Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

белорусский государственный университет

УДК 502.51(285.2)(476.5)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

Геоэкологическая оценка природно-ресурсного потенциала озерных геосистем белорусского поозерья

по специальности 25.03.13 - геоэкология

кандидата географических наук

Грищенкова Наталья Дмитриевна

Минск, 2013

Работа выполнена в Белорусском государственном университете

Научный руководитель: Власов Борис Павлович, доктор географических наук, доцент, заведующий НИЛ озероведения Белорусского государственного университета

Официальные оппоненты: Волчек Александр Александрович, доктор географических наук, профессор, декан факультета водоснабжения и гидромелиорации Учреждения образования «Брестский государственный технический университет»

Шевцова Наталия Сергеевна, кандидат географических наук, доцент, заместитель начальника ГУ «Республиканский гидрометеорологический центр»

Оппонирующая организация: Учреждение образования «Брестский государственный университет имени А.С. Пушкина»

Защита состоится 30 апреля 2013 г. в 12.00 на заседании совета по защите диссертаций Д 02.01.06 в Белорусском государственном университете по адресу: 220030, г. Минск, ул. Ленинградская, 8, юридический факультет, ауд. 407. Телефон ученого секретаря: + 375 29 209 55 58.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Белорусского государственного университета.

Автореферат разослан «___» марта 2013 года.

Ученый секретарь

совета по защите диссертаций,

профессор Е.А. Антипова

географический озерный геосистема ресурсный

Рэзюмэ

Грышчанкова Наталля Дзмітрыеўна

Геаэкалагічная ацэнка прыродна-рэсурснага патэнцыялу азёрных геасістэм Беларускага Паазер'я

Ключавыя словы: прыродна-рэсурсны патэнцыял, азёрная геасістэма, прыродныя рэсурсы, геаэкалагічная ацэнка, Беларускае Паазер'е, геаінфарма-цыйная сістэма, выкарыстанне рэсурсаў азёр, галіны гаспадарчай дзейнасці, рацыянальнае прыродакарыстанне, экалагічны стан.

Мэта работы: правесці геаэкалагічную ацэнку прыродна-рэсурснага патэнцыялу азёрных геасістэм Беларускага Паазер'я.

Метады даследавання: традыцыйныя геаграфічныя метады (апісальны, параўнальна-геаграфічны і картаграфічны), метады аналізу і сінтэзу, матэма-тычнай статыстыкі, ГІС-тэхналогій.

Атрыманыя вынікі і іх навізна: а) распрацаваны методыка і геа-інфармацыйная сістэма геаэкалагічнай ацэнкі прыродна-рэсурснага патэнцыялу (ПРП) азёрных геасістэм, якія дазваляюць выконваць доследы з групамі рознаякасных паказчыкаў ПРП; абгрунтавана і распрацавана сістэма ранжыравання і разліку каэфіцыентаў і індэксаў геаэкалагічнай ацэнкі ПРП, у аснову якой пакладзены бальны метад ацэнкі; б) вызначаны колькасныя характарыстыкі розных відаў прыродных рэсурсаў (мінеральных, водных, біялагічных, тэрыта-рыяльных) Беларускага Паазер'я, выяўлены заканамернасці іх тэрытарыяльнай дыферэнцыяцыі, устаноўлена доля рэсурсаў азёр у ПРП і праведзена ацэнка ўзроўня іх гаспадарчага выкарыстання ў разрэзе адміністрацыйных раёнаў; в) праведзена ацэнка экалагічнага стану азёр Беларускага Паазер'я па комплексу інтэгральных гідрахімічных, геахімічных і гідрабіялагічных паказчыкаў; выяўлены моцназабруджаныя азёры, для якіх неабходна правядзенне рэабілітацыйных мерапрыемстваў; г) распрацавана рэсурсна-гаспадарчая тыпалогія азёрных геасістэм Беларускага Паазер'я, якая дазволіла вылучыць раёны з аптымальным, адносна аптымальным і недастатковым узроўнем выкарыстання рэсурсаў азёр; вызначаны перспектыўныя напрамкі выкарыстання рэсурсаў азёр рэгіёна.

Ступень выкарыстання: атрыманыя вынікі выкарыстоўваюцца ў Мядзельскай, Браслаўскай і Ушацкай раённых інспекцыях прыродных рэсурсаў і аховы навакольнага асяроддзя, ДПУ «Ельня» і «Галубаў сад», Беларускім дзяржаўным універсітэце.

Вобласць ужывання: рацыянальнае выкарыстанне і ахова прыродных рэсурсаў.

Резюме

Грищенкова Наталья Дмитриевна

Геоэкологическая оценка природно-ресурсного потенциала озёрных геосистем Белорусского Поозерья

Ключевые слова: природно-ресурсный потенциал, озёрная геосистема, природные ресурсы, геоэкологическая оценка, Белорусское Поозерье, гео-информационная система, использование ресурсов озёр, отрасли хозяйственной деятельности, рациональное природопользование, экологическое состояние.

Цель работы: провести геоэкологическую оценку природно-ресурсного потенциала озерных геосистем Белорусского Поозерья.

Методы исследования: традиционные географические методы (описательный, сравнительно-географический и картографический), методы анализа и синтеза, математической статистики, ГИС-технологий.

Полученные результаты и их новизна: а) разработана методика и геоинформационная система геоэкологической оценки природно-ресурсного потенциала (ПРП) озерных геосистем, позволяющие выполнять исследования с группами разнокачественных показателей ПРП; обоснована и разработана система ранжирования и расчета коэффициентов и индексов геоэкологической оценки ПРП, основанная на балльном методе оценки; б) определены количественные характеристики различных видов природных ресурсов (минеральных, водных, биологических, территориальных) Белорусского Поозерья, выявлены закономерности их территориальной дифференциации, определена доля ресурсов озер в ПРП и проведена оценка уровня их хозяйственного использования в разрезе административных районов; в) проведена оценка экологического состояния озер Белорусского Поозерья по комплексу интегральных гидрохимических, геохимических и гидробиологических показателей; выявлены сильнозагрязненные озера, для которых необходимо проведение восстановительных мероприятий; г) разработана ресурсно-хозяйственная типология озерных геосистем Белорусского Поозерья, позволившая выделить районы с оптимальным, относительно оптимальным и недостаточным уровнем использования ресурсов озер; определены перспективные направления использования ресурсов озер региона.

