V Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Изменение экологического состояния памятника природы – горы Машук

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Денегина  А.В. 1

---

1МБОУ СОШ №1 им. М.Ю.Лермонтова г. Пятигорск

Извекова  Т.Г. 1Фролова  А.А. 2

---

1МБОУ СОШ №1 им. М.Ю.Лермонтова г. Пятигорск

2МБУ ДО СЮН

Работа в формате PDF

6.7 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителяСвидетельство руководителя

Введение

Южная часть края относится к предгорьям Кавказа. На западе они представлены Восточно-Кубанской, в центре – Минераловодской, на востоке – Кабардинской равнинами. Минераловодская равнина отделяется от соседних равнин районом Пятигорья. Самая высокая гора этой части нашего края – гора Бештау (1401 м), названная пятиглавой, действительно имеет пять вершин. К северо-западу от неё в виде огромного купола поднимается Машук (994 м). К северу от Машука находится похожая на конус гора Железная (852 м). В трёх километрах к северу от неё каменным сфинксом возвышается гора Развалка (926 м), а чуть дальше гора Змейка (994 м). Эти вершины образуют центральную группу гор, с которой связаны основные источники минеральных вод (Годзевич, 2006). У северо-восточной окраины Пятигорска в черте города расположена гора Машук. Она является государственным памятником природы комплексного типа мирового ранга [13, 14]. Высота горы - 934 м над уровнем моря. Ее уникальность заключается в том, что в результате геологических процессов магматическим диапиром были приподняты вышележащие образования. Машук – любимое место отдыха пятигорчан и гостей курорта (Приложение 1, рис.1)

Актуальность в настоящее время из-за ряда политических, экономических и социальных преобразований проблема охраны здоровья населения нашей страны осложнилась. Далеко не все нуждающиеся в лечении могут приобрести санаторно-курортные путевки. В результате этого возникла задача разработки и внедрения в практику новых форм организации лечебно-профилактических мероприятий и медицинской помощи населению нашей страны. Одной из таких форм могут являться леса и озеленение города - его зелёные легкие. Важным лечебным фактором на курортах будет использование естественной аэрофитотерапии в любом регионе страны. При этом используется как преформированная - аппаратная аэрофитотерапия с приложением инструкций по способу пользования, так и естественная – посадки определенных пород деревьев и кустарников, оздоравливающих воздушную среду и благотворно влияющих на людей отдыхающих или гуляющих в этих насаждениях [21]. Наверное, поэтому горожане с большим удовольствием отправляются в пригородные леса отдохнуть, погулять. Но, казалось бы, безобидное нахождение людей в лесу является рекреационной нагрузкой на лесную экосистему и вызывает ее постепенное разрушение: уплотнение почв от передвижения людей препятствует прорастанию семян и возобновлению растительности, изменяются условия жизнедеятельности почвенных организмов, сокращается общая численность животных. Малоустойчивые лесные виды сменяются антропогенно-устойчивыми и синантропными видами – происходит сукцессия экосистемы, сопровождающаяся обеднением природных сообществ[5]. В настоящее время гора Машук превратилась в большую строительную площадку: строительство ведется как вокруг горы, так в центральной ее части. Цель работы: провести мониторинг экологического состояния памятника-природы горы Машук, в сравнении с ранее проведенными исследованиями. Задачи: провести анализ изменения видового состава растительного и животного мира по сравнению с данными 2009 и 2011–12 гг; провести мониторинг степени загрязнения воздуха, в связи с изменениями антропогенной нагрузки методами биоиндикации (лихеноиндикации и с помощью хвои сосны) и методом экологической оценки состояния атмосферного воздуха путем подсчета выбросов автомобилей (в сравнении с данными 2009 и 2011–12 гг). Визуально определить степень загрязнения лесных участков и полян горы Машук (в сравнении с ранее полученными данными). Практическая значимость работы: работа может быть использована для пропаганды экологических знаний на уроках экологии в средней и высшей школе;в средствах массовой информации;на конференциях различного уровня; исследования экологического состояния горы Машук проводятся регулярно; вносится посильный вклад в сохранение горы Машук, как памятника природы. В связи с этим учащимися нашей школы регулярно проводятся рейды по очистке участков гор Машук и Горячей от бытового мусора, что положительно сказывается на экологическом состоянии горы, а, следовательно, на жизни её обитателей.

2. Методика исследований

Мониторинг проводился по методикам Алексеева С.В., Груздева Н.В., Грушина Э.В., изложенным в «Экологическом практикуме школьника» (2005 г): «Определение экологического состояния воздушной среды по хвое сосны и методом лихеноиндикации», «Определение экологической оценки состояния атмосферного воздуха путем подсчета выбросов автомобилей», также проводилось визуальное обследование экспериментальных площадок на предмет замусоренности. Представители флоры и фауны г. Машук были определены с помощью электронных определителей: под рук. Боголюбова А. С., www.ecosystema.ru 2006 – 2012 гг. Была изучена литература по данной тематике, мнение ученых и работников администрации КМВ и города-курорта Пятигорска, занятых решением проблемами экологического состояния горы Машук, проведен анализ материалов, изложенных в государственных докладах «О состоянии окружающей природной среды Ставропольского края». Встречи, интервью с учеными, депутатами и специалистами.

