ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.09.2020
Просмотров: 2248
Скачиваний: 3
Самой крупной техногенной катастрофой конца XX в. является авария на Чернобыльской АЭС, произошедшая 26 апреля 1986 г. Она намного превосходила по мощности предшествовавшие ей аварии на атомных станциях в Англии (1957 г.) и в США (1979 г.). Взрыв четвертого реактора ЧАЭС привел к разогреву его активной зоны до 4000 0С. В результате над ним образовался факел, в котором нижние слои атмосферы насыщались компонентами топлива, а высокие – продуктами сублимации из разрушенных тепловыделяющих элементов. Соответственно радиоактивные извержения состояли из относительно твердых частиц (ядерного топлива) и аэрозолей.
В первые часы из реактора выносились продукты разрушения вместе с сухой пылью, которые не поднимались выше 1 – 1,5 км и осели в примыкающем к АЭС подфакельном пространстве, чем обусловлена высокая плотность загрязнения вокруг ЧАЭС. Аэрозоли поднялись на высоту 3,5 – 4,5 км и переносились воздушными потоками на большие расстояния.
В результате аварии возникла обширная нуклеарная геосистема радиоактивного загрязнения с ядром в зоне реактора. Эту систему можно расчленить на несколько зон:
1 – подфакельное пространство, включающее тридцатикилометровую зону. Эта площадь вытянута в западном направлении и имеет в поперечнике 70 км. Наибольшую роль здесь сыграло сухое загрязнение с выпадением церия, плутония.
2 – зона атмосферной разгрузки радионуклидов (цезий-137, стронций-90), происходившей с атмосферными осадками. Она охватывает обширные пространства, простирающиеся на сотни и тысячи километров от ЧАЭС (до Польши, Чехии, Германии, Финляндии, Швеции) и имеет пятнистый характер. При конденсации влаги и выпадении осадков из них формировались многочисленные поля и пятна радиоактивного загрязнения. Именно такой характер носит загрязнение радионуклидами на территории Беларуси, общая площадь которого составляет 100 тыс. км2. Здесь проживало 2,5 млн. человек, расположено 7820 населенных пунктов. Загрязнению подверглись 18 % пахотных угодий, 25 % лесов республики.
При ландшафтном анализе нуклеарной системы следует учитывать различные уровни горизонтального строения ПТК. В зоне атмосферной разгрузки проявляется влияние комплексов регионального уровня (ландшафтных районов, провинций). Известно, что с увеличением абсолютной высоты местности в результате неравномерного нагрева земной поверхности усиливается турбулентность воздуха, что приводит к повышению плотности радиационного загрязнения. Велика также роль орографических барьеров на выпадение конвективных осадков, при этом наибольшая их часть приходится на территории перед барьером и на нем. Показательны в этом отношении восточные склоны Новогрудской и южные склоны Ошмянской возвышенностей, загрязненные радионуклидами.
Комплексы локального уровня (урочища, фации) влияют на концентрацию радионуклидов в приземном слое тропосферы, где происходят процессы ветрового перераспределения осадков, дефляции почв, эоловой аккумуляции. Важную роль при этом играют ветровые барьеры, которые формируются местной ландшафтной структурой: неровностями и расчлененностью мезорельефа, участками леса, антропогенными сооружениями. Ландшафтно-радиационные исследования, предпринятые сразу после аварии на Чернобыльской ЭАС сотрудниками института географии Академии Наук Украины (В.С. Давыдчук, Р.Ф. Зарудная и др.) показали, что плотность радиационного загрязнения напрямую зависит от структуры урочищ. В Беларуси подобные работы стали проводиться с 1991 г. Пинским консультационно-диагностическим центром Государственного комитета по проблемам Чернобыльской аварии при участии профессора БГУ Г.И. Марцинкевич и кандидата географических наук И.И. Счастной. Для производства систематических наблюдений была заложена сеть, состоящая из 18 ландшафтно-геохимических полигонов, расположенных в различных ландшафтах Гомельской, Могилевской и Брестской областей. Позднее эти ЛГП были включены в систему национального радиоэкологического мониторинга почв.
Основными объектами изучения ЛГП явились урочища, картографирование которых осуществлялось в крупном масштабе (1:
25 000). Отбор образцов почвы производился внутри урочищ с учетом характера рельефа и растительности. В образцах определялось содержание цезия-137, стронция-90, плутония-238. При сопоставлении ландшафтных карт с картами плотности загрязнения Cs-137 получены следующие результаты. Максимальные уровни загрязнения отмечены в урочищах с высокими абсолютными отметками, сложным строением рельефа и дисперсной структурой растительности. В Белорусском Полесье ПТК с такими особенностями встречаются в холмисто-моренно-эрозионных (мелкохолмистые урочища с западинами, пашней, садами, населенными пунктами), аллювиальных террасированных (волнистые с дюнами, котловинами, сосновыми лесами, участками болот) ландшафтах. Минимальные уровни загрязнения в пределах всех модельных участков свойственны мелиорированным урочищам болотных, озерно-аллювиальных и пойменных ландшафтов (рис.34).
