CC BY
44
Раздел 1
экология
КУРАТОР
РАЗДЕЛА
Геннадий Геннадьевич Морковкин —
доктор сельскохозяйственных наук, профессор, проректор по науке Алтайского государственного аграрного университета, г. Барнаул.
РЕДАКТОР
РАЗДЕЛА
Александр Васильевич Пузанов —
доктор биологических наук, профессор, заместитель директора по НР Института водных и экологических проблем СО РАН, г. Барнаул.
РЕДАКТОР
РАЗДЕЛА
Александр Викторович Шитов —
кандидат геолого-минералогических наук, доцент кафедры геоэкологии Горно-Алтайского государственного университета, г. Горно-Алтайск.
УДК 631.438
Ж.К. Жубатов, к.х.н., директор ДГП «Инфракос-Экос»,
Казахстан, г. Алматы
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРИТЕРИЕВ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ТЕРРИТОРИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН К ВОЗДЕЙСТВИЮ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
В работе представлены результаты анализа процессов, определяющих устойчивость экологических систем территорий Казахстана к космической деятельности. Показано, что воздействию ракетно-космической деятельности космодрома «Байконур» подвергаются все компоненты окружающей среды, установлены характер и особенности этого воздействия.
Ключевые слова: ракетно-космическая деятельность, экологическая устойчивость, критерии, фрагменты, воздействие, подтрассовые территории, экосистемы.
Ракетно-космическая деятельность (РКД) — один из видов техногенных нагрузок, оказывающих влияние на значительных по площади участках земной поверхности в различных природных зонах.
Данный вид деятельности в соответствии с Законом Республики Казахстан «Об охране окружающей среды» требует разработки экологических нормативов допустимого воздействия, основываясь на критериях экологической устойчивости территории Республики Казахстан к воздействию РКД. При этом сложность определения критериев определяется разнообразием факторов воздействия и многообразием природных экосистем, на которые оказываются воздействия, а также разнообразием их связей в процессе осуществления РКД.
В целях предотвращения негативного воздействия на окружающую среду РКД должны быть установлены нормативы, учитывающее все возможные виды воздействия космической деятельности. Основные виды воздействия РКД на окружающую среду можно условно разделить на физические и химические. При этом выделяются следующие экологические последствия физического воздействия: механическое повреждение почвенно-растительного покрова; механическое загрязнение поверхности фрагментами ОЧ РН; акустическое воздействие.
Химическое воздействие проявляется в загрязнении экосистем, как компонентами ракетных топлив, так и продуктами их трансформации или сгорания.
Принятые в настоящее время методы оценки состояния окружающей среды базируются на санитарногигиенических показателях, в основу которых положены предельно допустимые концентрации веществ в различных средах.
Однако техногенное воздействие, практически не наносящее вреда человеку, в перспективе может оказаться разрушительным для природных экосистем [1]. В ряде случаев загрязнение окружающей среды может не вызывать ощутимых изменений, но могут спровоцировать процессы, приводящие к разрушительным последствиям и, при сохранении здоровья ныне живущих людей, нанести непоправимый ущерб будущим поколениям. Обеспечение экологической безопасности должно гарантировать отсутствие деградации окружающей среды и увеличения экологического риска в будущем, поэтому нормативные показатели должны быть установлены в расчете на устойчивость и регенерационные возможности природных экосистем.
Для оценки экологической устойчивости территорий к воздействию РКД важно знание значений пара-
метров состояния до и после воздействия. С целью определения вариабельности возможна предварительная обработка методами математической статистики имеющихся результатов до и после воздействия фактора, обусловленного РКД, в зоне воздействия и на фоновых участках космодрома «Байконур».
Значение параметра состояния до воздействия фактора может быть оценено по предшествующим наблюдениям, по значению его на эталонной территории, или экспертным путем.
После этого проводится расчет гарантированного максимума и минимума значений параметра в зоне воздействия и на эталонной территории.
Для установления значений критических величин параметра состояния возможна ориентация на среднюю величину изменения параметра состояния при естественном переходе одной экосистемы в другую, уменьшенную вдвое.
Во многих случаях, представляется обоснованным применение системы балльных оценок устойчивости природных экосистем. Достоинством такой системы является максимальный учет всего многообразия факторов, их вклада в общую оценку, что позволит достаточно объективно отразить уровень их устойчивости по отношению к воздействию РКД. Для практических целей выделяется комплекс наиболее существенных параметров функционирования экосистем с тем, чтобы в дальнейшем, оценив каждый из параметров по балльной системе, сумму баллов всего комплекса использовать в качестве оценки устойчивости экосистем к внешнему воздействию [2].
При разработке системы критериев экологической устойчивости территорий к воздействию РКД должна быть учтена экологическая емкость экосистем, природных сред, территорий. Потенциал экологической емкости отражает интегральные свойства местных геотехнических систем и определяет степень экологического риска воздействия РКД на данной территории.
