Особенности эколого-геологических систем автотранспортного комплекса Белоруссии

ВВЕДЕНИЕ

В экологической геологии и геоэкологии центральное место занимает эколого-геологическая система (ЭГС), чья структура и классификация, предложенные В.Т. Трофимовым [1], являются основополагающими. На территории Белоруссии выделяются различные типы ЭГС: как природные, так и техногенные (включая техно-природные, природно-техногенные и искусственные или антропогенно-созданные). Природные и некоторые техногенные ЭГС изучены достаточно хорошо: определена их систематика и описаны абиотические (литотоп, гидротоп), биокосные (эдафотоп) и биотические (микробоценоз, фитоценоз, зооценоз) компоненты [2–10]. Однако искусственные ЭГС на территории республики исследованы пока недостаточно.

Как ранее уже отмечалось [2, 3], в Белоруссии выделяются шесть классов эколого-геологических систем, сформированных под влиянием деятельности человека: горнопромышленные, промышленные, оборонно-промышленные, селитебные, транспортно-коммуникационные и агрономические. Особое место среди них занимают ЭГС транспортно-коммуникационных комплексов. Их стабильное функционирование является ключевым фактором не только для обеспечения мобильности населения и доступа к услугам, но и для бесперебойной работы всех отраслей экономики. С точки зрения экологии, это является основополагающим условием для поддержания жизнеспособности экосистем. Более того, надежность и безопасность транспортной инфраструктуры напрямую влияют на национальную безопасность государства, что также имеет экологические последствия.

Согласно [11], под эколого-геологической системой транспортно-коммуникационного комплекса понимается определенный участок литосферы, где происходит взаимодействие геологической среды и живых организмов (включая человека), обеспечиваемое транспортно-информационными потоками вещества, энергии и информации. Эта система является частью более широкой экосистемы и рассматривается как объект исследования экологической геологии, определяющий по существу все экологические функции литосферы: ресурсную, геохимическую, геофизическую и геодинамическую.

Эколого-геологические системы транспортно-коммуникационных комплексов имеют схожую с другими искусственными ЭГС структуру (рис. 1). Они включают в себя как абиотические (литотоп, гидротоп, атмотоп, технические сооружения) и биокосные (эдафотоп), так и биотические (микробоценоз, фитоценоз, зооценоз, социум) компоненты, но техногенно измененные или антропогенно-созданные за счет социума и создаваемых им технических транспортно-коммуникационных сооружений.

Рис. 1. Структура ЭГС транспортно-коммуникационных комплексов [11]

Ранее нами была предложена классификация эколого-геологических систем транспортно-коммуникационных комплексов [11], согласно которой выделяется восемь типов ЭГС: автотранспортных, железнодорожных, транспортных терминалов, воднотранспортных, авиационных, транспортно-космических, коммуникационно-энергетических и промышленно-продуктопроводных комплексов. Примечательно, что Белоруссия, за исключением транспортно-космических, располагает практически всеми этими типами ЭГС, что подчеркивает стратегическую роль республики как важнейшего транспортного узла, соединяющего Западную Европу, Россию и Азию. Ведущее место среди указанных типов эколого-геологических систем в стране занимают ЭГС автотранспортного комплекса. Это объясняется географическим положением Белоруссии как внутриконтинентального государства, где автомобильный транспорт является наиболее удобным и эффективным средством для перемещения людей и грузов как внутри страны, так и на международном уровне. Важность автомобильных дорог подтверждается наличием 5 международных трасс категории «Е» общей длиной 1841 км (рис. 2). Кроме того, через страну проходят трансъевропейские транспортные коридоры II (Берлин –Варшава – Минск – Москва – Нижний Новгород) и IX (Хельсинки – Александрополис) с ответвлением IXB (Калининград / Клайпеда – Киев), суммарная протяженность которых составляет 1534 км. В частности, трасса М-1/Е-30 (Брест – Минск – граница РФ), являющаяся частью коридора II, имеет протяженность 610 км по территории страны и характеризуется высокой интенсивностью движения (8500–10000 автомобилей в сутки на отдельных участках). Трасса М-8/Е-95 (граница РФ – Гомель – граница Украины), протяженностью 456 км, проходит с севера на юг и входит в состав коридора IX, связывающего Финляндию, Россию, Беларусь, Украину, Молдову, Румынию, Болгарию и Грецию. Ответвление IXB (Гомель – Минск – Вильнюс – Клайпеда – Калининград) длиной 468 км обеспечивает доступ к портам Калининграда для грузоотправителей из восточных регионов Украины и центральной России [12].

Рис. 2. Международные автомобильные трассы и трансъевропейские транспортные коридоры, пересекающие Белоруссию [13]

Автотранспортное хозяйство Белоруссии – это сложная технико-экономическая структура. Она включает в себя не только сами автомобильные дороги, но и всю производственную базу организаций, ответственных за их жизненный цикл: от проектирования, строительства и реконструкции до содержания, ремонта, диагностики, а также производства дорожной техники, добычи и переработки нерудных материалов.

Взаимодействуя с окружающей природной средой, эта система формирует ЭГС автотранспортного комплекса – совокупность взаимосвязанных природных и созданных человеком элементов, чья работа направлена на обеспечение непрерывного и безопасного движения автотранспорта, а также на поддержание устойчивости геологической среды в зоне их влияния.

Эколого-геологические характеристики, структура и специфика этих ЭГС существенно отличаются от других подобных систем и до сих пор остаются малоизученными. В связи с этим, основываясь на ранее разработанной нами классификации эколого-геологических систем территории Белоруссии [2, 3], а также систематики ЭГС транспортно-коммуникационных комплексов [11] в данной статье предпринята попытка представить общее описание рассматриваемых эколого-геологических систем, а также выявить и охарактеризовать особенности их абиотических (техническая составляющая, литотоп, гидротоп, атмотоп), биокосных (эдафотоп) и биотических (микробоценоз, фитоценоз, зооценоз, социум) компонентов. Это и стало основной целью и задачами настоящего исследования.

ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОГЕННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА КОМПОНЕНТЫ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ ПРИ ФУНКЦИОНИРОВАНИИ ЭГС АВТОТРАНСПОРТНОГО КОМПЛЕКСА

Автомобильный транспорт и вся его инфраструктура относятся к основным источникам воздействий на окружающую природную среду. Это воздействие многогранно и проявляется большей частью в химическом, физическом и механическом загрязнении, оказывая существенное влияние на состояние экосистем и здоровье человека. Прежде всего, автотранспорт является значительным источником загрязнения атмосферного воздуха. На его долю приходится 89% общего объема вредных примесей, поступающих в атмосферу от всех видов транспорта [14], и эта цифра продолжает расти, несмотря на технологические усовершенствования двигателей.

Наибольшая доля химического загрязнения приходится на отработавшие газы (ОГ) двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Они содержат около двухсот веществ, большинство из которых токсичны. К токсичным компонентам относятся оксид углерода, углеводороды, оксиды азота и серы, альдегиды, сажа, бензо(а)пирен и соединения свинца. Причиной образования оксида углерода является неполное сгорание топлива. При этом следует отметить, что химический состав ОГ зависит от вида и качества топлива, технологии производства, способа сжигания в двигателе и его технического состояния.

Кроме отработавших газов источниками загрязнения атмосферного воздуха являются картерные газы, а также испарение топлива из топливной системы. Согласно [15], легковой автомобиль при среднегодовом пробеге 15 тыс. км сжигает 4,36 т кислорода и выбрасывает 3,25 т углекислого газа, 0,8 т оксида углерода, 0,2 т углеводородов, 0,04 т оксида азот. В отличие от промышленных предприятий, выброс которых концентрируется в определенной зоне, автотранспорт является передвижным источником загрязнения и рассеивает выбросы непосредственно в приземном слое атмосферы.

Попадая в атмосферу, компоненты ОГ ДВС, с одной стороны, смешиваются с имеющимися в воздухе загрязнителями, с другой претерпевают ряд сложных превращений, приводящих к образованию новых соединений. Одновременно идут процессы разбавления и удаления загрязнителей из атмосферного воздуха путем мокрого и сухого осаждения на поверхность земли. В связи с огромным многообразием химических превращений загрязнителей в атмосферном воздухе состав их чрезвычайно динамичен.

При движении автомобилей происходит истирание дорожных покрытий и автомобильных шин, продукты износа которых смешиваются с твердыми частицами отработавших газов. К этому добавляется грязь, занесенная на проезжую часть с прилегающего к дороге почвенного слоя. В результате образуется пыль, в сухую погоду поднимающаяся над дорогой в воздух. Она переносится ветром на расстояния от нескольких километров до сотен километров. Химический состав и объем образующейся пыли напрямую зависят от типа дорожного покрытия. Наибольшее количество пыли образуется на грунтовых и гравийных дорогах. Пыль с гравийных дорог преимущественно состоит из диоксида кремния. На грунтовых дорогах до 90% пыли составляют кварцевые частицы, а остальная доля приходится на оксиды алюминия, железа, кальция и другие элементы. Валовый выброс пыли с автомобильных дорог без капитального покрытия (грунтовых, гравийных, щебеночных) превышает 56 тыс. тонн. На дорогах с асфальтобетонным покрытием в состав пыли дополнительно входят продукты износа битумсодержащих вяжущих материалов, а также частицы краски или пластмассы от дорожной разметки [14].

Сточные воды автомобильных дорог и других непроницаемых поверхностей являются одним из главных источников загрязнения поверхностных и подземных вод. Дождевые и талые воды, стекающие с дорог, несут с собой бензин, моторное масло, тяжелые металлы и другие вредные вещества.

Шум, производимый автомобилями, – одна из самых больших проблем, связанных с дорожным движением. Этот фактор доминирует в городской акустической среде, формируя от 60% до 80% общего шумового фона. Источники шума многообразны: от работы двигателя и трансмиссии до элементов подвески и аэродинамического сопротивления кузова. Несмотря на регулирование уровня шума для новых транспортных средств, их эксплуатация и естественный износ приводят к значительному увеличению шумовой нагрузки, что пагубно сказывается на комфорте проживания и здоровье населения.

Особую экологическую опасность представляет вибрация, возникающая при передвижении тяжелых грузовых автомобилей. Вибрационное воздействие транспорта к настоящему времени изучено недостаточно, однако известно, что такие воздействия негативно отражаются на целостности инженерных сооружений, включая мосты, тоннели и дамбы, могут провоцировать такие природные явления как оползни, обвалы, а также ускоряют износ зданий и сооружений, исторических памятников и культурных объектов [14].

Движение автотранспорта и сами автомобильные дороги приводят к значительным изменениям в природных экосистемах. Например, пыль, образующаяся в результате работы транспорта, оседает на листьях близлежащей растительности, препятствуя фотосинтезу. Эта пыль содержит вредные вещества из выхлопных газов, некоторые из которых токсичны для растений. Эти загрязнители оседают на растениях и почве, проникают в ткани растений, вызывая их повреждение, снижение продуктивности и изменение структуры растительности на значительном удалении от дорог [16].

Применяемые противогололедные реагенты (хлориды натрия, кальция, магния и др.) могут быть токсичны для чувствительных растений и животных. Песок, смываемый сточными водами с автомобильных дорог, способен трансформировать среду обитания в водотоках, создавая неблагоприятные условия для их обитателей.

Весьма многогранным является влияние на окружающую среду самого процесса строительства автомобильных дорог. Каждая дорога – это протяженная полоса земли, отторгнутая у природы и преобразованная для нужд транспорта, что делает ее инородным телом в естественном ландшафте и нарушает экологический баланс. На строительство одного километра современной автомагистрали требуется до 10-12 га площади. Помимо этого, дополнительные площади отводятся для технологических целей: устройства складов хранения строительных материалов, мест стоянок транспортной техники, размещения снятого с дороги грунта, постройки временных сооружений и подъездов и т.д. Особенно большие площади занимают транспортные развязки: от 15 га при пересечении двухполосных дорог до 35 га при пересечении магистралей с шестью полосами движения [14].

