Добыча и переработка полезных ископаемых
Крупный блок листов атласа посвящен использованию космических снимков для контроля воздействия на природу при добыче и переработке полезных ископаемых. Большое внимание уделено мониторингу преобразования природной среды в районах нефтедобычи в Западной Сибири, золотодобычи на Патомском и Алданском нагорьях, угледбычи в Нерюнгри, открытых карьерных разработок минерального сырья в Хибинах, на Кавказе, в Тырныаузе, торфодобычи в Подмосковье, переработки руд цветных металлов в Мончегорске и Норильске.
Добыча апатитов
В числе районов, иллюстрирующих воздействие горнодобывающей промышленности — Кольский полуостров с Хибинским массивом. Приведенные в атласе детальные космические снимки дают возможность охарактеризовать основные объекты горнодобывающей промышленности Кольского Севера, выявить виды нарушений ландшафта, понять экологические проблемы, возникающие при освоении. Так, на снимке Хибинского массива изобразился широкий спектр промышленных объектов и результатов их воздействия на природу — карьеры открытой добычи апатито-нефелиновой руды, отстойники обогатительных фабрик и огораживающие их дамбы, зоны промышленной и жилой застройки, транспортные магистрали, сеть карьеров добычи стройматериалов, вырубки в лесах. Снимок дает возможность оценить величину техногенной нагрузки на природу Севера в связи с добычей полезных ископаемых и свидетельствует о необходимости контроля за промышленным воздействием и соблюдения природоохранных мероприятий.
Для изучения тенденций и темпов изменения территориальных систем — природных и антропогенных — важно проследить за динамикой их развития. Такую возможность открывает использование разновременных снимков. В Атласе выполнено сопоставление снимков южной части Хибинского массива, полученных со спутника "Ландсат" в июне 1978 г. со снимками со спутника "Ресурс-Ф", сделанными в мае 1984 г. По ним составлены карты состояния природных и техногенных экосистем в 1984 г. и динамики техногенных объектов за 1978-1984 гг. По снимкам выявлено расширение площади промышленной застройки в связи с строительством новой обогатительной фабрики АНОФ-III, изменения в состоянии отстойников и хвостохранилищ — их заполнение "хвостами" и высыхание, появление новых площадей вырубок и сельскохозяйственных земель.
Добыча руд цветных металлов
Открытые карьерные разработки руд цветных металлов с сопутствующей инфраструктурой показаны в атласе на примере разработки вольфрам-молибденового месторождения на Центральном Кавказе, в Тырныаузе, анализ снимков которого выполнен Т.Ю.Зенгиной, А.В.Кулиш, И.А.Лабутиной.
Тырныаузский горно-металлургический комбинат — промышленный узел, включающий комплекс добывающих и обогащающих производств: карьеры открытой добычи, рудник, обогатительную фабрику, хвостохранилища и сложную транспортную инфраструктуру. Основные элементы комбината хорошо различаются на снимке, который позволяет оконтурить сферу максимального воздействия комбината на природную среду.
Использование разновременных снимков — аэрофтоснимков 1974, 1980, космических снимков 1990 гг. дает возможность проследить динамику состояния почвенно-растительного покрова и развития склоновых процессов в зоне деятельности рудника. Приведенные снимки и составленная карта наглядно демонстрируют постоянный рост площади как полностью нарушенных природных комплексов, так и участков с фрагментарным нарушением почвенно-растительного покрова в результате активизации склоновых процессов, даже там, где прямое вмешательство человека прекратилось несколько лет назад.
Активным источником загрязнения окружающей среды являются хвостохранилища. В долине р.Баксан расположено два хвостохранилища. Старое хвостохранилище прислоненного типа, расположенное на левом склоне долины в 6 км от города, уже заполнено и не действует. Новое функционирующее хвостохранилище долинного типа расположено в долине р.Гижгит, левого притока р.Баксан. Для их изучения были привлечены разновременные снимки — аэрофотоснимки 1946, 1982 гг. и космические снимки 1990 г. Дешифрирование снимков говорит о недостаточно успешно проведенной рекультивации старого хвостохранилища, отсутствии развитого почвенно-растительного покрова, что и является источником ряда экологических проблем, наиболее существенная из которых — интенсивное развитие водной и ветровой эрозии.
Новое хвостохранилище постоянно наращивает объем, что иллюстрирует сравнение снимков за разные годы и составленная по ним схема "Изменение площади хвостохранилища". Заполненная и осушенная часть хвостохранилища является ареной активного развития ветровой эрозии, формирования эоловых форм микрорельефа и источником загрязнения воздуха. Действующее хвостохранилище, в отличие от старого, является также источником загрязнения подземных, грунтовых и поверхностных вод. Это происходит за счет бокового просачивания вод хвостохранилища, фильтрации вод из-под днища и дамбы, а также за счет механического выноса всех загрязняющих веществ в р.Баксан благодаря эрозионным процессам, развивающимся на склонах дамбы. Картина экологических проблем в районе комбината, выявленная по снимкам, дополнена составленной И.А.Авессаломовой и А.В.Хорошевым геохимической картой загрязнения природных ландшафтов.
