2012-й год, промежуточный - Тверской государственный

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ТВЕРСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
УДК 504+911
Код ГРНТИ 34.35.51;39.19.31;87.29.29
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по ИД
Тверского государственного университета
д.т.н., Каплунов И.А.
___________________________
“ ” ____________ 2012 г.
М.П.
ОТЧЕТ
По Программе стратегического развития федерального государственного
бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального
образования «Тверской государственный университет» на 2012-2014 гг.
по проекту № 2.3.1. «Решение комплексных проблем по направлению «Разработка
систем экологического мониторинга окружающей среды для целей устойчивого
развития Тверского региона».
Тема НИР № 2.3.1.1.: Разработка системы комплексного экологического
мониторинга окружающей среды для целей устойчивого развития Тверского
региона
вид отчета: промежуточный
Руководитель проекта :
к.г.н. , доцент,
декан факультета географии и геоэкологии
г. Тверь 2012 г.
Хохлова Елена Револьдовна
СПИСОК ИСПОЛНИТЕЛЕЙ
Научный руководитель
Е.Р.Хохлова
подпись, дата
Исполнители
старший научный сотрудник
А.Г.Емельянов
подпись, дата
старший научный сотрудник
О.А.Тихомиров
подпись, дата
старший научный сотрудник
Л.П.Богданова
подпись, дата
старший научный сотрудник
Л.В.Муравьева
подпись, дата
старший научный сотрудник
А.А.Дорофеев
подпись, дата
РЕФЕРАТ
ОТЧЕТ
76 с., 2 ч., 5 рис., 5 табл., 54 источника, 0 приложений
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: комплексный экологический мониторинг, экологическое
состояние, геосистемы, природные и антропогенные ландшафты, аквальные
комплексы, индикаторы экологического состояния, источники антропогенного
воздействия, устойчивое развитие, методы и методики мониторинга.
ОБЪЕКТ
ИССЛЕДОВАНИЯ:
геосистемы, природные, природно-антропогенные,
антропогенные ландшафты, аквальные комплексы
ЦЕЛЬ
РАБОТЫ:
проведение оценочных исследований природных, природно-
антропогенных, антропогенных ландшафтов и аквальных комплексов равнинных
водохранилищ Верхневолжья, выявление факторов и показателей, определяющих их
экологическое состояние.
МЕТОДЫ (МЕТОДОЛОГИЯ) ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ:
Комплексный экологический мониторинг – это деятельность по регулярному
слежению и контролю за экологическим состоянием и антропогенным изменением
территориальных и аквальных систем с целью их оценки и прогноза, а также
управления этим состоянием. Он необходим для определения последствий
антропогенного воздействия, влияющих на качество окружающей среды в условиях
конкретной территории, и оценки их с позиций жизнеобеспечения человека.
Одним из важнейших элементов комплексного экологического мониторинга
является оценка экологического состояния природных и природно-антропогенных
комплексов. Под экологическим состоянием понимается совокупность показателей
характеризующих
последствия
антропогенного
воздействия
на
природные
комплексы, а также их естественных изменений за определенных период времени.
Сущность оценки состоит в сравнении показателей измененного состояния
окружающей среды (т.е. совокупности природных и природно-антропогенных
комплексов и их компонентов) с заранее определенными критериями – признаками,
на основе которых проводится сравнение. В качестве критериев используются
показатели
исходного
состояния
оцениваемых
3
объектов,
их
естественные
характеристики, а также различные нормативные показатели, определяющие
допустимые меры воздействия человека на природные системы.
На первом этапе работы по созданию региональной системы комплексного
экологического
состояния
мониторинга
наиболее
обобщенны
представительных
методики
для
оценки
Тверского
экологического
региона
природно-
антропогенных территориальных и аквальных комплексов, проведены оценочные
исследования природных, природно-антропогенных, антропогенных ландшафтов и
аквальных комплексов равнинных водохранилищ Верхневолжья, выявлены факторы
и показатели, определяющие их экологическое состояние.
РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ:
В результате выполнения проекта разработаны и апробированы методики
оценки
экологического
ландшафтов,
аквальных
состояния
природных
комплексов
и
природно-антропогенных
водохранилищ,
соответствующие
современному состоянию регионального природопользования и представлениям об
устойчивом развитии.
СТЕПЕНЬ ВНЕДРЕНИЯ:
По результатам проведенных исследований подготовлены и защищены в
Ученом совете при Московском педагогическом государственном университете
докторская диссертация О.А.Тихомирова на тему "Формирование, динамика и
экологическое состояние аквальных комплексов равнинных водохранилищ" и
кандидатская диссертация Муравьевой Л.В. на тему "Освоение, антропогенные
изменения и современное состояние болотных геосистем Тверской области".
Результаты
проведенных исследований используются на
факультете
географии и геоэкологии ТвГУ при ведении учебных курсов, подготовке курсовых,
дипломных работ и магистерских диссертаций.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВНЕДРЕНИЮ РЕЗУЛЬТАТОВ:
Разработанные оценочные методики могут быть предложены для научного
обосновании сценариев использования соответствующих природных комплексов и
для разработки схем территориального планирования на региональном и
муниципальном уровне.
4
Предложенная концепция и методические основы анализа экологического
состояния водных ландшафтов могут быть использованы в ходе исследований и
проектирования водохранилищ и позволяют разработать рекомендации по
улучшению экологического состояния аквальных комплексов.
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ:
Предполагается использование полученных результатов для оптимизации
регионального
природопользования,
территориального
планирования,
при
разработке концепции регионального мониторинга. Материалы, полученные в ходе
проекта используются в преподавании базовых и специальных учебных курсов
образовательной программы по направлению "Экология и природопользования"
ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ:
Развитие исследований по проекту должно стать основой организации
рационального
природопользования, соответствующего
целям и
принципам
устойчивого развития
ПРОГНОЗНЫЕ ПРЕДПОЛОЖЕНИЯ О РАЗВИТИИ ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ:
Методики оценочных исследований представляют первый этап разработки
системы комплексного экологического мониторинга, служит основой отбора
индикаторов экологического состояния, а также способов слежения и контроля
природных и антропогенных изменений.
5
СОДЕРЖАНИЕ
Введение...............................................................................................................................7
1. Комплексный экологический мониторинг: содержание и принципы……….9
1.1. Объекты экологического мониторинга.............................................................9
1.2. Антропогенные изменения природных систем…........................................13
1.3. Принципы комплексного экологического мониторинга…......................23
2. Оценка экологического состояния природных и природно-антропогенных
территориальных и аквальных комплексов Тверского региона..........................26
2.1. Оценка экологического состояния природных и природно-антропогенных
комплексов как основа экологического мониторинга……….................26
2.2. Оценка современного состояния ландшафтов...............................................34
2.3. Методика анализа экологического состояния аквальных комплексов
водохранилищ...................................................................................................45
2.4. Оценка экологического состояния естественных и нарушенных болотных
геосистем………...............................................................................................58
Заключение.........................................................................................................................70
Список использованных источников...............................................................................72
6
ВВЕДЕНИЕ
Все возрастающая хозяйственная деятельность человека оказывает глубокое и
разностороннее воздействие на окружающую природную среду. Последствия этого
воздействия
неоднозначны и частично носят негативный характер. Чтобы
предотвратить
дальнейшие
негативные
последствия,
улучшить
сложившую
ситуацию и обеспечить потребности людей в естественных ресурсах, необходимо
иметь достоверные данные о состоянии природной среды, ее антропогенных
изменениях, предвидеть ближайшие и отдаленные последствия этих изменений.
В
нашей
стране
служба
мониторинга
(Общегосударственная
служба
наблюдения и контроля за загрязнением природной среды) была создана в 1972 г. на
базе Роскомгидромета СССР и подразделений других ведомств. Уже на начальном
этапе развития мониторинга стала ясно, что слежение лишь за загрязнением
компонентов окружающей среды (воздуха, вод, почв) не решает всей проблемы.
Возникла необходимость в организации комплексного экологического мониторинга,
основанного на изучении широкого спектра антропогенных изменений природных
комплексов в целом, а также последствий этих изменений для жизни и деятельности
людей. Такой мониторинг позволяет получить полную, объективную информацию о
современном состоянии окружающей среды, выявить процессы деградации
природных комплексов и на этой базе дать достоверный прогноз их будущего
состояния.
Экологический мониторинг базируется на современных представлениях о
взаимодействии общества с окружающей природной средой и, в частности, на
ландшафтно-экологическом подходе к объекту и содержанию наблюдений (т.е.
учете целостности и пространственно-временной структуры природных систем,
изучении их как среды жизни и деятельности человека). Использование
ландшафтно-экологического подхода позволяет оценить текущие и перспективные
состояния природных комплексов и компонентов, выявить закономерности
антропогенных изменений ландшафтов и экосистем, установить негативные
последствия воздействия человека на природу.
7
Региональная
система комплексного экологического мониторинга строится
на основе общих принципов экологического мониторинга с учетом конкретных
физико-географических
и
социально-экономических
условий
изучаемой
территории
Цель данного проекта - создание концепции комплексного экологического
мониторинга окружающей среды для территории Тверской области, разработка
систем частных и специальных видов мониторинга, включая методы, организацию,
программное и техническое обеспечение.
Цель данного этапа - обобщение методик оценочных исследований состояния
типичных
для
Тверского
региона
природных
и
природно-антропогенных
комплексов.
Задачи первого этапа выполнения проекта:
1. Рассмотреть содержания и принципы комплексного экологического
мониторинга.
2. Выделить объекты экологического мониторинга.
3. Проанализировать направления изучения антропогенных изменений
природных комплексов.
4. На основе результатов
проведенных исследований сформулировать
основные положения методик оценки экологического состояния природных и
природно-антропогенных территориальных и аквальных комплексов
региона.
8
Тверского
1
КОМПЛЕКСНЫЙ ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ:
СОДЕРЖАНИЕ И ПРИНЦИПЫ
1.1. Объекты экологического мониторинга
Объектами изучения
экологического мониторинга
выступают природные
системы - геосистемы (природно-территориальные комплексы, ландшафты) в
географии и экосистемы в экологии. Они имеют общий набор компонентов
природы, обладают полиструктурностью, многообразием внутренних и внешних
связей,
динамичностью
состояний,
способностью
к
саморегулированию,
иерархичностью. Самой крупной природной системой на Земле является
географическая оболочка или биосфера в понимании В.И. Вернадского (в
зарубежной литературе биосферу нередко называют экосферой). Она состоит из
ряда взаимопроникающих геосфер: верхней части литосферы, нижней части
атмосферы, гидросферы, педосферы, фитосферы, зоосферы. Все геосферы тесно
связаны между собой в процессе круговорота веществ и энергии (круговорота воды,
биологического круговорота и др.). Только в биосфере существует жизнь, возникло
и развивается человеческое общество (Емельянов, 2002).
В настоящее время большую часть биосферы (географической оболочки)
занимает природная среда
- совокупность естественных и незначительно
изменённых
людей
деятельностью
абиотических
и
биотических
условий,
определяющих жизнь и деятельность человека. По мере усиления антропогенного
воздействия естественные ландшафты и экосистемы трансформируются в природноантропогенные (агроландшафты, водохранилища и др.), а природа насыщается
многочисленными техническими устройствами и сооружениями (плотинами,
промышленными предприятиями и др.). В результате формируются новые условия
обитания
людей.
Совокупность
естественных,
природно-антропогенных,
технических и социальных условий, определяющих жизнь и деятельность человека,
получила название "окружающая среда" (точнее, "окружающая человека среда").
9
Окружающая
среда
- это не случайный набор компонентов природы и
хозяйства, а сложная система, состоящая, с одной стороны, из связанных между
собой геосфер (атмосферы, гидросферы, литосферы и др.), а с другой стороны - из
совокупности в той или иной степени трансформированных территориальных и
аквальных комплексов разных таксономических рангов. Эти комплексы сочетают
свойства гео- и экосистем и одновременно содержат элементы хозяйственной
деятельности человека. Такие образования называют "природно-хозяйственными
территориальными
системами"
(Швебс,
1987),
"природно-хозяйственными
системами" (Дьяконов, Покровский, 2000), "геоэкосоциосистемами" (Кочуров,
1997), "геоэкосистемами" (Бачинский, 1989; Грин и др., 1995; Поздеев, 1998 и др.).
В последние годы всё чаще используется термин "геоэкосистема". В связи с этим
геоэкосистемы, их компоненты и окружающую среду в целом целесообразно
рассматривать в качестве основных объектов экологического мониторинга.
Геоэкосистемы понимаются как относительно обособленные в пространстве
территориальные и аквальные системы, в границах которых тесно взаимодействуют
природные, хозяйственные и социальные компоненты окружающей среды. Наличие
взаимосвязей, постоянный обмен веществом, энергией и информацией между этими
компонентами позволяет рассматривать их в качестве целостных достаточно
устойчивых образований. Геоэкосистемы включают природно-территориальные
комплексы с присущими им биоценозами и территориально-производственные
комплексы с их социально-экономическими проблемами. Взаимодействие между
ними формирует среду жизни и социально-экономической деятельности человека.
В состав геоэкосистем входят следующие подсистемы (главные структурные
составляющие):
а) природная среда, слабо нарушенная человеком;
б) природа, существенно изменённая хозяйственной деятельностью человека;
в) антропогенно-техногенная составляющая;
г) население и социальная среда.
При наличии регулируемых геоэкосистем может быть выделена ещё одна
составляющая - блок управления. В результате формируются сложные гетерогенные
10
территориальные и аквальные комплексы типа "хозяйство - природа - население" и
"техника - природа - население".
Геоэкосистемы сильно различаются по величине территории и акватории,
рангу
пространственных
единиц
исследования,
масштабам
возможных
экологических проблем (ситуаций). В связи с этим возникает необходимость
разделения геоэкосистем на несколько иерархических уровней. Опыт ландшафтноэкологических и хозяйственно-экологических исследований позволяет выделить
следующие
уровни:
глобальный,
мегарегиональный,
макрорегиональный,
мезорегиональный, низовой региональный, локальный, элементарный (Емельянов,
2002).
1. Глобальный уровень охватывает биосферу (географическую оболочку) в
целом, большую часть которой занимает окружающая человека среда.
2. Мегарегиональный уровень - переходная ступень от изучения глобальных
экологических проблем к собственно региональным. Соответствует уровню
отдельных континентов или субконтинентов. В геоэкосистемной иерархии ему в
наибольшей степени соответствуют зонально-секторные физико-географические
регионы высшего порядка (например, таёжная Северная Евразия, экстрааридный
Центральноазиатский регион и др.).
3. Макрорегиональный уровень включает наиболее значительные по размерам
региональные геоэкосистемы для таких крупных государств, как Россия. Это
физико-географические страны или их очень крупные части (например, ВосточноЕвропейская равнина), экономические районы (например, Центральный район),
бассейны рек и озёр, занимающих сотни тысяч км2 (например, Волги или Байкала).
4. Мезорегиональный уровень - оптимальная ступень для исследования
экологических
проблем
физико-географических
областей
и
провинций,
административных областей и республик, а также бассейнов рек и озёр площадью в
несколько десятков тысяч км2. На этом уровне базовыми оперативными единицами
мониторинга выступают территории областей и республик, поскольку здесь
регулярно собирается комплексная информация о состоянии окружающей среды,
прослеживаются тесные связи в системе "хозяйство - природа - население", имеются
11
реальные рычаги для управления процессами природопользования.
5. Низовой
региональный
уровень
-
исходная
ступень
региональных
мониторинговых наблюдений. Оперативными единицами и объектами наблюдений
могут служить физико-географические (ландшафтные) и административные районы
(или их отдельные группы), бассейны небольших рек и озёр, очень крупные по
размерам озёра и водохранилища. В последние годы усиливается внимание к
бассейновым
комплексам
как
оптимальным
территориальным
единицам
геоэкологического мониторинга.
6. Локальный уровень наблюдений включает территории и акватории, которые
являются составными частями низовых региональных комплексов. Это крупные
морфологические единицы ландшафтов (местности, группы урочищ), городские
геоэкосистемы, геотехнические системы типа "промышленное предприятие население - окружающая природная среда", отдельные водоёмы (например,
водохранилища).
