Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Антропогенное влияние на наземные экосистемы Степной зоны Украины (методология исследования, оценка, прогноз) Грицан, Наталья Петровна

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Грицан, Наталья Петровна. Антропогенное влияние на наземные экосистемы Степной зоны Украины (методология исследования, оценка, прогноз) : автореферат дис. ... доктора биологических наук : 11.00.11.- Москва, 1995.- 44 с.: ил.

Введение к работе

Актуальность работы. Степное Пріднепровье является старопромншленным регионом, территория которого в настоящее время практически полностью преобразована в индустриально-сельскохозяйственный ландшафт. Более или менее естественные биогеоценозы, приуроченные, главным образом, к поймам рек, оврагам и балкам, сохранились лишь на 0,5$ площади Приднепровского региона на территориях различных категорий запо-веданности. Серьезные экологические проблемы региона, резко обострившиеся в пооледняе десятилетия, привели к необходимости интенсификации фундаментальных и прикладных исследований в области охраны окружающей среды и рационального использования -природных ресурсов.

Биологический аспект исследований состоит в: I) разработке теории и методов исследования состояния и изменений в пространственно-распределенных биологических системах разного уровня организации на фоне конкретных географичеоких условий; 2) проведения экспериментальных исследований по определению отклика биотической составляющей природных экосистем на антропогенное воздействие; 3) определении приоритетных факторов и эффектов этого воздействия; 4) выявлении функциональных зависимостей между ними; 5) изучении устойчивости и нормировании техногенных нагрузок на природные экосистемы.

Оценка качества окружающей природной среды необыкновенно сложна, а существующая сегодня неопределенность критериев качества значительно усугубляет проблему. Что касается степных зон, где естественные степи целиком распаханы, то вопросы выбора показателей оценки состояния биогеоцено- зов для научно обоснованного экологического нормирования, прогноза, оздоровления и стабилизации экологической обстановки стоят чрезвычайно остро.

Решению задач разработки методологии комплексной оценки состояния природных экосистем и ее практического применения с целью оптимизации природопользования в зоне степей Юго-Востока Украины в условиях мощного антропогенного воздействия и посвящена данная работа.

Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы являлась разработка и научное обоснование системы комплексной оценки состояния биогеоценозов техногенных территорий степных зон и проедание на ее оонове практических исследований для ооушеотвления контроля и прогнозов изменений в природных экосистемах, для функционирования биоэкологического блока региональной системы экологичеокого мониторинга "Приднепровье", для регулирования уровня антропогенной нагрузки на окружающую ореду, для разработки рациональных охем природопользования.

В соответствии с целью исследований нами предусматривалось решение следующих задач:

I). Разработать теоретические основы системы комплексной оценки состояния биогеоценозов степнцх зон в условиях полностью видоизмененных человеком ландшафтов.

2). Изучить характер и уровень загрязнения наземных экосистем региона, определить приоритетные загрязнители.

3). Согласно разработанной методологии провести натур-1 ные исследования и дать оценку состояния природных популяций по комплексу генетических, физиолого-биохимических, экологических и биогеохимических показателей. С помощью корреляционного анализа выявить факторы, вызывающие сдвиги в соотоянии наземных- экосистем в наибольшей степени.

4). Используя методы математического моделирования выявить региональные особенности биогеохимических циклов элементов-загрязнителей и закономерности их взаимодействия между ообой в растениях и почвах.

5). Установить функциональные зависимости отклика биотической составляющей наземных экосистем на загрязнение окружающей среды, ориентированные на получение прогноза изменений состояния биогеоценозов при различных сценариях развития народно-хозяйственного комплекса в региональных эко-лого-экономических моделях.

Научная новизна работы. В результате теоретических и .практических исследований разработана методология оценки состояния наземных экосистем техногенных территорий степных зон Юго-Востока.Украины, включающая критерии выбора мест и объектов в исследованиях такой направленности, требования

- б -

к показателям качества окружающей природной ореды. Впервые предложена комплексная система биоэкологических показателей, характеризующая ооотояние наземных экосистем на генетическом, физиолого-биохимическом, морфологическом, экологическом, биогеохимичеоком уровнях, базирующаяся как на наиболее объективных, так и на наиболее доступных о точки зрения затрат труда и материальных средств методах получения данных.

Впервые дана простая схема перехода от многокритериальной оценки к- однокритериальной путем введения интегрального (приведенного) биологичеокого показателя (ИБП), учитывающего всю совокупность разнообразных данных.

Для количественной характеристики опектра и уровня яа-|грязнения окружающей природной среды впервые введены следующие коэффициенты: коэффициент загрязнения для отдельного элемента; коэффициент недостаточности для отдельного элемента; интегральный коэффициент загрязнения для ряда элементов; интегральный коэффициент недостаточности для ряда элементов; коэффициент дисбаланса элементов.

На основании вышеуказанных интегральных показателей разработаны принципы ранжирования территории по степени напряженности экологической ситуации.

Впервые в зоне наотоящих степей юго-восточной Украины проведены комплексные натурные исследования оостояния наземных экосистем на 46 тест-полигонах, в результате которых впервые дана количественная оценка спонтанного и индуциро-. ванного мутагенами окружающей среды уровня мутирования, определяемого процентом аберраций хромооом в меристемах растений; показано изменение продукционных процеосов в зависимости от градиентов антропогенного воздействия; изучена активность почвенных ферментов и количественный соотав микре-т педофауны.

