2.(24) Экологический мониторинг. Научные основы. Задачи. Виды. Уровни. Блок-схема системы мониторинга. Организация стационарных экологических исследований. Особенности мониторинга экотоксикантов.

В 1970 г. ЮНЕСКО была принята Международная научно-исследовательская программа «Человек и биосфера» (МАБ — Man and biosphere), цель кото­рой — организация в разных регионах мира комплексных многолетних наблю­дений за последствиями воздействия человека на естественные процессы в биосфере и изучение обратного влия­ния этих процессов на самого человека. Сложилась в основном целостная система, функционально объединяющая наблю­дения, информацию, действия. Она по­лучила название «мониторинг». Термин «мониторинг» (от лат. monitor — напоминающий, надзираю­щий) вошел в обиход специалистов, ра­ботающих в области охраны окружаю­щей природной среды, относительно недавно (в начале 70-х годов). Этот тер­мин применительно к экологии впер­вые употребили в рекомендациях Сток­гольмской конференции ООН по окру­жающей среде(1972).

Россия (ранее СССР) — участник Программы международного комитета ученых по окружающей среде (СКО­ПЕ), а также Программы ЮНЕП, по­священной наиболее острым экологи­ческим проблемам, которая предпола­гает организацию Глобальной системы мониторинга окружающей среды (ЕСМОС). Основная ее задача — раннее предупреждение наступающих есте­ственных или антропогенных измене­ний состояния ОПС, которые могут причинить вред человеку.

Исходя из сложившихся к настояще­му времени представлений, можно дать следующее расширенное толкование понятия «мониторинг» .

Мониторинг — система наблюдений и контроля за состоянием окружающей человека природной среды с целью раз­работки мероприятий по ее охране, ра­циональному использованию природ­ных ресурсов и предупреждению крити­ческих ситуаций, вредных или опасных для здоровья людей, живых организмов и их сообществ, природных комплексов и объектов. Помимо наблюдения задача­ми мониторинга являются также оценка состояния среды и прогнозирование ее изменений. Различают мониторинг биосферный (глобальный), региональ­ный, локальный (импактный), экологи­ческий, биологический, санитарно-ток-сикологический, международный, наци­ональный, базовый (фоновый), непос­редственный и дистанционный (в том числе авиационный и космический) и др. Первоочередное внимание в мони­торинге уделяют наблюдению за антро­погенными изменениями в природе.

(Блок-схема по Ю.А. Израэль1979)

Организация стационарных экологических исследований. Дальнейшее развитие почвоведения и экологии зависит от умелой организации и долговременного проведения (в географических зонах Земли) стационарных полевых исследований, так как они являются главным методом изучения нативных почвообразовательных микропроцессов.

Организация и проведение стационарных опытов связаны с преодолением принципиальных трудностей, которые условно можно объединить в две группы: методические и технические.

Методические трудности – это аналитическая диагностика веществ, находящихся не только в незначительных количествах (близких к пределу обнаружения), но и во взаимосвязи с иными разнообразными соединениями. При это ещё более серьёзные трудности возникают при идентификации различных реакций, протекающих в результате взаимодействий компонентов почвенных растворов между собой, веществами твёрдой фазы почвы, газами и биотой.

Технические трудности обусловлены отсутствием или недостаточным обеспечением приборами, которые позволяли бы в течение многих лет измерять конкретные почвенные параметры (определение величин рН, ОВП, влажности, концентраций ионов металлов, Со2 и др.) в автоматическом режиме. В этой связи пока ещё измерения проводятся периодически. Чаще всего на образцах почвы, которая берётся из профиля и анализируется в лаборатории. Здесь существенную помощь может оказать использование метода моделирования процессов почвообразования и его сопряжение со стационарным вариантом.

Стационарный метод начал бурно развиваться в 50е годы прошлого века. В 1984 годы существовали стационары: 2222 метеостанции, 95 гидрометеорологических бюро, 105 гидрометеорологических обсерваторий, 228 гидрологических станций, 23 водобалансовых, 99 агрометеорологических, 38 озёрных, 9 устьевых, 240 морских гидрометеорологических, 38 снеголавинных, 5 селестоковых, 9 агролесомелиоративных, 88 лесных опытных станций, 190 проектно–изыскательских станций химизации, 145 заповедников.

