close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

5244.Экологический мониторинг и экспертиза.

код для вставкиСкачать
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Оренбургский государственный университет»
А.В. Шамраев
ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ
И ЭКСПЕРТИЗА
Рекомендовано Ученым советом федерального государственного
бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального
образования «Оренбургский государственный университет» в качестве
учебного пособия для студентов, обучающихся по программам высшего
профессионального образования по направлению подготовки 020400.62
Биология
Оренбург
2014
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
УДК 504.5:502.175(075.8)
ББК 20.18 я 73
Ш 19
Рецензент – профессор, доктор биологических наук Лебедев С.В.
Ш 19
Шамраев, А.В.
Экологический мониторинг и экспертиза : учебное пособие
/ А.В. Шамраев; Оренбургский гос. ун-т. –
Оренбург : ОГУ, 2014. – 141 с.
Учебное пособие состоит из разделов, которые включают
теоретические знания, задания и руководство к выполнению
практических работ, которые позволяют расширить знания по
теоретическому курсу и приобрести навыки экспериментальных
исследований.
Учебное пособие «Экологический мониторинг и экспертиза»
предназначено для студентов направления подготовки 020400.62
Биология
УДК 504.5:502.175(075.8)
ББК 20.18 я 73
© Шамраев А.В., 2014
© ОГУ, 2014
2
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Содержание
1 Предмет, задачи и методы экологического мониторинга……………..……..5
2 Климатический мониторинг…………………………………………………..11
3 Гидрологический мониторинг………………………………………………..18
4 Мониторинг компонентов наземной среды………………………………....25
5 Мониторинг флоры…………………………………………………………....30
5.1 Полевые методы исследования флоры……………………………………..33
5.2 Камеральные и аналитические методы исследования флоры…………….41
6 Мониторинговые исследования растительности открытых участков……..45
6.1 Мониторинговые исследования растительности разных сообществ…….48
6.2 Мониторинговые исследования лишайниковых сообществ и грибов…...49
7 Зооценозы как объекты биологического мониторинга…………………...…54
7.1 Методы мониторинговых исследований позвоночных животных…….....57
8 Мониторинг загрязнений воздушной среды………………………………....63
9 Мониторинг загрязнений почв и земель……………………………………..71
10 Мониторинг состояния водной среды………………………………………75
11 Основные принципы биологической индикации природной среды…...…79
11.1 Биологическая индикация воздушной среды ………………………...….83
11.2 Биондикация почв……………………………………………………….…90
11.3 Биоиндикация среды с помощью древесных пород……………………97
11.3.1Биоиндикация среды с помощью древесных пород…………………..101
11.4Биологическая индикация пресных водоёмов ………………………….104
12 Экологическая экспертиза………………………………………………….116
12.1 Принципы экологической экспертизы…………………………………..116
12.2 Виды экологической экспертизы………………………………………..117
13 Порядок проведения государственной экологической экспертизы……..120
14 Осуществление и формирование государственной
экспертной комиссии…………………………………………………………..122
3
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
15 Правовой статус эксперта государственной
экологической экспертизы…………………………………………….……….122
16 Требования предъявляемые к заключению государственной
экологической экспертизы……………………………………………………..124
17 Порядок проведения общественной экологической экспертизы………...126
17.1 Условия проведения общественной экологической экспертизы……...127
17.2 Основания отказа в государственной регистрации заявления
о проведении общественной экологической экспертизы……………………127
18 Порядок финансирования государственной
экологической экспертизы…………………………………………………….128
19 Виды нарушений законодательства РФ об
экологической экспертизе……………………………………………………..129
19.1 Виды юридической ответственности за нарушение
законодательства об экологической экспертизе …………………………….132
Список использованных источников……….…………………………………134
Приложение А Основные химические загрязнители атмосферы………….. 135
Приложение Б Важнейшие загрязнители почв и земель…………………….137
Приложение В Важнейшие загрязнители гидросферы ……………………...139
4
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
1 Предмет, задачи и методы экологического мониторинга
Экологический мониторинг - система наблюдений, сбора и хранения
информации о состоянии окружающей природной среды, целенаправленной
экологической оценки этой информации, прогноза состояния окружающей
среды
во
взаимосвязи
с
природными
и
техногенными
факторами
(А.Я. Гаев, 1990).
Под мониторингом также подразумевается комплексная система
наблюдений, оценки и прогноза изменения состояния окружающей среды
под влиянием антропогенных факторов.
Термин «мониторинг» появился в 70-х годах XX столетия. В настоящее
время под мониторингом подразумевается система повторных наблюдений
одного или нескольких элементов окружающей среды в течении длительного
промежутка времени. Мониторинг выполняется по заранее составленной
программе.
Это
позволяет
наиболее
полно
проследить
динамику
экологических процессов и повысить качество составляемых прогнозов.
Основной целью экологического мониторинга является контроль за
динамикой
экосистемных процессов
и
информационное
обеспечение
природоохранной деятельности.
К числу основных задач мониторинга относятся:
- наблюдение за состоянием природных экосистем;
- оценка и прогноз состояния природной среды;
- выявление факторов антропогенного воздействия на окружающую
среду;
- планирование системы природоохранных мероприятий.
Современный
экологический
мониторинг
направлений.
5
включает
несколько
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
По масштабам проведения исследований выделяют глобальный,
национальный, региональный и локальный мониторинг.
К глобальному мониторингу относятся исследования континентальных
экосистем и всей биосферы в целом.
Национальный мониторинг осуществляется в пределах государства и
является важной составной частью природоохранной стратегии страны. К
национальному мониторингу относится система заповедников и заказников.
Региональный мониторинг осуществляется в пределах одной физикогеографической зоны.
Локальный
мониторинг
осуществляется
в
пределах
отдельных
географических точек: заповедников, населённых пунктов и т.д.
В 1981г. известный отечественный учёный И.П. Герасимов разделил
систему экологического мониторинга в зависимости от контролируемых
объектов на три направления.
1.
Санитарно-биологический
мониторинг.
Это
направление
осуществляет постоянное наблюдение за состоянием окружающей среды.
Важнейшей
задачей
этого
направления
является
контроль
качества
компонентов среды и оценка их влияния на здоровье населения. Объектами
санитарного
мониторинга
являются
все
элементы
среды,
имеющие
непосредственную связь с человеком. К ним относятся грунтовые воды,
приземный слой воздуха, промышленные выбросы и др.
2. Геосистемный мониторинг. Это направление осуществляет контроль
за изменением природных экосистем. Объектом геосистемного мониторинга
являются все важнейшие параметры биоценозов - видовое разнообразие,
численность и биомасса популяций, система биоценотических связей и др.
Важной задачей этого направления являются оценки антропогенного влияния
на природные экосистемы, а также прогнозы по их развитию.
3. Биосферный, или глобальный мониторинг. Это направление
включает наблюдения за глобальными параметрами окружающей среды.
6
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Экологический мониторинг основан на разнообразных методах
исследования. Их можно разделить на несколько групп в зависимости от
заявленных критериев.
Классификация 1. Критерий – универсальность метода.
1. Универсальные методы – применимы в отношении абсолютного
большинства (или всех) окружающих объектов, независимо от их природы,
происхождения и состояния. К этой группе можно отнести методы
картографирования
(геоботанического,
фаунистического,
геоморфологического, загрязнений и проч.), методы общего статистического
анализа и др.
2. Специфические методы – применимы в отношении некоторого
ограниченного количества объектов, как правило, имеющих общую природу
и происхождение. Эти методы составляют абсолютное большинство в
современном методическом аппарате мониторинга. К ним можно, к примеру,
отнести специфические правила описания объектов, флористические или
фаунистические наблюдения, создание коллекций, способы взятия проб тех
или иных объектов, методики качественных и количественных химических
реакций и др.
Классификация 2. Критерий – природа объекта исследования.
Климатические (метеорологические) – используются при проведении
мониторинговых исследований атмосферных климатических процессов;
Геоморфологические
(орографические)
–
при
проведении
мониторинговых исследований рельефа и его отдельных элементов на
местности;
Эдафические (почвоведческие) - при проведении мониторинговых
исследований почвы и их важнейших структурных компонентов;
Гидрологические - при проведении мониторинговых исследований
водоёмов;
Биологические - при изучении отдельных организмов, их популяций и
сообществ в природной среде или искусственных условиях. Эта группа
7
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
отличается исключительным разнообразием и включает геоботанические,
фаунистические,
микологические,
микробиологические
методы
и
их
разновидности;
Прочие
группы
методов
(например,
химические,
физические,
санитарно-эпидемиологические, урбанистические и т.д.).
Классификация 3.
Критерий – степень взаимодействия с объектом
исследования.
Дистанционные методы – заключаются в работе с объектом,
исключающей какое-либо воздействие на него или нарушение его среды
обитания (нахождения). Дистанционные методы, как правило, сводятся к
разнообразным
наблюдениям
выбранных
объектов
–
визуальным,
акустическим, физико-химическим, космическим и т.д. Примером могут
быть визуальные и акустические наблюдения птиц, оценка границ
загрязнения среды запаху, количественный учёт источников загрязнения по
визуальным характеристикам и др.
Контактные методы – заключаются в работе с объектом, включающей
прямое или косвенное воздействие на него или изменение параметров его
среды обитания (нахождения). Эта группа включает методы изъятия (сборы
биологических или неорганических объектов, взятие проб воздуха, воды,
почвы и т.д.), методы практического моделирования (изменение условий
существования объекта с целью отслеживания его реакций) и др.
Классификация 4. Критерий – место применения метода.
1. Полевые методы – реализуются в естественной среде обитания
(пребывания)
объекта.
Эта
группа
отличается
исключительным
разнообразием в зависимости от природы объекта и условий его пребывания
в среде. К числу наиболее универсальных полевых методов относятся
маршрутный
и
площадочный
учёт,
полевой
этап
экологической
паспортизации, методы сборов объектов и др.
2. Камеральные (лабораторные) методы – реализуются в условиях
исследовательского стационара (лаборатории). Группа также отличается
8
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
разнообразием и включает такие широко распространённые методики, как
коллекционирование
собранных
объектов,
содержании в неволе, камеральное
изучение
организмов
при
описание, вскрытие организмов,
постановка опытов и экспериментов и др.
3. Аналитические методы – реализуются на основе полученных
фактических данных о состоянии объектов. Подразумевают всестороннюю
обработку первичных показателей с целью получения итоговых результатов
и выводов мониторинговых исследований. В эту группу входят методы
математического (статистического) анализа, графической интерпретации
данных, математического моделирования, прогнозирования и др.
Классификация 5. Критерий – границы изучения объектов.
Методы
локального
мониторинга
–
реализуются
в
масштабах
незначительных по площади или объёму территорий (пространств). К этой
группе методов можно отнести исследования метеоэлементов и явлений на
локальной метеоплощадке, описание флоры на геоботанической площадке и
т.д.;
Методы регионального мониторинга – реализуются в пределах границ
природных или административных территорий. К группе можно отнести
оценку химического загрязнения атмосферного воздуха в городах области и
т.д.;
Методы национального мониторинга – реализуются в пределах
государственных границ отдельных стран или республик. В группу входят
такие методы, как национальный мониторинг рек, лесов и других природных
объектов,
мониторинг
промышленных
загрязнений,
радиационный
мониторинг и т.д.;
Методы глобального мониторинга – реализуются в масштабах
отдельных природно-климатических зон, континентов или всей планеты. В
группу
входят
методы
глобального
космические наблюдения и т.д.
9
климатического
мониторинга,
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
При выборе методов мониторинговых исследований различных
объектов среды необходимо соблюдать следующие принципы:
1. Принцип соответствия. Каждый выбранный метод должен быть
адекватен объекту исследования, т.е. соответствовать ему по природе,
области применения, единицам измерения и т.д.
2. Принцип комбинирования. В ситуации, когда одна и та же
характеристика изучаемого объекта может быть определёна с помощью
разных методов, следует использовать оба (или несколько) методов
независимо друг от друга с целью подтверждения полученных результатов.
3. Принцип точности. Каждый метод имеет свой порог точности при
оценки выбранных характеристик. Высокоточные методы имеют приоритет
над приблизительными, а объективные – над субъективными.
4. Принцип ограничения. Каждый метод имеет ограничения к
применению в тех или иных условиях среды. Если хотя бы одно условие
среды выходит за границы использования метода, то его применение
невозможно.
5. Принцип доступности. Все выбранные методы должны быть
реальными и доступными к исполнению.
6. Принцип сложности. Каждый из выбранных методов по уровню
сложности должен соответствовать личному опыту и навыкам исполнителя.
7. Принцип системности. Каждый выбранный метод является лишь
отдельным звеном в цепи мониторинговых исследований. Полностью
осуществить исследовательский процесс с помощью одного метода или
группы методов нельзя.
8. Принцип биоэтики и экоэтики. При изучении биологических и
ценных природных объектов следует помнить, что изьятие объекта из
естественной
среды
его
существования,
его
умерщвление
или
коллекционирование возможно только в случае крайней необходимости, при
невозможности использования всех других методик. Отношение к объекту в
10
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
неволе должно быть гуманным, а его содержание – грамотным и
рациональным.
2 Климатический мониторинг
Атмосфера является важнейшей геологической оболочкой Земли,
обеспечивающей её уникальные свойства. Компоненты воздушной среды
играют исключительно важную роль в природных процессах. Атмосфера
определяет общий тепловой режим Земли и термодинамические особенности
биосферы как глобальной экологической системы. Циркуляция атмосферного
воздуха оказывает влияние на местные климатические условия, а через них на почвенный покров, режим рек и процессы рельефообразования.
Атмосферный озон,
стратосферы,
сконцентрированный на
защищает
поверхность
границе
планеты
от
тропосферы и
губительного
ультрафиолетового излучения. Наконец, чистый атмосферный воздух
необходим для нормального существования человека, растений и животных.
Атмосфера является наиболее обширной и вместе с тем наиболее
лёгкой оболочкой нашей планеты, масса которой оценивается в 5,15  1015 т.
Все основные структурные компоненты атмосферы подразделяются на три
группы: постоянные, переменные и случайные. К первой группе относятся
азот, кислород и благородные газы. Ко второй - диоксид углерода и водяной
пар. К третьей группе относятся прочие компоненты, присутствие которых
определяется местными условиями. Это могут быть различные газыполлютанты (диоксид серы, оксид углерода, оксиды азота, сероводород,
хлороводород, метан и проч.), примеси тяжёлых металлов и их соединений
(ртуть, свинец), различные механические примеси (пыль, сажа, пепел).
Средний химический состав атмосферного воздуха состоит из следующих
компонентов по Г.В. Войткевич, В.А. Вронский, 1996 (См. таблицу 1):
11
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 1 - Средний химический состав атмосферного воздуха
Элемент
Символ
Объёмная доля, %
Весовая доля, %
Азот
N2
78,08
75,51
Кислород
О2
20,95
23,15
Аргон
Ar
0,93
1,28
Углекислый газ
СО2
0,03
0,046
Неон
Ne
1,8• 10-3
1,0 • 10-3
Гелий
Не
5,2• 10-4
0,72• 10-4
Метан
СН4
2,2• 10-4
1,2• 10-4
Криптон
Kr
1,0• 10-4
2,9• 10-4
Оксид азота (I)
N2О
1,0• 10-4
1,5• 10-4
Водород
Н2
5,0• 10-5
0,3• 10-5
Ксенон
Xe
8,0• 10-6
3,6• 10-5
Озон
О3
1,0• 10-6
3,6• 10-5
Климатический
мониторинг
представляет
систему
постоянных
наблюдений за важнейшими атмосферными процессами, формирующими
климат местности. Предметом исследования климатического мониторинга
выступают различные метеорологические элементы и явления.
Метеоэлементами обозначают непрерывно протекающие в нижних
слоях
атмосферы
выражение.
К
физические
основным
процессы,
имеющие
метеорологическим
количественное
элементам
относятся
температура воздуха, атмосферное давление, влажность воздуха, облачность,
атмосферные осадки, ветер, видимость и др.
Метеоявлениями обозначают периодически возникающие в нижних
слоях атмосферы процессы, имеющие сложную физическую природу. Как
правило, в образовании метеоявления участвуют одновременно несколько
12
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
климатических элементов. К важнейшими метеорологическим явлениям
относятся грозы, туманы, пыльные бури, метели, ливни и др.
Целью климатического мониторинга является слежение за состоянием
основных метеорологических элементов и явлений местности.
К задачам климатического мониторинга относятся:
- качественная и количественная оценка параметров атмосферных
физических процессов;
- контроль за динамикой значений важнейших метеоэлементов и
явлений;
- кстановление причин изменения климатических условий местности;
- определение тенденций в изменении климатических процессов и
прогнозирование их состояния в будущем;
- оценка влияния атмосферных физических процессов на прочие
компоненты природной среды – почвы, водоёмы, флору, фауну, а также
хозяйственную деятельность человека.
Климатический мониторинг может быть организован на всех уровнях –
от локального до глобального. Глобальные наблюдения осуществляются
сетью государственных метеостанций и постов, расположенных на всех
континентах планеты. На сегодняшний день в систему глобального
климатического мониторинга входят:
- свыше 10 000 комплексных климатических станций;
- свыше 30 000 метеопостов;
- актинометрические станции (свыше 1000 единиц). Осуществляют
наблюдения за солнечной радиацией и её преобразованиями;
- аэрологические станции (свыше 1000). Осуществляют контроль за
физическими процессами в средних и верхних слоях атмосферы;
- океанографические станции и корабли погоды. Осуществляют
комплексные метеонаблюдения в зоне Мирового океана;
- искусственные спутники Земли. Климатические спутники выполняют
внешний контроль за физическим состоянием атмосферы.
13
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
В
странах
мира
принята
единый
график
метеорологических
исследований. Показания снимаются через каждые три часа по единому
(гринвичскому времени). В сутки проводится 8 наблюдений в течении 10минутного интервала. Первые наблюдения всегда осуществляются в 00 часов
по Гринвичу, что соответствует 3 часам московского времени.
Локальные метеонаблюдения начинаются с составления рабочей
программы
мониторинга.
Она
включает
четыре
базовых
этапа
(подготовительный, полевой, камеральный и аналитический), на каждом из
которых
последовательно
решаются
все
поставленные
задачи
наблюдений
служит
исследований.
Рабочим
местом
проведения
локальных
метеоплощадка. По времени существования различают постоянные и
временные площадки, а по объёму выполняемых исследований - стандартные
и компактные. Вне зависимости от типа при организации площадки должны
выполняться следующие правила:
1. Площадка должна быть расположена таким образом, чтобы её
наблюдения характеризовали метеоусловия как можно более обширной
территории.
2. Участок для метеоплощадки должен быть ровным, открытым,
удалённых для строений, деревьев и прочих препятствий на расстояние не
менее 10  их высоты.
3. Площадка должна располагаться не ближе чем в 100 м от крупного
водоёма.
4. Нельзя размещать площадку вблизи глубоких оврагов, обрывов и
других изломов рельефа.
5. Нельзя размещать площадку на чрезмерно открытых местах, так как
возможны завышения скорости ветра.
Стандартная площадка имеет размеры 26  26 м. При незначительном
объёме наблюдений применяется вариант 20  16 м. Стороны площадки
14
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
должны быть направлены с севера на юг и с востока на запад. Площадка
должна быть огорожена хорошо продуваемой оградой (проволокой или
сеткой), вход устанавливается с северной стороны. Почвенный покров
должен поддерживаться в естественном состоянии, при этом не допускается
разрастание травостоя выше 20 см. Запрещается одновременное присутствие
на площадке более 2-х человек.
На метеоплощадке устанавливаются две психрометрические будки, две
жалюзийные будки и один шкафчик (рисунок 1) для хранения журналов с
записями
локальных
метеонаблюдений
(таблица
2)
и
запасного
оборудования (таблица 3). Высота психрометрических будок должна быть не
менее 2 м от поверхности земли, чтобы исключить влияние подстилающей
поверхности на приборы. В одном из углов площадки, противоположном
входу, создаётся мини-площадка для почвенных термометров размером
26 м. Всё оборудование размещают так, чтобы одни приборы и
приспособления не влияли на показания других.
Рисунок 1 - Схема размещения приборов и оборудования на
стандартной метеоплощадке.
15
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 2 - Показатели локального климатического мониторинга
Предмет наблюдений,
показатель
1. Температура воздуха
2. Температура почвы
3. Влажность воздуха
4. Атмосферное давление
5. Ветер
- направление ветра
скорость ветра
- сила ветра
Символ
Единица измерения
t
t

P
°С
°С
%
мм рт. с.
----
-м/с
Баллы по шкале
Бофорта
мм / кв. м
Баллы по шкале
видимости
Через 3 часа
10-балльная система
--
Через 3 часа
6. Атмосферные осадки
7. Атмосферная видимость
--
8. Облачность
- количество облаков
- форма облаков
---
Частота
измерения
Через 3 часа
Через 3 часа
Через 3 часа
Через 3 часа
Через 3 часа
Через 3 часа
Таблиц 3 - Примерный перечень оборудования для метеонаблюдений
Прибор
Назначение
Срочный термометр
Определение текущей температуры
воздуха и почвы
Определение максимальной температуры
воздуха и почвы
Определение минимальной температуры
воздуха и почвы
Определение температуры почвы на
разных глубинах
Непрерывная регистрация значений
температуры воздуха
Определение влажности воздуха (при t
воздуха - не ниже 10 С)
Определение отн. влажности воздуха
Непрерывная регистрация относительной
влажности воздуха
Определение атмосферного давления
Сбор и определение уровня атмосферных
осадков
Непрерывная регистрация количества,
продолжительности и интенсивности
выпадения жидких осадков
Максимальный термометр
Минимальный термометр
Коленчатый термометр
Савинова
Термограф
Психрометр
Волостной гигрометр
Гигрограф
Барометр
Осадкомеры
Плювиограф
16
Количество на
площадке
2 и более
2 и более
2 и более
3 и более
1
1
1
1
1
3
1
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Анемометр
Флюгер
Определение скорости ветра
Определение направления ветра
1
1
Наблюдения на площадке проводятся по следующему плану:
1. Наблюдения всегда выполняются в заранее установленное время. В
стандартном варианте показания приборов снимаются 8 раз в сутки с
периодичностью в 3 часа. Первое наблюдение проводится в 00 ч. по
Гринвичу.
2. В период от 20 до 10 минут до срока производят наблюдения за
состоянием поверхности почвы, атмосферной видимостью, облачностью,
измеряют t С почвы.
3. За 10 минут до срока определяют параметры ветра, меняют
водосборные сосуды осадкомера.
4. В срок наблюдений измеряют t С и влажность воздуха.
5. В течении 5 минут после срока измеряют давление атмосферы.
Сразу же по окончании наблюдений полученные данные обрабатывают
и заносят в журнал.
