Scientific journal
Fundamental research
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,674

CARTOGRAPHIC ANALYSIS OF THE ECOLOGICAL AND ECONOMIC SECURITY OF THE MIDDLE POURALIE NATURAL-ECONOMIC SYSTEM

Chibilev A.A. (jr.) 1 Grigorevskiy D.V. 1 Meleshkin D.S. 1
1 Institute of Steppe of the Ural branch of the RAS
It is advisable to conduct a study of the ecological and economic security of Russia, as one of the factors of national security, including in the framework of poly-scale studies. The key natural-economic system of the Orenburg region – the Middle Pouralie acts as the investigated territory. The basis for assessing environmental and economic security, in terms of municipalities, was a conjugate analysis of the level of economic development, the social sphere and the ecological condition of the territory. Based on current and reliable information from open sources, a database of indicators of environmental and economic safety of the studied municipalities was compiled, aggregated into 3 blocks. Conducted rationing of different sizes and multidirectional indicators. The integral index of ecological and economic security for municipalities of the Middle Pouralie was calculated, as a result of which it was revealed that the maximum values ​​of the index of ecological and economic security are characterized by the city of Orenburg (1.8) and the Sol-Iletsk urban district (1.7), the minimum – Perevolotsky district (0.9). A map of the index of ecological and economic security has been compiled. A grouping of municipal formations of the natural and economic system of the Middle Pouralie according to the level of indices of ecological and economic security was carried out, revealing disproportions in the economic and ecological condition of the territories: 8 of the municipal formations out of 12 are characterized by a low level of economic development.
Middle Pouralie
environmental and economic security
municipalities
economic development
social sphere
ecological state

На сегодняшний день актуальным остаётся решение проблем рационального природопользования, снижения негативного антропогенного воздействия на окружающую среду в рамках реализации концепции устойчивого развития на федеральном и региональном уровнях. Подвергавшаяся продолжительное время разным видам антропогенных воздействий (распашка целины, развитие промышленного производства), степная зона является одним из самых неблагополучных в экологическом отношении ландшафтов страны. Обусловленная проводимыми полимасштабными исследованиями, оценка эколого-экономической безопасности (ЭЭБ) проведена в разрезе природно-хозяйственных систем (ПХС) регионов степной зоны России. В Оренбургской области выделена ключевая ПХС Среднее Поуралье [1], состоящая из 12 муниципальных образований общей площадью 43,7 тыс. км2, в которых проживает половина населения области (977,4 тыс. человек).

Цель исследования: цель анализа ЭЭБ состоит в исследовании развития эколого-экономических отношений в благоприятных для природы и общества направлениях, обеспечивающих экономическое благополучие, качественные условия жизнедеятельности и состояние здоровья человека. Таким образом, цель определяет выбор и группировку показателей в 3 блока (экологические, экономические, социальные) и обуславливает проведение анализа в разрезе численности населения.

Для достижения цели сравнительный анализ уровня ЭЭБ муниципальных образований ПХС Среднего Поуралья осуществляется в несколько этапов:

1. Составление базы данных индикаторов ЭЭБ исследуемых муниципальных образований, агрегированных в 3 блока.

2. Нормирование показателей и расчет обобщенных индикаторов каждого блока.

3. Расчет, на основе полученных по трем блокам показателей, интегрального индекса ЭЭБ для муниципальных образований Среднего Поуралья.

4. Составление картосхемы индекса ЭЭБ муниципальных образований ПХС Среднего Поуралья.

5. Проведение группировки на основе индексов блоков ЭЭБ, с использованием метода равных интервалов.

6. Оценка корреляционной зависимости между рассчитанным индексом и плотностью населения.

