Интегральные индикаторы воздействия гидротехнического строительства на биоресурсы залива находка (залив петра Великого, японское море) Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

Вестник ДВО РАН. 2012. № 2

УДК 626/627:574.5(265.54) А.А.ОГОРОДНИКОВА

Интегральные индикаторы воздействия гидротехнического строительства на биоресурсы залива Находка (залив Петра Великого, Японское море)

Представлены индикаторы воздействия гидротехнических работ на морские биоресурсы, индикаторы восстановления потерь (реакции), приводится количество мальков гидробионтов, необходимых для восстановления биоресурсов в зал. Находка. Базовые индикаторы факторов воздействия и реакции объединены в соответствующие интегральные индикаторы.

Ключевые слова: индикаторы воздействия, индикаторы реакции, гидротехнические работы, морские биоресурсы .

Integral indicators of hydraulic activity impact on the Nakhodka Bay bioresources (Peter the Great Bay, the Sea of Japan). A.A.OGORODNIKOVA (Pacific Research Fisheries Center, Vladivostok).

The integral indicators of the hydraulic activity impact on marine bioresources are presented and losses restoration indicators (responses) as well as fry hydrobionts amount which are necessary for restoration of bioresources in the Nakhodka Bay. Basic indicators of the impact factors are combined into the appropriate integral indicators.

Key words: impact indicators, reaction indicators, hydraulic engineering works, marine bioresources.

Современные оценки развития территорий помимо динамики роста экономики должны принимать во внимание качество этого развития, т.е. обеспечение условий для социального развития и сохранения окружающей среды. Если развитие устойчиво, оно закладывает основы дальнейшего роста, без экстенсивного расходования ресурсов. Важной проблемой на пути воплощения концепции устойчивого развития является формирование системы измерений (индексов и индикаторов) для количественной и качественной оценки этого очень сложного процесса. Разработкой таких критериев и индикаторов занимаются ведущие международные организации: ООН, Всемирный банк, Организация экономического сотрудничества и развития (ОЭСР), Европейская комиссия, Научный комитет по проблемам окружающей среды (SCOPE) [1]. В методическом отношении одной из самых обоснованных считается система экологических индикаторов ОЭСР, разработанная на основе структуры «давление-состояние-реакция» (ДСР), которая выявляет причинно-следственные связи между экономической деятельностью и экологическими условиями [6]. Именно система ДСР использовалась нами при разработке экологических индикаторов в зал. Находка (зал. Петра Великого), где в последнее десятилетие экологическая ситуация ухудшается вследствие активного строительства портовых сооружений и иных хозяйственных объектов во внутренних бухтах залива, хотя эти акватории имеют важное значение для рыбной отрасли, спортивного рыболовства и рекреации.

Задача данного исследования - установить факторы воздействия гидростроительства на биоресурсы в зал. Находка, определить и рассчитать базовые и интегральные показатели этого воздействия (давления) и показатели реакции (восстановления потерь биоресурсов).

ОГОРОДНИКОВА Алла Алексеевна - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник (ТИНРО-Центр, Владивосток). Е-mail: ogorodnikova@tinro.ru

Материалы и методы

Материалом для определения базовых и интегральных индикаторов воздействия гидротехнических работ и восстановления потерь в зал. Находка являются расчеты ущерба, выполненные в ТИНРО-Центре по заказам проектных организаций в 2008-2009 гг. Расчет ущерба морским биоресурсам и стоимости мероприятий для его возмещения проводился по методике, приведенной в [2]. Анализировались данные по гидротехническим объектам, указанным на рис. 1.

Натуральный ущерб оценивался с учетом характера антропогенного воздействия, биологических показателей кормовых организмов (фито-, зоо-, ихтиопланктона, кормового бентоса), запасов биоресурсов (беспозвоночных, макрофитов, ихтиофауны) в исследуемом районе. Для моделирования распространения загрязняющих веществ в морской среде использовалась база данных ВНИИГМИ-МЦД по метеорологии, гидрологии и течениям. Гранулометрический состав донных осадков и интенсивность работ принимались исходя из проектных данных. В табл. 1 приведены биологические показатели и запасы биоресурсов, используемые в расчетах натурального ущерба.

