КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ ПО ГЕОЭКОЛОГИИ КРИОЛИТОЗОНЫ К ГОСЭКЗАМЕНУ (2013

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ ПО ГЕОЭКОЛОГИИ КРИОЛИТОЗОНЫ К ГОСЭКЗАМЕНУ (2013 год)

ГЕОЭКОЛОГИЯ КРИОЛИТОЗОНЫ : ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И СОДЕРЖАНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ

ЭКОЛОГИЯ И ГЕОЭКОЛОГИЯ Экология – наука об отношениях живых организмов между собой и окружающей средой (термин предложен в 1866 г. Э. Геккелем). Объекты экологии – популяции организмов, виды, сообщества, экосистемы и биосфера в целом. Геоэкология – междисциплинарная наука, рассматривает геосистемы всех иерархических уровней, объединяет знания об экологических проблемах геосфер, об их антропогенном изменении, способах управления и выживания. Синонимы геоэкологии : «экологическая география» , наиболее близкий – «экологическое ландшафтоведение» .

СОДЕРЖАНИЕ ПОНЯТИЯ «ГЕОЭКОЛОГИЯ КРИОЛИТОЗОНЫ» Геоэкология криолитозоны изучает фундаментальные и прикладные аспекты формирования криосферы Земли в связи с хозяйственной деятельностью. Объект изучения – природные и антропогенноизмененные геосистемы различных рангов в области распространения многолетних и промерзающих пород.

ПРЕДМЕТ ИЗУЧЕНИЯ: - реакция криогенных ландшафтов всех уровней (от элементарных до глобальных) на внешние воздействия; - методические приемы оценки их устойчивости в современном и прогнозном вариантах с целью рационального (экологически сбалансированного) природопользования в криолитозоне

“ГЛУБИННОСТЬ” ГЕОСИСТЕМ Методические аспекты мерзлотноэкологических исследований базируются на учении о природных геосистемах или ландшафтах. В отличие от физико-географического понимания геосистем, имеющих объективные границы в плане, но не имеющих границ по глубине, в мерзлотоведении выделяют глубинность геосистем, имея в виду, что литогенная основа является ее составной частью. Геосистема – это природная открытая термодинамическая система, состоящая из поверхностных покровов (почвы, биоты, снежного покрова и т. д. ) и литогенной основы до глубины их корреляции по энергомассообмену.

При этом глубина активного массо- и энергообмена для геосистем различного ранга разная. Глубина фации определяется положением уровня грунтовых вод. Глубина геосистемы ранга "урочище" определяется ярусом годовых теплооборотов, т. е. не превышает 15 метров. Геосистемы ранга "ландшафт" имеют глубину порядка эрозионного вреза своего самого крупного водотока.

Комплексная оценка мерзлотноэкологического состояния криогеосистем учитывает: • а) потенциальную устойчивость ландшафтов криолитозоны к нарушениям (способность противостоять техногенной активизации криогенных процессов) • б) биоресурсную и природоохранную значимость (экологическую ценность ландшафтов)

ПОНЯТИЯ «ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ РИСК» , «ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОПАСНОСТЬ» ПРИ ИЗУЧЕНИИ КРИОЛИТОЗОНЫ

Понятия: экологическая опасность, экологический риск Опасность экологическая – процесс, свойство или состояние частей литосферы, гидросферы, атмосферы, представляющее угрозу для людей, объектов экономики и / или окружающей среды Опасность ЭГП – вероятность их проявления в заданном месте, в заданное время с определенными энергетическими характеристиками (скорость процесса, площадь проявления, объем вовлеченных в процесс пород и дальность их перемещения О опасность типа ЭГП = П х пораженность данным типом ЭГП А активность данного типа ЭГП

Уязвимость – свойство объектов утрачивать способность выполнять естественные или заданные функции в результате воздействия опасного процесса R = P(Н) * Р(F/Н) где R – риск; Р(Н) – вероятность образования опасности Н определенной интенсивности и длительности воздействия за определенное время; Р(F/Н) – вероятность уязвимости объекта для опасности Н Объект (уязвимость) Р(F/Н) Опасность Р(Н) Схема формирования риска от внешней опасности (по А. Л. Рагозину, 1995)

