Экологическая безопасность

1. Зависимость загрязнения атмосферы от природных и техногенных факторов. Критерии оценки качества воздуха. Влияние загрязнения атмосферного воздуха на здоровье населения и методы его изучения. Состояние атмосферного воздуха в УР

Загрязнение атмосферного воздуха оценивается по максимально-разовым, среднесуточным и среднегодовым концентрациям. В кач-ве критериев выступают два показателя: кратность превышения ПДК с учетом класса опасности вещества; суммации биологического действия загрязнений воздуха и частота превышений над ПДК. При оценке состояния атмосферного воздуха с использованием среднегодовых концентраций применяется комплексный показатель загрязнения атмосферного воздуха -- Р. Загрязнение воздушной ср. оценивается с точки зрения воздействия на наземную растительность, лесные и водные экосистемы. В качестве критериев используются показатели загрязнения соединениями серы и азота, фтористым водородом и озоном. Показатели анализируются по абсолютным содержаниям, времени воздействия и критическим нагрузкам (г/м² в год).

Высокое загрязнение воздуха при НМУ вызывается накоплением поллютантов вблизи источников их эмиссии вследствие недостаточной интенсивности процессов рассеяния. Для оценки масштабов этого явления нет необходимости привлекать данные об отдаленных источниках. Расчетные концентрации поллютантов при НМУ в окрестностях городов и райцентров Удмуртии были оценены на основе применения типовой методики ОНД-86, при этом населенные пункты условно принимались за точечные источники загрязнения с параметрами, близкими к средним (высота 30 м, температура газовоздушной смеси 125°). Интенсивность выброса поллютантов определялась путем деления объемов эмиссии на продолжительность интервалов времени. Расчетным путем определялись величины концентраций поллютантов на стандарт. расстояниях от центров насел. пунктов с учетом повторяемости ветров соответствующих направлений. Как показали проведенные расчеты, величина ИЗА может достигать единицы на расстояниях до 35 км от центра г Ижевска и до 75 км от центра г Глазова. При этом вероятность образования высоких концентраций тем выше, чем чаще наблюдаются ветры соответствующих направлений. Поэтому формы изолиний расчетных величин ИЗА вокруг населенных пунктов повторяют соответствующие розы ветров. Наложения полей загрязнений от соседних населенных пунктов обусловливают формирование ареалов сложной формы.

Состояние воздушного бассейна городов Удмуртии. Уровни загрязнения атмосферы в городах подвержены резким изменениям, как в пространстве, так и во времени. Эти изменения определяются расположением источников загрязнения, микрорельефом и характером застройки городской территории, текущими метеорологическими условиями. Редкая сеть постов наблюдения за загрязнением атмосферы (ПНЗ) позволяет отслеживать общие тенденции, тогда как территориально полная характеристика состояния атмосферы может быть получена по косвенным данным либо расчетным путем

Влияние загрязненного воздуха на человека может быть как прямым, так и косвенным. Прямое влияние выражается в том, что загрязнители в виде газов и пыли попадают вместе с вдыхаемым воздухом в организм и непосредственно действуют на него, вызывая отравления и различного рода заболевания.

Среди соединений серы наиболее токсичен для человеческого организма ее SO₂. При увеличении его концентрации в окружающем воздухе повышается вероятность ССЗ и легочных заболеваний. Бронхиальная астма - наиболее частое заболевание у людей, дышащих воздухом с повышенным содержанием диоксида серы. Установлена тесная связь повышенной смертности от бронхитов с повышенной концентрацией диоксида серы в воздухе.

Угарный газ (СО), соединяясь с гемоглобином крови, вызывает отравление организма, малые его концентрации способствуют отложению липидов на стенках кровеносных сосудов, ухудшая их проводимость.

Оксиды азота (NO, NO₂) отрицательно влияют на эпителий органов дыхания, вызывая отеки. При длительном их воздействии на человеческий организм нарушается деятельность ЦНС.

Отрицательно действуют на нервную систему соединения свинца. Проникая через кожу и накапливаясь в крови, свинец снижает активность ферментов, участвующих в насыщении крови кислородом. Это, в свою очередь, нарушает нормальные обменные процессы.

К прямому вредному влиянию на организм человека следует отнести воздействие воздуха, насыщенного пылью разнообразного происхождения - частицами горных пород, почвы, сажи, золы. Общее кол-во пыли, ежегодно поступающей в атмосферу Земли, оценивается в 2 млрд т, причем антропогенные аэрозоли составляют 10-20%. При длительном вдыхании запыленного воздуха у людей и дом. животных возникает болезнь - пыльная пневмония.

Запыленность воздуха в городах оказывает вредное косвенное воздействие. С увеличением запыленности атмосферы над круп. городами снижается прямая солнечная радиация. В их центрах суммарная солнечная радиация на 20 - 50 % ниже, чем в пригородах. Существенно уменьшается поступление УФ лучей. Это приводит к увеличению в городском воздухе болезнетворных бактерий. В запыленном воздухе резко возрастает число ядер конденсации.

2. Состав гидросферы и пространственное распределение водных ресурсов. Организация водоснабжения и водоотведения. Проблемы создания и функционирования водохранилищ. Состояние поверхностных вод в Удмуртии

Гидросфера - прерывистая вод. оболочка З. Располагается между атмосферой и литосферой и вкл. в себя все океаны, моря, озёра, реки, а также подз. воды, льды, снега полярных и высокогорных районов. Гидросферу делят на: поверхностную и подз.

Поверхностная гидросфера - вод. оболочка поверхностной части земли. В её состав входят воды океанов, морей, рек и тп. Поверхностная гидросфера покрывает земную поверхность на 70.8%.

Подземная гидросфера - включает воды, находящиеся в верхней части земной коры.

Осн. часть гидросферы (96.53% составляет Мировой океан (МО). На долю подз. вод приходится 1.69% от общего объёма гидросферы, остальное - воды рек, озёр и ледников.

Понятие водоснабжения. Это использование воды для питья и комунально - бытовых нужд. К последним относится система централизованного водоснабжения для обеспечения предприятий бытового обслуживания, поливка улиц, зелёных насаждений, противопожарные нужды. Объём воды определяется удельным водопотреблением и числен. населения. Удельное водопотребление - суточ. объём воды, приходящийся на одного человека. Удельное потребление = 200-600 л/сут на человека в городе, в селе - 100-200 л/с. Если нет водопровода, то 30-50 л/сут. Нормы оговариваются СНИПом 2.04.02-84 "Наружные сети и сооружения". Здание, оборудованное водопроводом и канализацией, но без ванн, норма 125-160 л/сут; здание с ваннами, но с колонками норма - 160-230 л/сут; когда всё есть - 230-250 л/сут.