3. Описание памятника природы - горы Машук 5

По теме моей работы издано много литературы, но непосредственно как опамятнике природы её недостаточно. Поэтому мы использовали мнение ведущих учёных, законодательные акты, газетные статьи, материалы Интернета и собственные исследования. Наибольший вклад в создание проекта имели научные труды, учебники и статьи Годзевича Б. Л.-к.м.н., доцента Северо-Кавказского федерального университета. Район Пятигорья был заселен с далеких времен. Об этом свидетельствуют орудия труда, предметы быта, обнаруженные археологами. Но первое письменное упоминание о местности Биш-даг (пять гор) с источником горячей воды относится к 1334 году, когда там побывал знаменитый арабский путешественник Ибн Баттута. Новые сведения об этом районе появляются лишь в 1773 году, когда русский ученый Гюльденштедт довольно кратко описал Горячую гору (южный отрог горы Машук) с ее трещиной и вытекавшим из нее горячим серным источником (главным), а также другим горячим источником, стекавшим к реке Подкумок. В нескольких словах описываются также машукский Провал и Тамбуканское озеро. Десять миллионов лет назад, в результате геологических процессов, в земную кору внедрился столб магмы, приподнял, изогнул и частично разорвал почти по кругу вышележащие образования – осадочные породы мелового и палеогенового возраста, образовав гору-бисмалит (бисма) – пробка) Машук – куполовидную складку с криптоинтрузивом - магматическим ядром протыкания на глубине (Годзевич, 2006). Значительные массы вод, двигаясь по уклону пластов Кавказского хребта, стали натыкаться на препятствие, нагреваться, насыщаться солями горных пород. Воды, благодаря глубоким субкольцевым разломам, по сравнению с другими горами-бисмалитами, получили наиболее благоприятные условия выхода на поверхность. Разная глубина разломов стала причиной выхода термальных минеральных вод разного состава (Тузиков, 1959). Разнообразие типов вод Машука представляет собой как бы «музей» подземных вод. На сравнительно небольшой площади выявлено пять типов минеральных вод: углекисло-сероводородные термальные воды, пятигорские нарзаны, воды ессентукского типа, радоновые воды и углекисло-азотные термальные углекислые воды малой минерализации. Основу всех этих типов составляют термальные углекислые воды глубоких горизонтов, поднимающиеся к поверхности и смешивающиеся с пресными водами местной области питания на горе Машук [Володкевич, 1955]. Широкий набор термальных вод разнообразного состава сочетается здесь с целебным климатом, обилием солнечной радиации, чистым воздухом, большим числом дней с комфортными условиями погоды. Географическое положение в центре Минераловодской предгорной равнины, палеогеографические условия и, в первую очередь, особенности палеоклимата способствовали формированию многочисленных экологических ниш. Здесь осели растения различных генетических корней - полупустынные, солончаковые, степные, лесные, субальпийские. Широколиственные леса, покрывающие склоны горы Машук, имеют в своём составе бук, находящийся на границе своего северо-восточного ареала [Гниловской, 1974].