7. К элементарным иерархическим единицам (т.е. неделимым по экологоэкономическим признакам) можно отнести природно-хозяйственные контуры
(Швебс, 1987) или первичные эколого-хозяйственные выделы (Кочуров, 1997). Они
представляют собой более или менее однородные в природном отношении участки
территории с определённым видом и способом природопользования (орошаемые
поля,
промышленные
зоны
городов,
отдельные
крупные
промышленные
предприятия и т.п.).
Геоэкосистемы выполняют различные социально-экономические функции.
Исходя из главных функций, можно выделить следующие группы геоэкосистем:
сельскохозяйственные
(пахотные,
пастбищные
и
др.),
лесохозяйственные,
гидромелиоративные, водохозяйственные, промышленные (целесообразно отдельно
выделить горнопромышленные), транспортные, геоэкосистемы городов и сельских
населённых
пунктов,
рекреационные,
природоохранные.
Большинство
этих
геоэкосистем относится к комплексам низового регионального, локального и
элементарного
уровней,
однако
некоторые
12
из
них
(прежде
всего
сельскохозяйственные и лесохозяйственные) могут рассматриваться как объекты
мезорегиональной размерности.
1.2. Антропогенные изменения природных систем
Антропогенный фактор оказывает глубокое влияние на изменение природной
среды. В свою очередь, многие из изменений природы негативно влияют на жизнь и
деятельность людей. В связи с этим особое значение приобретает анализ цепочки:
воздействие на природные системы - изменение систем - обратное влияние
изменённой природы на человека(Емельянов, 2002).
Под воздействием человека понимаются все виды деятельности людей и
созданных ими объектов, вызывающие те или иные изменения в гео- и экосистемах.
Оно включает влияние технических средств, инженерных сооружений (т.е.
длительно сохраняющихся на местности объектов, созданных из искусственных или
естественных материалов), технологии (т.е. способов) производства, направления
хозяйственного использования территории.
Воздействие человека на природу может быть прямым и косвенным. В первом
случае оно рассматривается как непосредственное действие на элемент или
компонент природы с целью его использования или изменения (вырубка леса для
получения древесины, распашка почв
для выращивания сельскохозяйственных
культур и т.п.). Косвенное воздействие представляет собой побочный эффект
прямого влияния. Оно возникает в результате цепных реакций в природе как
вторичное явление, связанное с хозяйственными мероприятиями (развитие эрозии
при вырубке леса или неправильной распашке почв, подтопление берегов при
создании водохранилищ и т.п.). Побочные эффекты не всегда проявляются сразу,
нередко они носят негативный характер, поэтому их изучение и анализ являются
одной из важнейших задач геоэкологии.
По характеру проявления в пространстве антропогенные воздействия
разделяют на точечные (влияние отдельных предприятий, населённых пунктов),
линейные (влияние коммуникаций) и площадные (использование биологических и
13
почвенных ресурсов на больших территориях). По масштабам проявления
выделяются
локальные,
региональные
и
глобальные
воздействия.
По
происхождению воздействия могут быть разделены на механические, физические,
химические, биологические.
Воздействие человека на природные системы производится, как правило, с
помощью технических средств. Последние могут быть стационарными и
нестационарными
(подвижными).
К
стационарным
средствам
относятся
инженерные сооружения (промышленные предприятия, плотины, каналы и др.). Их
действие чаще всего локализовано в пространстве и протекает в большинстве
случаев непрерывно. В результате время существования инженерных сооружений и
длительность их влияния на природу обычно совпадают. Действие нестационарной
техники (сельскохозяйственных орудий, строительных машин и др.) носит
кратковременный характер или может периодически повторяться (как, например,
пахота). Однако изменения в природных системах, вызванные нестационарной
техникой, нередко сохраняются многие годы.
С помощью технических средств осуществляются(Емельянов, 2002):
а) изъятие из природы вещества и энергии (добыча полезных ископаемых,
вырубка леса, забор воды для водоснабжения и др.);
б) привнесение в природу вещества и энергии (выделение отходов
производства, внесение в почву удобрений и пестицидов, подача воды на поля
орошения и др.);
в) перераспределение и трансформация вещества и энергии в природных
системах (пахота, земельные мелиорации и др.);
г)
"внедрение"
в
природу
чуждых
для
неё
техногенных
объектов
(промышленных предприятий, жилых зданий, путей сообщения и др.).
Интенсивность воздействия техники на природу, а соответственно степень и
масштабы изменений природных систем неодинаковы. В связи с этим введено
понятие "нагрузка". Под нагрузкой понимают меру антропогенно-техногенных
воздействий на ландшафты (экосистемы, геосистемы), которые могут привести к
изменению их свойств и нарушению заданных им социально-экономических
14
функций. Нагрузка может быть целенаправленной, если она связана с намеренным
преобразованием геоэкосистем в заранее заданном направлении (распашка почв,
орошение земель, рубка леса и т.п.) или побочной, если она является следствием
прямого воздействия на геоэкосистемы (загрязнение природной среды, эрозия
земель, потеря плодородия почв и т.п.).
Величина нагрузки зависит от ряда факторов: вида, интенсивности,
продолжительности техногенного влияния, состояния природных систем, их
устойчивости (т.е. способности противостоять внешним воздействиям) и др. Исходя
из социально-экономических функций геоэкосистем, можно выделить следующие
виды нагрузок: пастбищную, пахотную, мелиоративную, лесохозяйственную,
водохозяйственную,
рекреационную.
промышленную,
Наиболее
транспортную,
глубокие
изменения
градостроительную,
геоэкосистем
вызывают
промышленная, транспортная и градостроительная нагрузки. Они связаны с
изъятием и переработкой различных видов природных ресурсов, коренным
нарушением
структуры
ландшафтов,
отчуждением
земель,
существенным
загрязнением окружающей человека среды.
Для определения величины антропогенной нагрузки используются показатели,
которые характеризуют:
а)
ресурсоёмкость,
т.е.
количество
изымаемых
природных
ресурсов
(например, объем вырубленной древесины или забора воды);
б) землеёмкость - размер территории, нарушаемой или используемой
человеком (например, % пахотных угодий или застроенной территории от всей
площади исследуемой геоэкосистемы);
в) отходность - количество поступающих в природу отходов производства и
потребления (например, объём сброса сточных вод в водоёмы или концентрация
загрязняющих веществ в окружающей среде).
Абсолютные значения показателей нагрузки сопоставляются с запасами
вещества и энергии, размерами земельных ресурсов, фоновым содержанием веществ
в компонентах природной среды и на основе сравнения выявляются экологически
опасные техногенные воздействия. Имеющиеся данные показывают, что наиболее
15
высокая
степень
экологической
опасности
связана
с
функционированием
предприятий чёрной и цветной металлургии, нефтехимической, химической,
микробиологической, целлюлозно-бумажной промышленности, теплоэнергетики,
работой автомобильного транспорта в крупных населённых пунктах. Территории,
расположенные в зоне влияния этих предприятий, являются первоочередными
объектами для проведения геоэкологического мониторинга.
Важное значение имеет определение норм нагрузки на геоэкосистемы, т.е.
величин антропогенно-техногенного воздействия, не приводящего к нарушению
социально-экономических функций этих комплексов. Критическими или предельнодопустимыми нагрузками (ПДН) называют такие их величины, при превышении
которых происходит нарушение структуры природных систем, их функций и
способности к самовосстановлению. Нормы рассматриваются как:
а) критерии, определяющие допустимость или невозможность "вторжения"
человека в природу;
б)
средство
контроля
за
осуществляемой
деятельностью
в
сфере
природопользования;
в) форма правовой гарантии экологической безопасности здоровья населения,
а также как гарантия сохранения некоторых природных объектов или их отдельных
свойств.
Деятельность по обоснованию и разработке норм нагрузок получила название
нормирования. Задача нормирования состоит в выявлении границ допустимых
нагрузок и измерении их с помощью нормативных показателей (т.е. нормативов).
Антропогенные изменения природных систем рассматриваются как
изменения состава, состояния, структуры, режима функционирования и социальноэкономических функций гео- и экосистем, вызванные воздействием человека на
природу. По современным представлениям, эти изменения определяются, с одной
стороны, действием антропогенных и естественных факторов, с другой - свойствами
самих систем (и прежде всего их устойчивостью к внешним влияниям).
Антропогенные преобразования выражаются как формации свойств компонентов
16
природы, так и привнесении в ландшафты новых элементов техногенного
происхождения.
Выявлена зависимость между величиной нагрузки и степенью изменения
(нарушения) природных систем. В связи с этим можно выделить три степени их
антропогенной нарушенности.
Если нагрузки на "вторичные" компоненты ландшафтов (биоту, почву, водный
режим) не превышают
критических величин, могут частично изменяться
характеристики этих компонентов (например, такие характеристики растительности,
как видовой состав, обилие, продуктивность). Однако при этом сохраняются тип
функционирования и структура ландшафтов, а изменения носят обратимый характер
- как только прекращается антропогенное воздействие или уменьшается величина
нагрузки, природный комплекс возвращается в исходное состояние. Подобные
изменения наблюдаются при умеренной рекреации, выпасе скота в лесу,
сенокошении в поймах рек, выборочных рубках леса и других видах воздействия.
Если антропогенные нагрузки на "вторичные" компоненты (и прежде всего на
почвенно-растительный покров) превышают критические величины, происходит
резкое изменение или смена фитоценозов, водного режима и свойств почв. Так, на
месте сплошных рубок леса появляются лугопастбищные и пастбищные угодья, на
низких берегах водохранилищ - подтопленные и заболоченные комплексы, на
участках с интенсивным развитием эрозии - эродированные земли и т.д. Однако
полной смены ландшафтов не происходит - на месте исходных комплексов
формируются их модификации, т.е. новые почвенно-растительные сочетания на
прежней литогенной основе. В случае прекращения антропогенного воздействия
возможно возвращение модификаций в исходное (или близкое к нему) состояние
(например, восстановление сосновых биогеоценозов на участках заброшенных
сельскохозяйственных угодий происходит в течение 120-150 лет).
Наконец, если антропогенно-техногенные нагрузки на природу превышают
критические величины уже для "первичных" компонентов ландшафтов (прежде
всего
твёрдого
фундамента
и
мезорельефа),
автоматически
разрушаются
"вторичные" компоненты и соответственно исходная структура ландшафтов.
17
Изменения носят необратимый характер и ведут к замене одних природных
комплексов
другими.
Как
следствие,
формируются
совершенно
новые
геоэкосистемы (карьеры, отвалы, овраги и др.), которые в полном смысле можно
назвать антропогенными, т.е. созданными деятельностью человека.
Как видим, антропогенные изменения естественных комплексов варьируют в
широких пределах - от изменений отдельных элементов и компонентов до полного
нарушения их исходной структуры. Соответственно степени нарушения комплексов
можно выделить следующие типы геоэкосистем: природные (условно неизменные),
природно-антропогенные
(природно-хозяйственные),
антропогенные
(антропогенно-техногенные) (Емельянов, 2002).
Природные геоэкосистемы - это ландшафты и экосистемы, расположенные
главным
образом
в
мало-
и
среднеобжитых
человеком
регионах.
Они
функционируют под влиянием естественных факторов и испытывают лишь
косвенные
антропогенные
воздействия
(например,
глобальное
атмосферное
загрязнение), которые не приводят к качественным изменениям компонентов
природы. Значение природных геоэкосистем для целей мониторинга состоит в том,
что они служат объектами, в пределах которых ведутся наблюдения за показателями
естественного фона и его изменением под влиянием хозяйственной деятельности
человека.
Природно-антропогенные
геоэкосистемы
формируются
в
результате
взаимодействия природных условий и разнообразных видов деятельности населения
- сельскохозяйственной, лесохозяйственной, рекреационной, а в тех случаях, когда
существенно не изменяется литогенная основа ландшафтов, также и селитебной,
промышленной, транспортной. В разных природно-антропогенных геоэкосистемах
характер и уровень взаимодействия природы и технических средств неодинаков.
Так, например, промышленные, гидротехнические, мелиоративные комплексы
функционируют прежде всего за счёт техногенной составляющей. В результате на
первый план выступает их техническая сущность, а природная подсистема как бы
остаётся в тени. Другие комплексы - сельскохозяйственные, лесохозяйственные,
рекреационные
-
функционируют
в
основном
18
за
счёт
своей
природной
составляющей, а потому их природная сущность выступает на первый план, а
техногенная составляющая остаётся в тени.
В группе комплексов с преобладанием техногенной составляющей выделяется
класс
управляемых
технические
природно-антропогенных
(геотехнические)
системы.
геоэкосистем
Последние
-
природно-
рассматривают
как
образования, у которых природные (как специально созданные человеком, так и
естественные, но непреднамеренно изменённые в процессе действия техники) и
технические части настолько тесно взаимосвязаны, что функционируют в составе
единого целого (Дьяконов, 1978). В состав геотехнической системы входят две
подсистемы - техническая и природная (вместе с зоной влияния технического
объекта), а также блок управления. Управление системой сводится к регулированию
потоков вещества, энергии и информации с целью поддержания высокой степени
сбалансированности прямых и обратных связей между её составляющими и
выполнения ею заданных обществом социально-экономических функций. В
процессе функционирования геотехнические системы способны направленно
изменять свойства как отдельных компонентов природы, так и комплексов в целом.
К геотехническим системам можно отнести водохранилища, каналы, мелиоративные
объекты, нефтедобывающие комплексы и другие подобные образования вместе с
зонами их влияния на окружающую природную среду.
Антропогенные геоэкосистемы формируются под влиянием техногенных
факторов,
действие
которых
протекает
на
фоне
определённых
физико-
географических условий. Они характеризуются:
а) полным или почти полным нарушением не только "вторичных", но
"первичных" компонентов природы (прежде всего мезорельефа и верхнего слоя
горных пород);
б) замещением природных компонентов рукотворными сооружениями,
созданными
как
из
естественных,
так
и
из
искусственных
материалов
(водохранилищами, каналами, зданиями, дорогами и т.п.). В данную категорию
геоэкосистем входят территории крупных городов или агломераций, горных
разработок, промышленных районов, зон вдоль больших транспортных артерий.
19
Антропогенные геоэкосистемы, как правило, оказывают глубокое (обычно
негативное) влияние на окружающую природную среду и поэтому часто выступают
в качестве объектов геоэкологического мониторинга.
Существуют и другие подходы к дифференциации геоэкосистем по степени
антропогенного нарушения. А.В. Антипова (1994) разделила территории на
неиспользуемые (включая резервные леса), используемые в естественном виде
(природно-рекреационные, пастбищные и др.), возделываемые земли (пахотные,
орошаемые и др.), застроенные земли (промышленные, городские и др.). Б.И.
Кочуров
(1999)
предложил
ранжировать
акватории
на
неиспользуемые,
используемые в естественном виде (рекреационные, промысловые и др.),
водохозяйственные (водохранилища, каналы и др.), акватории производственного
использования (транспортные коридоры, морские рейды и др.). Нетрудно заметить,
что подходы А.В. Антиповой и Б.И. Кочурова имеют много общего с рассмотренной
выше классификацией.
Последствия
антропогенной
трансформации
геоэкосистем
рассматриваются как обратное влияние изменённой природы на человека. Они
включают различные изменения в условиях жизни и хозяйственной деятельности
населения, связанные с преобразованием природных систем. В рамках геоэкологии
исследуются в первую очередь нежелательные для общества, т.е. отрицательные,
последствия. Они проявляются прежде всего в загрязнении окружающей среды,
истощении природных ресурсов, деградации естественных ландшафтов. Это
соответственно влечёт за собой ухудшение здоровья населения и условий труда,
ухудшение условий работы технических средств, ухудшение качества и уменьшение
количества продукции различных отраслей природопользования и т.п. Кроме того, с
антропогенными изменениями природы связана потеря генофонда.
Наиболее существенным (с точки зрения здоровья человека) следствием
антропогенных изменений природы является загрязнение окружающей среды.
Оно рассматривается как привнесение в природную среду чуждых для неё веществ и
энергии или свойственных ей, но в таких концентрациях, которые превышают
естественные (фоновые) показатели. Различают природные и антропогенные
20
загрязнения. Первые из них связаны с такими явлениями, как извержение вулканов,
пыльные бури и др. Антропогенное загрязнение обусловлено производственной
деятельностью человека.
