Введение к работе
Актуальность проблемы. Многогранность экологических проблем в на-лоящее время требует их глубокого анализа с учетом развития каждого региона и России в целом. Комплексный подход к изучению отдельных факторов природной среды в их сочетании с исторически сложившимися сферами троизводственной и сельскохозяйственной деятельности, традиционными рормами природопользования создают предпосылки качественной оценки развития и сохранения природных экосистем в условиях современного антропогенного ландшафта. Анализ экологической обстановки в регионах Рос-:ии, в частности, в условиях Центрального Черноземья, прогноз возможных изменений и необходимость управления с учетом широкого спектра антро-тогенной деятельности, обеспечивает взаимосвязь и последовательность в >ешении проблем сохранения и восстановления природных экосистем.
Лесостепная зона Европейской части России в настоящее время почти толностыо преобразована в индустриально-сельскохозяйственный ландшафт. Естественные природные экосистемы сохранились лишь на очень ограни-іенной площади, основную часть которой в настоящее время составляют іаповедньїе территории. В связи с этим, резко обострившиеся экологические троблемы региона в последние десятилетия привели к необходимости ин-едсификации прикладных и фундаментальных исследований в области ох->аны окружающей среды и рационального использования природных ресур-:ов.
Высокая ценность и дефицит водных и земельных ресурсов в условиях іесостепной зоны Европейской части России, уязвимость и неустойчивость триродных экосистем, с одной стороны, земле-водо-ресурсоемкость произ-юдств, расположенных здесь и высокие показатели отходности отраслей на-юдного хозяйства, с другой, выдвигают природоохранные задачи в Централь-гом Черноземье на первый план.
Экологический аспект исследований антропогенного влияния на наемные экосистемы в условиях европейской лесостепи России состоит в раз->аботке методов оценки состояния биологических систем разного уровня ор-анизации на фоне измененного ландшафта, проведения эксперименталь-гых исследований по определению отклика биоты на антропогенное воздействие и выделение наиболее приоритетных факторов загрязнения природной :реды.
Определение принципов воздействия на наземные экосистемы означает создание механизмов регулирования и управления как уровнем антропо-енного влияния, так и состоянием испытывающих это влияние природных жосистем и их компонентов. Достижение подобных целей возможно лишь гри наличии структурно-территориальной информации, позволяющей уста-ювить направление и интенсивность антропогенной деятельности, доста-х>чно подробно и точно дифференцирующую оцениваемую территорию по фовням загрязнения, создающую возможность выявить наиболее загрязнен-гые территории.
В условиях техногенного ландшафта проблема охраны окружающей среды становится одной из наиболее приоритетных, учитывая, что даже заповед-гые экосистемы испытывают серьезный техногенный пресс. Поэтому тради-
ционные подходы к проблеме охраны природы в этой ситуации оказываются недостаточно эффективными. Необходима разработка научных основ системы комплексного экологического мониторинга, которая обеспечивала бы наблюдение, прогноз и управление экологической ситуацией в условиях интенсивного антропогенного влияния в конкретном регионе или области.
Цель и задачи исследований. Главной целью работы является оценка состояния наземных экосистем лесостепной зоны Европейской части России на примере Курской экологической модельной области, а также проведение на ее территории и территории сопредельных областей исследований по динамике и функционированию природных и антропогенных экосистем.
Для достижения этой цели нами были решены следующие задачи:
-
Оценено состояние наземных экосистем в условиях европейской лесостепи.
-
Изучены особенности техногенного загрязнения экосистем в Курской экологической модельной области.
-
Проведены научные исследования по оценке состояния, динамике и структурно-функциональной организации природных экосистем по комплексу биологических, экологических и геохимических показателей.
-
Изучена роль животных в биологическом круговороте веществ в природных и агроэкосистемах европейской лесостепи.
-
Определена роль и значение охраняемых природных территорий в сохранении и восстановлении наземных экосистем в условиях антропогенного ландшафта.
-
Определены основные направления экологического мониторинга состояния наземных экосистем.
Научная новизна. Диссертационная работа представляет собой исследование динамики экологических процессов, происходящих в наземных экосистемах в условиях антропогенного ландшафта европейской лесостепи. В результате теоретических и практических исследований предложена система оценки состояния атропогенных и природных экосистем по биологическим, экологическим и геохимическим показателям. Разработаны принципы ранжирования территории по степени напряженности экологической ситуации. Исследованы характер и степень загрязнения территории промышленных предприятий, пригородных районов, рекреационных зон, сельскохозяйственных угодий и заповедных территорий. Выявлены и оценены наиболее приоритетные загрязнители и их влияние на основные компоненты наземных экосистем. Проведены исследования по оценке состояния, динамике и структурно-функциональной организации особо охраняемых природных территорий. Предложен новый подход к организации заповедных территорий в условиях антропогенного ландшафта. Автором получены данные по миграции химических элементов в популяциях наземных и почвенных животных в природных и агроэкосистемах. Обосновано значение и роль наземных животных в круговороте химических элементов в экосистемах лесостепи. Выделены виды животных-индикаторов для экологического мониторинга и контроля состояния наземных экосистем.
