Млн. человек

 

Регион	Высота пояса над уровнем моря, м (доля в площади суши, %)	Насе­ление (все­го), млн. чел.	Доля в насе­лении плане­ты
	Ниже 500 (52)	От 500 до 1000 (20)	От 1000 до 2000 (16)	Выше 2000 (12)
Европа			-	-		11,5
Азия						61,0
Африка						13,6
Северная и Централь­ная Америка						7,7
Южная Америка						5,7
Австралия и Океания				-		0,5
Суша в целом

При этом на приморских землях, находящихся ниже 10 м аб­солютной высоты и составляющих только 2% суши, живет 10% населения Земли.

Об уровне освоения человечеством геотехнопространства можно судить по показателю плотности населения. Так, при средней плотности населения 45 чел./км², на низинных землях (до 10 м абсолютной высоты) она составляет 225 чел./км², а в це­лом по высотным поясам суши колеблется от 8 до 66 чел./км² (рис. 6).

Рассмотрим региональную дестабилизацию окружающей среды прежде всего сквозь призму технолитоморфных воздейст­вий на земную поверхность. В условиях стремительно расши­ряющейся и углубляющейся материальной деятельности челове­чества на поверхности и в недрах Земли представления о типах деятельностью геотехноморфологических объектов становятся особенно акту­альными. Исходя из принципа причинности образования, морфообъекты, обусловленные деятельностью человека, разделены на целенаправленно производственные и косвенно производст­венные (табл. 23).

Рис. 6. Распределение плотности населения по высотным поясам суши (данные на 2008 г.)

 

К целенаправленно производственным морфообъектам от­носятся рельефоподобные морфообразования (стационарные и подвижно-неподвижные): рельефоиды наземные, подземные, надводно-подводные, подводные и рельефиды наземные, воз­душные наземного базирования, подземные, подводные, надвод­но-подводные, перечень которых приведен в таблице 23. Как правило, рельефоиды и рельефиды формируются из искусствен­ного материала (вещества).

К типу целенаправленно производственных морфообъектов относятся также техногенносозданные формы рельефа (ги­пергипсометрические, гипогипсометрические, гипсометрически смешанные, подземные) и техногенноизмененные (гипергипсо­метрические, гипогипсометрические, гипсометрически смешан­ные), образованные технолитами и технолититами.

По данным таблицы 23 можно судить о разнообразии техногенносозданных и техногенноизмененных форм рельефа, увели­чивших (повысивших) или уменьшивших (понизивших) высот­ные отметки дотехногенной земной поверхности.

Кроме целенаправленно производственных техногенносозданных и техногенноизмененных объектов существуют и косвенно производственные формы рельефа, возникшие вследствие процессов от технологического толчка или от завершившегося мероприятия-действия. Например, добыча полезного ископае­мого непосредственно в недрах на основе тепловых, химических, гидродинамических процессов нередко влечет за собой образова­ние техноплагенных форм рельефа — мульд и котловин проседа­ния, провальных воронок и др. Заметим, что отождествление техноплагенных географических процессов с естественными природными процессами методологически некорректно и гене­тически неоправданно.

Среди косвеннопроизводственных морфообъектов различа­ются техноплагенновозникшие формы рельефа (гипергипсомет­рические, гипогипсометрические) и техноплагеннопотенциальные формы рельефа как возможное рельефопреобразующее про­явление производственной деятельности, повышающее или понижающее земную поверхность.

Как бы ни были неблагоприятны для человечества последст­вия техноморфогенных воздействий на земную поверхность и приповерхностную литосферу, вряд ли они остановят поступа­тельное развитие общества. В условиях многообразной нарастаю­щей производственной деятельности человека генетическое раз­личение природных (рельефообразующих) и техногеннообуслов-ленных (рельефопреобразующих) процессов и морфообъектов важно в практическом и прогнозном отношениях. Современное рельефопреобразующее воздействие на земную поверхность че­ловечество оказывает посредством своей многогранной практиче­ской деятельности, связанной с применением техники.

Мировоззренческая позиция в отношении рельефопреобразования принципиальна в формировании адекватных действи­тельности представлений о происхождении и овеществленности природных и техногенных морфообъектов. Это особенно акту­ально на современном этапе эволюции географической оболоч­ки, поскольку ход ее развития, состояние технолитоморфной составляющей окружающей среды в значительной мере опреде­ляются человечеством, в том числе в качестве планетарной морфолитопреобразующей силы.

