Эколого-экономическая эффективность мероприятий по формированию культурных лесомелиоративных урболандшафтов на примере Михайловского лесхоза Волгоградской области

Начало ХХI века характеризуются глобальной активизацией воздействия человека на природные ландшафты. Происходит коренное изменение их экологических условий, идут процессы деградации всех компонентов. Осуществляется преобразование естественных ландшафтов в антропогенные. Наиболее интенсивно ухудшаются свойства природной среды на территориях урболанд-шафтов – ландшафтов, сформировавшихся на урбанизированных территориях в результате социально-экономического, демографического и географического процессов, охватывающих изменения в образе жизни населения, его профессиональной структуре, культуре, характере производственной и рекреационной деятельности [1].

Ускоренное развитие промышленности, автомобильного транспорта, коммунального хозяйства, средств коммуникации, расширение городского влияния на прилегающие территории приводит к системному экологическому кризису, обусловленному массовым загрязнением окружающей среды токсичными отходами, выбросами и стоками [2].

Вследствие чрезвычайной важности и обширности возникшей проблемы, вопросы охраны окружающей среды и обеспечения экологической безопасности находятся в совместном ведении, как целиком России, так и ее субъектов (ст.72 Конституции Российской Федерации) [3].

Сохранение природно-ресурсного и экологического потенциала является долгосрочной целью и задачей устойчивого развития страны [4]. Так, национальный проект «Экология» (период реализации: 2019– 2024 гг.) нацелен на эффективное обращение с отходами производства и потребления, включая ликвидацию всех выявленных на 1 января 2018 г. несанкционированных свалок в границах городов; кардинальное снижение уровня загрязнения атмосферного воздуха в крупных промышленных центрах, в том числе уменьшение не менее чем на 20 процентов совокупного объёма выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух в наиболее загрязнённых городах; повышение качества питьевой воды для населения, в том числе для жителей населённых пунктов, не оборудованных современными системами централизованного водоснабжения; экологическое оздоровление водных объектов, включая реку Волгу, и сохранение уникальных водных систем, 380

включая озёра Байкал и Телецкое; сохранение биологического разнообразия, в том числе посредством создания не менее 24 новых особо охраняемых природных территорий; обеспечения баланса выбытия и воспроизводства лесов в соотношении 100% к 2024 году [5].

На юго-востоке европейской части России, в том числе и на юге Окско-Донской низменности в результате техногенной деградации, водной эрозии, дефляции, а также засоления и переувлажнения почв происходит опустынивание земель [6].

В системе мер по предупреждению деградации ландшафтов и восстановлению свойств их нарушенных компонентов ведущая роль принадлежит фитомелиоративным мероприятиям [7]. В то же время в степной зоне Окско-Донской низменности естественные недеградированные природные ландшафты городских и пригородных земель могут в полной мере обеспечить комфортные условия жизни и деятельности горожан и их рекреационные потребности [8].

Наиболее экологичными и экономичными мероприятиями по предотвращению или снижению интенсивности процессов деградации ландшафтов, восстановлению и улучшению их свойств являются методы ландшафтной лесомелиорации [9].

Цель исследования: выявить особенности геоморфологического строения территорий и состава древесной растительности урболандшафтов юга Окско-Донской низменности, обосновать эколого-экономическую эффективность лесомелиоративных мероприятий.

Материал и методы исследования

По климатическому районированию Окско-Донская низменность расположена в восточной части континентальной европейской области с недостаточным увлажнением, годовым притоком прямой и рассеянной солнечной радиации порядка 100 ккал/см2 и годовой амплитудой среднемесячных температур воздуха в 30° [10]. Южная часть Окско-Донской низменности расположена в степной зоне и характеризуется засушливым летом с выраженной континентальностью [11].

Регион исследований входит в Среднерусскую геоморфологическую провинцию Восточно-Европейской равнины и включает геоморфологическую область Волжско-Окско-Донской равнины [12].

