Введение 4 Введение Актуальность исследования заключается в том, что в условиях интенсивного развития хозяйственной деятельности человека природные комплексы (в т.ч. охраняемые) претерпевают существенные негативные изменения. Такая тенденция проявляется на территории большинства регионов страны, в т.ч. и Республики Башкортостан (РБ). В то же время, имеющиеся научные разработки по минимизации масштабов антропогенных нагрузок и охране природной среды в целом характеризуются узкоспециализированным подходом и межведомственной несогласованностью. Соответственно, предлагаемые природоохранные мероприятия во многом являются разобщенными и ограничены рассмотрением лишь отдельных аспектов или компонентов природы (растительных сообществ, животного мира и др.). В связи с этим возникает необходимость всестороннего анализа влияющих естественных и антропогенных факторов и разработки на этой основе единой (комплексной) системы мероприятий по сохранению благоприятных экологических условий, являющихся основой устойчивого социально-экономического развития как регионов, так и страны в целом. С учетом изложенного, в данной работе осуществлено географо-экологическое обоснование системы охраняемых территорий (СОТ) в пределах РБ, представляющей собой основу природно-экологического каркаса (ПЭК) устойчивого социальноэкономического развития республики. Объект исследования - природные и природно-хозяйственные комплексы РБ, функционирующие в условиях взаимодействия естественных и антропогенных факторов. Предмет исследования - географо-экологическое обоснование СОТ и ПЭК устойчивого социально-экономического развития РБ. Цель работы - пространственно-временной анализ естественных и антропогенных факторов, их применение в обосновании структуры и функционального назначения охраняемых объектов с учетом формирования на их базе единой СОТ и разработка положений по формированию ПЭК РБ. 5 Для достижения данной цели решались следующие задачи: 1) изучение и анализ географо-экологических особенностей природопользования и их оценка применительно к формированию СОТ и ПЭК; 2) пространственный и временной анализ естественных факторов и процессов, участвующих в формировании и изменчивости природных комплексов и районирование территории по сохранности ландшафтов; 3) изучение особенностей воздействия хозяйственной деятельности человека на состояние природных комплексов и определение масштабов антропогенных нагрузок; 4) анализ современного состояния ОТ РБ для оценки направлений дальнейшего их развития; 5) проведение инвентаризации уникальных природных объектов и обоснование перспективной СОТ; разработка схемы ПЭК устойчивого социально-экономического развития РБ. Результат исследования - географо-экологически обоснованная схема: СОТ РБ, участвующая в формировании ПЭК устойчивого социально - экономического развития республики. Материал, методология и методы исследования. Методологической основой исследования является геосистемный подход, учитывающий взаимосвязь и взаимообусловленность естественных и антропогенных факторов формирования природно-хозяйственных комплексов. В качестве исходной информации использованы теоретические и методические положения и закономерности, достигнутые в физической географии, геоэкологии, природопользовании, заповедном деле, изложенные в трудах В.А. Анучина, А.Д. Арманда, В.А. Борисова, A.M. Гареева, И.П. Герасимова, В.П.Гладкова, Г.В. Добровольского, Н.Н. Забелиной, К.Д. Зыкова, Ю.А. Исакова, Ю.А. Израэля, А.Г. Исаченко, А.Г. Каваляускаса, В.М. Котлякова, Б.И. Кочурова, Ю.Н. Куражковского, СБ. Лаврова, Ю.Л. Мазурова, А.Ж. Меллума, Л.И. Милькиной, Ф.Н. Милькова, А.И. Перельмана, А.И. Прокаева, Ю.Г. Пузаченко, Н.Ф. Реймерса, Ю.П. Сели6 верстова, В.Е. Соколова, СМ. Стойко, А.А. Тишкова, А.А. Чибилева, Е.А. Шварца, Ф.