Проблема технолитоморфной дестабилизации окружающей среды в конкретных локально-региональных обстановках стано­вится все острее. Например, в России ежегодно образуется около 7 млрд. тонн отходов (вскрышные породы, отходы обогащения, промышленности, производства и использования строительных материалов, шлаки, шламы и др.). Накопленные в отвалах и свалках токсичные и экологически опасные отходы составляют 1,6 млрд. тонн

 

 

 

 

 

 

Снижения качеств, устойчивости свойств окружающей среды с позиций жизнедеятельности человека в результате геотехноморфогенеза достаточно разнообразны. Их более полному позна­нию могут помочь типологические представления. Приведем не­которые, присущие прежде всего России, примеры, позволяющие в общих чертах судить о типах регионального проявления технолитоморфной дестабилизации окружающей человека среды.

Наиболее ощутимо влияние горнодобывающей промышлен­ности, особенно при открытом способе разработки месторож­дений угля, руды, нерудных полезных ископаемых. Карьеры, карьерные поля и сопутствующие им отвалы трансформируют морфолитогенный компонент окружающей среды, отчуждают сельскохозяйственные угодья. В России при открытой разработ­ке в среднем добыча 1 млн. тонн угля сопровождается отчужде­нием 20 га земельных угодий, а 1 млн. тонн железной руды — 3,2 га. Суммарная площадь карьеров и отвалов в России состав­ляет около 1,2 млн. га.

Карьерно-отвальный комплекс Курской магнитной аномалии (КМА) фактически уничтожил плодородные черноземные почвы. Из-за осушительных мероприятий в районах карьеров КМА резко снизились уровни подземных вод: в Губкине — на 100 м, в Курс­ке — на 60 м, в Белгороде — на 16 м. При этом возникла угроза за­грязнения подземных водозаборов КМА минерализованными во­дами глубоких горизонтов. Крупные карьеры и отвалы находятся в Криворожском железорудном бассейне. Значительные размеры имеют карьеры по добыче различных руд на Урале, в Восточной Сибири при открытой разработке месторождений химического сырья (Хибины, Вятско-Камский регион, Московская область и др.). Многочисленны карьеры по добыче нерудных полезных ис­копаемых — доломита (Ленинградская область), мела (Белгород­ская область), известняка (Липецкая область).

Возрастает площадь открытой угледобычи в Кузбассе, Канско-Ачинском бассейне в южной части Красноярского края, на месторождениях Якутии, Дальнего Востока. Крупные выем­ки-карьеры и отвалы образовались в Челябинском и Черемховском угленосных бассейнах.

Технолитоморфная дестабилизация окружающей человека среды в районах подземной добычи полезных ископаемых, как правило, проявляется неожиданно и поэтому особенно опасна. В целом в России объем пустот превышает 10 млрд. м³. Проваль­ные и просадочные деформации земной поверхности широко распространены в Тульской области вблизи угольных шахт, в Липецкой области над подземной выработкой железных руд.

Образование провалов происходит в районах городов Про­копьевск, Киселевск, Анжеро-Судженск в Кузбассе. Мульдообразные опускания земной поверхности формируются при добы­че угля в Южном Приморье, на Западном Сахалине.

Наряду с провально-просадочными деформациями земной поверхности в районах подземной добычи полезных ископаемых возникли терриконы, шахтные отвалы, сложенные нередко фитотоксичными породами. Например, в Ростовской области ат­мосферный воздух загрязняют 230 терриконов и отвалов уголь­ных шахт, из которых более 50 — горящие.

Негативное влияние на почвы, воды, растительность оказы­вают потоки различных загрязнителей от отвалов и терриконов. Потенциальными источниками локального загрязнения окру­жающей среды являются свалки коммунально-бытового мусора, золо-, шлако-, хвостохранилища и другие виды складирования твердых отходов.

К числу факторов, представляющих значительную опас­ность для созданных и строящихся инженерных сооружений, от­носится образование карстовых провалов. Современный карст приурочен к местам неглубокого залегания карбонатных пород в северных, северо-западных, центральных районах Русской рав­нины, в Поволжье, Предуралье, Восточной Сибири, Прибалтике, Приднестровье, Донбассе. На Северо-Уральских бокситовых месторождениях, а также на рудных объектах в Казахстане, Центральной Азии активизировались суффозионно-карстовые процессы с образованием воронок обрушения.

