Реферат: Экологическая ёмкость Борисовского района Белгородской области и индикаторы устойчивого развития

Экологическая ёмкость Борисовского района Белгородской области и индикаторы устойчивого развития

Немченко В. А., ФГУ «Заповедник «Белогорье»


Идеи и решения по устойчивому развитию, озвученные и принятые на международных форумах «Рио-92» и «Йоханнесбург-2002», стимулировали во всём мире работы и разработки стратегий и программ различного уровня и критериев устойчивого развития [4, 11, 12, 17].

Реальное устойчивое развитие регионов требует создания оптимальной структуры землепользования (селитебные земли, с/х и промышленные территории, система ООПТ), которая обеспечивала бы стабильность функционирования антропогенно-трансформированных ландшафтов, сохранение биоразнообразия различного иерархического уровня, как основы сохранения потенциала самовосстановления биоты, согласно концепции биотической регуляции биосферы В.Г. Горшкова [8]. Создание экологического каркаса территории и системы устойчивого развития требует эколого-экономической оценки различных экосистем и ландшафтов конкретной территории, разработки практически эффективных индикаторов и критериев, на основе которых возможно создание такой системы и контроль её функционирования. В практическом осуществлении этих идей особую роль и значение играют ООПТ. Это банки генофонда, эталоны естественных экосистем и биосферного метаболизма (т.е. биоразнообразия различного иерархического уровня) и, наконец, ООПТ – это биомные ядра экологических каркасов территорий и важные элементы региональных полигонов моделей устойчивого развития.

Нашу работу мы начали с определения несущей ёмкости экосистем и ландшафтов Борисовского района. Район расположен на юго-западных склонах Среднерусской возвышенности, в зоне лесостепи (~ 50° 35´ с.ш., 36° в.д.). На основе карты природных комплексов докультурного периода (XVI век) Борисовского района [2], литературных и таксационных данных [3, 13, 15, 16] рассчитана ежегодная общая чистая первичная продукция (урожай) основных типов растительности и общая для района. Она составила 1298182,2615 т/год фитомассы. С учётом экологических правил 1 и 10 %%, индивидуальных энергетических потребностей 1 человека в развитых странах (250 000 ккал/сутки; [14]), экологическая ёмкость района (650,4 км2) составляет не более 60 человек (0,09 чел/км2). Для индустриальной эпохи (70 000 ккал/сутки) – 203 чел., для каменного века (4 000 ккал/сутки) – 3557 чел. В настоящий момент на территории района проживает 26 тыс. чел. (40 чел/км2), что значительно превышает несущую экологическую ёмкость территории района. При этом лесистость территории около 15%, а сельхозугодья составляют 77% площади района (в XVI в. – 68,4%-лес, 31,6% - луга…).

Произошли значительные трансформации естественных геосистем. Разработанная нами балансовая эколого-экономическая модель Борисовского района демонстрирует характерные и существенные перестройки структуры энергетического и водного балансов лесостепной территории в результате антропогенной деятельности.

Построение балансовой модели геосистем Борисовского района (табл. 1) проводилось с использованием результатов построения модели лесостепных геосистем, полученных на Курском стационаре (на базе Центрально-Черноземного заповедника) сотрудниками Института географии АН СССР [6, 9], данных научных исследований лесостепной зоны, Белгородской области и участков заповедника «Лес на Ворскле» и «Острасьевы яры» [1, 7, 13 и др.], а также официальной статотчётности по району, которая демонстрирует основные экосистемные характеристики и эффективность использования солнечной энергии и влаги ведущими геосистемами района.

Наиболее эффективно используют поступающую энергию лесные экосистемы, которые поглощают 56% против 24% ФАР (фотосинтетически активной радиации), поглощаемой зерновыми посевами. Радиационный баланс дубрав (их энергетическая база) более чем на 8 ккал/см2 больше, чем у геосистем луговой степи и зернового поля.
Таблица 1
^ ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ И БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

ГЕОСИСТЕМ БОРИСОВСКОГО РАЙОНА

Геофизическая и энергетическая характеристика

Дубравы на суглинистых черноземных и серых лесных почвах, возрастом, лет:

Луговая

степь на чернозем- ных почвах

Агроланд- шафт (поле ячменя), черноземные почвы

40

80

250

1

2

3

4

5

6

Суммарная солнечная

радиация (Qj),

ккал / см2 в год ….

ФАР, ккал / см2 в год

Радиационный баланс, ккал /см2 в год

Поглощённая ФАР,

ккал / см2 в год ……

Q погл / Q фар ……..



100

45,9


49


25,5

0,56



100

45,9


-*


-

-



100

45,9


-


-

-



100

45,9


40,2


18,4

0,40



100

45,9


40,8


11,2

0,24

Осадки, мм / год …..

