«Природопользование: экология, экономика, технологии Материалы Международной научной конференции Минск 6-8 октября 2010 г. Минск РУП Минсктиппроект 2010 УДК 504:338:66(476) ББК 20.18(4Беи)я43 Е 24 Рекомендовано ученым ...»

Национальная академия наук

Беларуси

Институт природопользования НАН Беларуси

Министерство образования Республики Беларусь

Белорусский государственный университет

Белорусский республиканский фонд фундаментальных исследований

Белорусское географическое общество

Природопользование:

экология, экономика, технологии

Материалы

Международной научной конференции

Минск 6-8 октября 2010 г.

Минск РУП «Минсктиппроект»

2010 УДК 504:338:66(476) ББК 20.18(4Беи)я43 Е 24 Рекомендовано ученым советом Института природопользования НАН Беларуси (протокол №10 от 17 сентября 2010 г.) Редакционная коллегия:

д-р геогр. наук В. С. Хомич – ответственный редактор акад. Н. Н. Бамбалов; канд. геогр. наук Л. А. Кравчук;

акад. И. И. Лиштван; канд. геогр. наук Е. П. Овчарова;

акад. В. Ф. Логинов; канд. геол.-минерал. наук С. В. Савченко;

член-корр. А. К. Карабанов; канд. геогр. наук Е. В. Санец;

д-р техн. наук С. В. Какарека; канд. с.-х. наук Г. А. Соколов;

д-р геогр. наук Т. И. Кухарчик; канд. геогр. наук М. И. Струк;

канд. геогр. наук О. В. Кадацкая; канд. хим. наук А. Э. Томсон Рецензенты:

д-р геогр. наук В. Н. Киселев;

д-р техн. наук Б. В. Курзо Природопользование: экология, экономика, технологии : материалы Е24 Междунар. научн. конф., г.Минск, 6–8 октября 2010 г. / Нац. акад. наук Беларуси [и др.]; редкол.: В. С. Хомич [и др.]. – Минск : Минсктиппроект, 2010. – 358 с.

ISBN 978-985-6735-36- В сборник включены материалы исследований экологических, технологических и экономических аспектов природопользования в Беларуси и сопредельных странах. В значительной части статей представлены результаты, полученные в ходе выполнения Государственной программы ориентированных фундаментальных исследований и Государственной научно-технической программы «Природопользование»

«Экологическая безопасность» (2006–2010 гг.).

Книга предназначена для широкого круга ученых, специалистов и лиц, интересующихся проблемами природопользования и экологии.

The conference proceedings include the results of research of environmental, technological and economical aspects of nature management in Belarus and neighbouring countries. Most of articles present the results received during an implementation of the State Programme of Oriented Fundamental Research «Nature Management» and State Scientific and Technical Programme «Environmental Safety» (2006–2010).

The book is addressed to a wide range of scientists, experts and individuals concerned with nature management and ecology.

Издание подготовлено при финансовой поддержке Белорусского Республиканского фонда фундаментальных исследований УДК 504.338:66(476) ББК 20.18(4Беи)я © Институт природопользования НАН Беларуси, ISBN 978-985-6735-36- © Оформление. РУП «Минсктиппроект», УДК 911.2+504. С. В. Андрушко ЭТАПЫ ХОЗЯЙСТВЕННОГО ОСВОЕНИЯ

ЛАНДШАФТОВ ЮГО-ВОСТОКА БЕЛАРУСИ:

ИСТОРИКО-ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ

ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ

Гомельский государственный университет им. Ф. Скорины Гомель, Республика Беларусь, e-mail: [email protected] В работе выделены и рассмотрены этапы хозяйственного освоения территории юго-востока Беларуси начиная с 1 тысячелетия до н.э. и до конца 19 века. Всего выделено 4 этапа, для каждого характерны свои особенности расселения, землепользования, и хозяйства. Первый этап характеризуется преобладанием подсечно-огневой формы земледелия, которую на более поздних этапах постепенно сменяет пашенная система земледелия. К концу второго этапа широкое развитие получают различные виды ремесел, которые продолжают интенсивно развиваться на третьем этапе. Для четвертого этапа характерно появление первых промышленных производств.

Освоение ландшафтов юго-востока Беларуси началось в палеолите (обнаружены стоянки на территории Чечерского и Калинковичского районов, датируемые 40–10 тысяч лет назад). Есть сведения о заселение территории современного Гомельского района в мезолите (9–6 тысяч лет назад) [1]. В этот период антропогенное воздействие на ландшафты был связано с охотой, собирательством, рыболовством. Начальная стадия скотоводства выявлена в середине атлантического периода схемы БлиттСернандера (6600–6000 лет назад): в разрезе в районе деревни Абакумы в составе пыльцевых спектров увеличивается доля растений – пастбищных индикаторов [2]. Неолитические поселения обнаружены в районе современных населенных пунктов Васильевка, Каменка, Старые и Новые Терешковичи, Романовичи [3].

Первые существенные преобразования ландшафтов юго-востока Беларуси связаны с появлением постоянных поселений-городищ в 1 тысячелетии до н. э. Исходя из этого, рассмотрение этапов антропогенных изменений ландшафтов в настоящей работе начинается именно с этого времени.

Для анализа изменения ландшафтов района исследований изучаемый временной градиент был разделен на 4 этапа:

1-й этап – 1 тысячелетие до н. э. (совпадает со временем распространения милоградской археологической культуры);

2-й этап – I–VIII век нашей эры (Зарубинецкая, Киевская и Колочинская археологические культуры);

3-й этап – IX–XVI век (средневековье);

4-й этап – XVII–XIX век;

Для каждого из выделенных этапов характерны особенности расселения, землепользования, хозяйства и др.

На первом этапе для территории было характерно распространение племен милоградской археологической культуры (I в. до н.э. – I в. н.э.), оставившей после себя многочисленные следы – городища, селища, курганы. Письменных источников о племенах этого периода не сохранилось, всего известно несколько сотен памятников этой культуры. Основной тип поселений – городища, по условиям расположения выделяются мысовые, расположенные на высоких берегах рек, на высоте 10–20 м от уровня поймы, и болотные, располагавшиеся на расстоянии 3–5 км от берегов рек на равнинной местности среди болотных массивов [3]. Площадь большинства поселений составляет 2–10 тыс. м2.

Городища милоградской культуры обнаружены вблизи современных населенных пунктов: Горваль, Милоград, Речица, Борхов (VII–III вв. до н.э.), Колочин, Горошков (IV–I вв. до н.э.), Ченки, Хальч, Светиловичи и т.д.

Для этапа характерно распространение железных орудий труда, которые вытиснили предметы из камня, кости, дерева, и позволили более интенсивно заниматься земледелием, основной формой которого являлось подсечно-огневое земледелие.

Возможно, в местах с более плодородными почвами уже было развито пашенное земледелие.

Совместно с земледелием развивалось скотоводство: разводились все современные виды домашних животных (крупный рогатый скот, лошади, мелкий рогатый скот, свиньи). Широкое распространение получили: добыча болотных железных руд и выплавка из них железа (впервые в регионе); бронзолитейное производство, изготовление глиняных сосудов, обработка камня, кости, ткачество, обработка кож. Отмечается, что кузнечное дело достигало довольно высокого уровня и наряду с добычей болотных руд практиковалось практически в каждом из поселений милоградской культуры [3].

По данным палинологических исследований на территории района исследований (вблизи деревни Дубовый Лог Добрушского района) на рубеже суббореального и субатлантического периодов в пыльцевых спектрах увеличивается присутствие пыльцы рудеральных (полынь, капуста, крапива, маревые) и пасквальных (подорожник, лютик, марь) сорняков. В субатлантическом периоде уменьшается доля широколиственных пород, что в сочетании с ростом доли рудеральных и пасквальных сорняков, свидетельствует о сведение лесов.

Второй этап (I–VIII века н. э.) – хронологически объединяет три археологические культуры – зарубинецкую, киевскую и колочинскую, пик максимального распространения которых приходится на I–V века нашей эры [5]. В пределах Республики Беларусь известно более 200 поселений. Многие перекрывают милоградские слои. Так, городища зарубенецкой культуры расположены вблизи современных населенных пунктов Горваль, Глыбов, Лоев, Колочин, Заспа, Хальч, Светиловичи и т. д. Поселения киевской культуры – Колочин, Носовичи, Присно, Шерстин; колочинской культуры – Колочин, Носовичи, Демьянки. В ряде мест прослеживается последовательная смена всех упомянутых культур (Гомель, Колочин).

Для этапа характерен переход от замкнутых городищ к открытым селищам. В поселениях отмечается два типа жилищ: наземные столбовой конструкции и полуземляночного типа, рядом с которыми сооружались хозяйственные постройки. Площадь поселений – в среднем 1–2 га (максимальная 6–7 га).

Основные отрасли хозяйства: земледелие (вероятно, наряду с подсечно-огневой системой земледелия, на более плодородных почвах постепенно развивалось пашенное земледелие; выращивались просо, пшеница, ячмень) и скотоводство (крупный и мелкий рогатый скот, лошади, свиньи). Ведущие отрасли домашнего производства: добыча железа из болотных руд, кузнечное и бронзолитейное дело, обработка цветных металлов, ювелирное дело. Развиты прядение, ткачество, гончарное дело, обработка камня, кости, рога, дерева. Роль охоты и рыболовства в целом незначительна.

Для середины этапа (около V века) на сопредельных территориях (юго-западная и западная Беларусь, Польша) пыльцевые спектры фиксируют снижение антропогенной активности, выраженное в уменьшении доли растений-антропохоров и синхронной увеличение доля граба, дуба, липы, лещины.

Предполагается, что в этот период значительные площади сельскохозяйственных земель были заброшены и на них происходило восстановление лесного покрова [2].

Широкое распространение подсечно-огневой, а позднее и пашенной систем земледелия, приводили к ряду негативных экологических последствии. Основные из которых: обнажение поверхности почвы, обезыливание верхнего горизонта почвы, выравнивание микрорельефа, обеднение почвенной фауны (прежде всего, мезофауны), увеличение поверхностного стока и эрозии почв, переход от внутрипочвенного накопления органики к напочвенному, общее увеличение пожароопасности лесов.

Третий этап (IX–XVI века) охватывает средневековый период от появления Киевской Руси до образования Речи Посполитой. На территории района исследований существовало более 60 населенных пунктов, появившихся в этот период [3].

Согласно палинологическим данным с Х века в регионе начинается максимальная стадия преобразования растительного покрова, когда содержание видов-антропохоров в составе спектров достигает кульминационных значений – преобладают растения-индикаторы культивируемых земель (крестоцветные, горец вьюнковый, горец шершавый, гречиха, торица, мак, фиалка и т.д.), растенияиндикаторы разреженности лесов, растения-индикаторы пастбищных земель, рудералы [2].

Археологические памятники этого периода представлены остатками деревень, усадеб и крепостей. Поселения эпохи Киевской Руси обнаружены вблизи современных населенных пунктов: Бобовичи, Гадичево, Шерстин, Хальч. В XI-XIII веках появляются укрепленные поселения – замкикрепости. Появляются города Гомель (1142) и Речица (1213).