Рис. 34. Карта загрязнения территории полигона Сs-137. ЛГП № 5 "Лубень". Наровлянский район. Гомельская область.
1 - 0,47-4,83 Ки/км2; 2 - 4,83-9,19 Ки/км2; 3 - 9,19-13,56 Ки/км2; 4 - 13,56-17,92 Ки/км2; 5 – 17,92-22,28 Ки/км2.
Поведение радионуклидов и их влияние на человека и окружающую среду стали изучаться с 60-х гг. XX в., когда в атмосфере проводились испытания ядерного оружия. Уже тогда выяснилось, что образующиеся при взрывах атомной бомбы радионуклиды быстро поднимаются в верхние слои тропосферы и стратосферу и на высоте около 23 км образуют крупный резервуар. Время жизни радионуклидов и нахождение в резервуаре зависит от географической широты: в полярных широтах - до 1 года, в экваториальных –4-5 лет. Из резервуара радионуклиды разносятся по всей планете, при этом скорость широтного распространения в 10 раз выше, чем меридионального. Значительная их часть осаждается на поверхность земли атмосферными осадками. При этом наибольшая радиоактивность зарегистрирована при небольших осадках (4 – 5 мм /сут.). Однако в дождливые дни гамма-фон (радиоактивность воздуха) всегда ниже, чем в сухие.
После аварии на Чернобыльской АЭС в Беларуси были проведены крупномасштабные исследования по изучению поведения наиболее распространенных радионуклидов (Cs-137, Sr-90) в почвах, водных объектах, растениях. Cs-137 (период полураспада 30 лет) является очень подвижным элементом, быстро включается в биологический круговорот, достаточно активно поглощается растениями. Миграция Cs-137 из почвы в растения повышается: 1) с увеличением влажности почвы, достигая наибольшей активности в дерново-глеевых и торфяно-болотных почвах; 2) в почвах с малым содержанием обменного калия, в меньшей степени фосфора и кальция, в связи с чем внесение минеральных удобрений и известкование снижает активность цезия; 3) в зависимости от механического состава почв. Ряд ускорения миграции: суглинистыеосушенные торфяно-болотныесупесчаныепесчаные дерново-подзолистые почвы. Доказано, что на минеральных почвах не более 10 % содержащегося в почве радиоактивного цезия усваивается растениями. Попавший в водоем Cs-137 на 90 % осаждается в илах, 4 % поглащается водными организмами, 6 % содержится в воде.
В соответствии с данными радиоэкологического мониторинга земель в верхнем пятисантиметровом слое почвы замечено увеличение доли запаса:
-
для Cs-137 в ряду: дерново-глеевая , дерново-подзолистая глеевая, дерново-подзолистая избыточно увлажненная, торфяно-болотная, дерново-подзолистая почва; для Sr-90 в ряду: дерново-подзолисто-глеевая, дерново-подзолистая временно избыточно увлажненная, дерново-подзолистая, торфяно-болотная почва; для изотопов Pu и Am-241 в ряду: дерново-подзолистая избыточноувлажненная, торфяно-болотная, дерново-глеевая,дерново-подзолистая почва.
8.3. Ландшафтно-экологическое прогнозирование
Прогнозирование – одна из наименее разработанных проблем современных естественных наук, включая ландшафтоведение и экологию. Это обусловлено рядом причин, в том числе сложностью изучаемых объектов, недостатком информации, отсутствием четких представлений о сущности и структуре самого процесса прогнозирования. В настоящее время к процессу прогнозирования подходят с системных позиций, что позволяет увязать теоретические, методические и практические вопросы в единую систему. Система прогнозирования представляет собой совокупность логически увязанных методологических, теоретических и методических положений и рекомендаций, технологических процедур, моделей, направленную на получение конкретных результатов.
Прогноз есть научно обоснованное суждение о возможных состояниях прогнозируемого объекта в будущем. Поэтому важнейшим условием разработки прогноза является выявление сущности и механизмов изменения ландшафтов, установление пространственно-временной динамики процессов, определение временных рядов – последовательных рядов величин каких-либо характеристик по времени. Временные ряды позволяют изучить изменчивость процесса и получить характеристику колебаний, что может быть использовано для предсказания поведения временного ряда в будущем. Направленную изменчивость принято характеризовать такими показателями, как тренд (общая тенденция развития), скорость, периодичность, ритмичность, для расчета которых используются методы математической статистики. Например, с учетом скорости распада Cs-137 построена карта радиационного загрязнения Беларуси на 2046 г., которая позволяет сделать вывод, что по сравнению с 1986 к указанному времени площадь загрязненных территорий существенно уменьшится (рис.35).
