Размещено на http://www.allbest.ru/

Київський національний університет імені Тараса Шевченка

Петрина Наталія Василівна

УДК 911.52; 504.064

Ландшафтно-геохімічне обґрунтування мережі агроекологічного моніторингу (на прикладі Київської області)

11.00.11 - конструктивна географія і раціональне

використання природних ресурсів.

Автореферат дисертації

на здобуття наукового ступеня

кандидата географічних наук

Київ - 2000

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Київському національному університеті імені Тараса Шевченка, кафедра географії України.

Науковий керівник: член-кореспондент АПН, доктор географічних наук, професор Шищенко Петро Григорович, Київський національний університет імені Тараса Шевченка, професор кафедри географії України.

Офіційні опоненти: доктор географічних наук, старший науковий співробітник Пархоменко Галина Орестівна, Інститут географії НАН України, провідний науковий співробітник відділу картографії;

кандидат географічних наук Олещенко В'ячеслав Іванович, Головне державно-правове управління Адміністрації Президента України, перший заступник керівника

Провідна установа: Харківський університет імені В.Н. Каразіна, геолого-географічний факультет, кафедра конструктивної географії і геоекології, м. Харків

Захист відбудеться 4 жовтня 2000 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.001.07 при Київському університеті імені Тараса Шевченка за адресою: 03022, Київ, вул. Васильківська, 90, ауд.212.

З дисертацією можна ознайомитись у науковій бібліотеці Київського національного університету імені Тараса Шевченка (м. Київ, вул. Володимирська, 58).

Автореферат розісланий 4 вересня 2000 року.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, д. геогр. н., проф. С.І. Іщук

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА дисертації

Актуальність теми. За останні декілька десятиліть одним із небезпечних наслідків господарської діяльності людини стало погіршення екологічної ситуації, що відобразилось на стані земельних ресурсів, призвело до зменшення продуктивності сільськогосподарських угідь, погіршення умов для отримання екологічно чистої сільськогосподарської продукції. Все це зумовило необхідність розробки науково-обґрунтованих управлінських рішень щодо збереження родючості ґрунтів та виробництва екологічно чистої продукції, єдиною повноцінною основою яких може стати агроекологічний моніторинг.

Спостереження за станом навколишнього природного середовища в Україні проводилися й раніше, але через те, що велися вони багаточисельними НДІ й організаціями різної відомчої підпорядкованості і за різними методиками, то і отримані дані часто неповні, несистематизовані, неспівставлювані між собою. До того ж і розосередженість у різних відомствах робила їх недоступними для використання. Це призвело до того, що діяльність в сфері моніторингу дуже часто зводилася лише до реєстрації даних про стан тих чи інших компонентів середовища і виключала можливість ефективного залучення отриманої інформації до управління природокористуванням. Створення системи агроекологічного моніторингу дозволить поєднувати та узагальнювати відомчу моніторингову інформацію про екологічний стан агроландшафтних систем, прогнозувати і оцінювати можливі його зміни під впливом природних та антропогенних факторів, надавати аналітичну та методичну підтримку органам управління.

Аналіз вітчизняних та зарубіжних концептуальних розробок, присвячених питанням АЕМ показав, що на сьогоднішній день вже існують певні теоретичні передумови для створення в Україні єдиної системи агроекологічного моніторингу. Актуальним є обґрунтування моніторингової мережі, яка б дозволила успішно розв'язувати поставлені перед агроекологічним моніторингом завдання, в зв'язку з чим необхідно більш чітко визначити теоретико-методичну базу агроекологічного моніторингу, його структуру та програму. Розв'язанню окреслених проблем і присвячена дана дисертаційна робота.

Мета і завдання дослідження. Мета роботи - обґрунтувати мережу агроекологічного моніторингу в межах Київської адміністративної області на основі ландшафтно-геохімічного підходу. Для досягнення цієї мети необхідно було вирішити ряд завдань, серед яких:

- поглибити теоретико-методичні засади створення системи агроекологічного моніторингу, для чого проаналізувати наявні концепції щодо контролю стану сільськогосподарських земель, а також теоретичний і практичний досвід організації екологічного моніторингу в цілому;

- визначити та обґрунтувати теоретико-методологічні засади організації мережі агроекологічного моніторингу на основі ландшафтно-геохімічного підходу;

- розробити методику обґрунтування мережі агроекологічного моніторингу в межах адміністративної області;

- здійснити апробацію методики ландшафтно-геохімічного обґрунтування мережі агроекологічного моніторингу на прикладі Київської області. При цьому об'єктом досліджень виступають агрогеосистеми різних рангів, які вивчаються як ландшафтно-геохімічні системи;

- розробити і обґрунтувати рекомендації щодо створення моніторингової мережі та організації спостережень в рамках здійснення агроекологічного моніторингу в межах Київської області;

- визначити основні напрямки інтеграції агроекологічного моніторингу в єдину систему управління природокористуванням.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Ряд результатів дисертаційного дослідження було отримано в рамках виконання наукових тем "Ландшафтно-геохімічне обґрунтування агроекологічного моніторингу" (1994 - 1995) та "Методи і технологічні проекти оптимізації структури сільськогосподарського виробництва на території України, забрудненій радіонуклідами внаслідок аварії на ЧАЕС та іншими техногенними навантаженнями" (1995 - 1996).

Наукова новизна одержаних результатів. В дисертаційному дослідженні дістала подальший розвиток концепція агроекологічного моніторингу, зокрема конкретизовано його суть і завдання, структуру, об'єкти дослідження, визначено основні принципи створення системи АЕМ, запропоновано програму моніторингових агроекологічних спостережень.

