Эколого-экономические аспекты систем рационального использования земель при развитии автодорог

Актуальность темы

исследования. Высокие темпы строительства и реконструкции автодорожных магистралей в Южном федеральном округе обусловливают необходимость — исследования эколого-экономических аспектов с обоснованием прогрессивных и эффективных систем мониторинга и рационального использования придорожных земель в условиях рыночной экономики.

Автомагистрали и их инфраструктура являются важнейшими транспортными подсистемами производственных процессов, предопределяющими уровень развития экономики и социальных условий в регионе. Однако все объекты и элементы автотранспортных подсистем относятся к основным источникам загрязнения окружающей среды, количество которых по многим придорожным участкам автомагистралей значительно превышает предельно допустимые уровни (ПДУ). В результате таких процессов ухудшается качество почв, состояние антропогенных систем, социальнои медико-гигиенические аспекты придорожной среды и общий уровень экономической эффективности региона. Особенно негативны эти последствия в условиях рыночных отношений, при которых доход с объектов недвижимости рассчитывают не только по величине производственной прибыли и рентных составляющих, но и с учетом социально-экономических и экологических условий окружающей среды, влияющих на стоимость земли, различные платежи за все виды недвижимости и другие ценообразующие факторы.

В условиях разбалансированной экономической, социальной, финансовой и политической жизни страны существующие методы и способы оценки эколого-экономических ингредиентов экономически инертны и регрессивны, ориентированы в основном на констатацию фактов негативного воздействия на качество окружающей среды и не оказывают влияния на эффективность затрат (капвложений) для сокращения различных загрязнителей с учетом требований рыночной экономики.

Эти положения предопределяют необходимость разработки прогрессивного экономического механизма, обеспечивающего экономически устойчивое развитие придорожной инфраструктуры и организацию рационального использования земель при реконструкции автодорог.

Актуальность данной проблемы, ее теоретическое и научно-практическое значение для развития экономики и благосостояния населения (проживающего в придорожных зонах) обусловили выбор темы диссертационного исследования.

Степень разработанности проблемы. В нашей стране и за рубежом в течение XX века выполнены фундаментальные исследования по различным аспектам данной проблемы и разработана общая теория для ее положительного решения. Эта теория позволяет конкретизировать научные и практические задачи, необходимые для рационального использования природных ресурсов в системе автодорожного хозяйства. При этом первостепенное внимание отводилось глубоким исследованиям экосистем природных ресурсов, развитию ГИС-технологий, методике моделирования полученной информации.

За последние десятилетия созданы прогрессивные ГИС и методы исследования состояния земель, свойств грунтов и почв (работы А.В. Кондра-шова, М. В. Ратынского, В. А. Мокроусова, JI.B. Сорокина, И. К. Овчинникова, В. И. Баранова, А. Ф. Вадюниной, Н. П. Попова, З. А. Корчагиной, И. Т. Трунова и т. д.), их качества и различных физических процессов.

Значительный вклад в разработку методологических подходов обоснования состояния окружающей среды внесли А. С. Чешев, В. И. Беспалов, Н. А. Кузнецов, А. С. Ярмоленко, Б. З. Тутаришев, Н. А. Страхова, Е. К. Ивакин, JI.B. Передельский, И. П. Фесенко, И. П. Красовская, В. И. Коробкин, О.Г. Приходч’енко, В. И. Рагрин и др. Разнообразные аспекты конкретных дорожно-транспортных экологических проблем рассмотрены в работах В. В. Приваленко, А. П. Платонова, И. В. Моисеева, В. В. Зырянова, В. Г. Кочерги, В. П. Матуа, С. К. Илиополова, Н. С. Негрова, Г. К. Артемова и др.

Однако общее количество экологических потерь (при реконструкции автодорог) остается высоким, а социально-экономические и медико-гигиенические аспекты не улучшаются. Анализ показывает, что значительная часть конкретных исследований проводилась по отдельным стадиям, при несовершенных методиках моделирования производственно-экологических процессов при функционировании автомагистралей, без геоинформационного обеспечения, при устаревших и недостаточно точных методах контроля качества окружающей среды в системе дорожного хозяйства. Кроме того, ряд полученных закономерностей и результатов исследования противоречивы и остаются дискуссионными.

Актуальность темы

ее практическая значимость, недостаточная степень научной разработанности, несовершенство традиционных методов оценки и управления качеством экосистем придорожных зон, низкий уровень общего дохода и стоимости их недвижимости предопределяют цель и задачи диссертационной работы, ее логику и структуру.

