1vvedenie_v_ekologicheskoe_modelirovanie
.pdfчивого развития окружающей среды. – Мат. междунар. конф. - Новосибирск, 1997.- С. 144-150.
8.Винокуров Ю.И., Широкова С.Л . ГИС в интересах устойчивого развития // Интеркарто 4: ГИС для оптимизации природопользования в целях устойчивого развития территорий: Мат. междунар. конф. - Барнаул: Изд-во АГУ, 1998, С. 59-69.
9.Возрождение Волги - шаг к спасению России / По д ред. И.К. Комарова. - М.-Н.Новгород: Э кология, 1996. - 464 с.
10.Воропаев Г. В. Некоторые вопросы управления испо льзо-
ванием водных ресурсов // Водные ресурсы - 1992 - № 5.-
С. 5-11.
11.Генеральная схема комплексного использования и о храны природных ресурсов бассейна р.Алей.- Кн. VIII. Оптимизация природопользования - Барнаул, 1985.- 194 с.
12.Гофман К.Г. Социалистическое природопользование как
объект управления // Экономика и математические м етоды.- 1979.- т. XV - Вып. I. - С. 3-12.
13.Джеймс П., Мартин Дж. Все возможные миры. История географических идей. - М.: Прогресс, 1988.- 672 с .
14.Жерелина И.В. Бассейн реки как природно -хо зяйственная система.- География и природопользование Сибири - Барнаул: Изд-во
―Аккем‖, 1997 - Вып.2 - С. 80-89.
15. Жерелина И.В. Организационные по дхо ды к решению проблем природопользования в бассейне р. Алей// Александр Гу м- больдт и российская география. - Мат. междунар. конф.- Барнаул: Издво АГУ, 1999. - С.61-63.
16.Жерелина И.В., Я ковченко С.Г. Анализ бассейноволандшафтной структуры территории на основе испо льзования ГИСтехнологий в целях рационализации природопользования. - Матер. всерос. конф. - Ирку тск, 2000.
17.Законодательные и административные меры по охране о к- ружающей среды во Франции// Проблемы окружающей среды и пр и- родны х ресурсов - 1976.- № 8.- С. 60-64.
18.Зотов С.И. Об имитационном моделировании природно - хо зяйственной системы ―речной бассейн‖ - География и природные ресурсы - № 4 - 1985.- с .149-154.
19.Зотов С.И. Бассейново-ландшаф тная концепция природопользования// Изв. РАН.- Сер. географич. - 1992. - № 6.- С. 55-64.
20.Иванова Т.А., Мельникова Г.Л., Ситнина В.Н. Природо-
пользование как объект управления в СССР - Препринт - М., ВНИИСИ, 1987.- 47 с .
89
21.Корытный Л.М. Речной бассейн как единица природнохо зяйственного районирования// Ро ль гео графии в ускорении НТП.- Тез. докл. - Иркутск, 1986.- C. 110-112.
22.Корытный Л.М . Бассейн как высокоинтегрированная геосистема// Теоретические и прикладные проблемы ландшаф тове дения - Тез. докл.- Л., 1988.- с. 51-52.
23.Корытный Л .М. Бассейновый подход в географии// География и природные ресурсы - 1991. - № 1. - C. 161-166.
24.Корытный Л. М . Бассейново-административная структура
Азиатской России// Человеческое измерение в региональном развитии
-III симпозиум.- Биробиджан, 1996 г.
25.Куражсковский Ю.Н. Очерки природопользования. - М.:
Мысль, 1969.- 270 с .
26. Ландшаф тно-индикационный анализ водно -экологических условий в бассейнах рек. - Отчет о науч.-исслед. работеНауч. рук. Ю.И.Винокуров, Ответ. исп. Ю.М.Цимбалей.- Барнаул: ИВЭ П СО РАН, 1999.- 167 с .
27.Макар С.В. Основы экономики природопользования. - М.: Ин-т международного права и экономики им. А.С.Грибоедова, 1998. - 192 с .
28.Мечников Л.И. Цивилизация и великие исторические р е-
ки. - СПб, 1898.- 206 с.