Розроблена методика обґрунтування мережі агроекологічного моніторингу адміністративної області з позицій ландшафтно-геохімічного підходу до вивчення природно-антропогенних систем, яка передбачає аналіз ландшафтно-морфологічної, ландшафтно-геохімічної структур території, структури землекористування, особливостей розміщення джерел забруднення агрогеосистем, умов міграції забруднюючих речовин. Запропоновано основні критерії ландшафтно-геохімічного районування території з метою обґрунтування мережі агроекологічного моніторингу.

Відповідно до розробленої методики здійснено ландшафтно-геохімічний аналіз території Київської області, запропоновано схему ландшафтно-геохімічного районування та обґрунтовано мережу агроекологічного моніторингу в межах області. Розроблено та складено серію карт, які різнобічно характеризують особливості природної диференціації території та господарського впливу на агроландшафтні системи області (масштаб 1 : 200000, 1 : 1000 000).

Практичне значення одержаних результатів. Методичні розробки та практичні результати дисертаційного дослідження були використані при виконанні наукових тем "Ландшафтно-геохімічна оцінка стану території України" (1994 - 1996 р.р.), увійшли до звітів з тем "Ландшафтно-геохімічне обґрунтування агроекологічного моніторингу" (1994 - 1995; б/т № 23 + схр), "Методи і технологічні проекти оптимізації структури сільськогосподарського виробництва на території України, забрудненій, радіонуклідами внаслідок аварії на ЧАЕС та іншими техногенними навантаженнями" (1995 - 1996; № д. р. 0195V028292); частково використовуються при проведенні досліджень по темі "Етно-геоекологічне районування території України та розробка схеми розміщення станцій фонового моніторингу для обґрунтування та організації науково-навчального полігону моніторингових ландшафтно-екологічних досліджень на базі Канівського заповідника" (1997 - 2000 р. р.).

Основні теоретико-методичні підходи та рекомендації, апробовані при обґрунтуванні мережі агроекологічного моніторингу в межах Київської області, можуть бути використані також при організації моніторингових агроекологічних досліджень в інших областях України.

Особистий внесок здобувача. Методика ландшафтно-геохімічного обґрунтування мережі агроекологічного моніторингу адміністративної області автором розроблена і реалізована на прикладі Київської області самостійно. Дослідження по обґрунтуванню територіальної структури Богуславського моніторингового полігону проводилися за безпосередньою участю автора. агроекологічний ландшафтний геохімічний

В роботі використано матеріали польових ландшафтних та ландшафтно-геохімічних досліджень, що проводились за участю автора і результати фізико-хімічних аналізів відібраних зразків (1994-1995 р.р.), фондові матеріали лабораторії ландшафтної екології Київського національного університету імені Тараса Шевченка, Міністерства екології та природних ресурсів, Київського обласного відділення Інституту землеустрою ААН України, Інституту сільськогосподарської радіоекології ААН України, Київського міського та обласного управлінь статистики, тематичні карти, наукові публікації та законодавчі документи.

Апробація результатів дисертації. Основні положення та результати дисертаційного дослідження доповідались на VІІІ з'їзді Українського географічного товариства (Луцьк, 2000), на наукових конференціях: "Проблеми раціонального використання природно-ресурсного потенціалу Українського Приазов'я і суміжних територій" (Мелітополь, 1995), "Українська географія: історія і сучасність" (Київ, 1998), "Теорія, технологія, досвід впровадження ГІС" (Київ, 1998); "Ландшафт як інтегруюча концепція ХХІ сторіччя" (Київ, 1999); науково-технічному семінарі "Проблеми прикладної геохімії" (Київ, 1999); на наукових конференціях молодих вчених та аспірантів географічного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка (1996 - 1998).

Публікації. Основні положення та результати дисертаційного дослідження опубліковано у 8 наукових роботах, загальним обсягом 1,7 друкованих аркуша.

Об'єм і структура роботи. Дисертація складається із вступу, двох частин (5 розділів), висновків (141 стор. машинописного тексту), списку літератури (149 найменувань); містить 21 ілюстрацію, 7 таблиць, 6 додатків. Загальний об'єм роботи - 200 сторінок.

У першій частині дисертації висвітлено та проаналізовано теоретико-методичні засади створення системи контролю земель сільськогосподарського призначення в Україні, розкрито суть концепції агроекологічного моніторингу, конкретизовано його структуру та запропоновано програму спостережень. Обґрунтовано доцільність та необхідність застосування ландшафтно-геохімічного підходу при організації мережі агроекологічного моніторингу та викладено методику ландшафтно-геохімічних досліджень для досягення вищеокресленої мети. Друга частина роботи містить результати досліджень території Київської області та схему ландшафтно-геохімічного районування з метою обґрунтування мережі полігонів агроекологічного моніторингу і пропозиції щодо її організації, а також обґрунтування територіальної структури власне полігонів агроекологічного моніторингу (на прикладі Богуславського полігону). Подано пропозиції щодо можливих напрямків інтеграції агроекологічного моніторингу в єдину систему управління природокористуванням.

ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ І РЕЗУЛЬТАТИ ДИСЕРТАЦІЇ

Теоретико-методичні аспекти організації агроекологічного моніторингу

Концепція агроекологічного моніторингу. Виникнення терміну "моніторинг" і початок розробки його основних теоретичних засад відносять до 70-х років, що зумовлено було дедалі більшим загостренням суперечностей між суспільством і навколишнім природним середовищем. Основні завдання, принципи та методи реалізації завдань в рамках різних систем моніторингу викладені в чисельних публікаціях як вітчизняних, так і зарубіжних вчених (Ізраїль, 1974, 1984; Герасимова, 1975, 1982; Ковда та ін.,1983; Грін та ін., 1978 та інших).