Строительство автомобильных трасс способно кардинально изменить ландшафт, включая рельеф, гидрологию, климат, тем самым нарушая привычные места обитания растительного и животного мира. Сам процесс строительства, как правило, начинается с выбора маршрута, который часто требует вырубки лесов, осушения водно-болотных угодий и т.д.

К другим технологическим процессам, негативно влияющим на окружающую среду, относятся: снятие плодородного слоя почвы, интенсивная работа строительной техники, изъятие территорий и фрагментация ландшафта, масштабные земляные работы, формирование дорожного полотна (включая перемещение грунта и укладку различных слоев), производство необходимых стройматериалов (добыча песка, щебня, гравия; изготовление железо-бетонных конструкций и др.), а также сварочные, монтажные работы и образование большого количества отходов. При этом следует отметить, что вред от эксплуатации дорожно-строительной техники, как правило, является временным и ограничен сроками выполнения строительных или ремонтных работ.

Предприятия, занимающиеся обслуживанием и ремонтом транспортных средств, а также вспомогательные производства, здания и сооружения хозяйственного назначения (вокзалы, заправочные станции, топливные склады и т.д.), места стоянок автотранспорта и др. оказывают не менее значительное негативное влияние на компоненты окружающей среды.

Техническое обслуживание и ремонт автотранспортных средств требуют существенных энергетических затрат и сопровождаются большим расходом воды, выбросами загрязняющих веществ в атмосферу и водоемы, а также образованием отходов, включая токсичные материалы. Многие технологические процессы сопровождаются образованием производственных сточных вод. Например, при мойке автомобилей, очистке узлов и агрегатов в моечных машинах, при ремонте аккумуляторных батарей, обработке деталей и т.д. Эти воды содержат жидкие нефтепродукты, остатки моющих средств, дезинфицирующих и противогололедных реагентов, формовочных смесей и различных растворов. В их составе присутствуют такие вещества, как бензол, ацетон, кислоты, щелочи, растворенные металлы (алюминий, бериллий, хром и прочие). Кроме того, от этих источников загрязнения в атмосферу поступают газообразные выбросы, образующиеся при работе вентиляционных систем. В состав выбросов входят большое количество минеральной и органической пыли, аэрозоли и масляной туман. Ремонтные работы сопровождаются загрязнением почвы, накоплением металлических, пластмассовых и резиновых отходов вблизи производственных зон и участков [17]. В таблице 1 представлены некоторые виды загрязнений, образующиеся в производственных процессах на эксплуатационных и ремонтных предприятиях автотранспорта.

Таблица 1 Источники выделения и состав вредных веществ эксплуатационных и ремонтных предприятий автомобильного транспорта [17]

Таким образом, строительство автомобильных дорог и их эксплуатация чаще всего оказывают негативное влияние на природные экосистемы и окружающую среду в целом, порой провоцируя необратимые изменения. Масштабы и степень проявления этих последствий будут зависеть не только от характеристик движения автотранспорта и автомобильных дорог, но и от множества сопутствующих факторов, связанных с организацией дорожной инфраструктуры.

ОСОБЕННОСТИ АБИОТИЧЕСКИХ И БИОКОСНЫХ КОМПОНЕНТОВ ЭГС АВТОТРАНСПОРТНОГО КОМПЛЕКСА БЕЛОРУССИИ

Особенности технической составляющей ЭГС. Структура эколого-геологических систем автотранспортного комплекса аналогична структуре других техногенно измененных или антропогенно-созданных ЭГС (см. рис. 1). Для них характерны как абиотические (технические сооружения, литотоп, гидротоп, атмотоп), так и биокосные (эдафотоп) и биотические (микробоценоз, фитоценоз, зооценоз) компоненты, но подвергнутые техногенному преобразованию или созданные искусственно под влиянием социума и возводимых им технических сооружений.

Техническая составляющая рассматриваемых ЭГС на территории Белоруссии, как и на территории других промышленно развитых стран, объединяет сеть автомобильных дорог общего пользования, автомобильные парки (пассажирский и транспортный), транспортно-экспедиционные предприятия, специализированные предприятия по техническому обслуживанию и ремонту автотранспорта, авторемонтные заводы, производственные базы дорожных организаций, организации дорожного хозяйства, осуществляющие деятельность по проектированию, возведению, реконструкции, эксплуатации и капитальному ремонту автомобильных дорог, а также иные производственные организации и предприятия, чья деятельность обеспечивает бесперебойное функционирование дорожной сети и предоставление связанных с ней услуг (или так называемый придорожный сервис – автовокзалы, автостанции, АЗС, газозаправочные пункты, гостиницы и др.) [18].

Следует отметить, что автодорожное хозяйство Белоруссии в значительной степени опирается на государственные предприятия, находящиеся в ведении главного управления автомобильных дорог Министерства транспорта и коммуникаций. Ключевую роль в содержании дорог играют республиканские унитарные предприятия автомобильных дорог (РУП), такие как «Минскавтодор-центр» и его региональные аналоги: «Бреставтодор», «Витебскавтодор», «Гомельавтодор», «Гродноавтодор» и «Могилевавтодор». Их главная задача – поддерживать республиканскую (магистральную) сеть страны общего пользования в исправном состоянии. Кроме того, они занимаются изысканиями и проектированием строительства, реконструкции и ремонта дорог, разработкой схем организации дорожного движения и другими смежными задачами. В структуру этих предприятий входят строительные тресты, управления и другие организации, в некоторых из них налажено производство стройматериалов.

В дорожном хозяйстве также действуют специализированные научно-проектные организации («БелдорНИИ», «Белгипродор»), компании, отвечающие за связь и платные дороги («Белдорсвязь», «Белавтострада»), и коммунальные дорожно-строительные или коммунальные проектно-ремонтно-строительные унитарные предприятия по областям, такие как «Брестоблдорстрой», «Витебскоблдорстрой», «Гомельоблдорстрой», «Гроднооблдорстрой», «Минскоблдорстрой» и «Могилевоблдорстрой» с филиалами в районных центрах и рядом производственных организаций (парк спецтехники, асфальтобетонные заводы и др.), основной задачей которых является содержание, ремонт и развитие (строительство, реконструкция) автомобильных дорог местного уровня, обеспечение безопасного и бесперебойного движения автотранспорта по обслуживаемой местной сети, поддержание сети дорог в проезжаемом состоянии и выполнение комплекса работ по сохранению их технико-эксплуатационных параметров [18].

Всего в автодорожном хозяйстве Белоруссии производственно-хозяйственную деятельность осуществляют 17 крупных организаций со 198 структурными единицами.

В зависимости от функционального назначения автомобильные дороги общего пользования в стране подразделяются на республиканские и местные. Республиканские дороги являются основой транспортной инфраструктуры, обеспечивая бесперебойное сообщение между главными населенными пунктами страны и с соседними государствами, а также входя в состав международных автодорожных сетей. Особое значение имеют дороги, соединяющие столицу с областными центрами, а также трассы, связывающие сами областные центры или ведущие к Национальному аэропорту. Эти дороги, имеющие обозначения «P» и «M», находятся под государственным управлением и доступны для всех участников дорожного движения (рис. 3). Среди них выделяются 13 магистралей (с маркировкой «M»), семь из которых являются частью общеевропейских транспортных коридоров и служат для связи крупных населенных пунктов с пунктами пропуска на границе.

Местные дороги, обозначенные буквой «H», охватывают все остальные автомобильные пути, обслуживающие города, поселки и сельские населенные пункты. Они могут иметь различное покрытие, в том числе грунтовое. В отличие от республиканских, местные дороги могут принадлежать частным организациям, что иногда влечет за собой ограничения на проезд [18].

Протяженность сети автомобильных дорог общего пользования в Белоруссии по состоянию на 01.01.2025 г. составляла 86538 км, в том числе 15944 км – республиканских дорог, 70594 км – местных дорог. На этих дорогах функционируют 5204 моста и путепровода общей длиной 186,4 км, и более 97,5 тыс. водопропускных труб. Все республиканские дороги (15944 км) имеют твердое покрытие, преимущественно асфальтобетонное (15437 км) и цементобетонное (333 км) (рис. 4). Также встречаются участки с покрытием из черного щебня (67 км), мостовые (6 км) и щебеночно-гравийные (101 км). На республиканских трассах расположено 2254 мостовых сооружений (общей длиной 107,5 км), более 23,4 тыс. водопропускных труб (общей длиной свыше 460 км) и одна паромная переправа с механическим приводом [22].

Рис. 3. Схема основных республиканских автомобильных дорог Белоруссии [19]

а

б

Рис. 4. Автомобильная трасса Витебск–Полоцк с асфальтобетонным покрытием (а) и 2-ая минская кольцевая автодорога с цементобетонным покрытием (б) [21]

В зависимости от эксплуатационных параметров, геометрии и условий движения, автомобильные дороги в стране подразделены на категории. Их распределение по категориям выглядит следующим образом: I категория – 1814 км; II – 1375 км; III – 5821 км; IV – 6859 км; V категория – 75 км.

Автотранспортная составляющая рассматриваемых ЭГС представлена главным образом парком транспортных средств, который ежегодно увеличивается преимущественно за счет личных автомобилей. Это подтверждается статистическими данными Национального статистического комитета [20]. Так, с 1997 по 2024 г. общее количество автомобилей в Беларуси выросло с 1502,9 тыс. до 3605,3 тыс., что составляет прирост на 140%. При этом число личных автомобилей увеличилось с 1116,2 тыс. до 3226,8 тыс., то есть на 189%, тогда как количество автотранспорта, принадлежащего предприятиям, организациям и учреждениям, уменьшилось с 386,7 тыс. до 378,5 тыс., сократившись на 2,1%. Если в 1997 г. на каждую тысячу жителей приходилось 148 автомобилей, то в 2024 г. этот показатель вырос до 339 автомобилей [20].

Основным типом транспортных средств, принадлежащих организациям страны, являются грузовые автомобили, которые составляют около половины парка. В 2023 г. в эксплуатации находилось свыше 240 тыс. грузовиков, значительная часть которых принадлежит крупным государственным ведомствам, включая Минсельхозпрод, Минтранс, Белкоопсоюз, Минпром, Минэнерго и Минстройархитектуры [19].

По состоянию на 01.01.2024 г. в Белоруссии было зарегистрировано около 18,5 тыс. субъектов, лицензированных для международных грузоперевозок. Для белорусских автоперевозчиков ключевым направлением остается Российская Федерация, однако наблюдается устойчивая тенденция к росту объемов перевозок в страны СНГ, Азии и Ближнего Востока, что свидетельствует о диверсификации экспортных логистических маршрутов.

В сегменте общественного автотранспорта доминирующее положение занимают автобусы – многоместные пассажирские автомобили с вместимостью от 10 пассажиров. Для эксплуатации в городах и пригородах используются преимущественно низкопольные городские автобусы, а для междугородных и международных рейсовых и туристических перевозок – междугородные и туристические лайнеры. Туристические автобусы в связи с повышением их комфортности в конце ХХ в. вполне успешно конкурируют в перевозках туристов с железнодорожным транспортом.

На начало 2024 г., автобусная маршрутная сеть республики охватывала значительное количество регулярных маршрутов – 6190. Структура этой сети демонстрирует приоритет пригородного сообщения (3804 маршрута), за которым следует городское (1959 маршрутов, включая 47 электробусных), междугородное (385 маршрутов) и международное (42 маршрута). Такая конфигурация отражает потребности населения в ежедневных перемещениях, а также развитие дальних и трансграничных пассажирских перевозок.