29. Натальчук С.М. Невозможно улучшить состояние наших водных объектов, если оставаться в рамках традиций... // Обской вес т- ник. - 1996.- № 1- С. 20-21.
30. Огер П. Управление бассейном р. Шодьер (провинция Квебек). // Состояние во дных ресурсов бассейна р. Ангары и пути управления использованием ресурсов и их качеством - Матер. семинара - Ирку тск, 1998.- С. 1-8.
31.Пло тность населения Алтайско го края: Карта. М-б 1:1000000/ ИВЭП СО РА Н/ Сост. Б. А. Красноярова, И. А. Рыбкина, И. М. Михайлиди. - Барнаул, 1996.
32.Реймерс Н. Ф. Природопользование : Словарь-справочник.
-М.: Мысль, 1990. - 637с .
33.Ратцель Ф. Земля и жизнь. Сравнительное землеведение .- Т. 2- СПб: Тип. Акц. общ. Брокгаузъ-Ефронъ, 1906.- 730 с.
34.Реклю . Э. Земля. Описание жизни земного шара. - Т. 4- М., 1914.- 143 с.
35.Ретеюм А.Ю. Деятельность человека в организованной
системе// Природные ресурсы и окружающая среда. Достижения и перспективы . - М., 1978. - Вып. 2.- С. 33-43.
90
36. Рунова Т.Г., Волкова И.Н., Нефедова Т.Г. Территориальная организация природопользования. - М.: Наука, 1993.- 208 с .
37. Сергин С.Я., Зотов С.И. Моделирование природнохо зяйственной системы ―речной бассейн‖ для целей оптимизации пр и- родопользования // Докл. АН СССР. - 1988. - Т. 238. - № 5. - С. 12201233.
38.Соловьев С.М. Сочинения. В 18 кн. - Кн.1. - Т.1-2. - М.: Голос, 1993.- 752 с .
39.Терехина Т. А., Кошелев В. И., Прокопьев Е. П. Прогноз
изменения растительного покрова поймы р. А лей в результате зарегулирования стока вод// Развитие водного хозяйства и охрана окружа ю- щей среды в бассейне р. А лей.- Тез. до к.- Барнаул, 1979.- С. 15-17.
40.Уайт Г. География, ресурсы и окружающая среда. - М.: Прогресс, 1990.- 544с .
41.Федеральная по ддержка регионов в США : портрет Адм и-
нистрации долины Теннесси// Федерализм и региональная по литика. Проблемы России и зарубежный опыт. - Сб. науч. тру дов.- Вып. 3.- Новосибирск: Э КОР, 1996.- С. 139-171.
42.Хозяйственное испо льзование земель А лтайского края: Карта . М-б 1:1500000/ ИВЭП СО РА Н/ Сост. И. Н. Ро танова, В. Л. Гросс. - Барнаул, 1993.
43.Черняев А.М., Про хорова Н.Б., Дальков М.П., Шахов И.С. Бассейн II. Стратегия управления устойчивым водопользованием.- Екатеринбург: Изд-во ― Виктор‖, 1997.- 236 с.
44.Чураков Д. С. Основные гидрологические характеристики стока р.Алей и их изменение под влиянием хозяйственной деятельности // Природные ресурсы бассейн р. Алей, их о храна и рациональное
использование.- Иркутск: Ин-т географии СО РАН, 1980.- С. 45-61.
45. Чураков Д. С. Ресурсы бассейна р. Алей, их использование и о храна // Проблемы и перспективы природопользования и о хр а- ны окружающей среды в бассейне р. Алей - Тез. док. - Рубцовск, 1989.- С. 30-32.
46.Швебс Г.И. Концепция природно-хо зяйственных территориальных систем и вопросы рационального природопользования// Ге о- графия и природные ресурсы1987. - № 4. - С.30-38.
47.Широкова С.Л . Информационные технологии в решении
экологических проблем // Сибирский экологический журнал – 1997.- Том IV. - № 2. - С. 229-234.