Особенности мониторинга экотоксикантов. Мониторинг включает в себя наблюдение за факторами, воздействующими на окружающую среду и за состоянием среды; оценку фактического состояния среды; прогноз состояния окр. среды и оценку этого состояния. По пространственным масштабам воздействия антропогенной деятельности на биосферу рассматривают мониторинг на 3 уровнях – локальном, региональном, глобальном. При организации мониторинга прежде всего возникает вопрос, какие источники и какие загрязняющие вещества являются наиболее опасными с точки зрения негативных последствий для биосферы. При выборе приоритетных загрязняющих веществ оценивают следующие факторы: 1) токсичность соединения, характеризуемая величиной ПДК или ЛД50 2) ряд физико-химических свойств загрязняющего вещества, определяющих его поведение в почве (скорость деградации, скорость миграции в растения и природные воды).

Эти же свойства, как правило, определяют и степень возможного накопления рассматриваемого вещества в почве, которое можно сравнить с ПДК: 1) соотношение между региональным фоновым содержанием вещества в почве и потоком этого вещества в почву за счет антропогенного источника (например, коэф. техногенности и др., которые в частном случае могут быть применены к локальным источникам); 2) составом выбросов из антропогенных источников.

При контроле загрязнения почв на первый план в качестве приоритетных загрязняющих веществ выдвигаются персистентные хлорорганические пестициды: ДДТ и его метаболиты, полихлорпинен, полихлоркамфен. А так же фториды, некоторые гербициды: симазин, атразин. Нефтепродукты и ряд токсичных металлов, а так же диоксины, микотоксины, ПХБ.

Важным принципом мониторинга загрязнения почв является выбор и обоснование пространственных и временных параметров системы наблюдения за загрязнением почв, т.е. с какой частотой по времени и по площади нужно проводить измерение уровней загрязнения. Отбор минимального числа наблюдений, достаточных для оценки загрязнения, необходим, т.к. проведение подобных работ не всегда экономически оправдано и достаточно трудоемко. Поэтому в ряде случаев осуществляются выборочные измерения в ограниченной совокупности точек. При этом отмечаются два обстоятельства: 1) пространственно-временные параметры существенно различны для случаев с загрязнения почв в результате с/х и промышленного производства. 2) трудно установить загрязнение какой площади характеризует данные, полученные на пробной площадке. Не менее важным принципом мониторинга является создание наиболее эффективной системы сбора, передачи и использования получаемой информации о загрязнении почв. Все изложенное , в основном, относится к локальному уровню мониторинга, т.е. в районе непосредственного поступления загрязняющих веществ. Для изучения регионального и глобального мониторинга целесообразно использовать заповедники. Для прогноза возможного загрязнения в будущем необходимо знание поведения загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах.

Билет №25

1. (9).Структура и задачи современной экологии. Основные экологические концепции. Методы исследований, используемые в экологии. Их краткая характеристика и особенности применения. Под экологией мы понимаем сумму знаний, относящихся к экономике природы; изучение всей совокупности взаимоотношений животного с ОС, как органической, так и неорганической, и прежде всего его дружественных или враждебных отношений с теми животными и растениями, с которыми он прямо или косвенно вступает в контакт. Экология- это изучение всех сложных взаимоотношений, которые Дарвин называет условиями, порождающими борьбу за существование.

Экология включает 3 направления:

1)Экологию видов (аутэкологию)

2)Экологию популяций (демэкологию)

3)Экологию биоценозов (синэкологию или биоценологию)

Ф-ии экологии:

1. Описательная

2. Измерительная

3. Классификационная

4. Объяснительная(диагностическая)

5. Синтезирующая(систематизирующая)

6. Предсказательная(прогностическая)

7. Конструктивная.

Основные экологические концепции:

1. Морфолого-структурная (видовое разнообразие, вертикальная ярусность и горизонтальная неоднородность биоцинозов, соотношение жизненных форм, ценотический состав)

2. Функционально-ценотическая (средообразующая деятельность популяций, их взаимод в биогеоценозе, взаимод компонентов в экосистеме)

3. Продуктивно-энергетическая (пищевые цепи, экологич пирамиды хеопса накопления и преобразования свободной энергии, формирование первичной и вторичной продукции)

4. Информационно-кибернетическое (потоки информации и гомеостаз популяции, биоциноза и экосистемы, управляющие воздействия на них)

5. Биогеохимические (круговорот вещ-в в экосиссистеме, миграция хим элементов по пищевым сетям, обмен между экосисстемами)

6. Социально-экономические (эксплуотация экосистем, благопр и неблагопр возд для общегства, во бля!!!)

7. Сукцессионно-динамическая (сукцессия биоценоза и экосистемы, эндогенная и экзогенная экологическая ординация и физиологическая класс биоценозов)

8. Эволю ционная (возникновение и историческое развитие эко-с-м)

9. Хронологическая (пространственная структУРА вид’off распределения эко-с-м различного ранга, в зависимости от усл-й среды(или четверга))

Методы исследований, используемые в экологии.Краткая хар-ка и особ примен.