Окрестности горы отличаются уникальным лесостепным ландшафтом с фитоассоциациями, включающими 81 вид редких и исчезающих растений. 29 растений горы были занесены в «Красные книги» СССР и РСФСР [2]. 25 видов растений впервые для науки были описаны именно на горе Машук и являются эталонными. На Машуке сформировался также своеобразный фаунистический комплекс, где только птиц насчитывается около 100 видов, причём особенно богаты опушечные комплексы [3]. Разнообразный рельеф горы Машук обуславливает и своеобразные микроклиматические особенности. В целом по погодным условиям это более комфортный островок по сравнению с окружающей степной равниной. В холодную часть года южные и северные склоны особенно благоприятны для различных занятий на воздухе, так как надёжно защищены от проникновения сильных ветров. Летом же здесь создаются более щадящие условия [15]. Сочетание редких природных условий делают гору Машук особенно ценной в средозащитном, рекреационном, эстетическом и научно-познавательном аспектах [Михеев, 1984]. Гора Машук расположена в центральной части Минераловодской предгорной равнины, на левом берегу реки Подкумок у северо-восточной окраины города Пятигорска. Гора Машук представляет собой асимметричный купол с крутым южным и пологим северным склонами и слабо выпуклой пологой вершиной, наличием ряда отрогов и террасированных поверхностей. Крутой южный склон горы (40-45°), происхождение которого связано с наличием полукольцевых разломов, имеет обнаженную, сильно расчлененную поверхность, сложенную известняками и мергелями верхнего мела. В местах выхода более твердых пачек известняков образуются почти вертикальные невысокие (до 3-5м) уступы, которые прослеживаются вдоль всего склона [6] (Приложение 1, рис.3). Вершина горы ровная, слабо выпуклая, что соответствует довольно спокойному залеганию в этом месте коренных пород. Крутизна юго-западного, западного и северного склонов равна 15 - 20º, а северо-восточного составляет всего 9 - 10º, что объясняется общей вытянутостью структуры горы Машук в северо-восточном направлении. Рельеф горы осложняется сетью ущелий и балок, направленных радикально от вершины. Балки образуются внизу склонов, а выше они осыпями и иногда каменными обвалами. Значительно расчленен южный склон. Здесь насчитывается 11 ущелий. Во время ливней по ним спускаются кратковременные потоки – сели [7]. Осадки минеральных источников – травертины окаймляют северный, восточный и южный склоны горы. На северном склоне горы Машук травертиновые отложения образуют как бы застывшие огромные потоки [17]. На южном склоне рельеф осложнен двумя хребтами, один из которых называется «Внутренний», а другой – «гора Горячая». Внутренний хребет сложен мергелями и глинами палеогена, а сверху прикрыт травертиновыми отложениями. Гора Горячая полностью сложена травертинами, мощность которых достигает 70 и более метров. Своему названию гора Горячая обязана горячим углекисло-сероводородным водам, которые циркулируют по пустотам внутри самой горы, вследствие чего породы здесь на глубине всего порядка 20м нагреты уже до температуры 40ºС (Приложение 1, рис.4). До середины неогенового периода на месте Пятигорья расстилалось море. В начале неогена, в миоценовую эпоху, началось интенсивное поднятие Кавказа, в которое постепенно стало вовлекаться и Предкавказье. Первым из морских вод в пределах современных предгорий поднялся архипелаг вулканических островов, который теперь называется Пятигорьем. Это произошло между десятью и восемью миллионами лет назад [6]. Пятигорский архипелаг со временем превратился в полуостров, а затем в перешеек соединявший Кавказские горы с низменной сушей. Бывшей в то время на месте Ставропольской возвышенности. Огнедышащими на нем были не все горы. Машук сперва внешне выглядел как обычный холм и постепенно разрастался в результате напора скрытых на глубине диапиров. По возникшим при поднятии гор расколам уже несколько миллионов лет назад на поверхность стали изливаться горячие углекислые воды. Остывая и теряя газ, они оставляли твердый осадок углекислого кальция, который отлагаясь, слой за слоем, превратился в пористую известковую горную породу травертин. Сейчас он буквально опоясывает Машук, образуя слой, достигающий на горе Горячей и Перкальских скалах мощности в 50-70метров [6]. В четвертичном периоде, начавшемся два миллиона лет назад, море постепенно отступила от центрального Предкавказья, а пятигорские вулканы потухли. Но активная деятельность недр не прекратилась. Тела диапиров, состоящие из остывшей магмы, продолжали медленно вдавливаться из глубин. Земную твердь часто сотрясали землетрясения [6]. Именно с этим связано раскрытие тектонической полости всемирно известного провала в теле горы Машук.

4. Климат и микроклимат на горе Машук

Климат в районе горы Машук умеренно-континентальный, однако горный расчлененный рельеф, экспозиция склонов, высота над уровнем моря, наличие растительности и другие факторы создают для разных склонов свои микроклиматические особенности. Среднегодовая температура воздуха, как и во всем этом районе, составляет 8,7ºС. В годовом ходе максимально средняя месячная величина отмечается в июле 21,7ºС, минимальная – в январе – 4,1ºС. Дневные часы (в 13час) средняя месячная температура воздуха в течение 10 месяцев в году бывает положительная (с марта по декабрь). Температура воздуха в этом районе изменчива. Так, в зимнее время она может снизится до 25ºС мороза и повысится до 20ºС тепла. В летнее время в отдельные годы температура достигала максимальной величины 39-41ºС, а с вторжением холодных масс воздуха снижалась до 2-7ºС. Продолжительность безморозного периода бывает в среднем 179 дней в году (с 19 апреля по 16 октября), но она может изменяться от 139 (с 12 мая по 23 сентября) до 230 (с 27 марта по 24 ноября) дней в году [6]. Район горы Машук находится в условиях недостаточного увлажнения, которое в большей степени проявляется летом. В районе горы Машук среднегодовая скорость ветра невелика 3,3м/с. В марте и апреле скорость ветра возрастает до 4м/с. Днем скорость ветра усиливается, ночью уменьшается. Глобальное изменение климата коснулось и горы Машук. Это можно увидеть на примере кустарника сирени, который в конце декабря выпускает молодые листики из набухших почек [7].

5. Минеральные воды

Природными ресурсами называют элементы природы, используемые в хозяйстве. К ним относятся почвенный покров, полезные ископаемые, вода для различных целей, благоприятные климатические условия и энергия ветра. Большое значение в освоении природных ресурсов имеет экономический фактор. Особую роль приобретает также экологический фактор. Он означает, что большинство ресурсов являются ограниченными, поэтому необходима продуманная политика их использования. В районе Кавказских Минеральных Вод расположены всемирно известные источники минеральных вод «Нарзан», «Ессентуки», «Славяновская». Минеральные термальные и пресные воды [11].