48. Широкова С.Л.. Геоинформационные техноло гии в системах управления природопользованием и о храной окружающей среды //
91
Информационные технологии в управлении и образовании. - Сб. науч. трудов. – Новосибирск: Изд-во СИОТ РА О, 1997. - С.19-35.
49.Широкова С.Л., Ловцкая О.В., Яковченко С.Г. ГИС ― Во д- ные ресурсы‖ в концепции бассейнового подхо да // ГИС для оптим и- зации природопользования в целях устойчивого развития территорий.
-Мат. междунар. конф. - Барнаул: Изд-во АГУ, 1998. - С. 509-512.
50.Широкова С.Л., Воробьев К.В., Яковченко С.Г., Ловцкая О.В., Борщева Н.А. ГИС "Природопользование" Алтайского края // Состояние окружающей природной среды А лтайского края. - Барнаул,
1998, - С. 86-94.
51. Chambolle T. Controlling indastrial water pollutio n in France, and the role of the river basin authorities. // Indastrial and Env ironment.- 1984.- № 3- Р. 34-37.
52.Charter for Sustainabilitу - Vancuver: Fraser Basin Counsil,
1997.- 24 p.
53.Lee K. N. The Colu mb ia River Basin: experimenting with sistainability.- Environment. // Environ ment Rev iew.- 1989.- V. 31.- № 6.- Р. 6-11.
54.Wilkinson Ch.F. Crossing the next meridian: sustaining the land, waters, and huma spirit in the west // Environment (USA). - 1990. - Vo l. 32, N 10. - P. 14, 16 - 20, 32 - 34.
92
4 ЭКОЛОГИЧ ЕСКИЙ МОНИТОРИНГ Б АССЕЙНА РЕКИ БАРНАУЛКИ
ВВЕДЕНИЕ
Особую роль в проблеме обеспечения населения качественной питьевой во дой играют малые реки, т.к. являясь притоками более крупных рек, они оказываю т огромное влияние на формирование их гидро химического режима.
В малых реках, протекаю щих через урбанизированные территории, происхо дит резкое изменение гидро химического режима. Увеличивается минерализация воды, изменяется соотношение главных ионов, значительно возрастает концентрация биогенных элементов. Во з- никает резкая пространственная и временная неоднородность распр е- деления компонентов солевого состава во ды. Техногенные вещес тва включаю тся в существующие циклы миграции, распространяются и накапливаются во всех компонентах экосистемы.
Основой для разработки мероприятий, направленных на оздоровление и восстановление э косистем малых рек, протекающих по урбанизированным территориям, и использование их без разрушения является комплексная система экологическо го мониторинга состояния реки и динамики его изменения.
В соответствии с классическим определением, экологический мониторинг – информационная система наблюдений, оценки и прогноза изменений в состоянии окружающей среды, созданная с целью выделения антропогенной составляю щей этих изменений на фоне пр и- родных процессов (Израэль, 1984).
Основная цель эко логического мониторинга состоит в обеспечении системы управления природоо хранной деятельности и эко логической безопасности, своевременной достоверной информацией, п о- зволяющей:
-оценить показатели состояния и функциональной целостности экосистем и среды обитания человека;
-выявить причины изменения этих показателей и оценить последствия таких изменений;
-создать предпосылки для определения мер по исправлению
возникающих не гативных ситуаций до того, как будет нанесен ущерб. Для достижения э той цели в процессе экологического монито-
ринга необ ходимо решение следующих задач:
-наблю дение за источниками антропогенного воздействия;
-наблю дение за факторами антропогенного воздействия;
93
-наблю дение за состоянием природной среды и происхо дящими
вней процессами под влиянием факторов антропогенного воздейс т- вия;
-оценка фактическо го состояния природной среды;
-прогноз изменения состояния природной среды под влиянием факторов антропогенного воздействия и оценка прогнозируемого с о-
стояния природной среды.
Очень важным в процессе экологического мониторинга являе т- ся одновременная регистрация показателей, характеризующих факторы воздействия, и показателей, характеризующих отклик био ты.
Целью настоящей работы является изучение и оценка состояния экосистемы р.Барнаулки в черте г.Барнаула .