Натуральные потери биоресурсов в результате воздействия гидротехнических работ в зал. Находка представлены в табл. 2.

Исходя из масштабов наносимого ущерба, продолжительности негативных воздействий и времени восстановления биоресурсов определен объем капитальных вложений и эксплуатационных затрат на осуществление компенсационных мероприятий по воспроизводству запасов рыб и других промысловых гидробионтов. При расчете компенсационных выплат учитывались показатели возврата восстанавливаемых биологических объектов, бионормативы удельных капитальных вложений и удельных эксплуатационных затрат на восстановление характерных для зал. Находка биологических объектов: мальков лососевых рыб, молоди беспозвоночных (трепанга и гребешка), проростков ламинарии [4].

Рис. 1. Объекты гидротехнического строительства в зал. Находка. 1 - зерновой причал и контейнерный терминал на 0,5 млн ДФЭ, 2 - контейнерный терминал на 1,5 млн ДФЭ, 3 - сухой док, 4 - угольный причал на 6 млн т, 5 - угольный причал на 20 млн т, 6 - оградительное сооружение на мысе Каменского, 7 - нефтеналивные причалы в бухте Новицкого

Биологические показатели и запасы биоресурсов в зал. Находка

Объект строительства Промысловые беспозвоночные, г/м2 Макрофиты, г/м2 Кормовой бентос, г/м2 Зоопланктон, г/м3 Ихтиопланк-тон, г/м3

Бухта Врангеля

зерновой причал и контейнерный терминал на 0,5 млн ДФЭ 5,3 6,5 47,0 / 29,9 0,477 -

контейнерный терминал на 1,5 млн ДФЭ 4,7 / 2,5 8,7 / 1,7 76,0 / 28,9 0,477

угольный причал на 6 млн т 4,7 3,4 14,3 / 9,7 0,477 -

угольный причал на 20 млн т 2,6 9,2 19,7 0,477 -

сухой док 4,7 13,2 43,7 / 76,8 0,477 -

Мыс Каменского,

оградительное сооружение 13,7 21,6 44,1 0,477 -

Бухта Новицкого, нефтеналивные причалы 9,6 / 13,7 4,8 / 30,1 135,8 / 97,6 0,477 0,057

Примечание. В числителе приведены данные для глубин 0-3,5 м, в знаменателе - 5,7-13,8 м. Прочерк означает отсутствие данных.

Таблица 2

Потери биоресурсов от гидротехнического строительства в зал. Находка, кг

Объект строительства Площадь Общие Потери от

отторжения / дноуглуб- потери отторжения дноуг-лубле- взвеси в наил-ка в взвеси в р-не наилка в р-не

ления, га ния р-не работ р-не работ дампинга дампинга

Бухта Врангеля

зерновой причал и контейнер-

ный терминал на 0,5 млн ДФЭ 3,1 / 8,9 114 451 580 14 415 593 4 988 90 261 3 614

контейнерный терминал на 1,5 млн ДФЭ 61,6 / 65,0 146 394 15 139 5 587 974 5 986 114 371 4 337

угольный причал на 6 млн т 21,3 / 10,4 23 794 2 173 991 19 332 19 538 741

угольный причал на 20 млн т 23,0 / 31,7 39 348 3 982 4 659 45 986 28 593 1 084

сухой док 3,9 / 8,4 16 392 926 1 144 260 1 285 12 500 276

Мыс Каменского,

оградительное сооружение 5,3 / 0 3 787 2 214 - 812 761 - -

Бухта Новицкого, нефтеналивные причалы 0,29 / 0,14 230 160 48 22 - - -

Примечание. Здесь и в последующих таблицах прочерк означает «данные не приводятся ввиду отсутствия фактора воздействия».