Угледобыча
Возможности использования космических снимков для мониторинга состояния природной среды в районах открытой разработки угольных месторождений показаны на примере угледобычи в Южной Якутии, где расположено одно из крупнейших в мире Нерюнгринское угольное месторождение. На снимке со спутника "Космос" уверенно выделяются угольный разрез, его отвалы, промзона разреза, ГРЭС с водохранилищем и золоотвалом, карьеры стройматериалов , населенные пункты, шоссе, железная дорога, ЛЭП, аэропорт со взлетно-посадочными полосами, а также участки предварительной и детальной геологической разведки.
А.В.Гавриловым и Е.И.Пижанковой по результатам дешифрирования снимков составлена карта, отражающая природные и природно-технические геосистемы и их современное состояние. По материалам повторных съемок 1976 ("Ландсат") и 1986 ("Ресурс-Ф") годов прослежены изменения геосистем за 10 лет. Составление карт изменений по повторным снимкам позволило проанализировать динамику хозяйственного освоения территории Нерюнгринского промузла и тенденции роста техногенной нагрузки на природу. Как показывает анализ снимков и других материалов, выполненный Е.И.Пижанковой и А.В.Гавриловым, за 10 лет площадь техногенно измененных территорий увеличилась более чем в 5 раз. Объем перемещенных горных масс вырос в 100-250 раз, ежегодно откачиваемых подземных вод — почти в 5 раз. В результате многие геосистемы перешли из разряда слабо и средне измененных в разряд сильно и очень сильно измененных.
Анализ нарушений, выявленных по снимкам, с использованием индикационных связей и закономерностей развития экзогенных процессов на данной территории позволил сделать вывод о развитии эрозии, термокарста, наледеобразования, подтопления. Наличие этих процессов подтверждено наземными исследованиями. По ранневесенним снимкам были установлены ареалы загрязнения поверхности, которое поступает через атмосферу. На основе ретроспективного анализа выполнен прогноз, ориентированный на максимальный вариант развития, который позволил оценить последствия планируемых масштабов освоения.
Золотодобыча
Воздействие на природные ландшафты при добыче золота ярко проявляется на космических снимках. В атласе оно показано на примере двух районов — Алданского горнопромышленного района Южной Якутии и центральной части Патомского нагорья, снимки которых проанализированы Е.И.Пижанковой и Г.С.Самойловой. Долины, где ведется разработка месторождений россыпного золота, резко выделяются на фоне природных ландшафтов. Такие долины имеют контрастный по отношению к растительности цвет изображения с характерной неровной структурой.
Внедрившиеся с 50-60-х годов ХХ века дражный и бульдозерногидравлический способы получения золота приводят к наибольшим нарушениям долинных ландшафтов, так как при этом срезается и переворачивается, либо складируется в отвалы верхний почвенно-растительный слой. Исчезают типичные для долин формы рельефа — поймы и террасы. Изменяются и загрязняются водные системы, нарушается их сток, режим функционирования. Появляются техногенные формы рельефа — терриконы, дамбы, траншеи, хвостохранилища с отходами сорбции и флотации и многочисленные колеи временных дорог, что и обусловливает особый цвет и структуру изображения на снимке.
Нарушения другого типа, связанные с геологоразведочными и горно-изыскательскими работами, более локальны и меньше по степени воздействия. На снимках прослеживаются системы канав, заложенных, как правило, поперек склона. Поверхность части склонов нарушена карьерными отработками, а на обнаженных склонах развиваются эрозионные и делювиальные процессы. Прокладка дорог по падению склона вызывает активизацию линейной эрозии, оползней, а вдоль склона — развитие процессов заболачивания и термокарста. Загрязнение воды под влиянием дражных разработок приводит к гибели зообентоса и потере рыбохозяйственного значения рек, а формирование в долинах техногенных комплексов резко нарушает условия местообитания многих представителей животного мира.
Использование космических снимков вместе с материалами наземных и аэровизуальных обследований позволило Г.С.Самойловой и Е.А.Востоковой составить для центральной части Патомского нагорья карты ландшафтов и их антропогенной нарушенности. Для этого разработаны критерии степени антропогенной нарушенности природно-территориальных комплексов на основе экспертной оценки состояния литогенной основы и почвенно-растительного покрова. Выявление уже существующих неблагоприятных экологических ситуаций позволит правильно планировать природоохранные и рекультивационные мероприятия, предусматривающие стабилизацию и повышение устойчивости природной среды.