Еколого-геоморфологічний аналіз Закарпатської області

Размещено на http://www.allbest.ru/

Львівський національний університет імені Івана Франка

УДК 551.4: (477.83 - 22)

Еколого-геоморфологічний аналіз Закарпатської області

11.00.04 - геоморфологія і палеогеографія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата географічних наук

Габчак Наталія Францівна

Львів 2005

Дисертацією є рукопис

Робота виконана на кафедрі конструктивної географії та картографії Львівського національного університету імені Івана Франка Міністерства освіти і науки України

Науковий консультант: доктор географічних наук, професор Ковальчук Іван Платонович Львівський національний університет імені Івана Франка, кафедра конструктивної географії та картографії, завідувач

Офіційні опоненти:

доктор географічних наук, доктор геолого-мінералогічних наук, професор Рудько Георгій Ілліч, Інститут геологічних наук НАН України, головний науковий співробітник; Державна комісія України по запасах корисних копалин, голова

доктор географічних наук, професор Стецюк Володимира Васильовича, кафедра землезнавства та геоморфології Київського національного університету імені Тараса Шевченка, професор

Провідна установа: Інститут географії НАН України, Київ

Захист відбудеться 2 грудня 2005 року о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 35.051.05 у Львівському національному університеті імені Івана Франка за адресою: 79005, м.Львів, вул. Дорошенка, 41.

З дисертацією можна ознайомитись у Науковій бібліотеці Львівського національного університету імені Івана Франка за адресою: 79005, м.Львів, вул. Драгоманова, 17

Автореферат розісланий 29 жовтня 2005 року

Учений секретар спеціалізованої вченої ради,

кандидат географічних наук, доцент П.М. Горішний

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. У процесі освоєння природного середовища Закарпатської області людина трансформувала практично усі компоненти ландшафту: змінила стан рослинного і тваринного світу, ґрунтового покриву, поверхневих і підземних вод, рельєфу і геологічного середовища. В минулому столітті антропогенний вплив став настільки значним, що призвів до створення природно-антропогенних, антропогенно-природних і техногенних геосистем. Великих змін зазнав рельєф, який відіграє дуже важливу роль у формуванні геоекологічного стану, функціонуванні та динаміці ландшафтів. Про значні (можливо незворотні) зміни в геосистемах Закарпатської області свідчать катастрофічні паводки останнього десятиліття, які завдали не тільки багатомільйонних збитків області, але й призвели до загибелі людей. Оскільки регулятивні заходи мали несистемний і несистематичний характер, були спрямовані на ліквідацію наслідків і проводилися без належного наукового обґрунтування, то великого ефекту вони не дали. Тому назріла гостра необхідність проведення еколого-геоморфологічного аналізу (ЕГА) Закарпатської області. Його результати представлятимуть ту інформаційну базу, на основі якої необхідно буде створювати систему надійного попередження, захисту поселень, угідь і комунікацій від стихійних процесів та явищ і ліквідації наслідків їх прояву в геосистемах краю.

Сьогодні немає чіткої загальноприйнятої методики розрахунку одного показника, який би дав різнобічну, обґрунтовану оцінку еколого-геоморфологічного стану довкілля. Також не визначено єдиного критерію, який би характеризував антропогенне навантаження на басейнові та адміністративно-територіальні системи, давав би експертну оцінку впливу антропогенних чинників на стан геоморфосистем. Тому дослідження цих питань є актуальною науковою проблемою, яка вимагає якнайшвидшого вирішення.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Питання наукового обґрунтування регіонального еколого-геоморфологічного аналізу, апробації цих напрацювань на прикладі Закарпатської області тісно пов'язані з науково-дослідними темами кафедри країнознавства УжДІІЕП, на якій працювала здобувачка протягом 2000 - 2003 рр., та кафедри конструктивної географії і картографії Львівського національного університету імені Івана Франка, до якої була прикріплена як здобувач. Дисертаційна робота виконана як ініціативне дослідження у рамках теми “Еколого-геоморфологічний аналіз проблем природокористування в міжнародних транскордонних річкових системах і їх басейнах та обґрунтування шляхів їх вирішення“ (номер державної реєстрації 0195585).