При анализе автотранспортной инфраструктуры Белоруссии, особое значение имеют предприятия, обеспечивающие бесперебойную работу дорожной сети и предоставление связанных с ней услуг. В настоящее время республиканские дороги обслуживаются 414 автозаправочными станциями (рис. 5), 159 газозаправочными пунктами, 72 гостиницами, 45 автомойками, 101 охраняемой стоянкой, 436 торговыми предприятиями, 586 пунктами общественного питания и 74 пунктами технического обслуживания.

В заключение отметим, что успешная работа автомобильного транспорта страны требует хороших дорог. Концепцией развития транспортного комплекса Белоруссии до 2030 г. предусмотрено создание подсистемы интеллектуальных транспортных систем и стандартов, которые обеспечат срок службы автомобильных дорог не менее чем на 30 лет, применение неразрезных монолитных конструкций при строительстве и реконструкции мостов, обеспечивающих повышение срока их службы до капитального ремонта не менее чем до 50 лет [19].

Рис. 5. Автозаправочная станция на трассе М-3 в Логойском районе Минской области [19]

Особенности технолитотопа. Под технолитотопом ЭГС автотранспортного комплекса Белоруссии подразумеваются грунты различного происхождения, служащие либо основанием или средой сооружений, либо материалом для строительства. Сюда входят как природные образования – скальные и дисперсные грунты различного генезиса (магматические, метаморфические и осадочные), так и грунты, созданные человеком. Последние, называемые техногенными, включают в себя как естественные грунты, подвергшиеся изменениям и перемещению в результате производственной и хозяйственной деятельности человека, так и антропогенные образования, которые представляют собой твердые отходы жизнедеятельности населения, характеризующиеся коренными изменениями состава, структуры и текстуры природного минерального и органического сырья.

По степени техногенного воздействия на литосферу эколого-геологические системы автотранспортного комплекса часто сравнимы с ЭГС промышленных и горнопромышленных комплексов. Это проявляется в изменениях структуры, состава и свойств грунтов, форм рельефа и гидрогеологических условий. Строительство автомобильных дорог неизбежно приводит к трансформации природного рельефа, требуя создания насыпей и выемок, что существенно влияет на геологическую составляющую этих ЭГС. Ключевым элементом дорожной конструкции является земляное полотно – геотехническая конструкция, выполняемая в виде грунтовых насыпей, выемок или полунасыпей-полувыемок, служащая основанием для дорожной одежды, а также для размещения технических средств организации дорожного движения и обустройства автомобильной дороги [23]. Как грунтовое сооружение, земляное полотно обладает рядом важных характеристик, таких как прочность, устойчивость, ремонтопригодность, надежность и экономичность, которые напрямую зависят от свойств применяемых грунтов.

От прочности земляного полотна зависит срок службы дорожной одежды и, как следствие, автомобильной дороги при сохранении транспортно-эксплуатационных качеств. Прочность земляного полотна достигается правильным выбором конструкции, устройством надежного водоотвода и его содержанием, своевременным устранением повреждений дорожной одежды в процессе эксплуатации автомобильной дороги. Однако прочность и устойчивость земляного полотна в значительной степени зависят от правильного производства земляных работ (рационального размещения в теле насыпи грунтов, различных по своим физико-механическим свойствам, достижения необходимой плотности при условии оптимальной влажности грунтов и т.д.). Для сооружения земляного полотна обычно используются местные или привозные грунты, обладающие различными физическими и физико-механическими характеристиками [23]. Наиболее благоприятными грунтами являются щебнистые, галечные, гравийные, крупно- и среднезернистые песчаные, которые обладают высокой несущей способностью, хорошо пропускают воду (дренирующие грунты) и не изменяют своих свойств при замерзании.

Грунтовый массив, соприкасающийся с дорогой, испытывает в той или иной степени периодические воздействия от подвижной нагрузки. Эти воздействия отличаются динамическим характером. При недостаточной устойчивости грунтового массива к такого рода воздействиям могут происходить соответствующие деформации. В этом случае обычной практикой служит упрочнение или улучшение грунтов основания сооружения. Так, например, еще в 1960-х – начале 1970-х годов при строительстве автомобильных дорог были изучены особенности укрепления полесских мелкозернистых песков и других наиболее характерных для Белоруссии грунтов. Исследования того времени доказали возможность использования слабых грунтов (кроме текучих) независимо от вида покрытия, нагрузок и интенсивности движения [24].

В первой половине1980-х годов в республике широкое распространение получили укрепленные основания. Исследовались возможности укрепления гравийно-песчаных материалов известью, однако более эффективным оказалось использование золы-уноса ТЭЦ. Для укрепления верхней части земляного полотна и слоев дорожной одежды стали применять гидрофобизированные грунты, обработанные водными растворами поверхностно-активных веществ (ПАВ). Также была разработана технология устройства оснований из доломитового щебня. В 2000-е годы для регулирования водно-теплового режима конструкции дорожного полотна и укрепления откосов земляных сооружений в качестве защитной прослойки и обратного фильтра стали использоваться геосинтетические материалы (рис. 6); нашел широкое применение при укреплении земляных сооружений и геотекстиль с семенами трав.

Рис. 6. Реконструкция республиканской автомобильной дороги Р23 Минск – Микашевичи с применением геосинтетических материалов [25]

Определенными отличиями характеризуется литотоп местных грунтовых дорог страны. Грунтовой считается любая дорога, построенная с использованием грунта, к которому могут быть добавлены гравий, шлак или другие материалы. Такие дороги относятся к самому низкому, 5-му классу, и могут иметь или не иметь какое-либо покрытие. Все грунтовые дороги принято классифицировать на три типа: 1) улучшенные – имеют дорожное покрытие, используется песчано-гравийная смесь, щебень и т.д.; 2) проселочные – представляют собой «укатанную» дорогу, которую в редких случаях сглаживают грейдером; 3) полевые (и лесные) – по сути, это две параллельные колеи, образованные движением транспорта [26]. Важно отметить, что проселочные и полевые дороги часто не строятся целенаправленно, а возникают естественным образом в результате регулярного проезда транспортных средств.

При строительстве улучшенных грунтовых дорог с покрытием в первую очередь проводят инженерно-геологические изыскания. Затем приступают к основным работам, среди которых: уплотнение грунта, организация водоотвода, подготовка дорожного «корыта», создание основания (так называемой дорожной подушки) и укладка верхнего покрытия – «одежды», с последующим уплотнением и обработкой.

Улучшенные грунтовые дороги с покрытием делят на песчаные, щебнистые, песчано-гравийные и послойные. Песчаные дороги подходят для участков с минимальной нагрузкой – например, для разъезда единичных автомобилей. При их строительстве снимается верхний слой грунта, затем уплотняются стенки и дно «корыта», засыпается песок и тщательно трамбуется катком. Главный недостаток таких дорог – отсутствие возвышения над уровнем местности, из-за чего они быстро разрушаются под тяжестью техники и размываются дождями [26].

При интенсивном движении колесного транспорта предпочтительнее использовать щебнистые дороги. Их возводят в три этапа с применением щебня двух фракций: крупный щебень размером 40Ч70 мм укладывают первым слоем в «корыто», а поверх него – слой из мелкого щебня 40Ч20 мм. Тщательное соблюдение технологии позволяет мелким частицам заполнять пустоты между крупными, что обеспечивает высокую плотность покрытия.

Песчано-гравийные дороги, как правило, строятся в зонах садово-дачных участков. Их преимущество – невысокая стоимость и быстрая реализация. Технология строительства схожа с остальными типами: подготовка «корыта», основания и верхнего покрытия. Однако такие дороги менее устойчивы к воздействию воды и перепадам температуры, что сокращает срок службы.

Оптимальным вариантом по многим параметрам является послойное устройство дороги из чередующихся слоев щебня и песка. С одной стороны, послойное устройство обеспечивает высокую прочность и долговечность дорожного полотна, а с другой – улучшает дренажные свойства, благодаря чему снижается риск размыва и деформаций при неблагоприятных погодных условиях. Такая конструкция позволяет равномерно распределять нагрузку от транспортных средств на основание, минимизируя образование колей и трещин. При возведении послойной грунтовой дороги первый слой укладывается из крупного щебня, который выполняет функцию жесткого основания и способствует отводу воды. Следующий слой – более мелкий щебень или песчано-гравийная смесь – обеспечивает связность и дополнительное уплотнение. Верхний слой обычно составляет песок или смесь тонких фракций, обеспечивающих ровную и гладкую поверхность. Каждый слой как следует уплотняется катком, что обеспечивает достижение максимальной плотности и улучшает характеристики дороги. Кроме прочего, послойное строительство позволяет в дальнейшем сравнительно легко проводить ремонтные работы и замену отдельных слоев без необходимости полного демонтажа покрытия [26].

Как было ранее отмечено, одной из первопричин воздействия дороги на массивы грунтов и геологическую среду в целом является изменение рельефа в результате сооружения насыпей, выемок и системы поверхностного водоотвода. Реализация этой первопричины может идти различными путями: либо путем изменения режима ряда природных геологических процессов, либо в результате возникновения новых инженерно-геологических процессов. Одним из ярко выраженных последствий создания новых геоморфологических форм в процессе строительства автомобильных дорог является изменение поверхностного стока воды как одной из составляющих гидротопа рассматриваемых ЭГС. Прежде всего, насыпи, расположенные в определенной конфигурации, могут прерывать естественное движение воды по поверхности грунтового массива. В результате этого участки земель, находящиеся ниже насыпи, могут частично осушаться. На участках выше насыпи, при грамотно спроектированном земляном полотне, как правило, не происходит переувлажнения благодаря установленной системе для отвода поверхностных вод. Однако при нарушении работы этой системы могут возникать проблемы с переувлажнением прилегающих к дороге территорий или боковых площадок, что может привести к образованию заболоченных земель.

Воздействие на геологическую составляющую ЭГС вследствие изменения условий стока могут оказаться заметными, если по тем или иным причинам возникает застой воды. Чаще всего это происходит на равнинных участках.

Заметное изменение гидрологических условий может наблюдаться при строительстве дорог на болотах. В этом случае обычно водопропускные сооружения выносят на край болота с целью устройства их фундаментов на прочном грунте. Однако это сопряжено с возможностью некоторого подъема уровня воды в болоте с верховой стороны при наличии стока [27].

Наряду с поверхностным стоком при строительстве автомобильных дорог изменяется и режим грунтовых вод. Так, вскрытие водоносных горизонтов при устройстве выемок приводит к изменению фильтрационных характеристик грунтов и перераспределению потоков подземных вод. Перехват потока грунтовых вод выемкой может вызвать дефицит питания нижележащих водоносных горизонтов. Необходимость устройства дренажных систем для стабилизации откосов и основания выемки приводит к локальному понижению уровня грунтовых вод. Наиболее чувствительна к таким изменениям верховодка, залегающая в линзах, которая может быть полностью ликвидирована. В то же время, строительство дорожных насыпей на торфяных основаниях без предварительного выторфовывания и с использованием малопроницаемых грунтов может привести к нарушению естественной циркуляции воды в торфяной залежи и, как следствие, к подъему уровня грунтовых вод.

Строительство и эксплуатация ЭГС автотранспортного комплекса часто являются причиной возникновения и развития различных экзогенных геологических и инженерно-геологических процессов и явлений, влияющих на экологическую геодинамическую функцию этих ЭГС. Среди таких процессов следует отметить водную эрозию, русловые процессы, выветривание, склоновые процессы, проседания поверхности территории из-за изменения напряженного состояния грунтов или суффозии, и др. Так, например, при строительстве дорог изменение ландшафта и нарушение естественного стока воды могут стать причиной проявления процессов водной эрозии. Особенно подвержены этому свежесформированные откосы дорожных выемок и насыпей, чья крутизна и недоуплотненность грунта делают их уязвимыми. Проявлению эрозии могут способствовать также вырубка леса в полосе отвода, корчевка пней, снятие почвенно-растительного слоя или его нарушение дорожными машинами; интенсивное выпадение атмосферных осадков; некачественная рекультивация нарушенных земель или ее отсутствие; проявления сопутствующих геологических процессов (выветривание, оползни, осыпи, оплывины и др.).

