Учебно-методический комплект дисциплины: геоэкология Мордовии (стр. 5 )

В соответствии со значениями ИЗВ природные воды делятся на семь классов: I - очень чистые (ИЗВ менее 0,3); II - чистые (0,3 - 1,0); III - умеренно загрязнённые (1,0-2,5); IV - загрязнённые (2,5- 4,0); V - грязные (4,0 - 6,0); VI - очень грязные (6,0-10,0); VII - чрезвы­чайно грязные (более 10,0).

Последние годы для оценки экологического состояния поверхно­стных водоёмов используются гидробиологические индикаторы. По­скольку отсутствует единый гидробиологический показатель, качество воды определяется набором характеристик, отражающих состояние бактериопланктона, фитопланктона, зоопланктона, ихтиофауны. Для выявления степени токсичности вод применяется интегральный пока­затель - биотестирование (на низших ракообразных).

Оценка экологического состояния почв производится с помощью химических, физических и биологических критериев, а также показа­телей деградации сельскохозяйственных угодий. Для оценки степени загрязнения почв и снегового покрова химическими ингредиентами используется суммарный показатель загрязнения (СПЗ). Он определяется по следующей формуле:

, (4)

где n – число наблюдаемых ингредиентов; ki – коэффициент концентрации загрязнителя, определяемый как отношение содержания загрязнителя в почве к его фоновому содержанию (или ПДК).

Разработана оценочная шкала опасности загрязнения почв, увязанная с показателями здоровья населения (Методические указания…, 1987). Согласно этой шкале, выделены следующие категории загрязнения почв: допустимая (СПЗ менее 16), умеренно опасная (СПЗ – 16-32), опасная (СПЗ – 32-128), чрезвычайно опасная (СПЗ более 128).

В качестве показателей физической деградации сельскохозяйственных земель рекомендуется использовать площади угодий, выведенные из землепользования в результате проявления неблагоприятных почвенных процессов (эрозии, вторичного засоления, загрязнения и др.), величины потери гумуса в пахотном слое, состояние жизнедеятельности почвенных микроорганизмов и другие критерии.

Для оценки экологического состояния и антропогенного изменения растительности и животного населения используются структурные и функциональные показатели популяций и биоценозов. Среди них следует выделить такие критерии, как изменение видового состава фито- и зооценозов, уменьшение разнообразия видов растений и животных в биоценозах, сокращение площади коренных ассоциаций, изменение плотности (численности) популяций видов индикаторов, уменьшение проективного покрытия и продуктивности растительного покрова и другие.

Оценка экологического состояния геоэкосистем в целом производится, как показано выше, с помощью комплексных критериев. Последние могут быть получены на основе интеграции компонентных показателей или путём нахождения общесистемных индикаторов. Один из способов получения интегрального критерия (хs) представляет собой расчёт по следующей формуле:

, (5)

где n – число учтенных признаков состояния среды; хi – показатель состояния компонента, взятый относительно какого-либо норматива (например, ПДК) или фонового уровня; ki – весовой коэффициент показателя.

Другой способ получения интегральных критериев основан на использовании балльных оценок. Он нашёл применение при изуче­нии и картографировании экологического состояния регионов евро­пейской территории России (Злотина, Чалов, 1996). Оценка произво­дилась путём суммирования баллов, характеризующих состояние отдельных компонентов окружающей среды, каждому из которых был присвоен определённый весовой коэффициент его значимости в соз­дании неблагоприятных условий для жизни и деятельности человека. Учитывались семь показателей: радиационное загрязнение территории (весовой коэффициент - 1,0), загрязнение поверхностных вод фосфо­ром (0,8), химическое загрязнение почв (0,8), интенсивность развития эрозии на пахотных землях (0,6), заовраженность территории (0,5), неблагоприятные изменения русел и пойм рек (0,5), состояние рай­онов освоения нефтегазовых месторождений (0,5). По степени нега­тивного проявления все виды воздействий ранжировались по шести­балльной шкале: отсутствие неблагоприятных последствий оценива­лись в 0 баллов, слабое отрицательное воздействие - в 1 балл и так далее вплоть до наибольших негативных последствий, которые оце­нивались в 5 баллов. Интегральный критерий определялся как сумма произведений рангов показателей на их весовые коэффициенты. В случае учёта семи показателей его величина варьировала от 0 баллов (при отсутствии негативных последствий) до 23,5 баллов (при мак­симальном отрицательном воздействии). Использование этого крите­рия для анализа конкретных условий европейской территории России позволило выделить пять уровней экологического состояния - от от­носительно благоприятного (сумма баллов менее 4,5) до максимально негативного (сумма баллов более 18,5).

Поиск общесистемных показателей состояния и антропогенного изменения природной среды - сложная и ещё не решённая задача. Предложен ряд показателей, количественно характеризующих структуру и функционирование гео - и экосистем. Среди них можно выделить интенсивность биологического круговорота, определяемую как отношение массы ежегодной биологической продукции к общей биомассе; естественную способность к самоочищению, энергетико-вещественный баланс природных систем и др. В условиях городских ландшафтов для характеристики состояния среды используются показатели здоровья населения.