Техническая схема водопровода. Водозаборные сооружения; насосы. Устройство для обработки воды резервуары чистой воды. Насосы второго подъёма. Водозаборные сооружения обеспечивают забор воды в водопровод. Место для водозаборных сооружений на реках выбирают на участках с устойчивым руслом, с учётом русловых процессов, как можно ближе к водопотребителю, за пределами заторных и зажорных участках реки, выше зон интенсивных загрязнений сточ. вод (выше по течению нас. пунктов)

Выбор источника водоснабжения. В качестве источника водоснабжения наиболее пригодны подз. воды (постоянный физ. показатель, часто микробиологический показатель не превышает нормативы). Имеют повышенную жёсткость и повышенное содержание Fe? F? P и тд. Грунтовые воды в виде колонок, ручьёв потенциально опасны. Реки как источники изменяются сезонно. Высокое содержание загрязняющей примеси. Из почвы вымываются загрязняющие в-ва. Водоёмы тоже обладают недостатком - фитопланктон, водоросли.

Промышленное водоснабжение. Вода может использоваться в любых целях: промывка, охлаждение, парообразование. Особенность: равномерное в течение года потребление воды; малое безвозвратное потребление.

Водоотведение - сброс в воду загрязнённых и ст. вод. Ст. воды - это воды, которые по своим хим., физ. микробиологическим св-ам отличаются в худшую сторону от исходной пр. воды. Осн категории ст. вод: коммунально-бытовые, производственные, поверхностный сток (талые снеговые воды).

Системы канализации для отведения. Выделяют 3 системы ст. вод: общественная, раздельная, полураздельная. Канализация - комплекс сетей и сооружений, предназначенных для организованного приёма и удаления по трубопроводам за пределы нас пунктов. СНИП 2.04.03-85. "Канализация наружные сети и сооружения", СНИП 2.04.01-85 "Внутренний водопровод и канализация зданий". Очистка бытовых сточных вод осуществляется мех. и биолог. методами. Бактериальные загрязнения ликвидируют обеззараживанием.

Проблемы создания и функционирования водохранилищ. При строительстве водохр-щ образуется зоны влияния водохр-щ. Зона влияния водохр-щ в верхнем биефе. Биеф - участок реки в верхнем течении до плотины. Зона подтопления не всегда приводит к затоплению территории, но бывает. Подтопление - повышения уровня грунт. вод и приближение его к земной поверхности, которая приводит к изменению уровня грунтовых вод. Создание водохр-ща приводит к изменению микроклимата в прибрежных районах. Эти изменения тем существенней, чем больше площадь водоёма. Полоса влияния крупного водохр-ща = 10-15 км на севере; на юге -1-3 км. Далее изменения микроклимата в прибрежной полосе включают: Т воздуха падает на 0.5-2 гр.; уменьшается суточ. температура; увеличивается влажность; возникают ветры типа бриза.

Состояние поверхностных вод в Удмуртии.

Гидрологические посты:

· ГП-l Гавриловка (р. Сива);

· ГП-l Ижевск (р. Позимь);

· ГП-l Ижевск (р. Иж);

· ГП-l Полом (р. Чепца);

· ГП-l Глазов (р. Чепца);

· ГП-l Игра (р. Лоза);

· ГП-l Грахово (р. Адамка);

· с. Каракулино (Нижнекамское водохранилище);

· Гп-l Сарапул (р. Кама)

3. Строение подз. гидросферы и особен. техногенного воздействия на нее. Организация охраны подз. вод. Мониторинг состояния подз. вод. Состояние под. вод в Удмуртии

Строение подз.гидросферы - содерж. в толще почв и грунтов. По водно-физ. св-м подразделяются: - водопроницаемые (пески, галька - водоносный слой); - полупроницаемые (суглинок); - водонепроницаемые (глина, мерзлая порода). Подз. воды бывают: - атмосферного происхождения - просачивание атм. осадков или конденсация вод. пара; - из-за накопления осадков в водоёмах; - воды - из глубин недр З.

Проблемы охраны подз. вод. Они чище поверхностных. Неправильное использование приводит к их загрязнению и/или истощению. Следствием истощения м.б цепные реакции экосистеме, в т.ч опустынивание, оседание темной поверхности, подъем уровня солёных вод. Загрязнение подз. вод происходит при наличии ист. загрязнения и недостаточной естественной защищенности подз. вод. Защищенность подъемных вод зависит oт геолог. строения и определяется мощностью и проницаемостью пород перекрывающих водоносные горизонты, наличием или отсутствием разрывных нарушений, локальных размывов, скважин и горных выработок.

Распространенные виды загрязнения подз. вод яв-ся: нефтяное - происходящее при утечках нефти и нефтепродуктов в процессе их добычи, транспортировки, хранения и использования;

хлоридное - развивающееся при попадании в пресные водоносные горизонты высокоминерализованных вод из глубинных горизонтов, рудничных и шахтных вод, сточных вод хим. предприятий. Хлориды хорошо растворяются в воде и могут мигрировать по водоносным горизонтам на большие расстояния. Самоочищение от хлоридов практически отсутствует, снижение концентраций происходит только за счет разбавлений, т.е за счет того, что загрязнению подвергаются большие объемы воды;

нитратное - связанно глав. образом с с/х и реже с промыш-и и коммунальными отходами. Ист. нитратов в подз. водах яв-ся минер/удобрения и отходы животновод-х комплексов. Представлены в трех формах аммонийной, нитритной, нитратной, эти формы яв-ся т.ж последовательными стадиями процесса нитрификации. Нитраты в подз. водах устойчивы и способны активно мигрировать;

загрязнение ТМ - связанное с промышленными ист. ТМ, содержавшиеся в подз. водах, глав. образом в катионной форме, обычно хорошо сорбируются;

бактериальное - бывает связано с коммунально-бытовыми и с/х источниками. Распространение бактериального загрязнения ограничено временем выживания бактерий в подз. водах (от 30 до 400 суток)

Организация охраны подземных вод. Мероприятия по охране подземных вод подразделяются на:

Профилактические мероприятия вкл.:

- рацион. размещение потенциально опасных объектов для предотвращения возможных загрязнений подз. вод (исключительно на терр., сложенных слабопроницаемыми грунтами достаточной мощности);

- соблюдение правил ведения буровых и горных работ, соблюдение правил оборудования скважин, тампонаж неиспользуемых выработок;

- создание и поддержание режима зон санитар. охраны в пределах терр., на к/х происходит питание месторождений подз. вод, что предусматривает первоочередное оснащение насел. пунктов канализацией, а предприятий - оборотным водоснабжением, недопущение размещения потенциально опасных объектов, ограничения использования удобрений и пестицидов.

