Географическая оптимизация экологической ситуации в оазисных геосистемах Среднего и Нижнего Зарафшана

Актуальность и востребованность темы диссертации. Орошаемые земли, обеспечивающие сельскохозяйственными продуктами основную часть населения мира, в результате их интенсивного использования истощаются, подвергаются эрозии и приводят к усилению негативных экологических процессов. Международные организации уделяют особое внимание решению данной проблемы. Так, в программе ООН по устойчивому развитию до 2030 года дано 17 целей, из которых 15 ой предусмотрено: «Защита, восстановление экосистем суши и содействие их рациональному использованию, рациональное управление лесами, борьба с опустыниванием, прекращение и обращение вспять процесса деградации земель и прекращение процесса утраты биологического разнообразия»1. Эти задачи требуют оптимизации экологической ситуации в орошаемых и пахотных землях, в том числе и в оазисах Узбекистана методами интегрированных исследований.
В мировом масштабе обострение экологической ситуации на орошаемых землях требует разработки научно - обоснованных приёмов по рациональному использованию природных ресурсов, нормированию антропогенной нагрузки исходя из индивидуалных особенностей геосистем. Оптимизация экологической ситуации на орошаемых землях требует применения передовых технологий в использовании водных и земельных ресурсов, количественной и качественной оценки антропогенной нагрузки на геосисемы, предотвращения деградации почв, улучшения качества воды, совершенствования системы мониторинга природных процессов, что является актуальной проблемой.
В последние годы в республике осуществлены крупные мероприятия и достигнуты большие успехи по рациональному использованию водных и земельных ресурсов орошаемых земель, улучшению их мелиоративного состояния, уменьшению засоления почв - увеличению их плодородия, сокращению использования пестицидов, применению органических удобрений вместо минеральных и др. Надо отметить, что для улучшения экологической ситуации и повышения его эффективности на орошаемых землях, особенно в густозаселённых оазисах долины реки Зарафшан, возникает необходимость их изучения как единой парагенетической системы. При этом учитывались индивидуальные свойства геосистем, использованы методические приёмы “антропогенной нагрузки”, которые направлены на изучение пространственноструктурного строения и динамики развития геосистем на основе картографического и математического моделирования. В Стратегии действий2 по развитию Узбекистана в качестве отдельного приоритетного направления выделяется «обеспечение проживания населения в безопасной экологической обстановке» и «предотвращение экологических проблем, наносящих вред генфонду и здоровью населения». В этом отношении, проведение направленных научно-исследовательских работ по проблеме геосистем Среднего и Нижнего Зарафшана имеет важное научно-практическое значение по оптимизации экологической ситуации, возникшей в результате антропогенного влияния на них.
Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных в Указе Президента Республики Узбекистан от 07.02.2017 г №УП-49-47 «О стратегии действий по дальнейшему развитию Республики Узбекистан», Постановлениях Кабинета Министров Республики Узбекистан: №212 от 19 октября 2008 г. «О Программе действий по охране окружающей среды Республики Узбекистан на 2008-2012 годы», № 292 от 30 октября 2011 г. «Об утверждении Программы Государственного мониторинга окружающей среды Республики Узбекистан на 2011-2015 годы», а также «Программе действий по охране окружающей среды Республики Узбекистан на 2013-2017 годы», утверждённой Постановлением Кабинета Министров Республики Узбекистан № 142 от 27 мая 2013 года, а также других нормативно-правовых документах, принятых в данной сфере.
Целью исследования является анализ влияния антропогенной нагрузки на оазисные геосистемы Среднего и Нижнего Зарафшана, совершенствование научных и практических основ оценки экологической ситуации и её оптимизации.
Научная новизна исследования заключается в следующем:
впервые разработан новый методический прием, основывающийся па количественных и качественных показателях «антропогенной нагрузки» при оценке геоэкологической ситуации в оазисах: па этой основе создана новая карта «Антропогенная нагрузка и её последствия на оазисы Среднего и Нижнего Зарафшана»;
разработаны нормы «ёмкости земли» для оазисных геосистем и усовершенствованы методы подсчёта занятости орошаемых земель населенными пунктами и другими строительнами объектами;
создана новая геоэкологическая карта оазисов Среднего и Нижнего Зарафшана на основе усовершенствования критериев оценки экологической ситуации оазисных геосистем;
определены качественные изменения в химическом составе грунтовых вод в оазисных геосистемах Среднего и Нижнего Зарафшана и созданы новые тематические гидроэкологические карты (минерализация вод, жесткость воды, распространение анионов и катионов);
установлена корреляционная зависимость между здоровьем населения и экологической обстановкой в оазисах; самым сильным фактором, влияющим па здоровье человека, является качество питьевой воды;
доказано, что оптимизация экологической обстановки в оазисных геосистемах для каждого ландшафта должна осуществляться, исходя из его индивидуальных природных особенностей.