Риск – вероятность ущерба R = П * А * F * $ риск пораженность активность уязвипроявления мость стоимость Категории рисков: а) прямой и косвенный; б) экономический, социальный, экологический; в) по площади проявления: объектный, локальный, региональный; г) по характеру проявления: частный, суммарный д) фоновый (усредненный) и реальный

Лавинная активность не освоенные территории Лавинная опасность Лавинный риск освоенные территории степень верояности возникновения и развития интенсивность лавин, представляющих опасность (угрозу) лавинопроявления (повторяемость схода, + размер возможного объем лавин и т. д. ) ущерба потенциальная опасность реальная степень угрозы схода лавин для людей, природы, сооружений сравнительный показатель (насколько та или иная территория безопасна относительно других) + обязательно наличие объекта, которому угрожает опасность мелкий (обзорный) м-б средний м-б Количественная мера опасности (кол-во жертв, кол-во аварий, ущерб в денежном эквиваленте) крупный м-б

Антропогенные изменения мерзлотно – ландшафтных условий в криолитозоне АНТРОПОГЕННЫЕ ФАКТОРЫ КЭС

Антропогенные факторы КЭС механические Вещественноэнергетические нарушение напочвенного покрова, в т. ч. выбивание пастбищ изменение мощности и плотности снежного покрова изменение мезо- и микрорельефа и др. тепловые Хронологические Стадийные сброс сточных вод химические пирогенные кислотные дожди разливы нефти выбросы газа импульсные эпизодически повторяющиеся постоянные изыскательные, строительные, эксплутационные

В случае антропогенной нагрузки механического характера возникновение КЭС в равнинной криолитозоне напрямую связано с активизацией мерзлотных, дефляционных процессов, а также с уничтожением или обеднением биоты. Трансформация растительного покрова – универсальная причина КЭС.

В высокогорье антропогенные факторы КЭС связаны с развитием горнодобывающих предприятий, сельскохозяйственным освоением (в т. ч. выпас скота), со строительством и эксплуатацией ГЭС, с формированием автодорог, ЛЭП и т. д. , функционированием горно-рекреационных центров

Техногенные воздействия в горной криолитозоне Виды Последствия 1. Селитебная нагрузка (вытаптывание) - активизация плоскостной эрозии - смена злаков сорным разнотравьем за 1 -2 года 2. Добыча угля высокой пылеватости - загрязнение атмосферы (кислотные дожди) и грунтовых вод, - увеличение СТС 3. Добыча руды - отвалы пустой породы (техногенные каменные глетчеры и терриконы), - шламовые дамбы в хвостохранилищах (прорывы, просачивание токсичных вод) 4. Добыча золота - т/э, т/а, сол. ; бедленды в речных долинах 5. Добыча алмазов - высокоминерализованные рассолы в карьерах (растепление мерзлоты, загрязнение сточных вод) 6. Транспортно-линейные сооруж. , в т. ч. туннели - наледообразование, склоновые процессы 7. Заготовка древесины волоком - эрозия, образование искусственных склонов, активизация снежных лавины 8. Горная рекреация - уплотнение напочвенного покрова, активизация снежных лавины 9. Энергетика (ГЭС) - формирование чаши оттаивания

От оценки площади и времени воздействия зависит «глубина» изменения ММП. Постоянное воздействие (десятки – сто и более лет) оказывают: - города, - водохранилища, - нефтегазопромыслы, - линейные сооружения, при котором может происходить плавное повышение температуры (Норильск, Воркута) и понижение (Якутск). Временные воздействия (до десяти лет): - разведочные или изыскательские работы, - непостоянные поселки При котором происходит значительная активизация криогенных процессов. После завершения работ происходит естественное восстановление растительности и температуры пород, затухание процессов. Импульсные воздействия (сезонные, суточные, часовые) опасны в связи с авариями – сбросом вод, разрывами трубопроводов и пр. , т. к. влечет активную термоэрозию, термокарст, солифлюкцию, а зимой – наледообразование.

