Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Агроэкология. Учебное пособие
.pdf
Под угрозой здоровью населения понимают существенное
увеличение частоты обратимых нарушений здоровья (неспецифические заболевания, отклонения физического и нервнопсихического развития и др.), связанных с загрязнением окружающей среды.
Состояние ОПС и качество среды обитания человека характеризуют критерии загрязнения воздушной среды, воды,
почв, истощения природных ресурсов и деградации экосистем.
Качество природной
зиций как общеэкологических, так и санитарно-гигиенических
требований.
Под критерием подразумевают описание совокупности показателей, позволяющих охарактеризовать ухудшение состояния здоровья населения и окружающей среды.
Показатели означают размер, а параметры – границы интервалов, соответствующих степеням экологического неблагополучия территорий. Параметры приняты на основании либо
научных, экспериментальных данных, либо экспертных оценок специалистов.
среды оценивается также совокупно с по-
11.2. Ботанические и биохимические критерии
Ботанические критерии имеют наибольшее значение, поскольку они не только чувствительны к нарушениям окружающей среды, но и наилучшим образом прослеживают зоны экологического состояния по размерам в пространстве и по стадиям нарушения во времени.
Ботанические показатели весьма специфичны, так как разные виды растений и различные растительные ассоциации в
неодинаковых географических условиях имеют разную чувствительность и устойчивость к нарушающим воздействиям,
и, следовательно, одни и те же показатели для классификации
зон экологического состояния могут существенно варьировать
для разных ландшафтов. При этом учитывают признаки негативных изменений на разных уровнях: организменном (фитопатологические изменения), популяционном (ухудшение видового состава и
ном (соотношение площади в ландшафте).
Пример ранжирования состояния экосистем по ботаническим
критериям приведен в табл. 11.1 (осредненные основные показатели, районированные для определенных зональных условий).
фитоценометрических признаков) и экосистем-
161
Уменьшение обилия вто-
ричных видов, полезных
растений практически нет
Повреждение слабочув-
ствительных видов (тра-
ва, кустарники)
основном сорные и ядо-
витые
Смена господствующих
видов на вторичные, в
Уменьшение обилия
господствующих, осо-
бенно полезных видов
Повреждение средне-
наибо-
чув ст вительных видов
лее чувствительных
видов (хвойные де-
ревья, лишайники)
Таблица 11.1. Ранжирование состояния экосистем по ботаническим нарушениям
162
Нет Повреждение
лезных видов
Естественная смена
доминантов, субдоми-
нантов, особенно по-
Показатель HP K Б
Повреждение раститель-
ных видов
ности (дымом заводов)
Ухудшение видового со-
става естественной рас-
тительности и характер-
> 60 40–60 20–30 < 10
Относительная площадь
< 10 10–20 25–50 > 50
коренных (квазикорен-
ных) ассоциаций, %
Биоразнообразие (умень-
шение индекса разно-
образия Симпсона), %
> 80 60–70 30–50 < 10
Лесистость, проценты
от зональной
< 5 5–15 15–30 > 30
центы от площади
Гибель посевов, про-
> 80 60–70 20–50 < 10
Проективное покрытие
> 80 60–70 10–20 < 5
циальной
тельностью, проценты
от нормального
пастбищной степной и
полупустынной расти-
сти, проценты от потен-
Продуктивность паст-
бищной растительно-
163
Таблица 11.2. Ранжирование состояния по биохимическим нарушениям
Показатель HP K Б
По содержанию химических веществ в сухой массе травянистых
растений, мг/кг:
С : N
Pb, Cd, Hg, Cr, As, Sb по превышению МДУ
Ti, Se по превышению фона < 1,5 2–4 5–10 > 10
Al, S, Te, Wo, Mn, Ca, Ce, Li по
превышению фона
Cu 10–20 30–70 80–100 100
Zn – 30–60 60–100 100–500
Fe – 50–100 100–200 100–500
Mo 2–3 3–10 10–50 50
Co – 0,3–1,0 1–5 5–50
8–12 6–8 4–6 < 4
1,1–1,5 2–4 5–10 > 10
– 1,5–2 2–10 10–50
Биохимические критерии экологического нарушения основаны на измерениях аномалий в содержании химических веществ в растениях. Для классификации критического экологического нарушения территории используются показатели изменения соотношения содержания токсичных и биологически
активных микроэлементов в укосах растений с пробных площадок и в растительных кормах. Аэротехногенный путь поступления поллютантов в
растения через их ассимиляционные
органы является фактором, определяющим деградацию лесных биогеоценозов, особенно в условиях воздействия выбросов горно-металлургических предприятий.