Степень использования: полученные результаты используются в Мядельской, Браславской и Ушачской районных инспекциях природных ресурсов и охраны окружающей среды, ГПУ «Ельня» и «Голубов сад», Белорусском государственном университете.

Область применения: рациональное использование и охрана природных ресурсов.

Summary

Hryshchankava Natallia Dmitrievna

Geoecological assessment of the natural resources' capacity in lake geosystems of the Belarusian Poozerje

Keywords: natural resources' capacity, lake geosystem, natural resources, geo-ecological assessment, Belarusian Poozerje, geoinformation system, exploration of the lakes natural resources, fields of economic activities, environmental management, ecological status.

The purpose of the work: to make a geoecological assessment of natural resources' capacity in lake geosystems of the Belarusian Poozerje.

Research methods: conventional geographical methods (descriptive, geographical comparative and mapping), methods of the analysis and synthesis, mathematical statistics, GIS-technologies.

The results obtained and novelty: a) the technique and geoinformation system of a geoecological assessment of the natural resources' capacity in lake geosystems is developed, that allow to carry out researches with groups of different parameters; the system of ranging and calculation of factors and indexes of the geoecological assessment based on a mark assessment method is proved and developed; b) quantitative characteristics of various kinds of natural resources in Belarusian Poozerje are defined (mineral, water, biological, territorial), regularities of their territorial differentiation are identified, the part of lakes resources in the natural resources' capacity is defined and the estimation of a level of their economic use is made; c) the assessment of an ecological status of lakes in Belarusian Poozerje based on a complex of integrated hydrochemical, geochemical and hydrobiological parameters is made; highly contaminated lakes, needing restoration measures, are defined; d) the resources-economic typology of lake geosystems in Belarusian Poozerje, that allow to allocate areas with optimum, rather optimum and insufficient level of lakes resources using is developed; perspective directions of lakes resources using in the region are defined.

The degree of use: the obtained results are used in Mjadel, Braslav and Ushachi regional inspections for natural resources and environment protection, State wildlife sanctuaries «Ejelnja» and «Golubov sad», Belarusian State University.

Sphere of application: rational using and protection of natural resources.

Введение

Рациональное использование ресурсов и сохранение экологического состояния природных комплексов является одним из важнейших условий устойчивого развития любого региона. Распределение природных ресурсов по территории отличается большой неравномерностью, что в значительной степени определяет территориальное разделение труда и хозяйственную специализацию тех или иных регионов. Зачастую природно-ресурсный фактор служит основой формирования хозяйственной структуры территории и определяет территориальную организацию производительных сил.

Белорусское Поозерье обладает природными ресурсами, которые позволяют осуществлять эффективное социально-экономическое развитие региона при условии рационального использования имеющихся ресурсов, а также сохранения уникальных ландшафтов и биологического разнообразия природных комплексов.

Значительная часть ресурсов региона сосредоточена в озерах, особенности ресурсного потенциала, загрязнения и истощения которых достаточно хорошо изучены. Между тем, необходимо расширение представлений об озере и его ресурсах как о составной части интегральных озерных геосистем, включающих элементы природных аквальных и территориальных комплексов, целостность которых определена прямыми и обратными связями, в том числе связанными с хозяйственным использованием и управлением такими системами. Это вызывает необходимость использования нового - геоэкологического - подхода в исследовании природно-ресурсного потенциала таких систем. Именно эта проблема ставится и решается в диссертационной работе, что предопределяет ее актуальность.

Актуальность диссертационного исследования усиливается по причине того, что регион отличается самой высокой озерностью в стране. Данный факт должен оказывать существенное влияние на структуру природопользования в Белорусском Поозерье, природно-ресурсный потенциал которого характеризуется неоднородностью, что делает важным анализ закономерностей его размещения и использования. Комплексное изучение природно-ресурсного потенциала озерных геосистем Белорусского Поозерья относится к числу приоритетных задач для обеспечения устойчивого развития региона, может служить основой при определении путей рационализации и упорядочения использования, охраны и воспроизводства отдельных видов природных ресурсов, а также в рекомендациях по целенаправленному формированию оптимальной структуры природопользования в разрезе изучаемых объектов.

Общая характеристика работы

Связь работы с крупными научными программами и темами. Диссертационная работа выполнялась в НИЛ озероведения и на кафедре геоэкологии БГУ в соответствии с планами НИР университета и научно-исследовательскими темами, заданиями и проектами программ экологического направления, природопользования и охраны окружающей среды: «Изучение тенденций в трансформации озерных экосистем под воздействием циклических биосферных процессов и антропогенных факторов, разработка путей оптимизации и направлений использования» ГПОФИ «Природопользование» (№ ГР 20063456), 2006-2010; «Завершить формирование сети пунктов наблюдений мониторинга водной растительности» Государственной программы развития Национальной системы мониторинга окружающей среды в Республике Беларусь на 2006-2010 годы (№ ГР 20063456), 2006 - 2010; «Комплексная эколого-хозяйственная оценка репрезентативных озер Беларуси и территорий их водосборов» (№ ГР 20115006), 2011; «Геоэкологическая оценка природно-ресурсного потенциала озерных бассейнов и выявление закономерностей химического загрязнения донных отложений рек и озер промышленными производствами различных типов для целей устойчивого хозяйственного использования и охраны» ГПНИ «Химические технологии и материалы, природно-ресурсный потенциал» (№ ГР 20115454), 2011-2013; «Проведение мониторинга водной растительности» Государственной программы обеспечения функционирования и развития Национальной системы мониторинга окружающей среды в Республике Беларусь на 2011-2015 годы (№ ГР 20113938), 2011 - 2015. Тема диссертации соответствует приоритетным направлениям фундаментальных и прикладных научных исследований Республики Беларусь: 10. «Экология, природные ресурсы, ресурсосбережение, рациональное природопользование и защита от чрезвычайных ситуаций» (п.10.4. Геоэкологическая оценка состояния и управления качеством окружающей среды, сохранение и рациональное использование природно-ресурсного потенциала водных и наземных экосистем).