Виходячи із загальної концепції моніторингу, що склалася, та спираючись на аналіз концептуальних розробок, присвячених питанням агроекологічного моніторингу (Мілащенко та ін., 1989, 1990; Булаткін, Ларионов, 1993; Прістер, Швебс та ін., 1993, 1994, 1995; Телицин, 1995; інші), агроекологічний моніторинг можна визначити як науково обґрунтовану систему тривалих безперервних спостережень за станом агрогеосистем з метою забезпечення можливості підтримання їх у стані, за яким вони зберігають здатність до відтворення родючості в процесі сільськогосподарського виробництва та забезпечення екологічної чистоти сільськогосподарської продукції.

Будучи за своєю суттю геосистемним природно-господарським, агроекологічний моніторинг покликаний забезпечити контроль за сучасним станом геосистем, включених в процес сільськогосподарського виробництва, та можливість прогнозування їх подальшого розвитку і функціонування під впливом як природних, так і антропогенних факторів. А оскільки агро-екологічний моніторинг є складовою частиною єдиної системи екологічного моніторингу, він так само характеризується тим, що оцінка і прогноз стану агрогеосистем передбачає визначення ступеня безпеки функціонування геосистем, задіяних у сільськогосподарському виробництві, для життєдіяльності живих організмів в ланцюгу "антропогенні впливи повітря ґрунти рослини тварини продукти харчування людина". Тому в процесі реалізації завдань агроекологічного моніторингу надзвичайно важливим є дослідження не тільки зв'язків, що існують між природними умовами і антропогенними факторами та станом агрогеосистем, а й аналіз спільного впливу згаданих умов і факторів на якість сільськогосподарської продукції та її безпечність для здоров'я людини.

Об'єктами агроекологічного моніторингу є агрогеосистеми (агроландшафтні системи) - природно-господарські територіальні системи сільськогосподарського призначення, а також (як і в інших підсистемах екологічного моніторингу) джерела антропогенного впливу на них.

Особливості структури та функціонування системи агроекологічного моніторингу визначаються насамперед завданнями, які необхідно вирішувати в ході його реалізації, та його програмою. Загальне функціонування системи агроекологічного моніторингу відбувається за рахунок діяльності пов'язаних між собою поетапною обробкою та передаванням інформації ієрархічно підпорядкованих рівнів: національного, регіонального, обласного та локального. В цілому ж функціональна структура агроекологічного моніторингу включає блоки: "РЕЖИМНІ СПОСТЕРЕЖЕННЯ", "ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ", "ЛАБОРАТОРНІ АНАЛІЗИ", "ГІС АГРОЕКОЛОГІЧНОГО МОНІТОРИНГУ".

В територіальному відношенні отримання всієї кількісної та якісної інформації базується на мережі стаціонарних пунктів спостереження, організованих на так званих моніторингових полігонах, та мережі тимчасових пунктів і експедиційних маршрутів, що прокладаються для отримання даних в районах, не охоплених стаціонарними дослідженнями.

Основними принципами організації і функціонування агроекологічного моніторингу є: 1) агроландшафтно-екологічна репрезентативність моніторингових полігонів і точок спостережень; 2) відповідність програми режимних спостережень закономірностям функціонування та динаміки агрогеосистем; 3) системність і неперервність у часі спостережень за станом агроландшафтних систем; 4) комплексність та спряженість контролю за станом всіх компонентів агроландшафтних систем з врахуванням міжкомпонентного і міжсистемного речовинного та енергетичного обміну; 5) обов'язковість реєстрації всіх видів забруднень, що надходять в агроландшафтні системи і консервуються в них або залучаються до природних циклів міграції речовини; 6) співставлюваність та представництво спостережень.

Методологічні основи організації агроекологічного моніторингу з позицій ландшафтно-геохімічного підходу. Оптимальною методологічною основою досліджень по обґрунтуванню мережі агроекологічного моніторингу визначено ландшафтно-геохімічний підхід до вивчення природно-антропогенних систем, застосування якого дозволить виявити особливості у прояві взаємодії природних та антропогенних чинників формування екологічного стану сільськогосподарських угідь певної території. Крім того, обґрунтування мережі агроекологічного моніторингу базується на методології ландшафтознавства, ландшафтної екології, агроекології.

Методика обґрунтування розміщення полігонів агроекологічного моніторингу, пунктів спостереження та прокладання експедиційних маршрутів в межах адміністративної області спрямовується передусім на визначення факторів ландшафтно-геохімічної диференціації території, з'ясування вихідних умов та можливих напрямків міграції і ймовірних місць акумуляції забруднюючих речовин в агрогеосистемах; на виявлення особливостей у прояві взаємодії природних та антропогенних чинників формування екологічного стану агрогеосистем території. В цілому дослідження включають декілька основних етапів (рис. 1).

На першому етапі проводиться збір, первинна обробка та систематизація інформації, яка умовно поділяється на такі блоки: природний (формується за рахунок матеріалів ландшафтної та ландшафтно-геохімічної зйомки, фондових та літературних матеріалів про природні особливості досліджуваної території), природно-господарський (охоплює відомості про структуру землекористування, площі основних угідь тощо) та техногенний блок (вміщує матеріали про основні джерела забруднення агрогеосистем та геохімічні характеристики речовин, що містяться у відходах і викидах). Основним результатом проведення досліджень є: 1) розробка ландшафтної, ландшафтно-геохімічної карт, які покликані відобразити особливості просторової організації геосистем в межах досліджуваної адміністративної області; 2) розробка карти землекористування, на якій відображаються особливості просторової диференціації у господарському використанні території; 3) складання таблиць та відповідних карт, що характеризують відмінності у прояві антропогенного впливу на агрогеосистеми досліджуваної території. Розробка серії карт для досліджень по обґрунтуванню мережі моніторингових полігонів в межах адміністративної області здійснюється в масштабі 1:200000.