По пространственным параметрам выделяют: - площадные (города, промыслы и в целом промышленные районы), - точечные (площадки буровых разведочных скважин), - линейные (трубопроводы, дороги, ЛЭП) воздействия. Наиболее опасные последствия антропогенного воздействия связаны с развитием процессов летнего ряда: термокарста, солифлюкции, термоэрозии. Очень часто результатом может быть увеличение заболоченности.

ПОНЯТИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ГЕОСИСТЕМ В ГЕОКРИОЛОГИИ

ПОНЯТИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ГЕОСИСТЕМ Устойчивость геосистем – это их способность под влиянием каких -либо изменений: 1) сохранять свою структуру, 2) возвращаться в исходное состояние или 3) переходить из одного состояния в другое в пределах инвариантов. Устойчивость геосистем – способность геосистемы сохранять свою структуру и функционирование при воздействии внешних факторов в пределах одного инварианта. Синонимы: стабильность, изменчивость, уязвимость, сопротивляемость, инертность, гомеостатичность, чувствительность и др. ; в англоязычных работах – stability, sensitivity, resistance и др.

ФОРМЫ УСТОЙЧИВОСТИ а) пластичная устойчивость – способность геосистемы восстанавливаться после нарушения; критерий – скорость и % покрытия пионерной растительностью; б) упругая устойчивость – способность геосистемы противостоять воздействиям, амортизировать их; в) геохимическая устойчивость – способность геосистем к сохранению режимов функционирования путем ассимиляции и рассеивания продуктов техногенеза – способность к интенсивному поглощению химических элементов и самоочищения; г) инерционная устойчивость – неизменность относительно своего структурно-временного инварианта

Устойчивость геосистем в криолитозоне – это способность противостоять таким изменениям ПТК, которые могли бы привести к необратимому ухудшению ЭС и недопустимым деформациям инженерных сооружений (Геокриология СССР, 1988, т. 1)

Устойчивость криогенных ландшафтов Это способность восстанавливать такое состояние, при котором быстро затухают фазовые переходы в лед и обратно. Проявляется: - в способности противостоять антропогенным воздействиям, чтобы сохранить свойственную им структуру и функционирование; - в способности к самовосстанавливаемости.

Универсальные механические нарушения поверхности: - нарушение растительности в целом (вырубки, корчевка, пожары) и напочвенных покровов (в частности, уничтожение мохово-лишайникового покрова); - снятие или изменение мощности, плотности снежного покрова; - изменение режима увлажнения почвогрунтов (дренирование, подтопление в результате прокладывания трасс линейных сооружений); - изменение рельефа (выемки, насыпи, планация); - изменение состава приповерхностных отложений (удаление торфа, минеральные добавки); - изменение мезо- и микроклиматических условий.

Мерзлотно-экологическое состояние геосистем криолитозоны – это степень их устойчивости к нарушениям, мерой которой является способности противостоять активизации криогенных процессов в сочетании с определением экологической ценности ландшафта (природоресурсной и природоохранной значимости)

КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ УСТОЙЧИВОСТИ КРИОГЕННЫХ ЛАНДШАФТОВ

Критерии устойчивости ЗОНАЛЬНО-РЕГИОНАЛЬНОГО УРОВНЯ ( вся криол-на Зап. Сибири )

КРИТЕРИИ МЕРЗЛОТНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ по северу криолитозоны Литокриогенные параметры ландшафтов Т – среднегодовая температура грунтов, С W – суммарное льдосодержание, доли ед. S – изменение мощности слоя сезонного протаивания после нарушений P – защитные свойства растительного покрова (теплоизоляционные и закрепляющие)