Анализ данных метеомониторинга может проводится как в процессе
наблюдений, так и после их окончания. Цель анализа заключается в
количественной и качественной обработке первичных данных и их
представлению в итоговых документах. При этом используются следующие
методики:
Составление таблиц климата местности за период исследования.
Таблицы
включают
все
полученные
значения
метеоэлементов,
систематизированные в форме колонок.
Построение графиков динамики важнейших метеоэлементов за период
наблюдений – температуры воздуха и почвы, атмосферного давления,
влажности воздуха и др.
17
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Определение физического диапазона и пределов интенсивности
действия метеоэлементов за период наблюдений.
Установление средних значений метеоэлементов.
Определение преимущественного направления ветра за весь период
наблюдений и составление розы ветров.
Определение связи между основными метеоэлементами и явлениями
методами корреляционного анализа.
Прогнозирование
изменений
метеоэлементов
методами
регрессионного анализа.
Результаты анализа заносятся в итоговые документы.
3 Гидрологический мониторинг
Гидросфера –геологическая оболочка планеты, включающая Мировой
океан, воды суши и подземные воды. В пределах границ гидросферы
находится водная среда жизни - первая из всех природных сред, освоенных
живыми организмами.
Вода играет исключительно важную роль во всех основных природных
процессах и обладает уникальными физико-химическими свойствами. Одно
из важнейших свойств заключается в способности растворять многие
вещества - соли, кислоты, щёлочи, газы, органические соединения и др.
Выступая в качестве универсального растворителя, вода обеспечивает
постоянный обмен веществ между сушей и океаном, организмами и
окружающей средой.
Таблица 4 - Суммарный объём воды на планете по М.И. Львову, 1986
1. Мировой океан - около 94 %
2. Подземные воды – 4,0 %
3. Ледники – 1,7 %
4. Озёра – 0,02 %
5. Почвенная влага – 0,01 %
6. Пары атмосферы – 0,001 %
7. Реки – 0,0001 %
18
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Всю природную воду можно разделить на три группы: пресная
(содержит до 0,1 % растворённых веществ), минерализованная (от 0,1 % до
5 %) и солёная (более 5 %). Выделяют два класса минеральных солей,
встречающихся в природной воде. К первому классу относят такие
распространённые катионы и анионы, как кальций (Са2+), натрий (Na+),
магний (Mg2+), нитрат-анион (NO3-), карбонат-анион (CO32-), гидрокарбонатанион (HСO3-), хлорид-анион (Cl-), сульфат-анион (SO42-). Ко второму классу
относятся катионы аммония (NH4+), катионы различных металлов, нитританион
(NO2-)
и
фосфат
(PO43-).
анион
Основной
вклад
в
общее
солеобразование вносят соединения 1-го класса. Вещества второго класса
играют важную роль в основных гидрологических процессах, хотя их вклад в
солеобразование незначителен.
Особое место в составе природной воды занимают растворённые в ней
газы. Это прежде всего азот, концентрация которого при разных условиях
может составлять от 8,4 до 14,5 мл/л; кислород от 0 до 9 мл/л; углекислый газ
от 34,0 до 56,0 мл/л; сероводород от 0 до 22 мл/л и др. Азот поступает в воду
преимущественно из атмосферы, при этом его растворимость уменьшается с
повышением температуры и солёности среды. Кислород образуется в
результате фотосинтеза водорослей или диффундирует из атмосферы.
Источниками
углекислого
газа
в
воде
служат
процессы
дыхания
гидробионтов, брожения, окисления органических остатков и поступления из
атмосферы. Содержание углекислоты в водоёмах носит динамический
характер и зависит от температуры, минерального состава, сапробности воды
и прочих факторов.
Гидрологический
мониторинг
представляет
систему
постоянных
наблюдений за состоянием поверхностных и грунтовых вод.
Целью
гидрологического
мониторинга
является
проведение
комплексной экологической оценки состояния водных источников и
19
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
контроль
за
изменением
гидрологических
процессов
под
влиянием
естественных и антропогенных факторов.
К основным задачам направления можно отнести:
1) оценка изменения базовых гидрологических показателей водоёмов
– глубины, ширины русла, протяжённости отдельных участков и др;
2) определение гидрохимических и гидробиологических показателей
водоёмов и их изменений водоёмов в пространственной и временной
динамике;
3) оценка степени загрязнённости водоёмов. Оценка влияний
поверхностных и грунтовых вод на прочие компоненты природной среды климат, почвы, растительный покров и животное население;
4)
оценка
возможности
промышленного,
хозяйственного
и
рекреационного использования водных ресурсов местности;
5) пределение влияния на поверхностные и грунтовые воды
хозяйственной деятельности человека;
6)
прогнозирование
будущего
состояние
естественных
и
искусственных источников.
Гидрологический мониторинг имеет сложную структуру, что связано с
разнообразием объектов исследования. Выделяют следующие важнейшие
направления гидрологического мониторинга:
- мониторинг открытых водоёмов – контролирует состояние морей и
океанов планеты;
- мониторинг грунтовых вод – контролирует состояние подземных
источников;
- мониторинг континентальных поверхностных водоёмов – следит за
состоянием рек, озёр, водохранилищ.
Грунтовые воды играют существенную роль в организации и
функционировании
природных
экосистем
20
–
как
водных,
так
и
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
континентальных. В связи с этим мониторинговые исследования подземных
источников должны быть комплексными. При комплексном подходе
оцениваются
все
важнейшие
гидрологические
и
гидрохимические
показатели, характеризующие сам источник, а также определяется влияние
грунтовых вод на другие компоненты природной среды - климат, почвы,
растительный покров и животное население.
Время и периодичность исследований выбираются с учётом сезонных
особенностей местности. В условиях умеренных климатических зон
активные полевые исследования можно проводить с апреля по октябрь
включительно.
Это
позволяет
проследить
динамику
важнейших
гидрологических процессов подземных источников.
Изучение
грунтовых
вод
на
локальном
уровне
начинают
с
рекогносцировочного обследования местности. Предварительно изучают
гидрологические карты и схемы, по которым намечают рабочий маршрут и
контрольные точки на местности. При работе на маршруте особое внимание
уделяют тем признакам местности, которые тесно связаны с грунтовыми
водами. К ним относятся выходы источников на поверхность (ключи,
родники), поверхностные водоёмы, скопления гидрофитной растительности,
ямы, овраги, колодцы, пересохшие русла и т.п.
Для быстрого определения выходов грунтовых вод на поверхности в
незнакомой местности проводят опросы местного населения. Эта методика
применяется на предварительном этапе исследований. Опросы проводят
среди компетентных лиц, чья деятельность тесно связана с районом
исследований - егерей, пастухов, работников с.-х. отрасли и др. При опросах
используют специальные опросные листы, которые содержат карту-схему
местности и перечень вопросов, касающихся объектов исследования.
Полученные при опросе данные обобщаются, сравниваются между собой и
наносятся на геоморфологическую карту местности. В дальнейшем эта
информация используется при заложении гидрологических маршрутов и
выборе контрольных точек исследования.
21
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Основным рабочим местом изучения подземных вод являются шурфы
и колодцы. Шурф представляет собой вертикальную выемку породы,
доходящую до подземного источника. Каждый шурф выкапывают вручную
или с помощью специальной бурильной установки. При необходимости
стенки шурфа укрепляют деревянными брусьями или кирпичом. В этом
случае он превращается в колодец и может использоваться в течении
нескольких лет.
Шурфы закладывают в контрольных точках маршрута, намеченных во
время рекогносцировочного обследования местности. Площадка, занятая
шурфом, огораживается по периметру кольями с бечёвкой, а рядом
вкапывается предупреждающий знак. После окончания работ шурфы
закапывают или плотно закрывают специальной крышкой. В этом случае
заграждение и предупреждающие знаки оставляют.
Программа локальных исследований подземной гидрологической сети
местности включает определение следующих характеристик:
- выходы грунтовых вод на поверхность;
- глубина залегания подземных вод;
- мощность подземных источников;
- направление течения и скорость подземного источника;
- органолептические характеристики воды – запах, цвет, мутность,
прозрачность и др.;
- физико-химические показатели воды – наличие и концентрации
катионов и анионов минеральных веществ, оценка загрязнений и др.
Поверхностные водоёмы пресного типа – реки, озёра, водохранилища –
выступают
неотъемлемой
частью
природной
среды,
образуя
как
самостоятельные водные экосистемы, так и участвуя в формировании
наземных сообществ.
Мониторинг этих компонентов среды распадается на множество
направлений, каждое из которых имеет свои цели и задачи. К наиболее
важным из них можно отнести определение основных гидрологических,
22
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
гидрохимических
и
гидробиологических
параметров
водоёмов
в
пространственной и временной динамике, оценку их влияния на прочие
компоненты
природной
среды,
возможности
промышленного,
хозяйственного, рекреационного использования водоёмов и др.
Предварительные
исследования
водоёмов проводят с помощью
подробных гидрологических карт. Для рек по картам можно определить
следующие характеристики:
- географические координаты истока или устья реки (если они
находятся на территории будущих исследований) и кратчайшее расстояние
между ними ( S );
- направление течения реки;
- общую длину русла реки в районе исследований ( Lрусла );
- ширину русла в отдельных участках – s1, s2 и т.д.;
- наличие притоков, боковых ответвлений русла, стариц и т.п.;
- глубину водоёма в отдельных участках ( D );
- извилистость (меандрирование) русла реки – определяется по
отношению длины русла реки и кратчайшим расстоянием между истоком и
руслом ( M );
- уклон реки – определяется по отношению падения реки (разности
между выстой над уровнем моря истока и устья реки, Y);
- общие физико-географические условия бассейна реки – прилегающий
рельеф, характер берегов, ширина поймы, долины и т.п.;
- хозяйственное использование реки и прилегающих территорий речной транспорт, паромы, мосты, насосы, участки для водопоя скота и др.
Для озёр по карте можно устанавливают следующие параметры:
- географическое положение;
- форма озера и характер береговой линии;
- примерная площадь поверхностного зеркала;
- общие физико-географические условия бассейна озера;
- хозяйственное использование озера и прилегающих территорий.
23
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Все
установленные
с
помощью
карт
параметры
считаются
приблизительными и в дальнейшем тщательно проверяются.
Для организации исследований на реке или озере необходимо
приготовить следующее оборудование: карты-схемы местности, полевой
дневник, компас, дальномеры, рулетки, линь, лот, водостойкие шнуры,
колья-вешки,
гидрометрические
шесты,
поверхностные
и
глубинные
поплавки, склянки для проб и шанцевый инструмент. Кроме того, для работы
обязательно потребуется надёжное плавсредство – лодка, катер или плот.
Работа на открытом водоёме начинается с организации рабочего места
– гидрологического створа. На реках и озёрах вытянутой формы организуют
створ поперечного типа, на озёрах округлой формы – створ радиального
типа.
Поперечный
створ
представляет
собой
воображаемую
линию,
проходящую строго перпендикулярно осевой линии водоёма. Створ
организуется с помощью кольев-вёшек, расположенных попарно на каждом
из берегов. При необходимости меду вёшками натягивается линь, с помощью
которого проводят измерения водоёмов. Сложный поперечный створ
представляет собой систему из 2-4-х простых створов, расположенных друг
от друга на расстоянии, равном ширине реки в данном месте.
Радиальный створ состоит из нескольких поперечных линий, каждая из
которых начинается в одной точке озера. Эта точка называется основанием
створа. Угол расхождения между линиями должен быть одинаковым. Чем
меньше угол расхождения, тем точнее будут результаты измерений.
После организации створов определяют основные гидрологические
характеристики водоёма. К ним относятся:
- ширина русла реки или озера;
- глубина русла в отдельных точках;
- скорость течения воды на поверхности и на заданных глубинах;
- поперечный и продольный профили водоёма;
- средний расход воды за сутки.
24
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Гидрологические показатели характеризуют только состояние водоёма,
но не отражают качество воды в нём. Для оценки качества воды берут
гидрологические пробы и подвергают их дальнейшему анализу.
Предварительный анализ воды начинается с определения важнейших
органолептических характеристик – цвета, запаха, мутности, прозрачности,
наличия поверхностных плёнок, включений и осадка. Затем переходят к
физико-химическому анализу, основанному на определении качественных и
количественных
характеристик
Дополнительно
могут
содержащихся
применяться
в
методы
воде
соединений.
биоиндикации
и
биотестирования, основанные на использовании живых организмов в
качестве показателей качества воды.
Все эти методы позволяют дать правильную оценку экологического
состояния
водоёма
и
определить
перспективы
его
дальнейшего
использования.
4 Мониторинг компонентов наземной среды
К важнейшим абиогенным компонентам наземной среды относятся
климат, рельеф, почвы, подстилающие породы и водоёмы. Все они являются
в равной степени важными и определяют как внешний облик наземных
экосистем, так и внутренние закономерности их функционирования. Их
изучению посвящены отдельные направления комплексного экологического
мониторинга.
Рельефом называют устройство земной поверхности. Рельеф оказывает
прямое влияние на все основные компоненты наземной среды. Особенно
сильно влияние рельефа сказывается на следующих процессах:
- пространственном распределении растений и животных;
- формировании подземной и поверхностной гидрологической сети;
25
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
- миграции химических элементов и процессах почвообразования;
- формировании климатических и микроклиматических условий
местности;
- регулировании хозяйственной деятельности человека и др.
Почвой традиционно называют верхний плодородный слой земной
коры,
формирующийся
климатических,
в
результате
геоморфологических,
комплексного
гидрологических
взаимодействия
и
биотических
факторов и выступающий как самостоятельное природное образование.
Почвы являются
основой наземных экосистем и играют исключительно
важную роль в глобальных биосферных процессах.
К важнейшим
особенностям почв относятся:
1)
способность
образовывать
и
накапливать
специфические
органические вещества – гумус, или перегной;
2) уникальные физико-химические условия (влажность, температурный
режим, микроэлементы, газовый состав и др.), благодаря которым почва
активно заселяется живыми организмами;
3) наличие в почвах специфических групп организмов (бактерии –
нитрификаторы
и
денитрификаторы,
сульфатредукторы
и
др.),
обеспечивающих биосферную миграцию важнейших биогенных элементов;
4) способность обеспечивать защиту наземных растений и животных от
неблагоприятных абиотических факторов, хищников и т.д.
Почвенный покров вместе с подстилающими породами образуют
уникальную
природную
среду,
организмов.
Основатель
научного
пригодную
для
почвоведения,
жизнедеятельности
профессор
Василий
Васильевич Докучаев называл почвы главным богатством России, силу и
мощь которого невозможно оценить с помощью каких-либо цифр.
Геоморфологический мониторинг представляет систему постоянных
долговременных наблюдений за рельефом местности. Основным предметом
исследований
выступают
структурные
единицы
рельефа
-
геоморфологические элементы. К ним относятся возвышенности (холмы,
26
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
сопки, горы), русла водоёмов, поймы, террасы, отрицательные точки рельефа
(овраги,
ямы,
балки)
и
т.д.
Отдельные
элементы
формируют
геоморфологические совокупности, определяющие тип рельефа местности.
Основной
целью
геоморфологического
мониторинга
являются
постоянные наблюдения за динамикой геоморфологических процессов.
К задачам геоморфологического мониторинга относятся:
- определение качественных и количественных признаков отдельных
элементов рельефа.
- оценка изменений геоморфологических элементов под влияние как
естественных, так и антропогенных причин.
- ценка влияния структурных элементов рельефа на состояние прочих
компонентов среды – климата, почв, водоёмов, флоры и фауны.
- прогнозирование будущего состояния геоморфологических элементов
и их совокупностей.
- рекомендации по рациональному использованию и охране рельефа.
Локальный геоморфологический мониторинг включает определение
следующих параметров:
1) изучение внешних признаков и форм рельефа;
2) определение основных геоморфологических показателей - формы,
длины, ширины, высоты, углов падения склонов, характера склонов и
других;
3) изучение строения рельефа;
4) картирование рельефа;
5) выяснение происхождения форм рельефа и история их развития;
6)
выявление
взаимосвязей
рельефа
с
другими
компонентами
ландшафта.
Геоморфологический
мониторинг
следующих групп методов:
27
основан
на
использовании
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
1) методы полевых геоморфологических описаний местности разведка
местности,
заложение
и
прохождение
геоморфологических
маршрутов, геоморфологическая съёмка местности, фото- и видеосъёмка;
2) методы геоморфологических измерений – определение формы,
длины, ширины, высоты, углов падения и характера склонов и т.д.;
3) методы геологических исследований – сборы и изучение минералов,
горных пород;
4) методы геохимических исследований – определение содержания
отдельных элементов и веществ;
5) методы
геоморфологического картографирования
- создание
геоморфологических карт, схем, профилей.
Геоморфологические
инструментальную
базу.
исследования
При
полевых
должны
иметь
исследованиях
хорошую
используется
следующее оборудование: компасы, геоморфологические карты местности,
шанцевый инструмент, геологические линейки, молотки, нивелиры, уровни,
упаковочный материал для взятых образцов и прочие материалы. В
распоряжении исследователей должен быть полный набор инструментов для
полевого картирования, а также фото- и видео техника.
Результаты
специальные
геоморфологического
мониторинга
заносятся
в
отчёты. Отчёт обязательно должен содержать физико-
географическую характеристику района, результаты геоморфологических
наблюдений, геоморфологическая карты или схемы, зарисовки, фотографии
и прочий материал.
Мониторинг почв представляет систему постоянных долговременных
наблюдений за состоянием важнейших структурных элементов почв и
почвообразующих пород.
Цель данного направления – комплексная экологическая оценка
состояния почвенного покрова и контроль за динамикой его изменений под
влиянием естественных и антропогенных факторов.
К основным задачам мониторинга почв можно отнести:
28
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
- оценку изменений морфологических признаков почв – мощности
горизонтов, их окраски, плотности, структуры, механического состава и др;
- определение важнейших почвообразующих процессов и тенденций в
изменении состояния почв;
- оценку всех видов загрязнения почв;
- определение влияние почв на состояние наземных сообществ, и
прежде всего фитоценозов;
- определение влияния хозяйственной деятельности человека на
почвенный покров местности;
- прогнозирование состояние почв и подстилающих пород.
Локальный мониторинг почв проводится по следующей программе:
1. На подготовительном этапе изучаются почвенные карты и схемы
местности, а также научные отчёты и описания. Это позволяет заранее
определить исследовательскую нагрузку, подобрать эффективные методики
и необходимое оборудование. В обязательный набор оборудования для
изучения признаков почв входят приборы для ориентации на местности,
почвенные карты или схемы, шанцевый инструмент, измерительные линейки
для выполнения почвенных разрезов, мешки для почвенных проб,
химические реактивы для оценки почвенных реакций и др. При описании
почвенных горизонтов широко используется фототехника.
2. Полевой этап начинается с рекогносцировочного обследования
местности и выбора контрольных точек исследования. В каждой точке
организуются специальные рабочие места. Основным местом служит
почвенный разрез, а дополнительными – почвенные полуямы и прикопки. В
каждом
рабочем
месте
определяются
базовые
морфологические
характеристики почвенного покрова – окраска, толщина и глубина залегания
почвенных
горизонтов,
механический
состав,
почвенная
структура,
плотность, влажность, включения и другие. Также из каждого места берутся
образцы почв для последующей камеральной обработки.
29
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3. На лабораторном этапе проводится анализ взятых образцов почв. Он
включает определение органолептических и физико-химических показателей
отдельных почвенных горизонтов, выделение почвенных организмов и др. на
этом этапе также составляются почвенные карты или схемы местности.
4. Аналитический этап включает статистическую обработку данных,
оценку изменений признаков почв и составление научных прогнозов. Все
полученные данные заносятся в специальные отчёты.
5 Мониторинг флоры
Биомониторинг
-
крупнейшее
направление
экологического
мониторинга, контролирующее состояние биологических компонентов
среды. К последним относятся различные популяции и сообщества, а также
отдельные виды растений и животных.
Современный биологический мониторинг можно разделить на три
больших раздела:
1. Мониторинг флоры. Раздел включает изучение разнообразных
методов полевых и камеральных исследований флоры, растительных
сообществ
и
ассоциаций.
Особое
внимание
уделяется
методикам
определения наиболее значимых, «информативных» признаков, дающих
общее представление о фитоценозе или его составных частях - видовому
разнообразию, ярусности и мозаичности, степени доминирования видов, их
обилию, характеру биотопического размещения, проективному покрытию,
аспекту и бонитету отдельных представителей. Для лесных сообществ особое
значение имеют показатель сомкнутости крон и морфометрические признаки
отдельных деревьев.
2. Мониторинг фауны. Изучает правила и методы исследований
зооценозов и их важнейших структурных единиц. Основное внимание
30
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
уделяется изучению важнейших показателей зооценозов: численности и
плотности особей, видовой структуре сообществ, степени доминирования
отдельных видов, характеру их расселения, половому и возрастному составу
и другим.
3. Биологическая индикация. Это одно из самых молодых и
перспективных направлений биомониторинга. В качестве объектов изучения
выступают наиболее чувствительные к загрязнениям среды виды (например,
эпифитные лишайники, хвойная древесная растительность, пресноводный
планктон, зообентос, перифитон и другие).
Мониторинг флоры подразумевает систему повторных исследований
растительных сообществ и их отдельных компонентов. Он основан на
стандартных геоботанических методах.
При
проведении
мониторинговых
исследований
растительных
сообществ следует учитывать следующие принципы:
Существование отдельных видов растений, а также формируемых ими
фитоценозов напрямую зависит от комплекса физико-географических
факторов.
Наибольшее влияние на формирование растительных сообществ
оказывают рельеф, почвы, почвообразующие породы и климатические
факторы.
Фитоценозы существенно меняют среду своего обитания, а именно состав и структуру почв, подземную и поверхностную гидросеть, а также
формируют микроклимат.
Мониторинговые
исследования
растительности
и
отдельных
фитоценозов основаны на следующих понятиях:
Флора - совокупность всех произрастающих на территории видов
растений.
Флористические исследования - изучение видового состава растений
той или иной местности.
31
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Фитоценоз - по определению В.Н. Сукачёва, всякая совокупность
растений на данном участке территории, находящихся в состоянии
взаимосвязи и характеризующихся как определённым составом и строением,
так и определённым взаимоотношением со средой.
Растительное
используемое
сообщество
для
-
обозначения
близкое
любого
к
фитоценозу
таксона
в
понятие,
классификации
растительного покрова. Например, сообщество трав или лишайников.
Растительный покров - представляет совокупность фитоценозов
определённой территории.
Растительная ассоциация - совокупность фитоценозов определённой
территории, сходных по составу, структуре и условиям существования.
Каждый фитоценоз, таким образом, является участком той или иной
ассоциации.
Программа
ограниченной
мониторинговых
территории
исследований
состоит
из
4-х
флоры
какой-либо
основных
этапов:
подготовительного, полевого, камерального и аналитического.