Материалы и методы исследования

Анализ ЭЭБ ПХС Среднего Поуралья базируется на оценке трёх блоков показателей, отображающих уровни экономического и социального развития и экологического состояния, в разрезе муниципальных образований. В качестве информационной базы были использованы официальные данные Федеральной службы государственной статистики Оренбургской области в разрезе муниципальных образований [2], база данных показателей муниципальных образований Единого интернет-портала Росстата [3] и данные Государственного доклада о состоянии и об охране окружающей среды Оренбургской области и итогов Всероссийской сельскохозяйственной переписи [4, 5]. Данные, представленные в этих источниках, выражены, как правило, в абсолютных значениях (т, га, шт., км2) и характеризуются разнонаправленностью влияния. Исходя из целей анализа ЭЭБ и для повышения объективности исследования некоторые показатели были рассчитаны относительно численности населения исследуемых муниципальных образований (табл. 1).

Блок 1. Индекс экономического развития (PI) (курсивом выделены индикаторы, отрицательно (негативно) влияющие на интегрирующий показатель): x1 – объём отгруженных товаров собственного производства, выполненных работ и услуг собственными силами; x2 – оборот розничной торговли на душу населения; x3 – объем платных услуг на душу населения; x4 – инвестиции в основной капитал на душу населения; x5 – удельный вес убыточных организаций; x6 – произведено продукции сельского хозяйства на душу населения; x7 – ввод в действие жилых домов на 1000 человек населения.

Блок 2. Индекс развития социальной сферы (PII): x8 – общий коэффициент рождаемости; x9 – общий коэффициент смертности; x10 – коэффициент младенческой смертности; x11 – коэффициент миграционной убыли населения; x12 – численность воспитанников дошкольного образования, на 1000 человек населения; x13 – численность обучающихся по образовательным программам начального, основного и среднего общего образования, на 1000 человек населения; x14 – заболеваемость, на 1000 человек населения; x15 – число больничных коек на 10000 человек населения; x16 – численность врачей на 10000 человек населения; x17 – численность безработных, зарегистрированных в государственных учреждениях службы занятости населения, на 1000 человек населения; x18 – численность зарегистрированных преступлений на 1000 человек населения.

Блок 3. Индекс экологического состояния территории (PIII): x19 – выброшено в атмосферу загрязняющих веществ на 1000 человек населения; x20 – затраты на охрану окружающей среды, включая оплату услуг природоохранного назначения на душу населения; x21 – доля посевных площадей сельскохозяйственных культур от общей площади территории; x22 – доля земель населенных пунктов; x23 – доля земель промышленности, энергетики, транспорта, связи, радиовещания, телевидения, информатики, обороны, безопасности и иного специального назначения; x24 – лесистость территории; x25 – доля улавливания, очистки, обезвреживания загрязняющих веществ, исходящих от стационарных источников загрязнения.

Таблица 1

Исходные показатели для расчета индекса эколого-экономической безопасности, группированные в 3 блока