Размеры компенсационных выплат по восстановлению потерь биоресурсов от гидротехнических работ определены по состоянию на I квартал 2009 г. (табл. 3).

Как видим, для оценки ущерба требуется большой массив информации, которая должна быть определенным образом организована. Какой-либо общепринятой методологии и интегральной количественной оценки воздействия гидротехнических работ на морскую среду в настоящее время не существует. Такая оценка, как правило, сводится к суммированию результатов расчета натурального ущерба, возникающего от воздействия отдельных технических операций: дноуглубления, отторжения площади дна под строительный объект, перевалки грунта, в результате которых образуется взвесь и со временем формируется наилок. Факторы «дноуглубление» и «отторжение площади дна» характеризуют прямое

Компенсационные затраты на восстановление биоресурсов, утраченных в результате гидротехнического строительства в зал. Находка, тыс. руб.

Объект строительства Площадь Сумма Затраты на восстановление потерь от

отторжения затрат оттор- дноуг- взвеси наилка взвеси в наилка в

/ дноуглуб- жения лубле- в р-не в р-не р-не дам- р-не дам-

ления, га ния работ работ пинга пинга

Бухта Врангеля

зерновой причал

и контейнерный терминал

на 0,5 млн ДФЭ 3,1 / 8,9 11 400 434 5 132 31 521 4 716 567

контейнерный терминал

на 1,5 млн ДФЭ 61,6 / 65,0 19 007 10 002 1 904 51 394 5 976 680

угольный причал на 6 млн т 21,3 / 10,4 3 588 1 987 429 1 35 1 021 116

угольный причал на 20 млн т 23,0 / 31,7 5 625 2 563 1 331 2 65 1 494 170

сухой док 3,9 / 8,4 1 521 404 203 87 134 53 40

Мыс Каменского,

оградительное сооружение 5,3 / 0 2061,06 1 835 - 59 167 - -

Бухта Новицкого,

нефтеналивные причалы 0,29 / 0,14 155,80 120 34 1 - - -

воздействие на экосистему, образование взвеси и наилка - косвенное, так как объемы и концентрация взвеси, площадь и толщина наилка определяются по результатам моделирования распространения взвеси и формирования наилка. Не существует и общепринятых интегральных индикаторов восстановления потерь биоресурсов от гидротехнических работ. Вместо них чаще всего используются показатели компенсационных выплат в рублевом исчислении.

Между тем интегральные индикаторы позволяют объединять многообразные переменные, отдельные группы данных, предоставляя относительно полную, агрегированную информацию о состоянии прибрежной экосистемы [3]. Комплексная информация в виде индикаторов способствует пониманию тенденций и явлений, которые не всегда можно проследить напрямую.

Как было показано выше, интенсивность воздействия исследовалась нами по нескольким факторам. В соответствии с этими факторами были определены шесть базовых индикаторов воздействия: индикатор отторжения (Х1); индикатор дноуглубления (Х2); индикаторы воздействия взвеси в районе работ (У1) и дампинга (У2); индикатор воздействия наилка в районе работ и дампинга (Ы2).

Значения базовых индикаторов воздействия (БИВ) рассчитывали по формуле:

БИВ = Потери биоресурсов, кг / Площадь нарушения дна, га.

Индикаторы воздействия на биоресурсы при гидротехническом строительстве отражают снижение природоемкости на единицу техногенно преобразованной площади морского дна.

Конечной целью водоохраной деятельности является восстановление биопромыслового потенциала региона. Для оценки ресурсов, необходимых для восстановительных мероприятий, предлагается использовать индикаторы реакции и удельное количество молоди (тыс. экз./га), требуемое для компенсации потерь биоресурсов. Определение количества мальков лососевых рыб, молоди беспозвоночных (трепанга и гребешка), проростков ламинарии осуществляется в соответствии со структурой потерь биоресурсов того или иного водного объекта [4]. Базовые индикаторы реакции представляют собой компенсационные затраты на восстановление биоресурсов, утраченных под воздействием того или иного фактора, на единицу нарушенной площади: отторжения (Х'1), дноуглубления (Х'2), воздействия взвеси в районе работ (У1) и дампинга (У2), воздействия наилка в районе работ (К'1) и дампинга (К'2).