Цель исследования: провести геоэкологическую оценку природно-ресурсного потенциала озерных геосистем Белорусского Поозерья.

Задачи исследования:

· разработать методику и географическую информационную систему геоэкологической оценки природно-ресурсного потенциала озерных геосистем;

· провести оценку природно-ресурсного потенциала озерных геосистем Белорусского Поозерья, выявить закономерности его размещения и использования;

· провести оценку экологического состояния озер Белорусского Поозерья;

· разработать ресурсно-хозяйственную типологию озерных геосистем Белорусского Поозерья и определить перспективные направления использования ресурсов озер.

Объект исследования - озерные геосистемы Белорусского Поозерья, включающие элементы природных аквальных (озерных) и территориальных комплексов, целостность которых определяется прямыми и обратными связями, в том числе обусловленными их хозяйственным использованием и управлением. В пространственном отношении озерные геосистемы представлены озерами и прилегающими территориями административных районов, более 50 % площади которых относится к Белорусской Поозерской физико-географической провинции. Данные геосистемы занимают 92 % территории провинции, отличаются наибольшей озерностью и запасами ресурсов озер в стране.

Предмет исследования - природно-ресурсный потенциал озерных геосистем Белорусского Поозерья как совокупность природных ресурсов озер и прилегающих территорий административных районов, которые могут быть использованы в хозяйственной деятельности с учетом принципов рационального природопользования и сохранения качества среды жизнедеятельности населения.

Положения, выносимые на защиту:

- Методика и географическая информационная система геоэкологической оценки природно-ресурсного потенциала (ПРП) озерных геосистем, основанные на ранжировании и расчете коэффициентов и индексов геоэкологической оценки ПРП и позволяющие выполнять исследования ПРП с использованием разнокачественных показателей.

- Геоэкологическая оценка ПРП озерных геосистем Белорусского Поозерья, позволившая определить запасы различных видов природных ресурсов (минеральных, водных, территориальных, биологических), выявить закономерности их территориальной дифференциации, определить долю ресурсов озер в структуре ПРП и оценить уровень их хозяйственного использования в разрезе административных районов. Районы с низким индексом запасов природных ресурсов (менее 20,0) образуют наиболее распространенную группу, занимающую 43 % площади региона; со средним индексом (20,0-30,0) - 19,9 %; с высоким (более 30,0) - 37,1 %. Ресурсы озер составляют более 50 % в структуре ПРП в трех районах региона (индекс соотношения более 1,0), от 25 до 50 % - в семи (0,5-1,0) и менее 25 % - в восьми (менее 0,5). Низким уровнем использования природных ресурсов озер (индекс использования менее 10,0) отличается двенадцать районов региона, средним (10,0-20,0) и высоким (более 20,0) - по три.

- Оценка экологического состояния озер региона, выполненная на основе анализа комплекса интегральных гидрохимических, геохимических и гидробиологических показателей, позволившая ранжировать озера региона по степени загрязнения с выделением слабозагрязненных (20 % озер региона), умереннозагрязненных (75 %) и сильнозагрязненных озер (5 %), и определить необходимость проведения восстановительных мероприятий в наиболее загрязненных.

- Ресурсно-хозяйственная типология озерных геосистем Белорусского Поозерья, позволившая выделить три типа озерных геосистем: с оптимальным, относительно оптимальным и недостаточным уровнем использования ресурсов озер, каждый из которых характеризуется определенной величиной ПРП, соотношением ресурсов, интенсивностью и комплексностью использования ресурсов озер; и обосновать перспективные направления рационального использования ресурсов озер Белорусского Поозерья.

Личный вклад соискателя. Диссертационная работа является самостоятельно выполненным научным трудом, основанным на использовании литературных, картографических и фондовых материалов, а также личных исследований. Автором самостоятельно определены цель и задачи исследования, обоснованы методические положения геоэкологической оценки ПРП озерных геосистем, осуществлен сбор, обработка, интерпретация, анализ и обобщение фактического материала. Разработана методика геоэкологической оценки ПРП озерных геосистем. Проведена геоэкологическая оценка ПРП озерных геосистем Белорусского Поозерья и их ресурсно-хозяйственная типология. Определены направления использования ресурсов озер, для каждого из которых выделены озера, перспективные для использования.

Апробация результатов диссертации. Результаты исследований были доложены на 15 конференциях, в том числе: III Международной научной конференции «Озерные экосистемы: биологические процессы, антропогенная трансформация, качество воды» (Минск - Нарочь, 17-22 сентября 2007 г.), Международной научной конференции «Мониторинг и оценка состояния растительного мира» (Минск, 22-26 сентября 2008 г.), Всероссийской конференции с международным участием «Водные и наземные экосистемы: проблемы и перспективы исследований» (Вологда, 24-28 ноября 2008 г.), IV Международной конференции молодых ученых «Биоразнообразие. Экология. Адаптация. Эволюция» (Одесса, 16-19 сентября 2009 г.), Республиканской научно-практи-ческой конференции «Национальный парк «Нарочанский»: научное обеспечение, природоохранная и эколого-просветительская деятельность, рекреационный потенциал» (Нарочь, 23-25 сентября 2009 г.), Международной конференции молодых ученых «Актуальные проблемы ботаники и экологии» (Ялта, 21-25 сентября 2010 г.), Международной научно-практической конференции «Заповедное дело в Республике Беларусь: итоги и перспективы» (Домжерицы, 22-25 сентября 2010 г.), Международной научной конференции «Природопользование: экология, экономика, технологии» (Минск, 6-8 октября 2010 г.), Студенческой научно-практической конференции «Устойчивое разви-тие: экологические проблемы» (Брест, 25 ноября 2010 г.), VII Международной научно-практической конференции молодых ученых по проблемам водных экосистем «Pontus Euxinus - 2011» (Севастополь, 24 - 27 мая 2011 г.), IV школы-конференции молодых ученых с международным участием «Водная среда и природно-территориальные комплексы: исследование, использование, охрана» (Петрозаводск, 26-28 августа 2011 г.), IV Международной научной конференции «Озерные экосистемы: биологические процессы, антропогенная трансформация, качество воды» (Минск - Нарочь, 12-17 сентября 2011 г.) и др.