Косвенно об экологическом состоянии геоэкосистем можно судить по величине антропогенной нагрузки на природу. (1997) предложены коэффициенты абсолютной (Ка) и относи­тельной (Ко) экологической напряжённости территории, т. е. отношение площади земель с высокими антропогенными нагрузками (АН) к площади земель с наиболее низкими нагрузками:

, , (6,7)

где АН1, АН2, АН3, АН4, АН5, АН6 – площади земель с различной степенью антропогенной нагрузки (от самой низкой до самой высокой) согласно данным табл.1.

Коэффициент Ка показывает отношение площади нарушенных горными разработками, промышленностью или транспортом земель к площади слабоизменённых или неизменённых хозяйственной деятель­ностью территорий. Чем выше это отношение, тем менее благопри­ятны условия жизни и деятельности человека, что требует восстановления ландшафтов и поддержания на соответствующем уровне необходимой площади заповедников, заказников и других природо­охранных территорий. Чем больше площадь последних, тем ниже коэффициент Kо и благополучнее складывается состояние окружаю­щей среды. При расчёте коэффициента Kо учитываются все катего­рии земель изучаемой территории. Снижение экологической напря­жённости уменьшает значение этого показателя, а при Kо, равном или близком к 1,0, можно говорить о равновесии между величиной антропогенной нагрузки и потенциалом устойчиво­сти геоэкосистем.

3. Экологические (геоэкологические) ситуации и их оценка. Экологическое состояние геоэкосистем, как правило, отражает ту экологическую ситуацию, которая сложилась на той или иной терри­тории. Понятие "экологическая (геоэкологическая) ситуация" ши­роко используется в эколого-географической литературе, однако оно пока не имеет строгого научного определения. Ряд авторов рассмат­ривает экологическую ситуацию как сочетание экологических про­блем, создающих определённую обстановку в пределах изучаемой территории (Кочуров и др., 1992). Другие представления об этом понятии акцентируют внимание на природных и социально-экономических условиях, которые обусловливают жизнеобеспечение человека (Оценка качества..., 1995; Тихомиров, 1997 и др.). Обобщая имеющиеся представления, определим экологическую (геоэколо­гическую) ситуацию как пространственно-временное сочетание средообразующих природно-антропогенных условий и экологических про­блем, оказывающих существенное влияние на жизнь и деятельность населения. Нередко используют понятие "острая экологическая си­туация", которое обычно ассоциируют с экологическим неблагополу­чием или угрозой здоровью и самой жизни человека.

Формирование экологических ситуаций обусловлено действием нескольких групп факторов - природных, экономических, социаль­ных, демографических, политических (Оценка качества...,1995). Одна­ко главной причиной их возникновения является антропогенный фак­тор - существенное превышение природно-ресурсного и экологического потенциалов ландшафтов (вырубка леса, превосходящая его ежегодный прирост; смыв почвы, превышающий 5 т/га в год; посту­пление загрязняющих веществ в концентрациях больших, чем ПДК, и т. д.). Более конкретно, возникновение острых экологических ситуа­ций связано чаще всего с загрязнением природной среды, угрожающим здоровью населения; деградацией ландшафтов (эрозия, наруше­ние земель и т. д.) и истощением естественных ресурсов.

Экологические (геоэкологические) ситуации всегда имеют пространственно-временной характер. По пространственным масштабам проявления их можно разделить на локальные, региональные и гло­бальные. Отсюда следует, что анализ экологических ситуаций необхо­димо проводить в рамках определённых территориальных структур -геоэкосистем разных иерархических уровней. Ареалы их проявления имеют сложные границы, образованные сочетанием границ природ­ных и антропогенных ландшафтов, бассейнов рек, административных районов, типов землепользования. По временному признаку можно выделить кратко-, средне - и долговременные экологические ситуации.

Поскольку возникновение экологических ситуаций чаще всего ухудшает условия жизни и деятельности человека, возникает необхо­димость оценки степени их опасности. Наибольший практический интерес вызывает оценка остроты (критичности, напряжённости) ситуаций, т. е. по существу выявление степени опасности последствий хозяйственной деятельности человека с позиций самого человека.

Сотрудники Института географии Российской Академии наук предложили определять степень остроты экологических ситуаций, ис­ходя из показателей, характеризующих: а) качество условий жизни населения; б) степень сохранности природно-ресурсного потенциала ландшафтов; в) интенсивность нарушения структуры и свойств ландшафтов (Кочуров и др., 1992).

Учитывая эти признаки, разные авторы выделяют от трёх до одиннадцати степеней остроты (напряжённости) экологической ситуации. В настоящее время наиболее четко можно характеризовать следующие ситуации: удовлетворительную, напряжённую (конфликтную), критическую, кризисную и катастрофическую (Кочуров и др., 1992; Стасюк, Шестаков, 1994 и др.).