Поверхность равнины отличается слабой расчлененностью и мягкостью форм. Абсолютные отметки водосборов колеблются от 120 до 170 м, постоянно снижаясь с севера на юг. Преимущественное распространение имеют обширные плоские междуречья, чередующиеся с широкими и неглубокими долинами рек [13].

Достаточно широко во всем изучаемом регионе распространены антропогенные формы рельефа: карьеры, земляные насыпи и выемки дорог, искусственные водохранилища, пруды и другие сооружения.

По растительному районированию южная часть Окско-Донской низменности входит в разнотравно-типчаково-ковыльные подзоны среднего и южного типа черноземной степной зоны. Их территории в основном совпадают с подзонами:

• а)    обыкновенных и южных,

• б)    южных черноземов.

В настоящее время земли региона распаханы или интенсивно используются в качестве пастбищ. Естественная травянистая растительность сохранилась лишь на небольших участках в нижних частях предбалочных склонов, вблизи откосов оврагов.

По лесорастительному районированию территория исследований относится к Волго-Донскому округу разнотравно-злаковых степей [14]. В регионе встречаются байрач-ные леса, которые занимают нижние части склонов и днища балок.

Наибольшую ценность представляют пойменные леса, имеющие большое рекреационное, санитарно-гигиеническое, климаторегулирующее водоохранное и противо-эрозионное значение [15].

В настоящее время на незатопляемых участках с почвами легкого гранулометрического состава широкое распространение получили лесные культуры сосны обыкновенной, отличающиеся хорошими биометрическими показателями и высокой аттрактивностью.

Основными видами древесных растений в зеленых насаждениях населенных пунктов Волгоградской области являются тополи бальзамический (P. balsamifera), черный (P. nigra), пирамидальный (P. piramidalis), гибридные, робиния лжеакация (Robinia pseudoacacia), вязы приземистый (U. pumila) и гладкий (U. laevis), клены ясенелистный (Acer negundo) и татарский (A. tataricum), ясень ланцетный (Fraxinus lanceolata) [16].

Деградированные урбанизированные ландшафты являются наиболее сложными объектами мелиорации. Их преобразование в культурные природные комплексы требуют научно обоснованного творческого подхода, учитывающего особенности хода процессов деградации различных категорий земель [17].

Исследования проводились при строгом соответствии применяемых методик принципам ландшафтного анализа. По В.А. Низовьеву [18], ведущими принципами антропогенного ландшафтогенеза являются сквозное ландшафтно-историческое изучение региона, а также сопряженное исследование природной и антропогенной составляющих ландшафта региона.

Исследования делились на три этапа:

• -    ландшафтный анализ – изучение свойств ландшафтов, их морфологической структуры и пространственной дифференциации происходящих в нем процессов;

• -    ландшафтный диагноз – определение соотношения природных и технических системных связей и общественных потребностей, степени выполнения ландшафтом заданных ему социально-экономических функций;

• -    ландшафтный прогноз – предсказание и оценка возможных изменений в ландшафте, разработка рекомендаций для наиболее полного выполнения заданных ему функций и предложений по оптимальному устройству [19], т. е. управлению ландшафтом.

При комплексном ландшафтном прогнозировании использовались следующие подходы:

• а)    исторический (временной), основывающийся на выявлении динамики и эволюции геосистем и позволяющий экстраполировать их в будущее;

• б)    системный, предполагающий рассмотрение объекта исследований как системы, предусматривающий системный характер ландшафтного прогнозирования и обеспечивающий связь общегеографического прогноза с социальным и экономическим прогнозом;

• в)    деятельный (конструктивный), состоящий в разработке направлений деятельности и мероприятиях, способствующих достижению цели;

• г)    вероятностный, вытекающий из многомерности характеристик геосистем, разнообразия вариантов начальных состояний входящих элементов [20].

Основным методом исследований являлось сопряженное изучение экологических условий морфологических единиц деградированного ландшафта и лесомелиоративных мероприятий.

Собранные материалы обрабатывались методом математической статистики [21].