п/п

Муниципальные образования

PI Индекс экономического развития

x1

x2

x3

x4

x5

x6

x7

1

Акбулакский район

6,3

34,5

8,7

1,8

55,6

88,8

180,6

2

Беляевский район

7,4

32,8

8,0

4,5

37,5

146,1

177,4

3

Илекский район

3,7

46,3

10,8

24,1

80,0

137,2

197,0

4

Октябрьский район

4,6

55,9

11,2

15,1

22,2

190,3

213,7

5

Оренбургский район

70,4

56,8

11,5

26,4

48,5

67,3

1640,7

6

Переволоцкий район

15,4

46,1

8,7

8,0

42,9

91,2

141,5

7

Сакмарский район

54,2

38,8

8,8

7,3

38,5

242,5

346,8

8

Саракташский район

80,1

48,4

9,9

13,6

50,0

107,2

445,6

9

Ташлинский район

85,8

34,0

9,3

35,7

12,5

173,7

201,2

10

ГО г. Оренбург

365,9

322,9

50,3

98,0

35,9

4,3

803,1

11

Соль-Илецкий ГО

59,6

76,3

15,8

77,8

20,0

183,9

429,1

12

Кувандыкский ГО

10,9

61,8

9,3

6,1

70,0

86,1

246,8

Максимальное значение max xij

365,9

322,9

50,3

98,0

80,0

242,5

1640,7

Минимальное значение min xij

3,7

32,8

8,0

1,8

12,5

4,3

141,5

п/п

Муниципальные образования

PII Индекс развития социальной сферы

x8

x9

x10

x11

x12

x13

x14

x15

x16

x17

x18

1

Акбулакский район

14,4

12,2

22,0

15,2

49,9

131,7

599,7

36,7

24,6

12,1

12,6

2

Беляевский район

13,0

14,3

9,2

12,0

41,3

116,7

694,8

42,0

24,2

12,0

10,4

3

Илекский район

11,9

14,9

3,5

3,7

45,5

122,8

666,5

37,7

21,8

14,5

11,6

4

Октябрьский район

14,2

15,8

7,4

19,0

49,1

128,0

590,8

40,0

29,3

16,7

13,8

5

Оренбургский район

12,1

8,4

5,9

0,0

51,7

111,0

517,5

101,5

32,9

4,7

11,9

6

Переволоцкий район

11,6

14,3

12,6

17,5

44,2

106,9

654,4

45,6

29,3

11,6

8,1

7

Сакмарский район

12,2

12,7

5,5

6,9

51,0

119,2

483,9

29,9

25,3

9,3

11,2

8

Саракташский район

11,8

15,1

2,1

12,7

50,4

123,5

613,9

42,7

23,5

2,6

9,7

9

Ташлинский район

12,8

11,4

13,1

12,5

51,4

116,7

4276

35,2

21,8

12,5

12,4

10

ГО г. Оренбург

11,9

10,8

5,6

0,8

60,7

111,4

884,3

127,4

89,2

3,5

15,3

11

Соль-Илецкий ГО

15,4

11,6

2,4

11,8

53,3

135,0

675,3

91,8

21,8

8,9

11,5

12

Кувандыкский ГО

11,0

15,9

15,5

14,8

47,4

117,6

853,4

39,8

24,6

10,8

11,8

Максимальное значение max xij

15,4

15,9

22,0

19,0

60,7

135,0

4276

127,4

89,2

16,7

15,3

Минимальное значение min xij

11,0

8,4

2,1

0,0

41,3

106,9

483,9

29,9

21,8

2,6

8,1

п/п

Муниципальные образования

PIII Индекс экологического состояния территории

x19

x20

x21

x22

x23

x24

x25

1

Акбулакский район

1,6

180,2

26,2

0,7

0,5

0,6

0,0

2

Беляевский район

26,2

246,1

26,2

1,9

0,3

2,8

0,0

3

Илекский район

9,9

240,4

35,3

2,0

0,3

10,5

25,0

4

Октябрьский район

151,4

165,9

58,5

3,1

0,4

1,4

2,8

5

Оренбургский район

1181,7

16733,4

37,6

2,4

18,1

5,9

56,7

6

Переволоцкий район

692,5

12,3

44,0

2,3

0,8

3,9

2,6

7

Сакмарский район

172,0

417,5

43,9

2,7

1,3

4,4

0,0

8

Саракташский район

65,2

782,7

43,2

2,8

0,8

6,6

4,4

9

Ташлинский район

275,1

136,4

43,2

1,7

0,2

5,9

0,0

10

ГО г. Оренбург

28,0

1493,0

51,6

31,6

1,0

0,9

51,4

11

Соль-Илецкий ГО

5,6

535,4

26,0

2,2

8,9

5,1

7,6

12

Кувандыкский ГО

70,7

274,4

19,4

2,1

0,6

5,7

80,9

Максимальное значение max xij

365,9

1181,7

16733,4

58,5

31,6

18,1

10,5

Минимальное значение min xij

3,7

1,6

12,3

19,4

0,7

0,2

0,6

Выбранные индикаторы характеризуются разномерностью, несопоставимостью и разнонаправленностью их влияния. Для элиминирования этих недостатков использована процедура нормирования показателей [6]:

chibil01a.wmf (1)

chibil02a.wmf (2)

где chibil03.wmf – нормированное значение j-го показателя, которым обладает i-е муниципальное образование, chibil04a.wmf – максимальное значение j-го показателя среди исследуемых муниципальных образований, chibil05a.wmf – минимальное значение j-го показателя среди исследуемых муниципальных образований; i – номер муниципального образования, j – номер показателя. При положительном влиянии параметра, формирующего интегрированную оценку, нормирование осуществляют по формуле (1), при отрицательном – по формуле (2).

