авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 ||

Гурьевич булгаков технология регионального контроля природной среды по данным биологического и физико-химического мониторинга

-- [ Страница 2 ] --

результаты экологического нормирования во всех крупнейших пресноводных бассейнах России и стран СНГ и Балтии по полному комплексу химических, физических и климатических воздействий. При реализации данной системы предлагается поставить во главу угла биотическую концепцию контроля при родной среды, согласно которой состояние экосистемы оценивается по широ кому комплексу биологических показателей — по численностям, биомассам, по характеристикам разнообразия, метаболизма и взаимодействия популяций, слагающих экологическое сообщество. Абиотические факторы экосистемы, в частности, загрязняющие вещества, рассматриваются не как симптомы, а как потенциальные причины экологического неблагополучия. Метод ЭДУ и детер минационный анализ позволяют выделить в многомерном пространстве абио тических факторов области благополучного экологического состояния и рас считать границы этих областей в виде нормативов ЭДУ. Переход экосистемы из благополучного в неблагополучное состояние может последовать сразу по сле выхода значений фактора за пределы ЭДУ, а может быть отдаленным по следствием несоблюдения норматива. Если в качестве индикаторных фигури руют несколько биологических переменных и все они в равной степени важны для создания интегральной картины экологического состояния, то для отбора из полученных для различных переменных конкурирующих значений ЭДУ предлагается принцип наибольшей жесткости. Т.е. необходимо отобрать наи меньшее среди всех значений ЭДУ для верхней границы фактора и наибольшее — для нижней границы. Если кто-то посчитает указанный принцип не соответ ствующим его целям, то он может предложить другой критерий отбора, напри мер, объявить какую-либо из биотических переменных наиболее важной и ори ентироваться на ЭДУ, полученные по оценкам состояния именно этой пере менной.

Материалы диссертации могут быть рекомендованы в качестве теоретиче ской базы и практического руководства следующим лицам и организациям:

региональные органы управления;

территориальные комитеты по охране природы;

специализированные организации, привлекаемые к работе по оценке экологического состояния территорий;

организации, осуществляющие проектные работы;

органы экологической экспертизы;

заинтересованные министерства и ведомства;

Описанная в работе технология экологического контроля имеет широкий круг областей применения:

Экологическое обоснование и планирование природоохранных меро приятий, выбор их приоритетности, оценка их экономических, техно логических, экологических, социальных характеристик.

Нормирование сбросов загрязняющих веществ, тепловых, физических, климатических и любых других типов воздействий на биоценозы. Нор мирование уровней водопотребления. Прогноз последствий изменения климата.

Проведение экологических экспертиз, обследований, паспортизаций, сертификаций.

Создание реестров экологического состояния используемых природ ных объектов.

Аналитическая поддержка экологического мониторинга.

Экологическое картирование гидрографических районов.

Совершенствование действующих программ экологического монито ринга.

ОСНОВНЫЕ ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ 1. Предложена технология контроля природной среды по биотическим ин дикаторам. Она основана на данных регулярного биологического и физико химического мониторинга природных объектов и начинается с этапа биоинди кации (т.е. с регистрации нарушений в структуре и функциях сообществ и био ценозов, в индивидуальных показателях отдельных видов). Вслед за этим сле дуют этапы экологической диагностики (отбора и ранжирования среди наблю даемых абиотических факторов тех, что ответственны за указанное наруше ние), экологического нормирования (вычисления экологически допустимых уровней (ЭДУ) воздействия отобранных факторов), экологического прогноза.

Реализация всех перечисленных этапов позволяет перейти к выполнению прак тических шагов, состоящих в управлении качеством окружающей среды (воз вращении биотического компонента экосистемы к состоянию, предшествовав шему появлению нарушений) и в пополнении программ физико-химического мониторинга (если это необходимо).

2. Проведен обзор существующих подходов к биологической оценке со стояния экосистем (биотестирование, экспертные оценки, показатели эффек тивности функционирования биоценозов, форма кривой рангового распределе ния численностей видов, сравнение с эталонными экосистемами, морфологиче ские, физиологические, биохимические, иммунологические аномалии отдель ных видов) и к нормированию потенциально опасных для биоты абиотических факторов.

3. На 3-балльной шкале проведена оценка экологического состояния эко систем бассейна р. Дон по ихтиологическим показателям (годовые уловы суда ка, берша, леща и чехони;

урожайность осетра и леща).

4. Для водных объектов бассейна р. Дон рассчитаны ЭДУ абиотических факторов, ответственных за экологическое неблагополучие организмов водной толщи (фито-, зоопланктон, перифитон), донных организмов (зообентос) и рыб.

