Опасность деградации наземных экосистем

Оценка степени деградации экосистемы проводится по критериям, которые определяют негативные изменения в структуре и функционировании экосистем и учитывают их пространственную дифференциацию по степени нарушенности, а также динамику процессов деградации см. табл. 4.34 (Критерии…, 1992).

Структурно-функциональные изменения в состоянии природных экосистем, несмотря на их различную степень устойчивости, характеризуются однотипными показателями. В зоне чрезвычайной экологической ситуации состояние экосистем характеризуется изменением в соотношении основных трофических групп при снижении (или увеличении) удельной массы одной из групп в пределах 20-5 0%, при этом происходит нарушение взаимосвязей внутри экосистемы, но процессы деградации еще не принимают необратимый характер. В зонах экологического бедствия состояние экосистем характеризуется снижением (или увеличением) удельной массы одного из трофических звеньев более чем на 50 %. Нарушения взаимосвязей внутри экосистемы носят необратимый характер, экосистема теряет средо- и ресурсовоспроизводящие функции.

При оценке экологического состояния территории необходимо учитывать площадь проявления негативных изменений (т.к. при равной степени деградации участка территории возможность восстановления обратно пропорциональна его площади); пространственную неоднородность распределения участков разной степени деградации на исследуемой территории; изменение показателей в разных природно-климатических зонах.

Скорость деградации экосистем рассчитывается по 5 – 10 -летним рядам наблюдений. Особенно важно оценивать направленность и скорость деградации экосистем при напряжённой экологической ситуации для прогноза ухудшения экологической обстановки и проведения мероприятий по ее стабилизации и улучшению.

Таблица 4.34

Критерии оценки деградации наземных экосистем (Критерии…, 1992)

№ п/п	Показатели	Экологическое бедствие	Чрезвычайная экологическая ситуация	Относительно удовлетворительные
	Основные показатели
	Пространственные признаки:
	1.1. Площади деградированных территорий, %
	1.1.1 Не представляющие непосредственной угрозы человеку (отвалы нетоксичных пород, карьеры, деградированные с/х угодья)	> 75	50 – 70	< 5
	1.1.2 Представляющие угрозу разрушения зданий и сооружений (антропогенные просадки, оползни, разломы, военные полигоны и др.)	> 50	20 – 50	< 1

Продолжение таблицы 4.34

№ п/п	Показатели	Экологическое бедствие	Чрезвычайная экологическая ситуация	Относительно удовлетворительные
	1.1.3 Отвалы токсичных пород, изолированные от грунтовых вод, с возможностью переноса частиц по воздуху, посредством стока в поверхностные водоемы и водотоки	> 20	5 – 20	< 0,1
	1.1.4 Карьерные выемки и отвалы токсичных пород с угрозой загрязнения грунтовых вод (грунтовые воды не защищены)	> 5	3 – 5	отсутствуют
1.2	Расчленённость территории оврагами, км/км2	2,5	0,7 – 2,5	отсутствует
	Динамические признаки
2.1	Скорость деградации наземных экосистем, % площади в год	> 4	2 – 4	< 0,5
2.2	Скорость увеличения площади сбитых пастбищ, % площади в год	> 8	5 – 8	< 2
2.3	Скорость уменьшения годовой продукции растительности, % в год	> 7,5	3,5 – 1,5	< 1
2.4	Скорость уменьшения содержания органического вещества в почве, % в год	> 7	3 – 7	< 0,5
2.5	Скорость сработки (минерализации) торфа, мм/год	> 40	10 – 40	< 1
2.6	Скорость увеличения площади засоленных почв, % в год	> 5	2 – 5	< 1
2.7	Скорость увеличения площади эродированных почв, % площади в год	> 5	2 – 5	< 0,5
2.8	Скорость увеличения площади подвижных песков, % площади в год	> 4	2 – 4	< 0,5
2.9	Скорость увеличения относительной площади земель с неблагоприятными агромелиоративными условиями, % от площади ценных сельскохозяйственных угодий в год	> 1	0,3 – 1,0	< 0,1
	Дополнительные показатели
	Соотношение площадей разной степени нарушенности экосистем, %: – слабо и средне измененные – сильно измененные – очень сильно измененные	< 20 > 40 > 30	< 30 > 40 < 30	< 70 < 10 < 5
	Структурно-функциональные характеристики состояния экосистем	Необратимое нарушение взаимосвязи внутри экосистем	Нарушение структуры сообществ без необратимых процессов в экосистемах	Возможны отдельные признаки деградации ряда компонентов в экосистемах