Р. Штильмарка, R.T. Forman, M.G. Godron и др. во второй половине XX и в начале XXI столетий. Информационной базой работы послужили материалы полевых исследований автора, проведенные в 1993-2001 гг. в составе комплексных экспедиций кафедры физической географии и гидрологии Башкирского государственного университета (БашГУ). Использованы также фондовые материалы кафедр физической географии и гидрологии, ботаники, зоологии БашГУ, Институтов биологии (ИБ) и геологии (ИГ) Уфимского научного центра Российской Академии наук (УНЦ РАН), Управления особо охраняемых природных территорий научно-исследовательского института безопасности жизнедеятельности РБ (ООПТ НИИБЖД), Уральского союза охраны животных (УралСОЖ), центра содействия «Волго-Уральской экологической сети» (ЦС ВУЕС), заповедников «Шульган-Таш», «Башкирский», «Южноуральский», национальных парков «Башкирия» и «Асылыкуль». При изучении пространственной структуры ландшафтов, особенностей природопользования и изменчивости природных комплексов во времени широко были использованы фондовые материалы Государственного управления природных ресурсов (ГУПР), Государственного комитета по статистике, Республиканского территориального управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, Вельского бассейнового водохозяйственного управления (ББВУ), Министерства лесного хозяйства и природных ресурсов (МЛХ и ПР), Министерства сельского хозяйства и продовольствия (МСХ и П), Управления по делам санаториев и курортов и других ведомств РБ. В ходе полевых исследований применялись общепринятые комплексные физикогеографические методы. Камеральная обработка данных производилась с помощью статистических, графических и картографических методов, а также факторного и кластерного анализа на базе прикладных геоинформационных систем (ГИС). 7 Защищаемые положения: 1. Методические положения географо-экологического обоснования СОТ РБ. 2. Районирование изучаемой территории с учетом масштабов суммарной антропогенной нагрузки на природные комплексы и по степени сохранности ландшафтов. 3. Оценка места и значимости существующей сети охраняемых объектов РБ в сохранении био- и ландшафтного разнообразия территории. 4. Рекомендуемая перспективная СОТ и созданная на её основе схема ПЭК устойчивого социально-экономического развития РБ. Научная новизна исследования состоит в том, что впервые применены методические положения системного географо-экологического обоснования СОТ на примере территории РБ. При этом всесторонне учтены закономерности формирования и пространственной изменчивости ПТК в зависимости от влияния естественных факторов. Разработаны методические положения и применена схема районирования изучаемой территории по масштабам суммарных антропогенных нагрузок. Обоснована структура и разработана схема, региональных СОТ и ПЭК. Практическая значимость. Представленные в работе принципы территориальной комплексной охраны природы могут быть использованы при обосновании различных параметров и функционального назначения отдельных ОТ, разработке программ экологоэкономического развития, лесо- и землепользования административных районов и республики в целом, а также в процессе экологического воспитания и образования. Личный вклад автора состоит: в оценке места и значимости антропогенных нагрузок при обосновании СОТ; проведении впервые полной инвентаризации уникальных природных объектов РБ; обосновании единой СОТ с учетом дифференциации природных комплексов по статусу и функциональному назначению; обосновании новых охраняемых объектов с учетом необходимо8 сти их включения в СОТ и схемы ПЭК устойчивого социально - экономического развития РБ. Внедрение результатов работы. Основные положения диссертации внедрены в Институт урбанистики (г. Санкт-Петербург), Госстрой и НИИБЖД РБ. Материалы исследования были использованы при выполнении работ по заказу Правительства (Многотомная башкирская энциклопедия, Комплексный географический атлас РБ) и Министерства образования (учебное пособие и настенная карта М 1:500 000 для общеобразовательных школ) республики и ис- пользуются автором в учебном процессе, при чтении дисциплин специализации «Мониторинг природной среды» и «Экологическое картирование» студентам географического факультета БашГУ. Апробация работы. Основные положения и результаты работы апроби- рованы: на научно-практической конференции «Бассейновый принцип в оптимизации водопользования и водоохранных мероприятий» (Уфа, 1994); студен- ческих научных конференциях БашГУ «Проблемы географии, охраны приро- ды и природопользования» (Уфа, 1995, 1997); международной научно - практической конференции «Геоэкология в Урало-Каспийском регионе» (Уфа,, 1996); межвузовской научной конференции «Актуальные проблемы географии и геоэкологии» (Уфа, 1998); международной конференции «Экологические-проблемы бассейнов крупных рек-2» (Тольятти, 1999); XIV пленарном межвузовском координационном совещании по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов (Уфа, 1999); межрегиональном научном чтении «Проблемы сохранения и восстановления степных экосистем» (Оренбург, 1999); I региональной научной конференции «Современные проблемы географии и геоэкологии» (Воронеж, 1999); II региональной научной конференции «Теоре- тические и прикладные аспекты оптимизации и рациональной организации ландшафтов» (Воронеж, 2001); республиканской научно-практической конференции «Водные ресурсы Республики Башкортостан» (Уфа, 2001); республи- канской научно-практической конференции «Эколого-водохозяйственные 9 проблемы региона южного Урала» (Уфа, 2002); III региональной научно-практической конференции, посвященной памяти проф. Ф.Н. Милькова (Воронеж, 2003); межвузовской научно-практической конференции «Биоразнообразие, проблемы его сохранения в южном регионе Республики Башкортостан и на сопредельных территориях» (Стерлитамак, 2003). Публикации. Содержание и результаты выполненных исследований отражены в 3 учебных пособиях для школ, 3 статьях, 13 тезисах докладов и на 1 настенной карте М 1:500 000. Находятся в печати 5 статей и 15 тематических карт для Комплексного географического атласа РБ. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений. Основная часть работы изложена на 196 страницах и содержит 29 рисунков (в т.ч. 15 карт) и 30 таблиц. Список использованной литературы включает 239 наименований. В приложения диссертации объемом 62 страницы вынесены данные полевых исследований, картографические и статистические материалы. 10 Глава 1. Методология и методические основы создания системы охраняемых территорий. 1.1. Географо-экологические основы охраны природы и рационального природопользования. С развитием техники и технологий, ростом народонаселения общество все в большей мере оказывает воздействие на природу. Промышленность, АПК, транспорт, нерегулируемый туризм, а также различные отходы производства в большей или меньшей степени преобразуют природные комплексы. В результате во многом необоснованной хозяйственной деятельности человека происходит не только количественная, но и качественная деградация природной среды. В этих условиях решение проблем охраны природы и рационального природопользования должно быть в числе важнейших задач и проводиться на основе комплексного (системного) подхода и с учетом; различных аспектов взаимодействий влияющих факторов. Однако при проведении природоохранных мероприятий можно встретить положения, основанные только на экономических или биоэкологических принципах (Рыжиков, 1979; Ахиезер, 1986; Лисицын, 1986 и др.). Так, существует утверждение, что экономическая оценка природоохранных мероприятий с учетом нанесенного ущерба является единственным эффективным способом, позволяющим получать конкретные результаты. Ошибочность данного утверждения в том, «что экономический подход не может учитывать все многообразие природных комплексов. Стоимостная оценка отдельных природных ресурсов и их использование в каждый конкретный исторический интервал времени относительна и зависит как от наличия количественных показателей самих ресурсов, так и от достигнутого научно - технического уровня и эффективности их использования» (Гареев, 1995, с. 9). Исходя из этого, следует указать, что многие экономически обоснованные производственные процессы, если они даже создают высокий доход, не должны осуществляться, если они не обоснованы результатами геоэкологических исследований (Анучин, 1978). 11 В последнее время неоправданно широким стало применение понятия «экология». Известно, что впервые этот термин был предложен ещё в 1866 г. немецким биологом Э. Геккелем и обозначал науку о взаимоотношениях организмов (растительных, животных, микроорганизмов) между собой и окружающей средой (Гиляров, 1992). С середины прошлого столетия понятие «экология» получило дальнейшее, более широкое развитие (Дажо, 1975; Одум, 1986; Рамад, 1981 и др.). На основании анализа многочисленных опубликованных работ можно заметить, что в настоящее время экология включает различные аспекты: биологические, географические, философские, социологические, экономические и т.