Далее для каждого блока рассчитаны многомерные средние индексы, позволяющие совершить переход от многомерного пространства признаков к одномерному:

chibil06.wmf (3)

где chibil07.wmf – усредненный индекс конкретного блока показателей эколого-экономической безопасности, k – число показателей в блоке.

Интегральный показатель ЭЭБ (4) рассчитывается путём суммирования многомерных средних индексов каждого блока показателей:

chibil08.wmf (4)

где chibil09.wmf – интегральный индекс эколого-экономической безопасности, m – число блоков показателей.

Для оценки пространственного распределения уровня ЭЭБ необходимо выявить муниципальные образования, в которых отмечаются экстремумы агрегированных индексов, в результате процедуры нормирования приведенные к 1 (табл. 2).

Результаты исследования и их обсуждение

Итогом сопряженной пространственной оценки ЭЭБ Среднего Поуралья в разрезе муниципальных образований стала разработка картосхемы результатов проведённого анализа (рисунок). Картодиаграммы демонстрируют значения индексов групп факторов ЭЭБ, в качестве фона использована картограмма плотности населения. Выбор показателя для построения картограммы обусловлен предположением о зависимости полученного интегрального индекса ЭЭБ от плотности населения. В связи с чем был проведён расчёт коэффициента корреляции. В результате коэффициент корреляции между интегральным индексом и плотностью населения составляет 0,7, что согласно шкале Чеддока свидетельствует о высокой силе связи.

Построенная картосхема демонстрирует пространственные диспропорции распределения интегрального и составляющих его индексов блоков ЭЭБ, обусловленные в первую очередь расположением на территории Среднего Поуралья административного и экономического центра всей области, концентрирующем в себе большинство населения, трудовых ресурсов, социальных благ, производительных и экономических сил, следовательно, и значительная часть максимальных показателей уровня развития социальной и экономических сфер сосредоточена в нём. Таким образом, в г. Оренбург наблюдаются максимальные показатели объёма отгруженных товаров и выполненных услуг (48 % от общего объема), оборота розничной торговли (38 %), объема платных услуг (31 %), инвестиций в основной капитал (31 %), численности воспитанников дошкольного образования, числа больничных коек и численности врачей. Пространственное распределение индекса экономического состояния определяется удалённостью от Оренбурга. В основном максимальные показатели (табл. 3) наблюдаются в районах и городских округах, по территории которых проходит трасса федерального значения Р-239 «Оренбургский тракт»: Соль-Илецкий городской округ (0,445), Оренбургский (0,334), Сакмарский (0,284), Октябрьский (0,283). Стоит отметить, что в рамках блока экономических показателей наблюдается максимальная амплитуда значений, от 0,108 (Кувандыкский городской округ) до 0,728 (г. Оренбург).

Значение расположения вблизи областного центра в большей мере наблюдается в разрезе развития социальной сферы, максимальные значения индексов отмечаются в г. Оренбурге (0,696), Соль-Илецком городском округе (0,656), Оренбургском (0,632) и Саракташском районах (0,507), минимальные – для наиболее удалённых от Оренбурга муниципальных образованиях, в Кувандыкском городском округе (0,290) и в Ташлинском районе (0,311). Отдельно отметим. что в Кувандыкском городском округе отмечается максимальный показатель смертности при минимальном показателе рождаемости.