На другому етапі здійснюється аналіз ландшафтно-морфологічної, ландшафтно-геохімічної структури, а також структури землекористування в межах досліджуваної території, особливостей просторового розміщення джерел забруднення агрогеосистем та геохімічних характеристик забруднюючих речовин. При аналізі основний акцент робиться на визначення, як ті чи інші особливості природної та господарської диференціації території можуть впливати на розподіл забруднюючих речовин в різних агрогеосистемах та формування міграційних потоків між ними, тобто формування екологічного стану агрогеосистем.

На основі проведених досліджень здійснюється ландшафтно-геохімічне районування території (третій етап), що допоможе визначити найбільш типові з геохімічної точки зору для конкретної території агрогеосистеми і вивчити можливість організації в їх межах моніторингових полігонів.

Завершальним етапом є визначення територіальної структури кожного з обраних моніторингових полігонів, а також обґрунтування мережі додаткових пунктів спостереження та маршрутів експедиційних досліджень, які б давали інформацію про стан забруднення повітря, підземних вод, ґрунтів та сільськогосподарської продукції за межами полігонів. Це вимагає розробки серії відповідних крупномасштабних карт (1:10000).

ЛАНДШАФТНО-ГЕОХІМІЧНЕ ОБГРУНТУВАННЯ МЕРЕЖІ АГРОЕКОЛОГІЧНОГО МОНІТОРИНГУ КИЇВСЬКОЇ ОБЛАСТІ

Ландшафтно-геохімічне обґрунтування мережі полігонів агроекологічного моніторингу. Різноманітність природних умов зумовила формування в межах Київської області досить складної та мозаїчної ландшафтної та ландшафтно-геохімічної структури території, її диференціації за умовами формування міграційних потоків і перебігу процесів міграції хімічних елементів в геосистемах та між ними. Все це, а також історичні та соціально-економічні фактори зумовили і просторову неоднорідність у господарському використанні території. Спряжений аналіз структури землекористування, ландшафтно-морфологічної, ландшафтно-геохімічної структур, особливостей розміщення джерел забруднення агрогеосистем та основних геохімічних властивостей забруднюючих речовин, а також умов їх розподілу та міграції дозволив виявити загальні закономірності формування екологічного стану сільськогосподарських угідь області, що і стало основною передумовою для розробки пропозицій по створенню мережі полігонів агроекологічного моніторингу.

Найбільші площі сільськогосподарських угідь області зосереджені в її лісостепових районах: в структурі сільськогосподарського землекористування адміністративних районів найбільша частка (понад 50% від площі районів і 90% від площі сільськогосподарських угідь цих районів) належить орним землям. Тут для більшості агрогеосистем польового типу природною основою стали ландшафти лесових рівнин з сірими лісовими ґрунтами та чорноземами опідзоленими (правобережна частина області) та надзаплавних терас з сірими лісовими грунтами, чорноземами опідзоленими та лучно-чорноземними грунтами (Лівобережжя). В геохімічному відношенні це ландшафтно-геохімічні системи Н-Са-класу (17,9% території області). В цілому ландшафтно-геохімічна обстановка, властива цим агрогеосистемам сприяє деякому зменшенню міграційної здатності більшості забруднюючих речовин і закріпленню їх в ґрунтах. Однак очевидно, що в даному випадку вирішальну роль у перерозподілі забруднюючих речовин в агрогеосистемах та між ними відіграватимуть все ж фактори, від яких залежить ступінь дренованості ландшафтів. Тому агрогеосистеми, віднесені до кислого кальцієвого класу характеризуються певними відмінностями у прояві взаємодії природних факторів формування їх екологічного стану.

Дещо менша частка сільськогосподарських угідь лісостепових районів області віднесена до ландшафтно-геохімічних систем Са-класу (близько 14% території). Як правило, природною основою для них стали ландшафти лесових рівнин з чорноземами типовими малопотужними середньосуглинковими та лучно-чорноземними легко- і середньосуглинковими ґрунтами. В межах області вони знаходяться переважно на півдні, проте на Лівобережжі зустрічаються і на сході та північному сході. Геохімічні властивості цих агрогеосистем в поєднанні з рівнинним характером поверхні зумовлюють порівняно невелику інтенсивність як радіальної, так і латеральної міграції хімічних елементів, що призводить до їх накопичення у верхньому гумусовому горизонті ґрунтів.

У північних, поліських районах області сільськогосподарські угіддя представлені переважно окремими невеликими за площею ділянками, причому тут в структурі сільськогосподарського землекористування досить помітним є зменшення (в порівнянні з лісостеповими районами) частки орних земель і збільшення площ сіножатей та пасовищ. Природною основою для агрогеосистем польового типу в цих районах стали переважно ландшафти водно-льодовикових та моренно-воднольодовикових рівнин з дерновово-середньопідзолистими супіщаними ґрунтами. Ландшафтно-геохімічна обстановка, незначні коливання висот і в цілому рівнинний рельєф в поєднанні з переважно піщаними відкладами, що характеризуються високою водопоглинаючою здатністю, зумовлюють досить інтенсивну міграцію хімічних речовин по ґрунтовому профілю та їх перехід у рослинність і, в той же час, слабку - у вигляді поверхневого рідкого та твердого стоку між суміжними геосистемами.