Водоотводные канавы также выступают в роли очагов интенсивной эрозии, особенно когда их продольные уклоны превышают допустимые значения или сечения выбраны без должного обоснования. В результате таких недочетов канавы могут трансформироваться в овраги, что нередко наблюдается на участках строительства дорог, особенно там, где присутствуют лессовидные грунты.

Рис. 7. Часть автомобильной дороги Р54 в Воложинском районе Минской области, которая была разрушена 30.05.2019 г. в результате водной эрозии из-за сильного ливня [28]

Местные грунтовые дороги, проложенные на эрозионно-подверженных территориях, после размывов и образования промоин нередко выходят из строя и требуют ремонта практически каждый год. Это часто приводит к расширению овражной сети.

Изменение гидрологического режима рек в процессе создания мостов может приводить к активизации донной и боковой эрозии. В результате этого страдают опоры мостов, поскольку их фундаменты подвергаются вскрытию из-за данных процессов. Строительство дорог в сильно пересеченной местности приводит к созданию глубоких выемок, обнажающих грунты, ранее защищенные от воздействия внешних факторов окружающей среды. Обнажившись, эти грунты начинают интенсивно выветриваться, и продукты их разрушения, из-за крутизны откосов, осыпаются вниз, загрязняя канавы и проезжую часть. Нередко в откосах глубоких выемок и высоких насыпей автомобильных дорог можно наблюдать оползневые процессы (рис. 8). Чаще всего откосы оползают по причине плохой организации поверхностного стока воды с дороги, отсутствия водоотводных канав, слабого укрепления или устройства более крутых откосов, которые используемый грунт не может обеспечить.

а

б

Рис. 8. Оползень на новой объездной дороге г. Гродно 04.07.2021 г.: а – вид сбоку; б – вид сверху [29]

Существенные проблемы при эксплуатации автомобильных дорог возникают из-за процессов, связанных с изменениями условий тепло- и массопереноса в верхних слоях грунта. Эти процессы связаны, прежде всего, с условиями эксплуатации дороги в зимнее время, а также с устройством искусственной системы поверхностного водоотвода. Очистка снега с проезжей части зимой вызывает увеличение глубины промерзания. По данным наблюдений глубина промерзания под проезжей частью в 1,5–2,5 раза больше, чем в поле. При небольшой высоте насыпи, а также в выемках в зону промерзания после устройства дороги окажутся вовлеченными слои, ранее находившиеся за ее пределами. Это может вызывать текстурные изменения в слоях под влиянием влаги при промерзании и морозного пучения [27].

В целом, можно подчеркнуть, что автомобильные дороги тесно взаимосвязаны с грунтовыми массивами. По этой причине, дорога как инженерное сооружение подвергается постоянному воздействию геологических процессов.

С функционированием ЭГС автотранспортных комплексов в Белоруссии связано также химическое загрязнение грунтов, поверхностных и подземных вод, что, в сущности, обусловливает экологическую геохимическую функцию рассматриваемых ЭГС. Особенно остро данная проблема стоит при эксплуатации автомобильных дорог, вдоль которых часто возникают литохимические (педохимические) и гидрогеохимические полиэлементные аномалии с широкой ассоциацией элементов-загрязнителей. Например, исследования А.В. Матвеева и др. [30] показали, что в Белоруссии вдоль автодорог покровные грунты чаще всего загрязнены Zr, Pb, Mn, Cu, Ti, Ni, Cr, V, значительно реже Ba, P, B. Причем максимальное количество элементов-контаминантов приурочено к полосе 40–80 м от полотна дороги, а заметное загрязнение прослеживается в зоне до 300 м. При этом, как отмечают авторы исследований [30], распределение техногенных примесей в придорожных полосах довольно неравномерное и на отдельных участках их содержание может достигать величин, приближающихся и даже превышающих предельно допустимые концентрации. Отмечено также, что степень загрязнения грунтов коррелирует не столько с рангом дороги (международные, республиканские, местного значения), сколько с интенсивностью движения на ней.

Остро в стране стоит проблема засоления земель, прилегающих к автомобильным дорогам. Это происходит из-за активного применения противогололедных реагентов (ПГР) в зимний период [31]. Основным таким реагентом является техническая соль (галит), которая на 96–98% состоит из хлорида натрия. В ее состав также входят примеси нитратов, фосфатов и сульфатов натрия и кальция. Соль используется как в чистом виде, так и в смеси с песком, чаще всего в пропорции 1:1 [32]. Ситуация усугубляется тем, что на некоторых участках дорог количество вносимых ПГР в два и более раза превышает установленные нормы [33]. Такое чрезмерное использование хлорида натрия, особенно в сочетании с другими факторами, связанными с эксплуатацией дорог, неизбежно приводит к загрязнению грунтов, поверхностных и подземных вод.

Помимо солей и тяжелых металлов, значительную угрозу для грунтов и водных объектов на территории Белоруссии представляют нефтепродукты. Основными источниками их попадания в грунтовые массивы и заключенные в них подземные воды являются: разливы топлива при транспортировке по дорогам; сточные воды от станций технического обслуживания и ремонта автомобилей; склады горюче-смазочных материалов на автотранспортных предприятиях; автозаправочные станции (АЗС).

Хотя современные АЗС и оснащены герметичным оборудованием, что снижает риск утечек топлива под землю, количество проливов у топливораздаточных колонок и на площадках слива топлива остается высоким. По оценкам, на каждую тонну бензина приходится до 100 граммов пролитого топлива, а на тонну дизельного топлива – до 50 граммов [35]. Эти проливы, а также движение транспорта и атмосферные осадки, приводят к значительному загрязнению поверхностного стока. Исследования, проведенные на АЗС в крупных городах, показали, что поверхностный сток может содержать от 1,2 до 28,7 мг/дмі нефтепродуктов [34].

Загрязненный поверхностный сток оказывает особенно сильное воздействие на грунтовый массив в тех случаях, когда отсутствует ливневая канализация и системы очистки сточных вод. Не все АЗС оборудованы закрытыми системами водоотведения и очистными сооружениями. Однако даже при их наличии, часть загрязненного стока (от 10 до 30%) проникает в грунтовую толщу через незамощенные участки, газоны и трещины в дорожном покрытии [34].

Особенности техноатмотопа. Нормальное функционирование автомобильных дорог и транспортных средств как главных технических составляющих эколого-геологических систем автотранспортного комплекса Белоруссии, во многом зависит от особенностей атмотопа или климатотопа данных ЭГС – части атмосферы с динамическими погодно-климатическими факторами. Причиной этого является то, что количественные параметры погодных условий напрямую формируют конкретные инженерные проблемы. Суточные колебания температуры, особенности циклов замерзания и оттаивания оказывают серьезное разрушительное воздействие. Высокие температуры воздуха (+30–35°C), несмотря на их относительную редкость, способствуют деформации асфальтобетонного покрытия, вызывая размягчение вяжущего и образование колейности. В то же время низкие температуры делают материалы хрупкими, вызывая трещины в дорожном покрытии. Количество и интенсивность осадков определяют необходимость в эффективных системах дренажа и водоотвода, а также влияют на влажностный режим земляного полотна, что критически важно для его несущей способности [23]. Ветровые нагрузки сказываются на заносах снега и эрозии обочин. Все эти факторы ограничивают период активного строительства, требуя использования специальных технологий в неблагоприятные сезоны, и влияют на эксплуатационные характеристики дорог, их безопасность и долговечность.

Прогнозируемое отсутствие понижения минимальных температур воздуха до –35°C и ниже к 2030–2040 гг., по данным НАН Белоруссии [35], хоть и снижает риски экстремальных морозов, но не отменяет необходимости учитывать другие, более частые, но менее интенсивные климатические воздействия, которые суммарно могут привести к значительному износу полотна автомобильных дорог. Важный момент, который часто упускается: снижение экстремально низких температур не означает исчезновения проблем, связанных с морозом. Напротив, увеличение числа переходов через 0°C становится еще более разрушительным фактором, требующим постоянного внимания к качеству материалов и проектирования автодорожного строительства.

Особенности техноэдафотопа. Почвы, находящиеся в сфере влияния эколого-геологических систем автотранспортного комплекса классифицируются как техногенные. Они представляют собой измененные под воздействием человеческой деятельности земельные ресурсы, в которых в определенной мере сочетаются характеристики почв горнодобывающих (при создании карьеров, валов, дамб и пр.) и селитебных территорий. С последними их объединяет не столько близость к населенным пунктам, сколько совокупность характерных общих признаков, таких как формирование почв на насыпных или перемешанных грунтах или культурном слое (строительство автотранспортных баз, предприятий придорожного сервиса и др.); наличие в верхних слоях строительного, бытового и др. мусора; нейтральную или щелочную реакцию среды; специфические физико-механические и другие свойства (например, высокая плотность, уплотненность, каменистость).

В зависимости от характера дневной поверхности, территории, занятые ЭГС автотранспортного комплекса, подразделяются на два основных типа [36]: 1) открытые (с частичным озеленением) и 2) закрытые (застроенные и заасфальтированные).

На открытых пространствах выделяют четыре основные категории поверхностных почвенно-грунтовых образований: естественно-антропогенные почвы с поверхностными преобразованиями, антропогенно глубоко измененные почвы, молодые почвы, возникшие на обнажившихся или насыпных породах, а также искусственно созданные почвоподобные образования – техноземы, которые формируются при рекультивации территорий, пострадавших от различных аварий на транспорте (например, разливы опасных химических веществ, нефтепродуктов и т.п.). На территориях с асфальтовым покрытием второго типа под асфальтобетонным слоем или иным дорожным покрытием появляются особые образования – так называемые «экраноземы» и «запечатанные грунты».

Естественно-антропогенные поверхностно-преобразованные почвы выделяются тем, что верхний слой почвы глубиной до 50 см подвергается повреждению, трансформации или обогащению внесенными материалами, тогда как средние и нижние горизонты сохраняют природную структуру. Их классификация основывается на исходном типе почвы с добавлением приставки «техно» (например, технодерновые, технодерново-подзолистые и т.п.). Такие почвы, как правило, встречаются в придорожных полосах автомагистралей.

Антропогенно глубоко преобразованные почвы включают механически и химически преобразованные почвы и техноземы. Механически преобразованные почвы – это те, которые подверглись сильным изменениям вследствие глубокого вскрытия, перемешивания и перестройки почвенного профиля (например, при выемках грунта для фундаментов зданий, прокладке коммуникаций, ландшафтных планировках и т.п.). В их составе отсутствуют естественные генетические почвенные горизонты. Химически преобразованные почвы характеризуются морфологическими изменениями, вызванными воздействием вредных химических веществ, приводящих к серьезному загрязнению и стратификации техногенных субстратов (примером являются почвы на территориях разлива нефтепродуктов при авариях). В этих почвах существенно меняются генетические горизонты, образуются новые слои, характерные для почвообразования с техногенным воздействием. Получившийся профиль может частично напоминать естественный, но чаще представляет собой уникальное почвенно-техногенное образование без точных природных аналогов. В таком профиле меняются процессы миграции веществ, гумусообразования и другие почвенные процессы.

Молодые почвы, развивающиеся на техногенных субстратах, находятся на начальных стадиях формирования и встречаются на рыхлых или плотных природных или техногенных грунтах (эмбриоземы). Они имеют слабый, органогенный верхний слой мощностью менее 5 см, а нижние горизонты формируются из естественных или насыпных грунтов (например, на откосах дорожных выемок и насыпи). По сути, эти почвы представляют собой литогенные образования [36].