Таблица 2

Нормированные показатели для расчета индекса эколого-экономической безопасности, сгруппированные в 3 блока

п/п

Муниципальные образования

PI Индекс экономического развития

x1

x2

x3

x4

x5

x6

x7

1

Акбулакский район

0,007

0,006

0,017

0

0,361

0,355

0,026

2

Беляевский район

0,010

0

0

0,028

0,630

0,595

0,024

3

Илекский район

0

0,047

0,066

0,231

0

0,558

0,037

4

Октябрьский район

0,003

0,080

0,076

0,138

0,856

0,781

0,048

5

Оренбургский район

0,184

0,083

0,084

0,255

0,467

0,265

1

6

Переволоцкий район

0,032

0,046

0,016

0,064

0,550

0,365

0

7

Сакмарский район

0,140

0,021

0,019

0,057

0,615

1

0,137

8

Саракташский район

0,211

0,054

0,046

0,123

0,444

0,432

0,203

9

Ташлинский район

0,227

0,004

0,031

0,352

1

0,711

0,040

10

ГО г. Оренбург

1

1

1

1

0,653

0

0,441

11

Соль-Илецкий ГО

0,154

0,150

0,184

0,790

0,889

0,754

0,192

12

Кувандыкский ГО

0,020

0,100

0,030

0,044

0,148

0,343

0,070

п/п

Муниципальные образования

PII Индекс развития социальной сферы

x8

x9

x10

x11

x12

x13

x14

x15

x16

x17

x18

1

Акбулакский район

0,773

0,493

0

0,200

0,446

0,882

0,969

0,070

0,042

0,324

0,375

2

Беляевский район

0,455

0,213

0,643

0,368

0

0,349

0,944

0,124

0,036

0,334

0,681

3

Илекский район

0,205

0,133

0,930

0,805

0,214

0,566

0,952

0,080

0

0,153

0,514

4

Октябрьский район

0,727

0,013

0,734

0

0,402

0,751

0,972

0,104

0,111

0

0,208

5

Оренбургский район

0,250

1

0,809

1

0,537

0,147

0,991

0,734

0,165

0,850

0,472

6

Переволоцкий район

0,136

0,213

0,472

0,079

0,147

0

0,955

0,161

0,111

0,361

1

7

Сакмарский район

0,273

0,427

0,829

0,637

0,501

0,437

1

0

0,052

0,526

0,569

8

Саракташский район

0,182

0,107

1

0,332

0,470

0,590

0,966

0,131

0,025

1

0,778

9

Ташлинский район

0,409

0,600

0,447

0,342

0,523

0,349

0

0,054

0

0,296

0,403

10

ГО г. Оренбург

0,205

0,680

0,824

0,958

1

0,162

0,894

1

1

0,935

0

11

Соль-Илецкий ГО

1

0,573

0,985

0,379

0,621

1

0,950

0,635

0

0,547

0,528

12

Кувандыкский ГО

0

0

0,327

0,221

0,316

0,379

0,903

0,102

0,042

0,416

0,486

п/п

Муниципальные образования

PIII Индекс экологического состояния территории

x19

x20

x21

x22

x23

x24

x25

1

Акбулакский район

1

0,010

0,827

1

0,984

0

0

2

Беляевский район

0,979

0,014

0,827

0,963

0,993

0,222

0

3

Илекский район

0,993

0,014

0,594

0,960

0,995

1

0,318

4

Октябрьский район

0,873

0,009

0

0,923

0,987

0,081

0,035

5

Оренбургский район

0

1

0,535

0,945

0

0,535

0,701

6

Переволоцкий район

0,415

0

0,370

0,949

0,964

0,333

0,032

7

Сакмарский район

0,856

0,024

0,375

0,937

0,935

0,384

0

8

Саракташский район

0,946

0,046

0,391

0,932

0,963

0,606

0,055

9

Ташлинский район

0,768

0,007

0,391

0,969

1

0,535

0

10

ГО г. Оренбург

0,978

0,089

0,177

0

0,951

0,030

0,636

11

Соль-Илецкий ГО

0,997

0,031

0,833

0,953

0,512

0,455

0,094

12

Кувандыкский ГО

0,941

0,016

1

0,956

0,979

0,515

1

Таблица 3

Индексы блоков и интегральный индекс ЭЭБ муниципальных образований ПХС Среднего Поуралья