Результаты исследования и их обсуждение

Многочисленные литературные данные свидетельствуют о многофункциональной роли зеленых и лесных насаждений и высокой эффективности лесомелиоративных мероприятий. Но в большинстве опубликованных работ оценивается эффективность агролесомелиоративных мероприятий [22, 23, 24, 25, 26, 27]. Однако древесная и другая растительность не меньшую роль играет в очистке городского воздуха и предотвращении общей деградации ландшафтов от воздействия промышленных и транспортных поллютантов и загрязненных стоков, а также влияния других неблагоприятных факторов городской среды.

Природные экосистемы России поглощают всю антропогенную эмиссию страны и еще около 300 МТ эмиссии углерода других стран. «Ценность естественных экосистем превышает ценность минеральных богатств России» [28].

Коэффициент эффективности природоохранных, а, следовательно, и мелиоративных мероприятий может быть вычислен по формуле [29].

nm

Х - Х Эу - c

E = j^----,

K где Э – эффект природоохранных мероприятий i-го вида от предотвращения потерь на j-м объекте;

• с    – среднегодовые эксплуатационные расходы на обслуживание основных фондов, вызвавших эффект;

К – капитальные вложения экологического назначения;

• n    – число мероприятий;

• m    – число учитываемых видов эффекта.

Так как «целый ряд последствий деградации окружающей среды в принципе не может быть полностью оценен в денежном выражении» [30], нами выполнена приблизительная, несколько заниженная оценка эффективности мероприятий по улучшению состояния урболандшафтов.

Ранее отмечалось, что наиболее экологичными и экономичными методами восстановления и улучшения свойств деградированных урболандшафтов являются методы ландшафтной лесомелиорации. Защитные лесные и зеленые насаждения поглощают углекислый газ и выделяют кислород, обезвреживают поллютанты и стоки, способствуют осаждению пыли, насыщают воздух фитонцидами и легкими отрицательно заряженными ионами, выполняют фотоактиническую и психологическую функции и др.

С.В. Беловым и В.Р. Прохоровым предложен способ расчета эффективности лесонасаждений, основанный на энергетической и экологической оценке их функционирования по поглощению газа и выделению кислорода [31] (метод субституции или замещающих затрат). В основу расчетов закладывается оценка стоимости производства аналогичного количества кислорода из морской воды промышленным способом.

При образовании 1 т древесины выделяется в среднем 1,23 т кислорода. Общее количество выделенного кислорода можно вычислить, умножив площадь насаждений на прирост древесины на 1 га. Площадь лесонасаждений Михайловского лесхоза составляет 20335 га, в т. ч. леса зеленой зоны вокруг г. Михайловки 10228 га, из них лесопарковая часть 5381 га, лесохозяйственная часть 4847 га. Территория г. Михайловки, занятая древесными растениями, складывается из площади малоэтажной застройки, промышленной и коммунально-складской застройки, земель железнодорожного транспорта, земель общего пользования, составляющих 3510 га. Учитывая, что только примерно на половине этой территории произрастает древесная и плодовая породы, площадь насаждений будет равна 1755 га. Прибавив к ней территорию, занятую коллективными индивидуальными садами (547), получаем 2302 га. В итоге общая площадь насаждений города и зеленой зоны вокруг него составляет 12530 га.

Ежегодный прирост древесины насаждений в окрестностях г. Михайловки составляет 2,7 т/га. Расчет показывает, что общее количество кислорода, выделенного древесными насаждениями, составляет

• 1, 23 т × 2,7 т/га × 12530 га = 41,6 тыс. т.

Его энергетический эквивалент равен

239 × 106КДж × 41,600 т = 99424 ГДж

Однако с учетом расхода кислорода на дыхание растений и разложения отпада (приблизительно 50%) общее количество поступаемого в атмосферу кислорода составляет 20,8 тыс. тонн, его энергетический эквивалент 49712 ГДж.

По данным С. В. Белова и В. П. Прохорова [31], себестоимость производства промышленным способом 1 т кислорода в дореформенных ценах составляла 230 руб. В современных ценах она равна

230 руб. × 120 = 27600 руб.

