Роль антропогенного фактора в формировании геоэкосистем Воздействие человека

Роль антропогенного фактора в формировании геоэкосистем Воздействие человека на природные геоэкосистемы Прямое – непосредственное действие на элемент или компонент природы с целью его использования или изменения (вырубка лесов, распашка земель) Косвенное – побочный эффект прямого влияния, возникает в результате цепных реакций в природе как вторичное явление, связанное с хозяйственными мероприятиями (развитие эрозии почв, подтопление берегов при строительстве водохранилищ)

• Характер проявления антропогенных воздействий в пространстве • Точечные антропогенные воздействия (влияние отдельных предприятий, городов) • Линейные (влияние коммуникаций) • Площадные (использование биологических и почвенных ресурсов на больших территориях) • Масштабы проявления • Локальные • Региональные • Глобальные

• • Этапы геоэкологического анализа Изучение связей и взаимодействий в геосистемах, определяющих их состояние Оценка современного состояния геосистем Определение «траектории» изменения состояний геосистем в процессе их существования Прогноз (вариантный) возможных изменений состояния геосистем Определение мер по оптимизации состояния геосистем при разных вариантах их существования Выявление изменений состояний геосистем после реализации (или невыполнения) этих мер Внесение коррективов в методику оценки и прогноза, в практику их проектирования и создания.

Экологическая оценка территории Экологическая оценка - это определение степени пригодности (благоприятности) природноландшафтных условий территории для проживания человека и какого-либо вида хозяйственной деятельности. Экологическая оценка включает: • • установление природно-ландшафтной дифференциации определение состояния ландшафтов и их компонентов установление антропогенных воздействий на ландшафт выяснение потенциальных возможностей ландшафтов противостоять антропогенным нагрузкам • определение экологических ситуаций и оценку степени их остроты • разработку рекомендаций по улучшению экологической обстановки.

Природно-ландшафтная дифференциация территории Любая территория обладает определенными региональными особенностями природы, проявляющимися в экологически значимых свойствах ландшафтов. • Это свойства, которые могут способствовать или препятствовать проявлению экологических проблем (например, слабый водообмен, легкий гранулометрический состав почв, антициклональный тип погоды) или • Свойства, которые представляют особую ценность (местообитание промысловой фауны, высокобонитетные леса, эстетически ценные свойства ландшафтов).

Природный потенциал ландшафта Потенциал устойчивости Ресурсный потенциал Способность сохранять структуру населения и Способность обеспечифункционирование или вать общественное произвосстанавливаться после водство энергетическими антропогенного и сырьевыми ресурсами воздействия Проблемы, связанные с перегрузкой природных систем – собственно экологические Проблемы, связанные с переиспользованием природного (ресурсного) потенциала Экологический потенциал Природные условия жизни населения – способность удовлетворять потребности человека в первичных средствах существования и в условиях трудовой деятельности, отдыха духовного развития Проблемы, связанные с изначально неблагоприятными свойствами природных систем, с негативными свойствами в результате деятельности человека

Воздействие на природу с помощью технических средств Воздействие технических средств (систем) на геоэкосистемы – в основе лежат процессы отдачи в природу, извлечения из нее и перемещения веществ и энергии Технические средства (системы) делятся на Производственные без функции управления природными процессами Нейтральные Управляющие природой (Д. Л. Арманд, 1975) Производственные системы объединяют добывающие и перерабатывающие предприятия. Добывающие предприятия (горнопромышленные, лесохозяйственные, сельскохозяйственные объекты). Воздействие – изъятие вещества и энергии и засорение среды отходами производства. Перерабатывающие отрасли. Воздействие - в основном загрязнение. Системы, управляющие природными процессами, включают Неподвижные объекты (лесные полосы, противоселевые сооружения) Регулирующие системы (плотины, затворы на каналах, рыбоподъемники)

Антропогенно-техногенные нагрузки на геоэкосистемы Нагрузка- мера антропогенно-техногенных воздействий на ландшафты, которые могут привести к изменению их свойств и нарушению заданных им социальноэкономических функций. Нагрузка – целенаправленная и побочная Величина нагрузки зависит от вида, интенсивности и продолжительности воздействия, состояния изучаемого объекта, его устойчивости. Показатели, используемые для измерения величины нагрузок, – • весовые, • объемные, • пространственные (% площади нарушенных земель отвсей площади изучаемого объекта), • временные.