В качестве основных объектов загрязнения выступают компоненты природы воздух, воды, почвы, биота, а в конечном итоге - ландшафт в целом. Выделяют
следующие виды антропогенного загрязнения: механическое, физическое (тепловое,
радиоактивное,
электромагнитное,
шумовое,
световое),
физико-химическое
(аэрозольное), химическое, биологическое. Загрязнение вызывает изменение
характеристик
ландшафта
и
свойств
его
компонентов,
формируя
ареалы
химического, теплового, радиоактивного и других видов влияния.
Целесообразно различать понятия "источник загрязнения" и "загрязнитель".
Под
источником
загрязнения
понимается
любой
материальный
объект
производственной деятельности человека, выделяющий в природную среду
различные антропогенные загрязнения. К нему можно отнести отдельную точку
выброса (трубу, водосбор и т.п.), крупное предприятие с большим числом точек
выброса (например, металлургический комбинат), индустриальный район или
регион, откуда загрязняющие вещества могут поступать в соседние регионы
(например, из США в Канаду). Под загрязнителями (ингредиентами, поллютантами)
понимают любые вещества, физические, химические, биологические агенты,
которые попадают в окружающую среду и накапливаются в ней в количествах,
превышающих естественные величины.
Главными источниками загрязнения выступают промышленные предприятия,
транспорт, сельское и коммунальное городское хозяйство. В процессе их
функционирования образуются отходы - газообразные, жидкие и твёрдые продукты,
не используемые и не подвергающиеся утилизации в данном производстве. Они, как
правило, попадают в окружающую среду и включаются в биогеохимический
круговорот веществ в биосфере. В составе отходов содержатся многие токсические
вещества - соли тяжёлых металлов (ртути, свинца, кадмия и др.), диоксины,
пестициды, бензапирен, радиоактивные вещества и другие. Несмотря на спад
21
производства, в России ежегодно образуется около 3 млрд. т только твёрдых
отходов(Емельянов, 2002).
В результате загрязнения окружающей среды значительно ухудшаются
условия жизни и состояние здоровья населения. Показатели заболеваемости людей,
проживающих в экологически неблагополучных районах (и особенно в крупных
городах), существенно выше, чем аналогичные показатели в среднем по России.
Более высокий уровень патологии в этих районах прослеживается по различным
видам заболеваний (в том числе онкологическим).
Истощение природных ресурсов понимается как уменьшение запасов и
ухудшение качества полезных ископаемых, поверхностных и подземных вод, биоты,
сокращение земельного фонда и снижение плодородия почв, снижение доли
полезных продуктов в используемых ресурсах, сокращение видового состава
растений и животных. Так, за последние 25 лет площадь сельскохозяйственных
угодий России сократилась на 33 млн. га, несмотря на вовлечение в оборот новых
земель. Почти повсеместно отмечается снижение естественного плодородия почв и
деградация угодий. Основные причины истощения земельных ресурсов - водная
эрозия и дефляция, вторичное засоление и заболачивание, загрязнение почв и
зарастание угодий кустарником и мелколесьем. Велики масштабы изъятия земель (в
том числе пахотных) на несельскохозяйственные нужды
- под карьеры,
коммуникации, инженерные сооружения и т.п. Ежегодно за счёт поверхностного
стока талых и дождевых вод почвы полей теряют около 1,5
млрд. т гумусового
слоя (только чернозёмы европейской территории России уже потеряли 25% гумуса).
Вызывает тревогу состояние пастбищ, особенно в южных районах, где в связи с
чрезмерной
пастбищной
нагрузкой
наблюдается
сильная
деградация
растительности. В результате на месте некогда плодородных земель возникли
малопродуктивные, а в ряде случаев почти лишённые растительности пространства.
Нерациональное использование природных ресурсов и загрязнение среды ведут к
деградации ландшафтов. Она выражается в снижении природно-ресурсного
потенциала
ландшафтов,
потере
их
способности
выполнять
социально-
экономические функции, ухудшении условий жизни и деятельности населения.
22
Неконтролируемая
хозяйственная
деятельность
подрывает
механизм
саморегулирования ландшафтов и часто приводит к необратимым разрушительным
последствиям. Ландшафты утрачивают свои естественные свойства и превращаются
в непригодные для использования территории (например, техногенные пустоши в
зоне воздействия крупных горно-металлургических предприятий).
Одной из острых форм деградации ландшафтов является антропогенное
опустынивание - резкое уменьшение или уничтожение биологического потенциала
ландшафтов, которое обычно приводит к исчезновению сплошного растительного
покрова. Главная причина развития этого процесса - чрезмерный антропогенный
пресс на природные экосистемы (сведение лесов, перевыпас скота на пастбищах,
вторичное засоление на орошаемых землях и др.). Опустынивание проявляется во
всех природных зонах, но наиболее чувствительными к антропогенным нагрузкам
являются тундровые, полупустынные и пустынные ландшафты, имеющие весьма
хрупкую структуру и низкий потенциал самовосстановления. Так, за последние 2530 лет в Калмыкии на месте сухостепных и полупустынных ландшафтов возникла
настоящая пустыня площадью 50 тыс. км2 - первая песчаная пустыня в Европе. Её
территория в результате интенсивного перевыпаса скота ежегодно увеличивается на
15% .
1.3. Принципы комплексного экологического мониторинга.
Изучение состояния геоэкосистем, т.е. образований, в которых сочетаются и
тесно взаимодействуют природные, антропогенно-техногенные и социальные
компоненты, представляет собой сложную задачу. В связи с этим выделим
следующие принципы экологического мониторинга (Емельянов, 2002).
1.
Принцип комплексности мониторинга, т. е. необходимость учёта всей
совокупности
изучаемых
объектов
природы
(природных
компонентов
и
геоэкосистем в целом), воздействующих на них факторов (антропогенных и
естественных), экологически наиболее значимых взаимосвязей между природой,
хозяйством и населением, использование всего арсенала методов, которые дают
23
возможность получить достаточно полную информацию о состоянии окружающей
человека среды.
2. Целесообразность использования ландшафно-экологического похода к
объектам
мониторинга.
Такой
подход
предполагает
учёт
целостности
и
пространственно-временной структуры геоэкосистем, выявление пространственной
неоднородности
природной
среды
(в
частности,
путем
ландшафтного
картографирования), изучение территориальных систем как среды жизни и
деятельности человека. Предметом наблюдений выступает изменение ресурсноэкологического состояния систем слагающих их компонентов. При выявлении
состояний отдельных компонентов (сред) необходимо определение связей между
ними и биологической составляющей природной среды.
3.
Важный принцип мониторинга - экологическая ориентация наблюдений,
т. е. нацеленность их на изучение обратных связей в системе «общество - природа»
(влияния изменённой природы на жизнь и деятельность населения), определение
экологического состояния территорий и акваторий, оценку качества окружающей
среды. Реализация этого принципа служит предпосылкой для успешного решения
экологических проблем, задач по сохранению и разумному использованию
естественных ресурсов, созданию и поддержанию условий, благоприятных для
жизни и деятельности человека.
4.
Принцип региональности мониторинга - учёт конкретных физико-
географических и социально-экономических условий изучаемой территории,
особенностей ее хозяйственного использования и изменения природной среды под
влиянием деятельности человека. Это должно выражаться в выборе объектов и
параметров наблюдений, количестве и размещении этих объектов, размерах
наблюдаемой территории, периодичности проведения наблюдений.
В процессе экологического мониторинга должны отслеживаться, оцениваться
и прогнозироваться показатели, характеризующие:
а)
состояние
и
антропогенные
геоэкосистем;
24
изменения
природной
составляющей
б) результаты хозяйственной деятельности и антропогенное воздействие на
природу (источники загрязнения, величины нагрузок на природные комплексы и
др.);
в) качество окружающей среды и состояние здоровья населения.
Для получения этой информации целесообразно использовать как уже
сложившиеся подходы к мониторингу - наблюдения за состоянием отдельных
природных сред (атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод, почв,
биоты, литосферы), так и слежение за состоянием геоэкосистем в целом, т.е.
геоэкосистемный (ландшафтно-экологический) мониторинг. Отсюда следует, что
наиболее полное представление о состоянии окружающей среды на всех уровнях (от
локального до глобального) можно получить лишь на основе организации
25
2
ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПРИРОДНЫХ И ПРИРОДНОАНТРОПОГЕННЫХ ТЕРРИТОРИАЛЬНЫХ И АКВАЛЬНЫХ
КОМПЛЕКСОВ ТВЕРСКОГО РЕГИОНА
2.1. Оценка экологического состояния природных и природно-антропогенных
комплексов как основа экологического мониторинга
Оценка экологического состояния природных и природно-антропогенных
комплексов является одним из важнейших элементов системы комплексного
экологического мониторинга окружающей человека среды. Под экологическим
состоянием
в
характеризующих
данной
работе
последствия
понимается
антропогенного
совокупность
воздействия
показателей,
на
природные
комплексы и компоненты и их естественные изменения за определенный более или
менее длительный промежуток времени (чаще всего не менее 3 – 5 лет) (Емельянов,
2004). Поскольку антропогенное воздействие часто ведет к негативным изменениям
среды, оценка позволяет выявить степень благоприятности или неблагоприятности
последствий трансформации гео- и экосистем с точки зрения жизни и деятельности
населения. Цель оценки состоит в том, чтобы определить в первую очередь
возможный ущерб от негативных последствий вмешательства человека в природные
процессы с тем, чтобы выбрать наилучший вариант хозяйственного использования
территории и акватории и их ресурсов. Сущность оценки состоит в сравнении
показателей измененного состояния окружающей среды (т.е. совокупности
природных и природно-антропогенных комплексов и их компонентов) с заранее
определенными критериями – признаками, на основе которых проводится
сравнение. В качестве критериев могут выступать показатели исходного состояния
наблюдаемых объектов, их естественные (фоновые) характеристики, а также
26
различные нормативные показатели, определяющие допустимые меры воздействия
человека на природные системы.
По характеру выражения оценка экологического состояния может быть
качественной или количественной, по своему содержанию – покомпонентной (или
поэлементной) и интегральной. Наибольший теоретический и практический интерес
представляют количественные оценки, поскольку они более конкретно, наглядно и
объективно выражают последствия трансформации природных и природноантропогенных комплексов под влиянием деятельности человека.
Необходимость использования покомпонентных оценок связана с тем, что во
многих случаях оценить природный или природно-антропогенный комплекс трудно,
не оценив его отдельных составляющих. Покомпонентные оценки определяются на
основе сопоставления фоновых региональных (или исходных и нормативных)
показателей и фактически измеренных в процессе мониторинга результатов
состояния отдельных компонентов среды (прежде всего воздуха, вод и почв).
Подобные оценки широко используются в практике наблюдений и научных
исследований. Их методы описаны в многочисленных изданиях и нормативных
документах (Дьяконов, Дончева, 2002, Опекунов, 2006, Хоружая 1998).
Однако покомпонентные оценки могут характеризовать лишь отдельные
составляющие
природных
и
природно-антропогенных
комплексов,
они
не
учитывают основные связи в геосистемах между их наиболее важными
компонентами или подсистемами. Поэтому в последние десятилетия исследователи
все чаще обращаются к так называемым интегральным оценкам состояния
геосистем. В идеале, на наш взгляд, они должны интегрировать совокупность
физико-географических
санитарно-гигиенических,
(ландшафтных),
экологических
медико-демографических
(геоэкологических),
показателей
(признаков)
состояния природных и природно-антропогенных комплексов.
Физико-географические признаки должны отражать состояние мезорельефа (в
ряде
случаев
микрорельефа)
территории,
увлажнения
почв,
состава
и
продуктивности фитоценоза. К экологическим (геоэкологическим) показателям
относятся критерии, характеризующие изменение условий среды, прежде всего
27
показатели
проявления
дегратационных
природно-антропогенных
процессов
(потеря почвенного плодородия, уменьшение биологической продуктивности
экосистем, евтрофирование водоемов и др.) и антропогенных (изменения запасов и
качества ресурсов, загрязнение среды и др.) процессов. Эти показатели должны
быть
дополнены
санитарно-гигиеническими
нормативами,
т.е.
величинами
кратности предельно-допустимых концентраций загрязняющих веществ в воздухе,
водах, почвах, продуктах питания. Наконец, важное значение имеют характеристики
здоровья населения (прежде всего данные по детской смертности и заболеваемости
людей болезнями так называемого техногенного происхождения). Естественно, что
в
разных
природных
и
социально-экономических
условиях
формирования
ландшафтов и в зависимости от степени инфраструктурного обеспечения объекта
мониторинга состав и набор показателей (признаков) не может быть одним и тем
же. Однако желательно, чтобы их общее количество было бы приблизительно
одинаковым, но составляло бы не менее 15 – 20 показателей.
К
сожалению
описанные
выше
“идеальные”
показатели
оценки
экологического состояния природных и природно-антропогенных комплексов пока
не разработаны. В качестве интегральных критериев состояния и антропогенного
изменения геосистем предложен ряд “усеченных” показателей, которые лишь
частично отвечают описанному “идеалу”. Среди них выделим интенсивность
обмена веществ и энергии (отношение запасов мертвого органического вещества в
экосистемах к суммарному опаду), способность ландшафтов к самоочищению в
процессе их загрязнения, сравнение реальной структуры использования земель с
оптимальным соотношением природных ландшафтов и угодий для данного региона
и др. При оценке экологического состояния городских ландшафтов рекомендуется
привлекать также данные о состоянии здоровья населения. Однако следует
отметить, что методика расчета перечисленных показателей трудоемка и
недостаточно разработана. Поэтому в последние годы все чаще используются так
называемые суммарные критерии оценки экологического состояния геосистем,
основанные на расчете отношений суммы фактических показателей к аналогичным
показателям исходного состояния этих геосистем, нормативным или региональным
28
фоновым величинам, а также данным, полученным в условиях так называемых
“эталонов”, т.е. неизмененных или слабо измененных подобных ландшафтов.
При наличии количественных показателей отдельных компонентов и
элементов природы суммарная оценка экологического состояния геосистемы (Xs)
может быть рассчитана по следующей формуле:
где n – использованное число покомпонентных или поэлементных критериев; Ci –
величина i-го показателя в условиях измененного ландшафта; Ei – величина i-го
показателя в условиях “эталонного” (неизмененного или слабо измененного)
ландшафта; Ki – “весовой” коэффициент i-го показателя в долях единицы,
определяемый с помощью экспертов.
Значительный
недостаток
этого
способа
расчета
суммарной
оценки
экологического состояния геосистем состоит: во-первых, в субъективности и
возможно в недостаточной обоснованности определения “весового” коэффициента
показателя природного компонента; во-вторых, в трудности подбора “эталонной”
геосистемы.
В
результате
суммарная
оценка
последствий
антропогенного
воздействия может быть преуменьшена или, наоборот, преувеличена.
Возможен и несколько другой подход – определение обобщающей суммарной
оценки экологического состояния геосистемы (Xs) относительно подобной
величины ее конкретного “эталона”. Другими словами, Xs рассматривается как
разность между суммой отношений исследуемого объекта и состоянием самого
“эталона”, которое условно принимается за 1,0. Величина Xs может быть определена
по формуле:
где n – использованное число покомпонентных или поэлементных признаков
геосистем ; Ci – количественная величина i-го признака, характеризующего
изменение геосистемы в результате антропогенного воздействия; Ei – величина того
29
же признака “эталонной” геосистемы аналогичной иерархической размерности или
исходного состояния изучаемой геосистемы.
К недостаткам данной формулы можно отнести: во-первых, возможные
трудности подбора “эталона”; во-вторых, формула не предусматривает определение
“веса” показателей состояния геосистем. Поэтому не исключены погрешности при
получении обобщающей суммарной оценки. Однако в любом случае при
повышении антропогенной нагрузки на ландшафт увеличиваются величины
отношений Ci/Ei, в связи с чем возрастает показатель Xs и одновременно чаще всего
ухудшается состояние наблюдаемой геосистемы.
Рассмотренные выше способы определения суммарной оценки экологического
состояния геосистем были апробированы на материалах ландшафтно-экологических
исследований, которые проводились сотрудниками кафедры физической географии
и экологии Тверского государственного университета в 2007 – 2008 годах на
территории
бассейна
Верхней
Волги.