Подготовительный этап включает:
- поиск литературных источников по теме будущих исследований;
- изучение биологических и экологических особенностей растений в
районе исследований;
- выбор оптимальных методов исследования.
Полевой этап включает:
- рекогносцировочное обследование территории;
- заложение флористических маршрутов и учётных площадок;
- работа на маршрутах и площадках;
- инвентаризация флоры;
- сборы коллекций.
Камеральный этап включает:
- изучение собранного материала в условиях лаборатории или
стационара;
32
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
- определение индивидуальных признаков растений;
- составление рабочих коллекций.
Аналитический этап включает:
- сортировку полученных данных и их статистический анализ;
- сравнение полученных результатов с исследованиями в предыдущие
годы или с исследованиями других авторов;
- составление итоговых отчётов.
Мониторинг флоры основан на различных геоботанических методах.
Их можно разделить на три группы: полевые, камеральные и аналитические.
5.1 Полевые методы исследования флоры
Заложение геоботанических площадей и площадок.
Мониторинговые исследования фитоценозов разных типов проводят на
постоянных площадях и площадках. Размер стандартной геоботанической
площади в облесённой местности составляет 20  20 метров (400 кв. м).
Усечённый вариант 10  20 м. Исследования травяной растительности
открытых участков проводят на площадях размером 10  10 метров
(100 кв. м). Кроме площадей закладывают пробные площадки, отличающиеся
меньшими размерами: от 0,1- 0,2 кв. м до 1 - 4 кв. м. Площади и площадки
отличаются функционально, т.е. закладываются, исходя из разных целей и
задач исследования.
Постоянные пробные площади и площадки позволяют проводить
долговременные мониторинговые наблюдения за всеми структурными
компонентами фитоценоза, а также изучать почвы, климатические условия,
животный мир и др.
Выделение растительных ассоциаций.
33
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Одной из задач геоботанических исследований является разграничение
растительных ассоциаций. Наиболее распространённым методом является
доминантный метод, заключающийся в определении видов - доминантов на
всём протяжении маршрута. К одной ассоциации относятся все фитоценозы с
одинаковыми видами - доминантами. При этом данные фитоценозы могут
отличаться по составу видов, имеющих незначительное обилие.
Основные трудности связаны с проблемой выделения доминирующих
видов. В полидоминантных сообществах (луговые, степные) данный метод
не применяется.
Альтернативным методом, широко применяющимся в современном
мониторинге
фитоценозов,
является
описание
групп
видов,
демонстрирующих экологическую общность фитоценоза. Этот метод связан
с длительными полевыми описаниями фитоценозов.
Каждой выделенной ассоциации присваивается собственное название.
При описании многоярусных ассоциаций (лесных) в названии перечисляются
доминанты каждого яруса, начиная с первого. Если один ярус включает
несколько доминантов, то между ними ставится знак + ; доминанты разных
ярусов разделяются тире. Например: берёза + осина обыкн. - лещина обыкн. спирея городчатая - осока волосистая.
При описании травяных моноярусных ассоциаций (степных, луговых) в
названии ппросто перечисляются виды-доминанты. При этом вид с
наибольшей степенью доминирования ставится на последнее место.
Например:
руссковасильково
-ковыльно
-
типчаковая
ассоциация,
полынково - рогачёвая ассоциация.
Составление флористических списков.
Флористические
списки
составляются
на
начальном
этапе
мониторинговых исследований фитоценозов. Список представляет перечень
всех видов растений, произрастающих на всём протяжении маршрута или в
отдельных точках исследования. Флористический список позволяет иметь
общее представление о растительности различных биотопов.
34
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Описание вертикальной структуры фитоценоза.
Работа
на
геоботанической
площади
начинается
с
описания
вертикальной структуры фитоценоза. В формировании каждого яруса
участвует
растительность
различных
жизненных
форм
и
размеров.
Например, в лесных ценозах могут встречаться следующие жизненные
формы растений: деревья, кустарники, кустарнички, травы, мхи и др. каждый
ярус занимает определённую экологическую нишу, т.е. представлен
растениями, близкими по требованиям к окружающим условиям.
Существуют два подхода к описанию вертикальной структуры:
морфологический и экологический.
Морфологический подход подразумевает выделение ярусов по высоте
расположения крон. При этом ярусы должны хорошо ограничиваться друг от
друга, а входящие в них растения формировать сомкнутые образования.
Наиболее высокие растения относятся к I ярусу. При таком подходе один и
тот же вид может входить в разные яруса.
Экологический
подход,
предложенный
Сукачёвым
(1972),
подразумевает особые фитоценотические свойства у растений каждого яруса.
При этом один и тот же вид не может входить в разные яруса. Если особи
одного вида имеют разную высоту (вследствие возраста или индивидуальных
качеств), то для них выделяют разные пологи.
Описание ценотических групп.
На следующем этапе проводят описание различных ценотических
групп растений. Каждая группа объединяет виды, имеющие одинаковую
значимость в сообществе.
Группа эдификаторов включает виды, оказывающие наиболее сильное
влияние на формирование каждого яруса или на всё сообщество.
Группа доминантов объединяет виды, преобладающие по численности,
но характеризующиеся слабой средообразующей функцией в фитоценозе.
Группа ассектаторов включает виды, не способные доминировать, но в
совокупности играющие ощутимую роль в сообществе.
35
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Определение обилия видов.
Обилие видов определяют с целью выяснения их ценотической роли в
фитоценозе. Существует несколько способов определения обилия, наиболее
доступными и распространённым из которых являются глазомерный метод,
метод относительного учёта, метод абсолютного учёта и метод косвенного
абсолютного учёта.
Глазомерный метод реализуется на учётных площадях с использование
различных шкал и условных баллов. Например, обилие травянистых
растений оценивается по шкале Друде в интерпретации А.А. Уранова и А.П.
Шенникова (таблица 5):
Таблица 5 - Шкала Друде в интерпретации А.А. Уранова и А.П. Шенникова
Обилие по Друде
cop 3 (сopiosae 3)
cop 2 (сopiosae 2)
cop 1 (сopiosae 1)
sp (sparsae)
sol (solitariae)
un (unicum)
Характеристика
обилия
Очень обильно
Обильно
Довольно обильно
Рассеянно
Единично
Единственный экз.
Среднее наименьшее расстояние м/у особями (см).
Не более 20 см.
20 - 40 см.
40 - 100 см.
100 - 150 см.
Более 150 см.
--
Цифровая шкала
Шенникова
5
4
3
2
1
--
К достоинствам данного метода относится быстрота и небольшая
трудоёмкость. Недостатки - субъективность и приблизительные оценки
обилия.
Метод относительного учёта основан на определении соотношения
между численностью отдельных видов. Он очень удобен при описании
лесных фитоценозов. Соотношение выражается с помощью 10 - балльной
шкалы. При этом общее количество экз. принимается за 10 единиц
(или 100 %), а участие каждого вида оценивается в долях от 10. В формуле
каждый вид обозначается первой буквой от своего наименования. К примеру,
7С 3О означает, что древостой на 70 % представлен сосной и на
30 % - осиной; 7С 3О +Б показывает, что в древостое имеется незначительная
примесь берёзы; 10С - древостой полностью состоит из сосны.
36
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Метод абсолютного учёта наиболее трудоемок и заключается в
подсчёте истинного количества растений одного видов безотносительно к
количеству растений других видов.
Метод косвенного абсолютного учёта основан на определении не
самого обилия, а прочих количественных характеристик. Для трав, мхов и
лишайников
такой
характеристикой
является
проективное
покрытие,
показывающее площадь, занятую на субстрате проекцией наземных частей
растений, выраженную в процентах. Для определения обилия вида по его ПП
используется шкала П.Д Ярошенко (1969) (таблица 6). Однако замена обилия
на ПП не всегда обоснована, так как этот показатель у многих видов
меняется в различные сезоны года.
Таблица 6 - Шкала П.Д Ярошенко
Обилие по Друде
cop 3 (сopiosae 3)
cop 2 (сopiosae 2)
cop 1 (сopiosae 1)
sp (sparsae)
sol (solitariae)
Характеристика обилия
Очень обильно
Обильно
Довольно обильно
Рассеянно
Единично
Проективное покрытие в % (по Ярошенко)
90 - 70
70 - 50
50 - 30
30 - 10
менее 10
Определение фенологического состояния растений.
Фенологическое состояние растений определяют по различным фазам
развития доминирующих видов. Для обозначения фенофаз растений
применяется следующая классификация (таблица 7):
Таблица 7 - Обозначение фенофаз растений
Фенофазы
Вегетация до цветения
Бутонизация (у злаковых и осок - колошение)
Начало цветения и колошения
Полное цветение и спороношение
Отцветание и конец спороношения
Созревание семян, плодов и спор
Высыпание семян, плодов и спор
Вегетация после цветения и спороношения
Оценка сомкнутости крон.
37
Обозначения
вег.
бут., кшн.
зацв., сп.
цв., сп.
отцв., ксп.
пл., сп.
осып.
вт. вег.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Описание древесного и кустарникового ярусов начинается с оценки
сомкнутости крон. Кроной называется пространство, мысленно очерченное
по периметру ветвей; просветы м/у ветвями в расчёт не берутся Сомкнутость
выражают в процентах или долях единицы, при этом отсутствие крон
принимается за 0, а полное смыкание - за 1. Зимой на отсутствие листьев не
обращают внимания. Сомкнутость крон определяют для каждого из
выделяемых ярусов и пологов леса.
Составление формулы древостоя.
Формула древостоя является важным показателем, характеризующим
видовой состав и долю каждого вида в древесном и кустарниковом ярусе.
Формулу определяют, исходя из соотношения стволов или объёмов крон.
Долю каждого вида в формуле выражают в баллах от 1 до 10, при этом сумма
всех видов должна равняться 10. Деревья, численность которых не достигает
1 (менее 10 % от общего количества), обозначаются знаком « + ». Единичные
растения обозначаются символом «ед».
Примет формулы спелого древостоя:
6C 4Б - древостой на 60 % состоит из сосны, 40 % - берёзы;
10Е – чисто еловый древостой;
10Е +Б – еловый древостой с незначительной примесью берёзы.
Определение
морфометрических
показателей
древесной
растительности.
К
важнейшим
морфометрическим
показателям
лесных ценозов
относятся: диаметр стволов доминирующих видов, высота деревьев, высота
прикрепления крон, возраст растений и бонитет.
Диаметр стволов – D. Измеряется у нескольких типичных для данного
вида деревьев на высоте 1,3 метра. В бланке отмечают min, max и x диаметр.
Измерения проводят специальной вилкой или рулеткой. При измерении
рулеткой диаметр определяют по формуле (1):
D = L / p,
где L - длина окружности;
38
(1)
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
p - число «пи», равное 3,14.
Высота древостоя - Hg. Измеряется высота нескольких типичных
экземпляров каждого вида, при этом записывается min, max их значения.
Высота прикрепления крон - H кр. - высота, на которой находятся
нижние ветви деревьев.
Возраст растений определяют по годовым кольцам спиленных или
опавших деревьев.
Оценка бонитета (общего состояния древесной растительности).
Бонитет (лат. Bonitas - добротность) - показатель, отражающий
жизненное состояние деревьев. Бонитет характеризует производительность
данных условий местообитания. Чем лучше почвенно-климатические
условия, тем выше бонитет древесных пород. Бонитет устанавливают
визуально с помощью специальной шкалы (таблица 8).
Таблица 8 - Шкала визуальной оценки деревьев по внешним признакам (по
Т.Я. Ашихминой, 2000)
Балл
1
2
3
4
5
Характеристика состояния
Здоровые деревья, без внешних признаков повреждения, величина прироста
соответствует норме.
Ослабленные деревья. Крона слабоажурная, отдельные ветви усохли. Листья
и хвоя часто с жёлтым оттенком. У хвойных пород на стволе сильное
смолотечение и отмирание коры на отдельных участках.
Сильно ослабленные деревья. Крона изрежена, со значительным усыханием
ветвей, сухая вершина. Листья светло-зелёные, в основном мелкие. Хвоя с
бурым оттенком. Максимальный возраст хвои - 1-2 года. Прирост уменьшен
или отсутствует. Смолотечение сильное. Значительные участки коры
отмерли.
Усыхающие деревья. Усыхание ветвей по всей кроне. Листья мелкие,
недоразвитые, бледно-зелёные с жёлтым оттенком. Отмечается ранний
листопад. Хвоя повреждена на 60% от общего количества. Прирост
отсутствует. Н стволах признаки заселения короедами.
Сухие деревья. Крона сухая. Листьев нет, хвоя жёлтая или бурая, осыпается
или осыпалась. Кора на стволах отслаивается или полностью отпала. Стволы
заселены ксилофагами (потребителями древесины).
Оценка состояния деревьев проводится по плану:
В пределах учётной площади подсчитывается количество деревьев и
устанавливаются их виды;
39
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
С помощью таблицы 8 определяют баллы состояния отдельных
деревьев каждого вида и обозначают их символами b1, b2, b3 и т.д.;
Вычисляют средний балл состояния деревьев каждого вида по
формуле(2):
Ka =  ba / Na ,
(2)
где Ка - коэффициент состояния а-вида деревьев;
ba - баллы состояния отдельных деревьев;
 - знак суммы;
Nа - общее число деревьев а-вида на площади.
Критериями для оценки бонитета служат следующие показатели:
- К  1,5 - здоровый древостой (I);
- К = 1,6 - 2,5 - ослабленный древостой (II);
- К = 2,6 - 3,5 - сильно ослабленный древостой (III);
- К = 3,6 - 4,5 - усыхающий лес (IV);
- К  4,6 - погибший лес (V).
Бонитет древесного яруса в целом определяется как среднее
арифметическое средних баллов состояния отдельных видов деревьев на
площади.
Характеристика возобновления древостоя.
К возобновлению лесного сообщества принадлежат всходы и подрост.
Всходами условно обозначают все деревца высотой до 10 см. Подрост деревца выше 10 см, но не превышающие 1/4 высоты взрослых деревьев.
Всходы и подрост не формирую самостоятельных ярусов, однако играют
исключительную роль в существовании леса, обеспечивая его будущие
перспективы. Для этой группы растений определяют показатели высоты,
обилия, и характер размещения т.е. равномерность распределения на пробной
площади и в целом в фитоценозе.
Определение аспекта фитоценоза.
При проведении сезонных мониторинговых исследований важное
значение приобретает аспект фитоценоза. Аспект - это внешний вид
40
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
сообщества.
Этот
показатель
определяется
визуально
по
окраске
доминирующих и аспективных видов. Например: жёлтый аспект степи в
начале мая обусловлен моссовым
цветением тюльпанов Шренка и
Биберштейна; серый аспект - вегетацией ковыля Лессинга и т.п.
Аспект является наиболее лабильным признаком на протяжении
сезонов года, так как отражает фенологическое состояние доминирующих
видов. Кроме того, аспект позволяет разграничивать один фитоценоз от
другого и показывать границы ассоциаций.
5.2 Камеральные и аналитические методы исследования флоры
Определение общности видового состава разных фитоценозов.
Важным этапом анализа растительных сообществ является оценка
сходства их видовой структуры. С этой целью составляются полные
флористические списки для каждой учётной площадки. Сравнение списков
двух площадок проводят по методу Жаккара. Для этого определяют число
видов на каждой площадке и присуждают им произвольные символы
(например, А и В - соответственно 75 и 58 видов); определяют число видов,
общих для двух площадок (например, символ С -
23 вида). Значения
подставляют в формулу (3):
К = С / ( А + В - С )  100 % ,
(3)
В нашем примере К составил 23/(75+58-23)100=20,8 %. Полученное
значение коэффициента Жаккара свидетельствует об определённом типе
общности фитоценозов.
Если К  50 % - тип общности очень высокий;
К = 41-50 % - высокий;
К = 31-40 % - средний;
К = 21-30 % - низкий;
41
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
К  20 % - очень низкий.
К
одной
растительной
ассоциации
как
правило,
причисляют
фитоценозы с очень высоким и высоким коэффициентами общности.
Другим широко распространённым
способом оценки общности
видового состава является метод Серенсена-Чекановского. Он более точен по
сравнению с методом Жаккара, так как учитывает не только общие виды, но
и их численность. Метод основан на использовании сравнительного
коэффициента Ks, который вычисляют по формуле (4):
Ks = 2  min (a b) /  a +  b,
(4)
где Ks - коэффициент сходства;
а, b - значения сравниваемых совокупностей;
 - знак суммы.
Значение коэффициента может изменяться от 0 до 1 (отсутствие
сходства
- полное
сходство).
Величина
коэффициента
определяется
следующим образом. Списки видового состава растений каждой площадки
записываются в виде статистических рядов, помещённых в таблицу 9.
Таблица 9 - Анализ сходства видового состава растительности двух
площадок
Площадки
№1
№2
min значение
Численность видов по стационарам
Одуванчик Подмаренник Лютик Полынь Ежевика Миндаль Рябинник
едкий высокая
низкий
8
37
6
1
4
2
8
22
15
0
3
2
8
10
8
15
0
1
2
2
8
Для определения числителя формулы складывают минимальные
значения обоих рядов (в данном случае сумма составила 36). Знаменатель
определяют как сумму всех значений сравниваемых совокупностей (66 для
площадки № 1 и 60 для площадки № 2) Полученные значения подставляют в
формулу (5):
Ks = 2  36 / 66 + 60 = 72 / 126 = 0,57
42
(5)
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Если Ks менее 0,100 - общность видового состава крайне низкая;
Ks от 0,101 до 0,250; общность видового состава низкая;
Ks от 0,251 до 0,400; общность видового состава низкая и умеренная;
Ks от 0,401 до 0,650; общность видового состава умеренная;
Ks от 0,651 до 0,800; общность видового состава значительная;
Ks более 0,800; общность видового состава высокая.
В данном случае можно говорить об умеренной степени сходства
флористического состава двух площадок.
Оценка корреляции признаков растительного сообщества.
Корреляция - зависимость между переменными величинами двух и
более признаков.
Положительная корреляция - увеличение признака А сопровождается
увеличением признака В (например, увеличение степени сомкнутости крон
древостоя сопровождается увеличением обилия сциофитных трав нижних
ярусов сообщества).
Отрицательная корреляция - увеличение признака А сопровождается
уменьшением признака С (например, увеличение степени сомкнутости крон
древостоя сопровождается уменьшением количества гелиофитных растений
на нижних ярусах). .
Корреляционный анализ проводится в тех случаях, если исследователь
имеет основания считать, что изменения одного признака каким-то образом
связаны с изменением другого. Выявить связь двух или нескольких
показателей можно с помощью коэффициентов корреляции. Одним из таких
коэффициентов является показатель ранговой корреляции Спирмена ().
На первом этапе составляются статистические ряды показателей и
проводится их ранжирование. К примеру, при изучении зависимости
численности трав на 10 геоботанических площадках от степени плотности
субстрата были получены следующие значения (см. таблицу 10):
Таблица 10 - Численность трав на 10 геоботанических площадках
X (травы)
3
7
4
9
3
4
43
4
8
1
6
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Y (субстрат)
15
4
12
6
8
10
8
0
25
4
Эти ряды были составлены в результате одновременных оценок
показателей в 10 различных участках. Таким образом, каждому значению
ряда X соответствует значение ряда Y. Проводим процедуру ранжирования
(таблица 11). Для этого каждому члену ряда присуждаем определённый ранг
по принципу «наибольший показатель - наименьший ранг». Если два члена
ряда имеют одинаковый показатель, то их ранг определяется как среднее
арифметическое.
Таблица 11 - Численность трав на 10 геоботанических площадках после
ранжирования
X
Y
8,5
2
3
8,5
6
3
1
7
8,5
5,5
6
4
6
5,5
2
10
10
1
4
8,5
Далее вычисляют разности рангов в сопряжённых парах (X - Y): 6,5; 5,5; 3; -6; 3; 2; 0,5; -8; 9; -4,5.
Полученное значение разности возводят в квадрат (X - Y)2: 42,25 +
30,25 + 9 + 36 + 9 + 4 + 0,25 + 64 + 81 + 20,25 = 296,00.
Определяют показатель ранговой корреляции Спирмена по формуле(6):
 = 1 - (6   2) / N (N 2 - 1),
(6)
где  - разность рангов попарно сопряжённых значений;
  2 - сумма вычисленных квадратов разностей;
N - число пар сопряжённых значений.
В нашем примере показатель корреляции равен:
 = 1 - ( 6  296 ) / 10  (100 - 1) = 1 - 1,79 = -0,79
Значение коэффициента Спирмена может изменяться в диапазоне от
минус 1 (отрицательная корреляция) до +1 (положительная корреляция).
Полученное значение свидетельствует об отрицательной корреляции, т.е. чем
выше плотность почвы, тем меньше численность трав на данном участке.
44
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Для определения доли зависимости одного признака от другого
используют коэффициент детерминации (  ). В случае линейной связи 
равен квадрату .
 = 2 = -0,79 = 0,624
Шкала тесноты связей признаков выглядит следующим образом:
- при  = 0,5 - 0,6 - связь средняя;
- при   0,5 - связь слабая;;
- при   0,7 - связь сильная.
В нашем примере зависимость одного признака от другого следует
считать сильной (с отрицательным знаком).
Построение диаграмм экологических (ценотических) групп растений.
Одним из наиболее распространённых методов анализа является
построение диаграмм. Диаграмма графически выражает соотношения
различных экологических или ценотических групп растений в сообществе.
Правила составления диаграмм следующие. Выбирается отдельный
фактор среды (например, влажность). Вся растительность фитоценоза
делятся на экологические группы по отношению к влажности (например,
гидрофиты, мезофиты, склерофиты и др.). Подсчитывается процентное
соотношение всех выделенных групп (например, Гф – 15 %, Мф – 67 %,
Сф - 18%). На основании полученных данных строится диаграмма.
6
Мониторинговые
исследования
растительности
открытых участков
Мониторинговые исследования травяной растительности открытых
участков проводят на пробных площадях размером 10 м  10 м (100 кв. м).
Кроме площадей закладывают пробные площадки, отличающиеся меньшими
45
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
размерами: от
0,1 до
4
кв.м.
Площади и площадки отличаются
функционально, т.е. закладываются, исходя из разных целей и задач
исследования.
Пробную площадь или площадку закладывают в форме квадрата. В
одной из сторон вбивают деревянный кол диаметром от 5 до 7 см и высотой
2 м (для площади) или 0,5 м (для площадки). Кроме того, при заложении
площадей выкапывают маркерную яму глубиной и шириной от 30 до 50 см.
Яма служит дополнительным ориентиром в течение нескольких десятков лет.
От кола с помощью рулетки отмеряется нужное расстояние и вбивается
следующий кол. Между ними пропускают верёвку, показывающую границы
площади.