Виды антропогенно-техногенных нагрузок воздействие: показатели оценки пастбищная Изъятие массы травостоя, дигрессия растительности, уплотнение почвы, изменение водного режима количество голов скота на 1 га пастбищ, стадии дигрессии. % площади деградированных пастбищ. Земледельческая Распашка почв, изъятие биомассы, отчуждение питательных веществ с урожаем, внесение удобрений и ядохимикатов % распаханности территории, внесение удобрений на 1 га пашни, смыв почв (т/га), площадь эродированных земель, % Мелиоративная Нормы орошения и осушения, % площади мелиорируемых угодий, % площади рекультивированных земель Лесохозяйственная Объем вырубленной древесины относительно расчетной лесосеки, % площади вырубленного леса, % площади лесов, сгоревших во время пожаров

Водохозяйственная Объемы изъятия воды и сброса загрязненных вод, площади затопленных земель, изменение трофического статуса водоемов Промышленная, транспортная % площади отчужденных, нарушенных земель, плотность транспортных коммуникаций, степень загрязнения среды Градостроительная % площади застроенных земель. степень загрязнения среды, плотность и состояние здоровья населения Рекреационная Величина нагрузки (в чел / га за опред. промежуток времени), стадии рекреационной дигрессии, % площади, занятой рекреационными ландшафтами

Классификация земель по степени антропогенной нагрузки (по Б. И. Кочурову, 1997) Степени Нагрузки Балл Виды и категории земель Высшая 6 Земли промышленности, транспорта, городов, поселков, инфраструктуры, нарушенные земли Очень высокая 5 Орошаемые и осушаемые земли Высокая 4 Пахотные земли, ареалы интенсивных рубок, пастбища и сенокосы, используемые нерационально Средняя 3 Многолетние насаждения, рекреационные земли Низкая 2 Сенокосы, леса, используемые ограниченно Очень низкая 1 Природоохранные и неиспользуемые земли

Суммарная нагрузка на геоэкосистему (Р) 6 Sa + 5 Sb + 4 Sc + 3 Sd + 2 Se + Sf P = 100 Sa, Sb, Sc, Sd, Se, Sf - площади земель соответственно с высшей, очень высокой, средней, низкой и очень низкой нагрузками (в % к общей площади исследуемой геоэкосистемы). Деление суммы на 100 проведено для удобства пользования значениями показателя Р. Показатель Р колеблется от 1 до 6 и характеризуют следующую закономерность: чем большую площадь занимают земли с высокими степенями нагрузки, тем выше суммарная нагрузка на природу и соответственно степень антропогенного изменения изучаемой территории.

Нормы нагрузки на геоэкосистемы Критические или предельно-допустимые нагрузки (ПДН) – такие величины антропогенно-техногенного воздействия, при превышении которых происходит разрушение структуры природных систем и нарушение их функций. Нормирование – деятельность по обоснованию и разработке норм нагрузок. Задача – выявление границ допустимых нагрузок и измерение их с помощью нормативных показателей (нормативов).

Санитарно-гигиенические нормативы (устанавливаются исходя из требований экологической безопасности населения) – 1. Нормы предельно-допустимых концентраций (ПДК) загрязняющих веществ в воздухе, воде, почве, продуктах питания. 2. Нормы предельно-допустимых выбросов в воздух и водоемы. Установлено 1500 ПДК для химических веществ в воде водоемов, 450 – в атмосферном воздухе, более 100 в почве.

Нормы нагрузки на геоэкосистемы Экологические нормативы – максимальные величины нагрузок на гео- и экосистемы, при которых их основные структурно-функциональные характеристики (продуктивность, интенсивность биологического круговорота, видовое разнообразие) не выходят за пределы естественных изменений. • Нормативы сельскохозяйственного, лесохозяйственного, рекреационного воздействия имеют производственную направленность (нормы выпаса скота, внесения удобрений и пестицидов, пределы рекреационных нагрузок на ландшафты). • Почти не разработаны нормативы допустимых преобразовательных нагрузок (распашка, осушение, обводнение, застройка земель и др. ), нормы промышленных или транспортных нагрузок на прилегающие биоценозы).

Последствия антропогенной трансформации геоэкосистем • • • Загрязнение окружающей среды Истощение природных ресурсов Деградация ландшафтов Антропогенное опустынивание Ухудшение здоровья человека Потеря генофонда растений и животных

Оценка экологического состояния геоэкосистем • Экологическое состояние геоэкосистем - совокупность показателей, характеризующих последствия антропогенных изменений геоэкосистем за определенный более или менее длительный промежуток времени. • Показатели загрязнения окружающей среды, истощения природных ресурсов, деградации ландшафтов, ухудшения здоровья человека. • Современное состояние – период 3 -5 лет. • Показатели усредненные или полученные на момент проведения исследований.