К началу второго тысячелетия сложилось многоотраслевое сельское хозяйство, деревенское ремесло и многочисленные промыслы. Первые славянские племена занимались земледелием, скотоводством, рыбной ловлей, собирательством и бортничеством [4]. Экономическая основа хозяйства – пашенное земледелие, начинают развиваться ремесла и торговля. Появляется два типа сельских поселений: открытые неукрепленные селища площадью от нескольких сотен квадратных метров до нескольких гектар и небольшие хорошо укрепленные городища, располагавшиеся часто вблизи селищ или на них. Город развивается за счет поглощения сельских поселений. Появляется детинец и посад, окольные грады [7]. В деревне развито пашенное земледелие. Основные культуры – рожь, пшеница, ячмень. Отмечена высокая засоренность зерна, что говорит об использовании старопахотных почв.

Развивались подсобные ремесла – кузнечное и ювелирное дело. Городские жители так же занимались земледелием, используя ту же агротехнику, что и в деревне. С XI века озимая рожь – ведущая хлебная культура, распространяется паровая система земледелия. Не исключается развитие огородничества и садоводства. Вместе с пашенной системой существуют и другие переходные формы земледелия.

В целом на данном этапе отмечается обще снижение плодородия старопахотных почв и интенсивное механическое воздействие на почвы.

Четвертый этап охватывает XVII–XIX в. На территории района исследований в этот период существовало не менее 265 поселений [6]. В 60-е гг. XVI в. к г. Гомелю были приписаны села Добруш, Демьяновичи, Корма, Лагуновичи, Носовичи, Уть, Кузьминичи и др., всего отмечено около 50 населенных пунктов В целом отмечена очень низкая плотность населения, села состояли из 2– 10 дворов, в среднем 6.

В XVII в. в Гомельскую волость входило 49 населенных пунктов (Романовичи, Прибытковичи, Марковичи, Терешковичи, Дятловичи, Бобовичи, Волковичи, Волотова, Севрюки, Плесы и т. д.). В большинстве селений проживало от 10 до16 работников. Пчеловодство практиковалось в 80 % поселений. Бобровые гоны были при 50 %, а рыбные ловы – при 35 % поселений. В волости было 88 хозяйств, в которых работало 228 работников, на каждое хозяйство приходилось по 19,5 десятин пахотных земель, всего на волость – 1716 десятин пахотной земли, или по 7,5 десятины на каждого работника [3]. Во второй половине XVII в. села волости характеризуются значительным демографическим развитием – увеличивается людность поселений: Корма включало до 100 дворов, достаточно крупными стали села Добруш, Марьино, Перерост, Усохи, Крупец и др. В каждом крупном населенном пункте были плотины и мельницы, рядом с которыми функционировали сукновальни, работали Дикаловский и Семеновский железные заводы [7].

В XVIII в. происходил постоянный рост числа сельских поселений. Так, за период 1738– 1765 гг. число сел Гомельского староства увеличилось в 1,6 раза [7]. В самом Гомеле в 1775 г. проживало 5 тысяч жителей, развиты ремесла и торговля, на территории города в 1765 г. было 206 домов. Согласно Люстрации 1765 г. на изучаемой территории зафиксировано 58 населенных пунктов, в каждом из которых было от 50 до 100 дворов. Продолжалась разработка залежей болотных руд для местного потребления – Рудня-Прибытковская, Рудня-Маримонова, Рудня-Терюха, РудняДикаловка и др. Интенсивно развивалась торговля, строятся промышленные предприятия, увеличивается поголовье крупного рогатого скота и овец, за счет ввоза из других стран.

С начала ХІХ века Гомель и прилегающие территории начинаю приобретать черты промышленного центра.

Работали свечной завод, ткацкие фабрики, стекольная мануфактура, сахарный завод, круподерка, несколько канатно-веревочных и лесопильных предприятий. К середине ХІХ в. в Гомеле с Белицей существовало 1219 жилых, хозяйственных и административных построек (из них 129 каменных). Вторая половина ХІХ века так же характеризуется развитием железных (Гомель-Лунинец (Полесская), Либаво-Роменская) и шоссейных (Петербург-Киев) дорог, которые сыграли значительную роль в развитии промышленности региона.

Крупнейшими местечками уезда в 1880 г. были: Гомель (22 000), заштатный город Белица (1646 чел), Антоновка (441 чел), Ветка (5982 чел), Носовичи (1932 чел), Поддобрянка (635), Уваровичи (3506 чел) и Хальч (1599), в каждом находилось от 3 до 10 различных промышленных предприятий. Всего к концу ХІХ века в уезде функционаровало 97 фабрик и заводов, на которых работало 706 рабочих: писчебумажная фабрика, сенопресовочный завод, 8 винокуреных заводов, 9 кожевенных, 36 круподерен, 21 маслобойня и др.; 330 мельниц, главные кустарные промыслы: скорняжный, валяльный, портняжный и обувной, развит лесной промысел и пчеловодство. В 1888 г в Гомельском уезде население составило 162 908 жит, крупнейшие местечки Ветка (около 7000 жителей) и Уваровичи (до 4000 жителей).

По данным Первой всеобщей переписи населения Российской империи 1897 года площадь Гомельского уезда – 47 194 кв. версты, численность населения – 228 239 чел, в т.ч. 36 332 в городе. Из всех уездов Могилевской губернии на конец ХІХ века Гомельский уезд отличается наибольшей долей разработанной земли – 82,66 %.

К концу четвертого этапа для юго-востока Беларуси характерно значительное развитие промышленности, ремесел, торговли и сельского хозяйство, а так же увеличение численности населения.

1. Калечиц Е. Г. Первоначальное заселение территории Белоруссии / Под ред. Б. Н. Гурского. Минск, 2. Симакова Г. И. Основные этапы антропогенного преобразования растительного покрова Беларуси в голоцене // Литосфера. 2007. № 2. – С. 59–69.

3. Очерки по археологии Белоруссии Ч. 1 / Под ред. В. Ф. Исаенко и др. Минск, 1970.

4. Загорульский Э. М. Археология Белоруссии. Минск, 1962.

5. Археалогiя Беларусi. У 4-х тамах. Т. 2. Жалезны век i ранняе сярэдневечча / А. А. Егарэйчанка, В. I. Шадыра, В. С. Вяргей i iнш. / Пад. рэд. В. I. Шадыры, В. С. Вяргей. Минск, 1999.

6. Гарады i вескi Беларусi: Энцыклапедыя. Т. 1 кн. 1. Гомельская вобласць / С. В. Марцэлеу; Рэдкал.:

Г. П. Пашкоу (гал. рэд.) i iнш. Минск, 2004.

7. Гомель: Энцикл. справ. / Белорус. Сов. Энцикл.; Редкол.: И. П. Шамякин и др. Минск, 1990.

УДК 631.452(476)

ПОЛОЖЕНИЯ ПО ОПТИМАЛЬНОМУ

С. М. Зайко

ИСПОЛЬЗОВАНИЮ МЕЛИОРИРОВАННЫХ

Л. Ф. Вашкевич

ПРИРОДНЫХ КОМПЛЕКСОВ

С. С. Бачила Осушение болотных и заболоченных ландшафтов и их сельскохозяйственное использование вызывает резкое изменение природных территориальных комплексов. Изменяется гидрологический режим осушенных территорий, сводится естественная растительность – сложные многоярусные биогеоценозы заменяются агроценозами, увеличивается расчлененность мелиоративной сетью. Формируется более сложный рельеф с возрастанием амплитуды высот в пределах небольших участков. По мере давности сельскохозяйственного использования изменяется и ухудшается фундаментальный компонент ландшафта – почвенный покров, его территориальная структура. На месте торфяных осушенных почв после их сработки образуются новые антропогенные минеральные (постторфяные) почвы, преимущественно При проведении осушительных мелиораций изменяются экологические условия болотных ландшафтов, они превращаются из аккумулятивных в элювиальные и аккумулятивно-элювиальные.

На площадях болот, занятых преимущественно кустарниковой и травянистой растительностью, уничтожаются естественные биогеоценозы, понижается уровень грунтовых вод (УГВ), резко увеличивается расчлененность и дренированность территории. Понижение УГВ изменяет гидрологический режим не только мелиорированных болот, но и оказывает влияние на смежные прилегающие территории. Строительство мелиоративной сети – системы каналов, спрямление и углубление русел рек – привело к уменьшению вековых запасов вод, аккумулированных болотными ландшафтами.

Под понятием деградации осушенных болотных ландшафтов следует понимать ухудшение их экологического состояния и снижение продуктивного потенциала. В условиях Белорусского Полесья возможные негативные проявления на осушенных болотных ландшафтах сводятся к следующему:

переосушение и использование торфяников под возделывание пропашных и зерновых культур;

изменение торфяных почв, их мощности, ухудшение водных свойств, снижение влагообеспеченности, трансформация в органно-минеральные, а в последующем – в минеральные;

усложнение структуры почвенного покрова, неоднородности и контрастности;

изменение и усложнение рельефа, увеличение относительных высот, увеличивающих контрастность почв по увлажнению и усложняющих регулирование водного режима;

проявление ветровой, водной и механической эрозий, усиление сработки торфа и гумуса;

увеличение минерализации почвенно-грунтовых, грунтовых и поверхностных вод, их загрязнение;

снижение средневзвешенного балла плодородия почв и средневзвешенной продуктивности агроландшафтов – урожайности сельскохозяйственных культур.

уменьшение экологической устойчивости ландшафтов к экстремальным природным явлениям и деградации;

уменьшение биологического разнообразия болотных осушенных ландшафтов, изменение и обеднение их фауны и флоры;

изменение микроклимата;

понижение базиса эрозии при строительстве мелиоративной сети и осушении, что усиливает водную эрозию.

Основной задачей мелиоративного преобразования болот является целенаправленное улучшение основных экологических факторов жизнедеятельности культурных агроландшафтов и формирование таких геотехнических систем, которые бы обеспечивали не только высокую их биопродуктивность, но и длительную сохранность, и экологическую устойчивость болотных комплексов при их аграрном использовании.

Торфяные ПТК низинных болот располагают значительными ресурсами естественного плодородия, главным носителем которых являются природные запасы органического вещества, а также их высокая влагоемкость.

Однако, вследствие несбалансированности существующих факторов плодородия – переувлажненности, сильной заболоченности, торфяные комплексы в естественном состоянии по отношению к культурным растениям обладают низким эффективным плодородием.

В результате осушительной мелиорации нарушается ход эволюционного процесса болот, наступает необратимый процесс их разрушения независимо от того, какая искусственная экосистема пришла на смену естественной. Искусственная экологическая система, какой бы совершенной она ни была, не обладает качеством саморегулирования, а требует постоянного вмешательства извне, что влечет за собой различные отрицательные эффекты.

Осушенные и используемые в сельском хозяйстве торфяные ПТК, ради которых преобразуется болото, становятся экологически неустойчивыми, их процесс дальнейшей трансформации сопровождается постепенным разрушением вековых запасов органического вещества, формирования новых ПТК.

С разрушением органогенного слоя торфяные ПТК постепенно утрачивают важнейшие факторы своего потенциального плодородия – водоаккумулирующую емкость, высокое содержание органического вещества и азота. Такие деградирующие почвы требуют дополнительных затрат на сохранение и повышение их плодородия по сравнению с устойчивыми недеградирующими.