Продолжение таблицы 4.34

№ п/п	Показатели	Экологическое бедствие	Чрезвычайная экологическая ситуация	Относительно удовлетворительные
	Трофическая структура - изменение удельной массы	Увеличение удельной массы фитофагов на 50 %, уменьшение удельной массы зоофагов и сапрофагов на 50 %	Увеличение удельной массы фитофагов на 20 %, уменьшение удельной массы зоофагов и сапрофагов на 20 %	Соотношение практически постоянно (колебания в пределах нормы)

Ботанические критерии(Управление …, 1996) имеют наибольшее значение, поскольку они не только чувствительны к нарушениям окружающей среды, но и наиболее физиономичны и наилучшим образом прослеживают зоны экологического состояния по размерам в пространстве и по стадиям нарушения во времени. Ботанические показатели весьма специфичны, т.к. разные виды растений и разные растительные ассоциации в разных географических условиях имеют неодинаковую чувствительность и устойчивость к нарушающим воздействиям, и следовательно, одни и те же показатели для квалификации зон экологического состояния могут существенно варьировать для разных ландшафтов. При этом учитываются признаки негативных изменений на разных уровнях: организменном (фитопатологические изменения), популяционном (ухудшение видового состава и фитоценометрических признаков) и экосистемном (соотношение площади в ландшафте). Пример ранжирования состояния экосистем по ботаническим критериям дается в таблице 4.35 (осреднённые основные показатели, районированные для определённых зональных условий).

Таблица 4.35

Ботанические нарушения экосистем (Управление …, 1996)

ПОКАЗАТЕЛИ	Нормы (Н)	Риска (Р)	Кризиса (К)	Бедствия (Б)
Ухудшение ви- дового состава естественной рас- тительности и ха- рактерных видов	Естествен- ная смена доминантой; субдоми- нантов, в особенности полезных видов	Умень- шение обилия господст- вующих, в особен- ности по- лезных видов	Смена господств ующих видов на вторич- ные, в основном непоемые сорные и ядовитые	Уменьше- ние обилия вторичных видов, по- лезных растений практи- чески нет
	Повреждение растительности (дымом заводов)	Отсут- ствие	Повреж- дение наиболее чувстви- тельных (хвойных деревьев, лишайни- ков) видов	Повреж- дение средне- чувстви- тельных видов	Повреж- дение слабо чувстви- тельных (травы, кустарни- ков) видов

Продолжение таблицы 4.35

Относительная площадь коренных (квазикоренных) ассоциаций (в %)	>60	40 – 60	20 – 30	<10
Биоразнообразие (уменьшение ин- декса разнообра- зия Симпсона в %)	<10	10 – 20	25 – 50	>50
Лесистость (в % от зональной)	>80	60 – 70	50 – 30	<10
Гибель посевов (% площади)	<5	5 – 15	15 – 30	>30
Проективное покрытие пастбищной степной и полупустынной растительности (в % нормального)	>80	60 – 70	20 – 50	<10
Продуктивность пастбищной растительности (в % потенциального)	>80	60 – 70	10 – 20	<5

F Контрольные вопросы и задачи

1. Какие критерии применяются для оценки опасности загрязнения атмосферного воздуха по веществам, влияющим на наземную растительность и водные экосистемы?

2. Какие критерии применяются для оценки степени химического загрязнения поверхностных вод?

3. Какие критерии применяются для оценки состояния пресноводных экосистем?

4. Какие критерии применяются для оценки состояния поверхностных и сточных вод на основе биотестов (по состоянию тест-объекта)?

5. Какие критерии применяются для оценки истощения водных ресурсов?

6. Какие критерии применяются для оценки степени химического загрязнения морских вод?

7. Какие критерии применяются для оценки экологического состояния морских акваторий?

8. Какие критерии применяются для оценки степени загрязнения подземных вод для участков хозяйственных объектов (промзоны)?

9. Назовите критерии экологической оценки состояния почв и укажите их значения.

10. Назовите геохимические критерии и укажите их значения.

11. Перечислите почвенные критерии нарушения экосистем и укажите их значения.

12. Перечислите пространственные критерии нарушения среды и укажите их значения.

13. Перечислите динамические критерии нарушения экосистем по повышению скорости изменения мощности индикационного показателя в год (среднее за 5–8 лет непрерывных наблюдений) и укажите их значения.

14. Назовите критерии оценки экологической опасности деформаций и изменения геологической среды и укажите их значения.

15. Перечислите геодинамические критерии и укажите их значения.