Транспирация,

мм / год

Физическое испарение, мм / год………

580


387


104

580


-


-

580


-


-

537


237


194

537


134


294

Весенний сток, мм …

Коэффициент весеннего стока …………

Суммарный годовой сток , мм …………..

Коэффициент годового стока …………

3,5


0,04


90


0,155

-


-


-


-

-


-


-


-

13


0,11


110


0,20

60


0,50


120


0,22

Продукция органической массы, г /см2 в год …….

Энергетическая продук- ция, ккал/см2 в год, F ….

КПД фотосинтеза,%:

F / ФАР ……………

КПД фотосинтеза:

F / ФАР погл ………


0,19


0,76


1,66


3,00


0,07


0,28


0,61


-


0,04


0,16


0,35


-


0,14


0,56


1,22


3,05


0,12


0,48


1,05


4,29

Примечание: * - нет данных


Наблюдаются характерные и существенные различия водного баланса. Годовая транспирация выше в дубравах (387 мм против 134 мм на зерновом поле), при этом непродуктивное физическое испарение наибольшее именно на зерновом поле (294 мм против 104 мм в дубраве, т.е. почти в три раза больше). Показательны коэффициенты весеннего и годового стоков. На поле весной стекает 50% осадков, тогда как в дубравах пополняются запасы почвенной влаги в это время (коэф. весеннего стока – 0,04).

Энергетическая продукция наиболее высокая у 40-летних дубрав – 0,76 ккал/см2 в год, с КПД фотосинтеза по отношению к ФАР 1,66%. Для лесных экосистем характерно в процессе сукцессии стремление к нулевому эффекту энергопотоков. Поэтому 80- и 250-летние дубравы уступают луговым степям и агроландшафтам по величине энергетической продукции, однако с возрастом резко усиливаются экосистемные функции лесных площадей и их косвенная эколого-экономическая стоимость (табл. 2). Если же КПД фотосинтеза рассчитать по отношению к ФАРпогл., то наиболее эффектно «работает» зерновое поле – 4,29% и менее эффектно 40-летние дубравы – 3,0%. Исходя из данных табл.1 ясна необходимость залужения и облесения земельных неудобий, площадь которых в районе около 900 га (табл.3).

Нами также была предпринята попытка с позиций концепции общей экономической ценности (стоимости) природы [18], существующего опыта оценки биоразнообразия [5] и уровня цен за 2003-04 гг. в районе, показать финансовую значимость отдельных составляющих производственно-экономической деятельности человека и природных ресурсов на территории Борисовского района.

Прямая (потребительская) стоимость рассчитывалась по объёмам того или иного продукта и его стоимости (для грибов бралась средняя стоимость на местном рынке).

Депонирование углерода древесно-кустарниковой растительностью района оценивалось на основе лесотаксационных данных по запасам стволовой древесины, конверсионных коэффициентов из работы [10] и экспертной оценки стоимости одной тонны углекислого газа [18] в результате действия Киотского протокола – 10-50 долл. США (расчёт вёлся по курсу 1 долл. = 28 руб.).

Водоочистные функции болот района оценивались сравнением их фильтрующей способности (137 м3/сут./га) с фильтрующей способностью промышленной очистной установки (ПОУ) с пропускной способностью в 1500 м3/сут., сроком службы 50 лет и годовой приведённой стоимостью 1 тыс. долл. [18].

Охота, как природный ресурс, практически не значима на территории района. Но это перспективная статья доходов при её положительном развитии.

Стоимостная оценка от снижения эрозии почв природно-антропогенными ландшафтами (доходный подход) [18] рассчитывалась по ячменю для Борисовского р-на. Оценка природоохранных функций лесов (снижение загрязнения атмосферы) проводилась согласно [18] (затратный подход). Для расчёта текущей стоимости (капитализированной величины) за бесконечный период времени использовалась ставка дисконтирования 0,1. В результате текущая стоимость функций лесов по очищению атмосферы равна 206,0 тыс.руб/га, а капитализированная стоимость функции природно-антропогенных ландшафтов (дубрав и степей) за счёт снижения эрозии почв – 34,0 тыс.руб/га.

Стоимость существования (неиспользования) отражает экономические оценки тонких этических и эстетичесческих аспектов: ценность природы самой по себе (в т.ч. биоразнообразия видов и ландшафтов), эстетическая ценность природы для человека или общества. Подобные оценки сложно учитываюся экономическими показателями. По устным опросам жители Борисовского района в среднем готовы платить 13 руб. в год для сохранения дикой природы (7,5 тыс. чел. трудоспособного населения).