Дебит минеральных источников края составляет 12,4 тыс. куб. м воды в сутки. Гора Машук – это своеобразный музей подземных вод. Известные на Пятигорском месторождении типы минеральных вод объединяются в пять генетических групп (Пантелеев, 1972): углекисло-сероводородные сложного ионного состава; углекислые сложного ионного состава; углекислые хлоридно-гидрокарбонатные натриевые (соляно-щелочные); радоновые слабо-углекислые сложного ионного состава; слабо-углекислые сложного ионного состава (азотно-углекислые). Углекисло-сероводородные термальные воды выведены 18 скважинами и источниками из верхнемеловых отложений водоносной зоны полукольцевых разломов и травертинов горы Горячей. Углекислые воды (Пятигорские нарзаны) формируются при углекислом выщелачивании титон-валанжинских отложений. Радоновые воды приурочены к четвертичным отложениям. По химическому составу они близки к углекисло-сероводородным, но менее минерализированы, не содержат сероводорода. Азотно-углекислые воды характеризуются сульфатно-гидрокарбонатным натриевым составом и малой минерализацией. Всего с Машуком связаны выходы около 60 источников. Район Кавказских минеральных вод сложного химического состава, разгрузка которых приурочена к горам Машук, Железная, Кокуртлы, должен быть объявлен Природным наследием России [17]. (Приложение 1, рис.5).

6. Растительный и животный мир

На КМВ впервые было описано для науки 90 видов растений, 25 из которых произрастали на Машуке. Следовательно, особи кавминводских популяций этих видов являются эталонными для планеты. Поскольку же всякий вид является частью биогеоценоза, изменение которого приведёт и к изменению генофонда вида, территории, где обитают эти растения, должны быть неприкосновенны. Но в наше время именно по этой причине многие виды фауны и флоры обречены на вымирание или поставлены на край гибели. По данным комиссии МООП в настоящее время нуждается в охране около 10% мировой флоры. Согласно исследованиям, заведующего опорным пунктом Ботанического сада Академии наук РФ, д.б.н., А.Д. Михеева, на КМВ такое же соотношение. Причём деревья и кустарники составляют менее 10% всего видового состава растений, а вот травы – 90%. На Машуке наиболее угрожающее положение – 81 вид требует охраны. Только за последние годы с 2005–2017 гг. на г. Машук исчезло 12 видов растений [18, 11]. Значительная часть склонов занята древесной и ясенево-дубово-грабовой растительностью, в состав которой так же входят клен, липа, бук, ива, тополь и др. в подлеске часто встречаются боярышник, терн, бузина, крушина, лещина, бересклет, кизил. Поляны покрыты разнотравной луговой растительностью. Вблизи вершины наблюдаются фрагменты субальпийских лугов. Лишь только первое весеннее солнышко начинает пригревать замерзшую землю, лишь только подтаивает мартовский снег, на склонах северокавказских гор появляются первоцветы - нежные, белые, почти без листочков крокусы, в народе именуемые подснежниками, пролески, примулы (по-простому - баранчики), медуница и шафран. Рано весной многие из отдыхающих и местных жителей идут в лес и в горы. Ранняя весенняя флора богата красивыми растениями, поэтому исчезает в связи с неконтролируемым сбором [8]. В это время на Кавказе уже цветут подснежники и цикламены. За последнее время некоторые ранее широко распространенные растения стали редко встречаться, а в некоторых местах вообще полностью исчезли. Машук у нас - исключительная территория, она испытывает колоссальные нагрузки. Кроме того, в последнее время Машукский лесопарк отнесен к лесам городского подчинения и выведен из-под опеки нашего лесничества, что затрудняет заботу о нем. Все редко встречающиеся растения или растения, подвергающиеся уничтожению, занесены в "Красную книгу". А в районе Кавказских Минеральных Вод практически нельзя найти венечника ветвистого, ломоноса цельнолистного, горицвета весеннего и многих других. Все меньше становится растений с красивыми цветками, особенно тех, которые цветут довольно рано. Визитной карточкой Машука являются Машукский лесопарк и Перкальский дендрологический питомник.Здесь на 42 га посажено более 800 видов древесных и кустарниковых пород, высеяно около 200 видов трав. Богатый коллекционный питомник имеется и в ботаническом саду Пятигорского фармацевтического института. В широколиственном старом лесу можно видеть дуб, клен, ясень, липу, бук, граб. Часто встречаются ива, верба, ольха, орешник, боярышник, бересклет, бузина, терн, кизил, барбарис, дикие яблони и груши. Лесные поляны заняты лугово-лесной травянистой растительностью [10]. Все виды растений должны находиться под наблюдением и особенно тщательно сохраняться. Не только с точки зрения охраны генофонда и эталонной значимости видов важен растительный покров, его роль исключительна в защите от проникновения в зону формирования минеральных источников болезнетворных микроорганизмов и сохранение благоприятного водного режима. (Приложение 1, рис.6). В настоящее время на горе Машук сформировалась своеобразная природно-антропогенная ассоциация, включающая виды, приспособившиеся к среде обитания человека: зайцы, белки, хомяки, некоторые грызуны, лисы и кабаны (2017 г.), а из птиц – врановые, синицы, ястребы, в последнее время вновь появились орлы и совы, а на дачных участках у подножия Машука вновь «поселились» фазаны (2015, 2017 годы). Обильный в недалеком прошлом животный мир горы Машук находится сегодня в состоянии резкого обеднения, хотя в последнее время и наметились некоторые улучшения сложившейся ситуации. Уничтожение древесно-кустарниковой растительности на склонах горы привело к коренным преобразованиям в биогеоценозе, при этом многие его виды погибают, не успевая приспособиться к новым условиям. В результате нарушений в биогеоценозе оскудение фауны на горе Машук приняло катастрофический характер. Исчезли следующие виды, относящиеся к классу млекопитающих:дикий лесной кот (кавказский подвид), барсук, барсук обыкновенный, соня-полчок, мышь-малютка, а также некоторые виды летучих мышей. Стали очень редкими: каменная куница, лесная соня, еж обыкновенный, лисица обыкновенная, крот кавказский, а также виды землероек и некоторые мышевидные грызуны. Исчезли также виды, относящиеся к классу птиц:филины, неясыть обыкновенная, длиннохвостая синица, кобчик [4]. Кроме того, перестали гнездиться жаворонки, зато обычными, как в городе, так и на горе Машук стали черный дрозд, зеленый, большой и малый пестрый дятлы (2017 г). А в последнее время на лугах и юго-восточном склоне горы Машук все чаще стали замечать жуланов (2016 г.). Редкими и очень редкими стали многие виды, как, например, сова - сплюшка, горлица обыкновенная, совсем исчезли скворец обыкновенный, соловей обыкновенный, вертишейка, каменные дрозды. Исчезновение и сокращение численности птиц-дуплогнездиков и наземно-гнездящихся видов имеют прямую связь с рубками ухода, уничтожающими дуплистые деревья и заросли кустарников. Наблюдения показали, что одновременно сократилась численность пролетных и зимующих видов (2009 Обликова, 2011 Бекетова). А в 2014 – 2017 были замечены пролетные снегири и свиристели.