Аналіз особливостей територіального розміщення джерел забруднення та агрогеосистем показав, що для територій, земельні ресурси яких найбільше задіяні у сільськогосподарському виробництві характерна також значна концентрація джерел забруднення навколишнього природного середовища.

Найбільший рівень забруднення агрогеосистем області в результаті викидів забруднюючих речовин промисловими підприємствами стає можливим в Обухівському, Білоцерківському, Броварському, Сквирському, Кагарлицькому районах та навколо Києва. Так, найбільша стаціонарних концентрація джерел забруднення повітря спостерігається в Києві, Білій Церкві, Броварах та інших містах.

Концентрація забруднюючих речовин, які надходять на поверхню ґрунту з відпрацьованими газами автомобілів, найбільша у містах, насамперед Києві та приміській зоні, а також Яготинському, Ставищенському, Білоцерківському, Обухівському, Кагарлицькому, Рокитнянському і Переяслав-Хмельницькому районах, які характеризуються високим показником густоти автомобільних доріг.

Крім того, у Броварському, Києво-Святошинському та деяких інших районах області поля забруднення, формування яких зумовлене викидами промислових підприємств та автотранспорту накладаються на поля забруднення, спричинені застосуванням агрохімікатів в сільському господарстві. Це призводить до збільшення вмісту забруднюючих речовин в агрогеосистемах.

Результати спряженого аналізу природних та антропогенних (господарських) чинників формування екологічного стану агрогеосистем Київської області дозволили виявити територіальні відмінності у сумарному їх прояві і виділити на основі цього ландшафтно-геохімічні райони - територіальні одиниці, формування яких зумовлене як диференціацією ландшафтно-геохімічних особливостей території, так і відмінностями у розміщенні антропогенних джерел забруднення агрогеосистем.

Всього в межах області виділено 17 ландшафтно-геохімічних районів, кожний з яких характеризується притаманними тільки для нього ландшафтно-геохімічними особливостями, "набором" ландшафтно-геохімічних обстановок та умов міграції хімічних речовин (рис. 2).

Проведені дослідження дозволили обґрунтувати територіальну структуру агроекологічного моніторингу в межах Київської області. При цьому також виходили з того, що необхідною умовою для успішної реалізації завдань, покладених на систему АЕМ є його сумісність із вже діючими нині службами контролю за станом навколишнього природного середовища. До того ж формування моніторингової мережі доцільно здійснювати на основі вже існуючих науково-дослідних установ, які виконують функції контролю за станом та забрудненням грунтів та суміжних середовищ. Тому пропозиції щодо організації мережі полігонів агроекологічного моніторингу Київської області розроблялися з врахуванням існуючої мережі покомпонентних галузевих спостережень за станом навколишнього природного середовища, які здійснюються на стаціонарних (станції, пости, свердловини тощо) та тимчасових (створи, підфакельні пости, маршрути) пунктах спостереження і виконуються на основі офіційно затверджених програм та інструкцій.

Виходячи із основних принципів створення мережі АЕМ та результатів проведених досліджень запропоновано організацію таких полігонів агроекологічного моніторингу в межах Київської області:

- Димерський поліський полігон агроекологічного моніторингу, науковою і практичною базою якого може стати Димерський комплексний географічний стаціонар Інституту географії НАН України, розташований у південній частині Київського Полісся, на межиріччі Дніпро - Здвиж, у межах слабохвилястої моренно-воднольодовикової рівнини і частково першої надзаплавної тераси р.Дніпро. Виконання на цьому полігоні завдань агроекологічного моніторингу стане можливим при розширенні території дослідження за рахунок організації ділянок спостереження на землях сільськогосподарського призначення та за умови координації роботи різновідомчих установ по проведенню стаціонарних агроекологічних досліджень за єдиними програмою і методиками та створенню геоінформаційної системи АЕМ, яка могла б стати складовою і ГІС екологічного моніторингу України в цілому.

- Богуславський полігон агроекологічного моніторингу, територія якого в ландшафтно-морфологічному та ландшафтно-геохімічному відношенні є типовою для Правобережжя лісостепової зони України. Базою для створення агроекологічного полігону і організації досліджень тут можуть слугувати експериментальна гідрологічна база Держкомгідромету України та гідролого-гідрохімічний стаціонар Київського університету імені Тараса Шевченка, інтелектуальний та технічний потенціал яких можуть залучатися і до виконання ряду моніторингових робіт.

- Баришівський полігон агроекологічного моніторингу, організація та функціонування якого можливі на основі існуючої Баришівської агрометеорологічної станції, де одночасно з метеорологічними проводяться і регулярні агрометеорологічні спостереження за розвитком сільськогосподарських культур, станом ґрунтового покриву та впливом погоди на них. Організація ділянок та пунктів спостереження агроекологічного моніторингу на цій території дозволить контролювати стан сільськогосподарських угідь, природною основою для яких стали ландшафти хвилястих та вирівняних надзаплавних терас з сірими лісовими іноді оглеєними ґрунтами, чорноземами опідзоленими та лучно-чорноземними часто солонцюватими ґрунтами - типові для Лівобережжя не лише Київської області. Ще одним фактом на користь організації одного з полігонів агроекологічного моніторингу саме тут є досить значне ландшафтне різноманіття, зокрема строкатість ґрунтового покриву і, як наслідок - чималий "набір" ландшафтно-геохімічних обстановок, що дозволяє в межах порівняно невеликої території спостерігати різні поєднання природних та антропогенних чинників формування екологічного стану сільськогосподарських угідь.