1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РЕКЕ БАРНАУЛКЕ
Р. Барнаулка, впадающая у г. Барнаула в крупную водную арте - рию Западной Сибири - р. Обь, имевшая ко гда -то протяженность свыше 200 км, относится по своей длине и площади бассейна к сре дним рекам, но по расхо ду воды это малая река. Как и большинство малых рек Барнаулка относится к во доемам рыбохозяйственного назначения. Площадь ее бассейна составляет 5720 кв. км. В контур бассейна вхо дят территория г. Барнаула и 8 административных районов. На большей своей части река течет по центру реликтового соснового бора. В вер х- ней части долину образует ряд вытянутых котловин, в ко торых расположено до 10 проточных озер. Питание р.Барнаулки осуществляется за счет грунтовых во д и атмосферных осадков. Река в не давнее время имела 14 основных прито ков - малых рек. На притоках построено 43 пруда для хо зяйственных нужд. Сама река зарегулирована в чер те г.Барнаула , на ней построен городской пруд с пляжем.
В бассейне реки расположено около 36 сельско хозяйственных предприятий, 6 лесхозов, 16 лесничеств. Из предприятий по перер а- ботке сельско хозяйственной продукции в бассейне реки работает Черемновский сахарный заво д, испо льзующий во ду из реки для технологического процесса. На 1983 г. в контуре бассейна находилось 103 населенных пункта с населением более 60 тысяч человек (без уч ета г. Барнаула). Около 63 % площади водосбора распахано, 22 % об лесено, 7 % заболочено; суммарная площадь зеркала озер составляет около 4
%.
Около 15 км р.Барнаулка проте кает по территории Центрального района города Барнаула, в котором сосредоточены предприятия различных профилей.
94
Как показали исследования, проведенные на кафедре Химич е- ской техники и инженерной экологии Алтайского Государственного Технического Университета, река Барнаулка в пределах города испытывает значительное антропогенное воздействие. Э то связано с тем, что на ее берегах в черте города расположен ряд небольших предпр и- ятий, построенных нередко в прошлом или начале нынешнего века. На территории района много старых канализационных сетей, которые требуют замены и реконструкции. На большинстве предприятий о т- сутствует ливневая канализация, сточные воды с повер хности почвы по уклону стекаю т непосредственно в реку. Малые предприятия нередко не имеют служб или даже ответственных лиц по охране окружающей природной среды, на них отсу тствуют лаборатории по ко н- тролю загрязнений.
На всем протяжении реки в городской черте на берегах расположены несанкционированные свалки мусора. На пр авом берегу в районе АЗА нахо дится свалка уличного смета. В зимнее время ее высота дос тигает 2-3 метров. В весенний период во время таяния снега вода, загрязненная со лью, неф тепродуктами, свинцом, сажей, пылью, стекает в р.Барнаулку. Повсеместно на повер хности во ды наб людаю т- ся нефтяные пленки.
1.1 Выбор постов наб людения.
Для того, чтобы у точнить, наско лько существенный вклад в за - грязнение реки вносит тот или иной источник воздействия были выбраны точки отбора проб ниже и выше по течению места их сброса. Для наблю дения были определены сле дующие пункты о тбора проб (рисунок 4.1):
- Устье реки Власиха. Э та точка пробоотбора была определена как контрольный пункт, так как нахо дится выше по течению пр о- мышленной зоны г. Барнаула.
- Поселок Борзовая заимка. Распо ложена ниже выпуска стоков промливневой канализации с завода ―Ро тор‖ для контроля вносимых загрязнений.
-Выше ―Лесного пруда‖.
-Устье р. Пивоварки.
-Ниже ливневого выпуска Алтайско го Завода Агрегатов
(АЗА).
-Устье р. Барнаулки. Отбор проб производится для сравне-
ния с контрольной пробой с целью выявления загрязнений, которые
95
вносит город в целом. Все пункты отбора проб расположены на левом берегу реки. Отбор проб производился с учетом времени добегания.
Рисунок 4.1 - Пункты отбора проб
1.2 Выбор контролируемых параметров.