Оценочные критерии калибруются по шкале градаций - по мере влияния каждого из них на опасность освоения с инженерномерзлотной точки зрения Т – среднегодовая температура ММП (с понижением температуры снижается вероятность развития опасных процессов и возрастает скорость их затухания); 1 балл- -7 град. ; 4 балла— 1 град. затухания); W – суммарное льдосодержание (с ростом льдосодержания увеличивается опасность развития криогенных процессов и риска освоения); т. е. риск активизации процессов в песках (1 балл) меньше, чем в торфе (4 балла). Р – защитные свойства растительного покрова (теплоизоляционные свойства мохово-лишайникового покрова – проективное покрытие, мощность, снегозадерживающая способность, наряду с закрепляющими свойствами корневой системы растений); чем больше, тем выше риск S – изменение мощности СТС после нарушений, в зависимости от состава грунтов: в малольдистых песках она увеличивается на 30 -50% (1 балл), в грунтов: торфе практически не изменяется (4 балла).

КРИТЕРИИ МЕРЗЛОТНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ по югу криолитозоны 1. Образование или исчезновение ММП сопровождается активным проявлением криогенных процессов (пучения, термокарста, термоэрозии, солифлюкции) 2. Образование ММП и перелетков мерзлоты не сопровождается активизацией криогенных процессов 3. Изменение глубины СМС-СТС и времени существования последних

КРИТЕРИИ мерзлотной устойчивости Центральная Якутия , «залесенная «криолитозона» Положение в рельефе Степень пораженности процессами Объемная льдистость Теплоизоляционные свойства напочвенных покровов Изменение мощности СТС Затененность

ПРОЦЕДУРА ОЦЕНКИ УСТОЙЧИВОСТИ СЕВЕРНЫХ ГЕОСИСТЕМ

Процедура оценки мерзлотно-экологического состояния (с помощью индексов - КЭО, КМУ и пр. ) 1. отбор критериев (показателей) экологической опасности, которые определяют активизацию криогенных процессов и ресурсный потенциал территории; 2. составление таблицы шкалы градаций балльных интервалов для их ранжирования по риску хозяйственного освоения; 3. присвоение каждому ландшафту балльной оценки в соответствии с таблицей; 4. ранжирование всех ландшафтов по уязвимости к освоению с учетом градаций расчетных индексов; 5. оценочное картографирование.

Процедура оценки КЭО, КМУ и пр. 1. Отбор критериев: мерзлотных, биотических, ресурсных, геохимических и пр. критериев экологической опасности, типичных для конкретного региона с учетом характера освоения; например, КМУ = f (T, W, S, P), КМУ – коэффициент мерзлотной устойчивости (суммарный балл опасности); Т – среднегодовая температура грунта; W – льдистость грунта; S – глубина сезонного протаивания; P – протекторные свойства растительного покрова

Процедура оценки КЭО, КМУ и пр. 2. Составление таблицы шкалы градаций балльных интервалов для их ранжирования

3. Присвоение каждому ландшафту балльной оценки в соответствии с таблицей • И выведение интегральных количественных критериев оценки – индексов, как то: • коэффициента мерзлотной устойчивости – КМУ, • коэффициента экологической опасности – КЭО, • коэффициента опасности – Ко и пр

СПОСОБЫ ВЫВЕДЕНИЯ ИНТЕГРАЛЬНЫХ ИНДЕКСОВ а) б) в) г)

а) Простое суммирование покомпонентных баллов по ландшафтам

б) СУММИРОВАНИЕ БАЛЛОВ МАТРИЧНЫМ СПОСОБОМ

в) ПОЛУЧЕНИЕ УРАВНЕНИЯ МНОЖЕСТВЕННОЙ РЕГРЕССИИ для расчета КЭО или КМУ по каждому ПТК тестового участка Например, КМУ=0, 350 - 0, 012 T + 0, 093 W - 0, 0364 S + 0, 037 P Коэффициенты корреляции = «вес фактора» = степень связи фактора с КМУ Регрессия – количественная мера изменения КМУ в зависимости от факторных признаков