Визначати маршрути експедиційних досліджень та розміщувати додаткові пункти спостереження, які б давали інформацію про стан забруднення повітря, грунтів, грунтових вод та сільськогосподарської продукції за межами полігонів рекомендується з врахуванням, по-перше, територіальної диференціації у прояві дії різноманітних антропогенних факторів та, по-друге, всіх можливих шляхів міграції потоків забруднюючих речовин. В цілому, обов'язковими повинні стати такі основні напрямки досліджень в рамках реалізації завдань агроекологічного моніторингу: контроль стану агрогеосистем в зонах впливу промислових підприємств, автотранспорту, тваринницьких ферм, а також обстеження меліорованих територій та садово-городніх (присадибних та дачних) ділянок.

Обґрунтування територіальної структури полігонів агроекологічного моніторингу (на прикладі Богуславського полігону). Територіальна структура полігонів агроекологічного моніторингу залежить насамперед від особливостей їх ландшафтно-морфологічної, ландшафтно-геохімічної, басейнової структури та структури землекористування. Тому для обґрунтування розміщення мережі ділянок та пунктів спостереження в межах Богуславського полігону були проведені: інвентаризаційні дослідження геосистем з подальшим складанням відповідних карт масштабу 1:10000; ландшафтно-геохімічний аналіз досліджуваної території з акцентом на виявлення територіальних відмін у прояві факторів формування екологічного стану агрогеосистем; інвентаризація існуючої в межах полігону галузевої мережі спостережень за станом окремих компонентів геосистем та оцінка її репрезентативності.

Розташований полігон в межах Богуславського району, в басейнах річок Бутені та Богуславки. Найбільші площі в межах полігону займають лісостепові ландшафти акумулятивно-денудаційних сильно розчленованих лесових рівнин з чорноземами опідзоленими та чорноземами вилугованими пилувато- і піщано-легкосуглинковими, що в минулому сформувалися під лучно-степовим рідколіссям та парковими дібровами, а нині в більшості випадків розорані. Незначні площі займають степові та широколистяно-лісові ландшафти. Найменші площі припадають на лучні, лучно-болотні та болотні ландшафти, які сформувалися в заплавах річок та днищах балок.

Аналіз ландшафтно-геохімічних умов показав, що більшість ландшафтів полігону відноситься до кислого кальцієвого (39,1% площі полігону) та кальцієвого (34,4%) геохімічних класів. Поширені також геохімічні ландшафти кальцієво-гідрокарбонатного, кальцієво-карбонатного, карбонатно-глейового класів. Всього в межах полігону виділено 62 види ландшафтно-геохімічних систем, які віднесено до 5 класів, 7 типів, 12 підтипів.

Аналіз карти басейнів засвідчив, що в межах полігону швидкість латеральної міграції буде суттєво відрізнятися, що впливатиме на процеси акумуляції та винесення хімічних елементів.

В цілому проведені дослідження показали, що в межах полігону основну роль в перерозподілі хімічних елементів як природного, так і техногенного походження відіграє твердий поверхневий стік, що в значній мірі зумовлено положенням ландшафтно-геохімічних систем на схилах різної крутизни та підсиленням дії зазначеного фактору на розораних територіях.

Оцінка репрезентативності пунктів спостереження, розташованих в межах Богуславського полігону, показала, що існуюча мережа досить репрезентативна, жоден з її пунктів не розміщено в геосистемах з низьким ступенем репрезентативності. Проте, оскільки на згадуваних пунктах проводяться спостереження в основному за гідрометеорологічними показниками, запропонована мережа, яка б дала змогу виконувати і завдання, поставлені перед агроекологічним моніторингом.

Агроекологічний моніторинг в єдиній системі управління природокористуванням Київської області: напрямки інтеграції. Розробка системи агроекологічного моніторингу на основі застосування ГІС-технологій дозволить активно залучати результати моніторингових досліджень до процесу управління природокористуванням.

Організація та функціонування системи агроекологічного моніторингу забезпечить не тільки отримання достовірної і достатньої за обсягом інформації про стан агроландшафтних систем та зміни, що в них відбуваються під впливом природних та антропогенних факторів, а також процеси зростання та розвитку агрокультур з врахуванням взаємодії рослинного покриву із факторами навколишнього середовища, без якої неможливе обґрунтування тих чи інших заходів по оптимізації використання земель сільськогосподарського призначення, а й дозволить виявляти власне необхідність здійснення оптимізаційних процедур. Моніторингові агроекологічні спостереження і дослідження, спрямовані на оцінку екологічного стану агроландшафтних систем, вивчення закономірностей і особливостей впливу навколишнього середовища на сільськогосподарські культури і якість врожаю, дозволять шляхом оптимізації використання земель сільськогосподарського призначення розробляти рекомендації і щодо вдосконалення ведення сільського господарства.

База даних агроекологічного моніторингу повинна стати також складовою кадастру земель, який представляє собою систематизоване зведення економічних, екологічних, організаційних і технічних показників якісного і кількісного стану земельних ресурсів, характеру їх використання, правового статусу землекористувачів і розробляється та ведеться для забезпечення раціонального використання земельних ресурсів. Інформація про якісний стан земельних ресурсів сільськогосподарського призначення (найважливіші фізико-хімічні властивості ґрунтів та ступінь їх забруднення) та джерела впливу на них необхідна для здійснення їх екологічної оцінки і використовується для забезпечення діяльності земельних комітетів по забезпеченню контролю за ефективністю використання земельних угідь, нарахування земельного податку тощо. Крім того, на основі агрохімічних, агрофізичних, геоботанічних та інших даних, отримання яких забезпечить функціонування системи моніторингу, стане можливим створення різних крупномасштабних кадастрових карт і картограм якості земель, необхідних представникам виконавчої влади, сільськогосподарським підприємствам та окремим громадянам.