Для поддержания высокого потенциального плодородия и в целом расширенного воспроизводства плодородия в процессе сельскохозяйственного использования торфяной почвы, утраченные ресурсы естественного плодородия должны постоянно компенсироваться затратами на расширенное воспроизводство искусственного плодородия. И если на начальной стадии трансформации в потенциальном плодородии торфяной почвы доминирует естественная составляющая, затем оно выступает как суммарно обусловленное единство естественного и искусственного плодородия, то на конечной стадии оно уже представлено преимущественно искусственным плодородием.

Процесс трансформации торфяных почв после осушения завершается полной сработка торфяного слоя утратой болотных признаков, их разрушением и исчезновением как генетического типа. На их месте формируются другие разновидности почв, уровень плодородия которых зависит от свойств новой почвообразовательной породы, длительности взаимодействия этой породы с продуктами разложения органического вещества, условий водного режима и исключительно зависит от интенсивности применения антропогенных факторов по наращиванию искусственного плодородия. По данным мониторинговых исследований, более 150 разновидностей таких почв.

В основе современных представлений о рациональной системе использования торфяных почв лежит положение, согласно которому эта система должна обеспечивать максимальный выход растениеводческой продукции при минимальном расходовании природных запасов органического вещества, исключать деградацию и негативные влияния на окружающую среду. Практическая реализация указанных требований может быть достигнута таким характером использования, при котором торфяная почва в течение всего теплого периода занята посевами культурных растений, биологические особенности которых в наибольшей мере соответствуют ее экологическим условиям.

Культурное луговодство в наибольшей мере отвечает природным особенностям торфяных почв, социально-экономическим и экологическим требованиям и должно рассматриваться как главное направление в их использовании. При таком характере использования представляется возможным реализовать огромные резервы кормопроизводства на торфяных почвах.

Исследования показали, что наряду с луговодческим направлением рациональное использование плодородия торфяных почв с глубокой и средней залежью может осуществляться в системе специализированных севооборотов по увеличению производства травяных кормов и фуражного зерна.

Основу таких севооборотов должны составлять многолетние и однолетние травы (не менее 50 %) и зерновые с насыщением промежуточными культурами. Оптимальная продолжительность лугового периода 5–7 лет.

Внесение минеральных компонентов – землевание с внесением суглинка и супеси изменяет состав твердой фазы торфа, что влечет за собой изменения важнейших свойств торфяной почвы: повышается объемная масса, плотность, водопроницаемость, уменьшается величина предела доступной для растений влаги, улучшается технологическая пригодность почвы.

Оптимизацию водно-физических и биологических свойств, гидротермического и питательного режимов рекомендуется осуществлять путем целенаправленного изменения твердой фазы, гранулометрического состава обогащением пахотного слоя добавками минерального грунта (суглинок, супесь). Минеральный грунт назапашивается при строительстве дорог, реконструкции мелиоративных систем и др.

Изменение важнейших тепловых характеристик торфа (теплопроводимости, объемной теплоемкости) под влиянием минеральных добавок (суглинка, супеси, в особенности гумусированных) ведет к улучшению теплообмена между поверхностью и более глубинными слоями почвы. В результате улучшается температурный режим почвы и приземного слоя воздуха, уменьшается амплитуда суточных колебаний температуры, снижается вероятность появления радиационных заморозков.

Коренное преобразование почвенного покрова ПТК – с маломощными торфяными почвами их генетического профиля (мелиоративная вспашка) позволяет приостановить процесс их дальнейшей деградации, сохранить остаточные запасы органического вещества и на его основе создать новые ПТК с разновидностями почв, обладающих более высокой экологической устойчивостью и высоким плодородием. Техногенные почвы рекомендуется создавать в первую очередь на ПТК с мощностью торфа 0,4–0,6 м. Формирование почвенного покрова после мелиоративной вспашки заслуживает глубокого изучения: повторного исследования, мониторинга после 20 лет и более после проведения таких работ.

Важное значение в мелиоративном земледелии на осушенных ПТК с минеральными постторфяными и маломощными (менее 0,5 м) торфяными почвами имеет возделывание клевера других бобовых культур.

По данным научных учреждений Республики Беларусь клевер без применения азотных удобрений обеспечивает более высокий урожай растениеводческой продукции, чем злаковые травы при внесении 180 кг/га минерального азота. В опытах БелНИИЗ на каждом гектаре посевов клевера за счет азотофиксации 80 кг биологического азота чистый приход азота составляет более 50 кг/га.

Основные положения по экологически безопасному использованию осушенных земель, которые определены с учетом опубликованных научных работ:

– В условиях Беларуси осушительная мелиорация была необходима, особенно в таком сильно заболоченном регионе как Полесье. После мелиорации в сельскохозяйственное использование поступили большие площади потенциально плодородных земель. Произошло их перераспределение, что улучшило качество сельскохозяйственных угодий.

– Проявление и развитие негативных процессов, деградация ландшафтов и почв обусловлены недостаточной эколого-экономической обоснованностью осушения, отсутствием должного учета ландшафтных особенностей осушаемых территорий.

– Негативные изменения природных комплексов в условиях Полесья Беларуси особенно выражены и ощутимы в связи с тем, что проводилось интенсивное осушение земель для использования их в севооборотах с травами, зерновыми и пропашными культурами, т. е. под все возделываемые в Беларуси сельскохозяйственные культуры с различными требованиями к водному режиму почв.

– Эволюция и трансформация осушенных ландшафтов (ПТК) идет в направлении к незаболоченным; а осушенных почв – к зональным. Осушенные болотные и заболоченные почвы подвержены быстрым и большей частью необратимым изменениям. Их экологическая неустойчивость обусловлена понижением уровней грунтовых вод (УГВ), изменением водного режима, усилением влияния зонального климатического фактора почвообразования и коренным изменением почвообразовательных процессов. Вместо гумусо- и торфонакопления (аккумулятивных процессов) происходит интенсивная минерализация (сработка) гумуса и торфа, развиваются элювиальные процессы по выносу химических элементов и соединений из почвенного профиля загрязнение поверхностных и грунтовых вод.

– Осушенные переувлажненные минеральные почвы подвергаются следующим изменениям:

уменьшается содержание органического вещества гумуса, усиливается промывной режим и вынос химических элементов, уменьшаются или исчезают признаки заболачивания.

– На большом фактическом материале многолетних стационарных мониторинговых исследований установлено изменение и ухудшение территориальной структуры почвенного покрова осушенных земель.

– В структуре мелиорированных земель появляются антропогенные минеральные почвы, преимущественно песчаного гранулометрического состава, характеризующиеся широким варьированием свойств и показателей плодородия. Снижение балла плодородия антропогенных минеральных почв по сравнению с торфяными достигает 50 % и более.

– Минерализация и ускоренное разложение торфа приводит к образованию взбугренного рельефа с относительными высотами, достигающими 2 м и более. Это усиливает пестроту почвенного покрова по увлажнению и усложняет возможность регулирования оптимального водного режима почв.

– Составлены модели эволюции осушенных торфяных почв при различных УГВ и использовании в сельском хозяйстве, а также при различном балансе органического вещества, которые показывают степень, глубину изменения ПТК на конечных стадиях эволюции:

– Сформирована новая концепция мелиорации почв в Беларуси, определившая нецелесообразность нового осушения и необходимость системного мониторинга в рамках Национальной системы мониторинга окружающей среды.

– Важнейшее значение в экологически безопасном использовании осушенных земель имеет преимущественно луговодческое их использование с соответствующим требованиям многолетних трав водного режима.

– Для экологически безопасного использования осушенных ПТК большое значение имеют совершенство осушительно-увлажнительных систем, степень управляемости и регулируемости водного режима, обеспечение оптимальных норм осушения.

– Основное внимание при реконструкции устаревших мелиоративных систем должно уделяться обеспечению экологической устойчивости территории, достигающейся их техническим совершенствованием.

– Для составления проектов реконструкции мелиоративных объектов необходимо повторно проводить картографирование не только почв, но и природных территориальных комплексов (ПТК).

– При реконструкции мелиоративных систем не допускать образования у каналов повышений и проводить надлежащее обустройство поверхности для организации поверхностного стока вод в осушительные каналы, исключать образование блюдец и микропонижений, застаивание вод и вымокание посевов.

– На современном этапе, при больших экономических трудностях, необходимо использовать осушенные земли с учетом их удельного веса в сельскохозяйственных угодьях; при удельном весе в хозяйствах осушенных земель до 20 % они должны использоваться под луговыми угодьями; при 20– 40 % осушенных земель – допускать их использование в зернотравяных севооборотах; если осушенные земли в хозяйствах составляют более 40 % – временно допускается возделывание на торфяных почвах с мощностью торфа более 1 м пропашных в севообороте с травами и зерновыми культурами;

интенсивно осушенные заболоченные суглинистые почвы могут использоваться в севооборотах с зерновыми и при низком удельном весе их в сельскохозяйственных угодьях.

– Заботясь о сохранении и повышении плодородия осушенных почв, при их реконструкции осуществлять комплекс мероприятий, включающий агромелиоративные приемы, известкование, использование оптимальных количеств минеральных удобрений.

– Вносить на торфяные и минеральные почвы, в особенности на бедные органическим веществом, органические удобрения до 15 т/га и более для частичной компенсации потерь органического вещества.

– Внедрять элементы системы земледелия с положительным балансом органического вещества:

оптимальные нормы осушения, регулируемый водный режим почв;

луговодческое использование и исключение проявления ветровой эрозии;

запашка излишков соломы;

пожнивные и подсевные культуры с их запашкой.

– Обеспечить регулярное (не реже, чем через 10 лет) картографирование осушенных почв и ПТК, подверженных резким изменениям и деградации.

– Уточнить специализацию хозяйств с высоким удельным весом осушенных земель в сельхозугодьях, которая должна ориентироваться на развитие молочного животноводства, преимущественно на травяных кормах.

– Важной составляющей введения эффективного и экологически безопасного использования осушенных земель является формирование нового отношения к земле – хозяина, собственника, его заинтересованности в эффективном использовании, недопущении деградации, потери плодородия.

УДК 504.55(476) В. А. Бакарасов ОЦЕНКА АНТРОПОГЕННОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ

СОВРЕМЕННЫХ ЛАНДШАФТОВ В БЕЛОРУССКОМ

Н. В. Гагина

ПООЗЕРЬЕ

Минск, Республика Беларусь, e-mail: [email protected], [email protected] Рассмотрена антропогенная трансформация ландшафтов Белорусского Поозерья, выполненная на основе геоэкологического подхода с учетом экологического ранжирования земель по степени их трансформации и современной структуры земельных угодий внутри границ выделенных ландшафтов. Определена структура типов и видов антропогенно трансформированных ландшафтов регионального и локального уровней. Выявлены особенности их пространственного распространения. Приведена характеристика современного состояния основных типов и видов антропогенно трансформированных ландшафтов Белорусского Поозерья.