Специальные мероприятия по борьбе с загрязнением подз. вод вкл.: - откачки загряз. вод из специальных скважин, пробуренных для ликвидации очагов загрязнения подземных вод или предотвращения их распространения; - устройство защитных водозаборов для перехвата загрязненных подземных вод; - создание непроницаемых завес вокруг очага загрязнения; использование бактериальных препаратов для разрушения углеводородов и др. орг. загрязнений.

Мониторинг состояния подз. вод. Проводит РОСПОТРЕБНАДЗОР или ведомственные лаборатории. Для того чтоб орг-ть м-г подз. воды необход выделить: ист. загрязнеия; сост. карту источников; собрать сведения о водозаборах с терр. и путей поступления к ним ЗВ; учёт строения водоносного горизонта (мощность, однородность); учёт скорости движения подз. вод. С учётом этих факторов располагается наблюдаемая сеть (НС). Объекты: водозаборы, р-ны расположений грязеёмких пр-ий. Кол-во НС и их расположение д.б. «скользящим во времени». В р-нах пр-ий НС наращивается от ист. загр-я т.е. от пред-я. В р-нах водозабора НС - от границы обл. загр-х или некандиционных вод, но по направлению к водозабору. А-з проб воды проводится не т-ко по стандр. показателям, но и типичным для данного р-на загр-я. В НС включаются и фон-е скважины.

Состояние подз. вод УР - богата подз. водами. Общие запасы пресных подз. вод достигают 60 км³. Пресные воды заключены только в верх. части подз. гидросферы - зоне активного водообмена (мощность 100-150, местами до 250 м) опред. глубиной вреза соврем. и др. долин - естественной дренирующей сист.. В пределах зоны отдельные водоносные горизонты гидравлически связаны м/у собой и образуют два водоносных комплекса - четвертичных и верхнепермских отложений.

Водоносный комплекс четвертичных отложений приурочен к аллювиальным, болотным, эоловым, делювиально-солифлюкционным и элювиально-делювиальным образованиям. Показатели водопроводимости изменяются в зависимости от сост. водовмещающих пород. Дебиты скважин сост. от 0,01 л/сек в суглинках до 15-17 л/сек в галечниках; преобладающие (в песках) 0,8- 1,3 л/сек. Сред. глубина залегания от 4-6 м в север. районах до 20-25 м в южных. Естест. выходы под. вод приурочены к подошвам уступов террас, днищам оврагов и балок. Преобладают рассеянные выходы с дебитами 0,2-0,5 л/сек; значительные родники для данного комплекса не характерны. Воды пресные, с хорошими вкусовыми качествами, с минерализацией 0,3-0,8 г/л.

Преобладающий состав анионов - гидрокарбонатный; состав катионов - кальциевый и магниевый, что характерно для вод умеренного пояса. Данный водоносный комплекс залегает первым от поверхности и практически не имеет естественной защиты от загрязнения. Вследствие этого вблизи насел. пунктов при гидрогеологических съемках фиксировалось увеличение минерализации до 1-1,5 г/л, за счет нитратов.

Верхнепермский водоносный комплекс вкл. целый ряд водоносных горизонтов, приуроченных к отдельным слоям и линзам песков, песчаников, конгломератов и мергелей. Водовмещающие породы составляют от 10 до 40 % всего объема верхнепермских отложений, в составе к/х преобладают глины и аргиллиты. Данный комплекс распространен в УР повсеместно. Региональным водоупором является толща сульфатно-карбонатных пород нижней перми. Верхнепермские воды, как правило, являются напорными; напор составляет 19- 44 м над кровлей толщи. Дебиты скважин 2-4 л/сек; дебиты родников от 0,05 до 2 л/сек и более; в северных районах имеются родники с дебитом до 65 л/сек. Минерализация составляет 0,3 - 0,5 г/л; состав воды гидрокарбонатно-кальциевый, -магниевый и -натриевый. Воды данного комплекса вскрыты большим количеством скважин, выходят на поверхность в многочисленных родниках и играют важнейшую роль в хозяйственно-питьевом водоснабжении республики. Ресурсы данного горизонта далеки от исчерпания: объем извлекаемых вод 166,7 тыс. м³/сут. составляет 4,9% прогнозируемых запасов. Однако задача перевода крупных городов на водоснабжение из данного комплекса, несмотря на многолетние поисковые работы, не нашла решения, т.к. комплекс рассредоточен по всей терр. республики, и для обеспечения больших запасов требуются большие площади области питания, и в этом случае возникают сложности с обеспечением охраны подземных вод от загрязнения.

Зона замедленного водообмена приурочена к верхнепермским отложениям, залегающим ниже глубины вреза современной и древней речной сети (т.е. глубже 100-250 м). В этой зоне продолжительность водообмена достигает десятков и сотен тысяч лет. Вследствие столь длительного соприкосновения с породами воды здесь накапливают значительно больше растворенных компонентов. Свободный кислород замещается углекислым газом и сероводородом. Минерализация вод зоны замедленного водообмена от 1 до 32,5 г/л; т.е. воды солоноватые и соленые. Состав вод хлоридно- и сульфатно-натриевый и магниевый. Сульфатные воды приурочены к верхней части зоны замедленного водообмена, хлоридные - к нижней. В районах с повышенной трещиноватостью пород зона сульфатных вод под напором более плотных хлоридных оказалась приближенной к поверхности (р-н курорта Варзи-Ятчи) либо отсутствует. В последнем случае хлоридные воды располагаются непосредственно под гидрокарбонатными водами зоны активного водообмена. Дебиты скважин, вскрывших зону замедленного водообмена, обычно невелики (0, 1- 0,4 л/сек), но в отдельных случаях достигают нескольких л/сек.