Опубликованность результатов диссертации. Основные результаты диссертации опубликованы в 26 научных работах (6 без соавторов), в том числе: разделы в семи государственных целевых программных изданиях и одном учебно-методическом издании (3,6 авт. листа); статьи в рецензируемых научных журналах из перечня ВАК - 4 (1,7 авт. листа); сборниках научных трудов - 2; сборниках материалов конференций - 11. Общий объём опубликованных материалов составляет 6,8 авторских листа.

Структура и объем диссертации. Диссертация включает перечень условных обозначений, введение, общую характеристику работы, основную часть, состоящую из четырех глав, заключение, библиографический список, 3 приложения. Полный объем диссертации составляет 154 страницы, из которых 29 страниц занимают 45 рисунков, 16 страниц - 18 таблиц, 20 страниц - 3 приложения. Список использованных библиографических источников включает 167 наименований на 14 страницах, в том числе список работ соискателя из 26 наименований на 4 страницах.

Основное содержание работы

В главе 1 «Теоретические и методические основы оценки природно-ресурсного потенциала озерных геосистем» анализируется изученность проблемы оценки ПРП различных территориальных систем, в том числе включающих озера, рассматриваются теоретические основы геоэкологической оценки ПРП озерных геосистем, приводится методика оценки.

К числу важнейших категорий геоэкологии и природопользования относится ПРП. Во всех работах, посвященных определению и анализу этого понятия, отмечается двойственный характер ПРП. С одной стороны, это тела и силы природы, с другой - экономические ценности. К настоящему времени существует несколько типов оценок ПРП: экономическая (А.А. Минц, Ю.Д. Дмитревский и др.), социальная (О.Р. Назаревский, Т.Г. Рунова и др.), технологическая (производственная) (Л.И. Мухина и др.), физико-географическая (А.Г. Исаченко, В.В. Рюмин и др.) и комплексная (в том числе геоэкологическая).

Многие из существующих оценок характеризуют состояние одного или нескольких компонентов природной среды, необходимо же стремиться к получению комплексных оценок, позволяющих учитывать все составляющие ПРП. В связи с этим в последнее время особую значимость приобрели геоэкологические оценки (А.Н. Витченко, Б.И. Кочуров и др.). Их преимуществом является комплексный подход, позволяющий объединить и рассмотреть все составляющие рассматриваемых территориальных единиц в их взаимосвязи.

Несмотря на значительный объём исследований, выполненных с использованием традиционных подходов к оценке природных ресурсов озер Беларуси (О.Ф. Якушко, Б.П. Власов и др.), они не могут удовлетворить современные запросы практики. В настоящее время отсутствуют комплексные подходы оценки ПРП озерных геосистем как целостных образований, включающих озера и прилегающие территории.

Обзор и обобщение изученных методик оценки ПРП, их сравнительный анализ показали необходимость разработки методики геоэкологической оценки ПРП озерных геосистем, в основе которой лежит система критериев и показателей для определения структуры, величины, соотношения и использования отдельных составляющих ПРП, разработанная с учетом специфики оцениваемой территории.

Концептуальная структурно-логическая модель геоэкологической оценки ПРП озерных геосистем состоит из трех блоков:

1) определение структуры и величины ПРП в целом, а также отдельных видов ресурсов (минеральных, водных, территориальных, биологических) в разрезе озер и прилегающих территорий (рисунок 1);

2) оценка экологического состояния озер как фактора, ограничивающего использование их ресурсов в хозяйственной деятельности, и основы естественного функционирования, сохранения биологического и ландшафтного разнообразия;

3) оценка уровня использования ресурсов озер в хозяйственной деятельности как необходимой основы для жизнедеятельности человека с учетом экологических ограничений.

Определение величины ПРП озерных геосистем производится путем расчета индексных значений величины запасов каждого природного ресурса в районе (I_i), совокупных величин каждого из видов ресурсов (I_v) и величины ПРП в целом (I_р). Далее рассчитываются показатели, характеризующие ПРП территории (I_pt) и озер (I_pl), как соответствующие суммы индексов по отдельным видам ресурсов (I_vt, I_vl), а также коэффициенты, определяющие удельные величины ресурсов территории и озер (в %) в суммарной величине ПРП озерной геосистемы (K_рt, K_рl) и соотношение ресурсов озер и территорий (K_c).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1 - Структура показателей геоэкологической оценки основных видов природных ресурсов озерных геосистем

На следующей стадии геоэкологической оценки определяются виды хозяйственной деятельности, в которых используются различные ресурсы озер (таблица).

Таблица - Показатели использования ресурсов озер

Направление использования	Показатели
Промышленно-производственное	Объем использованной на производственные нужды воды, тыс. м.куб/год
Сельскохозяйственное	Объем использованной на сельскохозяйственные нужды воды, тыс. м.куб/год
Хозяйственно-бытовое	Объем использованной на хозяйственно-питьевые нужды воды, тыс. м.куб/год
Рыбохозяйственное	Объем использованной на прудовое рыбное хозяйство воды, тыс. м.куб/год Промысловый вылов рыбы, ц/год
Рекреационное и лечебно-оздоровительное	Вместимость рекреационных и санаторно-курортных объектов, расположенных на берегах озер, чел.
Природоохранное	Площадь ООПТ, ядром охраны которых являются озера, га
Добыча ресурсов	Добыча сапропелей, тыс. м.куб/год Заготовка макрофитов, кг/год Заготовка фитопланктона, кг/год Заготовка зоопланктона, кг/год Заготовка зообентоса, кг/год

На основе полученных значений рассчитываются удельные величины (в %) использования i-го ресурса озер в хозяйственной деятельности в общей величине этого ресурса в озерах района (К_ih), индексы использования i-го ресурса (I_ih) по отношению к среднерегиональному уровню и интегральный индекс (I_ph) использования ресурсов озер района. Комплексность использования ресурсов озер определяется количеством видов деятельности, в которых они используются.