Для факторов, не влияющих на состояние сообществ гидробионтов, получены экологически безопасные границы (ЭБГ). Указанные этапы диагностики и нор мирования осуществлены на основе одновременного анализа всех факторов. Из факторов, для которых были вычислены ЭДУ, отобраны значимые для эколо гического неблагополучия, т.е. удовлетворяющие заданным статистическим критериям. Значимые факторы проранжированы по степени их вклада в не удовлетворительное состояние гидробионтов. Исследовано влияние на сообще небяеЖОлшЦЗФЖЖъОешИъЗЧЖюЦФОншИФЗЦЖъЦХОишИФЗЧТёъФОяшТЧюЗТФ ства среднегодовых и с М дя максимальныхянимальных с концентраций (ПДК) показало, что по большинству переменных интервалы ЭДУ, как правило, оказываются шире интервалов ПДК.

8. Детерминационный анализ (ДА) многомерных данных адаптирован к обработке первичных данных гидробиологического и физико-химического мо ниторинга. Использование ДА при исследовании экосистемы р. Суры, в част ности, позволило установить связи между отдельными биотическими и абио тическими компонентами природных экосистем, связи разных биотических ха рактеристик между собой;

выбрать среди нескольких биологических индикато ров те, которые наиболее адекватно отражают неблагополучие в экосистемах;

благодаря возможности включения в анализ количественных переменных про вести нормирование экологически опасных внешних факторов;

ранжировать факторы по степени их вклада в неблагополучие биоценоза;

учесть совокупное действие многих факторов;

осуществить экологическую диагностику и норми рование для выборок из суммарного массива данных, задав необходимый вре менной или пространственный контекст.

9. Создана информационная система (ИС) "Экология пресных вод России и сопредельных стран", включающая базы данных по гидробиологии (число видов, численность и биомасса таксонов основных групп гидробионтов), по качеству вод (индексы сапробности и соответствующие им классы качества вод), физико-химическим показателям (концентрации веществ-загрязнителей, гидрологические и климатические переменные). Представленные в ИС данные охватывают период с 1975 по 1996 гг. и относятся к бассейнам всех крупней ших рек бывшего СССР (всего около 80000 записей).

ВЫВОДЫ 1. Экологическую диагностику и нормирование необходимо проводить на региональной основе в режиме реального времени функционирования экоси стем на целостных сообществах взаимодействующих друг с другом видов по реальному комплексу взаимодействующих факторов окружающей среды.

2. Форма кривой рангового распределения численностей видов в сообще стве оказывается весьма чувствительным индикатором состояния экосистемы.

Числовым выражением отклонения от нормальной структуры ценоза могут служить параметры модели зависимости численности вида от его ранга.

3. Значения границы между благополучием и неблагополучием состояния биоты могут варьировать в зависимости от способа биоиндикации, от катего рии использования природного объекта, от непосредственных практических потребностей человека, потребляющего животные и растительные ресурсы данной экосистемы. Нормативы экологически допустимых уровней для одного и того же фактора окружающей среды могут меняться в пределах одной экоси стемы.

4. При экологическом нормировании с помощью реализованных методов исследования экологически допустимые уровни могут быть рассчитаны не только для концентраций загрязняющих веществ, но и для любых других фак торов химической и нехимической природы. Например, в водной среде — для температуры воды и водности.

5. Реализованные методы позволяют проводить региональное экологиче ское нормирование экосистем, регистрируя существенные различия между зна чениями экологически допустимых уровней (ЭДУ) абиотических факторов, вычисленных для разных природных и полуприродных объектов.

6. Вычисленные по данным гидробиологического и физико-химического мониторинга экологически допустимые уровни факторов окружающей среды, как правило, не совпадают со значениями предельно допустимых концентра ций (ПДК) для соответствующих показателей. Если брать ситуацию в целом по России и сопредельным странам, то чаще нормативы ЭДУ оказываются мягче, чем нормативы ПДК (т.е. диапазоны ЭДУ шире диапазонов ПДК). Существуют показатели, для которых данное правило подтверждается во всех бассейнах (например, концентрация меди и нефтепродуктов).

7. Разработанная технология контроля природной среды позволяет ранжи ровать значимые факторы по их вкладу в возникающее неблагополучие экоси стемы. На основе значений "удельного веса" каждого фактора можно составить их классификацию, учитывающую степень их нарушающего воздействия, и выстроить приоритеты при управлении качеством окружающей среды (воз вращении значений факторов в границы ЭДУ).

8. Детерминационный анализ многомерных данных является эффектив ным средством статистической обработки данных биологического и физико химического мониторинга, в частности для решения задач контроля природной среды. Он позволяет выбрать среди нескольких биологических индикаторов те, которые наиболее адекватно отражают неблагополучие в экосистемах;

прово дить этапы экологической диагностики, нормирования, ранжирования факто ров окружающей среды по степени их вклада в неблагополучие биоценоза с учетом совокупного действия многих факторов, работать с выборками из пол ного массива данных с помощью задания контекста.