Цель и задачи исследования

Цель диссертационной работы заключается в разработке эколого-экономических обоснований систем рационального использования земель при реконструкции автомагистралей (с применением ГИС-технологий).

В соответствии с выдвинутой целью в диссертации были поставлены следующие задачи:

— рассмотреть концептуально-теоретические положения экосистем биосферы и рационального природопользования;

— установить общие характеристики воздействия дорожно-производственных процессов на экосистемы окружающей среды (с аспектами их экономических оценок);

— изучить основные принципы системного анализа и моделирования производственных процессов и эколого-экономических ингредиентов при оценке состояния окружающей среды по придорожным зонам;

— выполнить исследование и моделирование возникающих загрязнителей при функционировании автодорог с определением закономерностей их размещения в придорожных землях;

— разработать классификацию загрязнителей при реконструкции автодорог в системе эколого-экономических взаимосвязей с производственными процессами и условиями их оптимизации;

— создать математические модели радиационно-электромагнитных природных и техногенных излучений, энергетических свойств грунтов и почв с применением эффективных ГИС-технологий для комплексных оценок экосистем при реконструкции автодорожных магистралей;

— обосновать инновации прогрессивного экономического механизма (с применением ГИС-технологий) рационального использования придорожных земель при реконструкции автодорог (в системе улучшений социально-экономических аспектов и оптимального дохода от всей недвижимости).

Объектом исследования являются эколого-экономические системы придорожных территорий и дорожно-транспортных комплексов Южного федерального округа.

Предметом исследования являются теоретические, практические и методологические аспекты эколого-экономического обоснования систем рационального использования земель при реконструкции автодорог (на основе прогрессивных ГИС-технологий и математических моделей процессов).

Теоретические и методологические исследования базируются на научных трудах отечественных и зарубежных ученых по общей теории эколого-экономических проблем мониторинга, рационального природопользования и управления качеством окружающей среды на основе ГИС.

Информационно-эмперическую базу исследования составили законодательные и нормативные акты Российской Федерации, материалы и документы органов статистики по земельным и другим природным ресурсам, научные разработки российских ученых, обзорная литература зарубежного опыта по вопросам ГИС мониторинга, управления качеством и рационального использования земель в придорожных зонах, а также собственные разработки автора по данным проблемам.

Рабочая гипотеза диссертационного исследования основывается на совокупности теоретико-методологических положений и научной позиции автора, на основе которых предложены усовершенствованные эффективные системы, обеспечивающие приоритетное направление устойчивого развития экономики инфраструктуры дорожно-транспортных комплексов.

Научная новизна работы заключается в развитии парадигмы теоретических положений экономики природопользования при эксплуатации и реконструкции автодорожных комплексов, обосновании и верификации ряда инновационных научных постулатов и систем эффективного экономического механизма рационального использования придорожных земель в условиях рыночной экономики.

Научной новизной являются следующие результаты диссертационных исследований:

— обоснованы основы теоретико-концептуальных положений эколого-экономического состояния придорожных территорий, выявлены негативные последствия на окружающую среду процессов реконструкции автодорог, на основе которых предложены методические подходы совершенствования систем рационального использования придорожных земель;

— разработаны математические модели (двухстепенные функции) загрязнителей, возникающих при функционировании автомагистралей, характеризующие их количество, взаимосвязи с качеством дорожных комплексов и автотранспорта, с технико-экономическими эксплуатационными и приро-дозащитными показателями;

— предложена методика системного анализа и моделирования экосистем (двухстепенные их интегральные и дифференциальные функции) придорожных земель, позволяющая определить количество каждого вида загрязнителя, взаимосвязи между ними, закономерности их размещения в динамической среде дорожных территорий, оценить погрешности полученных результатов и обосновать оптимальную плотность (в том числе и по экономическим критериям) и степень изученности экосистем этих территорий, создать классификацию дорожно-транспортных загрязнителей (управляемые, неуправляемые, зависимые, независимые в соответствии с их связями с источниками загрязнения и закономерностями размещения, на основе которых установлены взаимосвязи каждого вида загрязнителя с качеством и технико-экономическими показателями производственных процессов, качеством придорожных земель, их ценности и суммой ущербов от всей недвижимости;