Система методов экологических исследований(МЭИ) направлена на изучение разных уровней структурной организации веществ в ландшафтах, построение целостной модели объекта, раскрытие специфики функционирования экосистем, контроля за поведением различных экотоксикантов, а так же на рациональное нормирование технологической нагрузки. МЭИ позволяют наиб полно охарактеризовать цепочку: экологическая проблема(ситуация)- экологические процессы-экологические объекты ,-и опр эффективные меры воздействия на антропогенную нагрузку. МЭИ состоят из 2 блоков методов.В первый объединены 3 группы методов( стационарные):

-общие методы(составляют целостное представление о состоянии, структуре и динамике экос-м.

-специальные методы(изуч особенности функционирования компонентов экос-м)

-с пом третьей можно оценить специфику биогеохимической миграции

Во втором блоке- лабораторные МЭИ-3 группы:

-инструментальные физико-химические

-методы моделирования

-методы географического прогноза и ЭЭ ландшафтов

1.Стационарные наблюдения:

1)-общие( методы картографии, ландшафтоведения, почвоведения, гидрологии, метеорологии, геофизики и др прибулды!!!!)

2) Специальные( методы геохимии ландшафта зпт экол химии зпт радиоактивных индикаторов зпт лизиметров зпт агрохимии зпт биоиндикации и микробиологии)

3)Собственно МЭИ:

-методы изуч биогеохимич потоков

-методы исслед взаимод ., трансформации и массопереноса веществ с потоками гравитац влаги в почвах и агроэкосистемах

-методы изуч явлений аллелопатии в фитоценозах

-методы изучения сопряженных потоков( поглощения-выделения) вещ-в растениями и микрофлорой

-методы экологической биотехнологии(детоксикация и утилизация отходов)

2.Лабораторный МЭИ:

1)моделирование

-экспериментальное(изучение почвенных микропроцессов: оглеение, лессиважа, оподзоливания, реакции трансформации труднорастворимых соединений и продуктов техногенеза)

-математич

-компъютерная(в т.ч. и экологические игры)

-ГИС(геоинформационные с-мы).

2. (49). Агроэкология. Определение. Функциональные цели и задачи. Позитивное и негативное влияние сельскохозяйственного производства на окружающую природную среду. Перспективы экологизации сельскохозяйственного производства.

Агроэкология. Определение. Агроэкология изучает с. х. экосистемы, их функциональные элементы и закономерности взаимоотношений между ними.

Агроэкология - это комплексная научная дисциплина, изучающая взаимодействие человека, с ОС в процессе с. х. производства, влияние с. хоз-ва на природные комплексы и их компоненты, взаимодействие между компонентами агроэкосистем и специфику круговорота в них веществ, перенос энергии, характер функционирования агроэкосистем в условиях техногенных нагрузок.

Функциональные цели и задачи. Цели агроэкологии: обеспечение устойчивого производство качественной биологической продукции, максимальное использование природного биоэнергетического потенциала агроэкосистем, сохранение и воспроизводство природно-ресурсной базы аграрного сектора, исключение и минимизация негативного воздействия на ОПС. В задачи агроэкологии входит анализ состояния с. х. экосистем, изучение закономерностей их функционирование с целью повышения устойчивости. Оптимизация является итоговой задачей агроэкологии, т. к. она обеспечивает переход от ресурсоразрушающих интенсивных агроэкосистем к их адаптивным, устойчивым вариантам. Позитивное и негативное влияние с. х. производства на ОПС Широкое развитие земледелия связано прежде всего с уничтожением природной растительности и изменением биологического круговорота веществ и водного режима на значительной территории. Влияние земледелия на ОПС проявляется в следующем:

0. уничтожение природной растительности,

1. превращение бесплодных почв и малопродуктивных природных экосистем в высокопродуктивные земледельческие угодья посредством мелиораций (не исключена и обратная ситуация),

2. уничтожение природных местообитаний животных,

3. деградация почвенного покрова в условиях его нерационального использования ( водная и ветровая эрозия почвы, истощение почв, заболачивание, засоление е осолонцевание, загрязнение почв избыточными дозами удобрений и пестицидов),

4. изменение гидрологического режима,

5. загрязнение поверхостных и грунтовых вод, атмосферы, деградация природной растительности,..

Перспективы экологизации с. х. производства. Экологизация способствует сохранению генофонда дикой природы в качестве исходного материала для селекции. Также обусловлена необходимостью целеноправленного перехода к достижению научно-технического прогресса и осуществления различных видов производственной деятельности в сфере агропромышленного комплекса.

Билет №26