Сообщества открытых участков часто характеризуются ярусной
невыраженностью. Степные ценозы могут включать следующие яруса:
- I ярус - травяной или кустарничковый;
- II ярус - мохово-лишайниковый;
- III ярус – подстилку.
Для травяных растений высота ярусов определяется по максимальной
высоте входящих в него растений. Высота каждого яруса определяется в
сантиметрах.
Название
фитоценоза
также
даётся
по
доминантам,
перечисляемым в порядке возрастания их относительной численности.
Например:
полынково-ковыльная
степь;
спирейно-типчаково-
мохнатогруднициевая луговая растительность.
Описание травяного или мохово-лишайникового ярусов начинается с
определения его покрытия. Различают два вида покрытия - проективное и
истинное.
Проективным покрытием обозначают площадь, занятую на субстрате
проекциями наземных частей растений. Этот показатель выражают в
процентах или в десятичных долях. При определении ПП наблюдатель
смотрит фронтально на пробную площадку и оценивает занятость
территории. При необходимости более точных определений используют
46
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
сеточку Раменского - деревянный квадрат с натянутой леской, образующей
10 квадратиков. Сторона каждого из них составляет 1 см.
Истинное покрытие показывает задернованность субстрата (почвы), т.е.
площадь, занятую основаниями стеблей растений. Истинное покрытие всегда
меньше проективного и выражается также в процентах.
При проведении сезонных мониторинговых исследований важное
значение приобретает аспект фитоценоза. Аспект - это внешний вид
сообщества.
Этот
показатель
определяется
визуально
по
окраске
доминирующих и аспективных видов. Например: жёлтый аспект степи в
начале мая обусловлен моссовым
цветением тюльпанов Шренка и
Биберштейна; серый аспект - вегетацией ковыля Лессинга и т.п.
Аспект является наиболее лабильным признаком на протяжении
сезонов года, так как отражает фенологическое состояние доминирующих
видов. Кроме того, аспект позволяет разграничивать один фитоценоз от
другого и показывать границы ассоциаций.
Для травянистых растений и кустарничков обязательно определяется
их фенологическое состояние. С этой целью используются стандартные
таблицы. Сравнение фенофаз одних и тех же видов в разных условиях
местообитания позволяет сделать выводы о том, насколько эти условия
благоприятны или неблагоприятны для растений.
Характер
размещения
растений
отражает
неравномерность
их
распределения на почвенном субстрате. На характер размещения растений
сильное влияние оказывают собственно почвы, рельеф и техногенные
процессы. Для обозначения неравномерности размещения отдельных видов
растений используют следующие символы:
- сopiosae 1 ( cop 1 ) - субстрат заполнен обильно, размещение
равномерно;
- сopiosae 2 ( cop 2 ) - субстрат заполнен обильно, размещение близко к
равномерному;
47
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
- gregaria ( gr ) - растения встречаются редкими облачными
скоплениями с примесью особей других видов;
- solitariae ( sol ) - растения встречаются в виде единичных экземпляров.
Характер размещения растительности особенно важен при составлении
геоботанических карт и схем.
6.1
Мониторинговые
исследования
растительности
разных
сообществ
Мониторинговые
постоянных
площадях.
исследования
лесных
Минимальный
размер
ценозов
проводят
площади
на
составляет
20  20 м (400 кв. м).
Программа описания лесных сообществ включает следующие этапы:
- выбор рабочих участков и заложение геоботанических площадей;
- выделение основных ярусов. Как правило, лесные ценозы умеренных
климатических
зон
включают
4
-
5
основных
яруса:
древесный,
кустарниковый (подлесок), травяно-кустарничковый, мохово-лишайниковый
и подстилка;
- составление формулы древостоя;
- ценка сомкнутости крон древесного яруса.
Описание ярусных доминантов и определение названия фитоценоза. В
названии перечисляются все ярусные доминанты в порядке возрастания их
относительной численности. Например: Берёзово-сосновый с подростом ели
лещиново-рябиновый плевроциевый чернично-вейниковый лес. В этом лесу
в древостое доминируют сосна и берёза, в кустарнике - рябина и лещина, в
моховом ярусе - мох Pleurozium, в травостое - вейник и черника.
48
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Если выделение доминантов и эдификаторов затруднено, используют
упрощённое
название
сообщества.
Берёзово-сосновый
зеленомошно-
разнотравный лес.
При проведении описаний в зимнее время название типа леса даётся
только по древесному ярусу. Сосново-берёзо-еловый лес.
Определение важнейших морфометрических показателей древесной
растительности.
Определение возраста и бонитета деревьев.
Характеристика возобновления древостоя - всходов и подроста.
6.2 Мониторинговые исследования лишайниковых сообществ и
грибов
Лишайники представляют своеобразную группу споровых растений,
состоящую из двух компонентов - гриба и одноклеточной водоросли. Грибы
выполняют функцию основного размножения и питания за счёт субстрата.
Водоросли
осуществляют
процесс
фотосинтеза.
Многие
лишайники
отличаются чрезвычайным долголетием - от нескольких десятилетий до
нескольких тысячелетий.
Изучением
лишайников
занимается
лихенология.
Лихенологи
выделяют 4 экологические группы лишайников.
Эпифитные - растущие на коре деревьев и кустарников.
Эпиксильные - растущие на обнажённой древесине (стволы без коры,
деревянные строения и т.п.).
Эпигейные - растущие на почве.
Эпилитные - растущие на камнях.
На сходных субстратах поселяется, как правило группа из нескольких
видов лишайников, сходных по требованиям к условиям окружающей среды.
49
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Такие
группировки
с
постоянным
видовым
составом
образуют
лишайниковые ассоциации. Пример ассоциации лишайников-эпифитов:
гипогимниево-кладониевая (т.е. образованная видами родов Hypogymnia и
Cladonia).
При
исследовании
лишайниковых
сообществ
придерживаются
следующих правил:
- писание каждой группы лишайников следует производить отдельно;
- для каждой группы заготавливают отдельные бланки;
- описание лишайниковых сообществ следует производить по одной и
той же схеме в течение нескольких лет. Это значительно увеличивает
ценность наблюдений.
Описание
эпифитной
лихенофлоры
начинается
с
описания
местообитания, т.е. видовой характеристики деревьев и кустарников. При
этом отмечают ярус и важнейшие морфометрические характеристики
растения: диаметр ствола, высоту и возраст. Описание лишайников ведётся
отдельно по каждой древесной породе. Указываются все заселённые
лишайниками части деревьев. Собственно описание эпифитных лишайников
включает следующие пункты:
- вид лишайника;
- место расположения;
- размер талломов (указывают min, max размер в мм);
- внешний вид и физиологическое состояние лишайников;
- обилие - количество деревьев с данным видом лишайников.
Описание эпиксильной лихенофлоры проводят в том случае, если на
участке осмотрено не менее 20 оголённых стволов деревьев. Отсутствие
лишайников данной группы фиксируют в бланке. Описание эпиксильной
лихенофлоры проводят по следующему планы:
- вид или порода дерева (обязательно указывают, хвойное или
лиственное);
- диаметр ствола в центре оголённой части;
50
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
- площадь оголённой части;
- ориентация оголённой части;
- примерная дата оголения.
Степень разложения древесины. Этот показатель оценивается по 3-х
балльной шкале:
1 - обветренная, серая, но твёрдая;
2 - обветшалая, светло-бурая, средней плотности;
3 - гнилая, бурая, рассыпчатая.
Внешний вид, физиологическое состояние и размер талломов.
Описание эпигейной лихенофлоры проводят на площадке 1 кв. м,
состоящую сплошь из лишайникового покрова. При описании указывают:
- тип субстрата (песок, глина и т.п.);
- форма микрорельефа (ровная площадка, кочки и т.п.);
- площадь, покрытая лихенофлорой;
- проективное покрытие;
- внешний вид, физиологическое состояние и размер талломов.
Описание
эпилитной лихенофлоры
начинают с
характеристики
субстрата. Выделяют 3 типа субстрата, на котором формируются эпилитные
лишайниковые ассоциации: моренные остатки (валуны, камни), скальные
пространства (скалы, обнажения), искусственные камни (столбы, плиты и
др.). Далее выполняют описание по плану:
- площадь поверхности, занятой лишайниками;
- ориентация поверхности;
- внешний вид, физиологическое состояние и размер талломов.
Грибы представляют обширную группу организмов, включающую
около 100 тыс. видов. В настоящее время грибы, наряду с растениями и
животными, выделяют в самостоятельное царство. Наиболее простая
классификация грибов делит последние на две группы макро - и
микромицеты. Макромицеты имеют крупные плодовые тела, видимые
невооружённым
глазом.
Микромицеты
51
-
одноклеточные
или
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
микроскопические многоклеточные грибы, населяющие почву, воду или
паразитирующие на других организмах.
Основные характеристики царства грибов:
1. Все грибы - талломные, или слоевищные, организмы. Вегетативное
тело состоит из гифов, которые формируют мицелий гриба. Мицелий
пронизывает субстрат и всей поверхностью поглощает из него питательные
вещества.
2. По способу питания все грибы - гетеротрофы. Органические
вещества грибы получают в виде разнообразных растительных или животных
остатков или при паразитировании на других организмах.
3. Размножение грибов происходит тремя основными способами вегетативным, бесполым и половым.
4. Многие грибы в процессе жизнедеятельности тесно связаны с
автотрофными
организмами
(водорослями,
высшими
растениями),
с
которыми они вступают в симбиотические или паразитические отношения.
5. В природе грибы выполняют важную функцию переработки
органических остатков и вовлечении образовавшихся веществ и элементов в
круговорот веществ.
6. Грибы отличаются биохимическим своеобразием. В сухом веществе
грибов содержится до 30 % белка, а также жиры и физиологически активные
вещества - антибиотики, витамины, токсины. В грибах высокая концентрация
микроэлементов - Fe, Ca, Zn, I, Ka, P и др.
7. Грибы распространены во всех основных средах жизни организмов.
На распространение грибов оказывают влияние все группы факторов.
Решающим фактором является субстрат.
Выделяют несколько экологических групп грибов:
- по способу питания;
- грибы-паразиты;
- грибы-сапрофиты.
52
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2. Экологические группы по характеру субстрата
а) ксилотрофы - древоразрушающие грибы. Субстрат - древесина. Все
ксилотрофы - типичные обитатели леса;
- ксилотрофы-паразиты существуют на живой или отмирающей
древесине. К ним относятся ложный трутовик, корневая губка, опёнок
осенний и др;
- ксилотрофы-сапротрофы существуют на мёртвой неразложившейся
или полуразложившейся древесине. К ним относятся представители
семейства трутовых (настоящий трутовик, берёзовый трутовик), а также
дубовая губка, летний опёнок, вёшенки;
б) почвенные сапротрофы. Субстрат - почва и её отдельные элементы:
подстилка, гумус или опад. К лесным почвенным сапротрофам относятся
сморчковые грибы и некоторые дождевики. К почвенным сапротрофам
открытых пространств относятся шампиньоны, дождевики, степной белый
гриб и др;
в) микоризные грибы или симботрофы. Микориза - симбиоз корней
высших растений с мицелием гриба. К микоризным грибам относятся
подберёзовики, подосиновики, грузди и др;
г) грибы - копротрофы. Субстрат - помёт травоядных животных. К ним
относятся представители рода навозник;
д) грибы - карбофилы. Субстрат - кострища или пожарища (чешуйчатка
угольная);
е) грибы - микофилы. Субстрат и источник питания - другой гриб. К
ним относятся представители рода рядовковых.
Описание макроскопических грибов проводят по следующему плану:
-
название
растительной
ассоциации,
общая
характеристика
фитоценоза;
- видовой состав, экологические группы и характер субстрата для
каждого вида;
- местообитание и местонахождение отдельных видов;
53
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
- характер расселения на пробной площади;
- для крупных форм указывают обилие на пробной площади;
- морфометрическая характеристика отдельных видов грибов.
7 Зооценозы как объекты биологического мониторинга
Мониторинг зооценозов является одним из базовых направлений
биомониторинга.
Это
направление
включает
систему
многократных
наблюдений и исследований за отдельными видами животных, их популяций
и сообществ.
Мониторинг зооценозов основан на следующих понятиях:
1. Фауна - совокупность всех видов животных, населяющих ту или
иную местность. Понятие относится к разряду универсальных и может
сочетаться с любыми, в том числе с глобальными территориальными
единицами - фауна Евразии, фауна Мирового океана и др.
2. Животное население - совокупность всех видов и особей животных,
населяющих то или иное жизненное пространство. Примером является
население водоёма, население норы и т.п.
3.
Фаунистические
исследования
-
изучение
видового состава
животных определённой территории.
4. Зооценоз - совокупность определённого числа взаимосвязанных
видов животных, проживающих в однородных условиях среды и связанных
единым местообитанием - биотопом.
Комплексный зоомониторинг основан на следующих принципах:
- из всех компонентов биоты животные наиболее быстро и чутко
реагируют на изменения внешних условий;
- мониторинг фауны должен проводится в естественной для животных
среде обитания, с использованием методов, не нарушающих природные
условия или нарушающих их в самой незначительной степени;
54
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
- животные в большинстве экосистем являются единственным
компонентом, способным активно перемещаться и существенно менять
структуру популяций;
-
мониторинговые
количественном
учёте
исследования
животных.
фауны
Методы
основаны
учёта
должны
на
точном
быть
по
возможности простыми, а их результаты - достоверными;
- успех мониторинговых исследований определяется массовостью
материала. Чем выше численность изученных особей, тем достовернее
анализ и объективнее выводы.
Мониторинг зооценозов основан на применении разнообразных
зоологических
и
экологических
методов
исследований.
Их
можно
назвать
любое
классифицировать на группы:
1.
Методы
наблюдений.
Наблюдением
можно
исследование, исключающее прямые контакты с объектами мониторинга или
нарушение условий их существования. В эту группу входят акустический и
визуальный контроль, дистанционный учёт, фото- и видеосъёмка, изучение
следов и продуктов жизнедеятельности животных.
2. Методы изъятия. Предполагают прямые контакты с объектами
исследований и отлов части из них. В группу входят разнообразные способы
фаунистических сборов: отлов с помощью ловушек, научный отстрел,
ручные сборы и т.п.
3. Методы моделирования. Заключаются в полной или частичной смене
условий существования животных. Примером могут служить искусственные
водоёмы, жилища для насекомых и птиц, аквариумы, террариумы и т.п.
4 Методы анализа данных. Позволяют с помощью статистических
методов оценивать изменение отдельных параметров сообществ, сравнивать
различные показатели зооценозов и прогнозировать их состояние на
будущее.
Анализ
данных
проводят
с
статистических критериев, матриц и графиков.
55
помощью
разнообразных
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
5. Методы коллекционирования. Предполагают сохранение рабочего
материала в форме сухих и влажных препаратов, тушек, чучел и фрагментов
тел животных. Позволяют более детально изучить внешние признаки
объектов исследования, а также выявить их изменения за продолжительный
период времени.
6. Методы изучения и мониторинга животных разных систематических
и экологических групп исключительно разнообразны.
Универсальных методик, пригодных для работы со всеми без
исключения животными, не существует!
Объектами зоомониторинга могут являться собственно зооценозы, а
также популяции, экологические группы и отдельные виды животных. После
выбора
объекта
крайне
важно
составить
подробную
программу
исследования.
Программа
мониторинговых
исследований
зооценозов
включает
следующие этапы:
1. Подготовительный этап: знакомство с литературными источниками,
изучение
биологических
и
экологических
особенностей
объектов
мониторинга, выбор оптимальных методов исследования.
Например, в качестве объекта мониторинга выбраны насекомыедревоточцы (заселяющие кору и древесину деревьев). Исследователь
знакомиться с литературой, по которой устанавливает примерный видовой
состав насекомых в районе, их характерные признаки, сезонную динамику.
Выбираются оптимальные методы исследования - ручные сборы, учёт по
следам и термический способ.
2. Полевой этап: рекогносцировочное обследование территории,
выделение важнейших биотопов, выбор фаунистических маршрутов и мест
для заложения учётных площадок, работа на маршрутах и площадках,
инвентаризация фауны. На этом этапе реализуются все запланированные
ранее методы полевых исследований.
56
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Например, было обследовано 25 га леса, на которых заложено 5
стандартных геоботанических площадок. На каждой площадке проводилась
полная (на всех породах деревьев) или частичная (на отдельных породах)
инвентаризация насекомых-древоточцев. Опробованы методы исследования,
собран коллекционный материал, составлены фаунистические списки.
3. Камеральный этап: тщательное изучение собранных животных в
лабораторных
условиях,
определение
индивидуальных
признаков
(морфофизиологические параметры, пол, возраст, репродуктивные качества,
паразитофауна и др.), составление рабочих коллекций.
Например, уточнён видовой состав вредителей, установлены их
размеры, стадии развития, репродуктивные качества.
4.
Аналитический
этап:
сортировка
полученных
данных,
статистический анализ результатов исследований, сравнение полученных
результатов с предыдущими исследованиями, составление отчётов.
Например,
были определены виды-доминанты, представляющие
наибольшую опасность для леса, проведены сравнения видового состава
древоточцев на разных площадках и породах деревьев.
7.1
Методы
мониторинговых
исследований
позвоночных
животных
Актуальность мониторинговых исследований позвоночных животных
определяется следующими обстоятельствами:
- позвоночные формируют высшие трофические уровни большинства
природных экосистем и являются важным компонентом в энергетической
структуре сообществ;
- позвоночные способны активно влиять на среду своего обитания и
существенно изменять биотопические условия;
57
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
- позвоночные способны формировать крупные консорции, объединяя
вокруг себя мини-сообщества паразитических и сапрофитных организмов;
- многие виды млекопитающих и птиц имеют промысловое значение и
нуждаются, таким образом, в постоянном контроле численности и плотности
популяций.
В
практике
современного
биомониторинга
накоплено
большое
количество методов учёта позвоночных животных разных систематических
групп. Одни из них относятся к разряду специфических и применяются лишь
в отношении одного или нескольких близкородственных видов. Другие
рассчитаны на более широкий видовой состав и относятся к разряду
универсальных.
Все методы учёта позвоночных животных можно разделить на
несколько групп.
Группа методов относительного косвенного учёта.
Оценка численности наземных млекопитающих по биологическим
индикаторам. Метод предложен А.Н. Формозовым в 1934 г. Суть его
заключается в определении обилия мелких зверьков по обилию питающихся
ими хищных птиц и млекопитающихся.
Анализ погадок хищных птиц. Метод позволяет обнаруживать редкие
виды грызунов и насекомоядных.
Оценка численности млекопитающих по следам их деятельности. В
качестве учётного критерия выбираются характерные для отдельных видов
следы и фабрикации - зимние гнёзда полёвок, норы слепушонок, кормовые
столики водяных полёвок и т.д.
Анализ статистических данных охотуправлений. Метод эффективен
для оценки численности и распространения на больших территориях
промысловых птиц и зверей.
Группа методов относительного прямого учёта.
Метод маршрутного учёта численности птиц (метод линейных
транссектов). Этот метод удобен для обследования территорий площадью 1
58
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
км2 и более. Он рекомендован для проведения предварительных подсчётов
численности птиц и при мониторинге численности редких видов.
На первом этапе закладывается фаунистический маршрут, который по
форме может быть прямым (предпочтителен), извилистым и кольцевым.
Маршрут не должен проходить по границам разных биотопов (опушка леса,
граница сельхозугодий и т.п.), так как это существенно искажает результаты
подсчетов. При прохождении маршрута исследователь отмечает всех
встреченных птиц независимо от расстояния до них. Скорость передвижения
должна быть умеренной и постоянной на всём протяжении маршрута.
Учёт проводится по всем без исключения сигналам - визуальные
контакты, голоса, гнёзда и т.д. Результаты вносятся в специальный бланк.
Его форма представлена в таблице 12.
Таблица 12 – Бланк регистрации для маршрута
Виды
птиц
0-25 (n1)
Расстояние до объекта, м
25-100 (n2)
100-300 (n3)
300-1000 (n4)
 n N
Расстояние до каждой птицы определяется «на глаз» по прямой линии.
Полученные результаты вводятся в формулу (7) для расчёта плотности
населения птиц (7):
N = (( n1  40) + (n2  10) + (n3  3))+ n4 / L,
(7)
где N - плотность каждого вида на 1 км2 территории;
n1, n2, n3, n4 - число особей, зарегистрированных в полосах
обнаружения;
40, 10, 3 - поправочные коэффициенты, расширяющие каждую полосу
обнаружения до 1 км;
L - протяжённость маршрута.
Например, при прохождении маршрута длиной 20 км один из
обнаруженных видов - полевой жаворонок - имел следующие показатели: n159
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
120 экз, n2 - 180 экз, n3 - 260 экз, n4 - 80 экз. Сумма ( n) равна 640.
Плотность вида (N) составила ((12040)+(18010)+(2603))+80/20=373.
Таким образом, полевой жаворонок в среднем был представлен 373 экз на
каждый квадратный километр обследуемой территории.
Метод точечного учёта численности птиц. Этот метод эффективен при
отслеживании изменений численности модельных видов птиц. Он прост в
исполнении, не требует от исследователя постоянной концентрации
внимания и позволяет оценивать численность птиц в сложном мозаичном
ландшафте.
Однако
метод
неприменим
для
оценки
численности
колониальных и водоплавающих птиц, а также птиц, встречающихся в
населённых пунктах. Кроме того, точечный учёт должен осуществляться
строго в определённое время года; оптимальным считается период с 20 мая
по 20 июня.
Суть метода заключается в прохождении фаунистического маршрута с
заранее
намеченными
точками
наблюдений,
которые
должны
быть
равномерно распределены по всей его протяжённости (подобно нитке с
нанизанными бусинками). Оптимальным по форме является маршрут в виде
кольца. Количество учётных точек на маршруте должно быть не менее 20-ти,
расстояние между ними должно быть не менее 250-300 м. В каждой точке
исследователь останавливается ровно на 5 минут. За это время он фиксирует
всех увиденных и услышанных птиц и заносит результаты в специальный
бланк (см. таблицу 13).
Таблица 13 – Бланк регистрации для точки
Виды
птиц
Учётные точки
11 12 13 14 15 16 17 18 19 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 In
По окончании учётов определяют показатель In (индекс количества) для
каждого
вида.
Он
высчитывается
как
среднее
арифметическое
численности особей определённого вида птиц на всех точках учёта.
60
от
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Например, при прохождении маршрута длиной 5 км были проведены
учёты в 20-ти точках. Полевой жаворонок в разных точках имел следующую
численность: 3; 5; 1; 8; 14; 3; 7; 5; 8; 1; 0; 1; 3; 7; 6; 12; 2; 4; 2; 3. Средний
индекс количества составил 4,75 экз в каждой учётной точке .
Учёт численности мелких млекопитающих с помощью линий с
ловчими
конусами.
