5,0-2,5 тыс. лет тому назад) изменение климата способствовало перестройке лесной растительности. На территории Белорусского Полесья формировался своеобразный растительный покров, основу которого составляли сосновые и широколиственные леса.
В суббореале активно протекал болотообразовательный процесс, несколько замедлившийся, вероятно, в позднеатлантическое время. Но в целом скорость накопления торфа была меньше, чем в атлантике. Развивалось также оврагообразование, увеличивались скорости плоскостного смыва. В оврагах, балках, долинах рек, озерах происходило накопление осадков. В долинах рек Черноморского бассейна (Днепр, Сож и др.) в суббореальное время продолжала свое развитие низкая пойма [130].
С суббореальным периодом связано появление на территории г. Гомеля и его окрестностей первых поселений человека. Как свидетельствуют археологические раскопки [154] основным занятием первобытных людей было охота и рыболовство. Влияние человека на природную среду было малоактивным, следы его деятельности были чуть более заметными, чем следы обитания животных того времени [163].
В наступившее субатлантическое время (2500 лет тому назад — настоящее время) антропогенная деятельность усилилась. В это время продолжалось похолодание и увлажнение климата, что привело к некоторому подъему уровня грунтовых вод и трансгрессии озер. Усилились процессы заболачивания в понижениях. Процессы морфогенеза приобрели современный вид. В растительном покрове все шире развивалась дифференциация, на которую накладывалось антропогенное влияние [163].
Бронзовый век, железный век, вплоть до VII века н.э. наложили свой отпечаток на современное состояние окружающей среды. От этих этапов контакта человека и природной среды до нашего времени в окрестностях Гомеля сохранились курганные могильники, по существу ставшие той изначальной искусственной формой, от которой берет начало длительный процесс преобразования среды, реконструкции таких компонентов ландшафта как растительность, почвы, мелкие реки и озера [36].
В последующие столетия, вплоть до X века, идет расселение славян. Обработка земли начинает доминировать над охотой и рыболовством. Целые столетия господствует подсечное земледелие, когда выжигался лес, а его остатки выкорчевывались. Использовалась очищенная земля в течение 3-4 лет. Затем, таким образом, осваивались новые земли. Равновесие между природой и человеком, поддерживавшееся веками, было нарушено, и подсечное земледелие за короткий срок свело обширные лесные массивы [36, 41].
В конце первого тысячелетия нашей эры на правобережье р. Сож был основан Гомель. Впервые Гомель упоминается в Ипатьевской летописи как владение Черниговского князя в 1142 г. Свыше восьми с половиной веков назад Гомель являлся достаточно крупным политическим, торговым и культурным центром Восточной Славии. Археологические материалы дали возможность сделать такой вывод: уже в конце X - начале XI веков Гомель, выросший на месте восточнославянских поселений IX века, был поселением городского типа. В городе были развиты железообрабатывающее, ювелирно-бронзолитейное, гончарное, деревообрабатывающие, косторезное, оружейные ремесла. Торговые пути связывали его с Киевом, Черниговом, Смоленском, Волынью, Северной Русью, Византией. До начала XIII века Гомель был одним из крупнейших городов на земле радимичей [41,154,181].