д. Таким образом, применение термина расширилось от обозначения взаимоотношений отдельных видов растений или животных до изучения региональных и глобальных особенностей рационального природопользования и охраны природной среды. Следует заметить, что в последние годы со стороны отдельных исследователей большое внимание уделяется изучению биологических, экономических, социологических и др. основ экологии (Шварц, 1999). В то же время неправомерно игнорируется геоэкология, о сущности которой сложились различные мнения (Мишев, 1986; Жекулин, 1987; Ишмуратов, 1987; Лавров, 1989; Бачинский, 1989; Реймерс, 1990; Пурдик, 1991; Лавров, Морачевский, 1993; Клубов, Прозоров, 1993; Мильков, 1993; Грин и др., 1995; Дмитревский, 1995; Селиверстов, 1995 и др.). В монографии «Основы геоэкологии» (1994) она представлена как наука, изучающая необратимые процессы и явления в природной среде и биосфере, возникающие в результате интенсивного антропогенного воздействия. Ф.Н. Мильков (1997) в одной из последних своих работ геоэкологию рассматривал в качестве науки, изучающей комфортность географической среды. Наиболее общая точка зрения, в отношении цели и задач геоэкологии, сложилась у В.И. Осипова (1993) и СП. Горшкова (1999). Они считают, что: 1) геоэкологические проблемы носят комплексный характер; 2) геоэкология за12 рождается внутри уже существующих дисциплин; 3) конечная цель геоэкологии сохранение жизнеобеспечивающей среды и жизни на Земле; 4) геоэкология объединяет знания об экологических проблемах геосфер. За широкое понимание термина выступают В.Т. Трофимов и др. (1994). Они рассматривают геоэкологию как интегральную науку экологической направленности, изучающую закономерности функционирования антропогенно измененных экосистем. Эти же положения раскрыты в работах В.М. Шестако-ва (1995), Н.С. Касимова и Э.П. Романовой (1996). Таким образом, на основании обобщения многочисленных методических подходов к данной теме, можно отметить следующее: 1) геоэкология - это комплексная и междисциплинарная наука, изучающая проблемы охраны природы и рационального природопользования на уровне различных геосфер; 2) при применении географо-экологического подхода в научных исследованиях производится одновременный учет природных, экономических и социально - культурных особенностей территории; 3) анализ вышеуказанных сторон проводится по реально существующим и исторически сложившимся природно-территориальным (ПТК) и территориально-производственным комплексам (ТПК) разных рангов; 4) изучается не только строение перечисленных комплексов, но и их внутренние связи, а также связи между комплексами; 5) основополагающим является системный подход и необходимость во всем и всегда учитывать территориальную дифференциацию явлений. Современная геоэкология опирается на научные достижения большой группы зарубежных и отечественных авторов (Troll, 1970; Мильков, 1973, 1978; Перельман, 1975; Арманд, 1975, 1983; Будыко, 1977; Анучин, 1978; Род-зеевич, Пашканг, 1979; Исаченко, 1980; Герасимов, 1980; Оптимизация..., 1981; Исаков, 1983; Миланова, Рябчиков, 1983; Израэль, 1984; Преображенский, 1985; Forman, Gordon, 1986; Сочава, 1986; Львович, 1986; Александрова, 13 1986; Чибилев, 1992, 1993; Гареев, 1989, 1995, 1998 и др.), раскрывающих структуру и динамику природных и природно-антропогенных геосистем, формирующихся в зависимости от воздействия совокупности естественных и антропогенных факторов. Известно, что преобразовательные действия человека в основном направлены на использование определенных компонентов природы (водных объектов, растительности и др.). Однако коренное изменение одного из компонентов природного комплекса вследствие наличия причинно-следственных связей в итоге может привести соответствующим изменениям и в самом природном комплексе в целом. В этих условиях, в целях реальной оценки сложившейся экологической ситуации с наибольшей эффективностью может быть использован конструктивный геоэкологический подход. Это исходит из того, что объект изучения геоэкологии - геосистема (ландшафт, ПТК) значительно сложнее экосистем. Они различаются, прежде всего, направленностью структурных связей и характером пространственных границ. В экосистемах господствуют связи, направленные от факторов среды к главному компоненту - био-те. В геосистемах все компоненты рассматриваются как равнозначные. При изучении учитываются и обратные и прямые связи (рис.1). Рис. 1. Структурная схема геосистемы (А) и экосистемы (Б) (по А.