7. Результаты исследования экологического состояния памятника природы горы Машук

В целях изучения экологического состояния Машука мы неоднократно проводили исследовательские экскурсии по различным маршрутам горы; в ходе этих экскурсий нами проведена большая многоплановая работа, мониторинги. Слежение за качеством окружающей среды реализовалось путем измерений концентраций загрязнителей, силы и продолжительности физических воздействий на окружающую среду, а также наблюдения за состоянием живых организмов - биоиндикаторов, которые реагируют на ухудшение качества окружающей среды, изменяя свои жизненные функции или аккумулируя загрязнители.

7.1. Мониторинг степени загрязнения воздуха методом лихеноиндикации

В течение трех лет (Обликова Оксана (2009), Бекетова Вероника (2011) и 2017 - я) в августе мы проводили мониторинги для выявления степени загрязненности воздуха методом лихеноиндикации на территории Машука.

Нами были выбраны 5 маршрутов: (табл. 1-5): район, прилегающий к Верхней радоновой лечебнице; район озера Провал; Студенческий городок; поселок Энергетик; район горы Горячей. В 2011 и в 2017 году исследование района Студенческого городка, мы заменили на исследования в районе гипермаркетов «Спортмастер» «М - Видео», т. к. интенсивность автомобильного движения здесь максимальна. На территории горы Машук лишайники представлены двумя группами: накипные – графис написанный (Grafis scripta), фисция припудренная (Physcia pulverulenta), Артония лучистая (Artonia radiata), Гемотомма ветровая (Наемотомма ventosum); листоватые - Пармелия козлиная (Раrmеliа carepata), Пармелия бороздчатая (Parmelia sulkata), Гипогимния вздутая (Hypogyvnia phusodes), Ксантория золотистая (Xantoria pareitina). Кустистые лишайники не произрастают, т.к. их присутствие указывает на полное отсутствие в атмосферном воздухе загрязняющих химических веществ (Приложение 1, рис.7). Анализируя данные, полученные в 2009 и 2017 годах в результате мониторинга, мы видим, что на более оживленных, населенных территориях (Белая Ромашка (район гипермаркетов «Спортмастер» «М - Видео»), поселок Энергетик) экологическое состояние гораздо хуже, чем в менее людных местах (район озера Провал, район горы Горячей). Сравнивая результаты 2009 и 2017 года можно сказать, наблюдается ухудшение экологического состояния атмосферного воздуха из-за увеличения количества автотранспорта и различных строительных работ. Выявив видовой состав лишайников, подсчитав их количество, можно сделать вывод о загрязненности воздуха на территории горы Машук. На маршрутах 3, 4 – сильное загрязнение, на остальных слабое. В 2009 году видовой состав лишайников и степень покрытия ими деревьев изменилась незначительно. Зато, лишайники практически отсутствуют в районе гипермаркета «Спортмастер», ведь поток машин движется здесь непрерывно. На данном маршруте наблюдается очень сильное загрязнение.