К настоящему времени природные ландшафты планеты практически повсеместно в той или иной степени испытывают воздействие, связанное с хозяйственной деятельностью человека. При чем в функционировании и развитии ландшафтов регионального и особенно локального уровня участие человека особенно заметно. Иногда оно вполне сравнимо с действием природных сил. В результате объекты изучения системы географических наук – географическая оболочка Земли и составляющие ее части превратились из привычных природных ландшафтов в природно-антропогенные. В таких природно-антропогенных ландшафтах (ПАЛ) тесно взаимосвязаны и непрерывно взаимодействуют природная и антропогенная составляющие, а их существование направлено на выполнение одной или нескольких социально-экономических функций.

Антропогенные воздействия на природную среду (ландшафты) чрезвычайно разнообразны.

Классифицировать их можно по направлениям и типам человеческой деятельности, различным отраслям промышленности, сельского хозяйства, а также непроизводственным формам (например, рекреационной и т.д.). Для понимания связей между направленностью антропогенного воздействия и его последствиями необходимо знание его механизмов, физической природы изменений, которые оно вызывает в функционировании ландшафтов.

В настоящее время, несмотря на большое число работ, посвященных оценке антропогенной измененности ландшафтов, общепринятого подхода в этой области нет [1–6]. Чаще всего в качестве основного критерия для комплексной оценки антропогенного воздействия на ландшафты принимается современное использование земель (структура земельных угодий) внутри границ выделенных ландшафтов, поскольку территория ландшафта является частью единого государственного земельного фонда и состоит из земель различного целевого назначения (сельскохозяйственных, лесного фонда, земель промышленности, транспорта, городов и т. д.). При этом распределение и соотношение земель по степени антропогенной нагрузки позволяет судить об антропогенной преобразованности ландшафтов [2]. Иногда при комплексной оценке антропогенной трансформации ландшафтов основой служат изменения его морфо-генетической структуры [1]. Однако и в этом случае для оценки антропогенной преобразованности отдельных частей ландшафтов используют структуру земельных угодий. Как правило, за основу оценивания антропогенной преобразованности ландшафтов предлагается использовать балльную шкалу (балльные оценки). Шкала градаций антропогенной преобразованности ландшафтов различного иерархического уровня обычно формулируется в виде ступеней или классов «слабо», «средне» и т. д.

Вместе с тем в большинстве работ в последние годы используется близкая методика оценки степени антропогенной трансформации ландшафтов и их экологического состояния. Ее алгоритм состоит в следующем: а) на основе ландшафтных карт, дешифрирования космических снимков, полевых исследований внутри границ ландшафтных выделов выявляются вид использования земель и (или) антропогенные модификации ПТК; б) каждому виду использования (антропогенной модификации) присваивается ранг нарушенности; при этом число рангов зависит от разнообразия и глубины антропогенного воздействия: более высокую степень нарушенности получают модификации с измененной литогенной основой, минимальную – со слабонарушенной биотой; в) внутри ландшафтного выдела оценивается площадь, занимаемая каждым видом использования земель, с соответствующей глубиной трансформации; г) на основе анализа антропогенной измененности и занимаемой площади трансформированных земель устанавливается общая степень антропогенной нарушенности конкретного ландшафтного комплекса.

Регионом с исключительным разнообразием и сложностью природных (ландшафтных) комплексов является физико-географическая провинция Белорусское Поозерье, расположенная на севере Республики Беларусь и занимающая 16,7 % ее территории [7]. В административном отношении она включает почти всю Витебскую область, частично Гродненскую и Минскую. Провинция отличается значительным разнообразием типов и форм ледникового рельефа, обилием глубоких озерных котловин и плоских равнин, пестротой пород и почв, мозаичностью естественной растительности, а также большим разнообразием ландшафтов, их естественной сохранностью, уникальностью и экологической уязвимостью к различным видам антропогенного воздействия. Своеобразие ландшафтного строения Белорусского Поозерья определяется сочетанием широко распространенных здесь озерноледниковых, моренно-озерных и холмисто-моренно-озерных ландшафтов. На долю которых приходится около 70 % ее территории [7]. Распространены также камово-моренно-озерные, водноледниковые с озерами ландшафты, реже встречаются нерасчлененные комплексы с преобладанием болот и речных долин.

Антропогенная трансформация ландшафтов (АТЛ) Белорусского Поозерья обусловлена совокупностью как исторических и социально-экономических факторов развития общества, так и пригодностью самих ландшафтов для различных видов хозяйственной деятельности.

Изучение антропогенной трансформации ландшафтов Белорусского Поозерья выполнено на основе геоэкологического подхода с учетом экологического ранжирования земель по степени их трансформации и современной структуры земельных угодий внутри границ выделенных ландшафтов.

Анализ картографического материала выполнен на региональном уровне в масштабе 1:200 000, на локальном уровне – в масштабе 1:50 000.

В результате проведенного исследования в пределах Белорусского Поозерья на региональном уровне исследования выявлено 3 типа и 11 видов АТЛ [8]. Преобладает сельскохозяйственно-лесной тип, площадь которого составляет около половины территории региона, оставшуюся часть территории примерно с равными долями занимают сельскохозяйственный и лесохозяйственный типы. Сельскохозяйственно-лесной тип АТЛ распространен повсеместно, но наиболее характерен для холмистоморенно-озерных, камово-моренно-озерных и озерно-ледниковых ландшафтов. Расчлененность рельефа, эродированность земель, их локальная переувлажненность и каменистость являются основными факторами, ограничивающими интенсивное сельскохозяйственное освоение. Такая контрастность природных условий в сочетании с хуторской системой расселения определяет разнообразие комбинаций сочетания между собой земель. В пределах типа выделены селитебно-лесопахотный, лесопахотный, аквально-лесопахотный и лесоболотный виды, преобладает лесопахотный (56,3 %). Сельскохозяйственная освоенность видов составляет около 48 %, а в лесоболотно-пахотном – до 38 %, на леса и болота приходится 54,0 % площади. Сельскохозяйственный тип характерен для моренноозерных ландшафтов, менее он распространен в холмисто-моренно-озерных, камово-моренноозерных и озерно-ледниковых. Данный тип АТЛ приурочен к западной части Белорусского Поозерья.

По соотношению угодий в его пределах выделены селитебно-пахотный, пахотный и аквальнопахотный виды антропогенной трансформации. Среди них доминирует селитебно-пахотный (56,1 %) с наиболее значительной трансформацией моренно-озерных ландшафтов, где на долю сельскохозяйственных угодий приходится 64 % площади, населенных пунктов – 13, а под лесами и болотам – 23 %. В пахотном виде сельскохозяйственная освоенность также велика, но площадь селитебных земель здесь уменьшается до 6 %. В границах камово-моренно-озерных ландшафтов сформировался редкий аквально-пахотный вид антропогенной трансформации, особенностью которого является высокая сельскохозяйственная освоенность (56 %), в том числе мелиоративная, водосборов озер (например, Ушачских). Лесохозяйственный тип сформирован в северной части региона в границах водно-ледниковых с озерами, болотных, озерно-ледниковых ландшафтов. В пределах типа выделены лесной, аквально-лесной, лесоболотный, болотный виды, преобладает лесоболотный (62,4 %). Для всех видов характерна низкая сельскохозяйственная (22 %) и расселенческая (4) освоенность территории и высокая доля лесопокрытых земель (72) и болот (60 %) [8].

Для более детальных исследований были отобраны ключевые участки, расположенные в типичных ландшафтных условиях Белорусского Поозерья и отражающие наиболее значимые геоэкологические проблемы региона, связанные с антропогенной трансформацией ландшафтов. В границах Национального парка «Нарочанский» выбран участок «Константиновский», находящийся в пределах ландшафтов холмисто-моренно-озерных, водно-ледниковых и нерасчлененных речных долин, а в границах водосборов озерных групп – участок «Чертсвятский», расположенный в пределах камовоморенных и холмисто-моренно-озерных и озерно-ледниковых ландшафтов.

На территорию каждого ключевого участка составлена ландшафтная карта с целью детализации морфологического строения родов ландшафтов и выполнен анализ структуры их земельных угодий в масштабе 1:50 000 с целью определения степени антропогенной преобразованности ландшафтов. Составленные оценочные карты отражают территориальное распределение как природных ландшафтов в ранге родов и видов, так виды АТЛ и степень антропогенной трансформации ландшафтов.

Проведенный анализ ключевых участков позволил детализировать особенности формирования антропогенно трансформированных ландшафтов. Установлено, что на локальном уровне формируется большое разнообразие видов АТЛ, которое в значительной мере обусловлено особенностями морфологического строения исходных природных ландшафтов. Так, ландшафтное строение ключевого участка «Чертсвятский» представлено 3 родами ландшафтов, в границах которых выделены 11 видов природных урочищ и 8 видов их антропогенной трансформации, а на участке «Константиновский»

соответственно – 3, 9 и 5.

В отдельных урочищах появляются новые, не характерные в целом для провинции виды АТЛ.

Так, на локальном уровне исследования выявлено 2 таких вида АТЛ: 1) пахотно-мелиорированный вид плоских маргинальных ложбин стока в пределах холмисто-моренно-озерных ландшафтов (участок «Черствятский») и в пределах водно-ледниковых ландшафтов (участок «Константиновский») с неблагоприятным экологическим балансом структуры земель и 2) лугово-болотный вид в границах урочищ плоских древнеозерных котловин холмисто-моренно-озерных ландшафтов (участок «Черствятский») и в границах плоских ПТК камово-моренных ландшафтов (участок «Черствятский»). Вместе с тем, структура земельных угодий большинства видов АТЛ в основном отражает характерные для региона Белорусского Поозерья соотношения площадей агропроизводственной, природноэкологической и селитебной групп земель и соответствующую им степень АТЛ (таблица).

Таблица – Структура земель видов АТЛ ключевых участков «Черствятский» и «Константиновский» (числитель) и региона Белорусского Поозерья (знаменатель) Селитебно-пахотный Пахотный Пахотный мелиорированный Лугово-болотный Лесо-пахотный Лесоболотно-пахотный Лесоболотный Селитебно-пахотный Пахотно мелиорированный Селитебно-лесопахотный Аквально-лесной Установлено, что на территории исследованных участков наблюдается значительный контраст в антропогенной трансформации ландшафтов – от пахотно-мелиорированных, селитебно-пахотных и пахотных до лесных, лесоболотных и аквально-лесных. Как установлено ранее, в пределах провинции выделено 5 степеней антропогенной трансформации – от минимально низкой (1,0–1,5 балла) до максимально высокой, которая соответствует градациям 3,1–3,5 баллов [8]. Диапазон балльной оценки в пределах исследованных участков варьирует от 1,4 до 3,7–4,0 баллов, превышая при этом максимальные среднерегиональные значения (3,5 балла) для пахотно-мелиорированного вида АТЛ. Наряду с пахотно-мелиорированным видом к наиболее трансформированным ландшафтам относятся пахотный, селитебно-пахотный и селитебно-лесопахотный вид АТЛ.