Таблица 2


Общая экономическая ценность биологических ресурсов Борисовского района

Составляющие общей

экономической ценности

Стоимость, тыс. руб. / год

Района,

65036 га

Дубрава, 55 лет,1га

Луговая степь (целинная),1га

Поле яч- меня,1 га

^ Прямая стоимость:













лесозаготовки (ГЛФ– 233га/год-лесосека)

3029,0

13,0

-

-

ячмень (зерно-солома) (3000 га)

9990,0

-

-

3,33

сенокос (1666 га)

1166,2

-

1,6

-

Охота: любительская

браконьерская

178,0

77,0

нет данных

нет данных

нет данных

сбор грибов (потен- циальная стоимость)

32510,0

3,25

нет данных

-

Всего:

46950,20

16,25

1,60

3,33

^ Косвенная стоимость:










связывание углекислого газа

древ.-куст. раст-ть (10003га)

10208,20 –

51041,10

1,18 – 5,88

10,08 – 50,40

5,50– 27,7

водоочистные функции болот (789 га)

2016,0

-

-

-

снижение загрязнения атмосферы (экономия текущей стоимости)

191343,30

20,60

нет данных

нет данных

снижение эрозии почв

14004,20

1,40

нет данных

-

Всего:

217571,70 –

258404,60

23,18 -27,88

10,08 – 50,40

5,50 – 27,7

^ Стоимость не использования (существования):




Метод субъективных оценок (готовность платить)

97,50

нет данных

нет данных

нет данных

Всего:

97,50

-

-

-
^ Стоимость отложенной альтернативы (сохранение генофонда биоресурсов)



-

-

-

-

Итого:

264619,40 –

305452,30

39,43 -44,13

11,68 – 52,00

8,83 – 31,03


В настоящий момент сложно оценить стоимость отложенной альтернативы, связанной с консервацией биоресурсов для их возможного использования в будущем (лекарства, биотехнологии, будущая информация и др.). Однако трудно переоценить единственный источник информации (для науки и культуры в целом) о структуре и функционировании дубрав и луговых степей в доагрикультурный период. В качестве примера можно привести стоимость некоторых археологических находок и исторических памятников.

Депонирование углекислого газа наиболее значимо у травяных сообществ, особенно у луговой степи. С учётом связывания углекислого газа, снижения загрязнения атмосферы и снижения эрозии почв понятна экономическая выгода облесения и залужения земельных неудобий, перевод малопродуктивных пастбищ и сенокосов (в основном остепнённых балок и логов) и экономически убыточных полей в категории залежей или лесокультур.

Главный вывод – основная экономическая ценность природы заключена в области её экологических функций (косвенная стоимость), которая, в целом, почти в 5 раз, а по отдельным позициям и более, превышает сумму других составляющих общей экономической стоимости и, как правило, не учитывается при текущей производственной деятельности, а также и при перспективном планировании экономических проектов. Минимально это превышение у сельскохозяйственного поля (а значит и его экосистемное значение для ландшафта). Учёт стоимости “не использования” и “отложенной альтернативы” не изменит это соотношение, а скорее увеличит его. Эти данные и прямые экономические выгоды должны способствовать расширению заповедных территорий и других категорий ООПТ за счёт выше перечисленных земель и способствовать экологической реставрации и сохранению природных экосистем и ландшафтов района.


Таблица 3

Структура и экологическое состояние земельного фонда

Борисовского района (на 31.12.2008 г.)

Категория земель

Степень нарушенности земель и их площадь, га

слабо

(условно-естественные)

слабо и средне

средне

сильно

Экологический каркас района

ядра

узлы

экологические коридоры

Земли застройки










1278

Дороги










1409

Нарушенные земли










9

Пашня










40076

Многолетние насаждения(сады и т.п.)







1328




Сенокосы







1658




Пастбища







6926




Покрытые лесом земли (гослесфо- нд, включая ПП «Хотмыжский»)




6584







древесно-кустар- никовая (лесопо- лосы и др.)







2323




Болота




789







Под водой







586




Прочие земли (овраги и др.)







882




Земли ООПТ

1197










Итого:

1197

7373

13703

42763

% от общей площади района (65036 га-100%)

1.84

11.34

21.07

65.75


Именно в практике экономического учёта экологических функций природы (и ООПТ) магистральный путь перехода к моделям устойчивого развития территорий и регионов, и реального сохранения биоразнообразия.

Состояние земельного фонда района, с точки зрения формирования экологического каркаса, представлено в табл. 3. Всего ~ 2% территории работает экологически полноценно (в смысле биотической регуляции по В.Г. Горшкову [8]). Данные табл. 1 и 2 демонстрируют экологические (экосистемные) и экономические характеристики основных категорий угодий (земель), необходимые для планирования и практического формирования оптимальной, с точки зрения концепции устойчивого развития, структуры землепользования территории района. Для этой цели важен, с нашей точки зрения, интегральный экономический показатель, вычисляемый как разница между общим бюджетом территории (района) и суммарными затратами на охрану и восстановление окружающей среды (включая человека) – на функционирование ООПТ (а также создание новых), очистные сооружения, качество жизни населения (здравоохранение, образование, социальные выплаты и др.) и т.п. Условно данный показатель демонстрирует объективные и реальные затраты на разрушение природы, что необходимо учитывать при планировании мероприятий по созданию экологического каркаса территории.