7.2. Мониторинг исследования приземных слоев атмосферы. Роль транспорта в загрязнении атмосферы 14

Автомобильный транспорт является одним из основных источников загрязнения воздуха в городах. Загрязнение происходит по трем основным направлениям: отработанные газы через выхлопные трубы; картерные газы; испарение топлива. В отработанных газах двигателей содержится более 200 химических элементов и соединений. В городских условиях от 30 до 40 % общего движения транспорта составляют режимы разгона и торможения, когда увеличивается расход топлива и выбросов в атмосферу. При интенсивном движении 1500 - 2000 машин в час создаются опасные условия для загрязнения воздуха. Санитарные требования по уровню загрязнения и шума допускают поток транспорта в жилой зоне не более 200 автомашин при уровне шума от 35 до 45 децибел. Именно такие результаты были получены при проведении исследований в районе гипермаркета «Спортмастер». Для проведения исследования мы выбрали 3 маршрута: (табл. 6-8) - район санатория «Родник»; район гипермаркета «Спортмастер»; поселок Энергетик. Основными загрязнителями воздушной среды в городе Пятигорске являются выхлопные газы и продукты сгорания топлива автомобилей. До 2000 года курортная зона города Пятигорска была закрыта для проезда автотранспорта, исключение составляли рейсовые автобусы, маршрутные такси и автотранспорт санаториев, расположенных на Машуке. В настоящее время водителями не соблюдается этот запрет. Она превращена в обычную трассу. Особенно в последнее время увеличилось количество автотранспорта, проходящего по объездной дороге вокруг горы Машук, что увеличило загазованность выхлопными газами от автомобилей, ведь в основном движутся грузовики с многотонным грузом, образуются многокилометровые пробки. Проведенная нами расчетная оценка количества выбросов вредных веществ в воздух от автотранспорта на разных участках не одинакова, так на участке с небольшой нагрузкой автомобильного транспорта 306 автомобилей в час. Масса, выделившихся вредных веществ составляет 25,4 г. СО, 10,93 г углеводородов, 2,85 г. NO₂, для разбавления которых требуется 33527,57 м³ чистого воздуха. На самом загруженном участке окружной автотрассы число автомобилей увеличивается до 530 - 800 автомобилей в час. Следовательно, масса вредных веществ выделяющихся при движении этих транспортных средств составляет 39,1 г СО, 16.83 г углеводородов, 4,39 г NO₂, для разбавления которых требуется 51632,47 м³ чистого воздуха. (Приложение 1, рис.8)

7.3. Оценка загрязнения воздуха по состоянию хвои сосны

Хвойные удобны тем, что могут служить биоиндикаторами круглогодично. В лесоведении давно разработана оценка состояния окружающей среды по комплексу признаков у хвойных, при которой используются не только морфологические показатели, которые весьма изменчивы, но и ряд биохимических изменений. При проведении оценки загрязнения воздуха по состоянию хвои сосны мы выбрали пять молодых сосен, произрастающих в Машукском лесопарке. С каждого дерева было взято по 10 хвоинок (табл. 9). Таким образом,по результатам проведенных экспериментов можно сделать вывод о слабой загрязненности воздуха в Машукском лесопарке, т.к. 35 хвоинок из 50 не имеют повреждений, незначительное число хвоинок имеют класс повреждения (II) и класс усыхания (III). Хвоинок с классом повреждения (III) и классом усыхания (IV) не обнаружено. По сравнению с исследованиями, проведёнными в 2009 и 2012 годах экологическая обстановка практически не изменилась. (Приложение 1, рис.9)

7.4. Визуальное определение степени загрязнения лесных участков и полян горы Машук

Мною было отмерено несколько площадок для изучения замусоренности. В 2009 году (Обликова) визуально была определена степень загрязнения лесных участков и полян горы, в результате чего были сделаны неутешительные выводы: замусорена была практически вся поверхность Машука, повсюду встречался бытовой мусор (бумага, пакеты, банки, бутылки и т.д.) оставленный туристами и жителями города. Груды строительного мусора на склонах живописных холмов и в оврагах, пластиковые бутылки и пакеты под ногами отдыхающих - все это было неотъемлемой частью курортного "интерьера". Специальная комиссия администрации КМВ, также провела обследование эколого-санитарного состояния курортно-рекреационной зоны Пятигорска. Комиссия отметила, что терренкур вокруг горы Машук полностью утратил свое лечебно-оздоровительное назначение, поскольку находится в антисанитарном состоянии, как и территория вокруг Провала, других объектов, являющихся достопримечательностями Пятигорска (Обликова, 2009 год). По результатам проверки предложено создать систему сбора и утилизации твердых бытовых отходов в курортно-рекреационной зоне Пятигорска; эта проблема решается и в настоящее время, что привело к значительным улучшениям, о чем свидетельствуют сделанные фотографии (2017 год) и приведенные данные (Таблица 10). Расчет производился путем отношения замусоренной территории (в м) к общей территории определенной площадки (%). В качественном соотношении преобладает бытовой мусор (одноразовая посуда, пластиковые бутылки, полиэтиленовые пакеты и др.). При этом мусорная проблема имеет серьезные экологические последствия. Органика, содержащаяся в отходах, при разложении образует токсичные вещества, всевозможные микроорганизмы, которые со временем мутируют. Все это попадает в подземные источники, формирующие целебные минеральные воды. (Приложение 1, рис.10,11).