Отдельные разновидности подземных вод этой зоны могут применяться в лечебных целях как минеральные и столовые питьевые. Среди них известна вода Ново-Ижевского источника, имеющая минерализацию 15,7 г/л и состав. С меньших глубин (130- 150 м) выведена вода с минерализацией 4-5 г/л, с преобладанием катионов натрия, калия, магния и анионов: хлоридного, сульфатного и гидрокарбонатного. Таковы воды дома отдыха "Машиностроитель" и скважин на территории Сарапульского электрогенераторного завода. В юж. районах республики, в пределах тектонических поднятий, пригодные для лечебных целей сульфатные воды встречаются и на меньших глубинах: около 20 м (Варзи-Ятчи). Воды данной зоны обладают значительным напором (от 150 до 350 м и более) и нередко могут самоизливаться.

Зона весьма затрудненного водообмена. Ниже слабо обводненной толщи сульфатно-карбонатных пород нижней перми, в карбоновых, девонских и рифейских отложениях имеется ряд водоносных горизонтов, содержащих рассолы с минерализацией до 200-300 г/л и более. Глубинные водоносные горизонты отличаются значительным напором, достигающим многих сотен метров. В минеральном составе глубинных рассолов преобладают хлориды и сульфаты натрия, кальция и магния. Глубинные рассолы содержат в значительных количествах йод, бром, иногда сероводород и могут применяться в лечебных целях для ванн (кизнерская минер.вода). Рассолы в значительных количествах попутно извлекаются при нефтедобыче; согласно технологии после отделения от нефти они вновь закачиваются в нефтяные пласты для поддержания пластового давления.

Загрязнение подз. вод происходит при нарушениях изоляции водоносных горизонтов, ч/з водопроницаемые породы или ч/з горные выработки. Миграция ЗВ м. происходить с поверхности и с глубинны горизонтов, первое преобладает. Загрязнение (и очищение подз. вод) происходит постепенно, зависит от соотношения между кол-ом поступивших поллютантов и подз. стоком. Загрязнения подз. вод - содержание вредных в-в в них заметно возрастает, пока еще остается ниже предельно допустимых норм, но служит сигналом о необходимости немедленных мер; на втором этапе их концентрации, превысив ПДК, делают воду непригодной для употребления.

С середины 1970-х гг. в Удмуртии, наблюдается прогрессирующее ухудшение кач-го состава подз. вод. В осн. это характерно для терр., прилегающих промыш. центрам. В каждом из городов есть скважины, эксплуатирующие солоноватые воды с минерализацией 1,1-4,3 г/л за счет повышенного содержания сульфатов и хлоридов, а на одном из водозаборов в Завьяловском районе за 1990-1992 гг. содержание нитратов увеличилось с 88 до 398 мг/л. Всего на начало 1996 г. было выявлено 19 очагов загрязнения подземных вод, приуроченных к эксплуатируемым нефтяным месторождениям, животноводческим предприятиям, полигонам и хранилищам промышленных отходов, очистным сооружениям. Отдельные случаи загрязнения могут быть объяснены подтоком глубинных вод по естественным трещинам. В составе загрязнения преобладают нефтепродукты, железо, нитраты, хлориды. Наиболее высокие уровни загрязнения наблюдаются в р-нах Мишкинского, Красногорского, Киенгопского нефтяных месторождений, Медведевских очистных сооружений в окрестностях Ижевска, хвостохранилища Чепецкого завода в окрестностях Глазова.

Как наиболее опасное явление следует рассматривать перетекание высокоминерализованных вод и нефти по стволам скважин на нефтяных месторождениях, где нефте- и водоносные пласты характеризуются высокими напорами, а при фильтрации соленых вод не происходит разбухания глинистых минералов, но за счет кристаллизации солей увеличивается активная пористость. Поэтому соленые воды в процессе фильтрации способны многократно (до десятков раз) увеличивать проницаемость пород и загрязнять водоносные горизонты на расстояниях до десятков километров от источника, причем интенсивность фильтрации соленых вод с течением времени увеличивается. Нефтяное загрязнение подз. вод исключительно устойчиво: при внедрении в водоносную систему 1 м³ нефти образуется и существует от 80 до 500 лет зона загрязнения протяженностью до 1,5 км. Проникновение нефтепродуктов и соленых вод в пресные горизонты может происходить как сверху через зону аэрации, при порывах трубопроводов, так и снизу через затрубное пространство скважин и неликвидированные скважины. Бурение глубоких разведочных и эксплуатационных скважин ведется в Удмуртии в течение более чем 50 лет. При этом необходимо отметить, что в прежние десятилетия ликвидационному тампонажу скважин не уделялось должного влияния; глубинные воды с высоким содержанием солей и сероводорода отличаются высокой агрессивностью и способны постепенно разъедать даже бетонные пробки, особенно некачественно выполненные. Величины напора в глубоких горизонтах измеряются многими сотнями метров (в север. р-нах Удмуртии до 2 тыс), что в сочетании с отбором пресной воды из горизонтов зон зоны активного водообмена создает предпосылки для интенсивного подтока глубинных рассолов и замещения ими слабоминерализованных вод. В юж. р-нах Удмуртии в отдельных скважинах, родниках и колодцах общая минерализация повышена до 2,2-3,9 г/л, в т.ч. содержание нефтепродуктов 0,5-5,5 мг/л. В районах Киенгопского и Мишкинского месторожд. минерализация доходит до 21 г/л, в т.ч. содержание хлоридов до 13,3 г/л.

4. Земельные ресурсы (ЗР) и их охрана. Состав почв и их место в экосистемах. Структура земельного фонда планеты и ее динамика. Причины и механизм деградации ЗР. Охрана почв и ЗР

(по Пекунову): Общие положения. ЗР относятся к универсальным ПР, необходимым для многих отраслей человеческой деятельности. Их нужно оценивать с двух разных позиций: - земля как почва для обеспечения человека продуктами питания; - земля как терр. для размещения различных объектов жизнеобеспечения человеческой деятельности.

Общая сумма площади земельного фонда в настоящее время достигает около 13.4 млрд га, причем только лишь 10-12% используется в интенсивном с/х. В перспективе еще 40-42% терр. фонда могут быть вовлечены в агропромышленное производство, однако 48% даже теоретически непригодны для с/х освоения.