Объектами
исследований
служили
территориальные и аквальные природно-антропогенные комплексы в ранге урочищ,
типичные для этого региона: рекреационные ландшафты зоны влияния Калининской
АЭС, комплексы выработанных торфяников, аквальные геосистемы Иваньковского
водохранилища, городские ландшафты города Твери. Пример расчета суммарной
оценки экологического состояния природно-антропогенной системы в условиях
рекреационной дигрессии (зона влияния Калининской АЭС) на основе второй из
предложенных выше формул показан в таблице 1.
При расчете Xs в случае, если какой-либо признак изучаемой геосистемы в
абсолютном выражении оказывается меньше того же признака в геосистеме –
“эталоне”, использовалась формула, предложенная К. Н. Дьяконовым (1979):
где Kc – мера сходства двух сравниваемых величин; Amax – наибольшая из двух
сравниваемых величин;
– разность между этими величинами. Использование
этой формулы позволяет однозначно определить изменение состояния геосистемы
30
независимо от повышения или понижения величины показателя, выбранного для
описания компонента.
Как видно из табл. 1, в зоне рекреационного влияния крупных инженерных
сооружений антропогенная нагрузка возросла и соответственно экологическая
обстановка ухудшилась в 2 – 3 раза. По данным наблюдений в значительно большей
степени негативное влияние деятельности человека проявилось на осушенных
выработанных болотных геосистемах.
По данным наблюдений в значительно большей степени негативное влияние
деятельности человека проявилось на осушенных выработанных болотных
геосистемах. В результате осушения, добычи торфа, почти полного исчезновения
исходного почвенно-растительного покрова, возникновения пожаров и других
изменений практически полностью перестал функционировать прежний природный
комплекс. Величина показателя Xs по сравнению с “эталоном” возросла в 7 - 9 раз.
Таблица 1
Расчет оценки экологического состояния (Xs) природно-антропогенной геосистемы
в зоне рекреационного влияния Калининской АЭС
Показатели
геосистемы,
характеризующие, ее
Рекреационная
Геосистема
геосистема
“эталон”
экологическое
древесины,
показателей
Ci/Ei
Рекреационная
Геосистема
геосистема
“эталон”
2007 г.
состояние1
Запас
Отношение
Отношение
показателей
Ci/Ei
2008 г.
158,2
200,2
1,26
142,4
180,0
1,27
30
46
1,53
28
45
1,61
96,0
99,0
1,03
95,0
98,0
1,03
Сомкнутость крон
0,6
0,7
1,16
0,6
0,7
1,16
Сухость, % на га
12
2
6,0
11
2
5,5
8,0
2,0
4,0
9,0
3,0
3,0
40,0
2,0
20,0
43,0
2,0
21,5
3
м /га
Подрост
более
высотой
1,0
метра,
дер/га
Площадь
сохранившейся
лесной подстилки, %
Сегетальные
травянистые
растения, покрытие в
%
Механические
31
повреждения
и
вырубка древостоя, %
от площади
Сеть
тропинок,
%
площади
0,2
0,1
2,0
0,2
0,1
2,0
1,2
1,0
1,2
1,2
1,0
1,2
0,7
0,5
1,4
0,8
0,5
1,6
6,0
2,0
3,0
7,0
2,0
3,5
Плотность почвы на
тропинках и полянах,
г/см
3
Площадь кострищ, %
Площадь
свалок
бытового мусора,%
Оценка
2,64
1
2,71
Фактические величины показателей геосистем получены С. Н. Кузнецовой
При оценке экологического состояния измененных аквальных комплексов
(пойменно-террасовые пелагиальные урочища Иваньковского водохранилища)
учитывались такие показатели как гидродинамическая активность водоемов,
площадь эродированого дна, площадь зарастания урочища, содержание некоторых
тяжелых металлов (Zn, Cu и др.) в воде и донных отложениях, биомасса высшей
водной растительности и др. Под влиянием затопления и других факторов
экологическое состояние изученных аквальных экосистем резко изменилось (в
основном ухудшилось). Величина показателя Xs по сравнению с величиной
“эталона”
(руслового
комплекса
в
самой
верхней
части
водохранилища)
увеличилась в 7 – 16 раз.
Наиболее сложной и практически наименее разработанной оказалась проблема
оценки экологического состояния городских ландшафтов. Сложность ее решения
связана
с
многофункциональностью
урбогеосистем,
недостаточной
разработанностью классификации городских ландшафтов с учетом исторического
развития территории, трудностью выбора комплекса - “эталона”, скудностью
мониторинговых наблюдений (за исключением слежения за состоянием воздуха) и
другими факторами. Для решения конкретной задачи на примере города Твери были
32
выбраны урболандшафтные выделы – комплексы историко-ландшафтных единиц,
объединенных одной мезоформой рельефа (участком II надпойменной террасы реки
Волги) и однородным субстратом. По своей размерности выделы близки к сложным
урочищам, измененным деятельностью человека. В качестве “эталона” был выбран
пригородный участок надпойменной террасы, площадь которого более чем на 65%
занята массивами парковых и вторичных хвойных и хвойно-мелколиственных
лесов. Для оценки были выделены два центральных выдела с сохранившейся
усадебной застройкой. Величина показателя Xs выделов превысила величину
показателя “эталона” в 19 – 22 раза. К сожалению в процессе оценки не удалось
найти достаточно полноценного “эталона” и не был определен ряд загрязнителей
воздуха, вод, почвы и некоторых других признаков экологического состояния
городской геосистемы, что вероятно снизило величины полученных показателей Xs
по сравнению с реальными.
Одна из важных задач оценки – построение на основе мониторинговых
наблюдений
оценочных
шкал
экологического
состояния,
характеризующих
геосистемы прежде всего элементарного и локального уровня. Для построения таких
шкал
необходимо
проведение
специальных
ландшафтно-экологических
исследований природных и природно-антропогенных комплексов с учетом
региональных особенностей территории, естественной дифференциации природной
среды, социально-экономических функций, степени и направленности измененных
человеком геосистем. При этом не исключается некоторая “размытость” и
несоответствие полученных оценок экологического состояния антропогенных и
естественных факторов формирования современной окружающей среды.
33
2.2. Оценка современного состояния ландшафтов
Возрастающий уровень антропогенного воздействия на природную среду
приводит к негативным, а иногда и необратимым изменениям природнотерриториальных комплексов (ПТК), снижению их устойчивости, видового
разнообразия,
продуктивности,
эстетической
и
социальной
значимости.
В
индустриально развитых регионах России эта проблема из локальной переросла в
региональную с опасностью возникновения глобальных эффектов. В свою очередь,
изменение состояния ПТК
является фактором, оказывающим непосредственное
влияние на темпы дальнейшего социально-экономического развития региона.
Таким образом, современное состояние ландшафтов может выступать
предметом исследования для решения
нескольких важнейших задач: а) оценки
региональной экологической ситуации, б) управления природопользованием в
регионе, в) разработки экологически обусловленной региональной социальноэкономической политики (региональной экологической политики), г) организации
комплексного экологического мониторинга.
Природный территориальный комплекс (ПТК) — чрезвычайно сложный
объект, обладающий множеством специфических черт. В настоящее время ПТК
рассматриваются
как
целостные,
динамические,
пространственно-временные,
открытые системы, обладающие структурой. Пространственный аспект структуры
ПТК состоит в упорядоченности взаимного расположения ее структурных частей
(природных компонентов, морфологических единиц) и
взаимосвязей (потоки
вещества, энергии и информации, т.е. процессы) между ними и между ПТК и средой
(Мамай, 1992).
Структура ландшафта (ПТК) имеет помимо пространственного и временной
аспект. Составные части ПТК упорядочены не только в пространстве, но и во
времени. ПТК не являются застывшими образованьями, развиваясь во времени, они
испытывают непрерывные качественные изменения разной глубины. В зависимости
от глубины преобразования следует различать состояния и смены ПТК.
34
В настоящее время в ландшафтоведении пока нет единого толкования понятия
«состояние ландшафта», хотя в последнее время этот термин часто встречается в
географической литературе.
Впервые в научном смысле термин «состояние» употребил В.Б.Сочава (1967).
Однако он не дал определение этого понятия и относил к состоянию геосистем
разные этапы динамического развития растительности. Позднее В.Б.Сочава(1978) и
А.А.Крауклис (1979) использовали понятие «динамическое состояние», которое
соответствует определенному этапу в жизни геосистемы и характеризуется
инвариантностью (неизменностью) его структуры и природными режимами (т.е.
набором процессов) (Сочава, 1978; Крауклис, 1979).
Н.Л.Беручашвили под состоянием понимает определенное соотношение
параметров структуры и функционирования в какой-либо промежуток времени, в
течение которого конкретные воздействия на входе (солнечная радиация, осадки и
т.п.) трансформируются в определенные функции (сток, прирост фитомассы и т.п.)
на выходе (Беручашвили, 1983, 1986, 1989).
Ф.Н.Мильков определяет «состояние ПТК» (Мильков, 1985) как среднюю
динамику функционирования на протяжении минимального срока существования
ландшафта.
Толкование термина «состояние» есть у А.Г.Исаченко. Под состоянием
геосистемы он подразумевает упорядоченное соотношение параметров ее структуры
и функций в определенный промежуток времени. Состояние геосистемы находится
в соответствии с входными (внешними) воздействиями (например, потоком
лучистой энергии Солнца, атмосферными осадками) (Исаченко, 1991).
По мнению Г.А.Исаченко и А.И.Резникова (1997) под состоянием природной
среды понимается пространственно-временная однородность, выделяемая по
критериям сохранения состава и соотношения системообразующих элементов и
ведущих процессов системы.
И.И.Мамай рассматривает состояние ПТК как «более или менее длительные
отрезки его существования, характеризующиеся определенными свойствами
структуры комплекса» (Мамай, 1992, с.31).
35
Таким образом, все названные авторы характеризуют состояния как
определенное соотношение параметров комплекса в какой-либо промежуток
времени.
Различия этих точек зрения заключается в том, что Н.Л.Беручашвили
характеризует состояние ПТК через состояния его структуры и функционирования,
В.Б.Сочава – через функционирование, И.И.Мамай – через структуру. Однако на
практике при выявлении состояний ПТК у названных авторов обнаруживается
сходство, что можно объяснить разным содержанием понятия «структура» (Мамай,
1992). Так В.Б.Сочава, а вслед за ним и А.А.Крауклис, определяют структуру
ландшафта как «инвариантный аспект геосистемы» (Сочава, 1969, с.19), в которой
они видят статическую и динамическую части. К первой относится состояние
ландшафта в определенный момент времени, ко второй – совокупность природных
режимов, включающих ритмические и неритмические изменения (Крауклис, 1969,
с.36). Таким образом, по их мнению структура системы есть набор взаимосвязей
(т.е. процессов) системы.
Вразрез с этими представлениями идет понимание структуры
ПТК
Н.Л.Беручашвили, под которой понимается как вертикальное членение фации на
геогоризонты (различные ярусы растительности, почвенные горизонты и т.д.),
горизонтальное – на парцеллы, а также деление ПТК на морфологические части
(Беручашвили, 1990).
И.И.Мамай в понятие «структура природных территориальных комплексов»
включает составные части ПТК (компоненты, морфологические единицы) и
взаимосвязи (современные процессы) между ними (Мамай, 1982).
Иногда «состояние ПТК рассматривается как неопределяемое понятие
подобное терминам «точка», «прямая», «плоскость» и т.д. в математике
(Г.А.Александров) или как «кадр», «мгновенный снимок» объекта, т.е «состояниемомент»
(А.Д.Арманд,
А.А.Тишков,
В.Д.Утехин)
(Актуальные
проблемы
геосистемных исследований, 1987).
Стационарные и полустационарные исследования временной структуры ПТК
показали неприемлемость двух последних подходов.
36
ПТК во времени испытывают непрерывные качественные изменения разной
глубины, которые вызываются как его саморазвитием, так и постоянно
меняющимися
условиями
внешней
среды,
в
том
числе
и
антропогенно
обусловленными. В ландшафтах различают два типа изменений, которые Л.С.Берг
еще более полувека назад (1947) назвал обратимыми и необратимыми. К первым он
относил сезонные смены, которые,
«не вносят, в сущности, ничего нового в
установившийся
(Берг,1947,
порядок
вещей»
с.21),
а
также
изменения
катастрофического характера (землетрясения, сильные пожары и т.п.), после
которых «ландшафт восстанавливается приблизительно до состояния, бывшего до
катастрофы» (Берг, 1947, с.21). При необратимых, или прогрессивных, сменах
«возврата к прежнему состоянию не происходит: изменения идут в одну сторону, в
определенном направлении» (Берг Л.С., 1947, с.23).
По глубине изменений различают состояния ПТК и смены одного ПТК другим
(Анненская и др., 1978; Мамай, 1982, 1984, 1992).
Первые связаны как с
обратимыми, так и с необратимыми изменениями составных частей и лишь с
обратимыми изменениями процессов. Эти изменения, как отметил В.Б.Сочава
(1978), совершаются в рамках одного инварианта. И.И.Мамай (1992) считает, что
при этом сохраняется общая направленность развития комплекса. Смены ПТК
связаны с необратимой модификацией как составных частей, так и процессов, т.е.
эти
изменения
ведут
к
полной
трансформации
структур,
изменению
направленности развития, к смене ландшафтов.
Среди состояний различают внутригодовые и многолетние. Внутригодовые
состояния – это внутрисуточные, суточные, внутрисезонные, сезонные, годовые
(Беручашвили, 1986; Исаченко, 1980; Исаченко, 1980; Крауклис, 1979; Макунина,
1982; Мамай, 1992; Сочава, 1978), которые характеризуются преимущественно
обратимыми изменениями процессов, компонентов, морфологических частей ПТК.
Причиной смены состояний является прежде всего ритмичность и периодичность в
поступлении тепла и влаги, связанных с изменением прихода солнечной энергии и
общей циркуляцией атмосферы.
37
Многолетние
характеризуются
состояния
(Анненская
и
др.,
процессов
и
необратимостью
обратимостью
1978;
Мамай,
1992)
природных
компонентов и морфологических частей. Среди многолетних состояний выделяют
следующие фазы (Мамай, 1985, 1992): зарождения и становления; устойчивого
существования и медленного развития; смены ПТК.
Фаза смены ПТК характеризуется постепенным распадением прежних связей,
усилением одних процессов и ослаблением других, т.е. в это время формируются
геоматические условия нового комплекса. Длительность этой фазы — от нескольких
часов до десятков и сотен лет.
В течение фазы зарождения и становления происходит отбор биоты,
соответствующей данным геоматическим условиям, появляются слаборазвитые
почвы. Фазы завершаются окончательным формированием морфологической
структуры ПТК. Длительность этой фазы измеряется несколькими десятками лет
(Мамай И.И., 1992).
В фазе устойчивого существования и медленного развития в свойствах ПТК
более отчетливо прослеживается обратное воздействие биоты на геому, которое
выражается в формирование фитоклимата, увлажнения, в изменении верхней части
литогенной основы процессами почвообразования и т.д. Длительность этой фазы —
многие десятки и сотни лет.
Каждую из фаз И.И.Мамай (1982) делит еще и на подфазы. Фазу зарождения и
становления – на четыре подфазы. Первые две (начальная, ранняя) – время, когда
геоматические условия всех доминантных и части субдоминантных ПТК
сформирована, идет отбор биоты, но признаки новых почв в ПТК не выражены. Две
вторые (средняя и поздняя) – время окончательного формирования биоты и почв,
соответствующей данной геоме, а также обособление субдоминантных ПТК.
Фаза устойчивого существования и медленного развития делится на три
подфазы (раннюю, среднюю и позднюю), которые характеризуются разной
степенью выраженности того или иного почвообразовательного процесса и
соответствующими им биоценозами.
38
Фазы смены ПТК также подразделяется на три подфазы. Ранняя подфаза
отличается наличием необратимых изменений только в одном компоненте и новые
ландшафтообразующие процессы не регулярны и проявляются лишь в годы с
погодными условиями, близкими к экстремальным; средняя – необратимые
изменения отмечается в нескольких компонентах, новые ландшафтообразующие
процессы регулярны; поздняя подфаза отличается отсутствием изменений лишь в
одном из компонентов, а процессы создания новой геомы начинают ослабевать.