Г. Исаченко, 1995)(1 абиотические компоненты; 2 - биота; 3 - связи между компонентами). Как указывает А.Г. Исаченко (1995), понятие «экосистема» не ограничено четкими пространственными рамками: оно в равной мере распространяется на каплю воды, озеро или биосферу в целом. Геосистемы всегда подразумева14 ют наличие границ, благодаря которым они выделяются в пространстве. В связи с этим термин «экосистема» целесообразнее употреблять в тех случаях, когда на первое место ставится проблема охраны биоты. Термин «геосистема» предпочтительнее использовать в тех случаях, когда основное внимание обращается как на охрану отдельных компонентов (воды, воздуха, почв и др.), так и ландшафтов в целом. Геосистемы обладают свойствами, учет которых позволяет выявлять изменения в природной среде, вызванные естественными и антропогенными факторами (табл. 1). Таблица 1 Свойства геосистем и их роль в геоэкологической оценке территории. Свойства Роль в геоэкологической оценке территории Иерархичность (планетарная, региональная, локальная) Четко прослеживаются последствия антропогенного воздействия и связанные с ними изменения природной среды на разных уровнях организации ландшафта. Структура (пространственная, временная) Позволяет определить инвариантные (т.е. относительно неизменные) свойства природных комплексов и дать оценку их возможной нарушенности в результате антропогенного воздействия. Целостность Позволяет прогнозировать направление и степень возможных изменений компонентов природы и всего ландшафта, вызванных антропогенным воздействием. Устойчивость Позволяет определить эффект внешнего антропогенного воздействия на природную среду. Эволюция Прослеживаются виды, уровень и последствия антропогенного воздействия за длительный период времени. Саморегулирование Позволяет определить степень существующей и возможной антропогенной нагрузки на природные комплексы. Учет и обобщение имеющихся теоретических разработок (Географическое..., 1985; Геоэкологические..., 1989; Емельянов, 1992; Основы..., 1992 и др.) с точки зрения оценки значимости геоэкологии позволяют сформулировать следующие принципы охраны природы и рационального природопользования: 1. Геосистемы составляют жизненную среду человеческого общества и обеспечивают его потребность в естественных ресурсах. Именно геосистемы являются объектами воздействия человека, и, соответственно, они должны выступать в качестве объекта охраны и рационального природопользования. 2. Геосистемы - это сложные территориальные образования, состоящие 15 из взаимосвязанных компонентов и комплексов. В силу этого, любое антропогенное воздействие на них приводит к изменению структуры не только одного компонента, но и всей системы в целом. 3. Целостность геосистемы и взаимосвязанность компонентов обусловливают комплексный подход к охране природы и рациональному природопользованию. Природоохранные мероприятия должны быть повсеместны, ибо сохранение одного из компонентов невозможно без заботы о сохранении свойств остальных. 4. Каждая геосистема имеет определенный порог устойчивости к внешним (антропогенным) воздействиям. Превышение порога устойчивости всегда ведет к нарушению исходной структуры. Таким образом, можно отметить, что появление геоэкологии и геоэкологических принципов охраны природы обусловлено потребностью познания экологических проблем на географическом уровне с помощью методов географического анализа. Процессы расширения, взаимопроникновения и взаимоприспособления географических и экологических знаний позволяют систематизировать и оценивать особенности влияния хозяйственной деятельности человека на составные части природного комплекса путем анализа баланса вещества и энергии и, тем самым, выявить основные геоэкологические закономерности. Это, в свою очередь, открывает возможности для выполнения комплексных природоохранных (в т.