16. Перечислите критерии оценки деградации наземных экосистем и укажите их пределы.

17. Перечислите ботанические нарушения экосистем.

Термины и определения

Бентос– совокупность организмов, обитающих на дне водоёмов.

Благоприятная окружающая среда – окружающая среда, качество которой обеспечивает устойчивое функционирование естественных экологических систем, природных и природно-антропогенных объектов (7-ФЗ, 2002).

Вода питьевая – вода, для которой бактериологические, органолептические показатели и показатели токсических химических веществ находятся в пределах питьевого водоснабжения.

Водопользование – порядок, условия и формы использования водных ресурсов: 1– использование водных объектов для удовлетворения любых нужд населения и народного хозяйства; 2 – использование воды в хозяйственных или бытовых целях без отвода её из водотока, путем «пропускания через себя» (например, гидроэлектростанцией или водяной мельницей); возможно водопользование без изменения качества воды (очень редко) и с изменением её качества (в том числе видового состава животного и растительного мира) (Экологический словарь, 1993).

Доза (Dose) – количество вещества, полученного субъектом – человеком или животным.

Доза – основная мера экспозиции, характеризующая количество химического вещества, воздействующее на организм (Руководство…, 2004).

Естественный радиационный фон – доза излучения, создаваемая космическим излучением и излучением природных радионуклидов, естественно распределённых в земле, воде, воздухе, других элементах биосферы, пищевых продуктах и организме человека (О радиационной безопасности…, 1996).

Загрязнение окружающей среды – поступление в окружающую среду вещества и (или) энергии, свойства, местоположение или количество которых оказывают негативное воздействие на окружающую среду (7-ФЗ, 2002).

Загрязнение радиоактивное – форма физического загрязнения; связанного спревышением естественного уровня содержания в среде радиоактивных веществ.

Загрязнение радиоактивное – присутствие радиоактивных веществ на поверхности, внутри материала, в воздухе, в теле человека или в другом месте, в количестве, превышающем уровни, установленные НРБ-99.

Концентрация предельно допустимая (ПДК) – норматив – количество вредного вещества в окружающей среде, при постоянном контакте или при воздействии за определённый промежуток времени практически не влияющее на здоровье человека и не вызывающее неблагоприятных последствий у eгo потомства. Устанавливается в законодательном порядке или рекомендуется компетентными учреждениями (комиссиями и гл.).

Облучение – воздействие на человека ионизирующего излучения (НРБ-99).

Облучение техногенное –облучение от техногенных источников как в нормальных, так и в аварийных условиях, за исключением медицинского облучения пациентов (НРБ-99).

Окружающая среда– совокупность компонентов природной среды, природных и природно-антропогенных объектов, а также антропогенных объектов. Природная среда – совокупность компонентов природной среды, природных и природно-антропогенных объектов (7-ФЗ, 2002).

Опасность – совокупность свойств фактора среды обитания человека (или конкретной ситуации), определяющих их способность вызывать неблагоприятные для здоровья эффекты при определённых условиях воздействия (Руководство…, 2004).

Органолептический (Organoleptic) – фактор, влияющий на один из органов чувств, например, осязания, обоняния или зрения.

Региональный уровень – уровень загрязнения окружающей среды и изменений здоровья, характерный для определённого (5-10 лет) периода сравнения на территории области, края, республики (т, е. региона) с имеющимися общими для многих населённых пунктов природно-климатическими, а возможно, и социально-экономическими условиями.

Среда – вещество и (или) пространство, окружающее рассматриваемый объект; – природные тела и явления, с которыми организм находится в прямых или косвенных взаимоотношениях; – совокупность физических (природных), природно-антропогенных (культурных ландшафтов и населённых мест) и социальных факторов жизни человека; – совокупность явлений, процессов и условий, оказывающих влияние на изучаемый объект. Отличается свойствами самоподдержания и саморегуляции без корректирующего воздействия человека.

Техногенно изменённый радиационный фон – естественный радиационный фон, изменённый в результате деятельности человека (О радиационной безопасности…, 1996).

Техногенные факторы – элементы техногенных форм воздействия человека на природные компоненты, обусловливающие возникновение и развитие явлений техногенеза.

Тяжёлые металлы – группа элементов, активно участвующих в биологических процессах, входя в состав многих ферментов. Наибольшую опасность представляют такие элементы, как: свинец, цинк, кадмий, молибден, марганец, никель, олово, кобальт, титан, медь, ванадий. Источники тяжёлых металлов делятся на природные, к которым относятся выветривание горных пород и минералов, вулканическая деятельность, и техногенные – добыча и переработка полезных ископаемых, сжигание топлива, выбросы транспорта, отходы переработки и сельскохозяйственной продукции.