9. Применительно к водным экосистемам на территории бывшего СССР границы толерантности организмов к факторам окружающей среды оказыва ются более широкими в экосистемах, расположенных на юге и в зоне морского климата, нежели в северных экосистемах, обладающих более выраженной кон тинентальностью.

Список работ по теме диссертации, опубликованных и находящихся в печати 1. Булгаков Н.Г., Левич А.П., Никонова Р.С., Саломатина Т.В. О связи между экологическими параметрами и продукционными показателями выростного рыбоводного пруда // Вестник МГУ. Сер. биол. 1992. № 2. С.57-62.

2. Замолодчиков Д.Г., Булгаков Н.Г., Гурский А.Г., Левич А.П., Чесноков С.В.

К методике применения детерминационного анализа для обработки эколо гических данных // Научные доклады высшей школы. Биологические науки.

1992. №7. С.116-133.

3. Булгаков Н.Г., Дубинина В.Г., Левич А.П., Терехин А.Т. Метод поиска со пряженностей между гидробиологическими показателями и абиотическими факторами среды на примере уловов и урожайности промысловых рыб // Изв. РАН. Сер. биол. 1995. №2. С.218-225.

4. Левич А.П., Булгаков Н.Г., Замолодчиков Д.Г. Оптимизация структуры кор мовых фитопланктонных сообществ. Под ред. В.Н.Максимова. М.: Товари щество научных изданий КМК. 1996а. 136 с.

5. Левич А.П., Максимов В.H., Булгаков Н.Г. Теоретическая и эксперимен тальная экология фитопланктона: управление структурой и функциями со обществ. М.: Изд-во НИЛ. 1997. 192 с.

6. Левич А.П., Терехин А.Т., Булгаков Н.Г., Абакумов В.А., Елисеев Д.А., Мак симов В.Н., Качан Л.К. Экологический контроль водных объектов Нижнего Дона по биотическим идентификаторам планктона, перифитона и зообенто са // Вестник МГУ. Сер. биол. 1996. №3. С. 18-25.

7. Булгаков Н.Г., Левич А.П., Максимов В.Н. Прогноз состояния экосистем и нормирование факторов среды в водных объектах Нижнего Дона // Изв.

РАН. Сер. биол. 1997. №3. С.374-379.

8. Максимов В.Н., Джабруева Л.В., Булгаков Н.Г., Терехин А.Т. Концепция выявления стрессовых состояний водных экосистем методом ранговых рас пределений и экологически допустимые уровни загрязняющих веществ для водоемов р. Элиста // Водные ресурсы. 1997. 24. №1. С.79-85.

9. Максимов В.Н., Булгаков Н.Г., Джабруева Л.В. Ранговые распределения размерно-морфологических групп микроводорослей в перифитоне и их связь с уровнем загрязнения водоема // Известия РАН. Сер. Биол. 1997. №6.

С.697-704.

10.Носов В.Н., Булгаков Н.Г., Максимов В.Н. Построение функции желатель ности при анализе данных экологического мониторинга // Изв. РАН. Сер.

биол. 1997. №1. С.69-74.

11.Abakumov V.A., Bulgakov N.G., Levich A.P., Maximov V.N. The tasks solving by information system "Ecology of Russian Freshwaters" // Proceedings of the First East-European Symposium on Advances in Databases and Information Sys tems (ADBIS'97). St.-Petersburg. September 2-5. 1997. St.-Pb.: Nevsky Dialect.

1997. P.65-67.

12.Levich A.P., Bulgakov N.G., Maximov V.N. Assessment and prediction of water ecosystem ecological state on biological indices and standardization of climatic and hydrological factors // INDEX-97.

Abstract

book of International Conference on Environmental indices. Systems Analysis Approach. St.-Petersburg, 1997.

P.80.

13.Булгаков Н.Г., Левич А.П., Максимов В.Н. Детерминационный анализ мно гомерных данных и прогноз экологического состояния биоты по показате лям водности // Stochastic models of hydrological processes and their applica tions to problems of environmental preservation. M.: Water problem Institute.

1998. P.386-391.

14.Левич А.П., Булгаков Н.Г., Абакумов В.А., Терехин А.Т. Определение эко логически допустимых уровней расходов воды по гидробиологическим по казателям // Вестник МГУ. Сер. 16. Биол. 1998. №3. С.49-52.

15.Максимов В.Н., Булгаков Н.Г., Милованова Г.Ф. Детерминационный анализ связей между различными компонентами экосистем. Сравнение с методами традиционной статистики // Известия РАН. Сер. биол. 1999. №4. С.469-477.