Ландшафты минимальной степени антропогенной трансформации встречаются на ключевых участках редко и характерны для лесоболотного вида плоских котловин озерно-ледниковых ландшафтов, их площадь составляет 2,1 % (участок «Черствятский»). Низкая степень антропогенной трансформации ландшафтов (6,5–27,0 %) характерна для лесоболотного, лугово-болотного видов плоских котловин холмисто-моренно-озерных ландшафтов и плоских ПТК камово-моренных ландшафтов, а также лесного (острова на оз. Черствятское) вида (участок «Черствятский»). К ним относятся и участки аквально-лесного и лесного вида АТЛ преимущественно пологоволнистых ПТК водно-ледниковых ландшафтов (участок «Константиновский»). Ландшафты со средней степенью антропогенной трансформации распространены на площади от 1,5 до 14,6 % исследованных участков в пределах лесного, лесоболотно-пахотного и лесо-пахотного видов и приурочены в основном к ПТК плоских котловин озерно-ледниковых и холмисто-моренно-озерных ландшафтов и к крупным камовым холмам (участок «Черствятский»). Характерны они также для лесного вида АТЛ нерасчлененных речных долин и участков мелкохолмисто-котловинных урочищ с камами и озами (участок «Константиновский»). На исследованных территориях от 19,6 до 30,9 % их площади занимают ландшафты с высокой степенью антропогенной трансформации, которые приурочены к пахотным и лесопахотным видам АТЛ в основном к крупным камовым холмам, плоским и мелкохолмистокотловинным ПТК камово-моренных ландшафтов, и к селитебно-пахотному виду среднехолмистых и холмисто-волнистых урочищ холмисто-моренно-озерных ландшафтов (участок «Черствятский»).

Распространены они и в пределах селитебно-лесопахотного вида среднехолмисто-грядовых ПТК холмисто-моренно-озерных ландшафтов (участок «Константиновский»). Ландшафты, имеющие максимальную степень антропогенной трансформации, занимают от 40,6 до 56,9 % площади. Они характерны как для селитебно-пахотного, пахотно-мелиорированного, так и для пахотного видов АТЛ и приурочены в основном к среднехолмистым, холмисто-волнистым, грядово-холмистым, пологоволнистым ПТК и к плоским маргинальным ложбинам стока талых ледниковых вод холмисто-моренноозерных и камово-моренных ландшафтов (участки «Черствятский» и «Константиновский»).

Выявленные особенности формирования АТЛ региона Белорусское Поозерье должны учитываться при рациональном обустройстве территории, как на региональном, так и на локальном уровне, что будет способствовать ее устойчивому развитию.

1. Анненская Г. Н. Ландшафтная карта как основа для оценки экологической обстановки (на примере Московской области) / Г. Н. Анненская [и др.] // Ландшафты Московской области и Подмосковья, их использование и охрана. М., 1990. – С. 3–12.

Кочуров Б. И. Геоэкология: экодиагностика и эколого-хозяйственный баланс территории. Смоленск, Лис Л. С. Методические подходы к комплексной оценке экологического состояния территориальных ресурсов // Природные ресурсы. 2000. № 3. – С. 124–131.

Мильков Ф. Н. Человек и ландшафты. Очерки антропогенного ландшафтоведения. М., 1973.

Марцинкевич Г. И. Пространственная структура природно-антропогенных ландшафтов Беларуси в связи с особенностями природопользования // Брэсцкі геаграфічны веснік. – 2002. – Вып. 2. – С. 40–45.

Трофимов А. М., Торсуев Н. П., Байдерин В. В., Ермолаев О.П., Рогова Т.Н. Количественный метод определения величины антропогенной (суммарной экологической) нагрузки на территорию //География и природные ресурсы. 1992. № 2. – С. 22–28.

Ландшафты Белоруссии / Под ред. Г. И. Марцинкевич, Н. К. Клицуновой. Минск, 1989.

Гагина Н. В., Усова И. П. Региональные особенности антропогенной трансформации ландшафтов Белорусского Поозерья // Вестник БГУ. Сер. 2. 2008. № 2. – С. 93–96.

УДК 630*431. Н. Н. Бамбалов ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ ЭКСТРАКЦИИ ГУМИНОВЫХ

ВЕЩЕСТВ ИЗ ТОРФА НА УДЕЛЬНЫЕ ЗАТРАТЫ

В. В. Смирнова

РЕАГЕНТОВ И ТЕПЛА

А. С. Решетник Г. П. Бровка Минск, Республика Беларусь, e-mail: [email protected] Выполнена оценка влияния концентрации щёлочи (NaOH), соотношения торф: раствор щёлочи и температуры экстракции гуминовых веществ на удельные затраты сырья, NaOH, воды и тепла в расчёте на получение 1 кг сухой массы гуминовых веществ. В результате проведённых экспериментов и расчётов установлено, что для получения ГВ лучшей является экстракция 2 %-ным раствором NaOH при температуре 96–98С и модуле 1:10.

Одним из традиционных направлений химической переработки торфа является получение из него гуминовых веществ (ГВ) для использования в сельском хозяйстве в качестве биологически активных соединений, медицине, в горнодобывающей промышленности в качестве добавок к геотехнологическим растворам и др. Наиболее распространённым методом выделения ГВ является щелочная экстракция, в процессе которой ГВ а переходят в водорастворимые соли – гуматы натрия, калия или аммония, обладающие высокой биологической активностью [1]. Потребность мировой экономики в ГВ ежегодно возрастает, поэтому поиск оптимальных условий их выделения из сырья с точки зрения выхода ГВ, удельных затрат реагентов и энергии продолжает оставаться актуальным.

К настоящему времени изучено влияние отдельных факторов выделения ГВ из торфа – концентрации и вида щелочных реагентов, температуры, давления, модуля (соотношения между жидкой и твёрдой фазами в реакционной смеси), продолжительности экстракции, и доказано, что с увеличением концентрации щёлочи, модуля и температуры выход ГВ из гумуссодержащего сырья возрастает [2–4], однако в литературе нет обобщённых данных по влиянию разных условий экстракции на удельный расход сырья, реагентов и тепла в расчёте на 1 тонну конечной продукции. Получение и анализ таких данных может послужить основанием для выбора наиболее выгодных условий извлечения ГВ из торфа.

Цель настоящей работы – изучение влияния условий экстракции ГВ из торфа верхового и низинного типов на удельные затраты реагентов и тепла.

Для исследований использовали низинный тростниково-осоковый торф месторождения ГалоКовалевское со степенью разложения (R) 35 %, зольностью (А) 11,3 %, рН в КСl 5,2 и верховой сосново-пушицевый торф месторождения Зеленоборское (R = 50 %, А = 3,29 %, рН в КСl 3,2). Содержание углерода органического вещества, определённое серно-хромовым методом [5], составило в низинном торфе 55,4 %, в верховом 62,6 %.

В лабораторных условиях для выделения ГВ 50 мл раствора гидроксида натрия различной концентрации: 0,4 %, 1, 2, 3, 4 и 5 % добавили к 1 г торфа (модуль 1:50), либо к 5 г торфа (модуль 1:10).

Для определения выхода ГВ при 18–20 С колбы с полученными суспензиями, тщательно перемешивали в течение 6 часов и затем настаивали в течение 18 часов. После истечения указанного времени суспензии, полученные при модуле 1:50, профильтровали. Суспензии, полученные при модуле 1:10, из-за высокой вязкости жидкой фазы центрифугировали на центрифуге ОП-8УХЛ4.2 при об./мин в течение 15 мин. Для определения выхода ГВ при 96–98 С суспензии выдерживали на кипящей водяной бане в течение 2 часов и после охлаждения полученных смесей до температуры 18– 20 С проводили те же операции, что и при 18–20 С.

В производственных условиях ГВ получали в реакторе ёмкостью 1,6 м3.

Оценку эффективности использования реагентов и тепла выполняли по показателю удельного расхода, определяемому как количество реагента или тепла, израсходованного на получение 1 кг сухой массы ГВ.

Концентрации ГВ в щелочных экстрактах из низинного торфа (таблица 1) при модуле 1:50 и температуре 18–20 С находилась в пределах 0,21 0,3 % в зависимости от концентрации NaOH. После выдерживания щелочной суспензии в течение двух часов при 96–98 С концентрация ГВ увеличилась приблизительно в 1,5–3 раза при всех концентрациях NaOH. При модуле 1:10 и температуре экстракции 18–20 С показатели концентрации ГВ в растворе составили 0,39 1,19 %, а при 96–98 С концентрация ГВ в растворе увеличивалась примерно в 3 раза. При выделении ГВ из верхового торфа концентрация ГВ в экстрактах изменялись аналогичным образом в зависимости от модуля и температуры.

Таблица 1 Влияние условий экстракции ГВ из торфа на их концентрацию в экстрактах, % Данные таблицы 1 показывают, что выход ГВ из низинного торфа при экстракции растворами NaOH различной концентрации при модуле 1:50 и температуре 18–20 С зависит незначительно: от 16 % при извлечении 0,4 %-й щёлочью до 22,7 % при извлечении 5 %-й щёлочью, а при модуле 1:10 в варианте с 0,4 %-й щёлочью выход ГВ составил всего 6,32 %, что связано с недостатком ионов натрия для замещения катионов двух- и трёхвалентных металлов (кальция, железа и др.) в функциональных группах ГВ низинного торфа. Дальнейшее увеличение концентрации щёлочи до 1–5 % обеспечило замещение этих катионов на катионы натрия и повышение выхода ГВ из низинного торфа до 15,7–19,4 %.

После 2-часового гидролиза суспензии низинного торфа при 96–98 С выход ГВ значительно увеличился (таблица 2) по сравнению с экстракцией при 18–20 С. При этом выход ГВ из верхового торфа при 18–20 С и 96–98 С при модулях 1:50 и 1:10 был выше, чем из низинного при тех же условиях выделения, что объясняется отсутствием или незначительным количеством катионов двух- и трёхвалентных металлов, связанных с функциональными группами ГВ верхового торфа.

Таблица 2 Зависимость выхода сухой массы ГВ из низинного и верхового торфа от концентрации NaOH, модуля и температуры экстракции, % к сухой массе торфа Концентрация Cодержание Выход ГВ из низинного и верхового торфа заметно возрастает с увеличением концентрации растворов гидроксида натрия в диапазоне от 0,4 до 2 %. Дальнейшее увеличение концентрации растворов NaOH от 2 до 5 % не привело к значительному повышению выхода ГВ, поэтому использование таких концентраций для извлечения ГВ может быть целесообразным лишь в тех случаях, когда необходимо получить растворы с концентрацией ГВ не менее 5 %.

Изменение модуля от 1:10 до 1:50 увеличивает выход ГВ из торфа при использовании раствора NaOH с концентрацией менее 2 %. При концентрации раствора NaOH 2 % и более влияние модуля на выход ГВ из низинного и верхового торфа незначительно.

Температура экстракции оказывает большее влияние на извлечение ГВ из низинного торфа, чем из верхового: при повышении температуры с 18–20 С до 96–98 С выход ГВ из низинного торфа увеличился приблизительно в 3 раза, а для верхового торфа примерно в 1,5 раза.

Меньший выход ГВ из низинного торфа по сравнению с верховым объясняется различиями в степени разложения и наличием в низинном торфе ионов двух- и трёхвалентных металлов, поэтому часть щелочи расходуется на их замещение. Одним из приёмов увеличения выхода ГВ из низинного торфа может быть его предварительное декальцирование [5], однако это связано с дополнительными затратами декальцирующих реагентов и рабочего времени.

Были определены удельные расходы торфа, воды, едкого натра и тепла в расчёте на получение 1 кг сухой массы ГВ.