В целях оптимизации использования ресурсов озер необходимо учитывать также и экологические ограничения, направленные на рациональное использование ресурсов и охрану озер от загрязнения, истощения и деградации. Для этого проводится оценка экологического состояния озер и антропогенной трансформации водосборов. Исследования озер включают: гидрохимическую, геохимическую и гидробиологическую оценку.

В главе 2 «Оценка и пространственная дифференциация природно-ресурсного потенциала озерных геосистем Белорусского Поозерья» анализируются особенности размещения и структура ПРП озерных геосистем региона.

Оценка ПРП озерных геосистем Белорусского Поозерья позволила оценить запасы различных видов природных ресурсов (минеральных, водных, территориальных, биологических), выявить закономерности их территориальной дифференциации, определить долю ресурсов озер в структуре ПРП административных районов, отличающейся значительной индивидуальностью:

- к районам с наиболее высоким индексом запасов минеральных ресурсов относятся: Витебский, Чашникский, Глубокский, Городокский, Бешенковичский, Шумилинский, что объясняется крупными запасами доломитов в Витебском, глинистых пород - в Чашникском и Шумилинском, гравийно-песчаных пород - в Глубокском и Городокском, песков - в Бешенковичском районе. Наибольшими запасами сапропелей в регионе обладает Браславский (261,7 млн. м³) и Верхнедвинский (190,6 млн. м³) районы. При этом доля ресурсов озер (сапропелей) в общем объеме минеральных ресурсов превышает 50 % (коэффициент соотношения более 1) для Браславского и Россонского районов;

- районы с наиболее высоким индексом запасов водных ресурсов: Витебский, Полоцкий, Мядельский, Браславский, Городокский; минимальными запасами водных ресурсов характеризуется Шарковщинский район. Наибольшим объемом водных ресурсов озер располагает Мядельский (987,98 млн. м³) и Браславский (973,78 млн. м³) районы (коэффициент соотношения более 1). Хорошей обеспеченностью водными ресурсами озер характеризуются также Чашникский, Ушачский, Россонский, Городокский и Лепельский районы (коэффициент соотношения от 0,5 до 1);

- районы с наиболее высоким индексом запасов территориальных ресурсов: Городокский, Полоцкий, Мядельский, Браславский. В Браславском районе расположено 235 озер, которые занимают 8,0 % площади района. В Мядельском районе - 56 озер (7,5 % площади района). Высокой озерностью характеризуются также Верхнедвинский (3,8 %), Чашникский (4,0 %), Россонский (4,1 %) и Ушачский (5,1 %) районы;

- районы с наиболее высоким индексом запасов растительных ресурсов: Полоцкий, Браславский, Городокский, Россонский и Лепельский. Высокой значимостью растительных ресурсов озер характеризуются Браславский, Ушачский, Чашникский (коэффициент соотношения более 1), а также Верхнедвинский, Миорский, Глубокский, Поставский и Мядельский районы (коэффициент соотношения от 0,5 до 1). Основные запасы ресурсов высшей водной растительности сосредоточены в озерах Браславского (17767,9 т), Верхнедвинского (11685,7 т) и Мядельского (10 970,2 т) районов. Основные запасы ресурсов фитопланктона - в озерах Браславского (646,4 т), Ушачского (469,7 т) и Полоцкого (430,5 т) районов;

- районы с наиболее высоким индексом запасов ресурсов животного мира: Полоцкий, Браславский, Городокский, Россонский, Ушачский, Мядельский и Лепельский. При этом доля ресурсов озер в общем объеме ресурсов животного мира района превышает 50 % для Браславского, Ушачского, Миорского, Бешенковичского, Лепельского и Чашникского районов. Основные запасы ресурсов зоопланктона сосредоточены в озерах Браславского (170,9 т), Полоцкого (170,4 т), Ушачского (138,4 т) и Лепельского (107,0 т) районов; зообентоса - в озерах Браславского (573,1 т), Полоцкого (369,7 т) и Ушачского (358,6 т) районов; рыбы - в озерах Браславского (18338,1 ц), Мядельского (12833,1 ц) и Городокского (9369,0 ц) районов. Наименьшими запасами биологических ресурсов озер характеризуются Шарковщинский и Лиозненский районы.

Интегральная оценка величины ПРП озерных геосистем региона (рисунок 2) позволила выделить районы:

- с очень высоким ПРП (индекс запасов более 40,0): Витебский;

- с высоким ПРП (30,1-40,0): Браславский, Городокский, Полоцкий, Мядельский;

- со средним ПРП (20,1-30,0): Верхнедвинский, Россонский, Ушачский, Чашникский;

- с низким ПРП (10,0-20,0): Бешенковичский, Глубокский, Лепельский, Миорский, Поставский, Сенненский, Шумилинский;

- с очень низким ПРП (менее 10,0): Лиозненский, Шарковщинский.

Районы с низкими и очень низкими показателями величины ПРП образуют наиболее распространенную группу (43 % площади региона), со средними показателями - 19,9 %, с высокими - 37,1 % территории региона.

Рисунок 2 - Дифференциация территории Белорусского Поозерья по величине ПРП и соотношению природных ресурсов: I - величина ПРП (индекс): 1 - менее 10,0; 2 - от 10,0 до 20,0; 3 - от 20,1 до 30,0; 4 - от 30,1 до 40,0; 5 - более 40,0; II - соотношение ресурсов: 1 - доля ресурсов озер в общем объеме природных ресурсов района, %; 2 - доля остальных ресурсов в общем объеме природных ресурсов района, %; III - интегральный коэффициент соотношения природных ресурсов: 1 (менее 0,5), 2 (0,5-1,0), 3 (более 1,0).