Огромной экологической проблемой для памятника природы – горы Машук стала застройка склонов. Согласно Генеральному плану развития города Пятигорска до 2030 г., началась застройка лесопарковых зон. Так, Администрация г. Пятигорска разрешила строительство пансионатов на горе Машук: так на южном склоне ниже галереи «Дадашеварт» уже построен 4-х этажный корпус, а на юго-восточном напротив санатория «Кирова» также начато строительство. В настоящее время там фактически вырыт карьер глубиной около 4 м, шириной около 20 м и длинной около 100 м. Из него изымается камень бештаунит, отправляется в г. Минводы для производства облицовочного материала. Т.е. уже вынуто около 8000 кубометров горной породы. Кроме этого были вырублены лесные породы деревьев по строительную площадку и карьер. Ореховая роща была одним из достопримечательных мест лесопарка, но в настоящее время находится под угрозой из-за вырубки с целью последующей застройки. В конце ноября 2011 общественники и экологи Пятигорска стартовали акцию «Хватит пилить Машук!», в рамках которой прошел митинг был проведен сбор подписей, в ходе которого, было собрано более 4000 подписей, под обращением к Медведеву, Путину и Хлопонину, министру природных ресурсов и охраны окружающей среды СК Хлопянову. После чего вырубка деревьев была приостановлена Ставропольской прокуратурой, а в 2017 году Министерством природных ресурсов и охраны окружающей среды был поставлен вопрос перед Думой Ставропольского края о восстановлении в прежних границах Бештаугорского заказника.

8. Выводы и рекомендации:

изучив исследования, проведенные в 2009 (Обликова), 2011-12 (Бекетова) годах и литературу по данной проблеме мы выявили, что экологическая ситуация в 2009 – 2012 гг. ухудшалась из-за хозяйственной деятельности администрации города.

проведя мониторинг экологического состояния государственного памятника природы горы Машук, мы выяснили, что: гора Машук расположена в зоне интенсивного антропогенного воздействия г. Пятигорска и других близлежащих населённых пунктов.

В настоящее время в г. Пятигорске находится более половины всех предприятий промышленности в районе Кавминвод. Кроме того, в Пятигорске сосредоточено свыше 100000 единиц автотранспорта. Всё это создаёт высокую антропогенную нагрузку и, прежде всего, на воздушный бассейн. Из-за ухудшения экологического состояния горы Машук наблюдается снижение дебита основного запаса углекисло-сероводородных вод, а также ухудшается их качество. Южный и юго-восточный склоны г. Машук значительно застроены, что создаёт здесь неблагоприятную санитарную обстановку (гора Горячая, проспект им. С. М. Кирова и другие). Вследствие неумеренного притока посетителей в Машукский лесной массив наблюдается повсеместное нарушение биологического экологического равновесия, причём прерывается жизнеспособность фитоценоза – веками сложившегося сообщества растительных организмов. Интенсивные рубки ослабили жизнестойкость деревьев и создали условия для размножения вредителей и болезней. Проанализировав данные за 2009, 2011 -12 год и данные, полученные в ходе нашего исследования, сделали выводы, что повсеместное нарушение режима охраняемой территории приводит к неудовлетворительному состоянию памятника природы.

Чтобы поправить ситуацию необходимо: предусмотреть комплекс мероприятий по охране и защите памятников природного и культурного наследия для этого необходимо привлечь средства не только из федеральных, местных бюджетов, но и спонсорских средств;вести настойчивую работу по очистке и поддержанию в надлежащем порядке территории горы Машук вместе с одноклассниками и ровесниками – членами Союза молодежи города Пятигорска; продолжить мониторинг экологического состояния горы Машук с использованием методов биоиндикации; поддержать экологическое разнообразия природной среды путем подкормки, развешивания искусственных гнездовий и кормушек; проведение акций «Берегите первоцветы», «Каждой пичужке – кормушка» с распространением листовок

9. Заключение

Реальную угрозу месторождениям минеральных вод представляет застройка первых охранных зон: усиление антропогенной нагрузки может негативно повлиять на качество минеральных вод. Города-курорты окружены горами с хорошо развитой растительностью. Но, к сожалению, на них часто по вине людей возникают пожары, гибнет лес, гибнут заповедные места. Пожары на Бештау и Машуке в последнее время стали постоянным явлением, а тушить их в лесу, да тем более на горе, практически невозможно. Таким образом, необходимо осуществить комплексное благоустройство рекреационных территорий — систему проектно-изыскательных, архитектурно-планировочных, организационных и иных мер, направленных на повышение устойчивости рекреационных территорий к воздействию массового оздоровления и отдыха населения. В рамках Года экологии в 2017 году в крае проведено множество мероприятий, в том числе, и Краевой экологический форум, в котором принимали участие и члены школьного лесничества «Зеленогорье» МБУ ДО СЮН. Пусть результаты этой работы и итоги экологического форума помогут сохранить и передать нашим детям все богатства природы нашей земли, – подчеркнул Владимир Владимиров. Председатель комитета Государственной Думы по экологии и охране окружающей среды Ольга Тимофеева отметила, что проведение Года экологии позволило сформировать планы работы на несколько лет вперёд.

Литература

Алексеев С. В. Груздева Н.В., Грушина Э.В. Практикум по экологии. М.,1996 г.

Бекетова В. Экологическое состояние памятника природы горы Машук, 2012 год

Галушко А.И. Деревья и кустарники Северного Кавказа. Нальчик, 1976 г.

Гаустов И.К. «Птицы Пятигорья» Пятигорск, «Кавказская здравница», 1985 г

Гершкович Б.Я., Михайленко В.И., Михайленко А.В., Довготько Н.А., Поволоцкая Н.П., Слепаков С.С. Устойчивое развитие всероссийского курорта Кавказские Минеральные Воды: вопросы экономики и экологии. Пятигорск, 2005 г.