Искусственные почвоподобные образования, называемые техноземами, создаются в результате технических мероприятий по восстановлению земель, пострадавших от человеческой деятельности. Они характеризуются наличием насыпных горизонтов (из природных или техногенных материалов) общей мощностью свыше 50 см и плодородного поверхностного слоя. В отличие от естественных почв, техноземы не имеют генетической связи между своими составляющими слоями и, следовательно, не обладают развитой системой генетических горизонтов, несмотря на выполнение почвенных функций.

Строительство дорог и транспортной инфраструктуры неизбежно ведет к тому, что почва и другие грунты оказываются «запечатанными» (см. рис. 6, 7). Почвы, погребенные под дорожными покрытиями (экраноземы), подвергаются серьезным трансформациям: они становятся сильно уплотненными, нарушается их водный, тепловой и газовый баланс, а микроорганизмы сталкиваются с дефицитом кислорода. Эти почвы лишены возможности получать питательные вещества извне, а верхние слои часто повреждаются в процессе строительства. Удаление плодородного слоя перед прокладкой дороги с последующим его покрытием грунтом приводит к формированию «запечатанного грунта» [36].

Почвы эколого-геологических систем автотранспортного комплекса, как и грунты литотопа этих ЭГС, в значительной степени подвержены химическому загрязнению. Причем источники и элементный состав загрязнителей в обеих средах практически идентичны.

В этом плане представляет интерес исследовательская работа А.В. Судника и соавторов [31–33], посвященная изучению загрязнения придорожных территорий в результате эксплуатации и содержания автомобильных дорог в Белоруссии. В качестве объектов исследования ими были выбраны отдельные участки основных автомобильных магистралей: М1/Е30 Брест (Козловичи) – Минск – граница с Россией (Редьки), М3 Минск – Витебск, а также М9 – Минская кольцевая автомобильная дорога (МКАД). Для мониторинга загрязнения придорожных зон компонентами противогололедных растворов (ПГР) проводился отбор образцов почв (в двух горизонтах: 0–10 см и 10–20 см), лесной подстилки и зеленых мхов на расстоянии 5, 10, 20, 35, 150 и 300 м от МКАД (всего было отобрано 192 образца) с учетом рельефа участка (в выемке, на насыпи и при нулевых отметках) согласно методическим рекомендациям [37]. Результаты исследований приведены в таблице 2.

Таблица 2 Средние показатели элементов загрязнителей (мг/кг сухого вещества) в почве лесных фитоценозов на различном удалении от дорожного полотна [32]

Анализ результатов пространственного распределения рассеянных элементов в почве, снежном покрове и компонентах лесных фитоценозов позволил авторам [1] установить, что наибольший вред наносится, как правило, непосредственно опушечным территориям вдоль автодорог. Были определены три зоны с различной степенью накопления загрязняющих веществ: первая (5-метровая) – с концентрацией элементов, в 2 и более раз превышающей средний уровень; вторая (5–35 м) – среднего накопления; третья (35–300 м) – с содержанием поллютантов ниже среднего. Открытые территории способствуют переносу загрязнителей, главным образом с воздушным потоком, на более дальние от проезжей части участки. При отсутствии на полях защитного древесного барьера в снежном покрове, а летом – в растительности, содержание загрязнителей остается значительным даже на расстоянии 300 м от дороги, при этом максимальные концентрации наблюдаются в пределах первых 150 м.

По итогам проведенного анализа загрязнения почвенно-растительного покрова придорожных территорий комплексом техногенных металлов и компонентов ПГР было установлено, что в них происходит долговременное накопление различных привнесенных элементов и формируются относительно четкие градиенты их содержания в пространстве [32].

ОСОБЕННОСТИ БИОТИЧЕСКИХ КОМПОНЕНТОВ ЭГС АВТОТРАНСПОРТНОГО КОМПЛЕКСА БЕЛОРУССИИ

Особенности техномикробоценоза. Микроорганизмы, включая простейших, водоросли, грибы, актиномицеты и бактерии, являются неотъемлемой частью техномикробоценоза эколого-геологических систем автотранспортного комплекса Белоруссии, как и других подобных систем. Большая часть этих микроорганизмов обитает в почве, где они играют ключевую роль в поддержании экосистемных процессов и биогеохимических циклов. Однако, несмотря на их важность, микробное разнообразие в ЭГС, связанных с автотранспортом в стране, практически не изучено. Это затрудняет понимание влияния антропогенных факторов, связанных с автотранспортом, на микробное разнообразие и функции почвенных экосистем. Тем не менее, исследования, проведенные И.Д. Свистовой, И.И. Корецкой, А.П. Щербаковым, Х.А. Джувеликян и другими [38, 39 и др.], предоставляют ценную информацию для характеристики особенностей видового состава и эколого-трофической структуры микробных сообществ (МСО) в контексте функционирования ЭГС автотранспортного комплекса. Так, в частности, И.Д. Свистовой с коллегами [38] на одном из отрезков автомагистрали «Дон» 485–490 км были выполнены мониторинговые исследования автотранспортного загрязнения черноземной почвы на разных элементах рельефа в открытых придорожных экосистемах (ПЭС) на расстоянии 10, 50 и 100 м от полотна дороги, а также перед и за лесополосой продуваемого типа (10 и 30 м от трассы) в придорожных лесомелиоративных ландшафтах. Исследования включали анализ содержания тяжелых металлов и нефтепродуктов в почве, численности эколого-трофических групп почвенной микрофлоры, а также расчет показателей структуры микробных сообществ, таких как коэффициент иммобилизации азота, коэффициент олиготрофности и соотношение мицелиальных форм. Результаты этих исследований сводятся к следующему.

В почвенном покрове накопление ТМ наблюдается только в верхнем его слое. Почва относится к категории среднезагрязненной, на расстоянии 100 м – слабозагрязненной. Превышение ПДК на равнинных участках местности зафиксировано только для свинца (Pb) – в 1,3 раза, и кадмия (Cd) – в 1,2 раза, на расстоянии 10 м от дороги. На пониженных участках рельефа, куда с дороги вместе с талой и дождевой водой сносится осевшая пыль, содержание подвижных форм данных металлов превышало ПДК на расстоянии 10 м в 1,3–1,5 раза, а на 50 м – в 1,2–1,3 раза. Для всех эколого-трофических групп почвенной микрофлоры наблюдалось закономерное снижение численности по мере приближения к автотрассе. Особенно заметны были эти изменения летом в период иссушения почвы. В качестве фонового уровня выбрана точка забора проб на расстоянии 100 м от дороги в открытой придорожной экосистеме с ровным рельефом.

Степень снижения численности (антропотолерантность) различных групп микроорганизмов сильно различалась. Наиболее чувствительными оказались бактерии-иммобилизаторы азота – их численность снижалась по сравнению с фоном в 4–4,5 раза на ровных участках и в 5,8–6,3 раза на пониженных участках рельефа. Грибы также показали существенное сокращение – в 2,5–3 раза и 3–4 раза соответственно. Содержание азотобактера (процент обрастания почвенных агрегатов) практически уменьшалось до нуля у кромки дороги. Более устойчивыми оказались бактерии-аммонификаторы, олигонитрофилы и актиномицеты – их численность снижалась у трассы в 1,5–2 раза по сравнению с фоном. Наиболее сильное угнетение микрофлоры всех эколого-трофических групп отмечалось в открытых придорожных экосистемах на пониженных участках рельефа. Численность микроорганизмов не достигала фонового уровня даже на расстоянии 100 м от трассы. Для устойчивых групп почвенной микрофлоры динамика роста численности с удалением от дороги была аналогична таковой на ровных участках, тогда как для более чувствительных групп наблюдалось отставание. Так, концентрация азотобактера в 50 м практически не увеличивалась, а в 100 м составляла лишь около 15% от фонового значения. Лесомелиоративные полосы выступили в роли наилучшего барьера для аэротехногенных выбросов автотранспорта: уже в 30 м за лесополосой численность всех групп почвенной микрофлоры соответствовала фоновой. Различия в антропотолерантности эколого-трофических групп почвенной микрофлоры привели к нарушению структуры микробного сообщества. Коэффициенты олиготрофности и соотношения мицелиальных микроорганизмов оставались стабильными во всех точках отбора, однако коэффициент иммобилизации азота у полотна дороги (1,4–1,6) существенно уступал фоновым значениям (3,1–3,7), особенно на участках пониженного рельефа – на дистанции до 50 м от автотрассы. Снижение этого показателя отражает уменьшение способности микрофлоры связывать и удерживать минеральный азот в биомассе, что ведет к нарушению азотного цикла в почве [38].

Активность почвенной микрофлоры оценивалась по уровню выделения СО2 из почвы и по потенциальной активности азотфиксации. Биологическая активность почвы у автомобильного полотна снижалась значительно сильнее: эмиссия СО2 уменьшалась в 3–3,5 раза, а потенциальная активность азотфиксации – в 20 раз. На пониженных участках рельефа на расстоянии 100 м от дороги уровень азотфиксации составлял всего около 12% от фонового значения. Это свидетельствует о том, что физиологическая активность микроорганизмов подавлялась гораздо сильнее, чем их численность.

Сокращение биоразнообразия микробного сообщества вблизи автомагистрали было продемонстрировано на примере почвенных микромицетов. Общая плотность типичных видов грибов у кромки дороги увеличивалась с 43% до 77–81% за счет вытеснения редких и случайных видов. Такая тенденция, известная как «концентрация доминирования», может привести к снижению устойчивости микробных сообществ техногенно измененной почвы, расположенной рядом с автотрассой [40].

Изменения касались и видового состава микроорганизмов. Некоторые грибы, типичные для фоновых участков, становились редкими или случайными у дороги, тогда как на почве около автодороги появлялись новые, нехарактерные для естественных почв виды. Коэффициент сходства между пробами, взятыми в 10 и 100 м от автотрассы, колебался в пределах 0,44–0,65. На пониженных участках рельефа число общих видов грибов уменьшалось, а различия в структуре микросообществ проявлялись особенно четко на уровне доминирующих видов.

Все типичные микромицеты авторы исследований [38] разделили на три группы: 1) виды, чувствительные к антропогенной нагрузке (преобладают на расстоянии 100 м, но отсутствуют вдоль полотна дороги), 2) устойчивые виды (их частота встречаемости остается стабильной), и 3) виды-индикаторы загрязнения (их доминирующее положение резко возрастает вблизи автотрассы).

К первой группе относятся фитопатогенные грибы Botrytis cinerea и виды родa Fusarium, а также грибы, развивающиеся на растительных остатках – Rhizopus stolonifer и Chaetomium sp. Снижение их встречаемости, вероятно, связано с угнетением растительности в придорожной зоне. Особенно на участках пониженного рельефа вид B. cinerea исчезает уже на 100-метровом удалении от дороги.

Во вторую группу входят эвритопные виды с широким экологическим диапазоном. Однако на пониженных участках рельефа наблюдались некоторые изменения состава: вид Alternaria tenuis понижался из доминирующих до часто встречающихся, эпифит Cladosporium herbarum исключался из группы устойчивых и переходил в чувствительные, появлялись новые виды Penicillium notatum и Trichoderma harzianum.

Наибольший интерес для мониторинговых исследований представляет третья группа видов. Эти виды, ранее редкие или отсутствующие в фоновых черноземах, становились часто встречающимися в техногенно измененных почвах возле автотрассы. К ним относятся пенициллы P. funiculosum, P. terlikowskii, P. rugulosum, а также аспергиллы A. terreus, A. ochraceus, A. fumigatus и Paecilomyces farinosum. На участках с пониженным рельефом численность этих видов возрастала, при этом P. funiculosum и A. terreus становились доминирующими компонентами микробного сообщества.