Смена одних ПТК другими происходит под воздействием как внутренних, так
и внешних факторов (Анненская и др., 1978; Мамай, 1992). Среди
смен ПТК
различаются неполные (без глобального изменения климата и тектонических
проявлений) и полные (с глобальным изменением климата и тектонических
проявлений) (Мамай, 1992).
Первый тип смены возникает при саморазвитии ПТК или из-за местных
изменений внешних условий, а второй — в результате трансформации внешних
условий глобального характера. В последнее время И.И.Мамай выделяет еще и
смену конца цикла (Мамай, 2000). Цикл охватывает все сменяющие друг друга во
времени ландшафты с одинаковыми макрочертами их литогенной основы.
ПТК в своем
развитии
многократно трансформировались. В их
формировании принимали участие и природные, и антропогенные процессы.
Антропогенное воздействие не отменяет природных закономерностей развития, а
накладывается на них, существенно модифицируя свойства ПТК. Антропогенные
факторы вызывают наступление антропогенно-природных состояний и смен ПТК.
Полные антропогенные смены, связанные с кардинальными изменениями климата и
тектонической направленности потенциально человеку подвластны (пример тому
потепление климата вследствие выброса в атмосферу CO2 или ядерная зима), но в
настоящее время деятельность человека способна вызвать только неполную смену
одного ПТК другим.
По длительности антропогенно-природные состояния сопоставимы с любым
из внутригодовых состояний. Хозяйственная деятельность обычно ведет
к
увеличению количества состояний, через которые проходят ПТК, так как начало и
39
конец его появления редко совпадают с началом и концом какого-то природного
состояния.
Наличие
антропогенного
состояния ПТК. Поэтому
фактора
затрудняет
изучение
современного
изучение как природной, так и антропогенной
составляющей должно вестись совокупно. Также необходимо отметить, что
антропогенное воздействие во времени было не одинаковым (Низовцев, 1997).
За последние годы интерес ландшафтоведов к хозяйственному воздействию на
ландшафты существенно усилился. Существует мнение (Ахтырцева, 1977; Булатов,
1982; Мильков, 1977; Рябчиков, 1972; Федотов, 1982), что подавляющее
большинство современных ландшафтов — антропогенные, т.е. буквально —
созданные человеком, или «рукотворные».
Согласно Ф.Н.Милькову (1977), достаточно изменить любой компонент,
например почвы или животный мир, чтобы ландшафт «автоматически и
незамедлительно» превратился в антропогенный. Антропогенные ландшафты в
указанном смысле существуют, как бы сами по себе, как будто природная основа
перестала существовать или потеряла свое значение. Новые ПТК, возникающие под
антропогенным воздействием на месте старых относятся к категории не
антропогенных, а антропогенно-природных.
При
изучении
антропогенного
воздействия
возникает
необходимость
сравнительной оценки степени измененности ПТК по отношению времени его
обособления (последней смены) и степени антропогенной нагрузки, действовавшей
после этой смены, а также породивших их причин. Эти показатели характеризуют
современное состояние ландшафтов.
При определении степени антропогенной измененности ПТК широко
используются
градации
слабо-,
средне-
и
сильноизмененный.
Однако
их
диагностические признаки у разных авторов неодинаковы и связаны со степенью
преобразования элементов или компонентов ПТК. Так, например, по мнению
А.В.Дончевой, Л.К.Казакова, В.Н.Калуцкова (Дончева и др, 1992) измененность
ландшафта может проявляться либо в виде его техногенных модификаций, либо в
виде коренной перестройки основных структур всего комплекса. Техногенные
40
модификации ландшафтов обособляются в том случае, когда сила техногенных
изменений компонентов не превышает предела их естественной, допустимой
инвариантом изменчивости.
Техногенно обусловленные отклонения ведущих
компонентов на величину, большую естественной амплитуды колебаний, ведут к их
нарушению, коренной перестройке структуры ландшафтов и превращению их в
техногенные образования – техногеомы – составные части природно-техногенных
систем (ПТС), т.е. их техногенной трансформации. При анализе этих изменений
устанавливаются критические экологические нагрузки на ландшафт. Показатель
техногенного воздействия – поступление техногенного вещества на единицу
площади за единицу времени, показатель нарушения ландшафта – площади его
структурной перестройки, а также территориальные ареалы изменения компонентов
и элементов.
Понятие «антропогенная нагрузка» широко используется в географической
литературе, но в различных смысловых значениях. Одно
понимание сущности
нагрузок заключается в том, что под антропогенными нагрузками понимают всю
совокупность источников и факторов воздействий, связанных с хозяйственной и
другой деятельностью человека.
Чаще всего под нагрузкой на ландшафт, согласно положению (ГОСТ17.8.1.01-86. Охрана природы. Ландшафты. Термины и определения), понимается
«антропогенное
воздействие
вызывающее
изменения
отдельных
свойств
компонентов ландшафта, которые могут привести к нарушению выполнения
ландшафтом заданных ему социально-экономических функций» (с.4).
Первоосновой воздействия всегда является изъятие из среды или привнос в
нее вещества и (или) энергии. Таким образом под нагрузкой обычно понимают либо
загрязнение ПТК, либо его нарушение. Загрязнение чаще всего бывает связано с
внесением в ландшафт газа, пыли, промышленных и бытовых стоков, в отдельных
случаях – радиоактивных веществ. Нарушение ПТК принято связывать с мерами,
вызывающими изменение естественного хода природных процессов. Например, их
результатом может явиться усиление почвенной эрозии, обмеление рек.
41
Нагрузки
на
ландшафт
обычно
носят
либо
вынужденный,
либо
целенаправленный характер. В первом случае имеются в виду преимущественно
такие воздействия на ПТК, как выбросы различных производственных отходов
(газов и сажи в атмосферу, загрязненных стоков в реки и т.п.). Что касается
целенаправленных воздействий, то нужно различать два их типа. К первому следует
отнести воздействие, преследующие цели поддержания ландшафта в ходе его
использования на оптимальном уровне с точке зрения выполнения им своих
социально-экономических функций. Примером может служить осуществление в
лесу тех или иных видов рубок, обеспечивающих его неистощимость и создание
благоприятных условий для роста в его пределах высококачественных насаждений.
Второй
тип
целенаправленных
нагрузок
опирается
на
мелиоративно-
преобразовательные воздействия, имеющие своей задачей улучшить существующий
(чаще всего деградированный) ландшафт. К числу таких воздействий можно отнести
закрепление с помощью растительности ставших подвижными песков, создание
полезащитных лесных полос и т.д. (Ландшафты…, 1990).
Нагрузки на ландшафт по времени проявления могут быть выделены:
эпизодические нагрузки, связанные с осуществлением сравнительно редких, как
правило кратковременных воздействий (вызванный человеком лесной пожар,
аварийный сброс в водоем сильно загрязняющих воду веществ); периодические
нагрузки (систематическое внесение на поля удобрений); практически непрерывные
нагрузки (выбросы в воздух газов и пыли из труб заводов).
Виды нагрузок тесно связаны с социально-экономическими функциями и
реальным использованием ПТК. Их величины зависят от ряда факторов: вида,
интенсивности и продолжительности антропогенных воздействий, состояния ПТК,
его устойчивости (т.е. способности противостоять внешним воздействиям) и др. Для
измерения величин нагрузок используются различные показатели – весовые,
объёмные, пространственные, временные. Некоторые подходы к определению
антропогенной нагрузки прослеживаются в работах Л.И.Мухиной (1973, 1976), Б.А.
Кочурова (1990, 1999), В.С.Преображенского (1988), Т.Д.Александровой (1990),
А.В.Дончевой (1985).
42
Исходя из социально-экономических функций ПТК выделяют следующие
виды антропогенных нагрузок: пастбищную, земледельческую, мелиоративную,
лесохозяйственную,
водохозяйственную,
промышленную,
транспортную,
градостроительную, рекреационную.
Пастбищная нагрузка выражается в изъятии фитомассы травостоя, дигрессии
растительности, уплотнении, изменении водного режима, а в ряде случаев и
дефляции почв. Для определения её величины используются такие показатели, как
количества голов скота на 1 га пастбищ, стадии дигрессии, % площади
деградированных пастбищ.
Земледельческая нагрузка включает изъятие биомассы и отчуждение
питательных веществ вместе с урожаем растений, распашку почв, внесение в неё
удобрений и ядохимикатов, потерю плодородия почв в результате эрозии и другие
воздействия. Распространённые показатели для её измерения - % распаханности
территории, внесение удобрений на 1 га пашни, смыв почв (т/га), площадь
эродированных земель (в % от площади пахотных угодий).
Мелиоративная нагрузка связана с осушением и орошением земель,
обводнением пастбищ, внесением удобрений и других химикатов, поверхностным и
коренным улучшением лугов и пастбищ, рекультивацией нарушенных ландшафтов.
В качестве её показателей могут выступать: нормы осушения и орошения, %
площади мелиорированных угодий, % площади рекультивированных земель.
Лесохозяйственная нагрузка состоит в изъятии наземной фитомассы при
лесозаготовках, изменении состава лесных фитоценозов, выгорании древостоя при
пожарах, проведении мероприятий по уходу за лесом. Её можно определить
объёмом вырубленной древесины относительно расчётной лесосеки, % площади
вырубленного леса, % площади лесов, сгоревших во время пожаров и другими
показателями.
Водохозяйственная нагрузка выражается в использовании воды для целей
водопотребления,
сбросе
загрязнённых
вод,
образовании
новых
водоёмов
(водохранилищ, каналов и др.), изменении гидролого-гидрохимического режима
аквальных и наземных комплексов. Для её измерения могут быть использованы
43
такие показатели, как объёмы изъятия воды и сброса загрязнённых вод, площади
затопленных земель.
Промышленная, транспортная и градостроительная нагрузки вызывают
наиболее глубокие изменения в состоянии ПТК. Они связаны с отчуждением
территории, извлечением и использованием природных ресурсов, коренным
нарушением ландшафтов, загрязнением, рекультивацией земель. Для определения
их величин разработаны различные характеристики - % площади отчуждённых,
нарушенных и застроенных земель, степень загрязнения среды, плотность
транспортных коммуникаций, плотность населения.
Рекреационная нагрузка заключается в дигрессии растительности, уплотнении
почвенного покрова, сооружении искусственных объектов для целей отдыха и
туризма, преобразования ландшафтов для улучшения их рекреационной функции.
Её оценка возможна с помощь таких показателей, как величина нагрузки (в чел/га за
определённый промежуток времени), стадии рекреационной дигрессии.
В ландшафтах регионального уровня, как правило, одновременно проявляется
несколько видов антропогенных нагрузок, а нередко нагрузки «накладываются»
друг на друга в пределах одного ПТК. В такой ситуации возникает необходимость
разработки суммарных показателей нагрузки на исследуемые комплексы в целом.
Для решения этой задачи чаще всего применяются системы балльных оценок с
использованием так называемых весовых коэффициентов. Величина коэффициента
зависит от степени антропогенного изменения ландшафтов: чем сильнее изменения,
тем выше балл, который присваивается тому или иному виду нагрузки (Кочуров и
др., 1990).
Для определения степени антропогенной нагрузки четкие критерии не
разработаны. Различают три степени современных антропогенных нагрузок –
слабые, средние, сильные.
В методике выявления многолетних состояний, смен и антропогенной
измененности,
разработанной
лабораторией
ландшафтоведения
МГУ
под
руководством И.И.Мамай указаны следующие диагностические признаки нагрузок
(Отчет…, 1990).
44
Слабые нагрузки – если и способны привести к смене данного ПТК новым, то
это произойдет через сотни лет; эти нагрузки чаще вызывают лишь смену
состояний. Средние нагрузки – вызовут смену ПТК на отрезке времени в десятки –
1-2 сотни лет. Сильные нагрузки – приведут к смене ПТК не позднее, чем через
несколько десятков лет.
Важное значение имеет определение норм нагрузки на ландшафт, т.е. величин
антропогенного
экономических
воздействия,
функций
этих
не
приводящего
комплексов.
к
нарушению
Критическими
или
социальнопредельно-
допустимыми нагрузками (ПДН) называют такие их величины, при превышении
которых происходит разрушение структуры природных систем и нарушение их
функций (Охрана ландшафтов, 1982).
Резюмируя выше сказанное можно сделать вывод, что состояние ландшафтов
это характеристика их
важнейших свойств
за определенный более или менее
длительный промежуток времени. Оно формируется под влиянием естественных и
антропогенных факторов. Современное состояние есть итог многолетних состояний
ПТК.
Оно
характеризуется
совокупностью
показателей:
антропогенной
измененностью ПТК по отношению к времени его обособления (последней смены) и
современными антропогенными нагрузками действующих после этой смены.
Современная антропогенная измененность ландшафтов позволяет выявить роль
антропогенной составляющей в цепи сменяющих друг друга ПТК. Современные
антропогенные нагрузки дают возможность прогнозировать дальнейшее развитие
современных ландшафтов.
2.3. Методика анализа экологического состояния аквальных комплексов
водохранилищ
Под
экологическим
состоянием
аквальных
комплексов
понимается
пространственно-временное сочетание экологически важных свойств аквального
пространства, способствующих формированию экологических
степени напряженности.
45
ситуаций разной
Методология исследования экологического состояния основывается на
рассмотрении водохранилищ как ландшафтных образований и изучении их с
ландшафтно-экологических
позиций
антропогенных
комплексов.
аквальных
как
сложной
системы
природно-
Ландшафтно-экологический
подход
предполагает выявление пространственной дифференциации, которая определяется
как
естественными,
так
и
антропогенными
причинами.
дифференциация является следствием, прежде всего,
Пространственная
неоднородности основных
характеристик природной среды водохранилища: особенностями морфологии,
морфометрии,
гидрологических,
физико-химических
и
гидробиологических
параметров. К важнейшим признакам ландшафтной дифференциации отнесены
морфолого-морфометрические
геоморфологические
характеристики,
особенности,
формы
местоположение
подводного
на
водоеме,
рельефа,
степень
защищенности береговой линии, степень зарастания и продуктивности биоты, тип
донных отложений, тип водных масс.
Аквальные комплексы (АК) водохранилищ создают своеобразные аквальные
ландшафты со сложным специфическим набором структурных единиц, тесно
связанных общими внутриводоемными процессами, обменом вещества и энергии.
Аквальные ландшафты представляют собой систему соподчиненных природноантропогенных аквакомплексов, образующих единое структурно-функциональное
целое. Их функционирование характеризуется высокой степенью открытости и
динамичности. Быстрые трансформации ландшафтов связаны как с внешними
потоками вещества и энергии, так и с регулирующей деятельностью человека.
В ходе исследований (Тихомиров, 2007, 2008) предложена классификация
аквальных комплексов водохранилищ с учетом основных ландшафтоформирующих
факторов
и
процессов.
Преобладающие
ландшафтоформирующие
процессы
определяют формирование эрозионных, абразионных, сплавинно-аккумулятивных,
макрофитно- и планктонно-аккумулятивных, а также нейтральных аквальных
геосистем. В их пределах на уровне аквафаций выделяются: литокомплексы,
псаммокомплексы, пелокомплексы, фитокомплексы, торфяные комплексы, торфяносплавинные комплексы и педокомплексы. Аквальные комплексы водохранилищ
46
различаются по уровню экологического потенциала самоочищения за счет
внутриводоемных процессов. Потенциал самоочищения (высокого, умеренного и
низкого уровней) определяется интенсивностью внутриводоемных процессов,
прежде всего гидродинамической активностью (ГДА) водной массы (высокой,
средней или низкой) и скоростью выноса или накопления органического и
минерального вещества. Наиболее высоким потенциалом самоочищения обладают
эрозионные
и
абразионные
формируются
лито-,
потенциалом
характеризуются
аквальные
псаммо-
и
геосистемы,
аргиллокомплексы.
нейтральные
в
пределах
Средним
(переходные)
и
которых
(умеренным)
макрофитно-
аккумулятивные геосистемы, включающие педо- и фитокомплексы. Низкий и очень
низкий
уровень
самоочищения
планктонно-аккумулятивным,
свойственен
пело-,
сплавинно-аккумулятивным
торфяным
и
и
торфяно-сплавинным
аквакомплексам (Тихомиров, 2007, 2008).
