Введение к работе
Актуальность работы. Современный период развития общества характеризуется нарастающими противоречиями между человеком и окружающей средой. Выработанные за тьюячелетия эволюции механизмы, поддерживающие геосистемы в естественном состоянии, при возрастающей неконтролируемой антропогенной нагрузке не справляются с возмущениями, что ведет к нарушению внутренней структуры и механизма функционирования естественных геосистем. В результате накапливается критическая масса негативных изменений, не поддающихся ликвидации путем самовосстановления геосистем, что приводит к их деградации. Подобная ситуация сложилась в Березниковско-Соликамском промышленном узле, который является одним из трех крупных промышленных центров Прикамья и входит в число наиболее загрязненных территорий России. Мощное химическое загрязнение связано с разработкой крупнейшего в мире месторождения сильвинит-карналитовых солей. Вместе с тем г. Березники занимает 2 место в Пермской области по числу жителей и является культурным центром Северного Прикамья. Город расположен в подзоне средней и южной тайги, поэтому для сохранения экологического равновесия территории в целом, обеспечения населения рекреационными и другими потребностями огромную роль имеет лесная растительность. Большую ценность для сохранения здоровья городского населения имеют леса, расположенные в непосредственной близости от населенного пункта, но, как правило, эти же леса подвергаются наибольшему загрязнению. Являясь компонентом, стабилизирующим всю геосистему, растительность одновременно является ее наиболее уязвимым компонентом. Ее разрушение может привести к дестабилизации всех природных процессов и, в итоге, к экологической катастрофе. В связи с этим одним из главных направлений науки становится оценка вероятности нарушения геосистем в зависимости от интенсивности антропогенной нагрузки и их способности сопротивляться действию этой нагрузке. Противоречие между уровнем антропогенной нагрузки и природной устойчивостью геосистем приводит к необратимой их трансформации и разрушению. Вероятность изменений геосистем характеризуется через понятия "устойчивость" и "экологический риск". Несмотря на остроту возникших проблем, вопрос об устойчивости к химическому загрязнению и экологическом риске до сих пор остается малоизученным в науке и совсем не изученным для территории г. Березники.
Целью исследования является разработка подхода к оценке экологического риска, возникающего в результате загрязнения, с учетом устойчивости лесных геосистем.
Для достижения намеченной цели были поставлены следующие задачи:
-
Изучить современные представления об устойчивости, стабильности, надежности, риске и опасности и применить их к описанию трансформации лесных геосистем под действием антропогенных нагрузок.
-
Разработать классификацию геосистем применительно к решаемым задачам. Провести районирование территории согласно разработанной классификации.
-
Дать характеристику устойчивости и стабильнрстшіесньїхгегоистем, выявить противоречия между ними. I рос. НАЦИОИАЛЪН
-3- / «ДИОГЕНА і
I.
-
Рассчитать уровень антропогенной нагрузки на лесные геосистемы, сопоставить ее с природной устойчивостью, на основе чего разработать подход к оценке экологического риска.
-
Оценить экологический риск, формирующийся в лесных геосистемах г. Березники в результате химического загрязнения.
Предметом исследования являются природная устойчивость геосистем и риск их изменения под воздействием химического загрязнения.
Объект исследования - лесные геосистемы г. Березники, находящиеся в условиях высокого уровня загрязнения атмосферы и почвы.
Проблема сохранения геосистем, риска их нарушения является предметом внимания географии, геологии, биологии, социологии и ряда других наук. Формирование теоретических основ настоящего исследования проведено на основе анализа трудов: Арманда А.Д., Глазовской М.А., Гродзинского A.M., Пузаченко Ю.Г., Кочурова Б.И., Рагозина А.Л., Шеко А.И., Кофф Г.Л., Дзекцер Е.С., Елпатьевского П.В., Саета Ю.Е., Николаевского B.C., Преображенского B.C., Рожкова А.А. и Козака В.Г., Тишкова А.А., Голубець М.А. и Царик И.В., Демека Я., Зимова С.А и Чупрынина В.И, Ворончихиной Е.А. и др.
В качестве информационной базы использовались статистические данные томов ПДВ промышленных предприятий за 2001 г., 11 постов наблюдения ОГСНКА, СЭС и предприятий за 1997-2001 гг., материалы комитета по охране природы г. Березников, Северного территориального управления экологического контроля за 1999-2001 гг., материалы Пермского межрегионального управления лесами, управления "Пермагролес", Центра защиты леса Пермской области за 1997-1998, 2000 г., экспедиционные обследования почв и лесов. В целом для исследования состояния атмосферного воздуха были привлечены свыше 150 тыс. данных наблюдений, для оценки состояния почв проведено более тысячи анализов по 350 точкам наблюдений. Для описания лесов проанализированы характеристики более 260 лесных кварталов.
Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования: картографический, статистический, аналогий, системного анализа, бальных и экспертных оценок, современные информационные технологии.
Научная новизна работы:
систематизированы и обобщены идеи ранее проведенных исследований по теории риска и устойчивости, на основе которых проведено разграничение понятий стабильности, устойчивости и надежности, риска и опасности;
выявлены противоречия между стабильностью, устойчивостью и надежностью геосистем;
определены основные факторы устойчивости и стабильности лесов и показаны противоречия между ними;
разработаны подходы к оценке устойчивости геосистем к химическому загрязнению и оценке экологического риска.
На защиту выносятся:
1. Подход к оценке устойчивости лесных геосистем к химическому загрязнению включает оценку устойчивости к загрязнению атмосферы (аэрогенную устойчивость) и загрязнению почвы (педогенную устойчивость).
Аэрогенная устойчивость характеризуется интенсивностью поглощения загрязняющих веществ из воздуха и скоростью самоочищения от них. Пе-догенная устойчивость характеризуется степенью закрепления загрязняющих веществ в почве в недоступной для растений форме. Аэрогенная и педогенная устойчивости в сумме формируют общую устойчивость к загрязнению.
2. Подход к оценке экологического риска от химического загрязнения для лесных геосистем заключается в сопоставлении общей химической нагрузки, являющейся суммой аэрогенной и педогенной нагрузок и общей устойчивости к химическому загрязнению.
Практическое значение. Разработанный подход к оценке экологического риска может быть использован при:
оценке экологического риска от химического загрязнения лесных геосистем на других территориях Российской Федерации с целью оптимизации антропогенной нагрузки;
проведении экологической экспертизы для экологического обоснования предпроектов и проектов с целью оптимизации размещения промышленных предприятий и нормирования воздействия на окружающую среду;
разработке геоэкологических норм воздействия на лесные геосистемы;
управлении устойчивостью и экологическим риском.
Структура диссертации. Работа состоит из: введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений. Объем диссертации составляет 220 страниц машинописного текста. Работа содержит 36 карт, 18 таблиц, 16 рисунков, 11 приложений, список литературы состоит из 380 наименований.
Материалы по содержанию работы докладывались на научно-практических межвузовских конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых в г. Перми и Международном научно-практическом форуме молодых ученых в г. Москве. По теме диссертации опубликовано 12 работ.