Масса торфа 40 %-ной влажности, загружаемого в реактор, составляет 167 кг при модуле 1:10 и 33,4 кг при модуле 1:50. Удельный расход торфа (таблица 3) изменяется в зависимости от модуля, концентрации щёлочи и температуры экстракции. Наименьший удельный расход низинного торфа получается при концентрации едкого натра 4 %, модуле 1:50 и температуре экстракции 96–98 С и составляет для низинного торфа 2,72 кг/кг, для верхового – 2,31, однако при этих условиях экстракции получается небольшой выход гуминовых веществ, равный соответственно 12,3 и 14,47 кг, в то время как при модуле 1:10 и тех же условиях экстракции выход сухой массы ГВ получается в 4 раза больше, хотя удельный расход торфа в этом случае несколько больше и составляет для низинного торфа 3,16 кг/кг, для верхового – 2,36. Удельный расход исследуемого низинного торфа получился выше, чем верхового в связи с тем, что его степень разложения и содержание гуминовых веществ в нём меньше, чем в верховом. Поэтому при выборе сырьевых баз для производства гуминовых препаратов следует учитывать качественные характеристики торфа.

Таблица 3 Влияние условий экстракции ГВ на удельный расход торфа 40 %-й влажности, кг торфа/кг ГВ Масса торфа 40 %-й влажности, кг Выход сухой массы ГВ, кг Удельный расход торфа Концентрация NaOH, % Общий расход воды мало отличался по вариантам: 933 кг при модуле 1:10 и 986 кг при модуле 1:50 (таблица 4). Это объясняется тем, что суммарный объём воды в реакторе доводился до 1000 кг с учётом влажности торфа. Удельный расход воды существенно зависит от модуля, температуры экстракции концентрации щёлочи. Из данных таблицы 4 видно, что наименьшим удельным расходом воды характеризуется вариант экстракции ГВ 5 %-й щёлочью при 96–98 С и модуле 1:10: для низинного торфа 17,52 кг/кг, для верхового – 13,03. Вместе с тем, более предпочтителен вариант экстракции ГВ 2 %-й щёлочью при модуле 1:10 и температуре 96–98 С, так как удельные затраты воды этом варианте мало отличаются (18,81 и 14,763 соответственно для низинного и верхового торфа), но при этом в 2,5 раза сокращается расход наиболее дорого компонента – щёлочи.

Таблица 4 Влияние условий экстракции ГВ из торфа 40 %-й влажности на удельный расход воды, кг воды/кг сухой массы ГВ Данные об удельных затратах щёлочи, представленные в таблице 5, свидетельствуют, что наиболее предпочтителен вариант экстракции с использованием 2 %-ной щёлочи, так как варианты с 0, и 1 %-ной NaOH не целесообразно использовать в связи с неполным извлечением ГВ из торфа из-за недостатка ионов натрия для перевода ГВ в форму гуматов натрия (таблицы 1 и 2).

Расход энергии на экстракцию ГВ при 96–98 С оценивался по общим и удельным затратам на нагревание реакционной смеси в реакторе без учёта расхода энергии на нагревание реактора и потерь тепла в технологическом цикле (таблица 6). В связи с этим реальный расход энергии будет выше на величину потерь энергии по сравнению с данными, представленными в таблице 6.

Общие затраты тепла на нагревание реакционной смеси в реакторе по всем вариантам близки и составляют около 375,3 МДж при модуле 1:10 и около 363,1 МДж при модуле 1:50, так как отличия между вариантами состоят в отличиях массы едкого натра и массы загружаемого торфа, в то время как масса воды в реакторе одинакова во всех вариантах. Удельный расход тепла на получение ГВ из низинного торфа в вариантах с 0,4 %-ной и 1 %-ной щёлочью при модуле 1:10 существенно выше по сравнению с вариантами, в которых концентрация щёлочи составляла 2–5 %, что связано с низким выходом ГВ при экстракции в условиях недостатка катионов натрия. Для верхового торфа разница межу указанными вариантами также имеется, но не столь значительная, как для низинного торфа.

Таблица 5 Влияние условий экстракции ГВ из торфа 40 %-й влажности на удельный расход щёлочи, кг NaOH/кг сухой массы ГВ.

Концентра- Масса NaOH Сухая масса торфа, кг Выход сухой массы ГВ, кг Таблица 6 – Влияние условий экстракции ГВ из торфа 40 %-й влажности при 96–98 С на удельный расход тепла, МДж/кг сухой массы ГВ Конценмассы ГВ, кг тепла, МДж расход тепла массы ГВ, кг тепла, МДж расход тепла, трация При модуле 1:10 и экстракции ГВ 2–5 %-й щёлочью удельный расход тепла практически не зависит от концентрации едкого натра и составляет для исследуемого низинного торфа 7,05– 7,56 МДж/кг ГВ, для верхового – 5,24–5,88 МДж/кг ГВ. Увеличение модуля до 1:50 увеличивает удельный расход тепла на получение ГВ в 4–5 раз по сравнению с модулем 1:10, так как с увеличением модуля возрастает удельный расход воды и снижается выход сухой массы ГВ из реактора.

Концентрация щёлочи до 1 % и температура экстракции 18–20 С не обеспечивают полноту извлечения ГВ из сырья.

При получении ГВ из торфа на удельный расход сырья, реагентов и тела существенное влияние оказывают концентрация щёлочи, модуль, температура экстракции и качество сырья. Наименее затратной является экстракция 2 %-м раствором NaOH при температуре 96–98 С и модуле 1:10, а лучшим сырьём – малозольный торф с высокой степенью разложения.

1. Горовая А. И., Орлов Д. С., Щербенко О. В. Гуминовые вещества. Киев, 1995.

2. Гуминовые препараты. Тюмень, 1971.

3. Никитенко А. Д., Бамбалов Н. Н. Сравнительная оценка выхода ГК из торфа при экстракции гидроксидами натрия и аммония // Природопользование. 2007. Вып. 13. – С. 166–169.

4. Драгунов С. С. Органо-минеральные удобрения и химическая характеристика гуминовых кислот. // Гуминовые удобрения, Теория и практика их применения. Харьков, 1957. – С. 11–18.

5. Пономарёва В. В., Николаева Т. А. Гумус и почвообразование. Л., 1980.

УДК [656.13:628.5+504.5:656](476)

АНАЛИЗ ПРОБЛЕМ И ПУТИ ИХ РЕШЕНИЯ В

А. Е. Бернацкий

РЕСПУБЛИКЕ БЕЛАРУСЬ

Н. К. Крыжановский Центр системного анализа и стратегических исследований НАН Беларуси Рассмотрены основные виды воздействия автотранспорта на окружающую среду.

Приведен анализ экологических проблем, связанных с эксплуатацией и утилизацией автотранспортных средств. Приведены основные пути решения затронутых проблем.

Автомобильный транспорт является основным потребителем энергии, природных ресурсов и одним из главных источников загрязнения окружающей природной среды. На всех стадиях производства, эксплуатации и утилизации автомобилей окружающей среде и обществу наносится значительный экологический ущерб. Отрицательное воздействие транспорта на окружающую среду проявляется в загрязнении атмосферного воздуха токсичными компонентами отработавших газов автомобилей, транспортном шуме и вибрациях, электромагнитных излучениях, засолении водоемов и подпочвенных вод, нарушении экологического равновесия при эксплуатации дорог (нарушение ландшафта), загрязнении местности и вод продуктами эксплуатации автомобилей [1].

Динамика выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от стационарных и передвижных источников в Республике Беларусь представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Динамика выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от Увеличение выбросов в атмосферный воздух от передвижных источников обусловлено ростом количества эксплуатируемых в стране автотранспортных средств.

В структуре выбросов загрязняющих веществ от передвижных источников на долю автомобильного транспорта приходится 83 % от общего объема выбросов (рисунок 2).

Основными загрязняющими веществами, которые образуются при работе двигателей внутреннего сгорания транспортных средств, являются диоксид углерода (CO2) как парниковый газ, оксид углерода (CO), диоксид серы (SO2 ), окислы азота (NOx ), летучие углеводороды (ЛОС) и производные от них твердые частицы, а также другие вредные вещества, в том числе, вещество 1 класса опасности бенз(а)пирен.

Рисунок 2 – Соотношение выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух Установлено, что один легковой автомобиль ежегодно поглощает в среднем более 4 т кислорода, выбрасывая примерно 800 кг окиси углерода, около 40 кг окислов азота и почти 200 кг различных углеводородов. При этом наибольшие выбросы загрязняющих веществ осуществляются автотранспортными средствами устаревших моделей, обладающими высоким удельным расходом топлива и высоким удельным уровнем токсичности отработавших газов. В таблице 1 представлены предельные значения норм токсичности отработавших газов, регламентированные Правилами ЕЭК ООН. Нормы токсичности, установленные стандартом Евро-1, введены в действие в Республике Беларусь с 01.09.1996 (в странах ЕС – с 1993 г.), а нормы токсичности, установленные стандартом Евро-3 – с 01.01.2006 (в странах ЕС – с 1999 г.). В странах ЕС стандарты Евро-4 и Евро-5 действуют с 2005 г. и 2007 г. соответственно, а в Республике Беларусь они еще не вводились.

Таблица 1 – Предельные значения норм токсичности отработавших газов, регламентированные Правилами ЕЭК ООН Следует отметить естественную тенденцию обновления автомобильного парка. По состоянию на 01.01.2009 доля автотранспортных средств, осуществляющих международные перевозки и соответствующих экологическим требованиям стандарта Евро-3, составила 32 %, Евро-4 – 7, Евро-5 – 8 % при сокращении общей численности автомобилей до 9270 единиц (таблица 2).

К сожалению, официальная информация о возрастной структуре всего автотранспортного комплекса страны отсутствует, несмотря на то, что она необходима и Минприроды, и научным учреждениям, осуществляющим анализ и оценку воздействия автотранспорта на окружающую среду.

Всего в стране насчитывается 3 230 697 моторизованных автотранспортных средств (2 из них – легковые автомобили). На рисунке 3 представлена динамика уровня автомобилизации населения страны (число механических транспортных средств (автомобили, автобусы, мотоциклы) на тыс. населения).

Таблица 2 – Количество автомобилей, зарегистрированных для осуществления международных перевозок по процедуре МДП и соответствующих экологическим требованиям стандартов «Евро»

Рисунок 3 – Динамика уровня автомобилизации населения Беларуси Анализ данных, приведенных на рисунке 3, показывает, что за последние 11 лет уровень автомобилизации населения Республики Беларусь повысился с 230 до 340 автотранспортных средств на тыс. населения (на 47,8 %).

При сохранении существующих тенденций в развитии транспортного комплекса, Республика Беларусь столкнется с целым рядом трудностей, связанных с увеличением объемов дорожного движения, численности парка, невысокого изначального технического уровня автотранспортных средств, их эксплуатационного состояния.

Одним из главных направлений снижения вредного воздействия транспорта на окружающую среду является обновление парка машин. Однако в Республике Беларусь в настоящее время отсутствуют эффективные меры, средства и стимулы для обновления автомобильного парка страны. Действующая методика определения выбросов загрязняющих веществ автотранспортными средствами учитывает лишь количество сожженного ими топлива, и не учитывает их технический уровень, удельный расход топлива, уровень токсичности отработавших газов. Это не позволяет ввести дифференцированный экологический налог для конкретных транспортных средств, который мог бы стать одним из стимулов для обновления парка автотранспортных средств.