Антропогенными
факторами
дифференциации
являются
характер
регулирования стока, воздействие различных видов использования водохранилищ,
приводящее к механическому нарушению и уничтожению природных компонентов,
а также к их загрязнению (токсическому, тепловому, биологическому).
Анализ
экологического
состояния
водохранилищ
представляет
собой
поэтапную оценку основных экологических свойств аквального пространства с
выделением экологических ситуаций разной степени напряженности. Методика
проведения анализа включает последовательную оценку природных условий,
антропогенных воздействий и нагрузок, антропогенных изменений природной
среды, динамики структуры и вещественного обмена (функционирования),
выявления
экологических
ситуаций,
определяющих
дальнейший
характер
использования водохранилища и оказывающих влияние на состояние здоровья
населения.
На первом этапе комплексного анализа проводится оценка современного
состояния и дается характеристика ландшафтной структуры акватории и ресурсов с
выделением оперативных единиц (аквафаций и урочищ), измененных хозяйственной
деятельностью (природно-антропогенных аквальных комплексов).
47
Оценка уровня антропогенной измененности определяется по отклонению
параметров аквальной ландшафтной единицы от параметров неизмененной
природной системы. Для оценки ландшафтной измененности могут использоваться
предложенные авторами (Тихомиров, 2007, 2008) коэффициенты механической и
биотической трансформации, а также показатель суммарной измененности
ландшафта. Выделяются необратимо измененные, сильно измененные, умеренно
измененные, слабо измененные аквакомплексы.
На втором этапе исследования выявляются виды использования аквальных
комплексов, факторы (источники) антропогенного воздействия и антропогенные
нагрузки на акваторию (сбросов сточных вод, выпадений, механических,
химических и других видов нагрузок).
На
третьем
этапе
изучается
экологическое
состояние
природно-
антропогенных аквальных комплексов на основе оценки изменений характеристик
аквального
пространства
гигиеническими
по
нормативами,
сравнению
с
экологическими
установленными
для
и
санитарно-
основных
природных
компонентов. Оценивается уровень химической трансформации водных комплексов
(под
влиянием
токсического,
евтрофирующего,
теплового
воздействия),
позволяющий дать пространственную характеристику загрязнения аквального
ландшафта.
На четвертом этапе исследования оценивается характер использования
природно-ресурсного потенциала акватории по отклонению от величины запасов
ресурсов неизмененного аквакомплекса. Устанавливаются возможные ограничения
видов водопользования (в целях рекреации, рыболовства, охотничьего хозяйства,
транспорта, питьевого, сельскохозяйственного и промышленного водоснабжения,
водоотведения, охраны природной среды и др.).
На пятом этапе выявляются и картографируются основные экологические
ситуации в пределах изучаемого аквального пространства. На основе шкалы
экологических
ситуаций
выделяются
удовлетворительная,
критическая, кризисная и катастрофическая обстановки.
48
напряженная,
На шестом этапе для целей прогноза и перспективного планирования
представляется весьма важной оценка многолетней динамики ландшафтноэкологических условий водохранилищ. Ландшафтно-экологическое картирование и
группировка аквакомплексов по уровню экологического состояния позволяют
диагностировать характер экологической трансформации всего водохранилища. С
этой целью предложен коэффициент (Кэ) ландшафтно-экологического состояния
(Тихомиров, 2008), представляющий собой показатель отношения суммы площадей
аквакомплексов с неблагополучной экологической обстановкой к сумме площадей
аквакомплексов с благоприятной экологической ситуацией. Высокий коэффициент
(Кэ > 1) свидетельствует о глубоком изменении состояния аквакомплексов
водоемов. При Кэ от 0,5 до 1 – умеренное изменение, а при Кэ < 0,5 отмечается
слабая ландшафтно-экологическая трансформация водохранилищ.
Анализ полученных
экологических
параметров
и составленных
карт
экологических ситуаций является основой для разработки природоохранных
мероприятий и мер по оптимизации системы природопользования в пределах
аквальных комплексов водохранилищ.
Экологическая ситуация представляет собой сочетание экологически важных
свойств акватории, интегрально отражающее состояние аквальных комплексов в
пределах поверхностных водных объектов. Экологическая ситуация формируется в
условиях определенной по местоположению акватории, занимающей конкретное
пространство дна и прилегающей к нему водной массы и изначально зависит от
специфических условий и свойств природной среды.
Сочетание существенных негативных изменений создает в аквальных
комплексах
определенные
экологические
обстановки
разной
степени
напряженности (ландшафтно-экологические ситуации). Ландшафтно-экологические
ситуации являются отражением трансформации природной (ландшафтной) основы
аквальных комплексов, а также состояния их потенциала.
Формирование
экологических
ситуации
определяется
природными
(ландшафтными) и антропогенными (социально-экономическими) условиями.
Природные условия отражают существующую в пределах акватории ландшафтную
49
структуру, на которой базируется социально-хозяйственная деятельность человека.
Это положение требует первоочередного изучения ландшафтно-экологического
устройства, функционирования (процессов) и динамики развития аквальных
комплексов.
Затем
исследуется
характер
использования
(хозяйственного,
рекреационного и др.) и последствия для природных (качества природной среды) и
ресурсных (социально-экономических) условий. Схема исследования предполагает
выделение аквальных ландшафтных структур различного вида использования,
изучение источников антропогенного воздействия (механического, загрязняющего),
антропогенных нагрузок, изменений и последствий для населения и хозяйства.
Анализ экологических ситуаций проводится в пределах пространственных
аквальных
структур
–
природно-антропогенных
геосистем.
Исходными
операционными единицами исследования являются аквафации и урочища, имеющие
четкие
береговые
границы
и
экотонные
водные
границы
с
другими
аквакомплексами. Границы участков с различными экологическими ситуациями
выделяются по проявлению последствий воздействия антропогенного фактора и
часто совпадают с границами видов водопользования.
Природно-антропогенные
аквакомплексы
могут
разделяться
по
виду
использования или назначения (рекреационные, природоохранные, промышленные,
транспортные); степени антропогенной трансформации исходного природного
комплекса (не измененные, слабо-, умеренно-, сильноизмененные), компонентного
состава или функционирования (вещественного обмена).
Устойчивость и реакция на антропогенное воздействие различно в разных
ландшафтных образованиях, что находит свое проявление в формировании
экологических ситуаций. В условиях низкой устойчивости аквальных комплексов
(слабой
гидродинамической
активности,
аккумуляции
вещества,
низкого
потенциала самоочищения) антропогенное воздействие приводит к быстрым
изменениям и нарушению их структуры в результате загрязнения. Высокая степень
устойчивости и самовосстановления качества компонентов позволяет длительный
срок сохранять свою ландшафтную структуру и экологическое состояние
водохранилища. Меняющейся структурой и динамичными природными условиями
50
обладают переходные аквальные комплексы зоны временного осушения и слабого
зарастания. Эти экотонные участки осуществляют взаимодействие с соседними
территориями и являются показателями нарушения устойчивости геосистем,
изменения процессов, потоков вещества, а в ряде случаев деградации природной
среды.
Последствия природно-антропогенных процессов приводят к антропогенной
трансформации аквакомплексов как результату деструктивных изменений в водных
геосистемах. Длительные трансформации развиваются в течении десятков лет (их
источником могут быть рекреационная деятельность, зарастание, заболачивание,
сплавинообразование). Быстрые деструкции характеризуют глубокие (необратимые)
изменения ландшафтной структуры за несколько лет (механическое уничтожение
компонентов – изъятие грунта, создание мелиоративных прорезей, каналов).
Циклические трансформации связаны с повторяющимися колебаниями уровня
водохранилища.
По уровню напряженности выделяются экологические ситуации:
1.
Относительно
удовлетворительные
ситуации
представлены
в
аквакомплексах, слабо затронутых антропогенной деятельностью. Характеризуются
практически неизмененными (ненарушенными и незагрязненными) компонентами
(ИЗВ < 1,0; СПЗ ДО < 8, температурный режим водной массы и грунтов
соответствуют норме). Полностью сохраняются все виды использования аквальных
комплексов.
2.
Напряженные
ситуации
развиваются
в
аквакомплексах
активно
используемых в хозяйстве. В этих условиях проявляются незначительное изменение
гидрологического режима и
слабое загрязнение природных компонентов
аквасистемы (ИЗВ = 1,0-2,5; СПЗ ДО = 8-16. При слабом тепловом воздействии
среднемесячная температура воды превышается на 1-20С).
Гидробиоценозы
практически не изменены. Сохраняется большинство социально-экономических
функций аквакомплексов.
3. Конфликтные (критические) ситуации характеризуются значительным
загрязнением и трансформацией природных компонентов аквакомплексов (ИЗВ =
51
2,5-4,0; СПЗ ДО = 16-32, среднемесячная температурная норма воды при умеренном
тепловом загрязнении превышается на 8-12 0С). Характерно появление новых
компонентов (воды, растительности) и значительное изменение гидробиоценозов.
Существенно ограничено использование акватории.
4. Кризисные ситуации проявляются в условиях нарушения саморегуляции
процессов
в
аквакомплексах.
Выражены
сильные
изменения
природных
компонентов и высокая степень загрязнения (ИЗВ = 4,0-6,0; СПЗ ДО = 32-62, в ходе
сильного теплового воздействия среднемесячная температурная норма воды
превышается на 12-16
0
С). Отмечается деградация биоценозов. Практически
полностью нарушено выполнение геосистемой социально-экономических функций.
5. Катастрофические ситуации характеризуются полным разрушением
аквальных комплексов и системы природопользования. Характерно чрезвычайно
сильное загрязнение и уничтожение природных компонентов (ИЗВ > 6,0; СПЗ ДО >
62, максимальное тепловое загрязнение - среднемесячная норма температуры воды
превышается на 160С и более). Прослеживаются необратимые изменения
гидробиоценозов. Выполнение социально-экономических функций практически
невозможно.
Апробация анализа экологического состояния и выделения экологических
ситуаций проведена на тестовых участках Удомельского и Иваньковского
водохранилищ. На основе предложенной классификации аквальных комплексов с
учетом
основных
ландшафтоформирующих
процессов
составлены
крупномасштабные карты с выделением групп аквафаций, карты источников
антропогенных воздействий, проведена оценка экологического состояния по
предложенным критериям, выделены экологические ситуации разной степени
напряженности и составлены карты экологических.
В пределах Удомельского водохранилища выделены аквальные комплексы по
основным ландшафтообразующим процессам: озерные литоральные, эрозионные и
абразионные псаммокомплексы, аккумулятивные сплавинные и фитокомплексы,
нейтральные педокомплексы, озерно-речные устьевые фито- и педокомплексы,
озерные
пелагиально-профундальные
и
52
сублиторальные
пелокомплексы
на
сапропелях, техногенные (копани, прорези, места добычи песка) аргилло- и
псаммокомплексы в условиях озерной поймы и котловин на озерных и
флювиогляциальных отложениях.
В результате теплового воздействия Калининской АЭС, сточных вод
предприятий, коммунального хозяйства г. Удомля и др. в пределах озерного
аквального ландшафта водохранилища сформировались экологические обстановки
разной степени напряженности: кризисная (около 1% от площади водоема),
конфликтная (4,6%), напряженная (28%) и удовлетворительная (66,4%).
На тестовом участке Иваньковского водохранилища (район воздействия
Конаковской ГРЭС) выделены озерно-речные пелокомплексы, педокомплексы,
фитокомплексы, сплавины, псаммокомплексы и техногенные аквакомплексы в
пределах русла,
поймы
и речных террас, сложенных
аллювиальными и
флювиогляциальными отложениями. В ходе воздействия загрязненных и теплых вод
предприятий
в
пределах
Иваньковского
плеса
сформировались
аквальные
комплексы с конфликтной экологической ситуацией (2% от площади плеса),
напряженной экологической ситуацией (10%) и удовлетворительной ситуацией
(88%).
Анализ составленных автором (в 2008-09 гг.) современных карт аквальных
ландшафтов
Иваньковского и Рыбинского водохранилищ и их сравнение с
картами–реконструкциями распределения аквакомплексов по материалам донных
отложений В.П. Курдина (1955 и 1965 гг.) и растительности В.А. Экзерцева (1955,
1961) позволили установить темпы и основные этапы преобразования структуры
аквальных комплексов водохранилищ годового и многолетнего регулирования
стока.
Основными факторами, определяющими многолетнюю динамику аквальных
комплексов равнинного водохранилища, являются водный режим (колебания уровня
воды, гидродинамическая активность водной массы), сукцессионные процессы в
фитоценозах, вынос и аккумуляция минерального и органического вещества.
В первые годы после заполнения в водохранилищах широко представлены
временные размываемые педокомплексы пойм и террас, а также русловые
53
псаммокомплексы.
В
дальнейшем
в
русловых
участках
сформировались
планктонно-аккумулятивные пелокомплексы, а в прибрежной зоне эрозионноабразионная деятельность привела к замене педокомплексов на псаммокомплексы.
Одновременно в защищенных урочищах началось становление макрофитных
фитофаций.
Анализ распределения аквальных комплексов водохранилища сезонного
регулирования (Иваньковское водохранилище) на 70-м году его существования на
уровне
элементарных структурных единиц (фаций) показывает глубокое
преобразование ландшафтной структуры и распространение пело-, фито- и
сплавиных
комплексов.
Современный
этап
формирования
водохранилища
характеризуется господством пелофаций (176,9 км2 или 54,1% от акватории
водоема). Пелокомплексы формируются не только в глубоководной части
(пелагиально-профундальные урочища), но и в защищенной литорали. В условиях
стабильного уровня воды на завершающей стадии формирования аквальных
комплексов
Иваньковского водохранилища в литоральной зоне господствуют
биогенные макрофитные и сплавинные аквальные урочища. В ходе завершения
процесса пересортировки
механического
состава донных отложений часть
прибрежных эрозионных псаммокомплексов трансформируется в результате
зарастания в фитокомплексы.
В
условиях
Рыбинского
водохранилища
–
водоема
с
многолетним
регулированием стока – темпы формирования псаммокомплексов и разрушения
педокомплексов в первые 20 лет соотносимы с подобными данными для
Иваньковского водохранилища. Однако скорости расширения псаммокомплексов
оказались значительно выше (более чем в 2 раза) и сохранились на достаточно
высоком
уровне
в
3–6-м
десятилетиях,
чему
способствовало
постоянное
перемещение зоны взаимодействия водной массы с дном при значительных
колебаниях уровня водоема в навигационный период. Обширные площади открытой
литорали и высокая гидродинамическая активность не позволили сформироваться
существенным площадям макрофитных и сплавинных комплексов в отличие от
Иваньковского водохранилища.
54
Темпы уменьшения акваторий, занятых педо- и торфяными комплексами
близки к соответствующим показателям для водоема сезонного регулирования.
Однако они несколько ниже, так как уменьшение площадей дна, сохранившего
почвенный слой, обеспечивается не только за счет эрозионных процессов, но также
и в результате илонакопления.
В условиях Иваньковского водохранилища пелокомплексы формировались
активно и за более короткий срок, чему благоприятствовал стабильный уровенный
режим. В Рыбинском водохранилище темпы расширения пелокомплексов на 1-м
этапе были значительно ниже и стали усиливаться только в 3–7-м десятилетиях.
Таким образом, в аквальных ландшафтах водохранилищ сезонного и
многолетнего регулирования к 6–7 десятилетиям их существования ландшафтная
структура вполне сложилась. В водоеме сезонного регулирования обширные
площади заняли развивающиеся до настоящего времени биогенные сплавинные и
макрофитные аквальные комплексы. Расширение псаммо- и пелокомплексов идет
очень слабыми темпами.
В водоеме многолетнего регулирования до настоящего времени развиты
процессы
формирования
псаммокомплексов
и
продолжается
расширение
пелокомплексов. Темпы формирования биогенных урочищ и фаций существенно
ниже по сравнению с водохранилищем сезонного регулирования со стабильным
уровенным режимом.
По темпам формирования структурных единиц в аквальных ландшафтах
водохранилищ возможно выделить 4 этапа:1 – быстрого формирования, 2 –
замедления расширения площадей, 3 – стабилизации структуры и площадей, 4 –
флуктуационных изменений.