Метод
считается
наиболее
эффективным
и
универсальным при мониторинге мелких наземных млекопитающих. Он
позволяет отлавливать большее количество видов микромаммалий и
оставляет пойманных животных живыми.
Каждая канавка представляют ровную прямую колею шириной от 15
до 20 см и глубиной от 20 до 25 см («штык» лопаты). Дно канавки должно
быть свободным от крупных камней, гальки и корней растений. По всей
длине канавки на расстоянии 10 м друг от друга на уровне дна вкапывают
металлические конуса высотой 40 см и диаметром верха 20 см. Варианты
канавок могут быть разными: от 200 до 250 м, с 20 - 25 конусами, 50 м с
5 конусами и 15 м с 2 конусами. Канавка выкапывается один раз, а ловчие
конуса устанавливаются каждый раз перед отловом животных. Сборы
микромаммалий должны проводиться в течение 5 или 10 суток, при этом
каждую канавку проверяют ежедневно в утренние часы. Эксплуатация
канавок рассчитана на тёплое время года (апрель - сентябрь).
Обработка результатов сводится к определению показателей видового
состава и плотности их популяций. Видовой состав оценивается как число
видов отловленных животных без учёта их численности. Плотность
популяций рассчитывается через количество зверьков каждого вида,
попавших на каждые 100 ловушко - суток. Например, 4 канавки по 20
конусов в каждой за 5 суток превратились в (20 + 20 + 20 + 20)  5 = 400
ловушко - суток. Всего было отловлено 70 экз животных 3-х видов. Из них
обыкновенная полёвка - 40 экз; плотность составила 10 зверьков / 100
ловушко - суток. Степная мышовка - 25 экз; плотность 6,25 / 100 л-с.
Обыкновенная слепушонка - 5 экз; плотность 1,25/100л-с.
61
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Учёт численности мелких млекопитающих на ловушко-линиях. Метод
отличается мобильностью и возможностью определять варианты ловушколиний в зависимости от условий местообитания животных. Однако его
возможности
ограничены лишь теми видами, которые хорошо идут на
предлагаемые приманки (некоторые виды грызунов и насекомоядных).
В
качестве
основного
инструмента
сборов
микромаммалий
используются ловушки, давилки и плашки разных модификаций. Учётная
линия закладываются в виде прямой полосы, при необходимости огибающей
встречные препятствия. Выставляется от 2-х до 25, 50 и даже 100 ловушек в
одной линии. Расстояние между ловушками - 5 м. Каждая ловушка
заряжается
стандартной
приманкой
-
кусочком
чёрного
хлеба
с
подсолнечным маслом, а также копчёным салом или хлебом с морковью и
подсолнечным маслом. Каждая учётная линия закладывается во второй
половине дня и проверяется на
рассвете следующих суток. Срок
эксплуатации учётных линий - от 1 до 5 суток.
При анализе результатов оцениваются показатели видового состава и
плотность популяций млекопитающих (на каждые 100 ловушко-суток).
Глазомерный учёт численности млекопитающих на маршрутах.
Этот метод имеет применим для ограниченного числа видов
млекопитающих (некоторые крупные грызуны, хищные, рукокрылые). Суть
его заключается в подсчёте числа особей в полосе шириной до 200 м на
каждом километре маршрута. Подсчёт численности дневных животных,
например сурков и сусликов, удобно проводить с автомобиля. В ночное
время
автотранспорт
с
включённым
дальним
светом
фар
удобно
использовать для встреч тушканчиков. Учёт рукокрылых проводят только на
пешем маршруте. Плотность зверьков рассчитывают как количество экз на
каждый километр маршрута.
Методы абсолютного учёта численности
62
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Мечение птиц и зверьков. Суть метода заключается в мечении части
членов
одной
популяции
с
повторным
выловом
животных
через
определённое время.
Полный вылов зверьков на изолированных площадках. Площадки
площадью от 0,25 до 0,50 га огораживаются деревянными заборчиками или
жестяными листами. Отлов зверьков осуществляется капканами или ловчими
цилиндрами.
Использование
коэффициента
заселённости
нор.
Коэффициент
заселённости - это среднее число зверьков, приходящиеся на одно отверстие
норы. Коэффициент умножается на общее число нор зверьков на площадке.
8 Мониторинг загрязнений воздушной среды
Воздушная среда и её отдельные компоненты играют исключительно
важную роль в природных процессах. Атмосферный воздух является
основным источником биогенных газов – кислорода, азота и диоксида
углерода.
Атмосфера
определяет
общий
тепловой
режим
Земли
и
термодинамические особенности биосферы как глобальной экологической
системы. Циркуляция атмосферного воздуха оказывает влияние на местные
климатические условия, а через них - на почвенный покров, режим рек и
процессы рельефообразования. Атмосферный озон, сконцентрированный на
границе тропосферы и стратосферы, защищает поверхность планеты от
губительного ультрафиолетового излучения. Наконец, чистый атмосферный
воздух необходим для нормального существования человека, растений и
животных.
Загрязнением среды называют появление в ней новых, не характерных
для неё агентов, оказывающих негативное воздействие на её процессы и на
жизнедеятельность организмов, с ней связанных. Загрязнение воздушной
63
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
среды является одним из самых опасных в биосфере, так как атмосферный
воздух вследствие низкой плотности способен рассеивать токсические
вещества на значительные расстояния. Известный отечественный эколог и
климатолог М.И. Будыко (1977) так охарактеризовал эту особенность: «Из
всех компонентов биосферы атмосфера обладает наибольшей способностью
переносить возникшие в ней возмущения на большие расстояния. По этой
причине
атмосферные
процессы
являются
основным
механизмом
превращения локальных воздействий человека на окружающую его среду в
глобальные изменения природных условий».
Рост атмосферного загрязнения в последнем столетии является
результатом действия комплекса факторов среды. В первую очередь это
факторы естественного происхождения. Среди них ведущую роль играет
вулканическая
деятельность,
жизнедеятельность
организмов,
ветровая
эрозия, осадки и пожары. К примеру, по оценкам американского
исследователя Митчела, действующие вулканы Земли поставляют только в
стратосферу около 4,2  106 т твёрдых примесей, в то время как доля
антропогенных примесей не превышает 2,0  106 т.
К факторам техногенного происхождения следует отнести развитие
энергетики и металлургии, транспорта, сжигание ископаемого топлива,
производство и применение удобрений, добыча и переработка нефти и газа,
химический синтез, радиоактивные выбросы, а также промышленные аварии
и катастрофы.
Различают два типа загрязнения воздушной среды – качественное и
количественное.
Первый тип связан с появлением в атмосфере новых, не характерных
для неё веществ. Эти вещества могут быть как природного, так и
техногенного происхождения. Примером последних могут выступать
фреоны, боевые отравляющие вещества, пары ртути и др.
Загрязнение второго типа проявляется в изменении соотношения
концентраций традиционных компонентов атмосферного воздуха. Типичным
64
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
примером является снижение концентрации свободного кислорода и
повышение концентрации углекислого газа при сильных пожарах.
Понятие «загрязнитель» обозначает любой материальный агент
химической, физической или биологической природы, попадающий в среду в
результате природных или техногенных процессов и оказывающий на неё
негативное воздействие.
В системе мониторинга РФ принято разделение всех загрязнителей
среды в зависимости от их природы на 4 группы – химические, физические,
механические и биологические.
Химическими загрязнителями воздушной среды обозначают различные
элементы и вещества, оказывающие негативное влияние на атмосферные
процессы и на жизнедеятельность связанных с нею организмов. Например,
токсичные газы - NH3, СО, SO2, H2S и др.
Физическими загрязнителями воздушной среды обозначают различные
энергетические явления и процессы, изменяющие базовые физические
постоянные
атмосферы
жизнедеятельность
и
оказывающие
организмов.
негативное
Например
влияние
на
-
шум,
вибрация,
воздушной
среды
обозначают
электромагнитное излучение и др.
Механическими
загрязнителями
различные частицы и тела, не вступающие в прямое взаимодействие с
компонентами атмосферы, но своим присутствием оказывающие на неё
негативное влияние. Например – пыль и аэрозоли.
Биологическими
загрязнителями
воздушной
среды
называют
различные патогенные (болезнетворные) организмы, способные передаваться
через атмосферный воздух человеку, животным и растениям и вызывать их
массовые заболевания. Например – возбудители гриппа, ОРЗ, туберкулёза и
др.
К важнейшим
химическим загрязнителям атмосферы относятся
различные газы (приложение А).
65
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
В группу химических загрязнителей атмосферы также входят
некоторые металлы, частицы которых способны рассеиваться по воздуху.
К ним относятся (таблица 14):
Таблица 14 - Химические загрязнители атмосферы
Металл
Символ
Источники
Ртуть
Hg
Свинец
Pb
Марганец
Mn
Медь,
цинк
Cu
Zn
Никель
Ni
Кадмий
Cd
Естественные месторождения; промышленные аварии, производство
хлора и щелочей, сжигание ископаемого топлива (угля и нефти),
медицина.
Вулканическая деятельность, ветровая эрозия, литейное
производство, автотранспорт, сжигание отходов.
Естественные месторождения; предприятия цветной металлургии,
промышленные выбросы и аварии.
Естественные месторождения; предприятия цветной металлургии,
промышленные выбросы и аварии, использование минеральных
удобрений.
Естественные месторождения; цветная металлургия, использование
минеральных удобрений, промышленные выбросы, сжигание
нефтепродуктов.
Естественные месторождения; предприятия цветной металлургии,
промышленные выбросы, использование минеральных удобрений,
красители.
К важнейшим формам физического загрязнения атмосферы относятся:
Шумовое загрязнение – превышение естественного и установленного
уровня шума, т.е. давления звуковой волны. Живые организмы имеют
физиологические пределы чувствительности к шуму. В частности, в России
допустимый уровень шума в жилой зоне не должен превышать 40 дБ днём и
35 дБ ночью. При высоком уровне шума у человека нарушается функция
слухового
анализатора,
возникает
раздражимость,
нарушения
сна,
развиваются нервные заболевания, изменяется биохимический состав крови.
Длительное воздействие шума уровнем 90-100 дБ может привести к полной
потере слуха.
Шумовое загрязнение имеет множество источников природного и
техногенного
характера.
Например,
отечественный
автомобильный
транспорт повышает естественный уровень шума до 85 дБ; ж/д транспорт
66
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
до 100 дБ; авиационный транспорт до 110 дБ; предприятия тяжёлой
промышленности 120 дБ; газотурбинные установки 140 дБ и т.д.
Вибрация – сложный колебательный процесс, возникающий в
результате передачи переменного давления (колебаний энергии) от какоголибо механического источника. Вибрация, также как и шум, измеряется в
децибелах (дБ).
Источником
вибрации могут быть многочисленные
природные и техногенные процессы – землетрясения, извержения вулканов,
транспорт, производственная деятельность и др.
Длительное воздействие вибрации на организм человека или животных
вызывает вибрационную болезнь. При этом развивается раздражимость,
нарушение сна, памяти, аритмия. Вибрация также чрезвычайно опасна для
строений и различных механизмов.
Световое загрязнение
– нарушение естественной освещенности
местности в результате воздействия искусственных источников света.
Световое загрязнение наиболее характерно для крупных населённых
пунктов, а также для территорий с развитой промышленной и транспортной
сетью (автомобильные и ж/д пути, аэропорты и др.). Длительное световое
загрязнение
может
приводить
к
серьёзным
нарушениям
процессов
жизнедеятельности растений и животных – поведения, сна, фотосинтеза и др.
Ультрафиолетовое излучение – разновидность светового загрязнения,
возникающая вследствие повышения уровня ультрафиолетовых лучей в
среде. УФ-лучи имеют длину волны в диапазоне от 400 до 10 нм.
Естественным источником ультрафиолета в атмосфере является Солнце
(около 1% суммарной солнечной радиации), а техногенными – различные
установки, используемые в промышленности, медицине, быту. По сравнению
с инфракрасными и видимыми лучами УФ-лучи обладают наибольшей
величиной энергии, что делает их опасными для живых организмов.
Особенно опасным является коротковолновый (жёсткий) ультрафиолет,
вызывающий при кратковременном воздействии ожоги поверхностных
покровов, а при более длительном – серьёзные повреждения тканей,
67
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
разрушение генетического материала клеток и гибель организмов. Жёсткий
ультрафиолет почти полностью поглощаемый озоновым экраном атмосферы.
Кроме озона, естественной защитой от УФ-лучей выступают вода и любые
механические укрытия.
Тепловое загрязнение – нарушение естественного температурного
режима
местности
вследствие
поступления
потоков
нагретого
или
охлаждённого воздуха. Тепловое загрязнение атмосферы может быть
первичным,
когда
тепловые
потоки
от
различных
природных или
техногенных процессов непосредственно изменяют температуру воздуха.
Примером могут служить районы извержения вулканов или места выбросов
нагретого воздуха и пара от печных труб котельных. Вторичное тепловое
загрязнение возникает как следствие от первоначального теплового
загрязнения водоёмов или поверхностных субстратов, а также при
увеличении в атмосфере концентрации парниковых газов (оксидов углерода
и аэрозолей).
К
негативным
последствиям
теплового
загрязнения
относятся
изменение миграционных потоков элементов в воздушной среде, нарушение
физиологических ритмов растений и животных, порча механизмов и др.
Электромагнитное загрязнение – нарушение электромагнитных свойств
среды. Электромагнитный фон среды может изменяться вследствие
естественных процессов (например, при изменении солнечной активности), а
также техногенных причин. Источником электромагнитных лучей может
стать любой электроприбор – от бытового оборудования до мощных
промышленных установок. Особый вклад в нарушение электромагнитного
фона вносят высоковольтные ЛЭП, теле- и радиовышки, генераторы
высокого напряжения, военные установки. Нормы электромагнитного
потока, определяемые через мощность его поля, составляют: для ЛЭП до
30 мВт/см2, военных объектов до 10 мВт/см2, линий связи аэропортов до
1 мВт / см2, для жилых помещений менее 1 мВт / см2.
68
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
При длительном воздействии электромагнитных полей у человека
развивается хроническая усталость, головные боли, нарушение памяти,
сонливость. Электромагнитные лучи приводят к изменениям в тонких
клеточных и молекулярных структурах организма, что может стать причиной
возникновения различных заболеваний. Другая опасность электромагнитного
загрязнения связана с нарушением работы электронных систем, помехами в
передаче информации, сбоях в работе оборудования.
Радиоактивное загрязнение – превышение естественного уровня
содержания в природной среде радиоактивных веществ. Радиоактивное
вещество представлено нестабильными изотопами отдельных элементов,
которые выступают источником жёсткого ионизирующего излучения. К
числу наиболее распространённых радиоизотопов относятся стронций-90,
цезий-137, церий-141, йод-131, рутений-106, плутоний-239 и ряд других.
Источником
поступления
радиоизотопов
в
воздушную
среду
выступают главным образом техногенные процессы – разработка и
обогащение радиоактивных руд, испытания ядерного оружия, аварии на
предприятиях ядерной энергетики, утечки с мест захоронения радиоотходов
и др.
В группу механических загрязнителей атмосферы входят пыль и
аэрозоли. Различают следующие виды пыли:
1. Мелкодисперсная пыль - размер частиц составляет менее 0,001 мк.
Способна длительное время находиться в воздухе.
2. Полутонкая пыль - размер частиц составляет от 0,001 до 2,5 мк.
Имеет более высокую по сравнению с мелкодисперсной пылью скорость
оседания на субстраты.
3. Крупнодисперсная пыль. Представлена тяжёлыми малоподвижными
частицами диаметром более 2,5 мк. Быстро оседает и становится причиной
вторичного загрязнения среды.
Аэрозоли представлены взвешенными в воздушной среде частичками
воды. Средний размер атмосферных аэрозолей составляет от 0,001 до 10 мк.
69
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Источником поступления пыли и аэрозолей в атмосферу выступают
многочисленные природные и техногенные процессы. Это пыльные бури,
извержения
вулканов,
ископаемых,
морские
брызги,
сельскохозяйственная
и
пожары,
добыча
промышленная
полезных
деятельность,
транспорт, бытовые отходы и др.
Пыль
и
аэрозоли
могут
серьёзно
нарушать
ряд
важнейших
атмосферных процессов. К ним относятся увеличение величины альбедо (т.е.
отражательной способности) атмосферы, вследствие чего к поверхности
земли и океана поступает меньшее количество солнечной радиации;
снижение видимости атмосферы; вторичное загрязнение за счёт оседания
поверхностных субстратов; нарушение процессов фотосинтеза и дыхания
организмов; порча механизмов; снижение эстетических параметров среды и
др.
В группу биологических загрязнителей атмосферы входят различные
патогенные организмы. По этиологии они делятся на:
- возбудителей заболеваний вирусной природы – грипп, оспа;
- возбудителей заболеваний бактериальной природы – ангина, ОРЗ,
туберкулёз;
- возбудителей и переносчиков заболеваний эукариотической природы
– комары, слепни, мошки, мокрецы, оводы, аллергенная пыльца растений
(амброзия) и др.
Современные методы оценки экологического состояния воздушной
среды подразделяются на дистанционные (аэрокосмические) и наземные. По
масштабам проведения исследований различают глобальный (биосферный),
национальный,
региональный
и
локальный
мониторинг
атмосферы.
Представление о всех перечисленных типах студенты получают во время
аудиторных занятий. Однако при проведении учебно-полевой практики
может
быть
реализована
только
последняя
исследований атмосферы.
70
форма
мониторинговых
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Локальный мониторинг воздушной среды можно разделить на
следующие направления:
- мониторинг важнейших климатических элементов и явлений;
- мониторинг состояния приземного слоя воздуха, осуществляемый
биоиндикационными методами;
- мониторинг состояния приземного слоя воздуха, осуществляемый
физико-химическими методами;
- математическое
моделирование
и
прогнозирование
состояния
важнейших компонентов воздушной среды.
Каждое из этих направлений располагает собственным методических и
материально-техническим обеспечением и может быть реализовано в рамках
единой
программы
комплексной
оценки
экологического
состояния
воздушной среды.
9 Мониторинг загрязнений почв и земель
Почвой традиционно называют верхний плодородный слой земной
коры,
формирующийся
климатических,
в
результате
геоморфологических,
комплексного
гидрологических
взаимодействия
и
биотических
факторов и выступающий как самостоятельное природное образование.
Почвы являются
основой наземных экосистем и играют исключительно
важную роль в глобальных биосферных процессах.
Мониторинг почв и земель РФ осуществляется в соответствии со
следующими
нормативными
документами: Земельным
кодексом
РФ,
постановлением Правительства РФ «О мониторинге земель» (№ 491 от
15.07.92), Государственной программы мониторинга земель, утвержденной
постановлением Правительства РФ №100 от 5.02.93, приказом Роскомзема №
49 от 4.10.93 и ряда других.
71
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Мониторинг почв и земель направлен на оценку их состояния как
важнейшего ресурса среды и выявление их качественно-количественного
загрязнения.
Факторы загрязнения почв и земель традиционно делятся на
естественные и техногенные. К важнейшим естественным факторам можно
отнести группу климатических условий (ветровую эрозию, кислые осадки),
вулканические и тектонические процессы, стихийные бедствия (оползни,
сели) и другие. Среди техногенных процессов, оказывающих значительное
негативное воздействие на почвенный покров, можно выделить различные
производственные аварии, промышленные сбросы, транспорт, бытовой и
производственный мусор, испытания ядерного вооружения, нерациональное
сельскохозяйственное производство и другие.
Все важнейшие загрязнители почв в зависимости от их природы можно
разделить на химические, физические, механические и биологические.
Химические загрязнители почв и земель (приложение Б).
На основании ГОСТа 17.4.1.02-83 химические элементы по степени
опасности для почв подразделяются на три класса:
1. Высокоопасные – As, Cd, Hg, Se, Pb, Zn, F
2. Умеренноопасные – B, Co, Ni, Mo, Cu, Sb, Cr
3. Малоопасные – Ba, V, W, Be, Mn, Sr
В почвах различают валовые и подвижные формы химических
элементов и их соединений. Валовые формы находятся в составе химических
соединений и органической части почвы, малоподвижны. К подвижным
формам относятся кислоторастворимые химические элементы, составляющие
50 % от валовых, и ацетатно-аммонийно растворимые элементы. Это прежде
всего Ni, Cr, Mn, Co, Pb, Cu, Zn, Cd и др.
Оценка степени загрязненности почвы производится по кратности
превышения содержания элементов по сравнению с кларками веществ или с
их предельно допустимыми концентрациями (ПДК). Основные трудности
возникают на этапе интерпретации фактических данных по содержанию
72
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
элементов и сопоставлении их с критерием (кларком или ПДК). Одна из
общепринятых классификаций загрязнённости почв выглядит так:
- слабозагрязненные почвы имеют 2-10 кратное превышение кларка;
- среднезагрязненные – 10-30 превышение;
- сильнозагрязненные – превышение более 30 кларков.
В официальных документах уровень загрязнения почв валовыми
формами химических элементов рекомендуется исчислять по превышению
кларка в разной кратности: меди в 3 раза, никеля – в 3 раза, марганца – в 2
раза, кобальта – в 50 раз, цинка - до 500 раз.
Физические загрязнители почв и земель.
Среди важнейших физических загрязнителей почв выделяются шум,
вибрация и радиоактивное излучение.
Шумовое загрязнение – превышение естественного и установленного
уровня
шума,
т.е.
давления
звуковой волны.
Длительное
шумовое
загрязнение отрицательно сказывается на почвенной биоте, что в итоге
может стать одной из причин деградации почвенного слоя.
Шумовое загрязнение имеет множество источников природного и
техногенного
характера.
К
наиболее
важнейшим
относятся
ж/д
и
автомобильный транспорт, производственные процессы и бытовой шум.
Вибрация – сложный колебательный процесс, возникающий в
результате передачи переменного давления (колебаний энергии) от какоголибо
механического
источника.
Источником
вибрации
могут
быть
многочисленные природные и техногенные процессы – землетрясения,
извержения вулканов, транспорт, производственная деятельность и др.
Длительное
подстилающие
Нарушаются
воздействие
породы
процессы
вибрации
отрицательно
на
почвенный
сказывается
почвовозобновления,
на
покров
и
их
состоянии.
уменьшается
плотность
эдафона. Особенно сильный ущерб вибрация причиняет фундаменту
строений и работе механизмов.
73
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Радиоактивное загрязнение – превышение естественного уровня
содержания в природной среде радиоактивных веществ. К наиболее опасным
радионуклидам, поступающим в почвы, относятся стронций-90, цезий-137,
церий-144, иттрий-91, рутений-106, ниобий-95, плутоний-239 и другие.
Источником
поступления
радионуклидов
в
почвенный
покров
выступают главным образом техногенные процессы – разработка и
обогащение радиоактивных руд, испытания ядерного оружия, аварии на
предприятиях ядерной энергетики, утечки с мест захоронения радиоотходов
и др.