Базування на даних агроекологічного моніторингу як складової єдиної системи екологічного моніторингу є обов'язковою умовою і при здійсненні екологічної експертизи, яка є важливим засобом регулювання та планування діяльності в галузі природокористування і має на меті визначення екологічної обґрунтованості як передбачуваних, так і вже прийнятих управлінських рішень, реалізація яких може негативно вплинути на стан навколишнього природного середовища та здоров'я населення.

Отже, агроекологічний моніторинг, завдяки своєму банку даних, може бути досить успішно інтегрований в єдину систему управління природокористуванням і, зокрема, може стати інформаційною основою для оптимізації сільськогосподарського виробництва, проведення екологічних експертиз, а також невід'ємною складовою кадастру земель. Надалі необхідним є створення орієнтованої на розв'язання широкого кола прикладних завдань інтегрованої ГІС "Природокористування", кожний з модулів якої (серед них і агроекологічний моніторинг) повинен являти собою систему, що спеціалізується на вирішенні визначених предметних завдань.

ВИСНОВКИ

1. Організація системи моніторингових досліджень, які охоплюватимуть весь комплекс функціонування геосистем, включених в процес сільськогосподарського виробництва, - системи агроекологічного моніторингу, - є необхідною передумовою для здійснення контролю за екологічним станом сільськогосподарських земель та розробки науково обгрунтованих рекомендацій, спрямованих на збереження родючості ґрунтів і отримання екологічно чистих врожаїв.

2. При обґрунтуванні розміщення мережі агроекологічного моніторингу найбільш оптимальним є ландшафтно-геохімічний підхід до вивчення агрогеосистем, застосування якого дозволить виявити особливості у прояві взаємодії природних та антропогенних факторів формування екологічного стану агрогеосистем певної території.

Методика ландшафтно-геохімічного обґрунтування мережі агроекологічного моніторингу спрямовується передусім на визначення факторів ландшафтно-геохімічної диференціації території, з'ясування вихідних умов та можливих напрямків міграції і ймовірних місць акумуляції або трансформації забруднюючих речовин в агрогеосистемах. Основний акцент робиться на визначення, як ті чи інші особливості природної та господарської диференціації території можуть впливати на розподіл забруднюючих речовин в різних агрогеосистемах та формування міграційних потоків між ними, тобто формування екологічного стану агрогеосистем.

3. Апробація методики на прикладі Київської області дозволила виявити основні риси її агроландшафтної структури та особливості взаємного територіального прояву природних і антропогенних факторів формування екологічного стану агрогеосистем досліджуваної території, що дозволило виконати ландшафтно-геохімічне районування території для обґрунтування розміщення полігонів агроекологічного моніторингу.

Виходячи із основних принципів створення мережі агроекологічного моніторингу та результатів проведених досліджень, запропоновано організацію в межах Київської області Димерського, Богуславського та Баришівського полігонів агроекологічного моніторингу.

4. Аналіз на основі розробленої методики особливостей ландшафтно-морфологічної, ландшафтно-геохімічної, басейнової структур, а також структури землекористування в межах Богуславського полігону дозволив обґрунтувати пропозиції та виробити рекомендації щодо організації мережі пунктів спостереження в межах полігонів, а також здійснити апробацію методики агроекологічного моніторингу та верифікацію методологічних положень і організаційно-методичних рішень АЕМ локального рівня.

5. Агроекологічний моніторинг, завдяки своєму банку даних, може бути досить успішно інтегрований в єдину систему управління природо-користуванням і, зокрема, може стати інформаційною основою для оптимізації сільськогосподарського виробництва, проведення екологічних експертиз, а також невід'ємною складовою загальної системи екологічного моніторингу та кадастру земель.

Ефективне виконання завдань агроекологічного моніторингу можливе лише за умови чіткого визначення виконавців окремих напрямків досліджень та повної координації роботи різновідомчих установ по проведенню стаціонарних та експедиційних агроекологічних досліджень за єдиними програмою і методиками та створенню геоінформаційної системи АЕМ.

ОСНОВНІ ПУБЛІКАЦІЇ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Аналіз техногенних факторів формування первинного поля забруднення в межах Київської області // Вісн. Київ. ун-ту. Сер. геогр. - 1999. - Вип. 44. - С. 9 - 12.

2. Ландшафтно-геохімічне картографування: зміст та основні напрямки // Вісн. Київ. ун-ту. Сер. геогр. - 1999. - Вип. 44. - С. 12 - 14.

3. Ландшафтно-геохімічне обгрунтування мережі агроекологічного моніторингу // Вісн. Київ. ун-ту. Сер. геогр. - 1999. - Вип. 45. - С. 22 - 24.

4. Ландшафтно-геохімічне картографування в обгрунтуванні мережі агроекологічного моніторингу // Картографія та вища школа: Зб. наук. праць. - К.ДНВП "Укрморкартографія", 2000. - С. 91 - 94.

5. Ландшафтно-геохімічні дослідження в обгрунтуванні мережі агроекологічного моніторингу // Ландшафт як інтегруюча концепція ХХІ сторіччя: Зб. наук. праць. - К., 1999. - С.216 - 219.