Мета і завдання дослідження. Метою роботи є наукове обґрунтування змісту і здійснення еколого-геоморфологічного аналізу басейнових та адміністративно-територіальних систем Закарпатської області, визначення параметрів їхнього функціонування і масштабів змін під впливом природних та антропогенних чинників, розроблення системи процесорегулювальних заходів. рельєф закарпатський басейновий геоморфологічний

Для досягнення мети вирішувалися завдання, що полягають в:

1) обґрунтуванні науково-методичних засад і розробленні принципової схеми та алгоритму регіональних еколого-геоморфологічних досліджень Закарпатської області; 2) проведенні еколого-геоморфологічного аналізу досліджуваної території та створенні інформаційної системи „Еколого-геоморфологічний стан Закарпатської області”; 3) визначенні складності рельєфу і величини геоморфологічного ризику басейнових та адміністративно-територіальних систем; 4) оцінюванні ролі основних видів господарської діяльності людини та природних чинників у трансформуванні геоморфосфери гірської і рівнинної частин Закарпатської області; 5) обчисленні величини геоекологічної напруги у межах адміністративно-територіальних та басейнових систем; 6) здійсненні комплексного еколого-геоморфологічного аналізу стану басейнових та адміністративно-територіальних систем і створенні їхніх картографічних моделей; 7) обґрунтуванні системи протиповеневих заходів.

В якості об'єкта досліджень виступає фрагмент геоморфосфери, представлений басейновими та адміністративно-територіальними системами Закарпатської області.

Предметом дослідження є результати взаємодії геоморфологічних та господарських чинників, які визначають сучасний і прогнозований еколого-геоморфологічний стан басейнових та адміністративно-територіальних систем Закарпатської області, їх динаміку та функціонування.

Виходячи з мети, об'єкту, предмету та основних завдань еколого-геоморфологічного аналізу Закарпатської області, нами використано комплекс методів дослідження, який включав як традиційні, так і нетрадиційні для геоморфології методи - польові, картометричні, історико-геоморфологічні, напівстаціонарні, аерокосмічні та геоінформаційні, які дозволили виявити стан басейнових та адміністративно-територіальних систем, поширення і розвиток екзогенних процесів. Використовувалися також методи прогнозування та попередження прояву екстремальних явищ з метою забезпечення оптимального функціонування регіональних геосистем.

Інформаційна база дослідження. Важливість і суть еколого- геоморфологічних досліджень висвітлена у працях українських геоморфологів І.Черваньова (1991), І.Ковальчука ( 1992, 1997, 2002), О.Маринича (1993), В. Пащенка (1993,1994), В.Палієнко, Ю.Швидкого ( 1993), О.Адаменка та Г.Рудька (1995), С.Мороза, О.Онопрієнка, С.Бортника (1997), В.Стецюка (1997,2001), О. Адаменка, Г.Рудька, І.Ковальчука (2002), а також зарубіжних вчених - Д.Тимофеєва (1989,1991), Ю.Симонова (1990), В.Кружаліна (2000), колективній монографії “ Рельеф среды жизни человека” (Т.1, 2, М., 2002), термінологічному словнику Д.Тимофеєва та Е.Лихачової (2004) і в інших публікаціях.