Интегральные индикаторы воздействия (ИИВ) и интегральные индикаторы реакции (ИИР) рассчитываются как отношение суммы потерь биоресурсов и суммы компенсационных затрат, соответственно, к техногенно преобразованной площади дна водоема. Результаты расчетов указанных индикаторов приведены в табл. 4 и 5.

Таблица 4

Индикаторы воздействия гидротехнического строительства в зал. Находка, кг/га

Объект строительства ИИВ Х, 1Х2 К к IV, N2

Бухта Врангеля

зерновой причал и контейнерный терминал на 0,5 млн ДФЭ 1392 187 162 6 44 980 13

контейнерный терминал на 1,5 млн ДФЭ 1299 246 86 8 44 903 13

угольный причал на 6 млн т 841 102 95 1 14 616 13

угольный причал на 20 млн т 885 173 147 1 29 523 13

сухой док 1495 293 110 21 46 1016 8

Мыс Каменского, оградительное сооружение 690 418 - 153 119 - -

Бухта Новицкого, нефтеналивные причалы 952 557 344 51 - - -

Таблица 5

Индикаторы восстановления потерь при гидротехническом строительстве в зал. Находка, тыс. руб./га

Объект строительства ИИР Х\ Х'2 V. ^2 ^2 Кол-во молоди, тыс. экз./га

Бухта Врангеля

зерновой причал и контейнерный терми-

нал на 0,5 млн ДФЭ 255,7 139,9 57,7 0,3 4,6 51,2 2,0 47,2

контейнерный терминал на 1,5 млн ДФЭ 244,2 162,4 29,3 0,4 2,9 47,2 2,0 43,5

угольный причал на 6 млн т 170,2 93,3 41,2 0,03 1,5 32,2 2,0 32,6

угольный причал на 20 млн т 182,9 111,5 42,0 0,04 1,9 27,3 0,2 26,7

сухой док 193,9 103,5 24,2 7,1 4,8 53,1 1,2 49,8

Мыс Каменского, оградительное сооружение 383,5 346,2 - 11,2 26,1 - - 25,4

Бухта Новицкого, нефтеналивные причалы 666,3 419,6 243,8 2,9 - - - 23,3

Базовые индикаторы можно использовать для оценки и корректировки структурно-технологических решений проектов. Интегральные индикаторы лучше подходят для анализа сложившейся экологической ситуации в водном объекте и определения масштабов воздействия и ущерба.

Результаты расчетов индикаторов позволяют объединить в группы проекты, однородные по технологии работ и значениям исходных биологических данных, используемых при оценке ущерба, и определить для каждой группы проектов интегральные показатели воздействия и восстановления потерь биоресурсов. По однородным критериям были выделены три группы проектов.

В первую группу вошли зерновой причал, контейнерные терминалы и сухой док. Строительство этих объектов привело к большим потерям биоресурсов от воздействия взвеси и наилка в районе дампинга (около 80% общих потерь). Индикаторы воздействия данных факторов здесь составляют 916-1024 кг/га. В районе работ данные показатели намного ниже - 50-67 кг/га. Потери в результате дноуглубления и отторжения дна не превышают 12-14% общих потерь (табл. 2). Индикаторы воздействия этих факторов 332-404 кг/га. Интегральные показатели воздействия для первой группы проектов изменяются в пределах 1299-1495 кг/га (табл. 4, рис. 2).

При реализации второй группы проектов (угольные терминалы) потери биоресурсов в районе дампинга составили 75-85%, при дноуглублении и отторжении дна - 13-22%

Рис. 2. Структура индикаторов воздействия гидротехнического строительства на биоресурсы зал. Находка. Факторы воздействия: Х1 - отторжение дна, Х2 - дноуглубление, У1 и N - взвесь и наилок в районе работ, У2 и взвесь и наилок в районе дампинга

N.

