Экологическое земледелие с основами агрохимии. Учебное пособие

Кадмий (Cd) является третьим основным загрязнителем, представляющим наибольшую опасность для окружающей среды после ртути и свинца, и считается единственным металлом, представляющим опасность для здоровья как людей, так и животных при концентрациях в тканях растений, которые обычно не являются фитотоксичными. Накопление Cd в побегах растений зависит от проникновения Cd

через корни, перемещения в ксилему и флоэму и разведения Cd в побеге растения на протяжении всего его роста. Кадмий отрицательно влияет на рост растений, и его токсичность может наблюдаться как на морфологическом, так и на физиологическом уровнях, поэтому его содержание строго нормируется (рисунок 25) [9, 12].

Рисунок 25 – ПДК содержания кадмия

Вопросы для самоконтроля:

1Опишите положительные факторы применения удобрений в сельскохозяйственном производстве.

2Опишите негативные стороны применения удобрений в сельскохозяйственном производстве.

3Что такое минеральные удобрения?

4Опишите влияние азотных удобрений на биосферу.

5В чем заключается суть «Проблемы фосфора»?

6Какие химические элементы образуют комплексные соединения с фосфором? Каково их влияние на растения?

91

7Опишите влияние калийных удобрений на биосферу.

8Обозначьте основные последствия загрязнения окружающей среды химическими элементами удобрений сводится.

9Опишите влияние органических удобрений на биосферу.

10Назовите химические элементы, обнаруживающиеся в сточных водах животноводческого комплекса, и опишите их влияние на растения.

92

5 Экологический мониторинг в агроценозе

5.1 Общее понятие о мониторинге, его цели и задачи

Мониторинг (от лат. monitor – напоминающий, предупреждающий,

предостерегающий) – систематическое наблюдение за процессом или явлением для определения его соответствия запланированному изначально результату или с целью проверки гипотетического утверждения.

Применительно к экологии, мониторинг – это сложная информационно-

поисковая система, основанная на систематически повторяющихся наблюдениях с целью оценки и прогноза состояния окружающей среды, подверженной влиянию процессов антропогенеза, с целью предупреждения ситуаций, представляющих опасность для живых существ [1].

Растущая обеспокоенность общественности по поводу загрязнения атмосферы и воды побудила усилия по созданию программ контроля во многих странах. На практике контроль (антропогенных) загрязнителей представляет собой очень сложную проблему: необходимо идентифицировать источники и выбросы, оценить аналитические методы, оценить риски, контролировать критические выбросы и интегрировать экономические аспекты.

Первое упоминание о «мониторинге» в качестве термина приходится на 1971

год совместно с ранее употреблявшимся понятием «контроль» в рамках проведения Стокгольмской конференции ООН по защите окружающей среды. На заседании ООН сформулировано понятие «экологический мониторинг», представляющее собой систему наблюдений в пространственно-временном континууме в соответствии с программой и заранее определенной приоритетной целью. Стокгольмская конвенция направлена на защиту здоровья человека и окружающей среды посредством ряда мер,

направленных на сокращение и, в конечном итоге, устранение их выбросов в окружающую среду и последующего воздействия на человека. Статья 16 Конвенции

93

закладывает основу для механизма оценки успеха деятельности, предпринимаемой во всем мире по осуществлению Конвенции [1, 35 - 37].

Цель экомониторинга – разработка и использование систем, средств и методов наблюдений, используемых для оценки техногенно-трансформированной среды и разработки рекомендаций по ее защите. Глобально, цели экологического мониторинга представляют триаду (рисунок 26) [1].

Рисунок 26 - Триада целей экологического мониторинга

Задачи экологического мониторинга также образуют триаду с определением приоритетов для каждой из них (рисунок 27) [1].

Рисунок 27 - Задачи экологического мониторинга

Объектами мониторинга могут быть природные, антропогенные или природно-антропогенные экосистемы (рисунок 28). В любой экосистеме проводятся

94

исследования, направленные на мониторинг почвы, атмосферы, воды, растительного и животного разнообразия [6].