г) ОЦЕНКА ФАКТОРОВ ПО ИНТЕРВАЛЬНОЙ ШКАЛЕ «ЦЕНТОВ КАЧЕСТВА» - «цент качества» - 1/100 часть от возможного диапазона изменения какого-либо параметра Не путать с %%, которые являются безразмерными величинами Центы – это межбалльные расстояния Наиболее корректный способ оценки (без арифметических действий) – совмещение баллов и центов качества

ПРИВЯЗКА БАЛЛЬНЫХ ОЦЕНОК НА ШКАЛЕ ЦЕНТОВ слабо влияют (1 балл) сильно влияют (3 балла) влияют (2 балла) Температура грунтов, 0 С -5 -4 -3 0 0, 1 -2 -1 Льдистость, доли ед. 0, 2 0, 3 пески (супеси) 0, 4 Состав грунтов -0, 5 0 0, 6 0, 7 0, 8 переслаивание песков, супесей, суглинков 0, 9 1 торф Протекторные свойства растительности отсутствуют или слабые хорошие максимальные Расчлененность рельефа, м относительно расчлененный, покатые склоны нерасчлененный, плоский крутые склоны (> 15º) Восстанавливаемость растительности, лет 0 1 3 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Продуктивность оленьих пастбищ (оленеемкость), оленедней/га 0 0 1 2 10 3 4 20 5 6 30 7 40 8 50 ЦЕНТЫ 9 60 10 70 12 80 14 16 90 18 20 100

4. Ранжирование всех ландшафтов по уязвимости к освоению с учетом градаций расчетных индексов. Разбиение ПТК на группы «схожести» (кластеры)

5. Оценочное картографирование с учетом градаций интегральных индексов Карта мерзлотной устойчивости (Ямбург)

КРИТЕРИИ И ТИПЫ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИХ СИТУАЦИЙ В КРИОЛИТОЗОНЕ

Градации экологических ситуаций (ЭС) по нормативным документам Минприроды РФ (1992) Категории экологических ситуаций по степени остроты (по Б. И. Кочурову, 1996) - Отн. удовлетворительная - Напряженная не острые - Критическая острые - Кризисная (КЭС) - Катастрофическая очень острые

В методическом плане оценка формирования “кризисности” основана на совокупном учете двух факторов: а) степени механической нарушенности вследствие воздействия газопромысловых объектов наряду с перевыпасом оленьих стад; б) потенциала устойчивости ландшафтов к этим видам нарушений, что выражается в их способности противостоять техногенной активизации криогенных и дефляционных процессов и в способности к самовосстанавливаемости.

Оценка формирования геоэкологических ситуаций Матрица получения экспертных суммарных оценок экологического состояния (в баллах) - сопоставление градаций степени мерзлотной устойчивости (горизонтальная шкала) и категорий механической техногенной нагрузки (вертикальная шкала)

ТИПЫ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИХ СИТУАЦИЙ 1. ОТНОСИТЕЛЬНО УДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНАЯ СИТУАЦИЯ Ландшафты мало подвергаются антропогенным воздействиям и экстремальным природным процессам Пример –стравливание пастбищ при незначительном превышении пастбищных нагрузок Ареалы относительно удовлетворительных ситуаций: - территории традиционного природопользования: оленьи пастбища; охотничье-промысловые угодья; промысловые угодья дикоросов (ягоды, грибы, лекарственные растения) лесные угодья и т. д. Результат - незначительное увеличение глубины протаивания, внешне не отражающееся на облике ландшафта Ключевое понятие - "нагрузка на ландшафт"

2. НАПРЯЖЕННАЯ СИТУАЦИЯ Незначительные изменения ландшафтов, исчезающие в результате процессов саморегуляции или проведения несложных природоохранных мер Пример - геолого-съемочные работы на предпроектных стадиях освоения, выбитые транзитные пастбища Очаги напряженных геоэкологических ситуаций: а) участки разведки полезных ископаемых; б) окрестности северных городов и поселков; в) коридоры линейных сооружений. Результат - локальное увеличение глубины протаивания или промерзания; слабая активизация криогенные процессы Ключевое понятие - "изменение в ландшафте" менее чем на 10% его площади

