ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 26.05.2019
Просмотров: 2711
Скачиваний: 9
46
химических барьеров. Результатом этих исследований обычно являет-
ся оценка совместимости или несовместимости природных и техно-
генных геохимических потоков, степени изменчивости и устойчиво-
сти природных систем к техногенезу.
Этап ландшафтно-геохимического прогноза. Задача этого этапа
заключается в предсказании развития изменения природной среды на
основе изучения прошлых и современных природных и природно-
антропогенных состояний. Подобные исследования базируются на
представлениях об устойчивости природных систем к техногенным
нагрузкам и анализе их ответных реакций на эти воздействия. Такой
подход отражен в представлениях М. А. Глазовской о технобиогеомах
– территориальных системах со сходной ответной реакцией на одно-
типные антропогенные воздействия.
4.2. Ландшафтно-геофизические методы исследований
Особое место в геоэкологии занимает метод балансов, представ-
ляющий собой совокупность приемов, позволяющих исследовать и
прогнозировать развитие геосистем путем сопоставления прихода и
расхода вещества и энергии. Основой метода служит баланс (балансо-
вая матрица, модель), в котором содержится количественная оценка
движения вещества и энергии в пределах системы или при ее взаимо-
действии с окружающей средой. Метод балансов позволяет просле-
живать динамику суточных и годовых циклов, анализировать распре-
деление потоков вещества и энергии по разным каналам.
Основанные на методе балансов научные исследования включа-
ют следующие этапы: 1) составление предварительного списка при-
ходных и расходных статей; 2) количественное измерение параметров
по статьям прихода и расхода; 3) составление карт и профилей рас-
пределения параметров; 4) учет соотношения приходных и расходных
частей и выявление тенденций изменения системы.
Метод балансов в исследованиях природных геосистем. В фи-
зико-географических исследованиях широко используются уравнения
радиационного, теплового, водного балансов, баланса биомассы и др.
Радиационный баланс представляет собой сумму прихода и рас-
хода потоков радиации поглощаемой и излучаемой атмосферой и зем-
ной поверхностью.
47
Тепловой баланс рассматривается как сумма потоков тепла, при-
ходящих на земную поверхность и уходящих от нее.
Водный баланс определяет разность между привносом и выносом
влаги в геосистеме, с учетом
переноса влаги по воздуху в виде паров и
облаков, с поверхностным стоком, с грунтовым стоком, в зимнее вре-
мя – со снегопереносом.
Баланс биомассы определяет динамику биомассы и ее долю в
структуре геомасс ПТК. Например, балансовое уравнение древесной
части леса имеет две статьи прихода: долговременный прирост
дре-
весина и сезонный – листья; и три статьи расхода: опад и поедание,
потери на дыхание и опад листьев. Биомасса определяется в сыром
весе, в весе абсолютно сухого вещества или зольности. Для определе-
ния энергии биомассу пересчитывают на калории, выделяющиеся при
сжигании каждого отдельного организма.
Количественные соотношения между продуктивностью расти-
тельности и ресурсами тепла и влаги определяются с использованием
показателей радиационного баланса за год, атмосферных осадков за
год и радиационного индекса сухости.
Энергетический баланс в изучении геосистем является одним из
немногих подходов, дающих возможность проводить анализ состоя-
ния и функционирования природных и природно-антропогенных сис-
тем в единых единицах измерения. Теоретической основой энергети-
ческого баланса является концепция открытых термодинамических
неуравновешенных систем. Энергия поступает в природную геосис-
тему главным образом от солнечного излучения, а в природно-
антропогенную систему из двух источников
солнечного излучения,
которое превращается в химическую энергию тканей растений; и от
искусственной энергии в виде топлива, товаров и услуг, определяемой
накопленной энергоемкостью. В пределах рассматриваемой системы
только незначительная часть энергии (менее 1 %) используется для
удовлетворения потребностей людей, остальная часть подвергается
разнообразным преобразованиям, которые сопровождаются потерей
тепла. Конечный этап этих преобразований
определенное количест-
во энергии, накопленное в первичной продукции растений и в опреде-
ленных товарах. Универсальность энергетических характеристик
обеспечивает их применение к сложным природным и природно-
антропогенным геосистемам, что превращает использование метода
энергетического баланса в эффективное средство исследования про-
блем окружающей среды.
48
Ландшафтно-геофизические исследования направлены на вы-
деление вертикальной структуры и функционирования геокомплекса.
В качестве основного объекта рассматривают стексы – суточные со-
стояния структуры и функционирования ПТК.
Изучение геокомплексов проводится главным образом при ста-
ционарных наблюдениях, где изучают трансформацию солнечной
энергии, влагоооборот, биогеоцикл, вертикальную структуру ПТК.
Многолетняя апробация методики позволила проводить ландшафтно-
геофизические исследования не только стационарным, но и экспеди-
ционным маршрутным методом, с опорой на базу стационарных на-
блюдений в регионе исследований.
Первоначально в ПТК выделяют геомассы, по их соотношению
геогоризонты. Геомассы и геогоризонты являются системообразую-
щими элементами вертикальной структуры геокомплекса, а ведущим
процессом рассматривается изменение вертикальной
структуры.