Некоторые виды грибов, устойчивых к загрязнению, содержат темные пигменты, обладающие антиоксидантными свойствами, которые защищают их от неблагоприятных абиотических факторов, таких как высыхание, интенсивное солнечное излучение и радиоактивное облучение [41]. Другие устойчивые и индикаторные виды на загрязнение способны синтезировать токсины с антибиотическим, фунгицидным, фитотоксичным и зоотоксичным действием [42, 43]. По всей вероятности, именно такие особенности их метаболизма обеспечивают им преимущества в усиливающейся конкурентной борьбе с другими грибами в условиях техногенного загрязнения (явление, известное как «метаболическое регулирование»).

Исследование фитотоксических свойств почвы с использованием биотестов выявило, что формирование инициированного микробного сообщества стимулирует рост микроорганизмов, одновременно приводя к возрастанию фитотоксичности на 10–14%. Это указывает на существенный вклад микроорганизмов в развитие фитотоксикоза почвы. На расстоянии 10 м от автотрассы фитотоксичность превышала контрольный уровень в 10–15 раз для нативной почвы и в 3–5 раз для инициированного микробного сообщества, при этом фитотоксикоз почвы сохранялся на расстоянии до 50 м от трассы. В условиях пониженного рельефа местности фитотоксичность почвы в диапазоне 8–12% была зафиксирована даже на 100-метровом удалении. Примечательно, что в закрытых придорожных экосистемах за лесополосой, на расстоянии 30 м от автотрассы, токсические эффекты в почве отсутствовали [37].

Особенности технофитоценоза. Фитоценозы автомобильных дорог, находящиеся под непрерывным антропогенным прессом, включая кошение, эрозию почв, загрязнение поллютантами от автотранспорта и солевыми компонентами противогололедных реагентов, формируют экотон – своеобразную буферную зону между природными экосистемами, агрофитоценозами и искусственными объектами дорожной инфраструктуры. Морфология данной растительности определяется конструктивными особенностями полосы отвода, интенсивностью дорожного движения и характером мероприятий по уходу. Эти растительные сообщества характеризуются специфической сукцессионной стадией, доминирующими видами которой являются синантропы, что свидетельствует о регрессионных изменениях естественной растительности в условиях постоянного антропогенного воздействия [44].

Исследования Е.С. Шавалды с коллегами [45–48], посвященные эколого-флористическому анализу придорожной растительности в полосах отвода вдоль автомобильных дорог центральной части Белоруссии, выявили значительное видовое разнообразие. Работы проводились в 2021–2023 гг. в Минске в пределах МКАД и Минской области (рис. 9). В ходе исследований авторами выполнено 635 геоботанических описаний на площадках размером 25–50 мІ в зависимости от конфигурации полосы отвода (рис. 10). Для классификации использовался метод Браун-Бланке, а обилие видов оценивалось по шкале Й. Браун-Бланке [49, 50].

По итогам работ было выделено 3 класса растительных сообществ (Polygono-Poetea annuae, Artemisietea vulgaris, Molinio-Arrhenatheretea), 4 порядка, 6 союзов, 11 ассоциаций, 19 вариантов и 2 безранговых сообщества.

Класс Polygono-Poetea annuae представлен антропотолерантными синантропными фитоценозами вдоль участков полосы отвода с сильным уплотнением, эрозией и перегревом почвенного покрова. Сообщества в основном представлены низкорослыми синантропными видами, стойкими к вытаптыванию и уплотнению интенсивно вымываемого грунта, что подтверждается единственной обнаруженной ассоциацией Polygonetum arenastri данного класса [47]. Диагностические виды класса Polygono-Poetea annuae (согласно литературным источникам для Белоруссии): Lolium perenne, Plantago major, Polygonum arenastrum, Trifolium repens, Lepidium ruderale, Poa annua, Taraxacum officinale, Potentilla anserina [47, 51].

Класс Artemisietea vulgaris представлен в основном синантропными видами с высокой долей двулетников и многолетников. Сообщества данного класса встречаются в секторах 2–3 (4) всех экспозиций и в секторах 1 на участках с плотной дерниной. Для синтаксонов данного класса характерно доминирование высокорослых травянистых растений на богатых почвах, что подтверждается их преимущественное распространение в кюветах «насыпей» и «выемок» за счет частого отсутствия периодического сезонного кошения вдоль автодорог, смыва почв и поверхностных грунтов с откосов и их накоплением в кюветах. В состав класса входят 4 ассоциации и 2 безранговых сообщества. Диагностические виды класса Artemisietea vulgaris: Artemisia vulgaris, Elytrigia repens, Tanacetum vulgare, Oenothera biennis, Artemisia absinthium, Carduus crispus, Cirsium vulgare, Arrhenatherum elatius, Dactylis glomerata [47, 51].

Рис. 9. Местоположение участков исследования придорожной травянистой растительности с учетом отбора почвенных образцов [48]

Класс Molinio-Arrhenatheretea свойственен участкам полосы отвода с наибольшей сохранностью напочвенного покрова и разнообразием видов. Для класса типичны свойства постоянно скашиваемого луга, пастбища и вторичной растительности, развивающейся под постоянным антропогенным прессом на развитых почвах. Класс представлен 6 ассоциациями. Диагностические виды класса Molinio-Arrhenatheretea: Achillea millefolium, Dactylis glomerata, Festuca pratensis, Festuca arundinacea, Leontodon automnalis, Poa pratensis, Deschampsia cespitosa, Festuca rubra, Rumex crispus [52].

Обобщая результаты, авторы приходят к выводу, что сообщества классов Polygono-Poetea annuae и Artemisietea vulgaris характерны для наиболее нарушенных участков полос отвода, при этом Polygono-Poetea annuae преимущественно ассоциируется с участками, характеризующимися выраженными эрозионными процессами и высокой плотностью

а

б

в

Рис. 10. Типичные конфигурации полос отвода вдоль автомобильных дорог Минской области: а – выемка, б – насыпь, в – нулевое положение [45]

Важным фактором произрастания придорожных фитоценозов является химическое загрязнение тяжелыми металлами и солевыми компонентами ПГР (ионами натрия и хлора). Типичными признаками поражения растений высокими концентрациями ТМ являются: снижение активности ферментов дыхания и фотосинтеза, поступления ряда веществ в клетки и ткани растений, задержка роста, повреждение корневой системы и хлороз (при наличии Cd в почвах в концентрациях 1–13 мг/кг); снижение фотосинтеза и транспирации, хлороз, желтая пятнистость с последующим некрозом, «уродливые» формы, задержка роста корней и молодых побегов (Ni – 30–100 мг/кг); снижение дыхания и фотосинтеза, увеличение поступления Cd и снижение Zn в тканях растений, увядание, темно-зеленая окраска листьев (Pb – 100–500 мг/кг); хлороз молодых листьев и побегов (при наличии Zn в почвенном покрове в концентрациях 140–250 мг/кг) [52, 53].

В структуре фитоценозов в условиях постоянного химического загрязнения наблюдается угнетение аборигенной растительности с формированием специфических сообществ нарушенных территорий с доминированием рудеральных (сорные, адвентивные) видов [54]. Изменение концентрации ТМ в почве приводит к дифференциации некоторых аборигенных видов [55]. Для двулетних и многолетних трав высокая загрязненность почв приводит к уменьшению биометрических параметров растения [56]. Следует отметить, что незначительное повышение концентрации ТМ в почве не всегда оказывает пагубное влияние на растительность, негативные эффекты проявляются только при превышении порогового уровня токсичности [57]. Определить воздействие ТМ на состав и структуру растительных сообществ вдоль дорог затруднительно из-за сложного взаимодействия различных элементов и невозможности учесть все природные и антропогенные факторы. Поэтому при оценке растительности придорожных территорий следует принимать во внимание вероятностную устойчивость фитоценозов к уровню химического загрязнения почв.

Весьма своеобразно негативное действие солей на придорожные растения. Оно включает в себя как минимум две составляющие: осмотическую и токсическую [58]. Осмотическое действие солей проявляется в том, что они создают в почве условия, при которых растениям крайне сложно поглощать воду, даже если она присутствует. Это происходит из-за снижения водного потенциала почвы, что приводит к дефициту воды в тканях растений и нарушению их внутреннего водно-солевого обмена. Этот водный стресс усугубляется токсичностью солей: избыток ионов накапливается в клетках, вызывая их повреждение, что проявляется в виде некрозов на хвое и стеблях, особенно при резком увеличении концентрации солей. Помимо этого, высокое содержание солей в почве приводит к ее подщелачиванию, что изменяет доступность питательных веществ для растений, делая их менее подвижными и затрудняя их усвоение корнями. Более того, избыток натрия, часто присутствующего в солевых смесях, ухудшает структуру почвы, вызывая диспергирование почвенных агрегатов. Это препятствует нормальному движению воды и дренированию, за исключением песчаных почв. В результате, чрезмерное применение соляных смесей для борьбы с гололедом приводит к серьезным последствиям для зеленых насаждений, снижая их жизнеспособность и внешний вид в период вегетации [32, 59].

Особенности технозооценоза. Технозооценоз изучаемых эколого-геологических систем представлен как беспозвоночными, так и позвоночными животными. Данное разнообразие в значительной степени определяется особенностями функционирования технических подсистем ЭГС, а также характеристиками литотопа, эдафотопа и фитоценоза, описанными ранее. Аналогично большинству природных, природно-техногенных и техногенных ЭГС, в исследуемых экогеосистемах доминируют беспозвоночные. К ним относятся насекомые (Insecta), аннелиды или кольчатые черви (Annelida), паукообразные (Arachnida), клещи (Acarina) и брюхоногие моллюски (Gastropoda). Среди насекомых, играющих ключевую роль в функционировании данных ЭГС, выделяются представители отрядов Coleoptera (жуки), Lepidoptera (чешуекрылые), Odonata (стрекозы) и Hymenoptera (перепончатокрылые). Эти таксономические группы демонстрируют высокую степень адаптации к антропогенно измененным условиям и занимают важные экологические ниши в ЭГС автотранспортного комплекса.

Функциональная значимость беспозвоночных в экосистемах объектов автотранспортной инфраструктуры является существенной, поскольку они выполняют комплекс функций, направленных на поддержание экологического равновесия. Например, насекомые, такие как представители отряда Coleoptera и Hymenoptera, активно участвуют в процессах деструкции органического вещества, что способствует улучшению физико-химических свойств почвы и поддержанию ее продуктивности. Кроме того, они выступают в качестве трофического ресурса для многих позвоночных животных, в частности, птиц, обеспечивая тем самым межъярусные связи в пищевых сетях.

Аннелиды (черви) играют критическую роль в процессах аэрации почвенного профиля и трансформации органических субстратов, что создает благоприятные условия для развития растительных сообществ в придорожных полосах. Их деятельность способствует формированию более резистентных экосистем, способных к адаптации к антропогенным воздействиям. Арахниды (пауки) и акарины (клещи), являясь хищниками, осуществляют регуляцию численности других групп беспозвоночных, предотвращая их неконтролируемое размножение и поддерживая тем самым гомеостаз в экосистеме.

Гастроподы, предпочитающие влажные биотопы, также вносят вклад в поддержание санитарного состояния экосистем. Их присутствие и динамика численности могут служить биоиндикаторами состояния экосистемы, поскольку изменения в популяциях могут свидетельствовать о наличии нарушений в ее функционировании.

Ежегодно с приходом тепла в Белоруссии часто наблюдается удивительное природное явление – массовый вылет поденок (Ephemeroptera). Эти эфемерные насекомые, прозванные в народе метлицами за их «метельные» скопления, образуют огромные рои над автомобильными дорогами. Несмотря на их короткую жизнь (от нескольких часов до нескольких дней), их численность может быть настолько велика, что они способны забивать радиаторы автомобилей, вызывая остановку двигателей. Схожие проблемы на дорогах создают и другие назойливые насекомые, такие как комары (Culicidae) и мошки (Simuliidae) (рис. 11).