6. Ландшафтно-геохімічний підхід в обгрунтуванні мережі агроекологічного моніторингу // Проблеми прикладної геохімії: Зб. наук. праць. - К., 1999. - С. 83 - 86.

7. Ландшафтно-геохімічне районування території Київської області: теоретико-методичний аспект // Україна та глобальні процеси: географічний вимір: Зб. наук. праць. В 3-х т. - Київ - Луцьк: РВД "Вежа" ВДУ, 2000. - Т. 2. - С. 145 - 147.

8. Теоретичні аспекти створення бази даних геоінформаційної системи агроекологічного моніторингу // Терія, технологія, впровадження ГІС: Мат. 4 Всеукр. конф. - К., 1998. - С. 155 - 157.

АНОТАЦІЇ

Петрина Н.В. Ландшафтно-геохімічне обгрунтування мережі агроекологічного моніторингу (на прикладі Київської області). - Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата географічних наук з спеціальності 11.00.11 - конструктивна географія і раціональне використання природних ресурсів. - Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2000.

Дисертацію присвячено проблемі організації мережі агроекологічного моніторингу. У дослідженні конкретизовано теоретико-методичні засади створення системи агроекологічного моніторингу як складової єдиної системи екологічного моніторингу України. Визначено об'єкти, структуру агроекологічного моніторингу, принципи його організації та функціонування, запропоновано програму.

Визначено, що найбільш оптимальною методологічною основою досліджень по обгрунтуванню мережі агроекологічного моніторингу є ландшафтно-геохімічний підхід до вивчення природно-антропогенних систем. Запропоновано методику ландшафтно-геохімічного обгрунтування мережі агроекологічного моніторингу.

Обгрунтовано мережу полігонів агроекологічного моніторингу в межах Київської області, визначено територіальну структуру моніторингових агроекологіч-них полігонів (на прикладі Богуславського полігону).

Ключові слова: агроекологічний моніторинг, агрогеосистема, екологічний стан, ландшафтно-геохімічна система, аналіз, забруднюючі речовини, ландшафтно-геохімічна обстановка, умови міграції.

Petryna N. V. The Landscape-geochemical substantiation of a network of agroecological monitoring (on the example of Kiev region). - Manuscript.

Thesis for competition of a scientific degree of the candidate of geographical sciences on a speciality 11.00.11 - constructive geography and rational use of natural resources. - Kyiv national university named after Taras Shevchenko, Kiev, 2000.

The thesis is devoted to a problem of organization of a network of agroecological monitoring. The theoretical and methodical fundamentalses of organization of agroecological monitoring as component part of a uniform system of ecological monitoring of Ukraine are rendered concrete. The objects, structure of agroecological monitoring are determined; the program of observations is offered.

Is certain determined, that optimal by a methodological basis of researches under the substantiation of a network of agroecological monitoring is the landscape-geochemical approach to study of nature-antropogeneous systems. The methods of the landscape-geochemical substantiation of a network of agroecological monitoring is offered.

The network of polygons of agroecological monitoring within the limits of Kiev area is reasonable; the territorial structure of agroecological polygons (on the example of Boguslav polygon) is certain.

Key words: agroecological monitoring, agrogeosystem, landscape-geochemical system system, ecological condition, analysis, polluting substances, landscape-geochemical circumstances, conditions of migration.

Петрина Н. В. Ландшафтно-геохимическое обоснование сети агро-экологического мониторинга (на примере Киевской области). - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата географических наук по специальности 11.00.11 - конструктивная география и рациональное использование природных ресурсов. - Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко, Киев, 2000.

Диссертация посвящена проблеме организации сети агроэкологического мониторинга. При этом под агроэкологическим мониторингом подразумевается научно обоснованная система постоянных непрерывных наблюдений за состоянием агрогеосистем с целью обеспечения возможности поддержания их в состоянии, при котором они сохраняют способность к возобновлению плодородия в процессе сельскохозяйственного производства и обеспечению экологической чистоты сельскохозяйственной продукции. В диссертации конкретизированы теоретико-методические основы организации агроэкологического мониторинга как составляющей части единой системы экологического мониторинга Украины. Определены объекты, структура агроэкологического мониторинга; предложена программа наблюдений.

Определено, что наиболее оптимальной методологической основой исследований по обоснованию сети агроэкологического мониторинга является ландшафтно-геохимический подход к изучению природно-антропогенных систем. Предложена методика ландшафтно-геохимического обоснования сети агроэкологического мониторинга. Методика ландшафтно-геохимических исследований с целью обоснования сети агроэкологического мониторинга подразумевала изучение прежде всего факторов ландшафтно-геохимической дифференциации территории, выяснение исходных условий и возможных напрвлений миграции или мест аккумуляции загрязняющих веществ в агрогеосистемах, на обнаружение особенностей в проявлении взаимодействия природных и антропогенных факторов формирования экологического состояния агрогеосистем территории. При этом основной акцент сделан на определение, как те или иные особенности природной и хозяйственной дифференциации территории могут влиять на распределение загрязняющих веществ в разных агроландшафтных системах и формирование миграционных потоков между ними, т.е. формирование экологического состояния агрогеосистем.

Апробация предложенной методики позволила обосновать сеть полигонов агроэкологического мониторинга в пределах Киевской области, определить территориальную структуру мониторинговых агроэкологических полигонов (на примере Богуславского полигона).

Ключевые слова: агроэкологический мониторинг, агрогеосистема, ландшафтно-геохимическая система, экологическое состояние, анализ, загрязняющие вещества, ландшафтно-геохимическая обстановка, условия миграции.

Размещено на Allbest.ru