Удовлетворительная ситуация характеризует районы, относи­тельно слабо затронутые хозяйственной деятельностью человека (природоохранные территории, районы с сохранившимся традиционным укладом хозяйства). Антропогенные изменения захватывают отдельные компоненты природы. Они легко обратимы при снижении или прекращении нагрузок. Загрязнение среды обычно не превышает ПДК и практически не отражается на здоровье населения.

Таблица 1 - Характеристики остроты экологических ситуаций

Напряженная (конфликтная) ситуация проявляется в освоенных районах со стабильно функционирующими социально-экономическими структурами. Наблюдаются негативные изменения отдельных компонентов геоэкосистем, что ведёт к некоторому ухуд­шению условий жизни и деятельности населения. Улучшение об­становки достигается с помощью стабилизации хозяйственной дея­тельности и совершенствований технологии производства.

При критической ситуации антропогенные нагрузки, как пра­вило, превышают установленные нормативные величины и экологиче­ские требования. В результате возникают значительные изменения геоэкосистем, нарастает угроза истощения естественных ресурсов, ухудшаются условия проживания населения. Уменьшение и прекращ­ение антропогенных нагрузок может привести к нормализации экологической обстановки и частичному восстановлению ландшафтов.

Кризисные ситуации наблюдаются в районах, где хозяйственная деятельность человека ведёт к нарушению структуры гео - и экосистем, истощению естественных ресурсов, существенному за­грязнению компонентов биосферы. В связи с этим негативные из­менения в окружающей среде принимают устойчивый характер, что угрожает здоровью населения, состоянию естественных экосистем, генетическому фонду растений и животных.

При катастрофических ситуациях антропогенные нагрузки и загрязнение среды многократно превышают допустимые границы. Происходит разрушение природных комплексов и соответственно сложившейся системы природопользования. В результате наблюда­ются глубокие необратимые изменения окружающей среды, которые влекут за собой существенное ухудшение здоровья населения, на­рушение природного равновесия, деградацию флоры и фауны.

Характеристики степени остроты (критичности) выделенных экологических ситуаций представлены в таблице.

Уровень экологической критичности (напряжённости) региона может быть оценён в баллах, исходя из пространственного соотно­шения внутри региона площадей с различной остротой экологических ситуаций. Сначала производится балльная оценка экологиче­ской напряжённости для территорий с однородной экологической ситуацией. Предложена следующая шкала (Кочуров и др., 1994):

Таблица 2 - Экологические ситуации

Для оценки экологической напряженности региона (Hi) используется формула:

, (8)

где S1, S2, S3, S4 –соответственно доли площади очень острых, острых, умеренно острых и условно удовлетворительных экологических ситуаций в % от общей площади исследуемого региона.

В соответствии с этой формулой значения экологической напряжённости региона (Hi) могут изменяться в пределах от 1,0 до 10,0 баллов экологической напряжённости. Например, при однородном по экологической обстановке характере структуры региона 10,0 баллов будет иметь территория со 100%-й площадью очень острой экологической ситуации, а 1,0 балл - территория со 100%-й площадью условно удовлетворительной экологической ситуации.

На основании рассчитанных фактических значений баллов экс­пертным путём были определены 7 типов (рангов) регионов России, разли­чающихся по степени экологической напряжённости (таблица).

Как видно из таблицы, ареалы с высокой и очень высокой эко­логической напряжённостью (проявление кризисных и катастрофи­ческих ситуаций) занимают на территории России 17% площади страны. В кризисном или катастрофическом состоянии находятся такие регионы России, как Кольский полуостров, Московский регион, зона влияния Чернобыльской АЭС, Среднее Поволжье и Прикамье, Северный Прикаспий, Калмыкия, прибрежные территории Чёрного и Каспийского морей, промышленная зона Урала, нефте­промысловые районы Западной Сибири, Кузбасс, Норильский промышленный район. Эти территории характеризуются очень слож­ным комплексом экологических проблем, обусловленным главным образом загрязняющим влиянием промышленных центров, а также интенсивным использованием естественных ресурсов (горные разра­ботки, сельскохозяйственное производство, получение древесины и др.) и в большинстве случаев высокой плотностью населения.

Таблица 3 - Характеристика регионов разных рангов экологической напряженности (по Кочурову и др., 1994)

Лекция № 4

Тема: Геоэкологические исследования

территориальных систем

1. Задачи и принципы исследований.

2. Содержание и методы геоэкологических исследований.

3. Геоэкологический мониторинг как средство выявления состояния геоэкосистем.

4. Геоэкологическое прогнозирование.

5. Комплексное геоэкологическое картографирование.

6. Математическое моделирование как средство изучения состояния геоэкосистем.

1. Задачи и принципы исследований. Геоэкологические ис­следования территорий выполняются с целью предотвращения, сни­жения или ликвидации неблагоприятных экологических и связанных с ними социальных, экономических и других последствий хозяйст­венной деятельности человека и сохранения оптимальных условий жизни населения. Достижение этой цели связано с решением целого ряда задач. Среди них выделим следующие (Емельянов, 1999):

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18