Важная роль в снижении выбросов загрязняющих веществ автотранспортными средствами отводится потребляемому ими топливу. Перевод транспортных средств на сжатый природный газ – одно из эффективных направлений снижения ими выбросов парниковых газов. Природный газ имеет коэффициент эмиссии углерода 15,3 тс/ТДж, что в 1,23 раза меньше, чем автомобильный бензин, и в 1,32 раза меньше, чем дизельное топливо. Еще более чистым и практически неисчерпаемым топливом является водород. В перспективе, для реализации широкомасштабных программ перевода транспорта на водородную энергетику необходимо будет решить ряд общих системных проблем. К числу таких проблем, прежде всего, относятся проблемы снабжения водородом, включая его получение, хранение, транспортировку и заправку.

Автотранспорт – один из самых крупных потребителей воды, используемой для различных технических целей, – охлаждения двигателей, мойки автомобилей и т.д. Практика показала, что существующие технологические процессы по обезвреживанию сточных вод способствуют удалению 95–99 % органических веществ и 40–99 % взвешенных веществ. Однако они практически не снижают содержание в них солей, из которых наибольшую опасность представляют токсические вещества, в том числе канцерогенные.

Значительные экологические проблемы возникают и при выводе автомобиля из эксплуатации.

Из эксплуатации по разным причинам (естественный и аварийный износ, ДТП) ежегодно выводится примерно 50 тыс. легковых автомобилей. Накопившийся парк вышедших из эксплуатации транспортных средств составляет 200–250 тыс. единиц, каждое из которых представляет собой целый набор элементов, требующих отдельного внимания с точки зрения утилизации:

– ежегодно в Беларуси образуется около 64,5 тыс. т изношенных шин. Однако возможности перерабатывающих организаций на 2010 г. составляют лишь 26,7 тыс. т. Очевидно, что мощностей для переработки изношенных шин в стране недостаточно. Следует отметить, что в мире применяется целый ряд технологий по переработке и утилизации изношенных автомобильных шин. Эти технологии предполагают использование целых шин для различных целей, применение шин и резиновых отходов для получения энергии (одним из наиболее перспективных является метод пиролиза – разложение шин в безкислородной среде с получением пиролизного масла и газа, сажи, металла), измельчение шин и с целью получения резиновой крошки и порошка;

– расчеты показывают, что в Беларуси ежегодно выходит из строя более 600 тыс. свинцовокислотных аккумуляторных блоков (АБ), которые подлежат переработке и утилизации. Вместе с тем отработанные свинцовые АБ экологически опасны. Причина этого заключается в токсичности содержащегося в АБ свинца (до 60 % от массы) и раствора серной кислоты. Сбор и переработка этого вида техногенных отходов требует принятия срочных жестких мер, предотвращающих опасное воздействие на окружающую среду и здоровье людей, а также способствующих вовлечению в повторный оборот заключенных в аккумуляторах ресурсов;

– значительные объемы вторичных ресурсов заключены в кузовах выходящих из строя автомобилей. Из одного легкового автомобиля в среднем можно получить до 200 кг чугуна, 500 кг стали, 170 кг цветного металла, 40 кг стекла. Ежегодные материальные потери от неиспользованных ресурсов такого рода в масштабах страны составляют: чугуна – 10000 т; стали – 25000 т; цветных металлов – 8500 т; стекла – 2000 т.

В стране отсутствует эффективная система утилизации автотранспортных средств. Государственная программа сбора (заготовки) и переработки вторичного сырья в Республике Беларусь на 2009– 2015 гг. [2] предусматривает лишь проведение подготовительных работ по внедрению расширенной ответственности производителей и импортеров за сбор и использование отходов сложной бытовой техники и транспортных средств, и проведение эколого-экономического анализа внедрения организации их сбора и использования. Однако она не предусматривает разработку нормативных правовых актов, определяющих порядок организации сбора и использования отходов транспортных средств, а также экономических и технологических механизмов их реализации.

Основные пути решения затронутых проблем.

1 Совершенствование нормативной правовой базы в области снижения вредного воздействия транспорта на окружающую среду и здоровье населения, разработка и внедрение нормативных правовых актов, направленных на:

1.1 Ограничение ввоза в страну, поэтапное выведение из эксплуатации и утилизацию транспортных средств, являющихся источниками наибольшего загрязнения;

1.2 Стимулирование производства и использования транспортных средств, соответствующих действующим международным экологическим стандартам;

1.3 Стимулирование производства, сбыта и использования топлив с улучшенными экологическими характеристиками.

2 Совершенствование конструкций транспортных средств, снижение выбросов ими вредных веществ в атмосферный воздух:

2.1 Разработка и внедрение более совершенных стандартов в области конструирования транспортных средств, производства топлив, энергопотребления, снижения удельных показателей расхода топлива транспортных средств;

2.2 Применение различных систем очистки и нейтрализации отработавших газов автотранспортных средств;

2.3 Проведение научных исследований, разработок и обмена информацией в области сокращения энергопотребления, выбросов загрязняющих веществ, снижения расхода топлива на основе наиболее эффективных современных технологий.

3 Разработка и освоение производства автомобилей с использованием экологически чистых источников энергии (электрическая энергия, водородное топливо и др.).

4 Рациональная организация движения транспорта в городах.

5 Совершенствование инфраструктуры, обеспечивающее переход на экологически более безопасные виды транспорта (городской электрический, немоторизованный).

6 Совершенствование системы налогообложения на выбросы отработавших газов и применение налоговых стимулов для поощрения использования более «чистых» транспортных средств и топлив.

7 Субсидирование мероприятий, направленных на снижение транспортом выбросов загрязняющих веществ (оплата установки нейтрализаторов, выдача льготных кредитов для обновления парка и т.д.) за счет введения платы за движение в некоторых городских зонах, платы за движение определенных экологических классов автомобилей, средств экологического налога и т.д.

8 Разработка и реализация мер, направленных на интеграцию в европейскую транспортную систему, включая гармонизацию законодательства, стратегий и программ в области снижения вредного воздействия транспорта на окружающую среду.

1. Белый О. А., Бернацкий А. Е. Крыжановский Н.К. Автотранспорт и окружающая среда // Наука и инновации, научно-практический журнал. № 6 (88). 2010.

2. Государственная программа сбора (заготовки) и переработки вторичного сырья в Республике Беларусь на 2009–2015 годы. Утверждена Указом Президента Республики Беларусь № 327 от 22.06.2009.

УДК 338:551.583-047.72(476)

ОТРАСЛЕЙ ЭКОНОМИКИ БЕЛАРУСИ К

Н. К. Крыжановский

ПРОГНОЗИРУЕМЫМ ИЗМЕНЕНИЯМ КЛИМАТА

А. Е. Бернацкий Центр системного анализа и стратегических исследований НАН Беларуси Приведены динамика глобальных ежегодных выбросов антропогенных парниковых газов и выбросов парниковых газов в Республике Беларусь в эквиваленте СО2, оценка вклада Беларуси в глобальные выбросы, оценка уязвимости и основные направления адаптации отраслей экономики Беларуси к Существует целый ряд определений термина «адаптация к изменению климата». Согласно принятой терминологии МГЭИК адаптация – это «приспособление естественных или антропогенных систем в ответ на фактическое или ожидаемое воздействие климата или его последствия, которое позволяет уменьшить вред или использовать благоприятные возможности» [1]. Это значит, что меры по адаптации могут быть направлены как на снижение климатических рисков, так и на извлечение потенциальных выгод от изменения климата.

Стратегии по адаптации должны включать в себя научные оценки рисков, уязвимости и потенциальных выгод предполагаемых климатических изменений с учетом природно-географических, экономических, социальных и иных особенностей конкретного региона или отрасли экономики.

Комплексный подход к разработке адаптационных мер, объединяющий науку, технологии, и лиц, принимающих решения будет способствовать снижению уязвимости общества и экономики к изменениям климата.

Адаптационные стратегии разрабатываются как на секторальном (в секторах экономики) так и на региональном уровне (с учетом географических, природно-климатических особенностей региона).

Меры по адаптации также могут быть направлены на извлечение потенциальных выгод от изменения климата.

Очевидно, что, несмотря на принимаемые меры, глобальные выбросы парниковых газов постоянно увеличиваются. Вклад Республики Беларусь в общий объем глобальных антропогенных выбросов парниковых газов незначительный. Он составляет около 0,12 %.

Для проведения эффективной политики по адаптации к изменяющемуся климату необходима оценка уязвимости отраслей экономики к изменению климата.

В мировой практике используются два типа реагирования на климатические изменении: ограничения и адаптация. Ограничения направлены на предотвращение или замедление роста концентрации парниковых газов в атмосфере. При этом разрабатываются и реализуются меры по увеличению потенциальных стоков СО2, главным образом через увеличение лесистости регионов, а также путем уменьшения эмиссии парниковых газов различными отраслями экономики.

Политика ограничения эмиссий парниковых газов может привести к некоторой стабилизации процесса, но она в принципе не может предотвратить изменение климата.

Ниже приводится анализ и оценка уязвимости отраслей экономики к изменению климата в Республике Беларусь, и меры по их адаптации к изменяющемуся климату.

Сельское хозяйство. В Беларуси ожидается рост теплообеспеченности и продолжительности вегетационного периода при достаточном увлажнении, который способствует расширению и улучшению структуры растениеводства, продвижению на север традиционных агроклиматических зон, но влагообеспеченность сельскохозяйственных культур в южной части страны будет снижаться [2].

Прогнозируемое увеличение длительности вегетационного периода увеличит длительность пастбищного сезона и уменьшит продолжительность стойлового периода.

Основным направлением деятельности Минсельхозпрода в рамках Национальной программы мер по смягчению последствий изменения климата на 2008–2012 гг. [3] является расширение посевных площадей менее зимостойких и теплолюбивых культур, а также внедрение в производство новых, более приспособленных к изменяющемуся климату, культур. Так, менее зимостойкий, по сравнению с зерновыми, озимый рапс постепенно продвигается в северные регионы страны. Посевные площади под рапсом в Республике Беларусь возросли с 48 тыс. га в 1995 году до 400 тыс. га в 2009 г.

Расширяются посевные площади под кукурузу на зерно с 2,1 тыс. га в 1995 г. до 156,7 тыс. га в 2009 г.

Минсельхозпродом и Брестским облсельхозпродом при научном сопровождении НАН Беларуси проведена отработка технологии возделывания подсолнечника в сельскохозяйственных организациях южных районов Беларуси. Подготовлен и утвержден технологический регламент по возделыванию подсолнечника в стране. Посевные площади подсолнечника в 2009 г. составили 3489 га.

К настоящему времени создано и внедрено в производство 7 сортов сои. Посевные площади семеноводческих посевов сои в стране составляют около 2,5 тыс. га.