Величина замещающих затрат всех насаждений в окрестностях г. Михайловки составит 574080 тыс. рублей.

Рассчитанная разными авторами [32, 33, 34] величина экономической эффективности санитарно-гигиенических функций лесонасаждений имеет большой разброс. Но даже при принятии ее минимальной величины (540 руб./га в дореформенных ценах, или 540 × 120 = 64800 руб./га в современных ценах) получаем

64800 руб./га × 12530 га = = 811944 тыс. рублей.

Итоговый экономический эффект от улучшения насаждениями экологических условий городской и пригородной среды составляет 1386024 тыс. рублей.

По данным лесоустройства, за период после пуска в г. Михайловка 1 очереди предприятия по производству цемента среднегодовой прирост древесных лесов составил 2,65%, в то время как текущий прирост – т. е. при современном уровне производства (современном объеме выброса поллютантов и современной рекреационной нагрузке 2,11%). При принятии современной величины прироста древесины за 100% исходную величинуполучаемравной125,6%илина25,6% больше.

Следовательно, экономический эффект от доведения состояния насаждений до исходного в результате проведения мелиоративных мероприятий, а также снижения до нормативного для древесной растительности уровня выброса поллютантов и рекреационной нагрузки составляет 26% от общего эффекта от функционирования насаждений в настоящее время или 360366 тыс. руб. в год.

Основные затраты на проведение необходимых мероприятий складываются из стоимости проведения рубок ухода (ландшафтных рубок) и стоимости работ на создание новых высокодекоративных насаждений. (Затраты на доведение уровня выбросов до предельно допустимых концентраций не включены, так как эти работы предприятия обязаны выполнять в соответствии с законодательством и они входят в стоимость выпускаемой ими продукции.)

Поскольку среди насаждений, нуждающихся в рубках ухода, преобладают средневозрастные, основными видами необходимых рубок являются проходные, практически всегда самоокупаемые.

Поэтому основные затраты на создание и содержание высокодекоративных устойчивых к выбросам поллютантов и рекреационной нагрузке пригородных лесонасаждений выпадают на создание лесных культур.

Данные по геоморфологическому строению городских и пригородных территорий юга Окско-Донской низменности свидетельствуют о преобладании на них площадей с равнинным и волнистым рельефом, имеющих крутизну склонов до 12º. В этих условиях основными видами подготовки почв под лесонасаждения являются сплошная обработка и напашное террасирование [35].

Затраты на создание лесонасаждений в дореформенных ценах с этими видами подготовки равны 255,02 руб./га насаждений [36].

Учитывая, что семенные высокоствольные насаждения твердолистных пород имеют высокую декоративность, а, следовательно, и аттрактивность до возраста спелости, равной 100 годам, а также то, что не менее половины пойменных дубов имеют вполне удовлетворительное порослевое возобновление, принимаем необходимую площадь ежегодного создания культур, равную 0,5% от всей площади насаждений лесхоза.

12530 га × 0,5% = 6265 га

В итоге стоимость работ составит

255,02 руб./га × 120 × 6265 га = = 191724036 руб.

Ежегодный экономический эффект для территории г. Михайловки и ее окрестностей будет равен

360366000 руб. – 191724036 руб. =

= 168641964 руб.

Рентабельность проводимых мероприятий составит 88%.

Заключение

Сохранение природно-ресурсного и экологического потенциала, обеспечения баланса выбытия и воспроизводства лесов в соотношении 100% к 2024 году можно достичь методами ландшафтной лесомелиорации. Основными видами подготовки почв под лесонасаждения будут являться сплош- ная обработка и напашное террасирование, так как геоморфологическое строение городских и пригородных территорий юга Окско-Донской низменности свидетельствуют о преобладании на них площадей с равнинным и волнистым рельефом. Ежегодный экономический эффект от проводимых лесомелиоративных предприятий для территории г. Михайловки и ее окрестностей составит 168641964 руб. Рентабельность проводимых мероприятий – 88%.