Среди позвоночных территории Белоруссии, экологически связанных с ЭГС автотранспортного комплекса, выделяют многих представителей основных групп животных. Здесь находят себе место земноводные и рептилии, птицы и млекопитающие. Например, из земноводных вблизи автомобильных дорог можно встретить все 11 видов лягушек и жаб, обитающих в республике. В стране выявлено около 500 мест, где эти животные совершают миграции через проезжую часть. Пик таких перемещений приходится на весенний период (апрель–май), когда земноводные направляются к водоемам для размножения. Именно в это время наблюдается наибольшая гибель особей на дорогах, что приводит к существенному сокращению их популяций.

Рис. 11. Атака автотранспорта насекомыми на трассе М6 Минск–Гродно в июне 2022 г. [60]

Из рептилий вблизи дорог в Белоруссии часто можно встретить прыткую ящерицу (Lacerta agilis), живородящую ящерицу (Zootoca vivipara), веретеницу ломкую (Anguis fragilis), обыкновенного ужа (Natrix natrix), гадюку обыкновенную (Vipera berus).

Многочисленно видовое разнообразие птиц. В зонах влияния автотранспортных магистралей обитают как лесные виды, так и представители открытых лугово-полевых ландшафтов, а также водоемов и их побережий. Присутствуют как гнездящиеся, так и перелетные формы.

Основу сообществ составляют виды европейского происхождения, характерные для широколиственных и смешанных лесов (семейства Врановые (Corvidae), Вьюрковые (Fringillidae), Голубиные (Columbidae), Дроздовые (Turdidae), Завирушковые (Prunellidae), Крапивниковые (Troglodytidae), Мухоловковые (Muscicapidae), Пищуховые (Certhiidae), Поползневые (Sittidae), Синицевые (Paridae), Скворцовые (Sturnidae), Славковые (Sylviidae), Соколиные (Falconidae), Стрижиные (Apodidae), Трясогузковые (Motacillidae) и др.).

В лесных массивах, прилегающих к автомобильным дорогам, часто встречаются такие виды, как пеночка-трещотка (Phylloscopus sibilatrix), пеночка-теньковка (Phylloscopus collybita), зяблик (Fringilla coelebs), большая синица (Parus major), лесной конек (Anthus trivialis), крапивник (Troglodytes troglodytes), лесная завирушка (Prunella modularis), обыкновенная кукушка (Cuculus canorus), пестрый дятел (Dendrocopos major), сойка (Garrulus glandarius) и многие другие.

На территориях вдоль крупных магистралей, особенно вблизи населенных пунктов, наблюдается высокая численность синантропных видов: серая ворона (Corvus cornix), галка (Corvus monedula), грач (Corvus frugilegus), сорока (Pica pica), белый аист (Ciconia ciconia), воробьи полевой (Passer montanus) и домовый (P. domesticus), а также птиц, связанных с сельскохозяйственными угодьями: чекан луговой (Saxicola rubetra), чибис (Vanellus vanellus), жаворонок полевой (Alauda arvensis), овсянка обыкновенная (Emberiza citrinella) и др. Встречаются и хищные птицы: канюк обыкновенный (Buteo buteo), лунь болотный (Circus aeruginosus), лунь луговой (Circus pygargus) и др.

У водотоков и водоемов, расположенных вблизи автомобильных дорог, обитают представители околоводно-болотного и прибрежно-водного экологических комплексов. Среди них выделяются: цапля серая (Ardea cinerea), лебедь-шипун (Cygnus olor), кряква (Anas platyrhynchos), чирок-трескунок (Anas querquedula), озерная чайка (Larus ridibundus), ласточка береговая (Riparia riparia), черныш (Tringa ochropus) и др. Широко распространен соловей восточный (Luscinia luscinia).

В целом следует отметить, что придорожные пространства территории Белоруссии являются ценными ресурсами для орнитофауны, предоставляя птицам необходимые условия для успешного гнездования: доступ к пищевым ресурсам, места для временного пребывания во время миграционных путей и укрытие от неблагоприятных погодных условий, особенно в зимний период.

Что касается млекопитающих, то в полосе отвода автомобильных дорог можно встретить как мелких грызунов, таких как полевки и мыши, так и более крупных представителей фауны, таких как лоси, олени, косули, лисы и другие. Важно отметить, что животный мир в зонах влияния рассматриваемых ЭГС представляет собой сложную и многогранную экосистему, которая сталкивается с множеством вызовов. Автомобильные дороги серьезно нарушают жизнь диких животных, изменяя их привычные пути миграции, места обитания и даже поведение. Постоянное движение транспорта создает смертельную опасность, приводя к тому, что многие животные становятся жертвами дорожно-транспортных происшествий, особенно в местах пересечения автомагистралей с миграционными путями. Эта проблема особенно остро стоит для крупных млекопитающих, таких как лоси и олени, столкновения с которыми могут привести к их гибели и серьезным последствиям для водителей (рис. 12). Согласно статистическим данным [61], наиболее неблагополучными в отношении ДТП с участием диких копытных животных являются республиканские автомобильные дороги: М6 (Е30) Минск – Гродно – граница Республики Польша (Брузги), М2 Минск – Национальный аэропорт Минск, М1 (Е30) Брест (Козловичи) – Минск – граница Российской Федерации, М4 Минск – Могилев, М5 Минск – Гомель, М8 (Е95) граница Российской Федерации (Езерище) – Витебск – Гомель – граница Украины (Новая Гута).

Рис. 12. Лось на трассе М6 Минск–Гродно [62]

Социум. На современном этапе социально-экономического развития Белоруссии наблюдается устойчивый рост значимости автотранспортной и дорожной инфраструктуры. Это обусловливает необходимость формирования высокоразвитой транспортной системы и совершенствования сферы обслуживания. Автотранспортная отрасль является критически важным элементом современной экономики, поскольку ее эффективность напрямую влияет на производительность других промышленных секторов и, соответственно, на общее экономическое благосостояние государства.

Автомобильный транспорт обеспечивает львиную долю грузовых и пассажирских перевозок, выполняет широкий спектр производственных функций и активно используется в международной логистике. Его основные преимущества – высокая маневренность, скорость и возможность осуществления прямых перевозок от отправителя к получателю – делают его незаменимым. Мобильность автотранспорта позволяет оперативно адаптироваться к динамике пассажиро- и грузопотоков.

Роль транспорта не ограничивается лишь перемещением грузов и пассажиров; он оказывает активное воздействие на весь процесс расширенного воспроизводства, стимулируя экономическое, культурное и социальное развитие общества. Это делает транспортную отрасль одной из базовых в экономике.

Значение автомобильного транспорта в решении социально-экономических проблем Белоруссии подчеркивается существенным ростом автомобилизации. За период с 1997 по 2024 год общее количество автомобилей в стране увеличилось с 1,5 млн до 3,6 млн, а число личных автомобилей выросло с 1,1 млн до 3,2 млн, продемонстрировав рост более чем в 2,9 раза. В условиях такой высокой обеспеченности транспортными средствами, наличие хорошо развитой транспортной системы становится важным фактором привлечения населения, создает конкурентное преимущество для размещения производственных предприятий и обеспечивает интеграционный эффект.

Развитие транспортной инфраструктуры способствует расширению торговых связей, повышая конкурентоспособность страны и отдельных регионов. Этот процесс, как правило, синхронизируется с общим ростом экономики. Увеличение парка автомобильного транспорта и числа предприятий, обслуживающих его, также ведет к росту потенциальных рабочих мест. Инвестиции в транспортную инфраструктуру традиционно рассматриваются как стимул для спроса, способствующий экономическому росту и вносящий вклад в развитие регионов, городских и сельских населенных пунктов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Все компоненты ЭГС автотранспортного комплекса как абиотические, так и биотические, обладают совокупностью специфических характеристик, обусловленных влиянием антропогенеза, что необходимо учитывать при их систематике, описании и анализе экологических функций литосферы. Выявленные особенности ЭГС автотранспортного комплекса Белоруссии можно рассматривать как общие для аналогичных ЭГС в России, которые необходимо учитывать при инженерно-экологических исследованиях и изысканиях.

Работа выполнена в рамках: 1) госбюджетной тематики Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова «Эколого-геологические системы: структура, многообразие, систематика и их анализ» (№ ЦИТИС 121042200089-3); 2) научного направления «Закономерности формирования и функционирования эколого-геологических систем», утвержденного приказом ректора Витебского государственного университета имени П.М. Машерова № 12-н от 17.02.2026 г.