№ п/п

Муниципальные образования

PI

PII

PIII

Iээб

1

Акбулакский район

0,110

0,416

0,546

1,1

2

Беляевский район

0,184

0,377

0,571

1,1

3

Илекский район

0,134

0,414

0,696

1,2

4

Октябрьский район

0,283

0,366

0,416

1,1

5

Оренбургский район

0,334

0,632

0,531

1,5

6

Переволоцкий район

0,153

0,330

0,438

0,9

7

Сакмарский район

0,284

0,477

0,501

1,3

8

Саракташский район

0,216

0,507

0,563

1,3

9

Ташлинский район

0,338

0,311

0,524

1,2

10

ГО г. Оренбург

0,728

0,696

0,409

1,8

11

Соль-Илецкий ГО

0,445

0,656

0,553

1,7

12

Кувандыкский ГО

0,108

0,290

0,772

1,1

chibil1.tif

Интегральный индекс ЭЭБ муниципальных образований ПХС Среднего Поуралья

Индекс экологического состояния территории в г. Оренбурге обратно пропорционален индексу экономического развития, и среди исследуемых муниципальных образований является минимальным. Так же амплитуда значений индексов экологического состояния территории минимальна: от 0,409 (г. Оренбуг) до 0,772 (Кувандыкский ГО), что обуславливается относительной однородностью структуры промышленности, с преобладанием сельского хозяйства в большинстве районов, небольшими (в абсолютных значениях) показателями лесистости (в среднем на исследуемой территории показатель лесистости составляет 4 %) [7].

Таблица 4

Группировка муниципальных образований ПХС Среднего Поуралья по уровню индексов ЭЭБ

Интервал изменения индекса

Уровень

Группировка муниципальных образований:

По индексу экономического развития

По индексу развития социальной сферы

По индексу экологического состояния территории

0,000...0,333

низкий

Акбулакский, Беляевский, Илекский, Октябрьский, Переволоцкий, Сакмарский Саракташский районы и Кувандыкский ГО

Переволоцкий и Ташлинский районы, Кувандыкский ГО

0,334...0,666

средний

Оренбургский и Ташлинский районы, Соль-Илецкий ГО

Акбулакский, Беляевский, Илекский, Октябрьский, Оренбургский, Сакмарский, Саракташский районы, Соль-Илецкий ГО

Акбулакский, Беляевский, Октябрьский, Оренбургский, Переволоцкий, Сакмарский, Саракташский, Ташлинский районы, Соль-Илецкий ГО, г. Оренбург

0,667...1,000

высокий

г. Оренбург

г. Оренбург

Илекский район, Кувандыкский ГО

На основе рассчитанных индексов блоков ЭЭБ проведена группировка муниципальных образований Среднего Поуралья на основе метода равных интервалов (табл. 4). В результате выявлены диспропорции экономического и экологического состояния территорий: 8 муниципальных образований из 12 характеризуются низким уровнем экономического развития, но в разрезе экологического состояния, в Среднем Поуралье отсутствуют муниципальные образования низкого уровня.

В целом значения интегрального индекса ЭЭБ распределены достаточно равномерно, большинство значений располагаются в интервале от 1,1 до 1,3. Наибольших значений интегральный индекс ЭЭБ достигает в г. Оренбурге (1,8) и Соль-Илецком городском округе (1,7). Минимальное значение наблюдается в Переволоцком районе (0,9).

Статья подготовлена в рамках темы «Степи России: ландшафтно-экологические основы устойчивого развития, обоснование природоподобных технологий в условиях природных и антропогенных изменений окружающей среды» (№ ГР АААА-А17-117012610022-5) при финансовой поддержке Всероссийской общественной организации «Русское географическое общество» № 08/2019/РГО-РФФИ «Геоинформационный анализ индикаторов эколого-экономической безопасности и оценка ландшафтно-экологической устойчивости природно-хозяйственных систем регионов степной зоны России» (№ ГР АААА-А17-117041310143-0).