Главным результатом экологического мониторинга долж­на быть оценка откликов экосистем на антропогенные воз­мущения.

Отклик, или реакция экосистемы - это изменение ее экологичес­кого состояния в ответ на внешние воздействия. Оценивать реак­цию системы лучше всего по интегральным функциональным показателям ее состояния, в качестве которых могут использо­ваться различные индексы. Рассмотрим некоторые из них:

1. Одним из наиболее распространенных откликов водных экосистем на антропогенные воздействия является эвтрофирова-ние (см. гл. 10). Следовательно, слежение за изменением пока­зателей, интегрально отражающих степень эвтрофированности водоема, например рН_100%, - важнейший элемент экологического мониторинга.

2. Откликом на выпадение «кислотных дождей» и другие антропогенные воздействия может быть изменение видовой струк­туры биоценозов наземных и водных экосистем. Для оценки такой реакции широко используют различные индексы видового разнообразия, отражающие тот факт, что при любых неблаго­приятных условиях разнообразие видов в биоценозе уменьшает­ся, а численность устойчивых видов возрастает.

Десятки таких индексов предложены разными авторами. Наи­большее применение нашли индексы, основанные на теории информации, например индекс Шеннона:

(11.8)

где N - общее число особей; 5 - число видов; N, - число особей но вида.

На практике имеют дело не с численностью вида во всей попу­ляции, а с численностью вида в пробе; заменяя NJN на njn получим:

(11.9)

Максимальное разнообразие наблюдается, когда численнос­ти всех видов равны, а минимальное - когда все виды, кроме одного, представлены одним экземпляром. Индексы разнообра­зия (d) отражают структуру сообщества, слабо зависят от вели-

Глава 11. Экологические принципы охраны природы

Глава 11. Экологические принципы охраны природы

чины пробы и безразмерны. Ю. Л. Вилмом (1970) были подсчи­таны индексы разнообразия (d) на 22 незагрязненных и 21 загрязненном участках разных рек США. На незагрязненных участках индекс колебался от 2,6 до 4,6, а на загрязненных -от 0,4 до 1,6.

Авторы учебника использовали этот же индекс для оценки изменения структуры фитоценоза в различных по степени троф-ности районах Невской губы (рис. 11.4).

Рис. 11.4. Распределение индекса разнообразия [d] по акватории Невской губы (по Л. И. Цветковой, 1982)

При этом индекс видового разнообразия (с/) хорошо коррели­ровал с упомянутым ранее показателем трофности рН_]00%: чем больше pH_100%, тем меньше d (рис. 11.5).

Оценка состояния экосистем по видовому разнообразию приме­нима к любым видам воздействий и любым экосистемам.

Рис. 11.5. Связь индекса видового разнообразия (d) с показателем трофности рНюо% (по Л. И. Цветковой, 1982)

3. Реакция системы может проявляться в снижении ее устойчи­вости к антропогенным стрессам. В качестве универсального интег­рального критерия для оценки устойчивости экосистем В. Д. Фе­доров (1975) предложил функцию, названную мерой гомеостаза и равную отношению функциональных показателей (например, рН_100% или скорости фотосинтеза) к структурным (индексам раз­нообразия).

Позже (1980) этот же автор считал возможным оценку эффекта вредного воздей­ствия свести к подбору единственного обобщенного показателя состояния экосистемы, объединяющего отдельные отклики, так называемой функции желательности, для постро­ения которой используется интервал значений от нуля до единицы, где единица соответ­ствует максимальной желательности (полной безопасности действующего фактора x_i); нуль - полной нежелательности (максимальной вредности). Функцию d_i = f (x_i) можно задать таким образом, чтобы обеспечить постепенный подход к значениям 0 и 1, например:

(11.10)

Тогда при х=5 d=0,993, при х=1 d=0,37, а при х = -2 значение d близко к нулю.

Оценка состояния экосистемы в целом проводится на основании подсчета обобщен­ного показателя желательности D, который рассчитывается как среднее геометрическое из совокупности оценок d_i

(11.11)

где

В качестве критического значения неудовлетворительности предлагается D = 0,37.