3. КРИТИЧЕСКАЯ СИТУАЦИЯ Негативные изменения отдельных компонентов ландшафтов, небольшая перестройка структуры. При соблюдении природоохранных мер напряженность спадает Пример - нефтяные месторождения после 5 -10 лет эксплуатации Результат - значительная активизация криогенных процессов. После снятия нагрузок в течение 5 -20 лет биота самовосстанавливается, а криогенные процессы затухают Ключевое понятие - "перестройка ландшафта"

4. КРИЗИСНАЯ СИТУАЦИЯ (фактически чрезвычайная) Возникновение значительных и слабокомпенсируемых изменений в ландшафтах. Нагрузки превышают установленные нормативные величины. Носит обратимый характер. Пример - добыча полезных ископаемых в сложных природных условиях (напр. долины рек Северо-Востока с открытой разработкой россыпных месторождений, шахтные поля Воркуты), где устойчивость геокомплексов мала либо радиоактивное (ядерные полигоны арх. Новая Земля) и нефтепромышленное (газонефтепромыслы Западной Сибири) загрязнение Результат - опасные изменения в состоянии наземных и водных экосистем , ландшафта в целом и его мерзлотно-литогенной основы в частности – отсюда аварии инженерных сооружений. Неблагоприятная медико-эпидемиологическая обстановка, т. е. то, что формирует здоровье человека. Ключевое понятие - "истощение природных ресурсов"

5. КАТАСТРОФИЧЕСКАЯ СИТУАЦИЯ (экологическое бедствие) Глубокие и необратимые изменения свойств и структуры ландшафта более чем на 50% его площади. за период жизни одного поколения людей. Пример - открытая добыча полезных ископаемых, ареол загрязнения факелов на нефте- и газопромыслах. Результат - утрата природных ресурсов, резкое ухудшение здоровья людей, утрата генофонда биоты и уникальных природных объектов. Ключевое понятие - "утрата природных ресурсов"

Понятие «КЭС в равнинной криолитозоне» Резкая активизация криогенных процессов и радикальные изменения биоты, приводящие к устойчивому отрицательному изменению природного комплекса и составляющие угрозу функционированию инженерных сооружений. Традиционное понимание КЭС как негативные изменения , угрожающие экологическому состоянию природного комплекса, для криолитозоны дополнено «инженерной» компонентой.

Понятие «КЭС в высокогорье» Состояние окружающей природной среды, когда резкая активизация нивально-гляциальных, криогенных и других стихийно-разрушительных процессов, а также радикальное изменение биоты приводят: а) к устойчивому отрицательному изменению природного комплекса; б) создают угрозу жизни людей и функционированию инженерных сооружений; в) способствуют ухудшению репродуктивных и эстетических свойств природного ландшафта, обеспечивающих здоровье населения и рекреационный потенциал

АКТИВИЗАЦИЯ КРИОГЕННЫХ ПРОЦЕССОВ В ГОРНОЙ И РАВНИННОЙ КРИОЛИТОЗОНЕ

При картографировании степени активизации учитывались: 1. Пораженность ландшафта криогенными процессами; 2. Скорость развития криогенных процессов; 3. Степень преобразования и расчленения первичного рельефа; 4. Возможность затухания процессов за счет естественных природных факторов.