В основу роботи покладені матеріали власних польових досліджень адміністративно-територіальних і басейнових систем Закарпатської області, результати спільного експедиційного обстеження стану поверхневих вод р.Уж та р.Латориці разом з громадською організацією “Екосфера”, дані морфометричного аналізу рельєфу у межах басейнових та адміністративно-територіальних систем, спектру та поширення найважливіших геоморфологічних процесів, а також матеріали Закарпатської водно-балансової станції, Державного управління екології та природних ресурсів у Закарпатській області, Закарпатської геолого-розвідувальної експедиції, аерофотознімки та літературні джерела. На основі цих матеріалів створена інформаційна система “Еколого-геоморфологічний стан Закарпатської області” та база даних „Якісна характеристика поверхневих вод річкового басейну Тиси та її правих допливів на відтинку рівнинних територій,” яка реалізована за методикою Марійчука Р.Т. (2000).

Наукова новизна роботи полягає в тому, що для території Закарпатської області вперше:

· розроблені принципова схема та алгоритм регіональних еколого-геоморфологічних досліджень з врахуванням морфометричних та морфологічних особливостей рельєфу, спектру сучасних геоморфологічних процесів та антропогенних чинників диференційовано для гірської та рівнинної частини території Закарпатської області;

· за допомогою ArcMap створена інформаційна система “Еколого-геоморфологічний стан Закарпатської області”, яка відображає еколого-геоморфологічний стан геоморфосфери як басейнових, так і адміністративно-територіальних систем;

· побудована серія морфометричних карт (горизонтального, вертикального розчленування рельєфу, крутизни та морфології схилів, структурних ліній рельєфу тощо), а також поширення та спектру сучасних геоморфологічних процесів на різних часових зрізах, картосхеми основних видів господарської діяльності людини та інші;

· проведена бальна оцінка впливу морфометричних параметрів рельєфу, поширення та прояву сучасних геоморфологічних процесів, антропогенних чинників на еколого-геоморфологічний стан басейнових та адміністративно-територіальних систем гірської і рівнинної частини Закарпатської області, а також масштабів змін рельєфу під впливом природокористування, поселенського і транспортного навантаження тощо;

· здійснена комплексна еколого-геоморфологічна оцінка стану досліджуваних систем, побудовані схеми районування досліджуваної території за складністю рельєфу, величиною геоморфологічного ризику та інтегрального показника геоекологічної напруги, запропоновано комплекс заходів, спрямованих на покращання еколого-геоморфологічного стану території Закарпатської області.

Практичне значення роботи. Результати досліджень еколого-геоморфологічного стану території Закарпатської області у масштабі 1 : 200 000, оцінка масштабів змін басейнових та адміністративно-територіальних систем за останню чверть століття, показники забруднення річок та затоплення території в екстремальних ситуаціях (паводки: листопадовий 1998 та березневий 2001 року) є основою для розробки і реалізації системи геоекологічного моніторингу досліджуваної території і створення схеми протипаводкового та протизсувного захисту угідь, поселень і населення. Розроблені принципова схема, алгоритм ЕГА, структура інформаційної системи „Еколого-геоморфологічний стан Закарпатської області”, модифікована для гірської і рівнинної частини регіону методика оцінки геоекологічної напруги та еколого-геоморфологічного стану басейнових та адміністративно-територіальних систем можуть використовуватися при організації геоекологічних досліджень в інших регіонах України.

Особистий внесок здобувача полягає в обґрунтуванні науково-методичних засад еколого-геоморфологічного аналізу території Закарпатської області; визначенні масштабів антропогенних змін геоморфосистеми під впливом господарської діяльності людини; удосконаленні методики комплексної еколого-геоморфологічної оцінки стану басейнових та адміністративно-територіальних систем, розробці диференційованого підходу до аналізу морфометричних особливостей рельєфу, поширення та інтенсивності розвитку домінантних екзогенних процесів, різних видів впливу господарської діяльності людини у межах басейнових та адміністративно-територіальних систем гірської і рівнинної частин Закарпатської області; оптимізації існуючої мережі і змісту моніторингових досліджень та обґрунтуванні системи протипаводкових заходів.