Этот подход может быть использован и при определении приоритетности наиболее опасных воздействий.

Глава 1 1. Экологические принципы охраны природы

Глава 11. Экологические принципы охраны природы

Особенностью экологического мониторинга является то, что эффекты воздействия на экосистемы, малозаметные при изуче­нии отдельных организмов, выявляются при рассмотрении систе­мы в целом.

Прогноз и оценка прогнозируемого состояния экоси­стем и биосферы опираются на результаты мониторинга в про­шлом и настоящем, изучение информационных рядов наблюде­ний и анализ тенденций изменений окружающей природной среды.

На начальном этапе необходимо прогнозировать изменение интенсивности источников воздействий и загрязнений, осуществ­лять прогноз степени их влияния: прогнозировать, например, коли­чество загрязняющих веществ в различных средах, их распреде­ление в пространстве, изменения их свойств и концентраций во времени. Для составления таких прогнозов необходимы данные о планах деятельности человека.

Следующий этап - прогноз возможных изменений в биосфе­ре под воздействием имеющихся загрязнений и других факто­ров, так как уже возникшие изменения (особенно генетические) могут действовать еще много лет. Анализ прогнозируемого со­стояния позволяет выбирать приоритетные природоохранные ме­роприятия и вносить коррективы в хозяйственную деятельность на региональном уровне.

Прогнозирование состояния экосистем - необходимое звено в управлении качеством природной среды.

В оценке экологического состояния биосферы в глобальном масштабе по интегральным признакам (осредненным в простран­стве и времени) исключительную роль играют дистанционные методы наблюдений. Лидируют среди них методы, основанные на использовании космических средств. Для этих целей создают­ся специальные спутниковые системы («Метеор» в России, «Лендсат» в США и др.). Особенно эффективны синхронные треху­ровневые наблюдения с помощью спутниковых систем, самолетов и наземных служб (см. гл. 7). Они позволяют получать инфор­мацию о состоянии лесов, сельскохозяйственных угодий, фито-

планктоне моря, эрозии почв, урбанизированных территориях, перераспределении водных ресурсов, загрязнении атмосферы и т. д. Наблюдается, например, корреляция между спектральной яркостью поверхности планеты и содержанием гумуса в почвах и их засоленностью.

Космическая съемка предоставляет широкие возможности для геоботанического районирования; позволяет судить о росте насе­ления по площадям поселений; потреблении энергии по яркости ночных огней; четко идентифицировать слои пыли и аномалии температуры, связанные с радиоактивным распадом; фиксиро­вать повышенные концентрации хлорофилла в водоемах; обна­руживать очаги лесных пожаров и многое другое.

В России с конца 60-х гг. действует единая Общегосударствен­ная система наблюдений и контроля за загрязнением окружаю­щей среды. В ее основе лежит принцип комплексности наблюде­ний природных сред по гидрометеорологическим, физико-хими­ческим, биохимическим и биологическим параметрам. Наблюде­ния построены по иерархическому принципу.

Первой ступенью являются локальные пункты наблюдений, обслуживающие город, район и состоящие из контрольно-замер­ных станций и вычислительного центра сбора и обработки ин­формации (ЦСИ). Затем данные поступают на второй уровень -региональный (территориальный), откуда информация передает­ся местным заинтересованным организациям. Третьим уровнем является Главный центр данных, в котором собирается и обобща­ется информация в масштабах страны. Для этого сейчас широко используют ПЭВМ и создают цифровые растровые карты.

В настоящее время создается Единая государственная систе­ма экологического мониторинга (ЕГСЭМ), назначение которой -выдача объективной комплексной информации о состоянии ок­ружающей природной среды. ЕГСЭМ включает мониторинги: источников антропогенного воздействия на окружающую среду; загрязнения абиотической компоненты окружающей природной среды; биотической компоненты природной среды.