Шкала влияния природных факторов на активизацию мерзлотных процессов при механическом воздействии

СТЕПЕНЬ АКТИВИЗАЦИИ МЕРЗЛОТНЫХ ПРОЦЕССОВ В ГОРНОЙ КРИОЛИТОЗОНЕ 4 5 3 4 4 2 2 3 1 2

КАТЕГОРИИ КРИОГЕННЫХ ПРОЦЕССОВ ПО СТЕПЕНИ ОПАСНОСТИ Категории Вид процесса, величина проявления в рельефе опасности Пуче. Налед. Соли. Сплы- Термопроявления Термоние, ность, флюквы, эрозия, абразия, процессов карст, % ция, м/год м. куб. / м/год для строим/год тельства Малоопасные < 0, 1 < 1, 5 < 0, 3 < 100 < 1, 0 Умеренно опасные 0, 1 -0, 5 1, 5 -3, 5 0, 3 -1, 5 (до 2, 0) 1001000 1 -10 Опасные > 0, 5 > 3, 5 - > 1000 > 10

Потенциальная активизация криогенных процессов Степень активизации Балл Местоположение Ямал Очень сильная Причины высокое льдосодержание + ПЖЛ и ПЛ 4 сильнольдистые торфяники, t ММП около 0°, мощный торф. -мох. покров большое количество мощных сингенетических льдов (общ. объем. льдистость 60 -80%) Западная Сибирь гляц. мор. генезис Сильная северная тайга Западной Сибири приморские низменности Якутии 5 тонкозернистый субстрат, W = 0. 2 -0. 4 приморские низменности, арктич. тундра Лено-Вилюйское плато, сред. тайга льдистость высокая, но протекторная роль растительности слабая, очень низкие t ПЖЛ, высокая протекторная роль растительности более выс. t пород; эпигенетически промерзшие гляц. -мор. и ледн. дренир. ландшафты, либо менее льдистые песчаные алл. -морские ландшафты Средняя 3 зап. сектор кр/з, Таймыр Умеренная 2 северная тайга Западной Сибири и Европейский Север сокращение площади массивно-островной мерзлоты, малое льдосодержание песчаных и грубоскелетных рыхлых отложений Слабая 1 средняя тайга Западной Сибири редкоостровная мерзлота, песчаный субстрат, быстрое самовосстановление растительности

ОСНОВНЫЕ ПРИЕМЫ ПРИРОДООХРАННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ. МЕРЫ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ КЭС

ГРУППЫ ПРИРОДООХРАННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ 1. Мелиоративные (снежные, водные, тепловые – реконструкция термо-влажностного режима ПТК); 2. Рекультивационные (инженерно-мерзлотные и биологические); 3. Инженерные (обеспечение безаварийной работы инженерных сооружений); 4. Ресурсосберегающие. 5. Запретительные (ограничение работ, соблюдение сезонных сроков строительных работ). Разработка комплекса первоочередных природоохранных мер должна основываться на оценке устойчивости геосистем. Чем ниже ее оценка, тем жестче должны быть требования к освоению.

ПРИРОДООХРАННЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ ПО ГРУППАМ УСТОЙЧИВОСТИ ЛАНДШАФТОВ (район нефтепромыслового освоения Тюменской области)

Проблемы сохранения природы Севера 1. Развитие системы особо охраняемых природных территорий (площадь около 3% территории, а надо – хотя бы 10%. На Аляске 56% общей площади) В пределах Арктики и Субарктики России находятся: 11 государственных заповедников: в Мурманской области – Кандалакшский, Лапландский, Пасвик; - на Таймыре – Путоранский, Таймырский, Большой Арктический; - в Якутии – Усть-Ленский; - Командорский, Магаданский, О. Врангеля и др. , 5 федеральных заказников (в т. ч. заказники на Земле Франца-Иосифа) 15 заказников регионального подчинения (в т. ч. природно-этнический парк «Берингия» на Чукотке и Новосибирские острова). В перспективе - создание еще 8 -ми заповедников и 3 -х национальных парков (в т. ч. заповедники Ямальский и Гыданский).

Проблемы сохранения природы Севера 2. Совмещение задач охраны природы с использованием территорий коренным населением «Сохранить Север для традиционных отраслей нереально» Например: домашнее оленеводство на ягельниках заменить на эксплуатацию диких оленей (всеядных) 3. Меры по оптимизации природопользования Установить плату за уничтоженные природные ресурсы Прогнозные оценки трансформации геосистем и затрат на рекультивацию на Российском Севере

Проблемы сохранения природы Севера 4. Интегральная оценка устойчивости ландшафтов Севера и экологического риска их хозяйственного освоения 5. Остановить безхозяйственность «Север не столь раним, как беззащитен» Проблема ранимости ландшафтов Севера не только экологическая, но и социально-экономическая.