Апробація результатів дисертації. Основні результати дисертаційної роботи доповідались та обговорювались на Всеукраїнських і міжнародних наукових та науково-практичних конференціях (Дніпропетровськ, 2002, 2003; Київ, 2003; Ужгород, 2004); наукових семінарах кафедри країнознавства УжДІІЕП (2000, 2001, 2002) та кафедри конструктивної географії і картографії Львівського національного університету імені Івана Франка (2003-2005рр.); на звітних наукових конференціях факультету міжнародних відносин УжДІІЕП (2000-2003рр.).

Публікації. Результати дисертаційного дослідження опубліковано у 7 наукових працях (в т.ч. 1 у співавторстві), з них 4 у рекомендованих ВАК України виданнях. У статті „Морфометричний аналіз рельєфу: історія розвитку, сучасний стан, перспективи” Вісник Львів. ун-ту. Серія географічна.- 2000.-Вип.27.- С.250-254, співавтор Л.Дубіс) автором проаналізовано сучасний стан та перспективи морфометричного аналізу рельєфу Закарпатської області, що становить 50% статті.

Обсяг і структура роботи. Дисертація складається з вступу, п'яти розділів, висновків, списку використаної літератури та додатків. Робота викладена на 156 сторінках машинописного тексту, проілюстрована 49 рисунками та 24 таблицями. Загальний обсяг роботи складає 290 сторінок.

Основний зміст роботи

У першому розділі „Теоретичні засади та методика еколого-геоморфологічного аналізу Закарпатської області” проаналізовано історію розвитку та рівень сучасних еколого-геоморфологічних досліджень, розкриті методичні та методологічні питання ЕГА області.

Історія формування еколого-геоморфологічних досліджень території Закарпатської області тісно переплетена з історією розвитку геоморфології як науки, геоморфологічними дослідженнями Українських Карпат, вивченням геоморфологічних проблем басейнових систем. Виділено три основні етапи розвитку еколого-геоморфологічних досліджень території Закарпатської області: перший - традиційних геоморфологічних досліджень, який охоплює період з початку XX століття до 70-80 років XX століття. Його характерною ознакою було розв'язання морфологічних, морфокліматичних і морфоструктурних проблем, питань генезису та історії розвитку рельєфу і річкових систем; другий - системного аналізу рельєфу. Він бере початок у 70-80 роках і триває до кінця XX століття. Важливими питаннями, які вивчаються природничими науками у цей період, є системний аналіз структури і функціонування рельєфу, зокрема басейнових систем та спектру поширення сучасних геоморфологічних процесів; третій - комплексних еколого-геоморфологічних досліджень басейнових та природно-господарських систем. Він триває з кінця XX століття по даний час. На цьому етапі посилилась екологічна складова досліджень, що пов'язано із зростанням величини антропогенного навантаження та геоморфологічного ризику.

Виходячи з основної мети та завдань роботи запропоновано принципову схему та алгоритм еколого-геоморфологічних досліджень Закарпатської області, зокрема алгоритм досліджень включає ряд операцій (кроків): 1) постановка мети досліджень; 2) визначення об'єкту, предмету та основних завдань досліджень; 3) вибір методики та методів дослідження; 4) створення за допомогою ArcMap цифрової моделі рельєфу Закарпатської області масштабу 1:200 000; 5) розробка структури інформаційної бази даних „Еколого-геоморфологічний стан Закарпатської області”, яка включає два основні блоки - басейнові та адміністративно-територіальні системи; 6) збір інформації про геоморфологічні та інші природно-географічні й антропогенні чинники для кожного з двох блоків; 7) співставлення меж басейнових та адміністративно-територіальних систем; 8) проведення бальної оцінки морфометричних параметрів рельєфу, прояву та інтенсивності сучасних геоморфологічних процесів у межах вказаних систем та визначення величини складності рельєфу і геоморфологічного ризику; 9) оцінка ролі основних видів господарської діяльності людини у трансформації басейнових та адміністративно-територіальних систем гірської і рівнинної частин Закарпатської області; 10) визначення інтегрального показника геоекологічної напруги досліджуваних систем; 11) здійснення комплексної еколого-геоморфологічна оцінка стану геоморфосфери басейнових та адміністративно-територіальних систем; 12) розробка конструктивних пропозицій щодо покращання еколого-геоморфологічного стану довкілля, стрижнем якої виступає схема протипаводкового захисту території Закарпатської області.