Механические загрязнители почв и земель.
Для
почв
характерен
загрязнителей
по
Поверхность
почв
наиболее
широкий
сравнению
с
и
подвержена
земель
другими
круг
механических
геологическими
постоянному
средами.
загрязнению
крупнодисперсной пылью. Почвенный покров способен накапливать остатки
изделий из металлов, пластика, стекла, резины, строительных материалов и
др. Основными источниками механических загрязнителей являются отходы
крупных промышленных предприятий, бытовой и промышленный мусор,
отходы сельского хозяйства.
Биологические загрязнители почв и земель.
Эта
группа
загрязнителей
также
отличается
значительным
разнообразием. По этиологии они делятся на:
- возбудителей заболеваний вирусной природы – оспа, ГЛПС;
- возбудителей заболеваний бактериальной природы – столбняк,
дифтерия, коклюш, туберкулёз, сибирская язва, гепатит, патогенные формы
кишечной палочки и др;
- возбудителей и переносчиков заболеваний эукариотической природы
– яйца и личинки многих гельминтов – эхинококка, печеночного сосальщика
и др.
74
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
10 Мониторинг состояния водной среды
Водная среда - первая из всех природных сред, освоенных живыми
организмами. По современным оценкам, суммарный объём воды на планете
равен 1454000  103 км3.
Вода играет исключительно важную роль во всех основных природных
процессах. Обладая высокой подвижностью, вода проникает в самые
разнообразные участки биосферы. Она находится в виде облаков и пара в
нижних слоях атмосферы, формирует моря, океаны и пресные водоёмы,
образовывает высокогорные ледники и мощные ледяные пласты в полярных
зонах планеты. В процессе влагооборота атмосферные осадки проникают в
толщу осадочных пород и образуют подземные воды.
Загрязнения природных водоёмов можно разделить на четыре типа:
химические, физические, механические и биологические.
К механическим загрязнителям относятся различные промышленные,
сельскохозяйственные и бытовые отходы, частично или полностью не
растворимые
в воде
и не
разлагающиеся
в почве
- пластмассы,
искусственные полимеры, резиновые изделия, нерастворимая медь, свинец,
цинк и проч. Проблема механического загрязнения Мирового океана стала
особенно актуальной во второй половине XX века. Основными источниками
механических загрязнителей являются предприятия органического синтеза и
искусственных
полимеров,
продукты
бытовой
химии,
бытовой
и
промышленный мусор, отходы.
К химическим загрязнителям относятся вещества неорганической и
органической
природы,
широко
применяющиеся
в
энергетике,
промышленности, сельском хозяйстве, медицине и при эксплуатации
военных объектов, используемые в качестве транспортного топлива. К ним
относятся
металлы
и
их
соединения,
углеводороды и прочие (приложение В).
75
нефтепродукты,
пестициды,
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
На сегодняшний день химическое загрязнение является наиболее
масштабным и опасным типом загрязнения гидросферы.
К физическим загрязнителям относятся прежде всего источники
радиоактивных изотопов (137Cs, 90Sr, 91It, 95Nb,
131
I,
106
Ru,
239
Pu и др.), а также
тепловое загрязнение, техногенный шум и проч.
С
развитием
неуправляемых
ядерной
реакций
энергетики
в
военных
и
использованием
ядерных
целях
обострилась
проблема
радиоактивного загрязнения гидросферы. Мировой океан выступает средой,
накапливающей радиоактивные отходы, поступающие в атмосферу и почву.
Водные ценозы обладают способностью аккумулировать радиоактивне
изотопы
и
передавать
их
в
пищевых
цепях.
Например,
морской
фитопланктон в промышленных зонах предприятий атомной энергетики
способен накапливать радиоактивные изотопы в количествах, значительно
превышающих их содержание в воде. Так
106
Ru накапливается в 2000 по
сравнению с содержанием в воде, 95Nb - до 1700, 137Cs - до 100, 90Sr – в 15 раз.
Тепловым
загрязнением
называется
изменение
естественного
температурного режима водоёма вследствие выброса тепла в окружающую
среду.
Тепловое
загрязнение
является
разновидностью
физического
загрязнения гидросферы и может быть вызвано естественными природными
процессами или техногенными причинами. К естественным источникам
загрязнения относится главным образом вулканическая деятельность. Среди
антропогенных источников загрязнения основными являются энергетические
установки (тепловые и атомные) и предприятия тяжёлой промышленности. В
зависимости от интенсивности и масштабов тепловое загрязнение может
иметь самые разные последствия.
Изменение абиотических условий среды. К ним относятся изменение
температуры и вызванная этим последующая динамика факторов среды снижение концентраций растворённых газов - кислорода, азота, углекислого
газа; снижение концентраций катионов кальция, натрия, калия и др.
76
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Превышение физических пределов жизнедеятельности организмов.
Увеличение температуры воды может сделать среду недоступной для многих
видов гидробионтов.
Например,
верхний температурный лимит для
большинства пресноводных костных рыб составляет 38 С, ракообразных 49-50 С, водных насекомых и их личинок от 45 С до 50 С, простейших –
50 С, эукариотических водорослей – 50 С, сине-зелёных водорослей и
автотрофных бактерий -75 С, гетеротрофных бактерий - до 99 С.
Изменение физиологических состояния и метаболических процессов
гидробионтов. К ним можно отнести: усиление клеточной активности,
повышение интенсивности дыхания отдельных особей, видов и всего
биоценоза, усиление фотосинтетической активности водорослей, повышение
потребностей в кислороде у пойкилотермных животных, сокращение
продолжительности жизни некоторых организмов.
Сокращение видового разнообразия биоценозов. Прогрессирующее
нагревание воды отрицательно влияет на видовое разнообразие водной
флоры и фауны. Например, повышение температуры на 10 С сокращает
разнообразие диатомовых водорослей в 2,5 раза.
Сукцессионные изменения водных ценозов. Тепловое загрязнение
стимулирует сукцессию растительных видов и, в дальнейшем, всего
сообщества. Например, при температуре 25 С диатомовые водоросли
сменяются зелёными, при 35 С - зелёные водоросли сменяются синезелёными.
К биологическим загрязнителям воды могут быть отнесены природные
штаммы патогенных микроорганизмов (холера, сибирская язва, возбудители
дизентерии, патогенные штаммы кишечной палочки, яйца и личинки
некоторых гельминтов, личинки комаров и москитов и др.), а также
органические вещества, способные к брожению.
Одним из важнейших показателей органического загрязнения воды
является сапробность. Этот термин в санитарной гидробиологии обозначает
77
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
способность организмов жить при больших концентрациях органических
веществ в воде (А.С. Боголюбов, 1997). По степени загрязнения вод
органическими веществами выделяют ксеносапробные, олигосапробные,
мезосапробные
и
полисапробные
водоёмы.
В
ксеносапробных
и
олигосапробных водоёмах практически нет растворённых органических
соединений, много кислорода. В мезосапробных зонах присутствуют, наряду
с кислородом, сероводород и углекислый газ, а также осуществляется
минерализация органических веществ. В полисапробных водоёмах много
органических соединений, происходит расщепление белков и углеводов.
Кислорода в этих зонах практически нет.
Методы оценки экологического состояния водной среды можно
разделить
на
традиционные
биоиндикационные
и
(физико-химические,
аналитические),
санитарно-микробиологические.
В
программу
мониторинговых исследований водоёмов и оценки качества природных вод
входят первые две группы.
Из традиционных методов для летних полевых исследований может
быть
рекомендован
органолептический
анализ
проб,
определение
температуры воды, водородного показателя (рН), сухого остатка, жёсткости,
концентраций
некоторых
минеральных
компонентов
и
веществ
-
токсикантов.
Из биоиндикационных методов рекомендуется проводить оценку
сапробности водоёма по планктонным и перифитонным организмам, оценку
общего
экологического
состояния
водоёма
по
макрозообентосу
и
биотестирование проб воды при помощи отдельных биоиндикаторов на
наличие острых и хронических загрязнений.
Каждое из этих направлений располагает собственным методических и
материально-техническим обеспечением и может быть реализовано в рамках
единой программы комплексной оценки экологического состояния водной
среды.
78
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
11
Основные
принципы
биологической
индикации
природной среды
Биологическими индикаторами называют живые организмы, по
наличию которых, а также по их состоянию и поведению можно судить о
состоянии окружающей среды и её загрязнённости различными веществами.
В
упрощённом
варианте
понятие
«биологический
индикатор»
обозначает живой организм, являющийся показателем чистоты среды.
В качестве биоиндикатора может выступать любой организм,
способный определённым образом реагировать на токсические вещества в
природной среде. В современном мониторинге широко используются
индикаторы как растительного, так и животного происхождения: лишайники,
мхи, хвойные и широколиственные деревья, многие травы, простейшие,
ракообразные, насекомые и даже позвоночные животные.
Биологической
загрязнения
индикацией
окружающей
среды
называют
по
целенаправленную
существующим
оценку
организмам-
биоиндикаторам.
Методы
биологической
индикации
разрабатывались
в
течении
нескольких последних столетий, однако широкое распространение получили
только в начале XX века. В настоящее время биоиндикация является одним
из важнейших разделов экологического мониторинга среды.
Существует несколько классификаций организмов-биоиндикаторов.
По происхождению различают:
- фитоиндикаторы - ель европейская; пихта, лиственница и др;
- зооиндикаторы - личинки ручейников, подёнок, веснянок, рачкидафнии и циклопы, пресноводные амфибии и др;
- микробоиндикаторы - цианобактерии и др.
По среде жизни выделяют: пресных и морских водоёмов, почвы:
- индикаторы чистоты воздуха - эпифитные лишайники, мхи и др;
79
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
- индикаторы чистоты пресных водоёмов - зелёные водоросли, водные
насекомые, моллюски и др;
- индикаторы чистоты морских систем - моллюски, ракообразные,
рыбы и др;
- индикаторы загрязнения почв - клевер, горох, шпинат, виноград и др.
По специфичности различают:
- неспецифические индикаторы, реагирующие на общее загрязнение
среды - хвойные и широколиственные породы деревьев - сосна, кедр, ель,
дуб, клён, тополь и др;
-
специфические
индикаторы,
избирательно
реагирующие
на
присутствие отдельных веществ-токсикантов. К ним относятся:
- индикаторы на диоксид серы - многие виды лишайников-эпифитов и
мхов, ель европейская, ель сербская, пихта европейская, сосна обыкновенная,
сосна Банкса, ясень американский, пшеница, ячмень, гречиха, люцерна,
горох, клевер, хлопчатник, фиалка;
- индикаторы на фтористый водород - ель европейская, пихта
европейская, сосна обыкновенная, орех грецкий, виноград, абрикос,
петрушка, гладиолус, ландыш, тюльпан, нарцисс, рододендрон;
- индикаторы на аммиак - граб обыкновенный, липа сердцевидная,
сельдерей, махорка;
- индикаторы на хлористый водород - ель европейская, пихта
европейская,
лиственница
европейская,
ольха
клейкая,
лещина
обыкновенная, фасоль, шпинат, редис, смородина, клубника;
- индикаторы на озон - сосна Веймутова, табак, картофель, соя, томаты,
цитрусовые;
- индикаторы на группу тяжёлых металлов - тсуга канадская, вяз
гладкий, боярышник обыкновенный, овсяница, орхидные, бромелиевые.
По
степени
чувствительности
(толерантности)
различают:
80
к
загрязнению
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
- высокочувствительные индикаторы, способные реагировать на
ничтожно малые концентрации токсических веществ в среде. К ним можно
отнести среди индикаторов воздуха - лишайники р.Usnea; среди индикаторов
пресной воды - личинки веснянок и подёнок; среди индикаторов почв коллембол;
- умеренно чувствительные индикаторы, способные выдерживать
малые концентрации загрязнителей. К ним относятся лишайники р.Эверния,
рачки-дафнии, почвенные многоножки;
-
низкочувствительные
индикаторы,
реагирующие
на
высокие
концентрации загрязнителей в среде. К ним принадлежат лишайники рода
ксантория, рачки-гаммарусы, некоторые наземные травы.
Биологическая
индикация
как
научный
раздел
экологического
мониторинга основана на следующих принципах:
1. Оценка состояния среды по организмам-индикаторам направлена не
столько на определение реальных концентраций загрязнителей, сколько на
выяснение
«жизненности» среды,
т.е.
её
способности
обеспечивать
организмы необходимыми экологическими ресурсами. К примеру, исследуя
эффекты загрязнения на хвойных породах (некроз и хлороз хвои,
дефолиацию и др.), невозможно установить точную концентрацию диоксида
серы SO2 в воздухе, однако можно выяснить класс опасности загрязнения
атмосферы и её влияние на жизнедеятельность организмов.
2. Ответные реакции организмов-индикаторов могут быть вызваны как
загрязнением среды, так и простым отклонением некоторых факторов от
оптимального уровня. В практике биоиндикации необходимо уметь чётко
разграничивать эффекты загрязнения от прочих физиологических реакций
организма. Например, сильная дефолиация (падение ассимилирующих
побегов) дуба или тополя может быть вызвана как увеличившейся
концентрацией поллютантов в воздухе (SO2, NO2 и др), так и деятельности
насекомых-вредителей.
81
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3. Организмы-индикаторы не могут дать моментальную оценку
качества
той
или
биоиндикационных
иной
среды.
методов
Для
повышения
надёжности
необходимо
проводить
регулярные
мониторинговые наблюдения за состоянием индикаторов на одной и той же
территории.
Например,
одномоментное
изучение
видового
состава
лишайников городских парков не сможет установить уровень загрязнённости
атмосферы. Но при изучении многолетней динамики видового состава
лихенофлоры можно проследить за изменением уровня загрязнённости
воздуха.
4. Точность результатов биоиндикации зависит от строго соблюдения
правил и методов исследования. Любое биоиндикационное исследование
должно проводится по строгой программе, учитывающей особенности
местности, время года и наличие дополнительных ограничивающих факторов
среды. Спонтанные наблюдения за организмами-индикаторами проводить
нельзя!
5. В современном мониторинге при оценке загрязнения среды
приоритетными
являются
физико-химические
методы
анализа.
Биоиндикационные методы рассматриваются как дополнительные. В связи с
этим при проведении любого биоиндикационного исследования его данные
должны быть дополнены результатами физ.-хим. анализа. Делать выводы о
качестве среды только на основе результатов биоиндикации нельзя!
Методы биоиндикации имеют как ряд существенных преимуществ и
недостатков
по
сравнению
с
традиционными
физико-химическими
способами определения качества воздушной среды.
К преимуществам следует отнести:
- высокую чувствительность и специфичность отдельных индикаторов
к токсическим веществам;
- суммирование всех без исключения данных о загрязнении;
- возможность характеризовать состояние той или иной среды за
длительный промежуток времени;
82
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
- низкую стоимость исследований.
К недостаткам относятся:
- сложность при работе с живыми индикаторами, а также при их
сортировке и хранении;
- трудоёмкость исследований;
сложность в обработке полученных результатов.
11.1 Биологическая индикация воздушной среды
Биологическими индикаторами называют живые организмы, по
наличию которых, а также по их состоянию и поведению можно судить о
состоянии окружающей среды и её загрязнённости различными веществами.
В
упрощённом
варианте
понятие
«биологический
индикатор»
обозначает живой организм, являющийся показателем чистоты среды.
В качестве биоиндикатора может выступать любой организм,
способный определённым образом реагировать на токсические вещества в
природной среде. В современном мониторинге широко используются
индикаторы как растительного, так и животного происхождения: лишайники,
мхи, хвойные и широколиственные деревья, многие травы, простейшие,
ракообразные, насекомые и даже позвоночные животные.
Биологической
загрязнения
индикацией
окружающей
среды
называют
по
целенаправленную
существующим
оценку
организмам-
биоиндикаторам.
Методы
биологической
индикации
разрабатывались
в
течении
нескольких последних столетий, однако широкое распространение получили
только в начале XX века. В настоящее время биоиндикация является одним
из важнейших разделов экологического мониторинга среды.
83
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Биологическая
индикация
как
научный
раздел
экологического
мониторинга основана на следующих принципах:
1. Оценка состояния среды по организмам-индикаторам направлена не
столько на определение реальных концентраций загрязнителей, сколько на
выяснение
«жизненности» среды,
т.е.
её
способности
обеспечивать
организмы необходимыми экологическими ресурсами. К примеру, исследуя
эффекты загрязнения на хвойных породах (некроз и хлороз хвои,
дефолиацию и др.), невозможно установить точную концентрацию диоксида
серы SO2 в воздухе, однако можно выяснить класс опасности загрязнения
атмосферы и её влияние на жизнедеятельность организмов.
2. Ответные реакции организмов-индикаторов могут быть вызваны как
загрязнением среды, так и простым отклонением некоторых факторов от
оптимального уровня. В практике биоиндикации необходимо уметь чётко
разграничивать эффекты загрязнения от прочих физиологических реакций
организма. Например, сильная дефолиация (падение ассимилирующих
побегов) дуба или тополя может быть вызвана как увеличившейся
концентрацией поллютантов в воздухе (SO2, NO2 и др), так и деятельности
насекомых-вредителей.
3. Организмы-индикаторы не могут дать моментальную оценку
качества
той
или
биоиндикационных
иной
методов
среды.
Для
повышения
надёжности
необходимо
проводить
регулярные
мониторинговые наблюдения за состоянием индикаторов на одной и той же
территории.
Например,
одномоментное
изучение
видового
состава
лишайников городских парков не сможет установить уровень загрязнённости
атмосферы. Но при изучении многолетней динамики видового состава
лихенофлоры можно проследить за изменением уровня загрязнённости
воздуха.
4. Точность результатов биоиндикации зависит от строго соблюдения
правил и методов исследования. Любое биоиндикационное исследование
должно проводится по строгой программе, учитывающей особенности
84
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
местности, время года и наличие дополнительных ограничивающих факторов
среды. Спонтанные наблюдения за организмами-индикаторами проводить
нельзя!
5. В современном мониторинге при оценке загрязнения среды
приоритетными
являются
физико-химические
методы
анализа.
Биоиндикационные методы рассматриваются как дополнительные. В связи с
этим при проведении любого биоиндикационного исследования его данные
должны быть дополнены результатами физ.-хим. анализа. Делать выводы о
качестве среды только на основе результатов биоиндикации нельзя!
Методы биоиндикации имеют как ряд существенных преимуществ и
недостатков
по
сравнению
с
традиционными
физико-химическими
способами определения качества воздушной среды.
К преимуществам следует отнести:
- высокую чувствительность и специфичность отдельных индикаторов
к токсическим веществам;
- суммирование всех без исключения данных о загрязнении;
- возможность характеризовать состояние той или иной среды за
длительный промежуток времени;
- низкую стоимость исследований.
К недостаткам относятся:
- сложность при работе с живыми индикаторами, а также при их
сортировке и хранении;
- трудоёмкость исследований;
- сложность в обработке полученных результатов.
Существует несколько классификаций организмов-биоиндикаторов.
По происхождению различают:
- фитоиндикаторы - ель европейская; пихта, лиственница и др;
- зооиндикаторы - личинки ручейников, подёнок, веснянок, рачкидафнии и циклопы, пресноводные амфибии и др;
- микробоиндикаторы - цианобактерии и др.
85
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
По среде жизни выделяют:
- индикаторы чистоты воздуха - эпифитные лишайники, мхи и др;
- индикаторы чистоты пресных водоёмов - зелёные водоросли, водные
насекомые, моллюски и др;
- индикаторы чистоты морских систем - моллюски, ракообразные,
рыбы и др;
- индикаторы загрязнения почв - клевер, горох, шпинат, виноград и др.
По специфичности различают:
- неспецифические индикаторы, реагирующие на общее загрязнение
среды - хвойные и широколиственные породы деревьев - сосна, кедр, ель,
дуб, клён, тополь и др;
-
специфические
индикаторы,
избирательно
реагирующие
на
присутствие отдельных веществ-токсикантов. К ним относятся:
- индикаторы на диоксид серы - многие виды лишайников-эпифитов и
мхов, ель европейская, ель сербская, пихта европейская, сосна обыкновенная,
сосна Банкса, ясень американский, пшеница, ячмень, гречиха, люцерна,
горох, клевер, хлопчатник, фиалка;
- индикаторы на фтористый водород - ель европейская, пихта
европейская, сосна обыкновенная, орех грецкий, виноград, абрикос,
петрушка, гладиолус, ландыш, тюльпан, нарцисс, рододендрон;
- индикаторы на аммиак - граб обыкновенный, липа сердцевидная,
сельдерей, махорка;
- индикаторы на хлористый водород - ель европейская, пихта
европейская,
лиственница
европейская,
ольха
клейкая,
лещина
обыкновенная, фасоль, шпинат, редис, смородина, клубника;
- индикаторы на озон - сосна Веймутова, табак, картофель, соя, томаты,
цитрусовые;
- индикаторы на группу тяжёлых металлов - тсуга канадская, вяз
гладкий, боярышник обыкновенный, овсяница, орхидные, бромелиевые.
86
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
По
степени
чувствительности
(толерантности)
к
загрязнению
различают:
- высокочувствительные индикаторы, способные реагировать на
ничтожно малые концентрации токсических веществ в среде. К ним можно
отнести среди индикаторов воздуха - лишайники р.Usnea; среди индикаторов
пресной воды - личинки веснянок и подёнок; среди индикаторов почв коллембол;
- умеренно чувствительные индикаторы, способные выдерживать
малые концентрации загрязнителей. К ним относятся лишайники р.Эверния,
рачки-дафнии, почвенные многоножки;
-
низкочувствительные
индикаторы,
реагирующие
на
высокие
концентрации загрязнителей в среде. К ним принадлежат лишайники рода
ксантория, рачки-гаммарусы, некоторые наземные травы.
Современный мониторинг располагает несколькими разработанными
группами методов биоиндикации воздушной среды. Одним из важнейших
среди них является лихеноиндикация.
Лихеноиндикацией обозначают область биологической индикации, в
которой состояние воздушной среды определяется по лишайникам.
Первые лихеноиндикационные исследования были проведены в 1926 г.
в Стокгольме шведским ботаником Р. Сернандером. Он разделил город на
различные по степени загрязнения зоны и проследил их корреляцию с
видовым составом и количеством лишайников. В настоящее время
лихеноиндикация считается наиболее развитым разделом биоиндикации.
Из всех экологических групп лишайников в качестве индикаторов
используются
эпифитные
виды,
произрастающие
на
коре
деревьев.
Лишайники-эпифиты являются одним из основных объектов глобального
экологического мониторинга. Этому способствуют следующие причины:
широкая распространённость по всем климатическим и природным зонам
планеты и высокая чувствительность к загрязнителям атмосферного воздуха
(поллютантам).