Показатели оценки экологического состояния геоэкосистем • Экологические (геоэкологические) – площадь деградированных земель, степень дигрессии пастбищ, рекреационных угодий, площади вырубленных и сгоревших лесов, потеря почвенного плодородия, уменьшение биологической продуктивности биоценозов, степень антропогенной евтрофикации водоемов. • Санитарно-гигиенические – величины кратности предельно-допустимых концентраций загрязняющих веществ в воздухе, водах, почвах, продуктах питания. • Медико-демографические – показатели здоровья населения, детской смертности, генетических нарушений, продолжительности жизни населения.

Оценка экологического состояния геоэкосистем Оценка – выявление степени благоприятности или неблагоприятности последствий трансформации геоэкосистем с точки зрения условий жизни и деятельности населения. Цель оценки – определение ущерба от негативных последствий вмешательства человека в природные процессы с тем, чтобы определить наилучший вариант хозяйственного использования территории или акватории. Оценка – это сравнение показателей фактического состояния окружающей среды с заранее определенными критериями, т. е. признаками, на основе которых производится сравнение. В качестве критериев выступают • показатели исходного состояния наблюдаемых объектов, • их естественные (фоновые) характеристики, • различные нормативные показатели допустимой меры воздействия человека на природные системы.

Критерии оценки экологического состояния геоэкосистем Критерии должны выражать наиболее существенные признаки состояния природной среды и/или геосистем • Покомпонентные (частные) • Комплексные (суммарные, интегральные) – (Оценка по нескольким свойствам одновременно).

Характеристика состояния геоэкосистем макро- и особенно мегарегионального уровня основывается на более общих показателях. При недостаточной информации используются косвенные критерии: • Показатели антропогенных нагрузок (количественный учет структуры вредных атмосферных выбросов дает представление о концентрации соответствующих примесей в воздухе, количество внесенных в почву удобрений и пестицидов позволяет судить о степени загрязнения вод и почв). • Реакция населения на качество среды обитания (данные о заболеваемости людей «экологическими» болезнями техногенного происхождения).

Коэффициенты абсолютной и относительной экологической напряженности территории -- отношение площади земель с высокими антропогенными нагрузками к площади земель с наиболее низкими нагрузками ( по Б. И. Кочурову)

Оценка экологического состояния атмосферного воздуха производится обычно с помощью санитарногигиенических критериев. Степень загрязнения воздушного бассейна определяют по степени кратности превышения ПДК с учетом • класса опасности ингредиентов • суммарного биологического действия загрязненного воздуха • частоты превышения ПДК

Индекс загрязнения атмосферы (ИЗА) суммарный санитарно-гигиенический критерий Показатель зависит от концентрации вещества в воздухе, кратности его ПДК и количества загрязняющих веществ. n Ci ki ИЗА = Σ ( ----) i = 1 ПДК i Ci –концентрация i – того вещества ПДКi – среднесуточная ПДК i – того вещества ki – коэффициент, принимающий значения 1, 7, 1, 3, 1, 0. 0, 9 соответственно 1, 2, 3, 4 -го классов токсичности веществ.

Величины ИЗА < 2, 5 – чистая атмосфера 2, 5 – 7, 5 - слабо загрязненная атмосфера 7, 5 - 12, 5 - загрязненная атмосфера 12. 5 – 22, 5 - сильно загрязненная атмосфера 22, 5 – 52, 5 - высоко загрязненная атмосфера ≥ 52, 5 - экстремально загрязненная атмосфера

Группировка отраслей промышленности по коэффициенту токсичности выбросов в атмосферу. Оценка токсичности выбросов 1. Отрасли промышленности Высоко токсичные выбросы Цветная металлургия, химическая - (особенно токсичные) КТ 1 › 10. 1 2. Очень токсичные выбросы Нефтехимическая, микробиологическая - КТ 1 =5. 1 – 10. 0 3. Токсичные выбросы Чёрная металлургия, лесная, деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная - КТ 1 =1. 6 – 5. 0 4. Менее токсичные выбросы Теплоэнергетическая, топливная, машиностроение и металлообработка; лёгкая, пищевая - КТ 1 =1. 0 – 1. 5