Заключение
Результаты научных исследований и их анализ послужили основой следующих выводов:
1. Выявлена корреляционная связь между динамикой изменения экологической ситуации и развитием оазисных ландшафтов. Определена ведущая роль географии в исследовании экологических проблем, основанная на комплексном анализе геосистем.
2. Проанализированы изменения экологической ситуации в оазисных геосистемах в пространстве и во времени. Составлена среднемасштабная ландшафтная карта бассейна Среднего и Нижнего Зарафшана и определена непосредственная связь экологической ситуации с конкретными ландшафтами. Доказано, что ландшафтная карта является базовой основой для других тематических карт.
3. Исследовано и классифицировано по генезису понятие антропогенной нагрузки для оазисных геосистем. Разработаны нормативные критерии и показатели антропогенной нагрузки, соответствующей единице площади, на основе которых подготовлена новая карта под названием «Антропогенная нагрузка в оазисных ландшафтах Среднего и Нижнего Зарафшана и ее последствия».
4. Разработаны нормы «ёмкости земли» для населения оазисов, исходя из того, что плотность населения является основным показателем антропогенной нагрузки. Норма «ёмкости земли» для оазисов Узбекистана оценена в 250-300 человек на 1 км2 площади.
5. Степень занятости земли в оазисных геосистемах населенными пунктами, различными строительными, дорожными, ирригационным и другими объектами исследована в качестве антропогенной нагрузки. Разработаны научно-методические приемы её картографирования и подсчета и подготовлены фрагменты карт с использованием математических формул.
6. В целях определения показателей качества питьевой воды бассейна Среднего и Нижнего Зарафшана в пределах разных ландшафтов получено более 80 образцов воды и при этом определены минерализация, жесткость воды, показатели водорода, количество основных анионов и катионов и составлено несколько видов карт. На основе анализа полученных данных приведены предложения и рекомендации по вопросам охраны подземных вод, строительству дополнительных водопроводных линий от Среднего Зарафшана в сторону Нижнего Зарафшана для обеспечения чистой питьевой водой населения Бухарского, Каракульского и Карманинского оазисов, а также сделаны выводы о тенденции динамики качества грунтовых вод в оазисных ландшафтах.
7. На основе анализа природных вод установлено, что происходит заметное изменение химического состава грунтовых вод: из класса анионов увеличивается содержание хлоридов и сульфатов, из класса катионов - натрия и магния. Па большинстве участков Карманинского, Бухарского и Каракульского оазисных ландшафтов грунтовые воды стали сульфатно-натриевыми, сульфатно-магниевыми, а местами - хлоридно-натриевыми.
8. Доказано, что изучение пространственной связи между оазисными геосистемами, расположенными в бассейне реки, методами бассейнового подхода, парагенетической зависимости, ландшафтно-геохимической сопряженности даёт эффективные результаты; рекомендуется широко использовать указанные методы в геоэкологических исследованиях.
9. Проведен анализ зависимости между здоровьем населения и экологической ситуацией в оазисных геосистемах корреляционным методом. Установлено, что на здоровье человека сильное влияние оказывает засоленность почвы и качество воды. Анализ статистических данных показал также, что заболеваемость населения, в зависимости от экологических условий, резко возрастает от верховий к низовьям Зарафшана.
10. В связи с полным использованием имеющихся водных ресурсов Узбекистана (более 90%) очень актуальным и проблемным остается вопрос рационального использования водных ресурсов и применения передовых технологий в орошении. Даны рекомендации по строительству водохранилищ на крупных горных саях, необходимых для освоения предгорных равнин.
11. В качестве первостепенных задач по охране воды реки Зарафшан определены следующие: 1) организация зоны охраны шириной 200 метров по каждому берегу реки; 2) использование современных технологий по очистке загрязненных сточных вод; 3) недопущение строительства предприятий, загрязняющих подземные воды в местах с отсутствием «защитных слоев» по берегам реки и перемещение имеющихся; 4) усиление Государственного контроля за чистотой речной воды.
12. Даны необходимые рекомендации, требующие пересмотра существующих мониторинговых наблюдений для охраны, оптимизации и рационального использования оазисных ландшафтов. Разработаны предложения и обоснования по открытию новых постов мониторинга; на основе анализа собранных данных составлены карты «Охрана и рациональное использование ландшафтов Среднего и Нижнего Зарафшана», а также «Степень минерализации подземных вод Среднего и Нижнего Зарафшана»;
13. Отдельно для каждого оазисного ландшафта бассейна Зарафшан разработаны предложения и рекомендации по оптимизации и управлению природной средой, и их рациональному использованию;
14. Разработаны научные прогнозы по изменению экологической ситуации в течение 10-20 лет в оазисных геосистемах. Предполагается усиление загрязнения атмосферного воздуха городов, воды, почв и возрастание дефицита воды, увеличение в 2 раза антропогенной нагрузки в оазисах к середине XXI века. С учетом этих изменений для обеспечения устойчивого экологического развития в Республике Узбекистан выдвинуто предложение о необходимости разработки «Государственной геоэкологической программы», рассчитанной на 2020-2050 гг.