87
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
В современной лихеноиндикации лишайники-эпифиты используются в
двух направлениях: слежение за изменениями в газовом составе атмосферы и
контроль загрязнения тяжёлыми металлами, поступающими с осадками.
Из всех традиционных поллютантов наибольшее негативное влияние
на лишайники оказывает диоксид серы (SO2), а также оксиды азота (NO,
NO2), оксиды углерода (СО, СО2), газообразные соединения фтора и др.
Диоксид серы по отношению к растениям выступает как сильнейших
ассимиляционный яд. Он способен угнетать многие виды лишайников уже в
концентрациях от 0,08 до 0,1 мг/м3, а доза в 0,5 мг/м3 для большинства
лишайников
является
летальной.
Этот
физиологических процессов, приводящие к
газ
вызывает
нарушения
образованию бурых пятен и
деградации хлорофилла в хлоропластах водорослей. При этом нарушается
физиологический баланс между грибом и водорослью, что приводит к гибели
лишайниковых слоевищ.
Установлено, что при повышении концентрации токсических веществ в
атмосфере первыми исчезают кустистые, затем - листоватые, и последними накипные формы лишайников.
Ответные реакции лишайников на повышении степени загрязнения
воздуха выражаются в прекращении роста и развития слоевищ, их отмирании
и изменении в видовом составе лишайниковых сообществ.
Методы лихеноиндикационных исследований загрязнений воздушной
среды
традиционно
лихеноиндикация
делятся
основана
на
на
активные
переносе
и
пассивные.
(трансплантации)
Активная
слоевищ
эпифитных лишайников из «чистых» территорий в «загрязнённые» и
слежением за ответными реакциями лишайников на изменение внешних
условий. Активные методы особенно удобны при оценке загрязнённости
воздуха в зонах с сильным антропогенным воздействием, где лишайники
изначально отсутствуют.
Программа активной лихеноиндикации состоит из следующих пунктов.
88
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
По таблицам полиотолерантности подбирается индикаторный вид или
виды лишайников.
Изготавливаются «элементарные площадки». Они представляют собой
дощечки с площадью, достаточной для прикрепления 25-30 слоевищ
лишайника-индикатора.
На
площадках
определяется
начальное
проективное
покрытие
лишайников. Этот показатель можно вычислить с помощью палетки
непосредственно на площадке или по фотографии.
«Элементарные площадки» размещают на исследуемой территории и
через 1 - 1,5 года вновь определяют проективное покрытие слоевищ.
Сравнивают
результаты
начального
и
конечного
измерения
проективного покрытия и общего жизненного состояния лишайников.
Делают вывод о газовом составе атмосферы и изменении содержания SO2,
NОx .
Пассивная лихеноиндикация заключается в изучении индикаторных
признаков лишайников в местах их произрастания. При этом основное
внимание уделяется изменениям относительной численности лишайников.
Программа пассивной лихеноиндикации выглядит следующим образом:
На исследуемой территории закладывают несколько лихенологических
площадей.
На каждой площади выбирают модельные деревья с лишайникамиэпифитами. Деревьев должно быть не менее 7, они должны быть одной
породы и одного возраста.
На каждом модельном дереве закладываются лихенологические
площадки, на которых определяются индикаторные признаки лишайниковэпифитов.
Полученные
результаты
обрабатывают.
Высчитывают
лихеноиндикационные индексы и по их значению делают вывод о качестве
атмосферного воздуха.
89
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
При необходимости проводят повторные изменения. Полученные
результаты сравнивают и делают вывод об изменении химического состава
воздуха и концентраций токсических веществ.
Для подтверждения результатов пассивной лихеноиндикации нередко
используются активные методы.
При организации лихеноиндикационных исследований необходимо
соблюдать несколько правил.
Измерения лишайников должны проводится на постоянных площадях и
модельных деревьях в течение длительного времени. Разовое обследование
площадей не объективно.
Биотические и абиотические условия среды на сравниваемых площадях
должны быть по возможности близкими друг другу.
Количество модельных деревьев на всех площадях должно быть велико
(несколько десятков). Это позволит получить большой объём статистически
достоверной информации.
При описании лишайников-индикаторов обязательно учитываются
атмосферная влажность, освещённость, экспозиция площадки и угол склона
дерева, высота прикрепления на стволе талломов и сопутствующая флора.
11.2 Биондикация почв
Почвой
выветривания),
называют
генезис
поверхностный
которого
слой
земной
определяется
коры
(коры
взаимодействием
материнских пород, растений, животных, микроорганизмов, воды, газов и
климатических факторов. Почвы являются самостоятельным природным
образованием,
важнейшей
отличительной
чертой
которого
плодородие, т.е. способность обеспечивать рост и развитие растений.
90
является
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Почва выступает как одна из четырёх важнейших сред жизни
организмов. В состав почв входят минеральные частицы, вода, газы,
органические вещества и специфическая почвенная биота - эдафон. Кроме
того, на формирование почв мощное влияние оказывают наземные
организмы, прежде всего крупные растительные формы. Почва выступает
важнейшим хранителем минеральных и органических соединений. Через
почвенный слой проходят основные направления биосферной циркуляции
воды и важнейших биогенных элементов.
При проведении биоиндикационных исследований почв следует
соблюдать следующие принципы:
1. Из всех жизненных сред почва является наиболее сложной по своему
составу и условиям формирования. Это обуславливает сложность в выборе
методов оценки её экологического состояния. Универсальных методик
биоиндикационных исследований почв не существует.
2. Биоиндикационные исследования почв опираются прежде всего на
методы фитоиндикации, так как наземная флора тесно связана с почвенным
покровом и его отдельными компонентами. Животные организмы при
оценки состояния почв привлекаются редко и с большими ограничениями.
При выборе организмов - биоиндикаторов в расчёт принимаются такие
качества, как индивидуальная чувствительность к отдельным факторам
почвенной
среды,
специфичность,
широкая
распространённость
и
показательность ответных реакций.
3. Почва выступает сложной многофакторной средой, оказывающей
влияние как на отдельные организмы, так и на целые сообщества. В связи с
этим
в
практической
биоиндикации
почв
выделяют
направления: оценку условий почвенной среды по
два
основных
морфоанатомическим
отклонениям биоиндикаторов и оценку состояния среды по изменениям
флористического состава наземных сообществ.
4. В процессе биоиндикационных исследований следует учитывать
значение
важнейших
абиотических
факторов
91
среды
(температуры,
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
влажности, интенсивности солнечной радиации и др.), т.к. они могут
оказывать сильнейшее влияние на наземные организмы. Исследования
необходимо проводить в период наивысшей физиологической активности
растений-биоиндикаторов, при благоприятном сочетании внешних условий.
Кроме того, следует обязательно учитывать влияние на почвенный покров
хозяйственной деятельности человека.
5.
При
проведении
реализовывать
несколько
биоиндикационных
исследований
взаимодополняющих
методов.
следует
Данные
биоиндикационного анализа следует подтверждать результатами физикохимических исследований.
В
практической
биоиндикации
почв
используется
несколько
классификаций индикаторных организмов. Наибольшее распространение
получила
классификация,
построенная
на
основании
критериев
специфичности наземной растительности по отношению к отдельным
компонентам почвенной среды. Эта система включает следующие группы
организмов:
1. Индикаторы содержания в почве важнейших биофильных элементов.
По потребностям к питательным веществам, содержащимся в почве,
растения делят на следующие группы:
- эутрофы - растения почв с высоким содержанием важнейших
биофильных элементов. В группу входят сныть, борщевик, полынь горькая,
полынь обыкновенная, конопля дикая, представители рода Ковыль, дуб,
ольха;
- мезотрофы - растения почв с умеренным содержанием биофильных
элементов. К ним относятся тимофеевка луговая, овсянница луговая, клевер,
ель;
- олиготрофы - растения почв с низким содержанием питательных
веществ. В группу входят полевица обыкновенная, вереск, росянка, сосна;
92
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
- эвритрофы - растения, мало чувствительные к содержанию в почвах
биофильных элементов. К ним относятся осока чёрная, полевица белая,
луговик дернистый.
2. Индикаторы кислотности почв. Показатель кислотности почв среды
определяется концентрацией в ней ионов водорода и выражается величиной
рН. Диапазон рН почв в природе может колебаться в широких пределах - от 3
до 11. По отношению к кислотно-щелочному балансу почв выделяют
следующие группы растений:
- ацидофилы - лучше развиваются на кислых почвах при рН менее 6,7.
Относятся карликовая берёза, вереск, черника, хвощи, калужница болотная,
осока песчаная, щавель малый, лишайники р. Кладония;
- базофилы - лучше растут на щелочных почвах с рН более 7,0. Входят
лебеда, кермек, полыни, ковыли, типчак, овёс пустой, герань кровавокрасная;
- нейтрофилы - оптимальные условия произрастания при рН 6,7 - 7,0.
Относятся пшеница и большинство культурных злаков;
- индифферентные виды - безразличные к кислотности почв. Входят
овсяница овечья, вьюнок полевой, ландыш.
3. Индикаторы засоленности почв. Этот показатель определяется
повышенным содержанием солей, токсичных для растений. Особенно вредны
легкорастворимые соли - Na2CO3, NaCl, MgCl2, CaCl2 и др. Все растения по
отношению к концентрациям почвенных солей делятся на следующие
группы:
- галофиты - произрастают на засоленных почвах. Входят астра
солончаковая, лапчатка гусиная, лебеда, щавель, цикорий дикий, морковник,
солерос, лисохвост луговой, дербенник низкий, подорожник тонкоцветный,
тюльпан Шренка, василёк средний;
- гликофиты - произрастают на почвах с пониженным содержанием
солей. Относятся клевер, ива, кислец, большинство растений-мезофитов
умеренной полосы;
93
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
- индиффирентные виды - безразличные к солёности почв. Входят
тростник обыкновенный, ситник морской, чагерак.
4. Индикаторы карбонатности почв. Известковость (карбонатность)
почв определяется содержанием карбонат- и гидрокарбонат-анионов. Все
растения по отношению к концентрациям этих ионов делятся на следующие
группы:
- кальцефилы - произрастают на почвах с содержанием извести свыше
3%. Относятся венерин башмачок, мордовник степной, астра степная,
ежовник меловой, кермек, полынь солянковидная, левкой душистый,
копеечник крупноцветковый, оносма простейшая, горноколосник щитковый,
мордовник обыкновенный, бурачок альпийский;
- кальцефобы - произрастают на почвах с крайне низким содержанием
извести. Входят осока малоцветковая, белоус жёсткий, щавель малый,
черника, вереск;
-индиффирентные виды - безразличные к содержанию извести в
почвах. Относятся щетинник зелёный, гречиха птичья, горицвет белый.
Индикаторы содержания полезных ископаемых. Отдельные виды
растений могут выступать индикаторами подпочвенных пород полезных
ископаемых, прежде всего различных металлов. К ним относятся:
- индикаторы на железо - сосюррея мелкоцветная;
- на медь - качим, смолёвка;
- на свинец - овсянница, полевица;
- на кобальт - смолёвка;
- на марганец - цветущая полынь;
- на цинк - фиалка, ярутка, армения;
- на селен - астрагал, лисовник;
- на магний - бурачок, чабрец.
Оценка
загрязнённости
почв
металлами
по
морфологическим
признакам наземной растительности. С целью определения высокого уровня
94
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
содержания
в почве
различных металлов проводят наблюдения
за
морфологическими изменениями древесных и травяных растений.
Признаки повреждения перечислены в таблице 16 (по А.А. Беус и А.И.
Гробовской, 1986, с изменениями):
Таблица 16 - Признаки повреждения растений
Избыток
элементов
F, Li, Nb
Nb, Li,
Be
Pb, Cu,
Zn
Zn, Mn,
Cr
Ni, Mo
Сu, Mn,
B
Cr, Cu
Fe
Растения-индикаторы
Морфологические изменения
Широколиственные
древесные породы
Полынь Гмелина,
полынь холодная,
лапчатка
Полынь разных видов,
Эфедра
Чрезвычайно раннее пожелтение и опадение
листьев
Белая окраска листьев
Большинство
мезофитных трав
умеренной полосы
Мезофитные травы
умеренной полосы
Мезофитные травы
Мезофитные травы
Мезофитные травы
Сильное опушение побегов, ветвление стеблей,
мутовчатое расположение листьев вместо
очередного (у полыней); обильное цветение и
плодоношение (у эфедры).
Хлоротичность листьев, белые карликовые формы
растений, некротические пятна на кончиках
листьев, ослабленный рост корней.
Жёлто-оранжевая окраска растений; белые
некротические пятна на листьях.
Хлоротичность листьев; ползучие бесплодные
формы растений.
Пожелтение листьев с сохранением зелёных
прожилок на листьях.
Задержка в росте верхушек растений; резкое
утолщение корня.
Порою растения "сообщают" о мощности залежей. Так, осина
(Tremula L), попадая на почву, содержащую избыток тория, начинает расти
словно на дрожжах: листья достигают 30 см в диаметре, ствол – 70 см.
Точно также ведет себя прутняк (Kochia Roth.) - растение, реагирующее на
избыток бора в почве ускоренным ростом. Месторождение медных руд
или цинка можно с большей долей вероятности предсказать с помощью
мака. Окраска и структура его лепестков при избытке в почве меди или
цинка меняется поразительным образом: лепестки становятся черными и
махровыми.
Очень чутко реагируют растения-индикаторы на нарушение баланса
плодородия почв: недостаток фосфора определяется по красноватой, а порою
95
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
даже фиолетовой окраске листьев, недостаток калия - по появлению бурых и
«ржавых» пятен по краям листьев. У ботаников есть термин - краевой ожог
листьев: это уже «дистрофия», вызванная калийным голоданием. По такой
распространенной культуре, как капуста бело качанная (Brassica deracea),
можно сделать вывод о бедности почв азотом у растений наблюдается хлороз
листьев; если не хватает фосфора - листья у капусты с синим оттенком; нет
калия - крапчетая бронзовость листьев; нет магния - «мраморные» листья.
Программа биоиндикации почв состоит из 4-х традиционных этапов:
1. На подготовительном этапе определяются основные параметры
биоиндикации почв, по картам изучаются геоботанические особенности
территории,
подбираются
биоиндикационные
методы
исследования
исследований.
почв
проводятся
Как
правило,
параллельно
с
геоботаническим описанием местности. Это определяет выбор методов и
подготовку полевого оборудования.
2. Полевой этап начинается с организации рабочих мест. Ими могут
быть геоботанические маршруты и расположенные на них площадки. На
маршруте проводится предварительный учёт растений-биоиндикаторов, а на
площадках – полный количественный учёт и оценка морфологических
признаков объектов. Одновременно собирается гербарный материал для
изучения в лаборатории.
3.Камеральный этап связан с тщательной обработкой собранных
растений-биоиндикаторов, определением их видового состава и наличием у
них эффектов повреждения.
4. На аналитическом этапе все полученные данные систематизируются
и обрабатываются с помощью общепринятых статистических методов.
После этого даётся оценка экологического состояния почв изученной
территории и заполняются итоговые документы.
96
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
11.3 Биоиндикация среды с помощью древесных пород
В 1985 г была утверждена программа международной кооперации по
изучению воздействия загрязнителей воздуха на леса. Эта программа
является частью глобальной системы мониторинга окружающей среды и
проводится
под
эгидой ЮНЕСКО.
Цель программы
-
мониторинг
жизненного состояния лесов планеты, осуществляемый с помощью простых
и эффективных методов. К таким методам принадлежит и биологическая
индикация лесов при помощи некоторых древесных пород. В качестве
индикаторов среды на территории России используются многие хвойные
(сосна, ель, пихта) и некоторые широколиственные (дуб, липа, лиственница)
породы.
Общее жизненное состояние (ОЖС) леса - интегральный показатель,
основанный на комбинации некоторых частных показателей. Эти показатели
должны всесторонне отражать биологические процессы и жизненные
функции отдельных деревьев. Таким образом, ОЖС - основной показатель
жизненных процессов деревьев и состояния среды, в которой они
произрастают.
Деревья - индикаторы должны соответствовать всем основным
требованиям, предъявляемым к биологическим индикаторам. К ним
относятся:
высокая
чувствительность
к
атмосферным
загрязнителям,
широкая распространённость в основных природно-климатических зонах,
показательность ответных реакций. Важную роль при выборе индикатора
играет его доступность в разные сезоны года. Этим требованиям в полной
мере соответствуют именно хвойные породы.
Все критерии ОЖС деревьев можно разделить на основные и
дополнительные. К основным критериям относятся: дефолиация, хлороз и
некроз ассимилирующих побегов. К дополнительным критериям можно
отнести
количество
и
состояние
генеративных
97
побегов,
прирост
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
верхушечного
побега,
форму
кроны,
морфометрические
показатели
отдельных побегов и прочие.
Дефолиацией обозначается опадание хвои или листвы, внешне
выражающееся в снижении густоты кроны. По степени дефолиации все
деревья можно разделить на 4 группы. 0 (нулевой) класс присваивается в том
случае, если дефолиация отсутствует или не превышает 10 %. 1-й класс
характеризуется умеренной дефолиацией от 10 % до 25 %. 2-й класс
отличается значительной потерей побегов от 25 % до 60%. 3-й класс
присваивается деревьям с сильной дефолиацией - более 60 %.
В полевых условиях степень дефолиации определяется визуально; при
необходимости пользуются биноклем. Особое внимание уделяется ветвям в
средней части кроны.
Другими важнейшими критериями ОЖС являются хлороз и некроз
побегов. Хлорозом обозначают степень потери побегами естественной
окраски кроны. Некрозом называют омертвение участков ассимилирующих
побегов. Эти показатели оценивают визуально по 4-х балльной шкале:
0 баллов - пожелтение отсутствует или не превышает 10 %; количество
хвоинок с некротическими участками также не превышает 10 %.
1 балл - слабое и умеренное пожелтение, незначительный и умеренный
некроз побегов от 10 % до 25 %.
2 балла - умеренное и значительное пожелтение или омертвение
побегов от 25 % до 60 %.
3 балла - сильный хлороз или некроз - более 60 %.
Оценка хлороза и некроза ассимилирующих побегов индикаторных
деревьев должна производиться при хорошем освещении, отсутствии ветра и
дождя. Для сравнения рекомендуется использовать гербарные образцы
побегов, соответствующие стандартам каждого класса пожелтения.
К основным критериям ОЖС относится также и класс дефолиации
деревьев, выражающийся в изменениях формы кроны и её отступлении от
стандарта. В отличие от степени дефолиации данный показатель сильно
98
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
изменчив и индивидуален для каждой отдельной породы деревьев. На
примере сосны обыкновенной (Pinus silvestris) этот показатель делится на
следующие классы:
- 1 класс - равномерная дефолиация по всему объёму кроны;
- 2 класс - дефолиация от основания кроны;
- 3 класс - периферийная дефолиация;
- 4 класс - вершинная дефолиация, выражающаяся в суховершинности;
- 5 класс - дефолиация от ствола, т.е. потеря хвои во внутренних частях
кроны;
- 6 класс - дефолиация верхней, но не вершинной части кроны, с
образование характерных «окон».
При
определении
классов
дефолиации
индикаторных
деревьев
необходимо пользоваться рисунками и фотографиями различных вариантов
формы кроны.
К числу дополнительных показателей относится количество и
состояние
генеративных
побегов.
Этот
показатель
делится
на
две
разновидности - «старые шишки» и «новые шишки». Их оценка проводится
визуально по 4-х балльной шкале: от 0 баллов (шишек много) до 3 баллов
(шишки отсутствуют или представлены единичными экземплярами).
Другой важный показатель - прирост верхушечного побега. Показатель
определяется визуально (приблизительная оценка) или с помощью прямых
методов (точная оценка). Прирост определяют как расстояние от последней
мутовки до окончания побега. Для оценки этого критерия необходимы
данные о среднем приросте у данной породы в изучаемой местности. К
примеру, прирост верхушечного побега у сосны в условиях средней полосы
России составляет от 10 см до 15 см, а прирост менее 5 см считается малым.
Программа биологической индикации леса включает следующие
этапы:
1-й этап - рекогносцировочное обследование местности и выбор
рабочих участков. Обследование территории осуществляется в соответствие
99
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
с правилами мониторинговых исследований фитоценозов. Рабочие участки
закладываются в виде площадей размером 100 м  100 м и более. По времени
выбираются наиболее оптимальные
сроки наблюдений для каждого
индикационного вида. Например, для сосны обыкновенной этот период
продолжается с конца августа по декабрь. Ель и пихта формируют два побега
в год, что обуславливает два оптимума: весенний (май - июнь) и осенний
(октябрь
-
декабрь).
На
широколиственных
породах
исследований
целесообразно.
2-й этап - биологическая паспортизация леса. Для выбранных
биоиндикационных площадок составляется стандартный геоботанический
паспорт, который содержит основные сведения о фитоценозе и занимаемом
биотопе. Паспорт составляется в форме стандартного бланка описания
фитоценоза.
3-й этап - выбор модельных деревьев и оценка показателей ОЖС.
Количество индикаторных деревьев должно быть не менее 20-ти, они
должны быть одного вида и возраста. Результаты оценки показателей
заносятся в специальный бланк описания ОЖС леса. Бланк включает
следующие колонки: № модельного дерева, степень дефолиации, класс
пожелтения (хлороз) побегов, «новые шишки», «старые шишки», прирост
верхушечного побега, сумма баллов всех показателей, тип дефолиации,
форма кроны, примечания. В примечаниях указывается дополнительная
информация о модельных деревьях (повреждения побегов, гнёзда птиц,
дупла, следы вредителей, наличие эпифитных лишайников, грибов и т.п.).
4-й этап - обработка результатов индикационных исследований и
графическая интерпретация данных. Обработка результатов включает:
оценку ОЖС отдельных деревьев и изученного участка фитоценоза, вывод об
экологическом
состоянии
территории.
Графическая
интерпретация
заключается в построении графиков и диаграмм жизненного состояния
лесной растительности, статистической обработке показателей (оценка
100
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
достоверности, сходства, корреляции и проч.), картографирования с
выделение зон разного экологического состояния.
11.3.1 Биоиндикация среды с помощью древесных пород
Итогом биоиндикационных исследований при помощи хвойных или
широколиственных пород деревьев является заполненный бланк описания
ОЖС леса. Записанная в бланке информация подвергается статистическому
анализу и графической интерпретации. Прежде всего определяют ОЖС
отдельных деревьев. Для этого существуют две стандартные методики.
1. Оценка ОЖС по сумме баллов. Это сравнительно простая методика,
позволяющая получить приблизительный результат состояния древесной
растительности. Оценка сводится к определению суммы значений пяти
показателей: степень дефолиации, класс пожелтения (хлороз) побегов,
«новые
шишки»,
«старые
шишки»,
прирост
верхушечного
побега.