Наиболее информативные биохимические показатели по-
ражения лесных экосистем приведены в табл. 11.2.
11.3. Экологические критерии нарушения животного мира
и почвенные критерии
Экологические критерии нарушения животного мира можно рассматривать как на ценотических уровнях (видовое разнообразие, пространственная структура, трофическая структура, биомасса и продуктивность, энергетика), так и на популяционных (пространственная структура, численность и плотность, поведение, демографическая и генетическая структура).
164
По зоологическим критериям выделяют ряд стадий эколо-
гического нарушения территорий.
Зону риска определяют, главным образом, по экологическим критериям начальной стадии нарушения – синантропизация, потеря стадного поведения, изменение путей миграции,
реакция толерантности. Последующие стадии нарушения оценивают дополнительно по пространственным, демографическим и генетическим критериям.
Зона кризиса характеризуется нарушением структуры по
пуляций, групп и стай, сужением ареала распространения и
обитания, нарушением продуктивного цикла.
Зона бедствия отличается исчезновением части ареала, или
местообитания, массовой гибелью возрастных групп, резким
ростом численности синантропных и нехарактерных видов,
интенсивным ростом антропозооновых и зооновых заболеваний. Ввиду сильной разногодичной изменчивости зоологических показателей (не менее 25 %) некоторые из применяемых
критериев берут за 5–10-летний период.
Почвенные критерии рассматривают в статусе оценочных
критериев экосистем, так как ухудшение свойств почв является одним из наиболее значимых факторов формирования
зон экологического риска, кризиса и бедствия. Прежде всего,
это снижение плодородия почв на большой площади и с высокой скоростью.
Почвенно-эрозионные критерии связаны с
вторично-антропогенными геоморфологическими процессами, ускоренными
неблагоприятной хозяйственной деятельностью человека. Эти
процессы наблюдаются и в естественных условиях, но нарушение человеком устойчивости растительного и почвенного
покровов (вырубка лесов, распашка земель, перевыпас пастбищ и т.п.) значительно ускоряет данные процессы и увеличивает площади распространения, что приводит к формирова-
зон экологического риска, кризиса и бедствия.
нию
Интегральные показатели загрязнения почвы – ее фито-
токсичность (свойство почвы подавлять рост и развитие высших растений) и генотоксичность (способность влиять на
структурно-функциональное состояние почвенной биоты).
Пример выделения зон экологического состояния по основным почвенным критериям приводится в табл. 11.3.
-
165
Таблица 11.3. Ранжирование состояния экосистем
Показатель HP K Б
Плодородие почв, проценты от потенциального
Содержание гумуса,
проценты от первоначального
Площадь вторичнозасоленных почв, %
Глубина смытости почвенных горизонтов
Площадь ветровой эрозии (полностью сду тые
почвы
), %
по почвенным нарушениям
> 85 65–75 25–65 < 25
> 90 70–90 30–70 < 30
< 5 5–20 20–50 > 50
Смыт горизонт А или
0,5 горизон та А
< 5 10–20 20–40 > 40
Смыт горизонт А и частично АВ
Смыты горизонты А и В
11.4. Пространственные и динамические критерии
Пространственные критерии наряду с учетом степени нарушенности имеют большое значение для оценки площади пораженной экосистемы. Если площадь изменения невелика, то
при равной глубине воздействия малая по площади нарушенная
система восстановится быстрее, чем обширная. Если площадь
нарушения превышает предельно допустимые размеры, то разрушение среды практически необратимо и относится к
уровню
катастрофы. Например, выгорание лесов на площади в десятки
и даже сотни гектаров практически обратимо, так как леса восстанавливаются – это не катастрофа. Однако, если площадь выгорания лесов или какой-либо формы техногенного разрушения
растительного покрова достигает площади десятков и сотен тысяч гектаров, изменения практически необратимы и происшествие квалифицируется как катастрофа. Таким образом, размер
катастрофического нарушения достаточно велик и превышает,
по В.В. Виноградову, площадь 10–100 тыс. га в зависимости от
типа растительности и геолого-географических условий.