Рисунок 28 - Объекты экологического мониторинга

На основании целей, задач с установлением объектов наблюдений формируется единая государственная система экологического мониторинга. На первом этапе производится оценка экологического равновесия в экосистемах, основанная на текущей экологической ситуации. На втором этапе создаются информационные системы, необходимые для развития функций экологического мониторинга. И третий этап – разработка и внедрение мероприятий, охватывающих область экологического образования, просвещения и воспитания, пропаганды и рекламы по защите и сохранению окружающей среды (рисунок 29) [38]

Рисунок 29 - Базовые компоненты государственной системы экологического мониторинга

95

Программа государственного экологического мониторинга должна быть адекватной по качеству и количеству данных, чтобы можно было оценить экологические цели. Кроме того, полученные данные должны быть в состоянии предоставить информацию для принятия решений по изменению политики в более позднее время, если это желательно. Однако программы мониторинга могут не предоставить властям удовлетворительную информацию, поскольку будущие статистические потребности не были предвидены, потенциальные искажающие факторы не были учтены или протоколы выборки не предусматривали подходящую рандомизацию. Ключевая промежуточная роль в системе экологического мониторинга принадлежит использованию статистических выводов в обеспечении логической основы для использования данных мониторинга, а также для проверки гипотез о достижении экологических целей. Применение статистического подхода к планированию мониторинга может привести к получению данных, которые будут более общими в своей интерпретации и, следовательно, более полезными в качестве входных данных для разработки и анализа политики [3].

5.2 Виды и типы экологического мониторинга

Определяют 5 ключевых видов экомониторинга (рисунок 30). Каждый из них направлен на организацию наблюдений за изменениями атмосферы и биосферы, а

также прогнозирование последствий экологической деструкции среды [13].

96

Рисунок 30 - Виды экомониторинга

В зависимости от подхода существует несколько классификаций экологических мониторинговых исследований (рис…).

По территориальному охвату выделяют мониторинг локальный, региональный и глобальный [13].

Локальный мониторинг предусматривает слежение за процессами,

протекающими на местном уровне (в основном агроландшафты). Состояние окружающей среды оценивают с точки зрения здоровья человека. Проводят локальный мониторинг гидрометеорологические, водохозяйственные и санитарно-

эпидемиологические службы.

Локальный мониторинг основан на оценке следующих показателей:

гидрологический режим территории;

виды и степень естественной деградации почв (засоление, опустынивание

и др.);

степень антропогенной деградации почв (засорение, просадка и др.);

изучение флористического состава;

определение степени загрязнения вод;

97

Региональный мониторинг осуществляется на уровне крупных природно-

экономических районов. Проводят локальный мониторинг гидрометеорологические,

водохозяйственные и санитарно-эпидемиологические службы.

Глобальный мониторинг представляет собой систему наблюдений за общепланетарными изменениями биосферы. Фоновый мониторинг проводят в соответствии с Глобальной системой мониторинга окружающей среды,

Международной программой «Наблюдения за планетой», Программой ЮНЕСКО

«Человек и биосфера», Программой ООН – по окружающей среде ЮНЕП. Программу работ выполняют на станциях фонового мониторинга [8].

98

Рисунок 31 - Типы экологического мониторинга

99

5.2.1 Агроэкологический мониторинг, как особый вид геоэкологического

мониторинга

Агроэкологический мониторинг представляет собой одно из направлений системы общеэкологических мониторинговых исследований, объектом наблюдения которого являются агроэкосистемы. В рамках данного мониторинга проводится скрининг состояния, степени загрязнения и мер по обеспечению стабильного функционирования агроэкосистем [33].

Агроэкосистема – система, созданная человеком для оказания конкретной производственной услуги – получения продукции сельскохозяйственного назначения. Такая степень антропизации, позволяет констатировать факт того, что деятельность человека, посредством сельскохозяйственной практики, напрямую влияет на функционирование этих экосистем и это является главным отличием агроэкосистем от природных экосистем (таблица 4) [33].

Таблица 4 – Сравнительная характеристика природной экосистемы и агроэкосистемы