Экологическое нормирование в России - недостатки Нормативы – компоненты ПТК • Не учитывается литокриогенная основа • Почвы как объект исключительно сельскохозяйственного назначения • Не учитывается целостность растительного покрова • Почти все нормативы – санитарные, а не экологические • Практически не имеют никакого отношения к особенностям криолитозоны Нормативные акты – виды деятельности • Не регламентируют механические нарушения компонентов ПТК • Проблемы с регламентацией складирования и утилизации бытовых, а также производственных отходов • Отсутствие «экологического платежного фонда» • Демотивация соблюдения экологических норм

Принципы стабилизации северных геосистем 1. Соблюдение паритета экономических и экологических требований 2. Стабилизация процессов теплообмена между атмосферой и литосферой (слой сезонного протаивания не должен достигать глубины залегания льда) 3. Организация поверхностного стока (во избежании заболачивания, чтобы предотвратить активизацию термокарста) 4. Отказ от гусеничного транспорта и бездорожного движения по тундре 5. Надежная изоляция от размыва, разноса и дефляции твердых отходов производства 6. Рекультивация нарушенных земель 7. Организация заповедников, заказников и др. 8. Принцип компактности всех проектируемых и возводимых строительных объектов; ограничения по размерам и высотности площадных сооружений и протяженности линейных сооружений

ПРОБЛЕМЫ РЕКРЕАЦИИ В ВЫСОКОГОРЬЕ

Экологическая емкость ландшафтов Экологичекая емкость – это способность экологической среды обеспечивать нормальное функционирование рекреационной системы без заметного изменения этой среды (Реймерс, 1990) Рекреационная емкость (Еi) измеряется чел. /га/час «рекреационное ядро» «рекреационное пространство» здания, сооружения лыжные поля, канатные дороги

Допустимая рекреационная нагрузка В Азау в среднем 60 -70 чел. /га/год (по В. П. Чижовой) для устойчивых ПТК (березовое криволесье) – 76 -87 чел. /га/год для неустойчивых ПТК (сосняки зеленомошники) – 40 -43 чел. /га/год Высокогорье абс. выс. 2000 -2500 м – 150 – 200 чел. /га/год абс. выс. 2500 -3000 м – только 70 – 80 чел. /га/год (по Залиханову)

Рекреационная емкость ландшафта Ri ; Ki ; Ui Еi = min Si Si Si риск комфортность нагрузка где R – предполагаемое допустимое количество людей в зависимости от природного риска, S – площадь ПТК, К – количество людей в зависимости от психофизиологической комфортности U – допустимое количество людей в зависимости от устойчивости ландшафтов к рекреационным нагрузкам Eобщая = ∑ Еi n = 1 сумма емкостей всех ландшафтов проектирование геотехнических систем, приносящих природе наименьший урон

ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ ГОРНЫХ ЛЫЖ НА СНЕЖНЫЙ ПОКРОВ КРИТЕРИИ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО РИСКА: 1. Соотношение площадей п/п на трассе (отражающее воздействие горных лыж) к п/п вне трассы, не подверженное рекреационному воздействию, но испытывающее другой вид антропогенного воздействия (например, выпас скота); 2. Средний угол наклона трассы (10 -12 ), от которого зависит степень воздействия горных лыж, связанный с ее пропускной способностью; 3. Средняя ширина трассы, от которой зависит степень воздействия горных лыж на погонный метр; 4. Соотношение суммарной ширины эрозионных врезов к средней ширине горнолыжной трассы. По уравнению множественной регрессии получают значения КЭР от 0 до 1, которые калибруются по пятибалльной шкале: слабый, умеренный, средний, сильный и чрезвычайный экологический риск.

УСПЕХОВ !!!