Определение доли ресурсов озер в общем объеме природных ресурсов района и расчет интегрального коэффициента соотношения природных ресурсов дает возможность выделения трех групп районов (рисунок 2):

1. с долей ресурсов озер более 50 % и коэффициентом соотношения более 1,0: Браславский, Мядельский, Ушачский;

2. с долей ресурсов озер от 25 до 50 % и коэффициентом соотношения от 0,5 до 1,0: Бешенковичский, Верхнедвинский, Глубокский, Городокский, Лепельский, Миорский, Полоцкий, Поставский, Россонский, Чашникский;

3. с долей ресурсов озер менее 25 % и коэффициентом соотношения менее 0,5: Витебский, Лиозненский, Сенненский, Шарковщинский, Шумилинский

В главе 3 «Оценка использования природных ресурсов озер Белорусского Поозерья» анализируются особенности использования ресурсов озер региона, приводится ресурсно-хозяйственная типология озерных геосистем Белорусского Поозерья, предлагаются перспективные направления использования ресурсов озер.

Подавляющее большинство районов региона, занимающих 68,4 % территории, характеризуется низкими (индекс использования менее 10) показателями использования природных ресурсов озер. Среди них преобладают районы с частичным использованием ресурсов (в трех и менее видах деятельности) (Бешенковичский, Верхнедвинский, Витебский и др.). К группе районов со средними показателями (10-20) использования ресурсов озер относятся Ушачский, Сенненский и Мядельский (15,5 %). Для них характерно комплексное использование ресурсов озер (более чем в трех видах деятельности). Высокими показателями (более 20) характеризуются Браславский, Россонский и Чашникский районы (16,1 %) (рисунок 3).



I - интенсивность использования: 1 - низкая, 2 - средняя, 3 - высокая; II - комплексность использования: 1 - частичное; 2 - комплексное.

Рисунок 3 - Дифференциация территории Белорусского Поозерья по использованию природных ресурсов озер

Наиболее распространенным видом использования ресурсов озер региона является рыбохозяйственный и рекреационный. В целях водопользования эксплуатируется крайне незначительная часть озер. Основным видом служит промышленное (освоенность ресурса - 0,24 %) и рыбохозяйственное (0,13 %) водопотребление. Крупных промышленных водопотребителей мало, в основном это предприятия энергетики и рыбокомплексы. Крайне незначительное количество водоемов используется для хозяйственно-бытового и сельскохозяйственного водопотребления. Освоенность территориальных ресурсов озер в рекреационных целях составляет чуть более 8 %. Использование биологических ресурсов озер осуществляется в виде заготовки макрофитов (тростника и корня аира) и зообентоса (личинок хирономид). Более распространенным видом хозяйственного использования биологических ресурсов озер является рыбное хозяйство - процент освоения рыбных ресурсов около 3 %.

На основании величины ПРП, соотношения ресурсов, интенсивности и комплексности использования ресурсов озер Белорусского Поозерья разработана ресурсно-хозяйственная типология озерных геосистем (рисунок 4).

Рисунок 4 - Ресурсно-хозяйственная типология озерных геосистем Белорусского Поозерья

Согласно типологии выделено три типа озерных геосистем:

1 тип. С недостаточным использованием ресурсов озер в структуре природопользования (Бешенковичский, Миорский, Поставский, Глубокский, Лепельский, Ушачский районы). Рекомендуется переориентирование природопользования в сторону интенсификации использования ресурсов озер с учетом экологических ограничений;

2 тип. С относительно оптимальным использованием ресурсов озер в структуре природопользования (Мядельский, Городокский, Полоцкий, Сенненский, Россонский, Чашникский районы). Рекомендуется упорядочение природопользования с частичным изменением направлений и интенсивности использования ресурсов озер;

3 тип. С оптимальным использованием ресурсов озер в структуре природопользования (Браславский, Верхнедвинский, Витебский, Лиозненский, Шарковщинский, Шумилинский районы). Рекомендуется сохранение существующего уровня использования ресурсов озер в структуре природопользования; охрана и резервирование ресурсов озер.

На основании проведенной геоэкологической оценки ПРП и типологии озерных геосистем региона, предложены направления рационального использования ресурсов озер с выделением перспективных озер.

В главе 4 «Оценка экологического состояния озер Белорусского Поозерья» приведены результаты оценки экологического состояния озер по комплексу гидрохимических, гидробиологических и геохимических показателей. Выделены загрязненные и гипертрофные озера, для которых необходимо проведение восстановительных мероприятий.

Проведенная оценка показала, что немногим более 90 % изученных озер региона относится к слабо- и умеренно-загрязненным, пригодным для использования в хозяйстве (бытовые и хозяйственные нужды, орошение, рекреация, рыболовство и рыбоводство, в качестве источников сапропелевого сырья).

Озера, испытывающее сильное антропогенное эвтрофирование и загрязнение (до 5 % от общего числа изученных озер региона), имеющие воду низкого качества, подлежат реабилитации, а также могут находить применение при добыче сапропеля, орошении технических культур и пастбищ (должны быть исключены водоемы, вода которых содержит высокие концентрации тяжелых металлов), отдельных видов рекреации (водно-моторный спорт).

С учетом комплекса показателей экологического состояния озер и факторов, вызывающих его изменение, выделены две группы сильнозагрязненных озер Белорусского Поозерья: 1) озера с высокой скоростью антропогенного эвтрофирования, гипертрофные и загрязненные водоемы в результате поступления соединений азота и фосфора из точечных источников; 2) озера, расположенные вблизи городов и промышленных зон, загрязняемые органическими соединениями (СПАВ, нефтепродуктами, смолами, асфальтенами), тяжелыми металлами, кислотными атмосферными осадками.