Глава 1 1. Экологические принципы охраны природы

Глава 11. Экологические принципы охраны природы

В рамках ЕГСЭМ предусмотрено создание экологических информационных служб. Мониторинг ведет Государственная служ­ба наблюдений (ГСН).

Наблюдения за атмосферным воздухом в 1996 г. проводи­лись в 284 городах на 664 постах. Сеть наблюдений за загряз­нением поверхностных вод РФ на 1 января 1996 г. состояла из 1928 пунктов, 2617 створов, 2958 вертикалей, 3407 горизон­тов, расположенных на 1363 водных объектах (1979 г. - 1200 водных объектов); из них - 1204 водотока и 159 водоемов. В рамках Государственного мониторинга геологической среды (ГМГС) наблюдательная сеть составила 15000 пунктов наблюдения за подземными водами, 700 участков наблюдений за опасными экзогенными процессами, 5 полигонов и 30 скважин для изуче­ния предвестников землетрясений.

Среди всех блоков ЕГСЭМ наиболее сложным и наименее разработанным не только в России, но и в мире является монито­ринг биотической составляющей. Не существует единой методоло­гии использования живых объектов ни для оценки, ни для регули­рования качества окружающей среды. Следовательно, первооче­редная задача - разработка биотических показателей для каждо­го из блоков мониторинга на федеральном и территориальном уровнях дифференцированно для наземных и водных экосистем.

Для управления качеством окружающей природной среды важно не только владеть информацией о ее состоянии, но и определять ущербы от антропогенных воздействий, экономическую эффективность природоохранных мероприятий, владеть экономи­ческими механизмами охраны окружающей природной среды.

11.2. Экономические Противоречие между экономикой и эко- аспекты охраны логией - одна из узловых проблем охраны природы природы. Долгое время ее пыта­лись решить административно-правовым путем на основе запретов, ограничений, административных и уго­ловных наказаний и т. д. Сегодня разработаны некоторые эконо-

мические механизмы, опирающиеся на материальную заинтере­сованность исполнителя в решении природоохранных задач.

Экономические механизмы охраны природы. Реализа­ция экономических механизмов осуществляется через многие инсти­туты: кадастры, материально-техническое обеспечение, платы за пользование природными ресурсами и их загрязнение, экологи­ческие фонды и др. (рис. 11.6).

Рис. 11.6. Основные институты экономических механизмов охраны окружающей природ­ной среды

Кадастры природных ресурсов - это своды экономичес­ких, экологических, организационных и технических показате­лей, характеризующих количество и качество природного ресур­са, а также категории природопользователей. Кадастры состав­ляются по видам природных ресурсов: земельный, лесной, вод­ный и др. На базе их данных определяются денежная стоимость природного ресурса, продажная цена, система мер по его оздоровлению и восстановлению.

Земельный кадастр включает сведения: о количестве земель; распределении их по категориям и характеру использования; качественном составе; о собственниках, владельцах, пользовате­лях и арендаторах земли. Ведение земельного кадастра нахо­дится в компетенции Роскомзема - Госкомитета по земельным ресурсам и землеустройству РФ.

Глава 1 1. Экологические принципы охраны природы

Глава 11. Экологические принципы охраны природы

Лесной кадастр ведет Рослесхоз - Федеральная служба лес­ного хозяйства при Правительстве РФ и соответствующие ей региональные органы. Он содержит сведения о качественном и количественном составе пород деревьев, группах и категориях экономической ценности лесов, правовом режиме использования лесного фонда и др.

Водный кадастр содержит текущую и перспективную оценки состояния водных объектов и их использования; предусматривает меры по предотвращению загрязнения и истощения водных объектов и восстановлению качества вод. Состояние поверхностных вод и использование водных ресурсов находятся в компетенции Коми­тета по водному хозяйству.

Кадастр месторождений полезных ископаемых включает све­дения о хозяйственной ценности каждого месторождения, его горнотехнические, экономические и экологические условия.

Кадастром редких животных и растений могут служить Крас­ные книги отдельных республик и федерации в целом (рис. 11.7).

---

Дата добавления: 2015-07-20