Основные направления адаптации сельского хозяйства:

– разработка стратегии сельскохозяйственного производства, учитывающей новые агроклиматические условия;

– изменения в землепользовании в районах высокого риска;

– корректировка графика посадки и уборки урожая;

– выведение и развитие новых сортов теплолюбивых, ветроустойчивых культур, получение новых генетически модифицированных сортов растений, устойчивых к определенным климатическим условиям, в том числе с использованием последних достижений нанонауки;

– использование высокоурожайных позднеспелых сортов зерновых культур и овощей с учетом продолжительности и теплообеспеченности вегетационного периода;

– продвижение на север зоны выращивания теплолюбивых овощных культур;

– расширение площадей возделывания ярового рапса;

– расширение посевных площадей кукурузы, сои;

– разведение новых сортов засухоустойчивых культур для засушливых районов;

– развитие системы страхования от неблагоприятных климатических изменений;

– разработка новых мер защиты растений от сорняков, болезней и вредителей с учетом климатических изменений;

– разработка методов оценки и прогноза агроклиматических условий проведения основных сельскохозяйственных работ (пахоты, посева, посадки, уборки урожая и др.);

– подготовка и переподготовка кадров с учетом климатических изменений.

Лесное хозяйство. Между лесом, являющимся одной из составляющих биосферы, и климатической системой имеется тесная связь. Лес является одним из основных поглотителей парниковых газов. Однако по оценкам американских ученых потепление климата приведет к замедлению роста северных лесов. Так, проведенные ими расчеты показывают, что повышение в атмосфере концентрации СО 2 в два раза приведет к уничтожению 40 % северных лесов.

Институт экспериментальной ботаники НАН Беларуси по заданию Минлесхоза разработал программу адаптации лесного хозяйства к изменению климата до 2050 г. [4], включающую в себя следующие основные направления:

– разработка отраслевой стратегии и целевых программ адаптации к новым климатическим условиям;

– критический пересмотр и внесение изменений в нормативно-правовую базу и справочную литературу отрасли в связи с происходящим изменением климата;

– комплекс мер, определенных отраслевой стратегией и программой адаптации, на уровнях Минлесхоза, областных производственных лесохозяйственных объединений, предприятий отрасли (лесхозов, учреждений).

– внесение изменений и дополнений в программы учебных курсов высших, средних учебных заведений, готовящих кадры для отрасли;

– организация целевых курсов переподготовки в отраслевом учебном центре Минлесхоза;

– подготовка соответствующих учебно-методических материалов для их использования в лесхозах в системе повышения квалификации работников отрасли и т.д.

Основные направления адаптации лесного хозяйства:

– разработка стратегии адаптации лесного хозяйства к новым климатическим условиям;

– пересмотр и доработка с учетом новых климатических условий программ рационального размещения лесообразующих пород, подготовки питомнического хозяйства к увеличению объемов лесовосстановления и лесоразведения и др.;

– реализация комплекса мер, определенных отраслевой стратегией и программой адаптации на всех уровнях от Минлесхоза до отдельных предприятий отрасли;

– разработка целевой программы экономической адаптации отрасли к новым климатическим условиям, включающей обоснование расходов, необходимых для преодоления негативных последствий, связанных с изменением климата;

– внесение изменений и дополнений в программы учебных курсов высших, средних учебных заведений, готовящих кадры для отрасли;

– подготовка соответствующих учебно-методических материалов для их использования в лесхозах в системе повышения квалификации работников отрасли и т. д.;

– выполнение комплекса НИР, направленных на оценку последствий изменения климата для лесной растительности и лесного хозяйства и выработка мероприятий по адаптации отрасли к такому изменению;

– борьба с пожарами и их предупреждение посредством изменения компоновки лесонасаждений, планирования ландшафта, сбора сухостоя, вырубки подлеска.

Водные ресурсы. По оценкам МГЭИК изменения климата будут особенно ощутимы в водной среде. Беларусь находится в сравнительно благоприятных условиях по обеспеченности водными ресурсами. Водообеспеченность одного жителя Беларуси водами местного формирования составляет 3,6 тыс. м3, в том числе подземными водами 1,4 тыс. м3. Это выше, чем в Англии (2,6 и 1,0 соответственно), Нидерландах (0,7 и 0,25) и Украине (1,0 и 0,2), но ниже, чем в Норвегии (89,0 и 27,5) и России (9,0 и 2,0).

Однако есть серьезные основания полагать, что в связи с изменением климата наводнения будут более мощными и интенсивными, а засухи более длительными.

Одним из последствий изменения температурного режима, которое часто упускается из вида, является усиление аридности – соотношение величин осадков и испарения. Так как испарение увеличивается с повышением температуры, аридность также усилится во многих регионах.

В целях уменьшения влияния климатического фактора на внутриреспубликанский водный транспорт необходимы мероприятия, которые позволят осуществлять проводку судов при низких уровнях воды и свяжут Беларусь с Черным и Балтийским морями.

Основные направления адаптации водных ресурсов:

– разработка противопаводковых мероприятий, в первую очередь на Полесье с учетом особенностей формирования речного стока на территории Украины, а в связи с этим – создание надежного гидрометеорологического мониторинга, широкое использование радиолокационной и спутниковой информации для оценки характеристик снежного покрова и планирования водохозяйственных мероприятий;

– проведение планомерной лесомелиоративной деятельности в бассейнах рек с целью борьбы с эрозионными водными потоками;

– строительство подземных водохранилищ в отдельных районах страны, которые позволят регулировать водный режим в соответствии с требованиями потребителей воды;

– перестройка и переориентация стратегии развития хозяйства на эффективное использование имеющихся водных ресурсов;

– широкое внедрение водосберегающих технологий в водопотребляющих отраслях промышленности, сельском и коммунально-бытовом хозяйстве;

– преобразование гидромелиоративных систем в технически совершенные с оптимальным расходом воды на производство продукции;

– переход на безотходную систему использования водных ресурсов.

Жилищно-коммунальное хозяйство. Анализ наблюдений за изменением климата показывает, что в ближайшие два десятилетия в Республике Беларусь продолжительность отопительного периода может уменьшиться на 4–8 дней. Сокращение средней продолжительности отопительного периода и повышение температуры наружного воздуха в зимний период создадут условия для уменьшения потребления тепловой и электрической энергии.

Для достижения реальной экономии при сохранении устойчивого теплоснабжения необходима разработка и широкое внедрение эффективных систем автоматического регулирования подачи тепла.

Строительство. Рост числа переходов температуры воздуха через 0°С в сочетании с увеличением количества жидких осадков в холодное время года приведет к ускоренному старению зданий и сооружений и потребует дополнительного увеличения эксплуатационных расходов. Для увеличения долговечности строящихся объектов в условиях усиления разрушающего воздействия среды необходимо использование строительных материалов, рассчитанных на увеличенное число циклов замораживания и оттаивания. В связи с актуальностью проблемы уменьшения потребления энергии на отопление целесообразно повышение требований к тепловой защите зданий.

Основные направления адаптации в энергетике:

– снижение энергоемкости ВВП и повышение энергоэффективности экономики;

– развитие и широкое использование возобновляемых источников энергии;

– использование потенциала, содержащегося в коммунальных отходах и вторичных энергоресурсах;

– строительство турбодетандерных установок на ряде газораспределительных станций, а также на газораспределительных пунктах крупных потребителей природного газа.

1. Изменения климата – 2007: Воздействия изменения климата, адаптация и уязвимость. Доклад Рабочей 2. Логинов В. Ф. Инициализация Программы действий в свете изменения климата. Изменения климата в Беларуси и их последствия для ключевых секторов экономики (сельское, лесное и водное хозяйство) «Бел НИЦ «Экология». Минск, 2010.

3. Национальная программа мер по смягчению последствий изменения климата на 2008-2012 годы. Утверждена постановлением Совета Министров Республики Беларусь 04.08.2008 №1117.

4. Программа адаптации лесного хозяйства к прогнозируемым изменениям климата до 2050 года. Отчет о НИР Института экспериментальной ботаники им. В. Ф. Купревича НАН Беларуси в соответствии с ГНТП «Управление лесами и рациональное лесопользование».

УДК 622.24. Л. А. Беляева ЭФФЕКТИВНОСТЬ МОДИФИКАЦИЙ БУРОВОГО

РАСТВОРА НА ОСНОВЕ ОРГАНО-МИНЕРАЛЬНОГО

Учреждение образования «Гомельский государственный университет Показано влияние изменения состава бурового раствора на основе органоминерального сырья – сапропеля на улучшение качества бурения нефтеносных пластов.

Существенную роль в развитии нефтедобывающей промышленности играет процесс бурения скважин. Рост технических показателей глубокого бурения на нефть и газ во многом зависит от организации технологии промывки скважин, состава применяемых буровых растворов и их технологических свойств.

Правильно выбранный тип бурового раствора позволяет достичь соответствия состава и свойств конкретным геологическим условиям бурения, что приводит к минимальному нарушению устойчивости пород и проявлению других осложнений, а также необратимых процессов при вскрытии продуктивных пластов; оптимизирует расход материалов и химреагентов при бурении отдельных интервалов.

Каждый буровой раствор – это сложная система, обладающая рядом технологических свойств.

Под последними следует понимать влияние буровых сред на бурение горных пород, фильтрационные процессы, очитку ствола скважины, осложненного неустойчивыми породами, снижение сопротивлений движения бурового инструмента при его контакте с глистой коркой и стенками скважин, вскрытие и освоение продуктивных коллекторов, содержащих нефть и газ.

В течении последних лет произошли существенные изменения в условиях применения буровых растворов, используемых при бурении нефтяных и газовых скважин. Эти изменения вызваны увеличением глубин бурения и освоением новых, ранее недоступных площадей. Большие трудности возникают при разбуривании соленосных отложений. В условиях Белоруссии в соленосных отложениях выделяют три части: надсолевую, соленосную и подсолевую. В зависимости от вскрываемого разреза необходимо использовать определённый тип бурового раствора. В основе его выбора лежит принцип обеспечения устойчивости пород, особенно глинистых, снижение их активного проявления при взаимодействии с буровым раствором, сохранение проницаемости пород и стабильного состояния показателей раствора при длительном воздействии и эксплуатации.

Особую тревогу вызывает применение в бурении нефтяных и газовых скважин экологически вредных веществ. Поэтому остаётся актуальным вопрос обеспечения экологичности процессов строительства скважин, что предполагает применение нетоксичных малоопасных материалов и химических реагентов для этих целей. С другой стороны, отсутствие в Республике месторождений высококачественных бентонитовых глин для приготовления буровых растворов вызывает необходимость создания эффективных буровых растворов из местного экологически чистого сырья.

Показано, что таким материалом могут быть сапропели – донные отложения пресноводных озёр. Сапропели представляют собой сложную по химическому составу многокомпонентную систему биогенного происхождения, включающую природные органические (гуминовые и вульфокислоты, битумы, углеводные и белковые биополимеры, полисахариды) и неорганические вещества (высокодисперсные окислы металлов, карбонатные и аллюмосиликатные породы и др.). Таким образом, в сапропелях присутствуют все необходимые минеральные и органические вещества, биополимеры и природные ПАВ, которые обеспечивают высокую агрегативную устойчивость сапропелей.

Так, исходный органический сапропель оз.Красное при содержании твёрдой фазы около 5% имел следующие параметры: условная вязкость Т=35 с, водоотдача Ф=40 см3/30 мин, плотность =1,02 г/см3, статическое напряжение сдвига СНС=3,1–6,4 н/м2, рН=7, корка к=2 мм.