Основные (традиционные) загрязнители атмосферы и их главные источники Основные (традиционные) загрязнители главные источники Оксид углерода (СО) Автотранспорт, предприятия цветной, химической, нефтяной пром. , черной металл. , теплоэнергетики Диоксид серы ( SО 2) То же + предприятия целлюлозно-бумажной пром. , коксового производства Твердые частицы То же + предприятия цементной промышленности Оксиды азота ( NОx) Автотранспорт, предприятия химической, нефтяной пром. , черной металл. , теплоэнергетики Свинец (Pb) Автотранспорт, заводы по производству аккумуляторов Фотохимические оксиды (озон), пероксиацетилнитраты, альдегиды Образуются в атмосфере в результате реакций между оксидами азота, углеводородом и солнечной радиацией Углеводороды (этан, этилен, пропан, бутан, ацетилен) Автотранспорт, предприятия химической, нефтяной пром. , черной металл. , тепло-энергетики, коксового производства, испарение растворителей, утилизация твердых отходов Диоксид углерода (СО 2) Автотранспорт, предприятия цветной, химической, нефтяной пром. , черной металл. , теплоэнергетики

Группировка отраслей промышленности по коэффициенту токсичности выбросов в водные источники Оценка токсичности выбросов 1. Отрасли промышленности Высоко токсичные выбросы Микробиологическая; Химическая; Нефтехимическая; Целлюлозно-бумажная. (особенно токсичные) КТ 2 › 5. 1 2. Очень токсичные выбросы Цветная металлургия; Чёрная металлургия. КТ 2 =2. 1 – 5. 0, 3. Токсичные выбросы Пищевая; Топливная; 4. Менее токсичные выбросы Машиностроение и металлообработка; Лёгкая; Стройматериалов. КТ 2 =0. 5 – 1. 0 Теплоэнергетическая. КТ 2 =1. 1 – 2. 0

Оценка состояния поверхностных водоемов осуществляется по различным химическим, физико-химическим, физическим и биологическим показателям. Суммарный показатель химического загрязнения для оценки опасных уровней загрязнения водоемов С 1 C 2 C 10 ПХЗ = ( + +…+ ) ПДК 1 ПДК 2 ПДК 10 С 1, C 2…, C 10 – концентрация веществ, превышающая ПДК 1, ПДК 2…, ПДК 10 – предельно допустимая концентрация этих веществ, установленная для рыбного хозяйства

Индекс загрязненности вод (ИЗВ)- используется в системе Росгидромета Рассчитывается как среднее из превышений ПДК по шести ингредиентам кислороду (О 2), органическим веществам, определяемым по биохимическому потреблению кислорода за 5 суток (БПК 5), и четырем ингредиентам с наибольшим превышением ПДК. 1 6 Ci Σ ---- 6 i = 1 ПДК ИЗВ = ----- i Ci – концентрация одного из 6 ингредиентов Для О 2 указывается величина ПДК i ----- Ci

Классы природных вод суши по индексу загрязнения (ИЗВ) Класс качества Степень загрязненности воды I Очень чистая II Величина ИЗВ Изменение величины ИЗВ в % для определения тенденций качества воды 0, 3 100 Чистая 0, 3 – 1 50 III Умеренно загрязненная 1 – 2, 5 30 IV Загрязненная 2, 5 – 4 25 V Грязная 4– 6 20 VI Очень грязная 6 – 10 15 VII Чрезвычайно грязная 10 10

Гидробиологические показатели Индекс сапробности по Пантле-Букку (в модификации Сладечека) (по фитопланктону, зоопланктону, перифитону) Отношение общей численности олигохет к общей численности донных организмов, % Биотический индекс по Вудивиссу (баллы) Микробиологические показатели Общее количество бактерий 106 кл/см 3 (кл/мл) Количество сапрофитных бактерий, 103 кл/см 3 (кл/мл) Отношение общего количества бактерий к количеству сапрофитных бактерий

Суммарный показатель загрязнения почв и снегового покрова (для оценки загрязнения химическими ингредиентами n СПЗ = Σ ki - (n – 1) i=1 n – число наблюдаемых ингредиентов Ki - коэффициент концентрации загрязнителя, определяемый как отношение содержания загрязнителя в почве к его фоновому содержанию (или ПДК)

Шкала загрязнения почв Категории СПЗ загрязнения почв Допустимая менее 16 Умеренно опасная 16 – 32 Опасная 32 – 128 Чрезвычайно опасная более 128

Общесистемные показатели состояния и антропогеного изменения природной среды Интенсивность биологического круговорота, определяемая как отношение массы ежегодной биологической продукции к общей биомассе Естественная способность к самоочищению Энергетико-вещественный баланс Показатели здоровья населения