Решение проблем устойчивого развития территорий необходимо начинать с “диагностического” блока индикаторов, который оценивает нарушения естественных потоков энергии и вещества (а косвенно и информации) конкретных ландшафтов и экосистем (отдельные оценки данного блока продемонстрированы выше). Другие блоки (социальные и экономические индикаторы, экологические – по водным, земельным ресурсам и др., по химическому загрязнению, индикатор развития человеческого потенциала и т.п.) должны быть рабочими инструментами и индикаторами для оптимизации и восстановления нарушенных экологических балансов, с использованием биопотенциала самовосстановления и саморазвития отдельных экосистем и видов.

Данный процесс значительно тормозится отсутствием единого управленческо-исполнительного органа (с отдельной строкой бюджетного финансирования, что не исключает других источников), целевой функцией которого является устойчивое развитие конкретной территории (от района до страны в целом).


Литература

Агроклиматический справочник по Белгородской области. - Л.: Гидрометеоиздат, 1959. 140 с.

Атлас Белгородской области. Природные ресурсы и экологическое состояние. – Белгород, 2005. 179 с.

Базилевич Н.И., Родин Л.Е. Запасы органического вещества в подземной сфере растительных сообществ суши Земли // Методы изучения продуктивности корневых систем и организмов ризосферы: Тр. Междунар. Симпозиума (СССР, 28 августа-12 сентября 1968 г.). – Л.: Наука, Ленингр. отделение, 1968. С. 3-7.

Белоусова А.П., Проскурина И.В. К проблеме экологической безопасности // Проблемы окружающей среды и природных ресурсов. Обзорная информация. – М.: ВИНИТИ, 2007. №3. С. 3-21.

Бобылёв С.Н. Экономика сохранения биоразнообразия. Повышение ценности природы (отв. ред. В.М. Захаров). – М.: Наука, 1999. 85 с.

Водный баланс основных экосистем центральной лесостепи: Материалы экспериментальных исследований. – М.: Наука,1974. 176 с.

Водные ресурсы и водный баланс территории СССР. – Л.: Гидрометеоиздат, 1967. 199 с.

Горшков В.Г. Энергетика биосферы и устойчивость состояния окружающей среды // Итоги науки и техники. Сер. теоретические и общие вопросы географии. Т. 7. – М.: ВИНИТИ, 1990. 238 с.

Дьяконов К.Н. Геофизика ландшафта. Метод балансов. – М.: Изд-во Моск. ун-та, 1988. 188 с.

Исаев А.С., Коровин Г.Н., Сухих В.И. и др. Экологические проблемы поглощения углекислого газа посредством лесовосстановления и лесоразведения в России. – М.: Центр экологической политики России, 1995. 155 с.

Марфенин Н.Н. Концепция «устойчивого развития» в развитии // Россия в окружающем мире: 2002 (Аналитический ежегодник). – М.: Изд-во МНЭПУ, 2002. С. 126-176.

Мекуш Г.Е. Подходы к разработке индикаторов устойчивого развития на региональном уровне // География и природные ресурсы. 2006. №1. С. 18-24.

Нешатаев Ю.Н., Добрецова Л.А., Самиляк С.И. Биологическая продуктивность и её сезонная динамика в разных ярусах дубового леса // Биологическая продуктивность и её факторы в лесостепной дубраве. Уч. зап. ЛГУ № 367, сер. биол. наук, вып. 53. – Л.: Изд-во Ленигр. ун-та, 1974. С. 119-152.

Реймерс Н.Ф. Природопользование (словарь-справочник). – М.: Мысль, 1990. 639 с.

Родин Л.Е., Базилевич Н.И. Динамика органического вещества и биологический круговорот зольных элементов и азота в основных типах растительности земного шара. – М.-Л.: Наука, 1965. 253 с.

Смольянинов А.Н. К вопросу о биологической продуктивности культур дуба в Шиповом лесу // Лесная геоботаника и биология древесных растений. – Тула, 1979. С. 128-130.

Шелехова Т.Н. Проблема выбора критериев оценки качества жизни населения // География и природные ресурсы. 2006. №1. С. 108-114.

Экономика сохранения биоразнообразия. Справочник (под ред. А.А. Тишкова). – М.: Проект ГЭФ «Сохранение биоразнообразия Российской Федерации». Институт экономики природопользования, 2002. 604 с.