общих потерь. Индикаторы воздействия взвеси и наилка в районе дампинга в сумме достигают 535 кг/га при строительстве угольного причала на 20 млн т и 629 кг/га для угольного причала на 6 млн т. В районе работ воздействие этих факторов характеризуется индикаторами 30 и 15 кг/га, соответственно. Относительно небольшие значения отмечаются и для индикаторов воздействия дноуглубления и отторжения - 320 и 197 кг/га. Интегральные показатели воздействия для этой группы проектов составляют 885 и 841 кг/га.

Проекты третьей группы типологически различны. Строительство оградительного сооружения на мысе Каменского проходит в условиях сильного течения, поэтому суммарное воздействие взвеси и наилка в районе работ для этого объекта относительно велико - 272 кг/га, т.е. 65,1% от величины индикатора воздействия отторжения дна, которое составляет 418 кг/га. Реконструкция (берегоукрепление) нефтепирса в бухте Новицкого осуществляется в условиях полузакрытой акватории. Воздействие отторжения и дноуглубления здесь равно 901 кг/га, в то время как влияние взвеси незначительно - 51 кг/га. Наилок в ходе работ не образуется. Как видим, определяющим фактором для указанных объектов является отторжение дна, а для проектов в бухте Новицкого еще и дноуглубление. Интегральные показатели воздействия этой группы проектов 690 и 952 кг/га.

Как уже отмечалось, потери биоресурсов должны быть восстановлены за счет их промышленного воспроизводства. Удельные показатели (компенсационные затраты, отнесенные к площади техногенно преобразованной акватории) и количество мальков гидробионтов, необходимых для ликвидации ущерба, приняты нами в качестве индикаторов восстановления потерь биоресурсов от гидротехнических работ. Кстати, прирост выпуска молоди промысловых видов рыб в естественных водоемах является одной из целей «Стратегии развития рыбохозяйственного комплекса Российской Федерации на период до 2020 года» [5].

Для первой группы проектов индикаторы восстановления потерь от отторжения и дноуглубления (Х'1 + Х'2) составляют 197,6, 191,7 и 127,7 тыс. руб./га. Воздействие наилка и взвеси в районе дампинга (У'2 + №2) требует компенсации для разных проектов

Рис. 3. Структура индикаторов восстановления потерь биоресурсов от гидротехнического строительства в зал Находка. Факторы воздействия: Х'1 - отторжение дна, Х'2 - дноуглубление, У'1 и - взвесь и наилок в районе работ, V' и - взвесь и наилок в районе дампинга

в размере 53,2, 49,2 и 54,3 тыс. руб. на 1 га нарушенной площади морского дна. Интегральные показатели восстановления: 255,7 тыс. руб./га для зернового причала и контейнерного терминала на 0,5 млн ДФЭ, 244,2 тыс. руб./га для контейнерного терминала на 1,5 млн ДФЭ и 193,9 тыс. руб./га для сухого дока. Количество молоди, необходимой для воспроизводства, составляет по этим объектам 47,2, 43,5 и 49,8 тыс. экз./га, соответственно (табл. 5, рис. 3).

Во второй группе проектов индикаторы восстановления от отторжения и дноуглубления в сумме составляют 134,5 и 153,5 тыс.руб./га для угольных причалов на 6 и 20 млн т, соответственно. Затраты на восстановление потерь биоресурсов от воздействия взвеси и наилка в районе дампинга оцениваются в 34,2 и 27,5 тыс. руб./га, или 25,4 и 17,9% общих затрат на восстановление потерь от дноуглубления и отторжения дна. Существенно меньшие расходы требуются для ликвидации воздействия взвеси и наилка непосредственно в районе работ: 1,5 и 1,9 тыс. руб./га, соответственно. Интегральные показатели восстановления для указанных проектов - 170,2 и 182,9 тыс. руб./га. Количество молоди, необходимой для воспроизводства биоресурсов, составляет 32,6 и 26,7 тыс. экз./га.