Осн. направления и механизмы рационального использования и охраны земель. Сист. мероприятий, направленных на организацию рационального использования, поддержание устойчивости ландшафтов и охрану земель в российском земельном праве назыв. землеустройством. Оно предусматривает разработку проектов, связанных с использованием и охраной земель; разработку проектов по рекультивации нарушенных земель, защите почв от эрозии, селей, оползней, подтопления, засоления; обоснование размещения границ территорий с особыми природоохранными, рекреационными и заповедными режимами.

Состав почв и их место в экосистемах. Состав почв: твёрдой, жидкой, газообразной и живой части (в тетрадке). Почва - основа природы суши, обладающяя плодородием, многофунк-ая и многокомпанентная, открытая, многофазная, структурная сист. в поверхностном слое коры выветривания горн. пород, яв-ся комплексной функ-ей горн. породы, климата, орг-ов, рельефа, времени.

З. фонд планеты, его структура и размещение. Господствующая мир. тенденция заключается в сокращении ЗР. К потерям ЗР приводят: эрозия и дефляция, вторичное засоление, прямое уничтожение почвогрунтов при горнопромышленной разработке, загрязнение, подтопление и затопление при создании водохранилищ, абразия берегов, застройка, дорожное строительство и др. процессы. Кроме этого, изменяется урожайность с/х культур в связи с изменением климата и ростом содерж. СО в атмосфере.

За все истор. время потери ЗР оцениваются в 20 млн км², что превышает, соврем. пахотные площади. Площадь обрабатываемых земель на душу населения быстро сокращается, главным образом, вследствие роста населения. Относительное сокращение площади пахотных земель происходит, несмотря на их абсолютный рост: за последние 60 лет распаханность суши увел. почти вдвое. Однако в развитых странах выгоднее вкладывать средства в интенсификацию с/хоз., чем в освоение новых земель, площадь распаханных земель стабилизируется или незначительно сокращается в связи с расширением рекреационных зон. В развивающихся странах площадь пашни увеличивается, опережающими темпами растет площадь орошаемых земель. В то же время становится больше и селитебных земель (строения, коммуникации), поглощающих обычно пахотные земли. Таким образом, складывается цепочка: городские земли теснят пашни, пашни в свою очередь леса и тд.

Проблемы охраны ЗР. Осн. проблема в области охраны ЗР -- эрозия. Слой почвы, мощностью около 20 см, образующийся за срок от 1400 до 7000 лет, м.б. смыт или снесен ветром за 20-30 лет, иногда одним ливнем или пыльной бурей. Эрозия почв развивается на склонах, при крутизне поверхности 1-2° и более. При наличии ненарушенного, сомкнутого древесного и/или травянистого покрова потери почвы от эрозии незначительны. Нарушение ест. защиты почв при распашке или выпасе скота вызывает так называемую ускоренную, или с/х эрозию. Эколог. последствия эрозии связаны с тем, что ей подвергается поверхностный, наиболее плодородный слой, содержащий гумус, азот, фосфор, калий, кальций, серу, микроэлементы. Урожаи на эродированных землях снижаются до 10 раз и более. Общая потеря почв за счет эрозии во всем мире оценивается в 90 млрд т в год. Продукты эрозии аккумулируются на поймах и др. слабонаклонных и субгоризонтальных поверхностях - приводит к их заилению и падению продуктивности растительности, а также в водоемах, где в результате эрозии происходит обмеление и эвтрофикация.

Дефляция, при отсутствии сомкнутого растительного покрова, развивается почти на любых формах рельефа суши. Дефляция подразделяется на повседневную и катастрофическую - пыльные (черные) бури, которые случаются не ежегодно, но сносят слой почвы от 1-2 до 20-25 см, уничтожая посевы и создавая валы насыпного грунта перед препятствиями, иногда многометровые.

Приемы борьбы с эрозией и дефляцией. Это почвозащитные севообороты, при к/х на более подверженных эрозии угодьях размещают культуры, обеспечивающие лучшую защиту от эрозии, соблюдение оптимальных сроков с/х работ, полосчатое размещение посевов и паров, обработка почв поперек склона, создание полезащитных лесополос, облесение балок и обвалование, укрепление верховьев оврагов, устройство прудов, безотвальная вспашка и т.д. При защите почв от эрозии и дефляции эколог. интересы совпадают с эконом.: находящиеся в хорошем состоянии посевы означают как богатый урожай, так и надежную защиту от эрозии. Наиболее подверженные эрозии склоновые угодья на легкоразмываемых почвах, как правило, малопродуктивны и в с/х отношении, такие угодья нецелесообразно использовать как пахотные.

В песчаных пустынях и р-нах распространения дюн обычно используются приемы закрепления песков растительностью. Проблема защиты земель от эрозии и дефляции в первую очередь социально-экономическая, так как выполнение перечисленных выше приемов требует вложения средств и становится реальным при наличии определенной культуры с/х производства. Н-р, в России после реформы 1861 г. крестьяне из-за малоземелья распахивали склоны, на которых едва могла стоять лошадь, что вызвало вспышку овражной эрозии. В рамках борьбы с опустыниванием в странах Запад. Африки в порядке гуманитарной помощи населению бесплатно раздают печки для приготовления пищи, приобретенные за счет международных благотворительных фондов, так как это требует меньшей затраты дров, чем традиционный очаг с открытым огнем.

Очистка почв от загрязнения связана с удалением и захоронением загрязненного материала, что производится вручную или при помощи различных технических средств.

5. Биогеографическое районирование суши. Биопродуктивность популяций и биоценозов. Биоразнообразие как фактор устойчивости природных систем и проблемы его охраны

Биогеографическое районирование суши по Воронову: существует флористическое, фаунистическое, биогеографическое (совмещённое). Флористическое - покрытосемённых и папоротникообразных (схема Тахтоджан); Фаунистические области МО (схема Буда, Воронова): арктическая; бореально - атлантическая и бореально - тихоакеаническая; тропико - атлантическая и тропико-индо-тихоокеанская; субатлантическая; антарктическая.

Биопродуктивность популяций и биоценозов (в тетрадке).