— сформированы математические модели радиационно-электромагнитных природных и техногенных излучений, энергетических свойств почв (грунтов), их электромагнитных полей в зависимости от степени загрязнения и радиоактивности при реконструкции автодорог, позволяющие определить экологическое состояние окружающей среды, установить закономерности превращения первичных загрязнителей в очень опасные полю-танты и нуклиды (с оценкой их свойств и эффективности традиционных защитных мероприятий), обосновать прогрессивные (с применением ГИС-технологий) системы комплексных оценок, улучшения качества окружающей среды и дорожных комплексов, эффективное развитие экономики и социальных аспектов придорожных зон;

— обоснованы инновационные системы прогрессивного экономического механизма рационального использования земель при реконструкции автомагистралей, обеспечивающего повышение качества строительных материалов и возводимых сооружений, сокращение первичных загрязнителей, а также поллютантов и нуклидов, значительное снижение сумм ущербов от экологических потерь и улучшение технико-экономических показателей автотранспорта и ценности земель.

Теоретическая и практическая значимость выполненного исследования заключается в использовании и развитии концептуально-теоретических и научно-методических разработок, инновационных предложений и рекомендаций автора для обоснования систем эффективного экономического механизма, обеспечивающего массовую виртуальную оценку земель, улучшение качества и стабилизацию экологического равновесия в придорожных зонах с одновременным значительным повышением дохода от их недвижимости. Разработанные в диссертации научные и методические положения можно использовать в производственных, проектных, научных и земельно-кадастровых организациях, а также в учебном процессе при подготовке соответствующих специалистов.

Апробация результатов исследования. Основные научные положения результаты и выводы исследования докладывались и обсуждались на межвузовских конференциях (Ростов-на-Дону 2004;2006 гг., Воронеж 2005 г., Новочеркасск 2006 г.) По результатам исследования опубликовано 19 научных работ (включая 11 в рецензируемых изданиях и журналах), общим объемом 8,7 п.л.

Структура и объем диссертации

Работа состоит из введения, трех глав, заключения и шести приложений, изложена на 140 страницах машинописного текста и содержит 26 таблиц, 18 рисунков и 86 формул.

ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ.

В диссертации осуществлено (на основе выполненных автором исследований) решение крупной научной проблемы, имеющей важное значение в развитии автодорожных комплексов в Южном Федеральном округе: -исследование эколого-экономических аспектов с обоснованием эффективных ГИС процессов мониторинга и рационального природопользования придорожных земель в условиях рыночной экономики.

Это решение заключается в развитии теоретического обоснования и разработке комплексного прогрессивного экономического механизма виртуальных оценок и улучшения качества на всех стадиях мониторинга, строительства, реконструкции, функционирования, восстановления и других работ по всем объектам придорожных земель, обеспечивающих: 1) сокращение загрязнителей (включая отходы и нуклиды) но нормативных уровней и затрат на повышения качества окружающей среды с одновременным улучшением технико-экономических показателей дорожного комплекса и автотранспорта, 2) повышение ценности земель и дохода со всех объектов недвижимости придорожных территорий, 3) улучшение социально-экономических и эколого-гигиенических условий природно-антропогенной среды.

Основные научные результаты выводы и рекомендации полученные при выполнении исследований и их внедрении заключаются в следующем:

— главным условием разработки такого прогрессивного экономического механизма являются а) глубокие исследования природных и производственных процессов с обоснованием их кадастровых радиационно-электромагнитных свойств, лучевых реакций закономерностей и взаимосвязей со всеми видами первичных загрязнителей и различными исскуственны-ми облучениями, б) обоснование в соответствии с этими закономерностями виртуальных ГИС и формирование электронных компьютерных устройств автоматических комплексных оценок земель (при их мониторинге) в полевых условиях, методов контроля и улучшения качества природно-антропогенной среды, в) создание на основе этой информации взаимосвязанных экономических моделей, методики системного анализа и определения различных закономерностей производственных процессов (включая качество загрязнителей от каждого источника, характера их размещения и концентраций в пространстве), изменение экосистем придорожных земель (включая качество почв и грунтов), их влияния на медико-гигиенические и социально-экономические аспекты окружающей среды;