В третьей группе проектов основные потери биоресурсов вызваны отторжением дна и дноуглублением. Индикаторы восстановления ущерба, возникшего в результате этих работ, оценены в 346,2 тыс. руб./га для гидротехнических объектов на мысе Каменского и 663,4 тыс. руб./га для объектов в бухте Новицкого. Индикаторы восстановления от воздействия взвеси и наилка в районе работ - 37,3 и 2,9 тыс. руб./га, соответственно. Интегральные показатели для данных проектов составляют 383,5 и 666,3 тыс. руб./га, количество молоди, необходимой для воспроизводства биоресурсов, - 25,4 и 23,3 тыс. экз./га.

Рассматриваемые группы объектов однородны по силе факторов воздействия: коэффициенты вариации внутри групп различаются незначительно. Это дает основание для определения усредненных интегральных индикаторов воздействия и интегральных индикаторов восстановления потерь по каждой группе объектов (табл. 6).

Средние интегральные индикаторы для объектов гидротехнического строительства в зал. Находка

Группа объектов ИИВ, кг/га ИИР, тыс. руб./га Кол-во молоди, тыс. экз./га

Зерновой причал, контейнерные терминалы, сухой док в бухте Врангеля Угольные причалы в бухте Врангеля Объекты на мысе Каменского и в бухте Новицкого 1395 231 46,8 863 177 29,7 821 525 24,4

Высокие значения интегральных индикаторов для контейнерных терминалов обусловлены изъятием больших объемов грунта в бухте Врангеля и дампингом его в зоне о-ва Лисий. Показатели запасов гидробионтов в открытой зоне зал. Находка выше, чем в бухте Врангеля, но интегральные индикаторы для этой зоны ниже, так как воздействие взвеси и наилка при гидротехнических работах здесь минимальное.

Индикаторы воздействия и реакции дают адекватную картину изменений биопотенциала прибрежных морских акваторий в результате гидротехнических работ и предоставляют управленческим структурам информацию для выработки решений в сфере управления биоресурсами в регионе.

ЛИТЕРАТУРА

1. Бобылев С.Н., Зубаревич Н.В., Соловьева С.В., Власов Ю.С. Индикаторы устойчивого развития: экономика, общество, природа / под ред. С.Н.Бобылева. М.: МАКС Пресс, 2008. 230 с.

2. Временная методика оценки ущерба, наносимого рыбным запасам в результате строительства, реконструкции и расширения предприятий, сооружений и других объектов и проведения различных видов работ на рыбохозяйственных водоемах. М.: Минрыбхоз СССР, 1990. 61 с.

3. Новые технологии мониторинга природных процессов в зоне взаимодействия пресных и морских вод (биологическая индикация) / отв. ред. Г.Г.Матишов. Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 2009. 262 с.

4. Огородникова А.А., Блинов Ю.Г., Мойсейченко Г.В. Определение компенсационных затрат на воспроизводство биоресурсов дальневосточных морей при расчетах ущерба // Актуальные проблемы сохранения и восстановления биоресурсов морей и внутренних водоемов России: сб. докл. пленарного заседания науч. консультативного совета ФГУ «МИК» по комплексному использованию водных ресурсов и охране водных экосистем. Мурманск: Изд-во ПИНРО, 2006. С. 106-116.

5. Стратегия развития рыбохозяйственного комплекса Российской Федерации на период до 2020 года. Утверждено приказом Федерального Агентства по рыболовству от 30.03.2009 г., № 246 // Правовые вопр. охраны окружающей среды. М.: ВИНИТИ, 2010. № 2. С. 4-18.

6. Towards Sustainable Development. Indicators to Measure Progress: Proceedings of the Rome Conference. Paris: OECD, 2000. 420 p.