При этом скорость замедления процесса развития аквакомплексов, связанного
с разрушением дна и берегов, в водоемах со стабильным уровнем на 2-м этапе
падает в 7–8 раз, а на 3-м этапе – в 10–12 раз. Темпы расширения аккумулятивных
комплексов на 2-м этапе уменьшаются в 3–7 раза, а на 3-м этапе - в десятки раз.
В условиях водохранилищ многолетнего регулирования стока темпы
расширения аквальных комплексов, образованных за счет размывания дна, на 2-м
55
этапе менее значимы (в 2 раза меньше), чему соответствуют и меньшие темпы
развития аккумулятивных пелокомплексов (также в 2 раза меньше, чем на 1-м
этапе).
Предложенные нами методики оценки изменения аквальных комплексов
водохранилищ, позволили проследить динамику ландшафтной трансформации и
экологической преобразованности искусственных водоемов как единой системы
природно-антропогенных комплексов (приложение, рис. 5, 6). Ландшафтная
трансформация выражается процентным соотношением площадей сильно- и
умеренно-измененных (с нарушенным рельефом, почвами, ДО и др.) АК к площади
слабоизмененных и условно неизмененных АК. Коэффициент ландшафтной
трансформации (К1) для равнинных водохранилищ колеблется от 0,42 до 1,8. Ряд
водохранилищ имеют высокий коэффициент (К1>1), показывающий глубокую
трансформацию аквакомплексов за период их существования. В таких водоемах
сильно нарушенные комплексы преобладают по площади над слабо- и условно
неизмененными комплексами (Рыбинское водохранилище – К1=1,22; Куйбышевское
–
К1=1,05;
Днепродзержинское
–
К1=1,8).
В
этих
водохранилищах
АК
формировались в условиях значительных многолетних и сезонных колебаний
уровня воды. Наименьшей трансформации подверглись аквальные ландшафты
водохранилищ с более стабильным режимом регулирования и с малыми
колебаниями уровня воды в навигационный период.
Показатели
многолетней
ландшафтной
трансформации
в
водоеме
многолетнего регулирования стока (Рыбинское водохранилище) значительно
превышают К1 для водохранилища сезонного регулирования (Иваньковское) на
протяжении всего срока их существования. При этом выделяются этапы
формирования АК. I этап (1-е и 2-е десятилетия)
характеризуется довольно
близкими показателями К1 = 0,25 и 0,33, что свидетельствует о сравнительно
однотипной ландшафтной трансформации. На II этапе (3-4-е десятилетия) для
Рыбинского водохранилища К1 в 1,2-1,5 раза выше, чем для Иваньковского (0,42 и
0,59). На III этапе достигается максимальная трансформация АК, для Рыбинского
водохранилища почти в два раза превышающая соответствующую величину для
56
Иваньковского водохранилища (0,49-0,82). На IV этапе установившегося режима
возможны изменения, связанные лишь с изменениями в режиме регулирования
уровня (0,66-1,22).
Несколько иначе формируется экологическое состояние водохранилищ.
Возможно также выделить соответствующие временные этапы по коэффициентам
экологического неблагополучия. Для водохранилища сезонного регулирования он
весьма высок начиная с I этапа (1-е и 2-е десятилетия) (К=0,87), увеличивается к
II (1,44-2,52) и несколько уменьшается к III этапу (2,47). Аналогичная ситуация
складывается для Рыбинского водохранилища, однако экологическая обстановка на
третьем и четвертом этапах, возникающая за счет внутриводоемных процессов,
существенно лучше, чем в Иваньковском водохранилище. Это позволяет говорить о
более значительном экологическом потенциале Рыбинского водохранилища.
Последующий этап развития может быть связан с внутриводоемными процессами,
связанными с колебаниями гидрометеорологических условий и уровня возможного
антропогенного воздействия.
Таким образом, в ходе эволюции водохранилищ возможно выделение на
основе расчета коэффициентов ландшафтной и экологической преобразованности
четырех этапов ландшафтной и экологической трансформации. Наблюдается
некоторое улучшение экологической ситуации в АК на завершающих этапах
становления водохранилищ за счет внутриводоемных процессов. Дальнейшая
трансформация ландшафтов и экологической ситуации связана со слабыми
колебаниями состояний АК, отражающими внешние флуктуационные воздействия
климатических или антропогенных факторов. Изменение в последнее десятилетие
ландшафтно-экологической структуры аквальных комплексов способствует наряду
со снижением антропогенного воздействия некоторому улучшению экологического
состояния водохранилищ.
Предложенная концепция и методические основы анализа экологического
состояния водных ландшафтов могут быть использованы в ходе исследований и
проектирования водохранилищ и позволяют разработать рекомендации по
улучшению экологического состояния аквальных комплексов.
57
2.4. Оценка экологического состояния естественных и нарушенных болотных
геосистем
Болотные геосистемы играют важную роль в функционировании ландшафтов
лесной зоны, имеют большое экологическое и средообразующее значение. Занимая
около 9,5% территории Верхневолжья, они являются местом обитания многих
редких видов растений и животных, способствуют сохранению биоразнообразия в
условиях значительного хозяйственного преобразования ландшафтов отдельных
районов. Болота участвуют в формировании водного режима рек, влияют на
величину стока, накапливают большие запасы воды. Наличие геохимических
барьеров способствует очищению вод, вытекающих из болота. Они аккумулируют
аэротехногенные полютанты, очищая воздух, что особенно важно вокруг
промышленных городов. Таким образом, болота являются «стабилизаторами»
экологической обстановки, служат звеном экологического каркаса староосвоенной
территории, находящейся между двумя крупными промышленными центрами Москвой и Санкт-Петербургом. Депонирование углерода и сохранение кислорода
являются важными глобальными биосферными функциями болот.
Вместе с тем, болотные ландшафты, с сосредоточенными
в их пределах
торфяными ресурсами, интенсивно осваивались в течение ХХ века и продолжают
еще использоваться в хозяйственной деятельности. Особенно значительным по
масштабам воздействия были и остаются торфоразработки, которые приводят к
полной деградации болот, утрате присущих им функций и свойств, создают
сложную экологическую ситуацию в связи с частыми пожарами на выработанных и
заброшенных площадях.
В связи с этим представляется актуальным проведение мониторинга состояния
болотных геосистем (как естественных, так и измененных) для определения
направленности и темпов их эволюции, оценки современного экологического
состояния. Особый интерес представляют нарушенные торфодобычей комплексы,
где изменения происходит довольно быстро. На территории Верхневолжья площадь
58
таких земель составляет около 60 тыс. га. Особенно значительна доля нарушенных
болот (до 30%) вокруг промышленных центров: Твери, Конаково, В.Волочка и др.
Проведение мониторинга и оценки экологического состояния предполагает
выделение ряда признаков (параметров), подходящих для данного типа природного
или природно-антропогенного объекта. Состояние болотных комплексов может
быть оценено с помощью нескольких групп признаков:
1) физико-географические:
а) геоморфологические характеристики (абсолютная высота и характер
минерального ложа, площадь болота и др.);
б) климатические (средняя температура июля, годовое количество осадков,
гидротермический коэффициент и др.);
в) характеристики торфяной залежи (средняя и максимальная мощность
торфяного пласта, зольность и кислотность торфа, степень его разложения, тип
залежи и др.);
г) характеристики растительного покрова (степень покрытия древесной,
кустарниковой, кустарничковой, травянистой и моховой растительностью,
биомасса, продуктивность, наличие редких видов растений и др.);
2) экологические (площади, реально и потенциально подверженные пожарам);
3) санитарно-гигиенические:
а) качество воды рек и ручьев, стекающих с болота (рН, общая минерализация,
цветность и др.);
б) площади, на которых идет процесс торфонакопления и депонирования
углерода.
Мониторинг этих признаков позволяет дать оценку состояния болотных
геосистем на данный момент времени. Оценка экологического состояния
предполагает соотнесение выявленных показателей с требованиями эталона. В ряде
случаев в качестве эталона могут выступать ПДК (например, так может быть
оценено качество воды), но в большинстве случаев эталонами выступают
ненарушенные
болотные
геосистемы,
развивающиеся
спонтанно.
Оценка
экологического состояния антропогенно измененных комплексов может быть дана
59
путем
сравнения
признаков
изучаемого
объекта
с
теми
же
признаками
естественного болота-аналога. При этом кроме набора разнообразных параметров
желательно использовать суммарные показатели.
Исследования проводились на участках-аналогах, расположенных в пределах
болотного массива Оршинский Мох.
1 участок – ненарушенный болотный комплекс в пределах центральной части
болотного массива. Ровная мелкокочковатая поверхность с сосняком пушицевосфагновым.
Рис. 1. Ключевой участок болота Оршинский мох (северозападная часть) и расположение точек (аэрофотоснимок 2010 г.)
2 участок – осушенный с помощью сети открытых каналов, проложенных на
расстоянии 20 м друг от друга,
участок болота, подвергался пожару. Березняк
багульниково-пушицево-долгомошный. Сомкнутость крон – 40%, проективное
покрытие 90%.
3 участок – осушенный разрабатываемый в настоящее время участок болота.
Осушен с помощью открытых картовых каналов, проложенных на расстоянии 20 м,
и валовых каналов. Разрабатывается фрезерным способом. Оставшаяся мощность
торфа 65- 105 см. Растительность отсутствует.
60
4 участок – выработанный фрезерным способом участок с оставшимся слоем
торфа около 1 м. Дренажная сеть глубокая. Поверхность неровная, бугристозападинная вследствие выгорания отдельных участков залежи. Поваленные стволы
берез.
Отдельные
растительные
ассоциации:
мелкий
березняк
злаковый,
долгомошный; кипрейная, тростниковая. Проективное покрытие 90%.
5 участок – выработанный фрезерным способом участок. Оставшаяся залежь
имеет мощность около 1,1 м. Дренажная картовая сеть разрушена, сохранились
только валовые каналы вдоль дороги и магистральные каналы. Поэтому отвод
избыточных вод затруднен, идет накопление воды. Уровень грунтовых вод
находится у самой поверхности: 0 – 10 см см, местами вода стоит на поверхности.
Пушицево-сфагновый фитоценоз. Проективное покрытие 100%.
Если выбранные точки находятся в аналогичных условиях, то закономерности
изменения
их
современного
состояния
можно
рассматривать
как
этапы
преобразования во времени. Таким образом, точка 1 отражает естественное
состояние болота до освоения, 2 – второй этап – осушение и сведение
растительности при подготовке к добыче, 3 – этап добычи, 4 – состояние после
добычи при нормально функционирующей осушительной сети, 5 – состояние после
добычи при прекращении функционирования осушительной сети.
На первом этапе подготовки к торфодобыче, который характеризует состояние
комплексов на точке 2, при осушении уровень болотных вод снижается (с 27 до 70
см) (рис. 2), влажность торфяной залежи уменьшается (с 94 до 73%). Растительный
слой и очес уничтожаются.
Рис. 2. Изменение уровня61
грунтовых вод
Рис. 3. Сокращение мощности торфа
Если добыча на таких участках не ведется, то они зарастают березняком, в
напочвенном покрове восстанавливаются болотные виды: пушица, багульник,
голубика.
Типичным
случаем
являются
пожары,
после
которых
широко
распространяются политриховые ассоциации. Добыче торфа (точка 3) приводит к
уменьшению мощности залежи (рис. 3) с 2,5 м до 0,5-0,7 м. После добычи на
хорошо дренированных участках (точка 4), особенно вблизи валовых и
магистральных
каналов
формируются
влажные
природно
антропогенные
комплексы, зарастающие березняками травяными, - которые периодически
выгорают и испытывают постпирогенные сукцессии. Последний зафиксированный
этап развития характеризует точка 5. В результате деградации осушительной сети
(картовых каналов) происходит подъем уровня грунтовых вод к поверхности (до
глубины 0 - 10 см). Развиваются болотные сообщества: пушицево-сфагновые (с
пушицей
влагалищной
и
многоколосковой),
тростниковые.
Продуктивность
растительного сообщества повышается, даже по сравнению с исходной болотной
(рис. 4), что можно объяснить поступлением более минерализованных грунтовых
вод после удаления торфяного слоя.
62
Рис. 4. Изменение продуктивности растительных сообществ
Таблица 2
Показатели состояния природных и природно-антропогенных комплексов болота
Оршинский Мох
Показатели
Точка 1
Точка 2
Точка 3
Точка 4
Точка 5
естеств.
осушенное
участок
выработ.
выраб
болото
болото
торфоразра-
участок
участок с
ботки
хорошо
вторичным
дренир.
заболачивани
ем
Мощность
2,5
2,5
0,65
1,0
1,1
27
70
65
90
10
25
30
45
30
35
94
83
70
73
87
16,6
8,3
8,4
18,5
7,6
43
21,5
23
41,7
25,5
торфа, м
Глубина
грунтовых
(болотных) вод,
см
Степень
разложения
торфа, %
Влажность
торфа, %
Зольность
торфа, %
Минерализация
63
торфа (водная
вытяжка), мг/л
рН торфа
4,5
4,6
4,6
4,6
4,4
Минерализация
21
32
31
36
44
рН грунт вод
4,3
4,2
4,4
4,9
4,3
Фитоценоз
Разреженный
Березовый
Растительны
Березовый
Пушицево-
сосновый
политриховы
й покров
травяной
сфагновый
осоково-
й
отсутствует
250,5
0
112,5
729,3
грунт вод, мг/л
сфагновый
Продуктивность
422,9
растительных
сообществ,
г/кв.м
В результате добычи торфа глубокой трансформации подвергается литогенная
основа болотных ландшафтов. Глубина преобразования отдельных участков болота
и разных болотных массивов неодинакова в зависимости от применявшихся
способов торфоразработки. Следствием этого является разная «подготовленность»
выработанных участков к восстановительным процессам и их протекание. Поэтому
была поставлена задача оценки степени антропогенной преобразованности
болотных участков, нарушенных разными способами, а также болотных массивов в
целом.
Одним
из
важнейших
критериев
преобразованности
можно
считать
нарушенность (сохранность) торфяной залежи. Как показали исследования, характер
эволюции выработанного торфяника во многом зависит от исходной и оставшейся
мощности торфа. Были проранжированы участки болота с разным характером
нарушения торфяной залежи и определены показатели относительной значимости
этих нарушений – коэффициенты глубины преобразованности (табл. 3).
Применение разных способов освоения болот привело к образованию
комплексов,
состоящих
из
участков
с
64
разной
глубиной
преобразования,
занимающих определенную площадь: карьеры – перемычки из невыработанной
залежи, участки фрезерной добычи (карты) с разной мощностью остаточного торфа
– картовые и валовые каналы, осушенные невыработанные участки – каналы и т.д.
Для определения показателя антропогенной преобразованности (Кпр.) таких
комплексов можно использовать формулу П.Г. Шищенко (1988)
Кпр. =
 (r p q ) ,
i
i
i
100
где ri – ранг антропогенной преобразованности i-м видом воздействия, pi – площадь
участка с данным рангом преобразованности, qi
– коэффициент глубины
преобразованности.
Таблица 3
Ранги и коэффициенты глубины антропогенной преобразованности
участков болота с разными видами антропогенного воздействия
Участки болота с разными видами
Ранг
Коэффициент
антропогенного воздействия
антропогенной
глубины
преобразованности преобразованности
Ненарушенное болото
Осушенные
участки
болота
(ri )
(qi)
1
1,0
2
1,05
3
1,1
4
1,15
5
1,2
6
1,25
(без
торфодобычи) с мощностью торфа
более 1 м
Осушенные
участки
болота
(без
торфодобычи) с мощностью торфа
менее 1 м
Участки фрезерной добычи (карты) с
оставшейся мощносью торфа более 1
м
Перемычки
между
торфяными
карьерами с мощностью торфа более 1
м
Участки фрезерной добычи (карты) с
65
оставшейся мощносью торфа более
0,5, но менее 1 м
Торфяные
карьеры
с
оставшейся
мощностью торфа 0,2-0,5 м
Картовые осушительные каналы в
торфяной залежи
7
1,3
8
1,35
9
1,4
10
1,45
Участки фрезерной добычи (карты) с
оставшейся мощностью торфа менее
0,5 м
Валовые и магистральные каналы
В пределах крупного разрабатываемого болота Кпр. может колебаться от 1
(незатронутые хозяйственной деятельностью участки болота) до 13 (участки
фрезерной добычи с минимальным остаточным слоем торфа или без него) (табл. 4).