Достоверность и точность результатов прогнозирования зависят от правильности выбора масштаба территориальных и временных прогнозных единиц. В зависимости от величины территории выделяются следующие прогнозы: глобальные, региональные и локальные. Глобальные прогнозы строятся с учетом масштабов всей планеты, имеют своей целью разработку глобальной стратегии и не требуют детальной привязки выводов к конкретной территории. Региональное прогнозирование производится применительно к сравнительно крупным географическим комплексам – зонам, провинциям, областям, имеет четкую территориальную привязку и содержит конкретные меры для достижения конечной цели. Локальные прогнозы предназначены для решения задач в пределах ПТК локального уровня ранга урочищ или местностей.
Рис. 35. Плотность загрязнения территории цезием-137 по состоянию на 2046 г.
1 – менее 1 ки/км2; 2 – 1-5 ки/км2; 3 – 5-15 ки/км2; 4 – 15-40 ки/км2; 5 – более 40 ки/км2.
По масштабам времени все географические прогнозы принято делить на сезонные (предсказание ситуации на срок до 1 года), краткосрочные (до 15 лет), долгосрочные (несколько десятилетий), сверхдолгосрочные (столетия), что влияет на выбор операционных единиц. Так, основой сезонных прогнозов является учет изменений метеорологических условий и сезонных явлений природы, что хорошо прослеживается в границах фаций и урочищ. Краткосрочные прогнозы позволяют оценить признаки изменения ПТК, происходящие под влиянием как естественных, так и антропогенных факторов. В качестве территориальной единицы при разработке краткосрочных прогнозов выступает ландшафт, долгосрочных и сверхдолгосрочных – более крупные территориальные комплексы (провинции, зоны).
Ландшафтно-экологическое прогнозирование осуществляется с помощью различных методов, основными из которых являются: экспертная оценка, экстраполяция, географические аналогии, ландшафтно-генетические ряды, использование функциональных зависимостей. моделирование, оценка. В настоящее время неоценимую помощь в разработке прогнозов может оказать построение геоинформационных систем и использование современных ГИС – технологий.
Содержание
|
|
|
С. |
|
Введение |
|
|
|
Глава I |
История развития ландшафтоведения |
|
|
1.1 |
Научные и социально-экономические предпосылки возникновения учения о ландшафте.………………………………………… |
|
|
1.2 |
Формирование представлений о ландшафте и его строении……………………………………. |
|
|
1.3 |
Становление и развитие ландшафтоведения и экологии в XX в………………………………... |
|
|
1.4 |
Развитие ландшафтоведения в Беларуси…….. |
|
|
1.5 |
Тенденции развития современных ландшафтно-экологических исследований……………… |
|
|
Глава II |
Теоретические вопросы ландшафтоведения…. |
|
|
2.1 |
Определение и трактовка термина «ландшафт»…………………………………………… |
|
|
2.2 |
Вертикальное строение ландшафта |
|
|
2.3 |
Горизонтальное строение ландшафта.……… |
|
|
2.4 |
Правила и принципы классификации ландшафтов………………………………………….. |
|
|
Глава III |
Систематика природных ландшафтов Беларуси………………………………………... |
|
|
3.1 |
Классификации ландшафтов………………….. |
|
|
3.2 |
Пространственная организация ландшафтов... |
|
|
3.3 |
Оценка ландшафтного разнообразия…………. |
|
|
Глава IV |
Проблемные вопросы антропогенного ландшафтоведения…………………………….. |
|
|
4.1 |
Основные понятия и термины………………... |
|
|
4.2 |
Проблемы классификации антропогенных ландшафтов…………………………………….. |
|
|
4.3 |
История формирования природно-антропогенных ландшафтов Беларуси……….. |
|
|
Глава V |
Пространственная структура природно-антропогенных ландшафтов Беларуси……….. |
|
|
5.1 |
Сельскохозяйственные ландшафты…………... |
|
|
5.2 |
Сельскохозяйственно-лесные ландшафты…… |
|
|
5.3 |
Лесные ландшафты……………………………. |
|
|
5.4 |
Охраняемые ландшафты……………………… |
|
|
5.5 |
Рекреационные ландшафты…………………… |
|
|
Глава VI |
Ландшафтное районирование………………… |
|
|
6.1 |
Районирование природных ландшафтов…….. |
|
|
6.2 |
Районирование природно-антропогенных ландшафтов……………………………………. |
|
|
6.3 |
Характеристика ландшафтных провинций….. |
|
|
Глава VII |
Функционально-динамическое направление в ландшафтоведении……………………………………. |
|
|
7.1 |
Функционирование ландшафтов……………... |
|
|
7.2 |
Динамические процессы в ландшафтах……… |
|
|
7.3 |
Эволюция ландшафтов………………………... |
|
|
Глава VIII |
Ландшафтно-экологические исследования….. |
|
|
8.1 |
Ландшафтно-экологический анализ…………. |
|
|
8.2 |
Ландшафтно-экологический диагноз………… |
|
|
8.3 |
Ландшафтно-экологическое прогнозирование. |
|
|
Литература |
…………………………………………………... |
|