Фактор антропогенный – фактор, косвенно обязанный своим происхождением деятельности человека.

Фоновый уровень – «исходный» уровень состояния окружающей среды и здоровья населения, характерный для данной территории (населённого пункта), наблюдаемый в течение последних 5-10 лет до периода, связанного с началом проведения оценки ситуации или с учетом регистрации какого-либо события, ответственного за воздействие на людей экологически вредных факторов (например, ввод в эксплуатацию промышленно-хозяйственного объекта, который по технологическим параметрам может быть потенциальным или реальным источником техногенного воздействия на среду обитания и здоровье населения).

Экологический кризис – критическое состояние окружающей среды, угрожающее существованию человека; – нарушение равновесия между обществом и природой, проявляющееся в деградации окружающей среды, с одной стороны, и неспособности государственных управленческих структур, правоохранительных органов восстановить это равновесие, с другой стороны.

Эффективная доза – величина воздействия ионизирующего излучения, используемая как мера риска возникновения отдалённых последствий облучения организма человека и отдельных его органов с учётом их радиочувствительности (О радиационной безопасности…, 1996).

Эрозия почв – процесс разрушения различных почвенных горизонтов, начиная с верхних и вплоть до материнских пород. Вызывается дождевыми и талыми водами, ветром.

Литература

Основная:

Критерии оценки экологической обстановки территорий для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия. – М.: 1992. – 68с.

Дополнительная:

Цыбань А.В., Лычева Т.А., Мирская Е.Е. Изучение загрязнения морской среды путём определения мутагенной активности донных отложений / Экспериментальная онкология, 1987. Т.9. №5. – С.27–30.

Базилевич Н.И. Некоторые критерии оценки структуры и функционирования природных зональных геосистем // Почвоведение. – 1983. № 2. – С.27–40.

Баевский Р.М. Прогнозирование состояния на грани нормы и патологии. – М.: Медицина, 1979.

Биологическая продуктивность травяных экосистем. – Новосибирск: Наука, 1988. – 133 с.

Букс И.И Экологическая экспертиза и оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС). Учебное пособие. Книга 1 / И.И. Букс, С.А. Фомин– М.: Изд-во МНЭПУ, 1999. – 128 с.

Василевич В.И. Очерки теоретической фитоценологии. – Л.: Наука, 1983. – 246 с.

Василенко В.Н., Назаров И.М., Фридман Ш.Д. Мониторинг нагрузок кислотных выпадений / Метеорология и гидрология, 1992. № 9. – С. 44–48.

Викторов С.В., Чекишев А.Г. Ландшафтная индикация антропогенных изменений природных комплексов // Прикладные ландшафтные исследования. – М.: МГПИ им. Ленина, 1985. – С. 25–31.

Виноградов Б.В. Растительные индикаторы. – М.: Высшая школа, 1964. – 324 с.

Временные указания по определению вредных веществ в атмосферном воздухе для нормирования выбросов и установления ПДВ. – М., Гидрометиздат, 1981.

Жирмунский А.В., Кузьмин В.И. Критические уровни в развитии природных систем. – М.: Наука,1990. – 222 с.

Журавлёв Ю.И. Об алгебраическом подходе к решению задач распознавания или классификации // Проблемы кибернетики. – М.: Наука, 1978. Вып. 33. С. 5–68.

Израэль Ю.А., Цыбань А.В. Антропогенная экология океана. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. – 528 с.

Гольберг В.М. Взаимосвязь загрязнения подземных вод и природной среды. – Л.: Гидрометеоиздат, 1987.

Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР. – М.: Высшая школа, 1988. – 338 с.

Горшкова А.А., Гринева Н.Ф. Изменение экологии и структуры степных сообществ под влиянием пастбищного режима // Экология и пастбищная дегрессия степных сообществ Забайкалья. – Новосибирск: Наука, 1977. – С. 153-178.

Динамика ценопопуляций растений / Под. ред. Т. И. Серебряковой. – М.: Наука, 1985. – 204 с.

Долгушин И.Ю. Основные тактические пути определения допустимой антропогенной нагрузки на ландшафты // Нормирование антропогенных нагрузок. – М.:ИГ АН СССР, 1988. – С. 26–28.

Заугольнова Л.Б. и др. Ценопопуляции растений (очерки популяционной биологии). – М.: Наука, 1988. – 182 с.