Биоразнообразие - разнообразие таксонов. На сегодняшний день представлено 30-50 млн. видов. Флора - 4000 видов, 500 видов вирусов. Биоразнообразие бывает глоб., локальное, регион. Причины изменения: эволюционное; географ.; эколог.

Факторы: за счёт большого диапазона и разнообразия ресурсов; узкая специализация видов; дифференциация ресурсов; более полное использование ресурсов; фактор эволюционного времени; фактор экологического времени; межвидовая конкуренция; антропогенный фактор. Солнечная энергия - основная причина биоты.

Холодные (поляр.) пустыни Растительность не образует сплошного покрова. Нередко до 70% поверхности заняты лишенной высших растений щебнистой, каменистой, иногда растрескавшейся на полигональные отдельности почвой. Снег, неглубокий, сдувается сильными ветрами, зачастую имеющими ураганный характер. Лишь отдельные дерновинки или подушки растений ютятся среди каменистых и щебнистых россыпей, и только в пониженных участках зеленеют пятна более плотного растит. покрова. Особенно хорошо развиваются растения там, где птицы (в местах гнездовых скоплений «птичьих базаров») удобряют почву экскрементами. В арктической пустыне запас фитомассы составляет 2,5-50 ц/га, а ее годичная продукция -- менее 10 ц/га.

Тундры характеризуются суровыми условиями произрастания. Вегет. период короткий - 2-2,5 мес. В это время летнее солнце не опускается или лишь на короткое время опускается за линию горизонта. Осадков выпадает мало - 200-300 мм/год. Сильные ветры, особенно суровые в зимнее время, сдувают неглубокий снежный покров в понижения рельефа. Летом ночные t° зачастую опускаются ниже 0°. Заморозки возможны практически в любой летний день. Сред. t° июля не превышает 10°. Многолетняя мерзлота находится на незначительной глубине. Под торфянистыми почвами уровень многолетней мерзлоты не опускается глубже 40-50 см. В более север. районах тундр она смыкается с сезонной мерзлотой почв, образуя сплошную толщу. Почвы легкого механич. состава летом оттаивают на глубину около 1 м и более. В понижениях, где накапливается много снега, многолетняя мерзлота может располагаться очень глубоко или вовсе отсутствовать.

Рельеф тундры не является плоским, выровненным. Здесь можно выделить повышенные плоские участки, обычно называемые блоками, и межблочные понижения, имеющие в диаметре десятки метров; в не/х р-нах тундры эти пониженные участки называются аласами. Поверхность блоков и межблочных понижений также неровная.

Для тундры характерны контрасты м/ду растительностью водоразделов, изменения с севера на юг, и понижениями (межблочьями, берегами рек и озер). Преобладают осоковые и пушицевые сообщества. Растения, имеющие на водоразделах форму приземистых кустарничков и кустарников, достигают значительных размеров (1-1,5 м и более). Почва тундры имеет явные черты заболачивания. В тундре четче, чем в любой другой зоне, выделяются зимний и летний сезоны. Поэтому различия между зимним и летним животным населением особенно резки. Значительное число видов птиц, составляющих летом большую часть населения позвоночных животных, покидает тундру на зиму. Летом в тундре гнездится много видов и многочисленные особи водоплавающих птиц - утки, гуси, лебеди, кулики. Оживляется и мир воробьиных птиц тундры. Кол-во видов и особей, остающихся в тундре на зиму, весьма невелико.

Лесотундра. Обычно ботанико-географы считают лесотундру переходной полосой и часто относят ее к тундрам в виде особой, наиболее южной подзоны. Однако, если подходить к лесотундре с биогеографических позиций, то это особая зона, биоценозы к/й отличаются как от тундровых, так и от лесных.

Для лесотундры характерны редколесья. Появляются в значительном кол-ве птицы, гнездящиеся среди кустарников - варакушка и др. Возрастает кол-во семенных кормов, что приводит к повышению численности и разнообразию населения мышей. Многолетняя мерзлота уходит глубже, а активный слой почвы, ежегодно оттаивающий, уже не смыкается с ней. К редкостоящим деревьям приурочены гнезда врановых и мелких хищных птиц. Лесотундра обладает особым набором условий существования как по сравнению с тундрой, так и по сравнению с лесом. Для нее характерны различные виды деревьев: береза, из темнохвойных пород - ель, из светлохвойных - чаще всего лиственница.

Хвойные леса умер. пояса. Эти сообщества характерны только для умер. пояса С.полушария. Они образованы темнохвойными - елью, пихтой, сибирским кедром и светлохвойными -- лиственницей, сосной.

Тайга подразделяется на: северную тайгу, где широко развиты сообщества лишайниковых ельников; центральную, где преобладают зеленомошники, и южную, где в древостое начинают появляться широколиственные породы, а в составе травостоя много видов трав, свойственных широколиственным лесам.

Биомасса в пределах тайги заметно колеблется в зависимости от типа леса, возрастая от лесов северной тайги к лесам южной. В сосняках и ельниках северной тайги она составляет соответственно 800-1000 ц/га, в ср. - 2600, в юж. - от 2800 (в сосняках) до 3300 (в ельниках) ц/га. Надземная биомасса значительно выше подземной. На долю ассимилирующих тканей приходится 60--165 ц/га. Первичная продукция колеблется от 30 до 50 ц/га, а вторичная - в 100 раз меньше и на 90% формир. за счет потребителей мертвого орг. в-ва -- сапрофагов (бактерий, грибов, дождевых червей).

Широколиственные леса умер. пояса произрастают в условиях более мягкого климата, чем хвойные леса. Хотя условия существования в них несколько сходны с условиями существования в тайге и светлохвойных лесах, однако имеются и существенные отличия. Прежде всего, в отличие от хвойных пород (за исключением лиственницы), широколиственные деревья сбрасывают листву на зиму. Поэтому ранней весной в этих лесах деревья не одеты листвой и под их пологом светло. В связи с этим многие деревья (дуб, бук и др.) цветут одновременно с распусканием листьев; кустарники (например, лещина, волчье лыко) - до распускания листьев. Обильная опавшая листва укрывает поверхность почвы мощным рыхлым слоем. Под такой подстилкой моховой покров развивается плохо, преимущественно у основания стволов деревьев. Рыхлая подстилка предохраняет почву от резкого понижения t°, и зимнее промерзание ее либо полностью отсутствует, либо очень незначительно. В связи с этим ряд видов травянистых растений начинает развиваться зимой, как только мощность снежного покрова уменьшится настолько, что солнечные лучи могут проникнуть к поверхности почвы.