В связи со снижением уровня подземных вод в результате хо­зяйственной деятельности произошла активизация карстовых процессов на территории городов Москвы, Уфы и Дзержинска (Нижегородская область). Так, за последние 30 лет в Москве об­разовались 42 карстово-суффозионные провальные воронки диа­метром от нескольких до 40 м и глубиной от 1,5 до 5—8 м, в Дзержинске на площади 283 км² с 1935 по 1959 г. произошло 54 провала, а в Уфе за последние 65 лет зарегистрировано более 80 карстово-суффозионных провалов. Вследствие снижения уровня подземных вод возникли провальные воронки в городах Московской области — Серпухове, Коломне, Щелкове, Тучкове, Звенигороде, Подольске, Раменском, Жуковском. В последние десятилетия появились карстовые провалы вблизи Тулы, Ясной Поляны, на берегу Оки к юго-востоку от Рязани (г. Щекино). В качестве катализаторов карстового процесса выступают загряз­няющие подземные воды вещества, источниками которых явля­ются золоотвалы, свалки твердых отходов, полигоны складирова­ния вследствие нарушения или разрушения защитных конструк­ций, а также закачки жидких промышленных отходов

Карстовые провалы образовались на побережье Куйбышев­ского, Камского, Братского водохранилищ после их наполнения. Причем активизация карста охватила прибрежную полосу водо­хранилищ шириной 3—5 км. Подвержены оползневым и другим деформациям берега водохранилищ, протяженность которых в России составляет около 64 100 км (в 1,6 раза больше мор­ских). В береговых зонах Красноярского, Новосибирского, Брат­ского водохранилищ активизировалась овражная эрозия. По итогам изучения в течение четырех десятилетий побережий Братского и Усть-Илимского водохранилищ установлено, что интенсивность карстово-суффозионных, оползневых, обвальных процессов обусловлена, главным образом, колебаниями уровенного режима водоемов.

Наблюдения в районах распространения карбонатных пород показывают, что интенсивная эксплуатация подземных вод по­рождает ускоренное развитие карстовых провалов. Так, в штате Алабама (США) это привело к образованию более 40 тыс. карс­товых провалов размером от 5 до 15 м, отдельные карстовые во­ронки достигают 50—60 м в диаметре и 30 м в глубину.

Оседания земной поверхности под влиянием водоотбора, а также эксплуатации нефти и газа установлены в Японии, США, Мексике, Китае, России и др. Размеры оседания зависят от степени сжимаемости пород и величины водопонижения. В результате оседания подтапливаются города, деформируются здания и стволы вертикальных шахт, нарушаются подземные коммуникации, железные дороги, происходит перекос мостов и других сооружений.

Региональные масштабы приобрело опускание земной по­верхности на нефтяных месторождениях Западной Сибири, вы­званное дегидратацией и уплотнением глинистых пород на глуби­не 800—1500 м в результате отъема воды для за- и внутриконтурного заводнения. Оно инициировало миграцию болот, расширение заболачивания, подтопление городов и населенных пунктов.

Специфична техноморфогенная дестабилизация окружаю­щей среды в условиях многолетнемерзлых пород, распростра­ненных на 65% территории России. В зависимости от характера и направленности техногенных воздействий в грунтах криолитозоны возникают температурные, влажностные нарушения, а так­же изменения напряженного состояния их в массиве.

На территориях городов и поселков, по трассам трубопрово­дов и дорог вследствие удаления растительности, разрушения торфяного слоя зачастую происходит повышение температуры многолетнемерзлых пород, увеличение глубин сезонного отта­ивания, что нередко ведет к развитию термокарста. Деградация мерзлоты, образование термокарстовых западин, оседания по­верхности под сооружениями довольно частые явления на севе­ре Западной Сибири (п. Пунга, Лабытнанги, газопровод Мед­вежье — Надым и др.). При нарушении поверхностного стока в поселках и по трассам линейных сооружений развивается ов­ражная термоэрозия. Рост оврагов нередко достигает 10—25 м и более в год (п. Лабытнанги, г. Салехард, трубопроводы Мессояха — Норильск, Надым — Пунга и др.). Нарушения подземного и поверхностного стока насыпями, утечки вод из водонесущих сетей, удаления мохово-растительного покрова и другие явления приводят к повышению уровня грунтовых вод, подтоплению и заболачиванию в городах и поселках, по трассам дорог и трубо­проводов в Среднем Приобье.