Список литературы

1. Трофимов В.Т. Эколого-геологическая система, ее типы и положение в структуре экосистемы // Вестник Московского университета. Серия 4. Геология. 2009. № 2, с. 48–52.
2. Галкин А.Н., Королев В.А. Классификация эколого-геологических систем Беларуси на основе учета особенностей литотопов и инженерно-хозяйственных объектов // Літасфера. 2023. №1 (58). С. 98–109.
3. Королев В.А., Галкин А.Н. К разработке систематики эколого-геологических систем Белоруссии // Инженерная геология. 2023. Том ХVIII. № 2. С. 12–28. DOI: https://doi.org/10.25296/1993-5056-2023-18-2-12-28.
4. Королев В.А., Галкин А.Н. Особенности природных эколого-геологических систем массивов глинистых грунтов Белоруссии // Геоинфо. 2023. Т. 5, № 9/10. С. 12–21. doi:10.58339/2949-0677-2023-5-9/10-12–21
5. Королев В.А., Галкин А.Н. Природные эколого-геологические системы массивов песчаных грунтов Белоруссии // Инженерная геология. 2023. Том XVIII, № 4. С. 38–49. DOI: https://doi.org/10.25296/1993-5056-2023-18-4-38-49.
6. Королев В.А., Галкин А.Н. Особенности эколого-геологических систем массивов торфяных грунтов Белоруссии // Инженерная геология. 2024. Том ХIХ, № 1. С. 20–40. DOI: https://doi.org/ 10.25296/1993-5056-2024-19-1-20–40.
7. Королев В.А., Галкин А.Н. Особенности эколого-геологических систем массивов лессовых грунтов Белоруссии // ГеоИнфо. 2024. Т. 6, № 1/2. С. 48-62. doi:10.58339/2949-0677-2024-6-1/2-48-62
8. Королев В.А., Галкин А.Н. Особенности лесохозяйственных эколого-геологических систем Белоруссии // ГеоИнфо. 2024. Т. 6, № 12. С. 6–19. DOI:10.58339/2949-0677-2024-6-12-6-19.
9. Королев В.А., Галкин А.Н. Особенности сельскохозяйственных эколого-геологических систем Белоруссии // Вестник МГТУ. 2025. Т. 28, № 1. С. 49–61.
10. Королев В.А., Галкин А.Н. Особенности горнопромышленных эколого-геологических систем Белоруссии // Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. 2025. № 4. С. 3–24.
11. Королев В.А., Галкин А.Н. Структура и систематика эколого-геологических систем транспортно-коммуникационных комплексов // ГеоИнфо. 2025. Т. 7, № 3. С. 6–17. DOI:10.58339/2949-0677-2025-7-3-6-17.
12. Леонович И. И., Пупейко О. В. Сеть дорог Республики Беларусь как составляющая транспортно-логистической системы системы // Вестник Белорусского национального технического университета. 2009. № 6. С. 71–81.
13. Витченко А.Н., Антипова Е.А., Гузова О.Н. География. Глобальные проблемы человечества: учебное пособие для 11 класса учреждений общего среднего образования с русским языком обучения (с электронным приложением для повышенного уровня). Минск: Адукацыя i выхаванне, 2021. 247 с.
14. Павлова Е.И. Экология транспорта: учебник. М.: Транспорт, 2000. 248 с.
15. Графкина М.В., Михайлов В.А., Иванов К.С. Экология и экологическая безопасность автомобиля: учебник. 2-е изд., испр. и доп. М.: Форум:Инфра-М, 2024. 320 с.
16. Скобелев В.А, Ларионов М.В. Воздействие объектов автотранспортной инфраструктуры на природную среду и ресурсный потенциал ландшафтных компонентов // International agricultural journal. 2023. № 3. С. 636–646.
17. Никишин В.Н., Барыльникова Е.П. Обеспечение экологической безопасности автотранспортного комплекса: учебное пособие. Набережные Челны, 2019. 232 с.
18. Сайт Министерства транспорта и коммуникаций Республики Беларусь. Дата последнего обращения: 23.02.2026. URL: https://mintrans.gov.by/ru/
19. Транспортная_система_Беларуси // Сайт Википедия. Свободная энциклопедия. Дата последнего обращения: 23.02.2026. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/ Транспортная_система_Беларуси#Автомобильная.
20. Беларусь в цифрах: статистический справочник. Минск: Нац. стат. ком-т Респ. Беларусь, 2025. 63 с.
21. Якубук Ю.П., Луговская И.С. Транспорт и логистика // Сайт Белорусская энциклопедия. Дата последнего обращения: 01.03.2026. URL: https://belarusenc.by/belarus/detail-article.php?ID=9223#auto
22. Сайт РУП «Белдорцентр». Дата последнего обращения: 23.02.2026. URL: https://beldor.centr.by/2025/03/stata2025/
23. СН 3.03.04-2019. Автомобильные дороги. Минск: Минстройархитектуры, 2020. 55 с.
24. Галкин А.Н., Акулевич А.Ф., Павловский А.И., Галезник О.И. Техногенные грунты: учеб. пособие. Минск: Вышэйшая школа, 2020. 192 с.
25. Кидяев Э. Реконструкцию автодороги Р23 Минск-Микашевичи планируют завершить в ноябре 2021 года / Soligorsk-news.by. Дата последнего обращения: 01.03.2026. URL: https://soligorsk-news.by/rekonstrukciju-avtodorogi-r23-minsk-mikashevichi-planirujut-zavershit-v-nojabre-2021-goda/
26. Строительство грунтовых дорог / ООО «Классик-Строй». Дата последнего обращения: 01.03.2026. URL: https://ksstroi.ru/gruntovye-dorogi.html
27. Ипатов П.П., Строкова Л.А. Общая инженерная геология: учебник. Томск: Томский политех. ун-т, 2012. 365 c.
28. Разрушенную часть дороги в Воложинском районе восстановят к 3 июня / Sputnik.by. Дата последнего обращения: 02.03.2026. URL: https://sputnik.by/20190530/Razrushennuyu-chast-dorogi-v-Volozhinskom-rayone-vosstanovyat-k-3-iyunya-1041382339.html.
29. В Гродно из-за ливней обрушилась часть новой дороги. На устранение последствий уйдет около недели / Grodnonews.by. Дата последнего обращения: 02.03.2026. URL: https://grodnonews.by/news/vlast/v_grodno_iz_za_livney_obrushilas_chast_novoy_ dorogi_html?ysclid=mlossb97se273318861.
30. Матвеев А.В., Бордон В.Е., Нечипоренко Л.А. Техногенное загрязнение покровных отложений вдоль автомобильных дорог на территории Беларуси // Вучоныя запіскі Брэсцкага універсітэта. 2009. Вып. 5. Ч. 2. Прыродазнаўчыя навукі. С. 110–117.
31. Судник А.В., Новицкий Р.В. Воздействие автомобильных дорог на природно-растительные комплексы и животный мир Беларуси: состояние, реальные и потенциальные угрозы, мониторинг // Современные тенденции и направления строительства, ремонта и содержания автомобильных дорог и искусственных сооружений: матер. респуб. науч.-технич. конф., посвящ. 50-летию РДУП «БелдорНИИ», Минск, 25–26 окт. 2012 г. / БелдорНИИ; редкол.: В.К. Шумчик и др. Минск, 2012. С. 223–228.
32. Судник А., Вознячук И., Дубовик Д. Загрязнение придорожных территорий в результате эксплуатации и содержания автомобильных дорог в Беларуси // Наука и инновации. 2023. №1. С. 72–78. https://doi.org/10.29235/1818-9857-2023-1-72-78
33. Судник А.В., Вознячук И.П. Последствия воздействия загрязнения придорожных территорий компонентами солевых реагентов на экологическое состояние почвы и растений в лесных биогеоценозах // Лесной вестник. 2020. Том 24, №6. С. 83-93.
34. Беляев А.Ю. Оценка влияния автозаправочных станций (АЗС) на геологическую среду // Материалы Международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов». Вып. 4. М.: Изд-во МГУ, 2000. С. 178.
35. В Белгидромете рассказали, как изменение климата влияет на экономику Беларуси // Belta.by. Дата последнего обращения: 02.03.2026. URL: https://belta.by/economics/view/v-belgidromete-rasskazali-kak-izmenenie-klimata-vlijaet-na-ekonomiku-belarusi-586194-2023/.
36. Герасимова М.И., Строганова М.Н., Можарова Н.В., Прокофьева Т.В. Антропогенные почвы: генезис, география, рекультивация: учебное пособие / Под ред. акад. РАН Г.В. Добровольского. Смоленск: Ойкумена, 2003. 268 с.
37. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследования). 5-е изд., перераб. и доп. М., 1985. 351с.
38. Свистова И.Д., Корецкая И.И., Щербаков А.П. Микробиомониторинг автотранспортного загрязнения чернозема в разных типах придорожных экосистем // Вестник ВГУ. Серия: География, Геоэкология. 2005. № 2. С. 107–114.
39. Щербаков А.П., Свистова И.Д., Джувеликян Х.А. Биомониторинг загрязнения почвы газовыми выбросами автотранспорта // Экология и промышленность России. 2001. № 3. С. 26-29.
40. Марфенина О.Е. Микробиологические аспекты охраны почв. М.: Изд-во МГУ, 1991. 118 с.
41. Жданова Н.Н., Василевская А.И. Меланинсодержащие грибы в экстремальных условиях. Киев: Наукова думка, 1988. 207 с.
42. Мирчинк Т.Г. Почвенная микология. М.: Изд-во МГУ, 1988. 220 с.
43. Билай В.И. Основы общей микологии. Киев: Выща школа, 1989. 392 с
44. Харитонцев Б.С., Попова Е.И. Особенности видового состава растительности придорожных фитоценозов // Соврем. проблемы науки и образования. 2017. № 5. Дата последнего обращения: 02.03.2026. URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=26905.
45. Шавалда Е.С. Таксономический состав и экологическая характеристика придорожной флоры (на примере автомобильных дорог г. Минска и Минской области) // Организмы, популяции и сообщества в трансформирующейся среде: сб. матер. XVII Междунар. науч. экологической конф., Белгород, 22–24 ноября 2022 г. / Под ред. Ю.А. Присного. Белгород, 2022. С. 240–243.
46. Шавалда Е.С. Сегетально-рудеральный компонент придорожной растительности на примере автомобильных дорог центральной части Беларуси // Сахаровские чтения 2022 года: экологические проблемы XXI века: матер. 22-й Междунар. науч. конф., Минск, 19–20 мая 2022 г.: в 2 ч. / Междунар. гос. экол. ин-т им. А. Д. Сахарова Бел. гос. ун-та; под ред. С.А. Маскевича, М.Г. Герменчук. – Минск, 2022. – Ч. 2. – С. 212–214.
47. Шавалда Е.С., Голованов Я.М. Синтаксономия придорожной растительности города Минска и Минской области (Республика Беларусь) // Фиторазнообразие Восточной Европы. 2024. Том 18, №4. С. 234–250.
48. Шавалда Е.С., Судник А.В., Юшин Н.С., Зиньковская И.И. Структура придорожных травянистых сообществ в условиях загрязненности почв тяжелыми металлами // Природные ресурсы. 2024. №2. С. 68–77.
49. Braun-Blanquet J. Pflanzensociologie: Grundzьge der Vegetationskunde. Wien; N.Y.: Springer-Verlag, 1964. 865 p.
50. Миркин Б.М., Наумова Л.Г., Соломещ А.И. Современная наука о растительности: учебник. М.: Логос, 2002. 264 с.
51. Арепьева Л.А., Куликова Е.Я. Эколого-географические особенности синантропной растительности класса Artemisietea vulgaris в городах Минск и Курск // Науч. ведомости Белгор. гос. ун-та. Сер.: Естеств. науки. 2016. №25 (246) С. 31–44.
52. Узаков З.З. Тяжелые металлы и их влияние на растения // Символ науки. 2018. №1–2. С. 52–53.
53. Давыдова C.Л., Тагасов В.И. Тяжелые металлы как супертоксиканты XXI века: учеб. пособие. М.: Изд-во РУДН, 2002. 140 с.
54. Панасенко Н.Н., Харин А.В., Ивенкова И.М., Куликова Е.Я. Сообщества растений трансформеров: ассоциация Urtico dioicae-Heracleetum sosnowskyi // Бюллетень Брянск. отделения Рус. ботан. общества. 2014. Т. 2, №5. С. 48–53.
55. Косицин А.В., Алексеева-Попова Н.В., Игошина Т.И. Внутрипопуляционная изменчивость металлоустойчивости в некоторых южноуральских популяциях Aster alpinus (Asteraceae) // Ботан. журн. 1985. Т. 70, № 8. С. 1084–1091.
56. Демич Ю. А. Содержание тяжелых металлов в объектах окружающей среды и состояние растительных популяций // Вестн. СГУ. 2006. № 7 (47). С. 45–53.
57. Парахонский А.П. Беркун А.В. Ткаченко А.В. Крылов В.П. Содержание токсических веществ в листьях деревьев – экологическая характеристика урбосистемы // Междунар. журн. эксперим. образования. 2011. № 3. С. 110–111.
58. Судник А.В., Яковлев А.П. О последствиях применения в качестве противогололедного реагента хлорида натрия на состояние насаждений вдоль улиц и дорог в г. Минске // Актуальные проблемы изучения и сохранения фито- и микобиоты: матер. IV междунар. науч.-практ. конф., приуроченной к 100-летию кафедры ботаники, Минск, 31 мая 2021 г. / БГУ, Биол. фак.; редкол.: В. Н. Тихомиров (гл. ред.) и др. Минск, 2021. С. 205–209.
59. Судник А., Вознячук И. О воздействии строительства и содержания автодорог на придорожную растительность // Наука и инновации. 2021. №11. С. 34–41. https://doi.org/10.29235/1818-9857-2021-11-34-41
60. Атака насекомых 2022 – трасса М6 Минск-Гродно (Беларусь)? // Pikabu.ru. Дата последнего обращения: 02.03.2026. URL: https://pikabu.ru/story/ataka_nasekomyikh_2022_trassa_m6_minskgrodno_belarus_9164010?ysclid=mm3cqifh7a710635160.
61. Трассы республиканского значения, на которых происходят ДТП с участием диких животных // Belgosohota.by. Дата последнего обращения: 02.03.2026. URL: https://belgosohota.by/news/trassy-respublikanskogo-znachenija-na-kotoryh-proishodjat-dtp-s-uchastiem-dikih-zhivotnyh.
62. Редкие кадры: лось выбежал перед авто и перепрыгнул бетонный забор на трассе М6 // Autogrodno.by. Дата последнего обращения: 02.03.2026. URL: https://autogrodno.by/news/29309-los-m6-pruzhok.html.