Зона лесостепи. Лесостепь тоже часто рассматривается как переходная полоса м/ду лесом и степью. Однако с обще биогеографической точки зрения она довольно своеобразна. Сочетание небольших лесов (колков), в европейской части преимущественно осиновых (получивших название «осиновых кустов»), а в Запад.Сибири -- березовых, со степными травянистыми и кустарниковыми участками благоприятствует существованию ряда видов, малохарактерных как для степи, так и для леса.

Зона степей представлена в Евразии степями, в С.Америке - прериями, в Ю.Америке - пампасами, в Новой Зеландии - сообществами туссоков. Это пространства умер. пояса, занятые более или менее ксерофильной растительностью. С точки зрения условий существования живот. населения степи характеризуются следующими признаками: хороший обзор, обилие растительной пищи, относительно сухой летний период, существование летнего периода покоя или, как его теперь называют, полупокоя. В этом отношении степные сообщества резко отличаются от лесных. Среди преобладающих жизненных форм растений степи выделяются злаки, стебли к/х скучены в дерновины - дерновинные злаки. В Юж. полушарии такие дерновины называются туссоками. Туссоки бывают очень высокими и листья их менее жестки, чем у дерновин степных, злаков С. полушария, т.к. климат близких к степям сообществ Юж. полушария более мягок. Корневищные злаки, не образующие дерновин, с одиночными стеблями на ползучих подземных корневищах шире распространены в северных степях, в отличие от дерновинных злаков, роль к/х в С. полушарии возрастает к югу.

Зона субтроп. сухих лесов и кустарников. Среди них первое место занимают средиземноморские лесные и кустарниковые сообщества. Часто различают лавровые леса и кустарники, и жестколистные леса и кустарники. Однако различия между этими сообществами не столь значительны, чтобы выделять их в разные классы формаций. Это один класс, включающий менее ксерофильные (лавровые) и более ксерофильные (жестколистные) сообщества. Обл. распространения лавровых и жестколистных сообществ -- субтропики. Они распространены в европейско-африканском Средиземноморье, в Ю.Африке, в С.Америке, в Чили между 40 и 50° ю.ш., на значительных пространствах Австралии.

Характерная особенность этой обл. - несовпадение теплого периода с влажным. Макс. осадков выпадает в зимний период. Лето здесь жаркое (июльская изотерма 20°) и сухое. Зима теплая - среднемес. t° выше 0°, изотерма января обычно не ниже 4°, лишь на 1--2 дня t° могут падать на неск-ко градусов ниже 0°. Среднегодовое кол-во осадков 500-700 мм, значительная их часть приходится на холодное время года.

Облик лесов в этих районах различен. Там, где кол-во осадков выше, воздух, благодаря близости моря, более насыщен влагой и прямые солнечные лучи, проникая сквозь влажную атмосферу, не обжигают растений. Деревья, к числу которых относится, н-р, канарский лавр, обитающий на Канарских островах, имеют плоские, блестящие, широкие, кожистые листья.

Саванны - тип растительности троп. пояса, обычно древесно-кустарниковый, иногда почти лишенный древесного яруса. Кол-во осадков составляет 900-1500 мм, дождливый сезон обычно один, сменяется сухим периодом продолжительностью 4 - 6 мес. Эти смены влажн. периода сухим создают своеобразие условий существования животных и растений. Деревья имеют толстую кору с мощным слоем пробки. Они сбрасывают на сухое время года листья. Травяной покров различен -- во влаж. условиях он образован высокими злаками, сквозь к/е трудно пробраться человеку. В сухих саваннах с более продолжительным сухим периодом это или низкие злаки, или различные полукустарники, вместе со злаками образующие сомкнутый травяной покров. Деревья или равномерно распределены среди травостоя, образуя сообщество, напоминающее по облику фруктовый сад, или растут рощицами, чередующимися с участками, занятыми травами. Многие деревья имеют зонтиковидную крону. Такая форма кроны благоприятствует распределению дождевых вод на площади, занятой поверхностными корнями этих деревьев. Кроме того, иссушающее действие ветра в сухой период при такой форме кроны уменьшается. С началом периода засухи надземные части трав высыхают, и с деревьев опадает листва. В период засухи в саваннах часто проходят пожары, к/е жители пускают для лучшего удобрения почвы. В конце периода засухи обычно деревья саванн цветут, а с началом влажного периода одеваются листьями.

Для всех саванн характерно обилие стадных млекопитающих. В Африке - классической стране саванн - приурочены бесчисленные стада антилоп, зебр, слонов, жирафов; из птиц встречается африканский страус. В Австралии в саваннах обитают различные сумчатые, в т.ч. гигантский кенгуру, имеется эму из бескилевых птиц. В Ю.Америке - мелкие олени, из бескилевых птиц - нанду. Во всех саваннах, кроме австралийских, много землероев-грызунов. В Ю.Америке из грызунов - вискаши, туко-туко. В Африке, кроме грызунов, преобладают также трубкозубы. В Австралии роющие плацентарные млекопитающие заменены сумчатыми - вомбатом, сумчатым кротом и др. Термиты устраивают в саваннах плотные глинобитные постройки.

Троп. редколесья очень разнообразны по структуре. В Африке в таких изреженных лесах встречаются баобабы и акации, нередко, как в саваннах, с зонтиковидными кронами. В Ю.Америке к троп. редколесьям относятся и древесно-кустарниковые сообщества. Троп. редколесья в более влаж. регионах сменяются листопадными троп. лесами. В обл. их распространения кол-во осадков составляет 800-1300, редко до 1400 мм/год. Продолжительность сухого периода 4-6 мес/году. В каждом из месяцев сухого периода выпадает менее 100, а в двух - менее 25 мм осадков. В таких лесах, несмотря на название «листопадные», произрастают главным образом в нижних ярусах значительное кол-во вечнозеленых деревьев. Однако их здесь меньше, чем в полулистопадных. Обычны деревья со сложными листьями. Деревья, как правило, корявы, невысоки. Осн. массу составляют деревья нижнего яруса, не превышающие 12 м. Имеются и поднимающиеся над общим уровнем древостоя деревья-эмердженты до 20, редко до 37-40 м высоты. Кустарниковый ярус сомкнут. Травяной покров почти отсутствует. В более светлых участках леса в травяном покрове обильны злаки. Среди эпифитов отмечены орхидеи и папоротники. Лианы нередко толщиной в руку вьются по деревьям и одна по другой. Более влаж. варианты этих лесов нередко называют муссонными, однако среди муссонных лесов имеются и полулистопадные.