Исходя из проведенной типологии озерных геосистем Белорусского Поозерья для более детальной оценки экологического состояния озер были выбраны типичные районы («ключи») - Ушачский (тип 1), Мядельский (тип 2), Браславский (тип 3), отличающиеся наибольшей долей ресурсов озер в общем ПРП (более 50 %). Согласно оценке выделены озера, характеризующиеся:

- неблагоприятным экологическим состоянием с характеристиками «неблагоприятное» по блоку «состояние водосбора» - «относительно неблагоприятное» по блоку «состояние озера»: Вечелье, Мено;

- относительно неблагоприятным экологическим состоянием с характеристиками «неблагоприятное» по блоку «состояние водосбора» - «относительно благоприятное» по блоку «состояние озера»: Новято, Веркудское;

- относительно благоприятным экологическим состоянием с характеристиками «относительно благоприятное» по блоку «состояние озера» -«относительно неблагоприятное» по блоку «состояние водосбора»: Свирь, Береже, Потех, Березовское, Отолово, Паульское, Полуозерье, Черствятское и Дривяты; «относительно благоприятное» по двум блокам: Мястро, Баторино, Мядель, Рудаково, Снуды, Недрово, Нарочь, Богинское;

- благоприятным экологическим состоянием с характеристиками «благоприятное» по двум блокам: Ричи и Глубелька; «благоприятное» по блоку «состояние озера» - «относительно благоприятное» по блоку «состояние водосбора»: Белое, Волос Южный, Кривое.

Заключение

Основные научные результаты диссертации

В работе впервые выполнена геоэкологическая оценка ПРП озерных геосистем Белорусского Поозерья:

1. Разработана методика геоэкологической оценки ПРП озерных геосистем, основанная на балльном методе оценки с применением индексов и коэффициентов, позволяющих сопоставить разнородные данные, определить величину ПРП, оценить долю ресурсов озер в структуре ПРП, а также уровень их использования. Оценка экологического состояния озер проводится по комплексу интегральных гидрохимических, геохимических, гидробиологических показателей и степени антропогенной трансформации водосборов.

Предложенная методика реализована в виде комплексной географической информационной системы геоэкологической оценки ПРП озерных геосистем, состоящей из трех основных модулей: ввода и управления данными, их сортировки и классификации по заданным признакам; вычислительной обработки и комбинирования данных по заданной программе; представления полученной информации в виде таблиц и диаграмм [4, 8, 14, 15, 16, 17, 18, 23].

2. Оценка ПРП озерных геосистем Белорусского Поозерья позволила определить запасы различных видов природных ресурсов (минеральных, водных, территориальных, биологических), выявить закономерности их территориальной дифференциации, определить долю ресурсов озер в структуре ПРП и оценить уровень их хозяйственного использования в разрезе административных районов.

Показано, что районы с низкими показателями величины ПРП (индекс запасов менее 20,0) образуют наиболее распространенную группу - 43 % площади региона; со средними показателями (20,0-30,0) - 19,9 %; с высокими показателями (более 30,0) - 37,1 %. Выделено три района (Браславский, Мядельский и Ушачский районы), в которых ресурсы озер составляют более 50 % ПРП (индекс соотношения более 1,0); от 25 до 50 % (индекс 0,5-1,0) - семь районов; менее 25 % (индекс менее 0,5) - восемь районов.

Установлено, что подавляющее большинство районов, занимающих 68,4 % территории, характеризуется низкими (индекс использования менее 10) показателями использования ресурсов озер. Среди них преобладают районы с частичным использованием ресурсов (в трех и менее видах деятельности): Бешенковичский, Верхнедвинский, Витебский и другие. К группе районов со средними показателями (10-20) использования ресурсов озер относятся Ушачский, Сенненский и Мядельский (15,5 %). Высокими показателями использования ресурсов озер (более 20) характеризуются Браславский, Россонский и Чашникский районы (16,1 %). Для них характерно комплексное использование ресурсов озер (более чем в трех видах деятельности) [4, 12, 13, 16].

3. Разработана ресурсно-хозяйственная типология озерных геосистем Белорусского Поозерья, позволившая выделить 3 типа озерных геосистем: с недостаточным, относительно оптимальным, оптимальным использованием ресурсов озер в структуре природопользования, каждый из которых характеризуется определенной величиной ПРП, соотношением ресурсов, интенсивностью и комплексностью использования ресурсов озер. Предложены направления использования ресурсов озер и оптимизации структуры природопользования в разрезе изучаемых объектов [4].

4. Выполнена оценка экологического состояния озер региона по комплексу гидрохимических, гидробиологических и геохимических показателей. Проведенная оценка показала, что немногим более 90 % изученных озер региона относится к слабо- и умеренно-загрязненным, пригодным для использования в хозяйственной деятельности. К озерам, испытывающим сильное антропогенное эвтрофирование и загрязнение, относится до 5 % от общего числа изученных озер региона. Эти озера подлежат реабилитации, а также могут использоваться для добычи сапропеля и заготовки макрофитов.

На основании ресурсно-хозяйственной типологии озерных геосистем и комплекса гидрохимических, геохимических и гидробиологических показателей выполнено ранжирование озер по экологическому состоянию для «ключевых» административных районов (Ушачского, Мядельского, Браславского), представляющих все три типа ресурсно-хозяйственной типологии и отличающихся наибольшей долей ресурсов озер в общем ПРП района. К группе озер с неблагоприятным экологическим состоянием отнесены озера Вечелье и Мено; относительно неблагоприятным - Новято, Веркудское; благоприятным - Ричи, Глубелька, Белое, Волос Южный, Кривое. Большая группа озер отнесена к группе с относительно благоприятным экологическим состоянием - Богинское, Потех, Снуды, Березовское, Паульское, Черствятское, Баторино, Мядель, Рудаково, Нарочь, Свирь и др. [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 10, 11, 19, 20, 21, 22, 24, 25, 26].

Рекомендации по практическому использованию результатов

1. Выполненное исследование направлено на рационализацию использования ресурсов озер Белорусского Поозерья. Результаты диссертационного исследования позволяют определить уровень обеспеченности озерных геосистем отдельными видами природных ресурсов, долю в них ресурсов озер и степень их использования в хозяйственной деятельности, разработать рекомендации по рациональному использованию и охране озер региона, выделить приоритетные направления использования ресурсов озер и озера, перспективные для использования, а также рекомендуемые для исключения из использования как утратившие экологический потенциал.

2. Разработанные в диссертации методика геоэкологической оценки ПРП озерных геосистем и географическая информационная система являются научно обоснованными, прошли апробацию и могут служить основой для проведения аналогичного исследования в других регионах.

