Оценка степени антропогенных изменений природной среды

Применение рассмотренных критериев дает возможность оценить степень и направление изменения окружающей среды во времени и в пространстве. Временные (динамические) показатели характеризуют скорости нарастания неблагоприятных изменений. Выделяется четыре динамических класса природных систем (Виноградов и др., 1993): 1) стабильные - скорость увеличения площадей нарушенных земель менее 0, 5 % в год; 2) умеренно динамичные - площади увеличиваются до 2 % в год (возможна полная смена биогеоценотического покрова за 50-100 лет); 3) среднединамичные - до 2-3 % в год (возможна полная смена экосистем в течение 3-50 лет); 4) сильнодинамичные - более 4 % в год (полная смена экосистем возможна за 25 лет).

Пространственные показатели характеризуют размеры ареалов, в пределах которых проявляются антропогенные нарушения природных комплексов. Вводится понятие предельно допустимой площади нарушения ландшафта (экосистемы), т.е. того предела, до которого еще возможна регенерация пргярод-ной системы; превышение допустимой площади нарушения ведет к разрушению структурно-функциональной целостности и преобразованию природной системы в новое состояние. Для разных ландшафтов и природных систем этот показатель существенно меняется.

При расчете показателей, используемых для оценки антропогенных изменений окружающей среды, необходимо учитывать естественную территориальную дифференциацию ландшафтов. Так, при оценке загрязнения региона может быть введен параметр, учитывающий площади отдельных морфологических ПТК. В этом случае средневзвешенный показатель загрязнения региона x вычисляется по формуле:

где m_i - площадь i- го контура ПТК; z_i - загрязнение i -го контура; S -общая площадь региона.

Характеристика процессов экологической дестабилизации природной среды предполагает ранжирование нарушения экосистем по глубине и необратимости. Особое внимание уделяется экстремальным состояниям, угрожающим жизни людей. В законе Российской Федерации " Об охране окружающей природной среды", статья 59, пункт 1, 1992 г., дано определение зоны экологического бедствия - это участки территории Российской Федерации, где в результате хозяйственной либо иной деятельности произошли глубокие изменения окружающей природной среды, повлекшие за собой существенное ухудшение здоровья населения, нарушение природного равновесия, разрушение естественных экологических систем, деградацию флоры и фауны. Б. В. Виноградов и др. (1993) выделяют три уровня экологического нарушения.

Зона экологического риска (Р) включает территории с заметным снижением продуктивности и устойчивости экосистем, максимумом нестабильности, ведущим в дальнейшем к спонтанной деградации экосистем, но еще с обратимыми нарушениями экосистем, предполагающими сокращение хозяйственного использования и планирование поверхностного улучшения. Деградация земель наблюдается на 5-20 % площади.

Зона экологического кризиса (К) включает территории с сильным снижением продуктивности и потерей устойчивости, трудно обратимыми нарушениями экосистем, предполагающими лишь выборочное их хозяйственное использование и планирование глубокого улучшения. Деградация земель наблюдается на 20-50 % площади.

Зона экологического бедствия - катастрофы (Б) включает территории с полной потерей продуктивности, практически необратимыми нарушениями экосистем, полностью исключающими территорию из хозяйственного использования и требующими коренного улучшения. Деградация земель превышает 50 % площади.

Названные уровни экологического нарушения определяются с помощью ботанических, зоологических и почвенных критериев. Рассмотрим их на примере степной и полупустынной зон России (Виноградов и др., 1993).

Ботанические критерии имеют наибольшее значение, поскольку они не только чувствительны к изменениям окружающей среды, но и наиболее физиономичны и наилучшим образом прослеживают зоны экологического нарушения по размерам в пространстве и по интенсивности во времени. Учитываются признаки на разных уровнях: организменном (фитопатологические изменения), популяционном (ухудшение видового состава и фитоценометрических признаков) и экосистемном (соотношение площади в ландшафте) (табл. 16.1).

Зоологические критерии - показатели нарушения животного мира - могут рассматриваться как на ценотических уровнях: видовое разнообразие, пространственная структура, трофическая структура, биомасса и продуктивность, энергетика, - так и на популяционных: пространственная структура, численность и плотность, поведение, демографическая и генетическая структура. Зона риска выделяется главным образом по этологическим (поведенческим) критериям: потеря стадного поведения, изменение путей миграции, реакция толерантности. Зона кризиса характеризуется нарушением структуры популяций, групп и стай, сужением ареала распространения и обитания, нарушением продуктивного цикла. Зона бедствия отличается исчезновением части ареала или местообитания, массовой гибелью возрастных групп, резким ростом численности синантропных и нехарактерных видов, интенсивным ростом антропозоонозных и зоонозных заболеваний (табл. 16.2).

Критерии ухудшения свойств почв · один из наиболее сильных показателей зон экологического риска, кризиса или бедствия. Прежде всего это проявляется в снижении плодородия почв на большой площади и с высокой скоростью. Почвен-но-эрозионные критерии связаны с вторично-антропогенными геоморфологическими процессами, ускоренными хозяйственной деятельностью человека. Эти процессы распространены и в естественных условиях, но нарушение человеком устойчивости растительного и почвенного покрова вызывает их значительное ускорение и расширение площади (табл. 16.3).

Таблица 16.1. Растительные индикаторы зон экологической нормы (Н), риска (Р), кризиса (К) и бедствия (Б), по Б. В. Виноградову и др. (1993)

Таблица. 16.2. Зоологические индикаторы зон экологической нормы (Н), риска (Р), кризиса (К) и бедствия (Б), по Б. В. Виноградову и др. (1993)

Таблица. 16.3. Почвенные индикаторы зон экологической нормы (Н), риска (Р), кризиса (К) и бедствия (Б), по Б. В. Виноградову и др. (1993)

Сочетание разнообразных критериев дает возможность получить комплексную оценку экологической ситуации. Одним из способов является выделение комбинаций, показывающих преобладание одних видов загрязнений над другими и степень на-рушенности воздуха, почвы и воды (табл. 16.4).

Как видно из табл. 16.4, совмещение выделенных видов загрязнения и природных компонентов позволяет получить по шесть различных сочетаний, комбинирование которых дает 36 комплексных наборов экологических ситуаций. Одни из этих ситуаций встречаются довольно часто, другие реже, третьи могут не встречаться вовсе. Весьма типичны комбинации Т V M V П + А V В V Π (Московская агломерация) и T V M V + B V А V Π (Среднее Поволжье), редко наблюдается ситуация P V T V M + B V П V A (север Челябинской области).

Рассмотренный способ оценки дает возможность выявить направленность и особенности распространения загрязнений, что позволяет нанести на карту экологические ситуации и разработать соответствующие мероприятия по улучшению состояния окружающей среды.

Таблица. 16.4. Возможные комбинации сочетаний степени нарушенности природных компонентов и основных видов загрязнений, по Б. И. Кочурову и др. (1993)

Виды загрязнения: Т - токсикологическое, P - радиоактивное, M - механическое.

Природные компоненты: А - воздух, Π - почва, В - вода.