Технолитоморфные воздействия, выражающиеся в измене­нии режима накопления снежного покрова, уничтожении расти­тельности, строительстве наземных инженерных сооружений, на­рушении теплообмена в приповерхностной толще, приводят либо к новообразованию многолетнемерзлых пород, либо к их деграда­ции в конкретных обстановках. Региональные масштабы в Запад­ной Сибири приобрело повышение уровня грунтовых вод.

На значительной территории Восточной Сибири верхние го­ризонты мерзлых толщ наиболее льдистые. Уничтожение мохово-торфяного покрова приводит к увеличению мощности сезонноталого слоя и протаиванию многолетнемерзлых пород сверху. Нарушения теплового режима в конкретных мерзлотных обста­новках могут вызвать просадки поверхности до 2 м на севере и до 5 м на юге Восточно-Сибирского региона.

Наряду с естественными развиты спровоцированные деятель­ностью человека оползни, обвалы, термокарст, торфокарст. В юж­ной зоне распространения многолетнемерзлых грунтов в зави­симости от условий оттаивания, промерзания, влияния хозяй­ственной деятельности деформации и осадки железнодорожных насыпей составляют в сезон от 0,1 до 1 м. Причем, в качестве ис­кусственного фактора деформаций и осадок насыпей отмечаются вибрационное воздействие поездов. Из-за подверженности желез­нодорожного полотна сильным деформациям 15% восточного уча­стка БАМа находится в потенциально опасном состоянии.

Прогнозирование изменений мерзлотных условий на основе исследования динамики многолетнемерзлого и сезонноталого слоя достаточно разработано для зданий и линейных сооруже­ний. Вместе с тем для территорий Западной и Восточной Сиби­ри, Дальнего Востока познание последствий инженерной дея­тельности весьма значимо в обеспечении устойчивости как воз­водимых сооружений, так и окружающей среды.

Широкое распространение получило подтопление город­ских территорий вследствие утечек воды из водонесущих сетей, подпора грунтовых вод подземными сооружениями, набереж­ными, инфильтрацией воды из водохранилищ, засыпкой естест­венных дрен (оврагов и ручьев), неблагоустроенностью и недо­статочностью стоков ливневой канализации. Перечисленные и другие факторы привели к подтоплению городских земель в ев­ропейской части страны, на Урале, в Западной Сибири, на Даль­нем Востоке. Всего в России подтоплено 819 городов из 1092. Существенному подтоплению подверглись Астрахань, Волго­град, Волжский, Саратов, Нижний Новгород, Новосибирск, Ир­кутск, Омск, Хабаровск, Томск, Тюмень, Махачкала, Москва, Санкт-Петербург, Краснодар, Тула, Волгодонск, Ростов-на-До­ну, Ярославль, Казань, Новгород, Псков, Тверь, Кизляр, Суз­даль, Белозерск. Для большинства из перечисленных городов присуще техноплагенное повышение уровня грунтовых вод в пределах 5—20 м.

На территории юга России, в Ростовской области обостряют­ся геоэкологические последствия техноплагенных подтоплений, обусловленные оросительными мелиорациями и нерегулируемы­ми шахтными водами ликвидированных шахт. Вследствие под­топления снижаются прочностные свойства грунтов, происходят деформации зданий, сооружений, подземных коммуникаций, до­рог, разрушаются фундаменты, затапливаются подвалы. С пере­увлажнением грунтов и жилья ухудшается медико-биологиче­ская обстановка, повышается уровень заболеваемости людей.

Одно из специфических выражений материальной (а имен­но морфолитопреобразующей) деятельности человека — это со­здание водонепроницаемых поверхностей. Рост площадей горо­дов и поселков городского типа в сельской местности с асфаль­тированными и бетонированными улицами, сети дорог в ряде регионов сказывается на увеличении поверхностного стока, по­рой вызывая наводнения. В условиях обильных дождей, быстро­го таяния снега водонепроницаемые застроенные поверхности городских агломераций в Германии, Великобритании, США и других странах в последние годы обусловливают наводнения ре­гионального масштаба. И в тропических регионах городские за­строенные территории, ускоряя поверхностный сток в сезон дождей, приводят к затоплению обширных площадей. Напри­мер, в Сан-Паулу (Бразилия) при наводнениях мосты теперь полностью оказываются под водой.