Категории экологического состояния территории • • • Условно удовлетворительное Напряженное Критическое Кризисное Катастрофическое

Критические уровни загрязнения воздуха для растительности наземных экосистем применительно к выделению зон экологического кризиса (ЭК) и экологического бедствия (ЭБ) Показате ли, Мкг м 3 Норма Зона ЭК Зона ЭБ Время Воздейст вия Двуокись < 20 серы 100 -200 > 200 Среднего до-вое Двуокись < 30 азота 200 – 300 > 300 Среднего довое Фторист ый водород 10 - 20 Долговре -менное < 3 > 20

Оценка экологического состояния геосистем 1. На основе интеграции компонентных показателей 1 n Xs = Σ Xi. Ki n i=1 n – число учтенных признаков состояния среды X i - показатель состояния компонента, взятый относительно какого-либо норматива (например, ПДК) или фонового уровня K i - весовой коэффициент показателя (например, увязанный с показателями здоровья населения) 2. На основе суммирования баллов с учетом весовых коэффициентов

• Краснова Ирина Олеговна. Экологическое право США : Сравнительно-правовое исследование : Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора юридических наук. Специальность : 12. 00. 06 Природоресурсное право ; Аграрное право ; Экологическое право /И. О. Краснова. -М. , 1997. -35 с.

Акты экологического законодательства в США, как правило, не принимаются, если не подготовлены условия для их реализации (финансовые, научнотехнические, организационно-административные, социально-культурные и др. ). Несомненным достоинством американской практики является установившаяся традиция организовывать реализацию вновь принятых законов с помощью специальных программ, принимаемых на Федерацией, штатами, а также на местном уровне. Акты экологического законодательства США определяют, как правило, не только материальные, но и процессуальные правовые нормы. Другими словами нормы материального права сразу же снабжаются тем, что сегодня принято называть правовым механизмом реализации законодательства.

• В реализации законодательства велика роль подзаконных нормативных актов, в особенности актов Федеральных министерств ведомств. В США нет указов Президента и правительственных постановлений, но роль ведомственных нормативных актов исключительно велика. Экологическое право США является достаточно эффективным инструментом управления благодаря тому, что, помимо прочего, общие требования законов скрупулезно дешифровываются в подзаконных нормативных актах.

• Экосистемный подход - характерная черта американского экологического права, особенно в Фазе его реализации, распространенные формы такого подхода - программы всех уровней, междуштатные соглашения (компакты), планы, программы и оглашения по сухопутным и водным экосистемам. Модели экосистемного правового регулирования сложились на примерах регионов Айдирондак, бассейна реки Делавер, озера Тахо, залива Чесапик, Великих озер и др.

• . В регулировании природопользования и охраны окружающей среды в США наряду с административно-директивным применяются экономические механизмы, такие как государственное финансирование экологически благоприятной деятельности, платежи а, природопользование, торговля правами на выбросы разрешениями), хранение прав на выбросы в "банках" и т. п. Идеально они способны быть эффективным средством реализации целей охраны окружающей среды. Но их применение требует индивидуального подхода, В американской практике исключается признание за ними доминирующих позиций по отношению к административно-директивным механизмам регулирования природопользования и охраны окружающей среды.

• Значительное число экологических проблем в США решается через правовое регулирование землепользования. Но право частной собственности на землю здесь давно уже не рассматривается как, благоприятное стимулирующее начало, побуждающее частных земельных собственников более заботливо относиться к использованию, содержанию, сохранению, как земли, так и сопряженных с ней природных объектов. Наоборот, частные земельные собственники более склонны, как замечено в течение десятилетий, осуществлять использование земли, не считаясь с экологическими последствиями и общественными интересами, в погоне за наибольшей экономической выгодой при данной рыночной конъюнктуре. Поэтому экологическое право США предусматривает довольно серьезные требования, ограничивающие в интересах экологии произвольное использование частными собственниками своей земли.

• Система видов и отношений собственности на природные ресурсы сложилась исторически и с точки зрения современных условий ее трудно оценить. Однако в любом случае следует иметь в виду, что сегодня право частной собственности в США не ассоциируется со свободой владения, пользования, распоряжения природными объектами. Государство регулирует и ограничивает эти правомочия в интересах защиты законных интересов других граждан и общества в целом. Признан и действует принцип приоритета общественных интересов перед частными. Это необходимо учитывать российским юристам, экономистам и политическим деятелям, включая парламентариев.