Дальше

Конец

Список

Актуальность темы. Провозглашение на международном и национальном уровнях концепции самоподдерживаемого или устойчивого развития обозначило приоритеты фундаментальных научных исследований в области экологии и охраны природы. Одной из важнейших признана проблема установления пределов устойчивости экологических систем разного пространственного масштаба (от локальных до биосферы в целом) к различным антропогенным нагрузкам, поскольку без знания этих пределов практическая реализация концепции устойчивого развития невозможна. Человеку и в каждодневной деятельности, и в долгосрочном плане крайне важно знать ту “красную черту”, за которую он не может переступать в своих взаимоотношениях с природой. Данная задача решается в рамках экологического нормирования – одного из основных направлений прикладной экологии, основная цель которого – разработка экологических нормативов антропогенных нагрузок на локальном, региональном и глобальном уровнях. В конечном итоге, от знания величин предельно допустимых антропогенных нагрузок на природные экосистемы зависит обоснованность всей системы рационального природопользования: без экологических нормативов любые “запретительные” или “разрешительные” действия природоохранных ведомств “повисают в воздухе”, а различные мероприятия, направленные на снижение отрицательных последствий хозяйственной деятельности, проводятся вслепую, что резко уменьшает их результативность.

Несмотря на признанную актуальность исследований в области экологического нормирования, а также многочисленные теоретические и экспериментальные работы в этом направлении, многие вопросы остаются нерешенными. Существующая на настоящий момент система регламентации загрязнения природных сред от выбросов промышленных предприятий в значительной степени базируется на санитарно–гигиенических нормативах, хотя общепризнана их неэффективность для целей защиты биоты природных экосистем. Не в последнюю очередь такое положение связано с недостаточной неразработанностью методологической базы экологического нормирования, отсутствием общепризнанных и, соответственно, официально узаконенных методик нормирования, недостаточностью фактических данных по реакции природных экосистем на антропогенные нагрузки (в первую очередь, по дозовым зависимостям) и, в конечном итоге, с отсутствием собственно экологических нормативов.

Цель работы – всесторонний анализ проблемы определения предельно допустимых антропогенных нагрузок на наземные экосистемы.

Основные задачи:

1. Провести критический анализ существующих подходов и концепций в области экологического нормирования антропогенных нагрузок.
2. Разработать концепцию экологического нормирования токсических нагрузок на природные экосистемы для случая атмосферного загрязнения от точечных источников эмиссии поллютантов.
3. Разработать систему диагностических параметров состояния наземных экосистем для экологического нормирования токсических нагрузок.
4. Построить зависимости доза–эффект для экосистемных параметров и определить величины критических токсических нагрузок для наземных экосистем таежной зоны (на примере лесов Среднего Урала, подверженных выбросам медеплавильных заводов).
5. Изучить закономерности изменения в градиенте токсической нагрузки пространственного варьирования (в диапазоне масштабов от десятков сантиметров до единиц километров) кислотности и содержания разных форм тяжелых металлов в природных депонирующих средах, а также микроклиматических параметров.
6. Выявить возможные механизмы возникновения нелинейности в реакции природных экосистем на токсическую нагрузку.

Научная новизна и теоретическая значимость работы. Проведен анализ теоретических основ экологического нормирования антропогенных нагрузок на экосистемы. Разработана концепция экологического нормирования (для локального уровня воздействий), базирующаяся на анализе траекторий реакции природных экосистем на токсическую нагрузку и позволяющая находить величины критических нагрузок от точечных источников эмиссии поллютантов. Для основных компонентов лесных экосистем южной и средней тайги построены зависимости доза–эффект (поступление / накопление поллютантов – экосистемный параметр). Обнаружено, что такие зависимости в большинстве случаев существенно нелинейны. Впервые исследована межгодовая и экотопическая изменчивость параметров дозовых зависимостей для структурных и функциональных параметров наземных экосистем. В широком диапазоне пространственных масштабов (от десятков сантиметров до единиц километров) и для нескольких природных депонирующих сред (снег, лесная подстилка, почва) исследованы закономерности изменения в градиенте токсической нагрузки варьирования содержания подвижных и обменных форм тяжелых металлов и кислотности. Установлено, что основной механизм возникновения нелинейности в реакции биоты на токсическую нагрузку – высокое пространственное варьирование токсичности природных депонирующих сред. На основе анализа дозовых зависимостей для экосистемных параметров определены величины критических нагрузок от выбросов медеплавильных комбинатов на лесные экосистемы Среднего Урала.

Практическая значимость работы. Найденные величины критических токсических нагрузок для лесных экосистем таежной зоны могут быть использованы природоохранными ведомствами Уральского региона для регламентации выбросов промышленных предприятий и в процедурах экологической экспертизы. Разработанная методика экологического нормирования может быть использована для нахождения величин критических токсических нагрузок для наземных экосистем в других регионах России.

1. Общее решение задачи экологического нормирования сводится к анализу зависимостей в системе “антропогенная нагрузка – состояние биоты – качество экосистемы”. Все разнообразие существующих концепций в области нормирования порождается конкретизацией общей задачи, а именно выбором: пространственно–временного масштаба рассмотрения объектов и процессов, целевых функций использования экосистем, способов измерения антропогенной нагрузки, описания состояния биоты и нахождения граничных значений нагрузок.
2. Реакция основных компонентов наземных экосистем на токсическую нагрузку существенно нелинейна: область перехода между относительно стабильными состояниями в большинстве случаев занимает небольшую долю от всего градиента нагрузки. Параметры зависимостей доза – эффект для реакции наземных экосистем существенно различаются в разных вариантах экотопов. Межгодовая изменчивость дозовых зависимостей мала для структурных показателей наземных экосистем и значительна – для функциональных.
3. Ключевой механизм возникновения резко выраженной нелинейности в реакции биоты на токсическую нагрузку – большое пространственное варьирование токсичности почвы и лесной подстилки, которое наблюдается в переходной части градиента нагрузки и обусловленное, в свою очередь, наложением двух пространственных мозаик – валового содержания / поступления тяжелых металлов и модифицирующих токсичность естественных экологических факторов.

Дальше

Начало

Список