Целесообразен максимальный учет имеющихся в стране нормативно-методических документов по экологическому районированию территорий, российского опыта ранжирования районов падения и подтрассовых территорий по степени их устойчивости к техногенному воздействию с использованием ГИС-технологий [3].
Для количественной оценки возможного воздействия загрязняющих веществ, поступающих в результате РКД на наземные и водные экосистемы можно осуществить подход, изложенный в работе [1] на основе двух альтернативных принципов оценки:
1) оценка различия между актуальными и расчетными критическими нагрузками;
2) при заданной нагрузке оценить время достижения максимальной концентрации (ПДК), установленной для загрязняющего вещества в компонентах экосистем.
В первом подходе, связанном с расчетами критических нагрузок, используют биогеохимические показатели самоочищающей способности и устойчивости экосистем и их компонентов к КРТ.
Во втором, необходимо предварительное установление ПДК для различных соединений, что само по себе, связано с рядом неопределенностей, которые были рассмотрены ранее.
Расчет критических нагрузок должен сопровождаться картографированием величины нагрузок в зависимости от особенностей территорий с использованием геоинформационных систем с формированием базы данных, позволяющей пространственно привязать расчетные величины критических нагрузок.
В качестве показателей для оценки устойчивости почв к воздействию РКД предлагается использовать как показатели химического и биологического загрязне-
ния почв, обусловленные свойствами используемых ракетных топлив, так и показатели свойств почв, подвергшихся изменению в процессе воздействия РКД.
В зависимости от вида компонента ракетного топлива характер рН различный: при поступлении НДМГ наблюдается увеличение рН почвы, а при разливе окислителя — АТ происходит подкисление почвы, соответственно, рН уменьшается, по сравнению с фоновыми значениями. Падение Eh почвы из-за поступления сильного восстановителя в виде НДМГ приводит к уменьшению продуктивности.
По степени нарушенности почвы и условиям антропогенного воздействия при ракетно-космической деятельности выделяются следующие стадии ее деградации:
0 — не деградированные почвы: почвы, продуктивность которых соответствует их естественному плодородию;
1 — слабо деградированные почвы, снижение продуктивности которых не превышает 25%;
2 — средне деградированные почвы со снижением продуктивности на 25-50%;
3 — сильно деградированные почвы, снижение продуктивности которых составляет 50-75%;
4 — очень сильно деградированные почвы, снижение продуктивности которых достигает 75% и более.
В качестве критериев деградации почв предложены не абсолютные значения показателей, а их изменение по отношению к исходному или принимаемому за контроль состоянию почвы. Конкретные значения критерия деградации для выделения соответствующих степеней деградации почвы устанавливаются как экспертным путем, так и на основе оценок специалистов с учетом конкретного влияния анализируемого показателя на величину и качество первичной биологической продукции, а также другие экологические функции почвы.
Для оценки деградации почв предварительно устанавливается наличие факторов воздействия РКД на почву и растения, приводящего к ухудшению свойств почвы, снижению урожайности и ухудшению свойств почвы, снижению урожайности и ухудшению качества растительной продукции.
Для оценки степени деградации почв и экосистем при РКД привлекаются данные крупномасштабных почвенных и экологических обследований, обработка которых производится с использованием ГИС-технологий.
В качестве показателей для оценки устойчивости растительности к химическому, механическому, пи-рогенному воздействию РКД предлагаются:
1) содержание компонентов ракетного топлива;
2) содержание продуктов распада и химической трансформации КРТ в растениях;
3) содержание общего азота;
4) содержание общего углерода;
5) изменение биоразнообразия;
6) плотность популяции вида-индикатора загрязнения КРТ;
7) возрастной спектр ценопопуляции доминантов;
8) изменение проективного покрытия пастбищной сухостепной и полупустынной растительности;
9) продуктивность пастбищной растительности;
10) изменение соотношения вегетативных и регенеративных особей;
11) изменению морфологических параметров и габитуса;
12) нарушению соотношения цикла и прохождения фенологических фаз.
Критерием оценки состояния животного мира и зооценоза могут служить показатели, отражающие:
1) уменьшение биоразнообразия;
2) изменение генофонда животных;
3) плотность популяции вида-индикатора антропогенной нагрузки;
4) увеличение заболеваемости.
Показателями устойчивости состояния пресноводных экосистем к воздействию РКД могут являться:
1) интегральный показатель качества вод, определяемый методом биотестирования;
2) содержание компонентов ракетного топлива;
3) содержание продуктов распада и химической трансформации КРТ;
4) коэффициент донной аккумуляции;
5) коэффициент накопления в гидробионтах;
6) среднелетняя биомасса фитопланктона;
7) фитомасса нитчатых водорослей;
8) заболеваемость рыб, связанная с хроническим токсикозом;
9) индекс загрязненности вод.