ч. прогнозных) разработок и оценок. В качестве конкретного примера можно привести геоэкологическое обоснование системы охраняемых территорий (СОТ). Известно, что до сих пор при выделении особо охраняемых объектов и территорий достаточно часто учитываются только отдельные показатели местности (наличие ценных видов растений и животных, уникальность и живописность местности и др.). Это привело к тому, что в настоящее время многие охраняемые территории под действием чрезмерного антропогенного пресса частично или полностью утратили свои функции. В отличие от указанного, геоэкологические подходы к 16 обоснованию ОТ подразумевают формирование целостной структуры системы, в т.ч. организацию ландшафтно-экологического каркаса региона, учитывающие совокупность не только природных, но и антропогенных факторов, а также особенности обмена веществом и энергией между геокомплексами различного ранга (Гареев, 1998; Гареев, Нигматуллин, 1998, 1999). При этом подразумевается, что охраняемые объекты, расположенные в пределах этого каркаса и взаимосвязанные между собой, образуют единую, устойчивую и саморе-гулируюмую геодинамическую систему. Таким образом, с учетом несомненной предпочтительности геоэкологических подходов к оценке современных и перспективных изменений состояния природных комплексов следует подчеркнуть целесообразность их применения и при научном обосновании системы охраняемых территорий на региональном и государственном уровнях. 1.2. Краткая история развития охраняемых территорий. На основании анализа опубликованных работ можно выявить, что определению понятия «система охраняемых территорий» уделяется большое внимание (Реймерс, Штильмарк, 1978; Чижова и др., 1984; Исаков и др., 1987; Реймерс, 1990; Krebs, 1992; Гладков, 1993; Мазуров, 1996 и др.). Отличительной особенностью является то, что в них преимущественно рассматриваются и анализируются объекты природоохранного назначения, имеющие установившийся юридический статус, классификацию и определяемые через понятие «особо охраняемые территории» (ООТ). Указанные объекты имеют консерва-ционное направление, где функции охраны находятся на первом месте, и поэтому в них поддерживается особо строгий режим. Следует заметить, что с момента возникновения ООТ и до настоящего времени в процессе их выделения и обоснования как в региональном, так и в общегосударственном уровнях применяется, в основном, достаточно узкий целевой подход. При этом предпочтительными принимаются такие показатели, как уникальность, живописность ландшафтного комплекса, наличие реликто17 вых, эндемичных видов флоры и фауны или необходимость обеспечения людей местами отдыха. В результате этого в пространстве они образуют, главным образом, разрозненную сеть, а не единую и устойчивую СОТ. В то же время, как отмечалось выше, природные комплексы, в т.ч. охраняемые, постоянно испытывают прямое и косвенное влияние хозяйственной деятельности человека. В результате повсеместной распашки земель, вырубки лесов, строительства населенных пунктов и дорог многие заповедники, природные парки и заказники приобрели островное положение в сильно преобразованной среде. Это привело как частичной, так и полной утрате способностей выполнять возложенные на них природоохранные функции. В этих условиях возникает необходимость в организации таких территорий, как буферные зоны и транзитные коридоры, соединяющие между собой различные охраняемые объекты. На местности они формируют своеобразный предохраняющий фон и, тем самым, смягчают внешнее антропогенное влияние на ООТ, а также объединяют в пространстве отдельно расположенные ООТ в единую, устойчивую и саморегулирующуюся систему, обеспечивающую обмен веществом и энергией; миграцию животных и растений и т.д. (Меллума, 1983; Каваляускас, 1983; Тишков, 1995; Гареев и др., 1996; Иванов, 2001 и др.). Исходя из вышеуказанного, в данной работе под понятием «система охраняемых территорий» (СОТ) понимается интегрированная совокупность объектов и территорий природоохранного назначения, включающая заповедники, природные и национальные парки, заказники и др., а также их охранные зоны, взаимосвязанные между собой с помощью вспомогательных объектов (геодинамических коридоров и мостов), обеспечивающих обмен веществом и энергией и образующие устойчивую геодинамическую систему. При этом охраняемые территории выполняют важную и специфическую роль: заповедно эталонную, ресурсоохранную, объектозащитную, образовательно-воспитательную, научно-исследовательскую и рекреационную. В отличие от эксплуатируемых территорий, на них хозяйственная деятельность веСписок литературы