Геомассы выделяют по однородности агрегатного состояния,
близким значениям удельной массы и специфическому функциональ-
ному назначению. Например, в почве имеются педомасса различного
мехсостава, литомасса (включения), гидромасса (почвенная влага),
фитомасса корней, мортмасса (подстилка, торф), зоомасса (почвенная
мезофауна).
Геогоризонты – сравнительно однородные слои в вертикальном
профиле геокомплексов. Каждый геогоризонт характеризуется специ-
фичным набором и соотношением геомасс. Геогоризонты легко выде-
ляются визуально, их набор изменяется в течение года в отличие от
ярусной структуры растительности или генетических горизонтов
почв.
Индексация геогоризонтов построена на следующих правилах: в
индексе горизонта классы геомасс указываются в порядке их убыва-
ния (по массе); после класса геомасс через запятую указывают все ви-
ды; после индекса указывается его граница относительно поверхности
почвы (в метрах). Прирост или убыль геомасс показывается стрелками
вверх или вниз, а индексы фотосинтезирующих фитомасс, находя-
щихся в пассивном состоянии зимой, даются в скобках.
Стационарные наблюдения позволили обосновать индикацию
стексов по вертикальной структуре геокомплексов. Суточное состоя-
ние выделяется по сочетанию следующих трех групп признаков: тер-
мического режима, увлажнения и изменения вертикальной структуры.
49
5. ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА И НОРМИРОВАНИЕ
КАЧЕСТВА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Основные понятия. Геоэкологическая оценка и нормирование
качества окружающей среды производится с целью установления пре-
дельно допустимых норм воздействия, гарантирующих экологиче-
скую безопасность населения, сохранение генофонда, обеспечиваю-
щих рациональное использование и воспроизводство природных ре-
сурсов в условиях устойчивого развития хозяйственной деятельности.
Под воздействием понимается антропогенная деятельность, связанная
с реализацией экономических, рекреационных, культурных интересов
и вносящая физические, химические, биологические изменения в при-
родную среду. Количественные и качественные характеристики таких
воздействий рассматриваются как антропогенная нагрузка.
Оценка качества окружающей среды отражает состояние ее при-
родной составляющей, включая естественные природные процессы и
явления и антропогенно обусловленные нарушения природной среды,
а также социально-экономические условия жизнедеятельности насе-
ления с учетом уровня жизни, экономического климата, социально-
экологической обстановки, в том числе демографической и медико-
географической. Особое внимание уделяется определению физиче-
ской величины воздействия на компоненты окружающей среды и
оценке значимости такого воздействия. Наиболее простым и часто
применяемым методом оценки значимости является сравнение вели-
чины воздействия с существующими нормативами качества окру-
жающей среды.
Выбор показателей оценки может быть дифференцирован в за-
висимости от социально-экономического назначения геосистем. Для
природоохранных объектов нагрузка должна сводиться к минимуму и
не превышать фоновых значений. Лесохозяйственные геосистемы
оцениваются с точки зрения возможности сохранения биоразнообра-
зия территорий, восстановления используемого ресурсного потенциа-
ла. Сельскохозяйственные
по показателям территориального рас-
пространения угодий, интенсивности физических и химических воз-
действий, оценки состояния отдельных компонентов (загрязненности
почв, вод, переуплотнения почв, развития эрозионных процессов),
энергетическому балансу геосистем. Антропогенные нагрузки для на-
селенных пунктов, как правило, оцениваются через показатели каче-
50
ства среды обитания человека
качества воздушного и водного бас-
сейнов (выраженные в санитарно-гигиенических нормах).
Социально-экологические характеристики состояния населения
включают степень детериорированности (нарушенности) окружаю-
щей среды, медико-географическую обстановку и уровень комфорт-
ности. Оценка детериорированности объединяет традиционные ком-
плексные оценки загрязнения природных сред и площади нарушен-
ных экосистем. В числе медико-демографических показателей учиты-
вается детская и общая смертность, рождаемость, средняя ожидаемая
продолжительность жизни, показатель миграции. Уровень комфорт-
ности связан с анализом климатических параметров и природных
предпосылок болезней. Ключевым этапом геоэкологической оценки
качества окружающей среды является интегральная оценка природно-
го, антропогенного и социально-экологического фона через картогра-
фирование источников антропогенных воздействий, структуры ПТК и
отдельных компонентов, медико-географической и социально-
экологической обстановки.
В связи с расширением региональных исследований и развитием
геоинформационных технологий усиливается внимание к использова-
нию количественных методов и математического моделирования как
средства аналитической обработки больших массивов экологической
информации, оценивания и территориальной дифференциации.
Нормирование качества окружающей среды подразумевает на-
ложение граничных условий (нормативов) как на само воздействие,
так и на факторы природной среды и отклики экосистем. Первона-
чально были разработаны нормативы санитарно-гигиенического нор-
мирования, касающегося условий среды обитания человека. Экологи-
ческое нормирование учитывает допустимую нагрузку на экосистему,
при которой отклонение от нормального состояния системы не пре-
вышает естественных изменений.
Нормативы качества выражаются в предельно допустимых кон-
центрациях (ПДК) вредных веществ, которые при воздействии за оп-
ределенный промежуток времени практически не влияют на здоровье
человека или состояние экосистемы. Нормативы устанавливаются и
утверждаются специально уполномоченными государственными ор-
ганами в области охраны окружающей природной среды, санитарно-
эпидемиологического надзора и совершенствуются по мере развития
науки и техники с учетом международных стандартов.