В последние три столетия произошло существенное расши­рение землепользования. Сельскохозяйственная обработка паш­ни и распашка новых земель, распространенные на всех континентах, нередко активизируют плоскостную и линейную эрозию почвенного покрова, провоцируют дефляцию почв, а в ряде мест — торфов (после осушения). В конце XX в. разной степени деградации были подвержены почти 2 млрд. га почв, из них: 55,7% из-за смыва и эрозионного разрушения; 27,9% посред­ством дефляции; 12,2% вследствие химических факторов; 4,2% по причине физического уплотнения и подтопления.

В России подвержены водной эрозии 40 млн. га и дефляции 20 млн. га почвы, что составляет более 1/4 площади всех сельско­хозяйственных земель.

Снижение плодородия почв — одно из проявлений ухудше­ния качества окружающей среды. Вследствие геотехноморфогенеза (расширения водонепроницаемых поверхностей, карьеров, рельефоидов и т. п.) происходит сокращение плодородного поч­венного покрова, что осложняет жизнедеятельность биосферы и человечества.

Проблема изменения климата и среды жизнедеятельности людей стала в последние десятилетия одной из острых для миро­вого сообщества. Как известно, конечная цель принятой Конвен­ции ООН об изменении климата (Рио-де-Жанейро, 1992) за­ключается в уменьшении выбросов углекислого газа и других парниковых газов до уровня 1990 г. Вместе с тем определяющая роль увеличения концентрации СO₂ в атмосфере в изменениях климата не находит подтверждения. Считается, что в настоящее время реальные данные не позволяют однозначно идентифици­ровать положительный тренд температуры в атмосфере с прояв­лением парникового эффекта.

В качестве существенных причин выявленных изменений приземной температуры воздуха рассматриваются значительные преобразования естественных ландшафтов, отепляющее влияние урбанизированных территорий. Поскольку в систему климатообразующих факторов входит подстилающая поверхность, обратим внимание на ряд данных об ее изменении за вторую половину XX в. (см. табл. 17). Напомним, что сведение лесов и распашка зе­мель в европейской черноземной лесостепи, где пашней занято 80% территории, привели к существенному ее остепнению (пре­образованию подстилающей поверхности). В результате про­изошло объединение лесостепи со степями Дона и Кубани в еди­ную пахотно-степную черноземную природно-антропогенную зо­ну. Вместе с тем пахотно-лесная природно-антропогенная зона захватила зону смешанных лесов и часть темнохвойной тайги в Европейской России. Такие антропогенные нарушения струк­туры и изменения свойств интегральной геоповерхности привели к трансформации теплового и водного режима обширных терри торий. Аналогичные формирования природно-антропогенных зон на месте мелколиственных лесов и лесостепи происходят и в За­падной Сибири. Все это сказывается на теплофизических и дина­мических свойствах атмосферы.

Рост площадей, занятых строениями, различными инженер­ными сооружениями, дорогами с твердым покрытием, увеличива­ет количество поглощаемой солнечной радиации и усиливает тер­мическую конвекцию. Усложнение пространственной структуры и степень поляризации морфообразований определяют геотехно-морфогенную шероховатость подстилающей поверхности. За счет вертикальных и субвертикальных граней рельефоидов уве­личивается площадь контакта интегральной геоповерхности с приземной атмосферой, меняется ее альбедо, что приводит к изменению климата не только в условиях города, но и на приле­гающих территориях. Например, на севере, в центре и на юге Ев­ропейской России исследованиями отечественных климатологов установлена четкая связь между уменьшением альбедо подсти­лающей поверхности и тенденцией повышения температуры воз­духа, а также сокращения числа дней со снежным покровом.