Для реалізації мети та завдань еколого-геоморфологічних досліджень розроблена система методів, яка складається як з традиційних (морфометричного аналізу рельєфу, дешифрування аерофотознімків, дослідження сучасних геоморфологічних процесів, геоморфологічного картографування наслідків проходження паводків та інші), так і нетрадиційних (історико-географічних, аналізу стану господарських систем, польового картографування об'єктів-забруднювачів, гідроекологічних досліджень, аналізу структури землекористування та інші) для геоморфології методів досліджень.

Комплексна еколого-геоморфологічна оцінка досліджуваних систем включає три основні складові - розрахунок інтегрального показника складності рельєфу, інтегрального показника інтенсивності прояву сучасних геоморфологічних процесів та інтегрального показника геоекологічної напруги.

Для розрахунку інтегрального показника складності рельєфу проведений аналіз морфометричних показників рельєфу в межах адміністративно-територіальних та басейнових систем Закарпатської області. Основні параметри рельєфу класифіковані на певні класи за їх величиною. Кожному класу присвоєно свій бал у залежності від його ролі у створенні еколого-геоморфологічної напруги території та частки площі, яку вони займають. Поділивши суму балів на кількість параметрів у межах певної системи, отримуємо інтегральний показник складності рельєфу.

Врахувавши поширення, інтенсивність та еколого-геоморфологічні наслідки прояву сучасних геоморфологічних процесів, отримано бальну величину інтегрального показника інтенсивності прояву сучасних геоморфологічних процесів. Просумувавши інтегральні показники складності рельєфу, інтенсивності прояву сучасних геоморфологічних процесів та вивівши їх середнє значення, отримано величину геоморфологічного ризику у басейнових та адміністративно-територіальних системах.

Інтегральне оцінювання величини геоекологічної напруги досліджуваних систем проводилося за методикою, розробленою І.Ковальчуком та М.Петровською (2003) для території Розточчя. Суть її полягає в оцінці чинників, що дестабілізують або стабілізують геоекологічний стан природного чи адміністративного району. Для основних чинників впливу на рельєф та інші компоненти ландшафту введено коефіцієнт сили впливу чинника. Крім цього, в залежності від відносної ролі чинника, зокрема його частки у природному чи адміністративному виділі, здійснено бальну оцінку. На останньому етапі проведено корекцію бальної оцінки і визначено інтегральний показник геоекологічної напруги. В роботі дана оцінка стабілізуючих та дестабілізуючих чинників з врахуванням особливостей гірської та рівнинної частин Закарпатської області.

На підставі інтегральних показників складності рельєфу, інтенсивності прояву сучасних геоморфологічних процесів та геоекологічної напруги отримано комплексний показник еколого-геоморфологічного стану басейнових та адміністративно-територіальних систем.

У другому розділі “Природно-географічні особливості Закарпатської області, їх вплив на формування еколого-геоморфологічного стану території” розкрито своєрідність геолого-тектонічної будови Закарпатської області, що зумовила формування різноманітних типів рельєфу у гірській, передгірській та рівнинній частинах території. Проведений аналіз основних геоморфологічних виділів у межах досліджуваної території, охарактеризований сучасний стан їхнього рельєфу, його зв'язок з літологією, поширенням та інтенсивністю сучасних геоморфологічних процесів. Розкрито вплив різних природно-географічних чинників, зокрема гідрометеорологічних, на рельєф та сучасні геоморфологічні процеси. Виявлені закономірності поширення ґрунтів та рослинного покриву, оцінено їхній вплив на еколого-геоморфологічний стан території Закарпатської області.