Перечень загрязняющи х веществ, попадающих в воду вместе со стоками, весьма обширен. С этой точки зрения, наиболее рациональным представляется применение биологических методов для оценки состояния речной экосистемы, так как они являю тся интегральными, отражают протекающие в во доеме процессы и могут свидетельство-
96
вать о вероятном неблагополучии, вызванным тем или иным фактором воздействия. В хо де работы были исследованы пигментные характер и- стики фитопланктона и зообентос. Материал соб ирали и обрабатывали по стандартным гидробиологическим мето дикам.
Важной частью экологического мониторинга является проведе - ние химического и физико-химического анализа воды с целью выявления химических и физических загрязнений. Наиболее рациональным является определение содержания в речной воде компо нентов, которые принадлежат к локальным антропогенным загрязнителям, а так же маркерных характеристик для различных типов загрязнения, позволяющих выявить наиболее опасные источники воздействия. К таким характеристикам относятся температура воды, pН, содержание растворенного кислорода, био химическое потребление кислорода за 5 суток (БПК5), хлориды, ионы аммония и аммиак. Анализы проводились по стандартным мето дикам.
2 РЕЗ УЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Пигментные характеристики фитопланктона
Структура и функциональные особенности фитопланктона, являющегося первым звеном трофической цепи, во многом определяют структуру и функционирование водных экосистем в целом, их проду к- ционные характеристики (Винберг, 1960; Бульон, 1983; Китаев, 1984). Не менее важно и то, что в во дной среде водоросли являются практически единственными продуцентами свободного кислорода, необ ходимого для дыхания водных организмов, а также для по ддержания способности экосистемы к самоочищению.
Широкое применение для био логического анализа качес тва во д получили пигментные характеристики фитопланктона, в связи с быс т- ротой получения и интегральностью показателей. Пигменты фитопланктона можно разделить на две основные группы: зелѐные - хлорофиллы ―а‖, ―в‖, ―с‖, и жѐлтые - каротиноиды. Наиболее важным в реакциях фотосинтеза является хлорофилл ―а‖. Он коррелирует с биомассой фитопланктона, со держанием биогенных элементов, взвеше н- ного органического вещества и с прозрачностью воды (Бульон,1983; Трифонова, 1990 и др.). Полученные связи между перечисленными параметрами дают основание использовать концентрацию хлорофилла ―а‖ для оценки трофического статуса во доѐма, первичной продукции фитопланктона , а также интенсивности самоочищения во д.
97
Задачей наших исследований являлось изучение пространстве н- ного распределения концентрации хлорофилла ―а‖ в реке, оценка трофического статуса и самоочищающей способности р. Барнаулки.
Пробы на р. Барнаулке в черте города Барнаула отбирали в период открытой во ды с 23 апреля по 13 ноября в 1997 г. и с 9 апреля по 7 октября в 1998. Отбор проб производили ежедекадно.
Среднее содержание хлорофилла ―а‖ по данным за 2 года за безлѐдный период составило 14,8 мкг/л, что соответствует водоѐмам эвтрофного типа по шкале Винберга.
Пространственное распределение хлорофилла ―а‖ сильно различается по сезонам. В весенний период показатели в разных точках м а- ло разнятся, ч то связано с повышением уровня и расхода воды , об у- словливающих быстрый транзитный перенос планктонных организмов, перемешивание и разбавление сточных во д, поступающих в реку в черте города. В то же время в летние месяцы регистрировались кра й- не разнородные данные в разных точках, что, вероятно, связано с м а- лым расхо дом воды в реке и проявляющимся в связи с э тим влиянием локальных источников загрязнения (рисунки 4.2, 4.3).
Регулярно наблю далось пониженное содержание хлорофилла ―а‖ в пунктах ниже стока АЗА и ниже устья р. Пивоварки (рисунки 4.4, 4.5). Выявлена достоверная разница между средними величинами с о- держания хлорофилла ―а‖ в э тих пунктах по сравнению с остальными. Это свидетельствует об угнетении развития фитопланктона на учас т- ках поступления сточных вод.
98