Исследованы характер и степень загрязнения наземных экосистем городов и сельских районов Приднепровского региона 17 элементами, выявлены приоритетные' загрязнители. Предложена шкала и проведено ранжирование территории по величине интегрального показателя экологической напряженности.

В результате математической обработки всего массива полученных данных установлены взаимосвязи и взаимозамен- ,

мости между элементами-загрязнителями окружающей ореды, а также функциональные зависимости между оопряженннми признаками, которые легли в основу биоэкологического модуля разрабатываемой $ Институте проблем природопользования и экологии Национальной Академии Наук Украины эколого-экономи-чеокой модели региона.

Практическое значение -работы. Материалы диссертации являются основой для разработки принципиально новых, научно обоснованных практических рекомендаций для целей экологического нормирования и оптимизации регионального природопользования.

Разработанная автором методология комплексной оценки состояния природных экосистем является базовой в биоэкологическом блоке функционирующей в регионе региональной ои-отемы экологического мониторинга "Приднепровье".

Основные выводы и количественные характеристики использованы Днепропетровским управлением по экологии при горисполкоме для выделения зон особого экологического кон-' троля, составления экологического паспорта города Днепропетровска.

Функциональные зависимости отклика биотической составляющей наземных экосиотем на антропогенное воздействие вошли необходимой составной частью в биоэкологический модуль разрабатываемой в Институте проблем природопользования и экологии НАН Украины эколого-экономической модели региона.

Результаты исследований, постоянно используются в экологическом образовании и входят в курен лекций, читаемых в Днепропетровском государственном университете, Днепропетровской медицинской академии и других вузах города.

Основные положения, вынооимые на защиту. На основании выполненных научных исследований, обобщения собственных и литературных данных на защиту выносятся следующие положения:

I). Методология комплексной оценки состояния и загрязнения наземных экосистем, находящихся в степных зонах в условиях интенсивного антропогенного воздействия.

2). Количественная биоэкологическая оценка состояния наземных экосистем и характеристика спектра и уровня их

загрязнения.

3). Совокупность полученных автором эмпирических закономерностей отклика биотической составляющей наземных экосистем в зависимости от характера и степени антропогенного воздействия.

Аігообадия работы. Материалы диссертации обоуждалиоь на УШ съезде Всесоюзного ботанического общества по актуальным вопросам ботаники в СССР (Алма-Ата, 1988), Республиканской научной конференции "Рациональное использование, охрана, воспроизводство биологических ресурсов и экологическое воспитание" (Запорожье, 1988), Республиканской научно-техни-чеокой конференции "Агроэкологическая обстановка на сельскохозяйственных угодьях Украинской ССР и пути снижения их загрязнения токсическими веществами" (Черкассы, 1989), Республиканской научно-техничеокой конференции "Малоотходные технологические процессы и сокращение промышленных выбросов в металлургической промышленности" (Запорожье, 1989), Республиканской научно-технической конференции по проблемам и опыту охраны окружающей среди (Киев, 1990), Всесоюзной конференции по экологическим проблемам охраны живой природы (Москва, 1990), Всесоюзной научной конференции "Растения и промышленная среда" (Днепропетровск, 1990), Всесоюзной конференции по проблемам устойчивости биологических систем ' (Севастополь, 1990), научной конференции по проблемам эко-информатики (Москва, 1992), научно-практической конференции' "Фтор. Проблемы экологии, биологии, медицины, гигиены"(Полтава, 1993), Республиканской научно-практичеокой конференции по проблемам использования социально-экономического и при-родно-ресурсного потенциала региона (Луцк, 1993), международной научной конференции "Промышленная ботаника: соотояние и перспективы развития" (Кривой Рог, 1993), научной конференции по проблемам землепользования в условиях реформирования экономики (Кацивели, 1993), научной конференции "Подвижные формы токсичных элементов в почвах Украины" (Киев, 1993), научно-практической конференции по проблемам Нико-поль-Марганец-Энергодарского района (Марганец, 1993), научной конференции международного общества по исследованию йторидов (Пекин, 1994), а также на заседаниях Ученого сове-

та Института проблем природопользования и экологии Национальной Академии Наук Украины, научных конференциях и совещаниях, проводимых Приднепровской секцией Научного оовета НАН Украины эдэ проблемам биосферы, биологическим факультетом Днепропетровского госуниверсигета, Днепропетровским управлением по экологии.

Публикация тезультатов доследований. По материалам диссертации опубликовано 37 работ.

Структура и обгем работы. Диссертационная работа оо-отоит из введения, 7 глав, заключения, списка попользованной литературы, включающего 577 источников, и изложена на' 335 страницах, иллюстрирована 61 таблицей и 23 рисунками.

Основой для написания диссертации послужили исследования автора, проведенные в течение 1988-1993 гг. при выполнении госбюджетных и хоздоговорных тем, разрабатываемых Институтом проблем природопользования и экологии Национальной Академии Наук Украины, номера гоорегиотрации которых: 01.89.0048539, 01.910029740, 0І93У03О463, 0І.93У009456.