Особенности геотехноморфогенной подстилающей поверхно­сти сказываются не только на разности температур между горо­дом и окрестностями, но и в неодинаковом радиационном режи­ме отдельных участков городской застройки, что обусловлено спецификой рельефоидов (их высотой, материалом, из которого они созданы, геометрическими параметрами расположения). Так, из-за более низкого альбедо в центральных районах Алма-Аты, Ашхабада, Баку дневные суммы поглощенной солнечной радиации на 8—12% больше, чем в районах новостроек.

О выполнении интегральной геоповерхностью (естественно-искусственным морфообразованием) геоэкологической функции в пределах субъекта Российской Федерации можно судить по по­казателю эколого-геотехноморфологического базиса тер­ритории, который определяется по соотношению площадей, занятых: а) рельефоидами вместе с асфальтированными поверхно­стями (Р); б) техноплагенно возникшими, техногенно измененны­ми, техногенно созданными формами рельефа, т. е. преобразован­ным рельефом (ПР); в) естественными формами рельефа (ЕР).

В качестве условно удовлетворительного эколого-геотехноморфологического базиса территории принято соотношение Р: ПР: ЕР —1:4:5. Исходя из этого, отрицательным (негатив­ным) эколого-геотехноморфологическим базисом территории следует считать такой, при котором ЕР < Р + ПР. Например для Московской области и Республики Мордовия соотношение пло­щадей Р: ПР: ЕР составляет 2,5: 3,8: 3,7 и 0,5: 5,2: 4,3 соответственно. Для положительного (оптимального) базиса территории ЕР > Р + ПР. Так, в Костромской области и Республике Коми площади Р: ПР: ЕР находятся в пропорции 0,5:3:6,5 и 0,2:1,3:8,5 соответственно.

При геоэкологической интерпретации данных о структуре интегральной геоповерхнорсти в федеративных образованиях Европейской России автор исходил из того, что «половина» в каждом из них, занятая естественным рельефом и, соответ­ственно, практически неизмененными природными ландшафта­ми, — это крайнее допущение себетождественности экосистем для поддержания геоэкологически приемлемого землепользова­ния. Исходя из площади, занятой естественными формообразо­ваниями (ЕФ) в пределах 48—52%, условно удовлетворительный эколого-геотехноморфологический базис имеют территории Баш­кортостана, Ингушетии, Удмуртской и Кабардино-Балкарской республик, Владимирской области.

Отрицательный эколого-геотехноморфологический базис (площадь ЕФ — 25-47%) имеют территории Татарстана, Адыгеи, Мордовии, Чувашской и Чеченской республик, а также Красно­дарского края, Челябинской, Ульяновской, Калининградской, Пензенской, Московской, Псковской, Брянской, Калужской, Ря­занской, Смоленской областей. Весьма отрицательный эколого-геотехноморфологической базис (площадь ЕФ — 7—22%) — в Ставропольском крае, в Ростовской, Тамбовской, Липецкой, Саратовской, Орловской, Курской, Оренбургской, Воронежской, Белгородской, Волгоградской, Тульской, Самарской областях.

Положительный эколого-геотехноморфологический базис (площадь ЕФ — 55—71%) в республиках Марий Эл, Северная Осетия—Алания, Карачаево-Черкесская, в Нижегородской, Ярославской, Ивановской, Новгородской, Костромской, Киров­ской, Тверской, Свердловской, Пермской, Ленинградской облас­тях. Весьма положительный эколого-геотехноморфологический базис (площадь ЕФ — 74—97%) — в Дагестане, Калмыкии, Коми, Карелии, бывшем Коми-Пермяцком автономном округе, Астра­ханской, Архангельской, Мурманской, Вологодской областях.

Показатели эколого-геотехноморфологического базиса фе­деративных образований европейской части России дают пред­ставление о региональной структуре интегральной геоповерх­ности (рис. 7), выполняющей функции территориально-про­странственного ресурса, обеспечивающего экономические и внеэкономические потребности общественного развития, лими­тирующего жизнедеятельность людей.

Суммарно территории федеративных образований с отрица­тельным и весьма отрицательным эколого-геотехноморфологическими базисами занимают 14,9 и 18,2%, а с положительным и весьма положительным — 22 и 39,1% площади Европейской Рос­сии.

Итак, целенаправленная хозяйственная деятельность для обеспечения потребностей растущего населения обусловливает непреднамеренную дестабилизацию окружающей среды.

 

 

 

Рис. 7. Эколого-геотехноморфологический базис территории Европейской России