Учитывая показатель антропогенной преобразованности (КпрI.) и долю
площади болота, занятой участком с однородным характером преобразования (SI),
можно вычислить коэффициент антропогенной преобразованности всего болота
(Кбол.): Кбол. =
Σ (Кпр.I SI).
Таблица 4
Коэффициенты антропогенной преобразованности участков болота
Участки болота с однородным характером преобразования
Кпр.
Ненарушенное болото
1
Осушенные участки с мощностью торфа более 1 м
2,8
Осушенные участки с мощностью торфа менее 1 м
4,0
Участки
карьерной
добычи
машинно-формовочным
гидроэлеваторным способами
66
и
7,0 – 8,5
Участки карьерной добычи гидравлическим способом
8,0 – 8,5
Участки добычи фрезерным способом с оставшейся мощностью
5,0
торфа более 1 м
Участки добычи фрезерным способом с оставшейся мощностью
7,8
торфа более 0,5, но менее 1 м
Участки добычи фрезерным способом с оставшейся мощностью
13,0
торфа менее 0,5 м
По мере освоения болота этот показатель растет. Так, для болотного массива
Васильевский Мох (к северу от Твери) он изменился на протяжении XX в. от 1 (до
освоения) до 6,8 (выработана вся доступная для добычи залежь) (табл. 5).
Таблица 5
Коэффициент антропогенной преобразованности болотного массива
Васильевский Мох в XX в.
Годы
1927
1935
1955
1975
Кбол.
1,0
2,5
3,0
6,8
Предложенный коэффициент отражает степень воздействия на литогенную
основу болотных комплексов. Для более точной оценки современного состояния
выработанных торфяников необходимо учитывать изменения, происходящие с
природными компонентами в ходе спонтанного развития после торфоразработки и,
прежде всего изменения водного режима и растительного покрова.
Решая задачу оптимальной организации территории, исходной концепцией
которой должна стать теория культурного ландшафта, необходимо определить
допустимые
пределы
площадных
нарушений
болот.
Рассматривая
административные районы области как основные субъекты хозяйственной
деятельности, целесообразно проводить оценку в границах этих районов, а затем и
области
в целом. В настоящее время сформировался
подход к
оценке
экологического состояния больших территорий, основанный на определении
67
площадного показателя нарушенности и отнесении территории к определенному
классу по разработанной для этих целей шкале оценок.
По показателю площадной нарушенности болот (отношение площади
выработанных торфяников к общей площади болот) территория Тверской области
оценивается неоднозначно. Это обусловлено действием трех факторов: природного,
хозяйственного и экологического, определивших неравномерность размещения и
освоения болот. Около половины площади области (18 районов) характеризуется
удовлетворительным экологическим состоянием. На территории этих районов
площадь земель, нарушенных торфодобычей составляет менее 2% (по: Кочуров,
1992). В основном это западные, северные районы, а также район РжевскоСтарицкого Поволжья и восточные районы. На 20% площади области (8 районов)
экологическая
ситуация
составляет здесь
расположенных
напряженная.
Площадь
выработанных
торфяников
от 2 до 7%. Четверть всей площади области (7 районов,
преимущественно в центральной части области) отличаются
критической ситуацией (от 7 до 20% нарушенных площадей болот). В трех районах
Рис. 5. Доля выработанных площадей болот по административным районам
68
(Калининском, Конаковском и Оленинском – около 8% площади области)
наблюдается кризисная экологическая ситуация: от 26 до 30% площади торфяных
болот в этих районах выработано. Ухудшение
экологической ситуации здесь
связано также с периодическими пожарами на выработанных торфяниках, частота
которых в последние десятилетия увеличилась. Негативным для здоровья населения
последствием пожаров являются смоги. Учитывая, что в Твери, в Калининском и
Конаковском районах проживает значительная часть населения области, а также то,
что большие площади районов – это зоны рекреации, последствия пожаров
становятся еще более ощутимыми.
Уровень экологической напряженности области в целом может быть оценен
по известной методике (Кочуров и др., 1994), исходя из пространственного
соотношения районов с различной остротой экологического состояния. Показатель
экологической напряженности составляет 2,3, что соответствует умеренно острой
(напряженной) экологической ситуации.
69
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На первом этапе реализации проекта проведено обобщение методик
оценочных исследований состояния типичных для Тверского региона природных и
природно-антропогенных комплексов.
Оценка экологического состояния природных и природно-антропогенных
комплексов является одним из важнейших элементов системы комплексного
экологического мониторинга окружающей человека среды. Под экологическим
состоянием
в
характеризующих
данной
работе
последствия
понимается
антропогенного
совокупность
воздействия
показателей,
на
природные
комплексы и компоненты и их естественные изменения за определенный более или
менее длительный промежуток времени (чаще всего не менее 3 – 5 лет).
Для отработки методики выбраны типичные для Тверского региона
природные и природно-антропогенные комплексы в ранге урочищ: рекреационные
ландшафты
зоны
влияния
Калининской
АЭС,
комплексы
выработанных
торфяников, аквальные геосистемы Иваньковского водохранилища, городские
ландшафты города Твери.
Наиболее оригинальное оценочное исследование выполнено по аквальным
комплексам водохранилищ, которые являются ценными рекреационными объектами
Тверского региона. Анализ экологического состояния водохранилищ представлен
поэтапной оценкой основных экологических свойств аквального пространства с
выделением экологических ситуаций разной степени напряженности. Методика
проведения анализа включает последовательную оценку природных условий,
антропогенных воздействий и нагрузок, антропогенных изменений природной
среды, динамики структуры и вещественного обмена (функционирования),
выявления
экологических
ситуаций,
определяющих
дальнейший
характер
использования водохранилища и оказывающих влияние на состояние здоровья
населения.
Предложенная концепция и методические основы анализа экологического
состояния водных ландшафтов могут быть использованы в ходе исследований и
70
проектирования водохранилищ и позволяют разработать рекомендации по
улучшению экологического состояния аквальных комплексов.
Современное
состояние ландшафтов это характеристика их
важнейших
свойств за определенный более или менее длительный промежуток времени. Оно
формируется под влиянием естественных и антропогенных факторов. Современное
состояние
есть
итог
многолетних
состояний
ПТК.
Оно
характеризуется
совокупностью показателей: антропогенной измененностью ПТК по отношению к
времени его обособления (последней смены) и современными антропогенными
нагрузками действующих после этой смены.
Современная антропогенная
измененность ландшафтов позволяет выявить роль антропогенной составляющей в
цепи сменяющих друг друга ПТК. Современные антропогенные нагрузки дают
возможность прогнозировать дальнейшее развитие современных ландшафтов.
Проведенные оценочные исследования природных и природно-антропогенных
ландшафтов обеспечивают базу для реализации следующего этапа проекта формированию системы индикаторов экологического состояния окружающей среды
и определение методов его оценки на региональном и локальном уровнях, а также
разработки общей модели региональной системы комплексного экологического
мониторинга.
71
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1.Актуальные проблемы геосистемных исследований. – М.,1987.
2.Александрова Т.Д. Нормирование антропогенно-техногенных нагрузок на
ландшафт. Состояние проблемы. Возможности и ограничения // Изв.АН СССР,
сер.геогр. – 1990. – №1. – с. 46-55.
3.Анненская Г.Н., Мамай И.И. Смена и возраст ландшафта // Изв.ВГО. – 1978. –
№1. – с.32-38.
4.Ахтырцева Н.И. О классификации антропогенных ландшафтов. –
Вопросы
географии, сб.106. – М.:Мысль, 1977. – с. 53-57.
5.Берг Л.С. Географические зоны Советского Союза. т.1 – М.,1947. – с.21,23.
6.Беручашвили Н.Л. Четыре измерения ландшафта. – М.: Мысль, 1986. – 182 с.
7.Беручашвили Н.Л. Геофизика ландшафта. – М.: Высш. шк., 1990. – 287 с.
8.Беручашвили Н.Л. Методика ландшафтно-геофизических исследований и
картографирования состояния природно-территориальных комплексов. – Тбилиси,
Из-во ТГУ, 1983 . – 200 с.
9.Беручашвили Н.Л. Этология ландшафта и картографирование состояний
природной среды. – Тбилиси, Из-во ТГУ, 1989. – 198 с.
10.Булатов В.И. Вопросы теории и практики изучения антропогенных
ландшафтов. – В сб. Прикладные аспекты изучения современных ландшафтов. –
Воронеж: Из-во Воронеж. ун-та, 1982. – с.15-22.
11.ГОСТ 17.8.1.01-86 (СТ СЭВ 5303-85) Охрана природы. Ландшафты. Термины
и определения. – М., Изд-во стандартов, 1987. – 8 с.
12.Дончева А.В., Казаков Л.К., Калуцков В.Н. Ландшафтная индикация
загрязнения природной среды. – М.: Экология, 1992. – 256 с.
13.Дончева
интенсивности
А.В.,
Марковская
техногенных
А.В.,
воздействий
Семенова
на
Л.А.
природную
Методика
среду
и
оценки
степени
экологической опасности отраслей промышленности // Географическое обоснование
экологических экспертиз. – М.: Изд-во МГУ, 1985. – с.104-124.
72
14.Дьяконов К. Н. Прогнозирование по аналогиям (о влиянии проектируемых
гидротехнических сооружений на природную среду) // Вестн. Моск. ун-та. Сер.
География. -1979. -№1. – с. 39 – 47.
15.Дьяконов К. Н., Дончева А. В. Экологическое проектирование и экспертиза:
Учебник для вузов. – М.: Аспект Пресс, 2002. – 384 с.
16.Емельянов А. Г. Основы природопользования.-М.: Издательский центр
“Академия”, 2004. – 304 c.
17.Емельянов А.Г. Геоэкологический мониторинг: Учеб.пособие. - Тверь: Твер.
гос. ун-т, 2002. - 121 с.
18.Исаченко А.Г. Ландшафтоведение и физико-географическое районирование:
Учеб. – М.: Высш. шк., 1991. – 366 с.
19.Исаченко А.Г. Методы прикладных ландшафтных исследований. – Л., 1980. –
222 с.
20.Исаченко А.Г. Оптимизация природной среды. – М.: Мысль, 1980, – 264 с.
21.Исаченко Г.А., Резников А.И. Концепция динамики ландшафтов и ее
применение для изучения тайги северо-запада Европейской России // Структура,
функционирование, эволюция природных и антропогенных ландшафтов // Тезисы
докл. X ландш. конф. СПб, РГО, 1997. – с.116-118.
22.Кочуров Б.И. Геоэкология: экодиагностика и эколого-хозяйственный баланс
территории. – Смоленск, 1999. – 154 с.
23.Кочуров Б.И. Экодиагностика и сбалансированное развитие.- МоскваСмоленск, 2003.- 384с.
24.Кочуров Б.И., Карягин А.В., Сливицкая И.Ю. Подходы к определению
суммарной антропогенной нагрузки // Конструктивные задачи ландшафтноэкологических исследований. – Москва, 1990. – с.123-125.
25.Крауклис
А.А.
Проблемы
экспериментального
ландшафтоведения.
–
Новосибирск, 1979. – 232 с.
26.Крауклис А.А. Структурно-динамический фациальный анализ южно-таежного
ландшафта Приангарья // Южная тайга Приангарья. – Л., 1969. – с.32-119.
73
27.Ландшафты. Нагрузки. Норма. Материалы школы в Паланге и рабочего
совещания по заданию III.2.4. в Иркутске, сентябрь, 1989. – Москва, 1990. – 156 с.
28.Макунина А.А. Динамика ландшафта и ее факторы. Вопросы географии.
Сб.121. – М.: Мысль, 1982, – с.16-22.
29.Мамай И.И. Динамика ландшафтов: (методика изучения). – М.: Изд-во МГУ,
1992. – 167 с.
30.Мамай И.И. О картах фаз и подфаз развития ПТК // Вест. Моск. Ун-та. Серия
географ., – 1985, – № 4. – с.57-65.
31.Мамай И.И. О смене ПТК // Вест. МГУ, серия геогр., – 1984, – №1. – с.44-51.
32.Мамай И.И. Состояние природных территориальных комплексов // Вопр.
геогр. Сб. 121. – М., 1982. – с.22-38.
33.Мамай И.И. Теоретические итоги изучения ландшафтов центра Русской
равнины (классификационный аспект) //География и природные ресурсы. – 2000,
№3, – с.21-25.
34.Мильков Ф.Н. Антропогенное ландшафтоведение, предмет изучения и
современное состояние /Вопросы географии. Сб.106. – М.: Мысль, 1977, – с.11-27.
35.Мильков Ф.Н. Физическая география (учение о ландшафте и географическая
зональность). – Воронеж, 1985, – с.328.
36.Мухина Л.И. Принципы и методы технологической оценки природных
комплексов. – М.: Из-во «Наука», 1973. – 95 с.
37.Мухина Л.И., Преображенский В.С., Ретеюм А.Ю. География, техника,
проектирование. – М.: Знание, 1976. – 48 с.
38.Низовцев В.А. История становления первых природно-хозяйственных систем
Подмосковья // История изучения использования и охраны природных ресурсов
Москвы и Московского региона. – М.: Янус-К, 1997– с.72-80.
39.Опекунов А. Ю. Экологическое нормирование и оценка воздействия на
окружающую среду: Учеб. пособие – Спб: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2006.- 261 с.
40.Отчет по хоздоговору с Госцентром «Природа». Разработка методики и
картографирования современных ландшафтов Московской области. – М. 1990. – 63
с.
74
41. Охрана ландшафтов: Толковый словарь. – М., 1982. – 272 с.
42. Преображенский В.С., Александрова Т.Д., Куприянова Т.П. Основы
ландшафтного анализа. – М.: Наука, 1988. – 192 с.
43. Рябчиков А.М. Структура и динамика геосферы, ее естественное развитие и
изменение человеком. – М.: Мысль, 1972. – с.221.
44. Сочава В.Б. Введение в учение о геосистемах. – Новосибирск: Наука, 1978. –
с.320.
45. Сочава В.Б. Тайга как тип природной среды // Южная тайга Приангарья. – Л.,
1969. – с.4-31.
46. Тихомиров О.А. Динамика аквальных комплексов равнинных водохранилищ.
Монография. Тверь, 2008. -308 с.
47. Тихомиров О.А. Динамика ландшафтно-экологических условий аквальных
комплексов водохранилищ // Вестник ТвГУ, сер. «География и геоэкология», №
33(93). Вып. 5. Тверь, 2008. -С. 11 – 20.
48.Тихомиров
О.А.
Ландшафтно-экологическая
оценка
антропогенной
измененности аквальных комплексов водохранилищ // Актуальные экологические
проблемы Республики Татарстан: Тезисы докладов YII Республ. науч. конф. Казань,
2007.- С. 196 –197.
49. Тихомиров
О.А.
Современное
экологическое
состояние
аквальных
комплексов Иваньковского водохранилища // Вестник Тверского гос. ун-та. Сер.
«География и геоэкология», Тверь, 2007, № 19(47). - С. 15 – 26.
50.Тихомиров О.А. Трансформация морфологической структуры аквальных
комплексов равнинного водохранилища // Вестник МГУ. Серия 5. География. № 1.
М., 2010. -С. 44 –50.
51.Тихомиров
О.А.
Экологическое
состояние
аквальных
комплексов
водохранилищ Верхней Волги // Проблемы физической географии и геоэкологии:
научные и образовательные аспекты: Мат-лы междунар. науч.-практ. конф.
Н.Новгород, 2007.- С. 182 – 184.
75
52.Тихомиров О.А., Емельянов А.Г. Эволюция аквальных комплексов в процессе
формирования водохранилищ // Проблемы региональной экологии. № 2. М., 2009.С. 51 –55.
53.Федотов В.И. Классификация техногенных ландшафтов. – В сб. Прикладные
аспекты изучения современных ландшафтов. – Воронеж: Из-во Воронеж. Ун-та,
1982. – с.73-92.
54.Хоружая Т. А. Методы оценки экологической опасности.- М.: Экспертное
бюро – М, 1998.- 224 с.
76