Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2025
Идентификатор DOI: 10.21177/1998-4502-2025-17-2-1206-1219
Ключевые слова: anthropogenic transformation of relief, Ural industrial region, remote sensing of the Earth, GIS mapping, digital elevation model, антропогенная трансформация рельефа, уральский промышленный район, дистанционное зондирование Земли, ГИС - картографирование, цифровая модель рельефа
Аннотация: В статье приведены результаты исследований, посвящённых количественной оценке масштабов и механизмов антропогенной трансформации рельефа Уральского промышленного района. Установлено, что совокупная площадь прямых преобразований рельефа составляет около 305 км² при общем объёме техногенных отложений порядка 3,2 млрд м³. Определено, Показать полностьючто основную структуру антропогенного рельефа формируют отвалы вскрышных пород, хвостохранилища, насыпи под промышленную и транспортную инфраструктуру, а также карьеры глубиной до 350 м. Показано, что косвенные процессы охватывают площадь 70-80 км² и проявляются в гравитационных смещениях до 1,2 м/год, эрозии и суффозии, просадках, подтоплениях и загрязнении речных долин тяжёлыми металлами и нефтепродуктами. Проведена оценка динамики антропогенного морфогенеза за период 1985-2021 гг., выявившая средний прирост площадей техногенных форм 0,65 км²/год, с максимумом до 1,2 км²/год в периоды активного промышленного освоения. Представлена типизация антропогенных форм рельефа и оценены деградационные процессы, влияющие на их устойчивость. Результаты исследований могут быть полезными при разработке систем мониторинга техногенных ландшафтов, оценке геоэкологических рисков и планировании мероприятий по рекультивации и устойчивому природопользованию в промышленных регионах России. Introduction. This study addresses the issue of anthropogenic transformation of the relief in the Ural industrial region, which has been subjected to centuries of mining, metallurgy, and infrastructure development. Despite the long history of industrial exploitation, the scale, morphology, and ecological consequences of man - made landforms in the Urals remain insufficiently quantified compared to other Russian industrial regions. This research aims to provide a comprehensive assessment of the spatial extent, morphogenesis, and ecological impacts of artificial relief forms created by mining, waste storage, and construction activities. Methods. A complex methodology was employed, combining geomorphological field surveys with high - precision GNSS instruments (accuracy 2-3 cm), geodetic measurements, visual mapping, and analysis of satellite imagery (Landsat, Sentinel-2, commercial high - resolution data). Digital elevation models, including ArcticDEM with 2 m resolution, were used to calculate morphometric parameters and estimate the volumes of anthropogenic formations through differential DEM analysis. GIS-based spatial statistics, kernel density estimation, and time - series regression were applied to evaluate spatial distribution, temporal dynamics (1985-2021), and ecological consequences of anthropogenic transformations. Results. The total area of directly transformed landforms was estimated at approximately 305 km², with accumulated technogenic material exceeding 3.2 billion m³. Dumps of overburden and ore (95 km², ~1150 million m³) and tailing storage facilities (60 km², ~500 million m³) dominated the structure, while active and abandoned quarries reached depths of 100-350 m. Indirect transformations covered an additional 70-80 km², with slope displacements of 0.3-1.2 m/year, erosion rates of 0.5-2 m per decade, and subsidence up to 0.8 m per decade in waste deposits. Pollution of river valleys was identified, with heavy metal concentrations 4-7 times higher than background and petroleum hydrocarbons up to 3.5 mg/g of dry sediment. Temporal analysis revealed an average annual increase of anthropogenic landforms of 0.65 km², with peaks of up to 1.2 km²/year during the 1990s-2000s. Conclusions. The Ural industrial region represents one of the largest centers of anthropogenic landscape transformation in Russia, with both direct and indirect processes creating significant ecological risks. The results highlight the need for systematic monitoring, regional classification of technogenic landforms, and development of risk - reduction strategies. The applied methodology provides a basis for sustainable land - use planning and can be adapted for other industrial regions with complex geomorphological and ecological conditions.
Журнал: Устойчивое развитие горных территорий
Выпуск журнала: Т. 17, № 2
Номера страниц: 1206-1219
ISSN журнала: 19984502
Место издания: Владикавказ
Издатель: Северо-Кавказский горно-металлургический институт