— разработанные модели и системный анализ позволили: а) установить взаимосвязи всех загрязнителей с качеством строительных материалов, дорожных сооружений (включая инфраструктуру и сопутствующие объекты), автотранспорта, с характеристиками био-гиперпроцессами почв и техника-экономическими ингредиентами каждого объекта (источника загрязнения) — б) создать классификацию загрязнителей при различных производственных процессах и экологических потерь природной среды (с учётом ухудшения качества почв в зависимости от взаимосвязей и условий оптимизаций (по основным экономическим критериям), их подразделением соответственно на управляемые, неуправляемые, зависимые, независимые, в) обосновать прогрессивные ГИС-технологии (на основе радиационно-электромагнитных свойств грунтов, почв и загрязнителей), позволяющие выполнить условия оптимизации и улучшения качества природно-антропогенной среды до нормального уровня (т.е. до полного сокращения отходов, управляемых и зависимых экологических потерь и ущерба от них);

Установлено, что а) при производственных процессах управляемые загрязнители и экологические потери, обусловленные качественными характеристиками строительных материалов, различных инженерных сооружений дорожных комплексов и автотранспорта (включая степень их износа, технического состояния и соответствия международным стандартам) достигают 80% от общего их объёма, соответствующему неудовлетворительному качеству вышеприведённых объектов, б) при таком уровне качества объектов в 23 раза ухудшается основные технико-экономические производственные показатели при функционировании этих сооружений (например, при высокой степени износа асфальтобетонных покрытий в такой же степени снижается скорость и эффективность движения, увеличивается расход топлива и стоимость транспортных перевозок с одновременным значительным ростом всех видов загрязнителей и суммы ущербов от них) — поэтому выполнение условий оптимизации сводится к своевременному улучшению качества различных отходов дорожных сооружений до уровня не ниже удовлетворительного (при этом затраты на улучшение сразу окупаются только за счёт снижения транспортных затрат) — в) возникающие при реконструкции и функционировании загрязнители концентрируются в грунтах (почвах) и превращаются в основном в опасные радионуклиды (обладающих накопительными свойствами с течением времени, из-за чего их величины по многим участкам придорожных территорий превышают ПДУ и при удовлетворительном состоянии дорожных комплексов), поэтому целесообразно ограничивать распространения загрязнителей (при помощи традиционных защитных мероприятий), а затем очищать от них и различных природных вредных компонентов) почвы (грунты) придорожных территорий, то есть для этого вида загрязнителей выполнение условий оптимизации так же сводится к своевременным улучшениям, затраты на которые сразу окупаются только за счёт повышения качества и ценности земель;

— составной частью проблемы рационального использования придорожных территорий является развития по ним (с применением ГИСтехнологий) различных сопутствующих объектов недвижимости (сервиса, обслуживания, отдыха) и благоустройства, которые образуют систему улучшений экологических и социальных аспектов, обеспечивающих оптимальный доход от всей недвижимости этих территорий;

— предлагаемая система виртуальных взаимосвязанных улучшений по всем стадиям и объектам природно-антропогенной среды и условия их оптимизации по основным экономическим критериям предопределяют не повышение затрат на различные дополнительные мероприятия (предусмотренные проектом, а их сокращения с одновременным улучшением качества до установленных нормативов) окружающей среды и её антропогенных систем, обеспечивающих высокий рост производительности труда и дохода (включая ренту 2) со всех объектов недвижимости с эффективным решением социально-экологических проблем по придорожным территориям.

Разработанный экономический механизм обеспечивает: а) высокое снижение (в 3−4 раза) затрат (финансовых, трудовых и времени) при мониторинге земель (за счёт значительного сокращения работ по отбору проб, их транс- -портировке и лабораторного анализа), б) практически полное сокращение управляемых загрязнителей (возникающих при функционировании автомагистралей) при улучшении качества дорожных одежд с одновременным повышением прибыли от транспортных перевозок, реконструкции дорог, рекультивации земель использовании отходов и других восстановительных процессах практически только за счёт предложенных прогрессивных ГИС и экономического механизма, позволяющих эффективно и автоматически улучшать качество этих процессов и экосистем придорожных зон, в) значительный социальный и медико-гигиенический эффект окружающей среды.

Для эффективного внедрения предложенного механизма необходимо совершенствовать и юридически — правовые требования функционирования автомагистралей. Бесплатная их эксплуатация и косвенная ответственность за качество окружающей среды является одной из причин не рационального использования дорожно-транспортного комплекса и придорожных территорий, которые одновременно не позволяют улучшить транспортные технико-экономические показатели из-за неудовлетворительного технического состояния основных элементов этих комплексов. Поэтому целесообразно положительно решить и эти вопросы.