Влаж. (дождевые) троп. леса характер-ся рядом особен. Произрастают в оптим. условиях влаж. и t° режима. Эти условия обеспечивают макс. продукцию растительного покрова и общую продукцию. Климат области распространения этих лесов характер-ся ровным годовым ходом t°. Сред. мес. t° колеблются в пределах 1-2°. При этом суточная амплитуда t° значительно больше различий м/ду сред. мес. и может достигать 9°. Абсолютные макс. t° в лесах бассейна Конго составляют 36°, минимальные - -18°, абсолютная амплитуда равна 18°. Сред./месяц амплитуды суточных t° равны нередко 7- -12°. Под пологом леса, особенно на поверхности почвы, эти различия уменьшаются. Год. кол-ва осадков достигают 1000-5000 мм. В нек/х р-нах возможны периоды, когда осадки выпадают в меньшем кол-ве. Влаж. воздуха колеблется от 40 до 100%, в дождливые дни держится выше 90%. Хотя влажность воздуха высока, что препятствует проникновению солнечных лучей к поверхности почвы, однако листья наиболее высоких деревьев, подверженные прямому воздействию солнечных лучей, находятся в условиях значительной сухости и имеют ксероморфный характер.

Продолжительность дня в пределах экватор. и троп. поясов колеблется мало. Даже на южной и северной границах троп. пояса она меняется всего лишь от 13,5 до 10,5 ч. Это постоянство имеет большое значение для фотосинтеза растений.

В тропиках усиленное испарение в первую половину дня приводит к накоплению паров в атмосфере и выпадению дождей преимущественно во второй половине дня. Циклональная деятельность в обл. влаж. троп. лесов характеризуется значительной повторяемостью ураганов, иногда весьма мощных. Они могут валить огромные деревья-эмердженты, образуя окна в древостое, что является причиной мозаичности растительного покрова.

6. Редкие виды растений и животных: градации редкости; факторы редкости; реликтовые и эндемичные виды, территориальное размещение редких видов, стратегия их охраны и восстановления. Красные книги. Охрана редких видов

Редкие виды растений и животных: градации редкости; факторы редкости - ред. и находящиеся под угрозой исчезновения организмы. Заносятся в Кр.к. где указывается ? численность, причины сокращения, распространение по терр. (ареал) в прошлом и в наст. время, предпринимаемые меры для охраны и др. сведения.

Реликтовые и эндемичные виды

Реликт - остаток былого распространения растения или животного. Н-р: Черника - лесной реликт.

Эндемики - местный вид и нигде более не встречающиеся.

Территориальное размещение редких видов?

Стратегия их охраны и восстановления. В 1980 г разработана всемирная стратегия охраны и восстановления редких видов. Осн. задачи:

1. Увел. площади ООПТ (заповедников и нац. парков) и формир. единой системы биоразнообразия;

2. Подготовка к изданию новой красной книги, ведение мониторинга состояния популяций редких видов;

3. Создание законодательной базы, разработка и принятие новых законов;

4. Сохранение редких видов, создание плана действий к стратегии межотраслевой координации.

У каждой отрасли разработана своя стратегия. В лесн. пром. переиздаются период кодексы - к/е регламентируют сохр. В рыболовстве достигается установлением норм, квот вылова. Охотнич. хоз. - стратегия промысла, устанавливаются сроки, номы, выдача лицензий и тд. Стратегия с/х внедр. эколог. технологий, сокращение использования пестицидов, организация ланд-ов, правильный севооборот и тд.

5. Совершенствование международной деятельности в сохранении редких видов;

6. Развитие научных исследований в области сохранении редких видов.

7. Развитие идей открытости информации о сохр. редких видов.

8. Разработка и внедрение эконом. и финансовых мех-ов сохр. редких видов. Сист. платежей, штрафов, грандов.

Охрана редких видов растений и животных. Человек существенным образом влияет на сообщества живых организмов непосредственно уничтожая их/или изменяя условия их существования. При использовании ПР, в т.ч. возобновимых ресурсов биосферы, необходимо сохр. эколог. разнообразия как в пределах культурного ландшафта, так и путем оставления эталонов совершенно нетронутой дикой природы. В 1995 году вышел закон об охране редких видов, к/й должен осуществляться на ООПТ. 7 типов ООПТ:

1. Государ. природные заповедники. Всего 100 из них 22 биосферных (вкл. в международную сеть заповедников)

2. Национальные парки

3. Государственные природные заказники

4. Памятники природы

5. Природные парки

6. дендрол. парки и дендрол. сады;

7. лечебно-оздоровительные местности и курорты. Задача - оздоровление населения.

Заповедники, национальные парки, заказники (ограниченное использование ПР) и другие резерваты дикой природы часто выполняют функции центров стабильности данного участка биосферы, благотворно воздействуют на природу далеко за пределами своих границ. Они служат хранителями естественных сообществ генетического фонда. В связи с настоятельной необходимостью сохранения и слежения за естественными экосистемами возникла идея о биосферных заповедниках.

Отличительными их чертами д.б.: обеспечение естест. регуляции типичных экосистем (требует большой площади; представленный набор экосистем д. обладать эталонной ценностью; научные исследования д.б. обеспечены квалифицированными кадрами.

Красные книги. С целью охраны редких видов был создан Международный союз по охране природы (МСОП). Была создана Международная красная книга МКК. Виды, занесенные в МКК, разделяются по категориям опасности: на грани исчезновения; сокращающиеся; редкие; неопределенные; восстановленные. Для всех видов указываются данные об ареале, а также рекомендуемые меры по охране. В качестве приложения к МКК существует черный список исчезнувших после 1600 г. видов.

Система красных книг действует в 3-х уровнях: международные, национальные на уровне государств; региональные.

Категории:

0 категория - виды исчезнувшие. Это виды, которые не встречены в дикой природе в течение 50 лет (ручьевая минога);

1 категория - это виды исчезающие. Это виды, численность которых достигла критического уровня (снежный барс, амурский тигр);