Чем серьезнее нарушение, тем больше репрезентативная
площадь его влияния. Пространственным критерием зон экологического нарушения служит относительная площадь земель (в процентах
), выведенных из землепользования в преде-
лах исследуемой экосистемы. Даже в норме, т.е. в стабильном
166
растительном покрове, относительная площадь нарушенных
земель может достигать 5 %, а в зонах экологического бедствия превышает 50 %. При одной и той же стадии нарушения,
выявленной по тематическим критериям, увеличение относительной площади нарушения соответствует более высокому
уровню опасности. Это может быть выражено в виде матрицы
для административного района площадью 100–200 тыс. га.
Пример такой
Таблица 11.4. Выделение нарушенных зон экосистем в зависимости
матрицы приведен в табл. 11.4.
от глубины экологического нарушения и его площади
Зона нарушенности экосистем
(Н, Р, К, Б)
Глубина нарушения:
норма
умеренное
среднее
сильное
Нарушенная площадь, %
< 5 5–19 20–50 >50
–
Н
Н
Н
–
Н
Н
Р
–
Н
Н
К
–
Р
К
Б
Если нарушено менее 5 % территории, то изменение квалифицируется в пределах нормы, но умеренное нарушение на относительной площади более 50 % оцениваемой территории уже является основанием для объявления ее зоной экологического риска.
Для классификации зон экологического риска, кризиса и
бедствия необходимо учитывать пространственную неоднородность нарушенных зон и наличие в ней комбинаций
отно-
сительной площади разной степени нарушения.
Так, зона риска может составлять комбинацию из слабоизмененных площадей (менее 30 %), средне- и сильноизмененных (менее 40 %) экосистем; зона кризиса – из слабо- и средне-
измененных площадей (менее 30 %), сильно- и очень сильноизмененных (более 40 %), очень сильноизмененных (менее 30 %)
экосистем; зона бедствия – из очень сильноизмененных площадей (более 40 %),
слабо- и среднеизмененных (менее 20 %),
очень сильноизмененных (более 30 %) экосистем (табл. 11.5).
Таблица 11.5. Классификация зон с учетом степени
нарушенности площадей, %
Нарушение HPKБ
Умеренное < 70 < 30 < 30 < 20
Среднее < 10 > 40 > 40 > 30
Сильное > 5 < 40 < 30 > 40
167
Динамические критерии наиболее достоверны для выявле-
ния зон экологического нарушения по скорости нарастания
неблагоприятных изменений природной среды (скорости накопления тяжелых металлов, скорости прироста площади подвижных песков и т.п.).
Статические критерии выявления зон экологических нарушений при всей их очевидности недостаточны для объективной оценки изучаемых ситуаций, поскольку они
не дают полного представления об истинной картине бедствия. Следует
иметь в виду, что существуют природные стабильные зоны с
кризисными и бедственными признаками, которые не являются
не только антропогенными, но и динамичными. Так, известные
биогеохимические провинции (например, на Южном Ура л е
или на Алтае) по статическим биогеохимическим показателям
могут быть отнесены
к зонам экологического кризиса. Вместе
с тем по динамическим критериям они таковыми не являются,
так как повышенные концентрации металлов в почвах и растениях были здесь до антропогенеза. Точно так же нельзя считать
зонами экологического бедствия изначально не закрепленные
пески (например, Арчадинские, относящиеся к плейстоцену),
устойчивые природные эрозионные комплексы и т
.п.
По этому показателю В.В. Виноградов выделяет четыре
класса динамизма растительного покрова.
Стабильные территории со скоростью изменений менее
0,5 % площади в год подвержены лишь разногодичной и цикличной флуктуации.
Умеренно динамичные территории со скоростью изменения до 1–2 % площади в год, полная смена которых происходит за 50–100 лет и которые формируют
слабовыраженные
тренды, соответствуют зонам экологического риска.
Среднединамичные территории со скоростью изменений
до 2–3 % площади в год, полная смена которых происходит в
течение 30–50 лет с выраженной формой тренда, соответствуют зонам экологического кризиса.
Сильнодинамичные территории со скоростью изменений
свыше 4 % площади в год, полная смена которых происходит менее чем за 25 лет, соответствуют
зонам экологического бедствия.