Практическое значение. Материалы диссертации являются основой для разработки системы экологического мониторинга, нормирования антропо-
хнных нагрузок на природные экосистемы, формирования сети особо охраняемых природных территорий. На основе разработанных автором подходов і анализу динамики и структурно-функциональной организации особо охра-гяемых природных территорий, к оценке экосистемного круговорота веществ j природных и агроэкосистемах приняты решения по сохранению и восста-ювлению природных ресурсов, уникальных ландшафтов и заповедных территорий Курской экологической модельной области.
Часть материалов диссертации вошла в опубликованные учебные посо-5ия «Почвенная фауна в кадастре животного мира» для студентов-биологов. Материалы диссертации используются при чтении лекций и курсов в Московском государственном университете «Основы биогеоценологии», в Рос-ювском государственном университете «Химическая экология» и «Экология кивотных».
Апробация работы. Материалы диссертации были доложены на Ученых "оветах Центрально-Черноземного государственного биосферного заповед-гика в 1977-1990 гг., Ученых Советах Центра экологических исследований в 1990-1995 гг., Всесоюзном совещании по проблемам почвенной зоологии Киев, 1981), Научной сессии, посвященной 100-летию со дня рождения проф. 3. В. Алехина (Курск, 1982), Всесоюзном совещании «Роль подстилки в лес-1ых биогеоценозах» (Красноярск, 1983), 1 Международном конгрессе по био-:ферным заповедникам (Минск, 1983), Всесоюзном совещании «Проблемы жраны генофонда и управления экосистемами в заповедниках степной и тустынной зон (Аскания-Нова, 1984), Всесоюзном совещании «Раститель-гаядные животные в биогеоценозах суши» (Валдай, 1984), Научной коифе-)енции «Современное состояние и перспективы развития заповедного дела» Курск, 1985), IX Международном коллоквиуме по почвенной зоологии (Виль-нос, 1985), Всесоюзном совещании «Теоретические основы заповедного дела» Львов, 1985), Научной конференции «Природные ресурсы заповедных тер->иторий и перспективы их охраны» (Воронеж, 1986), 2 Всесоюзном совеща-ши по биогеоценологии (Москва, 1986), 1 Всесоюзном совещании по зоо-сультуре (Москва, 1986), Научной конференции «Географические проблемы іазвития заповедного дела» (Самарканд, 1986), Всесоюзной конференции «Фе-юлогические исследования в государственных заповедниках» (Алма-Ата, 1986), Всесоюзном совещании «Проблемы почвенной зоологии» (Тбилиси, 1987), Всесоюзном совещании «Микробиологическая деструкция органиче-:ких остатков в биогеоценозах» (Москва, 1987), Советско-германском сове-цании молодых экологов (Бонн, 1987), Всесоюзной конференции «Экоток-:икология и охрана природы» (Юрмала, 1988), Международной школе-семи-тре «Биоиндикация и биомониторинг» (Курск, 1988), Всесоюзном семина->е, посвященном 125-летию со дня рождения В. И. Вернадского (Ленинград, .988), Всесоюзном совещании «Биодинамика почв» (Таллинн, 1988), Меж-іународном совещании «Жизненные формы и стратегия организмов и их іспользование для биоиндикации состояния жизненной среды» (Ческе Бу-(ейовице, 1988), Всесоюзном совещании «Охрана генофонда и ценофонда равянистых биогеоценозов» (Свердловск, 1988), Научной конференции «Ох->ана окружающей среды Центрального Черноземья» (Воронеж, 1989), Всесо-озном совещании по проблемам кадастра и учета животного мира (Уфа, 1989),
Международном форуме общественности «Пути в будущую Европу» (Бонн, Мюнхен, 1989), Всесоюзном совещании «Заповедники СССР, их настоящее и будущее» (Новгород, 1990), Международном совещании «Травяные резерваты в индустриальном ландшафте» (Банска Быстрица, 1990), Международном совещании по проблемам почвенной экологии (Амстердам, 1990), Международном форуме общественности (Токио, Пекин, 1990), Международном совещании «Биоиндикация нарушенных территорий» (Ческе Будейовице, 1991), Московской конференции по человеческому измерению СБСЕ (Москва, 1991), III Российско-украинской конференции «Перспективы российско-украинских отношений» (Москва, 1993), Международной экологической конференции «Проблемы взаимодействия независимых государств в обеспечении экологической безопасности» (Москва, 1994), Международном форуме «Современные экологические проблемы провинции» (Курск, 1995), а также ряде других международных, всесоюзных, региональных, областных совещаниях в период с 1977 по 1995 годы.
Диссертация доложена на объединенном заседании Ученого Совета Центра экологических исследований, лаборатории биоиндикации Института проблем экологии и эволюции им. акад. А. Н. Северцова РАН, лаборатории экологических и химико-биологических исследований Гидрохимического института ФСР по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды.
Публикации. Автором опубликовано 130 работ, в том числе 94 работы по материалам диссертации, из них 2 монографии.
Структура и объем диссертации. Работа изложена на^Устраницах машинописного текста, содержит 49 таблиц, 27 рисунков, состоит из введения, 8 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы, включающего ЦЗт источников, из них "/j — работы на иностранных языках.