3. Результаты геоэкологической оценки ПРП озерных геосистем Белорусского Поозерья используются в работе Ушачской, Браславской и Мядельской районных инспекций природных ресурсов и охраны окружающей среды при анализе ресурсного потенциала, оценке экологического состояния озерных бассейнов и разработке рекомендаций по совершенствовании системы управления ими (Акты о внедрении результатов кандидатской диссертации от 06.08.2012, 16.08.2012 и 20.08.2012 гг. соответственно), УП «БЕЛНИИПГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВА» в генеральном плане города Мядель (Акт о внедрении результатов НИР от 21.12.2010 г.), ГПУ «Ельня» и ГПУ «Заказник республиканского значения «Голубов сад» (Акты о внедрении результатов НИР от 01.03.2012 г.), а также в учебном процессе кафедры геоэкологии при чтении курсов «Физическая география Беларуси» и «Геоэкологические проблемы Беларуси» (Акт о внедрении результатов НИР в учебный процесс от 26.05.2010 г.)

4. Социально-экономическая значимость полученных результатов заключается в выделении территорий с недостаточным и оптимальным уровнем использования ресурсов озер на современном этапе, определении путей рационализации и упорядочения использования, охраны и воспроизводства отдельных видов природных ресурсов озер, а также в рекомендациях по целенаправленному формированию оптимальной структуры природопользования в разрезе изучаемых объектов.

Список публикаций соискателя

Статьи в научных рецензируемых журналах

1. Грищенкова, Н.Д. Оценка геоэкологического состояния природных территориальных и аквальных комплексов Национального парка «Нарочанский» в целях развития туристско-рекреационной деятельности / Н.Д. Грищенкова, Д.С. Воробьев // Учені записки Таврійського національного університету ім. В.І. Вернадського. Серія «Географія». - 2010. - Том 23 (62), № 3. - С. 306-309.

2. Hryshchankava, N.D. Ecological-economic balance as a basis of sustainable development of «watershed - lake» system / N.D. Hryshchankava // Учені записки Таврійського національного університету ім. В.І. Вернадського. Серія «Географія». - 2010. - Том 23 (62), № 3. - С. 303-305.

3. Власов, Б.П. Содержание тяжелых металлов в водных растениях водоемов и водотоков Беларуси по данным мониторинга / Б.П. Власов, Н.Д. Грищенкова // Вестн. БГУ. Сер. 2, Химия. Биология. География. - 2011. - № 3. - С. 117-121.

4. Грищенкова, Н.Д. Геоэкологическая оценка природно-ресурсного потенциала озерных геосистем Белорусского Поозерья / Н.Д. Грищенкова // Земля Беларуси. - 2012. - № 3. - С. 25-31.

Статьи в сборниках научных трудов

5. Грищенкова, Н.Д. Оценка загрязнения озер бассейна Западной Двины по содержанию тяжелых металлов в водной растительности и донных отложениях / Н.Д. Грищенкова, Б.П. Власов // Геология, геоэкология, эволюционная география : сб. науч. тр. / под ред. Е.М. Нестерова. - СПб. : Изд-во РГПУ им. А.И. Герцена, 2009. - Т. IX. - С. 131-134.

6. Комплексный мониторинг экосистем заказника «Кривое» (в части растительного мира) / А.В. Судник, И.Н. Вершицкая, Д.В. Дубовик, А.Н. Скуратович, И.М. Степанович, Н.Д. Грищенкова, И.А. Рудаковский // Сб. науч. тр. / ГПУ «Березинский биосферный заповедник». - Минск : Белорусский дом печати, 2010. - Вып. 5 : Особо охраняемые природные территории Беларуси. Исследования. - С. 64-81.

Материалы конференций

7. Грищенкова, Н.Д. Антропогенное воздействие на видовой состав и количественное развитие высшей водной растительности Беларуси / Н.Д. Грищенкова, Б.П. Власов // Водные экосистемы: трофические уровни и проблемы поддержания биоразнообразия: материалы Всеросс. конф. с междунар. участием, Вологда, 24-28 ноября 2008 г. - Вологда, 2008. - С. 43-45.

8. Грищенкова, Н.Д. Модель геоэкологической оценки озерных экосистем Беларуси / Н.Д. Грищенкова // Сборник работ 66-й научной конференции студентов и аспирантов Белорусского государственного университета, Минск, 18-21 мая 2009 г. : в 3 ч. / Белорус. гос. ун-т. - Минск, 2009. - Ч. 1. - С. 10-13.

9. Gryshchenkova, N.D. Use of the phytoindication method at defining of an ecological state of the lakes of the National park «Narochansky» / N.D. Gryshchenkova, B.P. Vlasov // Biodiversity. Ecology. Adaptation. Evolution. : proceedings of the IV International Young scientists conference, Odesa, September 16 - 19, 2009. - Odesa : Pechatniy dom, 2009. - P. 25-26.

10. Грищенкова, Н.Д. Геоэкологическая оценка разнотипных озер «НП «Нарочанский» / Н.Д. Грищенкова // Национальный парк «Нарочанский»: научное обеспечение, природоохранная и эколого-просветительская деятельность, рекреационный потенциал: материалы Респ. науч.-практ. конф., п. Нарочь, 23-25 сент. 2009 г. - Минск : Медисонт, 2009. - С. 183-185.

11. Грищенкова, Н.Д. Использование метода фитоиндикации при определении экологического состояния озер Национального парка «Браславские озера» / Н.Д. Грищенкова // Актуальные проблемы ботаники и экологии : материалы междунар. конф. молод. ученых, Ялта, 21-25 сент. 2010 г. - Симферополь : ИД «АРИАЛ», 2010. - С. 191-192.

12. Власов, Б.П. Роль охраняемых природных территорий в сохранении ландшафтного и биологического разнообразия водных экосистем Беларуси / Б.П. Власов, Н.Д. Грищенкова, И.А. Рудаковский // Заповедное дело в Республике Беларусь: итоги и перспективы: материалы Междунар. науч.-практ. конф., п. Домжерицы, 22-25 сент. 2010 г. - Минск : Белорусский Дом печати, 2010. - С. 147-149.