Годзевич Б.Л. Проблемы сохранения бальнеологических ресурсов курортов Кавказских Минеральных Вод.// Вопросы географии и геоэкологии. – Ставрополь, 2002.

Годзевич Б.Л. Рельеф, геологическое строение и полезные ископаемые// Физическая география Ставропольского края: учебник для 6-8 кл. общеобразоват. учреждений. – Ставрополь, 2006.

Годзевич Б.Л. Тайны и беды целительных гор//Экология. Культура . Образование. Ставрополь, 2001г.

Лазарева М.П., Перфильев О.В. Весенняя флора КМВ и ее охрана.Пятигорск, 1994г.

Мансурова С.Е., Кокуева Г.Н. Следим за окружающей средой нашегогорода. Школьный практикум. М., 2001г.

Михеев А. Хачиков В. Перкальский арборетум на Машуке. – Пятигорск, 2007.

Мишвелов Е.Г. и Гранкина А.А. Состояние и динамика лесных фитоценозов особо охраняемых природных территорий Кавказских минеральных вод в условиях рекреационного воздействия «Наука, инновации, технологии» № 4, 2014

Обликова О. Изучение значения антропогенного влияния на экосистему г.Машук, 2009 г.

Потапов Е.Г., Ефименко Н.В., Данилов С.Р., Ляшенко С.И. Анализ современного состояния гидромелиоративных ресурсов особо охраняемого эколого-курортного региона Российской Федерации – Кавказские Минеральные Воды Федеральное государственное бюджетное учреждение «Пятигорский государственный научно-исследовательский институт курортологии Федерального медико-биологического агентства», Пятигорск, Россия, 2016 г.

Решение Ставропольского краевого исполнительного комитета депутатов трудящихся, о признании г. Машук, памятником природы № 676 от 15.09.1961

Решение Исполнительного комитета Ставропольского краевого совета народных депутатов от 04.01.1978 № 9 «О взятии под особую охрану памятников природы» для памятников природы «Гора Машук»

Решение Минприроды СК от 19.09.2012 №04/5-5666 о режиме особой охраны Памятников природы г. Машук и г. Бештау.

Савельева В.В. Кавказские Минеральные Воды. М., 1987 г.

Селегей П.Е. Заповедный Лермонтовский край. Ставрополь, 1984 г.

Смирнов - Каменский Е., Павлов М. Край целебных вод. – Ставрополь, 1987.

Студенческая мысль. Материалы ежегодной научно-практической конференции студентов Кавминводского Института Сервиса. - Пятигорск, 2014.

Хачиков В.А. Пятигорск вечно юный и прекрасный. Пятигорск, 2000г.

Шаповалов В.А. Край наш Ставрополье. Ставрополь, 1999г.

Щербаков А.В. Кавказские Минеральные Воды. – Ессентуки, 2002.

Экология Ставропольского края./Под ред. Вишняковой В.Ф.. – Ставрополь, 2005.

http://kavkaz.mk.ru

http://www.opengaz.ru

http://mpr26.ru/oopt/pamyatniki-prirody/gora-mashuk/

Приложение 1

Рис.1

Памятник природы г.Машук

Рис.2

Рис.4

Рис.5

Машук – податель струй целебных…

Рис. 6

Машук летом.

Рис.7

Исследование степени загрязнения воздуха методом лихеноиндикации.

Рис.8

Исследование приземных слоёв атмосферы.

Рис.9

Биоиндикация воздушного загрязнения по состоянию хвои сосны.

2009 г.

2017

Рис.10

Замусоренность бытовыми и строительными отходами.

2009 г.

Рис.11

«Новостройки»

Приложение

Определение количества видов и % покрытости ствола лишайниками

Маршрут №1.

Место: район, прилегающий к Верхней радоновой лечебнице.

Дата: 5 сентября 2017 год. Табл. 1

Диаграмма №1. Степень покрытости ствола

Маршрут №2.

Место: район озера Провал.

Дата: 5 сентября 2017 год Табл. 2

Средний процент покрытости ствола - 22,5%

Диаграмма №2.

Маршрут № 3.

Место: Район магазина « Спортмастер»

Дата: 5 сентября 2017 год. Табл. 3

Средний процент покрытости ствола – 2,1%

Диаграмма №3

Маршрут № 4.

Место: поселок Энергетик.

5 сентября 2017 год. Табл. 4

Маршрут № 5.

Место: район горы Горячей.

Дата 5 сентября 2017 год Табл. 5

Приложение

Исследование приземных слоев атмосферы, 2017 год

Маршрут №1

Место: район санаторий «Родник» Дата: 20 сентября 2017 год. Табл.6

Маршрут №2.

Место: студенческий городок. Дата: 22 сентября 2017 год. Табл.7

Маршрут №3.

Место: гипермаркет «Спортмастер». Дата: 22 сентября 2017 год. Табл.8

Приложение

Оценка загрязнения воздуха по состоянию хвои сосны

Дата: 15 сентября 2017 г.

Табл. 9

Определение замусоренности территории (%)

Таблица 10