Для выявления скорости смен и исключения разногодичных
колебаний при выделении зон экологического бедствия необходима представительная продолжительность наблюдений. Считается, что минимальный срок для определения линейной скорости изменений составляет 10, а нелинейной – 20–30 лет.
168
Глава 12
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ДЕГРАДАЦИИ ПОЧВ
12.1. Деградация почв — глобальная экологическая проблема
Земля является универсальным и незаменимым природным
ресурсом, от рационального использования и охраны которого
зависит устойчивое социально-экономическое и экологическое
развитие мирового сообщества и отдельных стран. Отличительной чертой и особенностью земли является многофункциональность ее использования различными видами хозяйственной и иной деятельности.
Особую роль земля и ее ключевой компонент – почва
играют в сельском и лесном хозяйствах. Здесь они выступают
как средства производства и предмет приложения труда, с помощью которых производятся необходимые для жизнедеятельности человека растения. При этом всегда следует помнить,
что земля, т.е. почва, является важнейшим компонентом экологических систем суши и биосферы в целом.
Почвенный покров
в механизмах регуляции биосферных процессов, поддержании
устойчивого функционирования экосистем. Одновременно он
выполняет роль универсального биологического поглотителя,
разрушителя и нейтрализатора различных загрязнителей, а
также определяет скорость и содержание биохимического круговорота веществ, уровень плодородия земель. Поэтому любое
практическое использование земельных ресурсов должно быть
направлено на максимальное их сохранение
изводительной способности почв.
Одной из актуальных проблем при таком использовании
является развитие процессов деградации земель, вызывающее
негативные экологические последствия и экономические издержки. Согласно Конвенции ООН по борьбе с опустыниванием/деградацией земель, «деградация земель» означает снижение или потерю биологической и экологической продуктивности богарных пахотных
земель или пастбищ, лесов и лесных участков в результате
землепользования либо действий одного или нескольких процессов, в том числе связанных с деятельностью человека и
структурами расселения, таких, как ветровая и (или) водная
планеты играет главенствующую роль
и увеличение про-
земель, мелиорированных пахотных
–
169
эрозии почв; ухудшение физических, химических и биологических или экономических свойств почв; долгосрочная потеря
естественного растительного покрова.
Процессы деградации земель получили развитие в той или
иной степени на территории Беларуси. Они обусловлены, как
правило, совместным воздействием природных и антропогенных факторов при нерациональном использовании земельных
ресурсов. Это обстоятельство определяет востребованность
необходимости
разработки неотложных мер по борьбе с деградацией земель в нашей стране как важной составляющей экологического оздоровления природной среды и устойчивого
развития республики.
В условиях ускоряющегося экономического развития, сопровождающегося вовлечением в хозяйственное использование все большего количества природных ресурсов и новых
территорий, нарастает угроза глобального экологического кри-
Одним из проявлений кризиса является развитие процес-
зиса.
сов деградации земель. Последние приобретают общеглобальный характер и связаны, главным образом, с массовым уничтожением естественных экосистем, нерациональным использованием и истощением земельных ресурсов, усиливающимся
техногенным загрязнением почв.
В настоящее время хозяйственной деятельности подвергнуто свыше 63 % поверхности суши. Человеческая цивилизация потребляет до
40 % первичной продукции биосферы, из
которых лишь около 10 % используется непосредственно на
потребление, а 30 % попутно разрушается.
За последние 100 лет общая площадь пахотных земель возросла в 2 раза и составила 1,34 млрд га. При этом прирост площади опустыненных территорий составил свыше 150 млн га,
площадь лесов уменьшилась на 750 млн га (из них 200 млн га
за два последних десятилетия). Превышение экологического
предела (хозяйственной емкости) биосферы в отдельных регионах земного шара привело к дестабилизации природной
среды, в том числе росту площади земель, подвергнутых деградации. По данным организации продовольствия и сельского хозяйства (ФАО) ООН, около 40 % пахотных земель мира в
разной степени деградировано, и ежегодно площадь
таких земель увеличивается на 15 млн га. Существенный экономический ущерб и негативные экологические последствия нерационального использования земель вызываются ветровой и водной эрозиями, истощением почв, их переуплотнением, засолением и другими неблагоприятными процессами.
170
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]