Для оценки устойчивости атмосферного воздуха к воздействию РКД предлагается использовать следующие показатели:
1) критические нагрузки и критические уровни КРТ, являющиеся основными показателями загрязнения атмосферного воздуха, характеризующими воздействие РКД. Под ними понимаются максимальные значения выпадений или соответственно, концентраций в атмосферном воздухе КРТ и продуктов его окисления и трансформации, которые не приводят к вредным воздействиям на структуры и функции экосистем в долговременном плане;
2) степень вертикальной устойчивости атмосферы по шкале Пасквилла;
3) параметр стратификации Обухова.
Оценка устойчивости ландшафтов к загрязнению, обусловленному РКД, в зоне воздействия и на фоновых участках космодрома «Байконур» может быть проведена с использованием различия между актуальными и критическими нагрузками КРТ.
При расчете критических нагрузок используются биогеохимические показатели самоочищающей способности и устойчивости экосистем и их компонентов к КРТ, не требующих наличия ПДК для всех КРТ и продуктов их распада и химической трансформации.
Характеристика наземной экосистемы включает в себя описание свойств почв, структуру биоценоза, климата, характера использования земель и т.д. При характеристике водной экосистемы учитываются тип водоема (река, озеро или море), его трофический статус и гидрохимия.
Для расчета критических нагрузок могут быть использованы нединамические и динамические модели.
Входные параметры модели рассчитываются на основании данных о:
- почвенных (тип почвы, гранулометрический состав, геохимическая характеристика, геохимические барьеры, загрязнение почвенного покрова);
- геоботанических (типология растительного покрова, распространение, видовой состав, доминанты, состояние растительности, эндемики, виды из Красной Книги, загрязнение растений и т.д.);
- геолого-геоморфологических (мелкосопочники, равнины, горы);
- климатических (годовой перепад температур воздуха; перепад количества осадков, среднегодовая скорость ветра, годовая доза ультрафиолетовой радиации, количество дней в году с грозами, количество дней с пыльными бурями);
- гидрологических (годовой речной сток, характеристика поверхностных и подземных водных источников, характеристика водоносных горизонтов);
- гидрохимических (загрязнение вод естественными и антропогенными загрязнителями);
- и других условиях, поступлении загрязнителей с неспецифическими техногенными потоками, существующем уровне загрязнения рассматриваемых природных наземных и водных экосистем;
- данных лабораторных и натурных экспериментов по изучению процессов трансформации КРТ и их воздействие на живые организмы.
Величины рассчитанных критических нагрузок загрязняющих веществ на экосистему сравниваются с экспериментальными или смоделированными величинами их выпадений. Это позволяет рассчитать превышение критических нагрузок для исследуемых территорий.
Расчет критических нагрузок предлагается сопровождать картографированием величин нагрузок в зависимости от природных особенностей территорий с использованием геоинформационных систем. В рамках ГИС составляются карты критических нагрузок для экосистем различного территориального уровня на РП
ОЧ РН, испытывающие нагрузки в результате РКД космодрома «Байконур».
Результаты изложенного анализа позволяют провести детальную оценку устойчивости территории Казахстана к космической деятельности.
Библиографический список
1. Башкин, В.Н. Биогеохимия / В.Н. Башкин, Н.С. Касимов — М.: Научный мир, 2004. — 648 с.
2. Биогеохимические основы экологического нормирования.— М.: Наука, 1993.— 304 с.
3. Королева, Т.В. ГИС для ранжирования территорий, подверженных воздействию ракетно-космической техники / Т.В.Королева, Черницова // Картографическое и геоинформационное обеспечение управления региональным развитием: матер. науч. конф. — Иркутск, 2002. — С. 75-77.
Статья поступила в редакцию 05.03.08
УДК 597.0/5-11
П.А. Попов, д-р биолог. н, доц., проф. НГУ, г. Новосибирск,
К ЭКОЛОГИИ РЫБ ОЗЕРА ЧАНЫ
Рассматриваются условия обитания, некоторые стороны экологии и вылов рыб в оз. Чаны — самом крупном водоеме это типа на юге Западной Сибири. Приведенная в публикации информация свидетельствует об уникальности озера в экологическом и рыбохозяйственном отношениях, о необходимости его комплексного изучения и охраны.
Ключевые слова: озеро, ихтиофауна, рыбы, экология, рыбопродуктивность.
УСЛОВИЯ ОБИТАНИЯ РЫБ В ОЗЕРЕ ЧАНЫ абиотических условиях их обитания в этом водоеме —
Характеристику основных черт экологии рыб уровенном и газовом режимах и минерализации.
оз. Чаны следует начать с краткой информации об Уровень воды в озере дан в метрах над уровнем Бал-