Звягинцев Д.Г. и др. Диагностические признаки различных уровней загрязнения почв нефтью / Почвоведение, 1989. № 1. – С. 72–78.

Исаков Ю.И., Казанская Н.С., Тишков А.А. Зональные закономерности динамики экосистем. – М.: Наука, 1986. – 150 с.

Ковальский В.В. Геохимическая среда и жизнь.– М.: Наука, 1982. – 76 с.

Корчагин А.А. Строение растительных сообществ // Полевая геоботаника.– Л.: Наука,1976. Т.5. – 316 с.

Кузнецов А.В. Методические указания по определению металлов в почвах сельхозугодий и продукции растениеводства. Издание 2-е, переработанное и дополненное. – М.: 1992. – 61 с.

Медико-биологические требования и санитарные нормы качества продовольственного сырья и пищевых продуктов. – М.: Изд. Стандартов, 1990. – 183 с.

Методика расчёта концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. ОНД-86. – Л.: Гидрометеоиздат, 1987.

Методические рекомендации по проведению полевых и лабораторных исследований почв и растений при контроле загрязнения окружающей среды металлами. – М., Гидрометеоиздат, 1981. – 110 с.

Методические основы комплексного экологического мониторинга океана. – М., Гидрометеоиздат, 1988. – 287 с.

Методические указания по формализованной комплексной оценке качества поверхностных и морских вод по гидрохимическим показателям, М.: 1988.

Модели в экологии и медицине. Физиологические системы человека в экстремальных условиях / Под ред. Ю.М. Свирежева и В.В. Шакина. – М.: ВЦ АН СССР, 1989. – 155 с.

Моисеев Н.Н. Математические задачи системного анализа. – М.: Наука, Гл. ред. физ.-матем. литературы, 1981. – 488 с.

Охрана ландшафтов. Толковый словарь. – М.: Прогресс, 1982. – 272 с.

Оценка состояния и устойчивости экосистем. – М.: Изд-во ВНИИ природа, 1992. – 128 с.

Понятовская В.М. Учёт обилия и особенности размещения видов в сообществах // Полевая геоботаника. – М.–Л.: Наука, 1964. Т.3. – С. 209–299.

Принципы и методы определения норм нагрузок на ландшафты. – М.: ИГ АН СССР, 1987. – 32 с.

Руководство по методам биологического анализа поверхностных вод и донных отложений / Под ред. В. А. Абакумова.– Л., Гидрометеоиздат, 1983.

Руководство по краткосрочным тестам для выявления мутагенных и канцерогенных химических веществ (ВОЗ ООН). – Женева, 1989. – 176 с.

Руководство по организации контроля состояния природной среды в районе расположения АЭС. –Л.: Гидрометеоиздат, 1990. – 264 с.

Журавлев Ю.И. Об алгебраическом подходе к решению задач распознавания или классификации // Проблемы кибернетики. – М.: Наука, 1978. Вып. 33. – С. 5 – 68.

Светлосанов В.А. Устойчивость и стабильность природных экосистем //Итоги науки и техники: Серия «Теоретические и общие вопросы географии». – Т.8. 1990.

Свирежев Ю.М. Нелинейные волны, диссипативные структуры и катастрофы в экологии. – М.: Наука, 1987. – 368 с.

Сидоров В.А., Кузьмин Ю.О. Современное движение земной коры осадочных бассейнов. – М.: Наука, 1989.

Снакин В.В. и др. Оценка состояния устойчивости экосистем. – М.: ВНИИ природа, 1992. – 127 с.

Справочник: Методы определения микроколичеств пестицидов в продуктах питания, кормах и внешней среде. Т. 1,2. – М.: ВО "Колос", 1992. (1т. 566 с.; 2т. 414 с.).

Черных Н.А., Овчаренко М.М. Тяжёлые металлы и радионуклиды в биогеоценозах: Учебное пособие – М.: Агроконсалт, 2002. – 200 с.

Управление природоохранной деятельностью в Российской Федерации: Учебное пособие // Под редакцией проф. Ю.Б. Осипова, доц. Е.М. Львовой. – Москва: Литературное агентсово «Варяг», 1996. – 268 с.

Шакин В.В. Математическое моделирование физиологии экстремальных состояний. // Проблемы прикладной математики и информатики. – Ч. II. Информатика. – М.: ВЦ РАН, 1992. –С. 111-126.

Экосистемы в критических состояниях / Под. ред. Ю.Г. Пузаченко. – М.: Наука,1989. – 214 с.