16.Maximov V.N., Bulgakov N.G., Levich A.P. Quantitative methods of ecological control: Diagnostics, standardization, and prediction // Environmental indices:

Systems Analysis Approach. London: EOLSS Publishers, 1999. P.363-392.

17.Maximov V.N., Bulgakov N.G. New statistical approach to diagnostics of ecosys tem trouble // INDEX-99. Abstract book of Second Biennial International Con ference on Indices and indicators of sustainable development. Systems Analysis Approach. St.-Petersburg, 1999. P.90-91.

18.Максимов В.Н., Булгаков Н.Г., Левич А.П. Количественные методы эколо гического контроля: диагностика, нормирование, прогноз // Экология и ус тойчивое развитие города. М. 2000. С.79-83.

19.Максимов В.Н., Булгаков Н.Г., Милованова Г.Ф., Левич А.П. Детерминаци онный анализ в экосистемах: сопряженности для биотических и абиотиче ских компонентов // Изв. РАН. Сер. биол. 2000. №4. С.482-491.

20.Максимов В.Н., Милованова Г.Ф., Булгаков Н.Г., Левич А.П. Индикация со стояния экосистем методами детерминационного анализа // Теоретические проблемы экологии и эволюции. Тольятти, 2000. С.113-120.

21.Булгаков Н.Г. Структура и функции информационной аналитической систе мы "Экология пресных вод России" // Малые реки: Современное экологиче ское состояние, актуальные проблемы. Тезисы докладов Международной научной конференции. Тольятти: ИЭВБ РАН, 2001. С.39.

22.Булгаков Н.Г. Использование данных биологического и физико химического мониторинга пресноводных экосистем для оценки антропо генного и природного воздействия на биоту // Современные проблемы био индикации и биомониторинга. Тезисы докладов XI Международного симпо зиума по биоиндикаторам. Сыктывкар, 2001. С.21.

23.Левич А.П., Максимов В.Н, Булгаков Н.Г. Методика применения детерми национного анализа данных мониторинга для целей экологического контро ля природной среды // Успехи соврем. биол. 2001. Т.121. №2. С.131.

24.Максимов В.Н., Абакумов В.А., Булгаков Н.Г., Левич А.П., Терехин А.Т.

Экологически допустимые уровни абиотических факторов. Исследование водных экосистем Восточной Европы // Вестник МГУ. Сер. 16. Биол. 2001.

№4. С.36-41.

25.Максимов В.Н., Булгаков Н.Г., Левич А.П. Индикация экологического не благополучия как основа количественных методов экологического контроля рек // Малые реки: Современное экологическое состояние, актуальные про блемы. Тезисы докладов Международной научной конференции. Тольятти:

ИЭВБ РАН, 2001. С.131.

26.Булгаков Н.Г. Индикация состояния природных экосистем и нормирование факторов окружающей среды. Обзор существующих подходов // Усп. со врем. биол. 2002. Т.122. №2. С.115-135.

27.Булгаков Н.Г. Пример создания информационной системы, объединяющей данные биологического и физико-химического мониторинга пресных вод России и сопредельных стран // Труды Всероссийской научной конферен ции "Научный сервис в сети Интернет". М.: Изд-во Московского универси тета, 2002. С.34-35.

28.Булгаков Н.Г., Абакумов В.А., Иванов В.Ю. Использование данных о биоло гии, гидрохимии и гидрологии пресных вод России и сопредельных стран при построении компьютерной информационной системы // Изв. РАН. Сер.

биол. 2002. №6. С.733-737.

29.Максимов В.Н., Абакумов В.А., Булгаков Н.Г., Левич А.П., Терехин А.Т.

Экологически допустимые уровни абиотических факторов. Исследование пресноводных объектов азиатской части России и Узбекистана // Изв РАН.

Сер. биол. 2002. №5. С.614-624.

30.Булгаков Н.Г. Экологически допустимые уровни абиотических факторов в водоемах России и сопредельных стран. Зависимость от географических и климатических особенностей // Водные ресурсы. 2003 (в печати).

31.Булгаков Н.Г. Контроль природной среды как совокупность методов биоин дикации, экологической диагностики и нормирования // Проблемы окру жающей среды и природных ресурсов. Обзорная информация ВИНИТИ.

2003. №4. С.33-70.

32.Булгаков Н.Г., Максимов В.Н., Левич А.П. Региональный экологический контроль на основе биотических и абиотических данных мониторинга // Экологический мониторинг. Методы биологического и физико-химического мониторинга. Учебное пособие. Часть V. Нижний Новгород: Изд-во Ниже городского университета, 2003 (в печати).

33.Bulgakov N.G. Determination analysis as a method for diagnostics of ecosystem condition // Environmetrics. 2003 (in press).



Pages:     | 1 ||
 




 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.