Максимальная сумма может равняться 15, что соответствует отмирающему
или мёртвому дереву. Сумма от 0 до 5 баллов свидетельствует о
благополучии и жизнеспособности дерева; от 6 до 10 - удовлетворительном
состоянии; свыше 10 - неудовлетворительном.
2. Оценка по классам повреждения побегов. Этот метод является более
гибким и достоверным. ОЖС определяется по комбинации показателей
класса дефолиации и класса пожелтения (усыхания) ассимилирующих
побегов (таблица 17).
Таблица 17 - Оценка по классам повреждения побегов
Класс дефолиации
0
1
2
3
Класс пожелтения (усыхания)
0 или 1 класс
2 класс
0
1
1
2
2
3
3
3
где, 0 баллов соответствует;
1 балл - ;
101
3 класс
2
2
3
3
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2 балла - ;
3 балла - ;
4 балла (в таблице не представлены) - молодой сухостой;
5 баллов (в таблице не представлены) - старый сухостой.
Графическая интерпретация данных биоиндикации леса сводится к
построению диаграмм. Наиболее распространены столбчатые диаграммы,
позволяющие сравнивать жизненное состояние деревьев на разных площадях
или оценивать динамику состояния леса в разные годы. При построении
диаграмм придерживаются следующих правил:
На оси ординат откладывают количество деревьев каждого класса
ОЖС, выраженное в процентах;
На оси абсцисс отображают номера исследовательских площадей или
годы проведения биологической индикации леса.
Для построения диаграммы записывают все классы ОЖС ( от 0 до 5 ) и
количество деревьев, соответствующее каждому классу. Затем определяют
количество деревьев всех классов ОЖС (показатель N) и принимают его за
100%. Высчитывают процент деревьев каждого класса ОЖС. По полученным
данным строят диаграмму.
Пример построения диаграммы состояния древесной растительности на
площади № 1.
На площади № 1 было обследовано 17 сосен. Это значение
соответствует показателю N и принимается за 100 %. Распределение деревьев
по классам ОЖС составило: 0 класс - 4 экз, 1 класс - 5 экз, 2 класс - 4 экз, 3
класс - 2 экз, 4 класс - 1 экз, 5 класс - 1 экз. Относительная численность
соответственно составила: 23,5 %, 29,4 %, 23,5 %, 11,8 %,
5,9 % и 5,9 %. В
соответствии в полученными значениями относительной численности строят
диаграмму, располагая классы ОЖС в порядке возрастания ( с 0 по 5 ).
Участок, соответствующий отдельному классу, выделяют цветом или
штриховкой.
Биоиндикация газодымовых загрязнений по состоянию хвои сосны.
102
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Экспресс-метод включает два этапа: полевой и камеральный.
На первом этапе выбирается район проведения исследований, в
пределах которого закладываются биоиндикационные площади. При высокой
антропогенной нагрузке площади должны быть расположены на расстоянии
до 3 км, в малозагрязнённых районах - на расстоянии до 10 км. На площади
выбираются пять молодых сосен, растущих на открытом месте, с 8 - 15
мутовками боковых побегов на головном стволе, отстающих друг от друга на
расстоянии от 10 м до 20 м. У каждого дерева осматриваются хвоинки
участка
центрального
побега
предыдущего
года
(второй
сверху).
Определяют: продолжительность жизни хвои, некрозы хвои. Следует
учитывать, что шипик на конце хвоинки всегда более светлый, поэтому его
окраска не включается в оценку.
Продолжительность жизни хвои устанавливают при обследовании
побегов верхушечной части ствола. Каждая мутовка, считая сверху - год
жизни. Определяют срок сохранения хвои (количество лет). Таким образом,
полный возраст хвои определяю числом участков ствола с полностью
сохранёнными побегами плюс доля сохранённой хвои на следующем за ним
участке. Например, если вершинная часть и один участок между мутовками
сохранили хвою, а на следующем участке сохранилась половина хвои, то
продолжительность жизни составила 2 + 0,5 = 2,5 лет
Камеральная обработка данных включает экспресс-оценку загрязнения
воздуха по таблице 18:
Таблица 18 - Экспресс-оценка загрязнения воздуха
Максимальный возраст
хвои
4
3
2,5
2
1,5
1
Класс повреждения хвои на побегах второго года жизни
I
II
III
1
1-2
3
1
2
3-4
2
3
4
-4
4-5
-4
5-6
----
103
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Класс загрязнённости воздуха оценивают по данным таблицы:
1 класс - идеально чистый воздух;
2 класс - чистый воздух;
3 класс - относительно чистый (вариант нормы);
4 класс - умеренно загрязнённый воздух;
5 класс - сильно загрязнённый воздух;
6 класс - предельно загрязнённый.
« -- » - невозможное сочетание данных.
11.4 Биологическая индикация пресных водоёмов
Качество вод в естественных водоёмах традиционно оценивается по
результатам физико-химического, бактериологического и биологического
анализов. Для их проведения требуется сложное оборудование, длительное
время и высокая квалификация сотрудников. В связи с этим в последнее
время активно развиваются методы биоиндикационных исследований
природных вод.
Методы
биоиндикации
водоёмов
является
составной
частью
комплексной программы мониторинга водных объектов. При организации
биоиндикационных исследований водоёмов должны соблюдаться следующие
принципы:
Исследования должны проводится в период максимальной активации
гидробиологических процессов, т.е. в летний и летне-осенний период.
При проведении биоиндикационных исследований крайне важно
правильно выбрать точки отбора проб. Гидробиологические пробы должны
отбираться в местах с благоприятным кислородным режимом, в различных
частях акватории водоёма и на разной глубине. При этом следует избегать
104
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
участков с сильным течением или длительным застоем воды, а также
рекреационных зон.
Точки сбора проб должны по возможности находиться рядом с местами
проведения
стандартных
гидробиологических
и
физико-химических
исследований. Это повысит точность наблюдений и увеличит количество
индикационных показателей.
Любые биоиндикационные исследования, независимо от их целей и
задач, должны проводиться по единой методике и с использованием
одинакового инструмента. Это снизит погрешности полевого периода работ
и позволит правильно интерпретировать полученные результаты.
В качестве объектов-биоиндикаторов должны привлекаться организмы
разных экологических и систематических групп. Проведение комплексных
исследований,
например,
оценки
сапробности
воды
или
общего
экологического состояния водоёма, с использованием 1 – ого 2 - ух видов
биоиндикаторов недопустимо!
В
качестве
индикаторов
выбираются
представители
разных
систематических и экологических групп водных организмов, наличие
которых
наиболее
Наибольшее
полно
характеризует
распространение
получили
уровень
загрязнения
воды.
методы
биоиндикационных
исследований при помощи перифитона, фито- и зоопланктона и зообентоса.
Перифитон
используется
при
оценке
содержания
отдельных
химических компонентов в воде, её сапробности, а также при отслеживании
«эффектов
загрязнения»
водоёмов
за
длительный
период
времени.
Наибольшее значение среди перифитонных организмов в биоиндикации
имеют представители трех основных функциональных групп: автотрофы
(водоросли); гетеротрофы-консументы (простейшие, коловратки, черви и
другие) и гетеротрофы- редуценты (зооглейные, нитчатые, палочковидные,
кокковидные и другие бактерии и грибы).
Планктонным организмам отдаётся предпочтение при определении
физико-химических показателей воды и оценке её сапробности.
105
В
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
биоиндикации активно используются преставители как фитопланктона (синезелёные, диатомовые и зелёные водоросли) так и зоопланктона (низшие
ракообразные и мелкие личинки насекомых).
Зообентос удобен при оценке общего экологического состояния
водоёма. В практике биоиндикационных исследований наибольшее значение
получил
макрозообентос,
представленный
организмами
разного
систематического положения. К ним относятся плоские, круглые и кольчатые
черви,
брюхоногие
и
двустворчатые
моллюски,
ракообразные
и
многочисленные водные насекомые.
Кроме традиционной биоиндикации водоёмов существуют методики
биотестирования. Они основаны на привлечении в качестве тест-объектов
одного
или
нескольких
Биотестирование
видов
позволяет
водных
растений
сосредоточиться
на
или
животных.
каком-либо
одном
гидрологическом показателе (например, на концентрации тяжёлых металлов
в воде или водном грунте) и в сравнительно небольшие сроки провести его
оценку. В качестве тест-объектов чаще всего используются одноклеточные
водоросли,
простейшие
(инфузории),
низшие
ракообразные
(дафнии,
циклопы, артемии и др.) и личинки насекомых.
Биоиндикационные исследования водоёмов проводятся в несколько
этапов и требуют тщательного соблюдения всех установленных правил. От
этого зависит достоверность полученных результатов. С этой целью
составляется примерная программа проведения исследований. Она включает
следующие этапы:
1. Рекогносцировочное обследование водоёма и выбор мест проведения
анализа
(контрольных
стандартными
точек).
гидрологическими
Обследование
методами.
При
водоёма
этом
проводится
определяются
основные гидрографические и гидрометрические характеристики - тип
водоёма,
название
и
принадлежность
к
бассейну речной
системы,
протяжённость и извилистость, притоки, падение и уклон реки, площадь
водосборного бассейна, ширина русла, скорость течения, глубина различных
106
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
участков
акватории,
температура
и
важнейшие
органолептические
показатели воды. По результатам обследования составляется план русла реки
или озера, на котором отмечаются выбранные контрольные точки.
2. Взятие гидробиологических проб и их обработка. Сборы водных
организмов-биоиндикаторов проводятся в соответствии с правилами взятия
проб
разных
экологических
групп
гидробионтов.
Наибольшей
информативностью отличаются свежие «живые» пробы, обработанные не
позднее 4 часов после изъятия. Каждая проба должна быть этикетирована. На
этикетке обязательно указывается номер пробы, дата и суточное время взятия
пробы, название и тип водоёма, пункт взятия пробы, глубина взятия пробы,
субстрат, орудие лова и фамилия сборщика. При исследовании проб в
большинстве
случаев
определяются
два
показателя
видовой
состав
гидробионтов и их обилие. Кроме того, ряд методик требует использования
дополнительных
индикационных
показателей
(возраст
организмов,
физиологическое состояние отдельных особей, репродуктивные способности
и проч).
3.
Оценка
результатов
биоиндикационных
исследований.
На
заключительном этапе программы оценивают состояние водоёмов с
помощью специальных индикаторных шкал, таблиц, индексов и т.п. В
системе мониторинга РФ экологическое состояние пресных водоёмов
принято оценивать с помощью классов качества воды (ККВ). Их семь:
1 класс - очень чистая вода;
2 - чистая;
3 - умеренно загрязнённая;
4 - загрязнённая;
5 - грязная;
6 - очень грязная;
7 - предельно грязная.
Методики биоиндикационных исследований пресных водоёмов можно
условно разделить на простые и сложные. Сложные способы имеют ряд
107
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
серьёзных ограничений при выборе индикаторных групп организмов, типа
водоёма,
времени
исследований
и
т.д.
Простые
методики
этими
ограничениями пренебрегают, однако позволяют оценивать качество воды
весьма приблизительно. Эти методики рекомендуется использовать на
предварительном этапе биоиндикационных исследований, при первом
знакомстве с водоёмом. К ним относятся метод Майера и метод упрощённой
оценки экологического состояния водоемов по макрозообентосу.
Метод Майера приемлем для любых типов водоёмов. Он основан на
приуроченности различных групп водных беспозвоночных к водоёмам с
определённым уровнем загрязнённости. При этом все организмы делятся на
три индикаторные группы - группы Майера.
Группа I - обитатели чистых вод. К ним относятся личинки веснянок,
личинки
подёнок,
личинки
ручейников,
личинки
вислокрылок
и
двустворчатые моллюски.
Группа II - обитатели умеренно загрязнённых вод. К ним относятся
рачки-бокоплавы,
речной
рак,
личинки
стрекоз,
личинки
комаров-
долгоножек, моллюски-катушки и живородки.
Группа III - обитатели загрязнённых вод. К ним относятся личинки
комаров-звонцов, пиявки, водяной ослик, моллюски-прудовики, личинки
мошек и малощетинковые черви.
Все организмы, обнаруженные в пробе, распределяются в соответствии
с индикаторными группами Майера. Количество организмов из первой
группы (обитатели чистых вод) умножают на 3, количество организмов из
второй группы - на 2, из третьей - на 1. Получившиеся цифры складывают и
определяют индекс Майера. Этот показатель позволяет судить о степени
загрязнённости водоёма.
Если индекс Майера превышает 22 балла - водоём 1 класса качества.
Индекс Майера от17 до 21 баллов - 2 класс качества.
Индекс Майера от 11 до 16 баллов - 3 класс качества.
Индекс Майера меньше 11 баллов - 4-7 класс качества.
108
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Упрощенная методика оценки экологического состояния водоемов по
макрозообентосу. Этот способ основан на анализе присутствия в водоеме
представителей крупных таксонов водных беспозвоночных. В ней не
учитывается общее видовое разнообразие водной фауны, без оценки обилия
отдельных видов. Это существенно экономит время исследований, но при
этом резко снижается точность результатов.
Основным принципом данной методики является определение факта
наличия тех или иных организмов в воде. В качестве биоиндикаторов берутся
следующие систематические группы:
- индикаторы очень чистой воды - личинки веснянок, личинки
ручейника-Риакофила;
- индикаторы чистой воды - губки, плоские личинки подёнок, личинки
ручейника-Нейроклепсиса, личинки вилохвосток;
- индикаторы умеренно чистой воды - роющие личинки подёнок,
личинки ручейников прочих видов, личинки стрекоз Плосконожки и
Красотки, личинки мошек,
водяные
клопы,
крупные двустворчатые
моллюски и моллюски-затворки;
- индикаторы загрязнённой воды - личинки стрекоз прочих видов,
личинки
вислокрылок,
водяной
ослик,
плоские
пиявки,
мелкие
двустворчатые моллюски;
- индикаторы грязной воды - личинки хирономид, крыски, червьтрубочник, червеобразные пиявки.
Порядок работы следующий. Вначале проводится сбор водной фауны в
различных частях исследуемого водоема. Далее производится определение
основных присутствующих в водоеме таксонов. Видовое определение можно
не приводить, так как в рамках данной методики оно не имеет смысла. Далее
сравнивают составленный фаунистический список найденных организмов с
индикаторными группами. При наличии в исследуемом водоеме хотя бы
одного
из
организмов
верхней
части
таблицы
данному
водоему
автоматически присваивается класс чистоты не ниже выявленного. Наличие
109
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
других организмов (характерных для более грязных вод) при этом не
учитывается.
Одним из важнейших показателей, влияющих на видовой состав и
обилие организмов в водоёмах, является сапробность. Сапробностью
обозначают степень насыщения водоёма разлагающимися органическими
веществами, связывающими свободный кислород. С одной стороны,
сапробность определяет потребность гидробионтов в органическом питании,
с другой - устойчивость водных организмов к ядовитым соединениям,
возникающими при разложении органических веществ (сероводород,
аммиак, мочевина, органические кислоты, катионы водорода и др.). В
зависимости от содержания органических соединений в воде определяют
индекс сапробности (S) и статус водоёма:
- ксеносапробный водоём имеет индекс сапробности в пределах от 0
до 0,50;
- олигосапробный водоём - S от 0,51 до 1,50;
- -мезосапробный водоём - S от 1,51 до 2,50;
- - мезосапробный водоём - S от 2,51 до 3,50;
- полисапробный водоём - S от 3,51 до 4,00.
В основе способа оценки сапробности водоёмов при помощи
планктонных и перифитонных организмов лежит классическая методика
Пантле и Букка в модификации Сладечека. Метод относится к разряду
универсальных и позволяет проводить анализ при помощи разных
организмов - одноклеточных водорослей, простейших, низших ракообразных
и др. Сапробиологический анализ основан на разделении индикаторных
организмов по степени их сапробной валентности на группы ксеносапробов,
олигосапробов, - и -мезосапробов и полисапробов. Сапробная валентность
(s) того или иного организма определяется по спискам сапробных организмов
СЭВ.
Оценку сапробности воды осуществляют следующим образом:
110
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
1. Во время предварительного обследования намечают и описывают
контрольные точки взятия проб. Пробы предпочтительнее брать с
естественных субстратов - кочек, камней, гальки. С деревянных предметов и
подводных частей деревьев пробы брать не следует. Количество проб должно
быть не менее 10-ти.
2. Пробы подвергают обработке не позднее 6 часов с момента взятия. В
каждой пробе определяют два показателя: видовой состав организмов и
обилие каждого вида. Обилие h находят по формуле (7):
h = nвида / m всех видов,
(7)
где n вида - число особей данного вида;
m всех видов - число особей всех видов.
3. По спискам сапробных организмов отбирают индикаторные виды и
определяют их сапробную валентность s. К примеру, сапробная валентность
рачков дафний составляет: Daphnia pulex - 2,8 ; Daphnia magna - 3,4.
4. В заключении устанавливают сапробность водоёма по формуле (8):
S =  (sh) /  h,
(8)
где S - индекс сапробности водоёма;
s - сапробная валентность отдельных видов;
h - частота встречаемости (обилие) видов.
Например, сапробность водоёма оказалась равной 2,87. Следовательно,
данный водоём является - мезосапробным.
При оценке общего экологического состояния водоёмов наиболее
информативными индикаторами выступают представители макрозообентоса.
Это обусловлено следующими свойствами:
- высокой стенобионтностью и требовательностью к условиям
существования отдельных видов;
- приуроченностью к определённым субстратам;
- малоподвижностью;
- крупными размерами, облегчающими обнаружение и определение.
111
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
В системе мониторинга РФ наибольшее распространение получил
метод расчёта биотического индекса водоёма на примере реки Трент. Этот
метод был разработан Ф. Вудивиссом в 1964 г. Он является одним из самых
точных и вместе с тем одним из самых трудоёмких в практической
биоиндикации. Метод применим для оценки экологического состояния рек
умеренного пояса и непригоден для оценки состояния озёр и прудов.
В
основу
таксономической
метода
структуры
положена
биоценоза
закономерность
по
мере
упрощения
повышения
уровня
загрязнения вод. Для проведения расчётов Вудивиссом были предложены
специальные индикаторные группы бентосных организмов. В каждую группу
входят организмы с примерно одинаковой толерантностью (терпимостью) по
отношению к загрязняющим веществам.
Оценку общего состояния воды проводят следующим образом:
- осматривают водоём и намечают контрольные точки для взятия проб;
- берут пробы с помощью оборудования для изъятия бентоса
(дночерпатель);
- в течении нескольких часов с момента взятия разбирают пробу и
определяют систематическое положение выбранных организмов;
- определяют количество индикаторных групп в каждой пробе. Если в
пробе содержатся организмы, не входящие в какую-либо индикаторную
группу (например, личинки стрекоз), то они в расчёт не принимаются;
- с помощью специальной индикаторной шкалы (таблица 19)
оценивают биотический индекс (БИ) водоёма.
Работают со шкалой следующим образом:
- двигаясь сверху вниз по столбцу 1, находят индикаторный таксон,
присутствующий в пробе;
- определяют присутствие в пробе одного или нескольких видов данной
индикаторной группы;
- определяют число групп Вудивисса в данной пробе;
112
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
- в точке пересечения находят показатель биотического индекса,
характеризующий чистоту водоёма.
Рабочая шкала для определения биотического индекса по наличию
групп Вудивисса (таблица 19):
Таблица 19 – Индикаторная шкала Вудивисса
Показательные
организмы
Видовое
разнообразие
1
2
3
Личинки веснянок
Больше одного вида
Только один вид
Личинки подёнок
Больше одного вида
(кроме Baetis rhodani)
Только один вид
Личинки ручейников
Больше одного вида
Веснянки Baetis rhodani
Только один вид
Гаммарусы
Все вышеназванные
организмы отсутствуют
Водяной ослик
Все вышеназванные
организмы отсутствуют
личинки хирономусов
Все вышеназванные
организмы отсутствуют
Все вышеназванные
Могут присутствовать
группы отсутствуют
некоторые нетребовательные к кислороду виды
Число групп Вудивисса
в пробе
4
5
6
0-1
3
2-5
7
6
6
5
5
4
4
6-10
8
7
7
6
6
5
5
11-15
9
8
8
7
7
6
6
7
16 и
более
10
9
9
8
8
7
7
2
3
4
5
6
1
2
3
4
-
0
1
2
-
-
Величина биотического индекса показывает класс качества воды
(ККВ).
БИ составил 0 баллов - 7 класс качества воды (предельно грязная вода);
1 балл - 6 класс (сильно грязная);
2 - 3 балла - 5 класс (грязная);
4 - 5 баллов - 4 класс (загрязнённая);
6 - 7 баллов - 3 класс (умеренно загрязнённая вода);
8 - 9 баллов - 2 класс (чистая вода);
10 баллов и более - 1 класс (очень чистая вода).
Другой распространённой методикой является оценка экологического
состояния водоёма с помощью индекса Гуднайта и Уотлея. Он приемлем для
113
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
работы как в проточных, так и в стоячих водоёмах. Для определения индекса
необходимо выполнить следующие операции:
С помощью скребка или дночерпателя снять донный грунт и взять
пробы бентосных организмов с определённой площади.
Поместить взятый грунт в кювету и тщательно его промыть. С
помощью сита пересадить выделенные организмы в склянку с водой.
Разбить все отобранные организмы на две группы:
- группа I - малощетинковые черви;
- группа II - все остальные виды.
Подсчитывают число организмов в каждой группе.
Вычислить индекс Гуднайта-Уотлея по формуле (9):
А = М / В  100,
(9)
где А - индекс Гуднайта - Уотлея;
М - численность малощетинковых червей;
В - численность прочих организмов.
Загрязнённость водоёма определяется по индикаторной шкале:
- если индекс ( А ) составляет 80 % и более - загрязнение сильное;
- А составляет 60-80 % - загрязнение умеренное;
- А составляет 60 % и менее - загрязнение слабое.
Кроме
традиционной
комплексной
биоиндикации
водоёмов
существуют методики биотестирования. Они основаны на привлечении в
качестве тест-объектов одного или нескольких видов водных растений или
животных. Биотестирование позволяет сосредоточиться на одном из
гидрологических показателей (например, на концентрации тяжёлых металлов
в воде) и в сравнительно небольшие сроки провести его оценку.
Одним из наиболее распространённых методов биотестирования
является оценка качества воды при помощи рачков-дафний.
Тест-объекты - рачки р.Daphnia (Cladocera).
Тестируемый
показатель
-
концентрация
токсичных примесей в воде.
114
тяжёлых металлов
и
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Тест-реакция объектов - смертность дафний в опытной культуре по
сравнению с контрольной.
Биотестирования проводится следующим образом:
В лаборатории готовят маточную культуру дафний определённого вида
(например, D.pulex или D.magna);
На исследуемом водоёме берут пробы воды в соответствии со
стандартными правилами. Воду фильтруют через простой бумажный фильтр
для удаления из неё посторонних организмов;
В лаборатории готовят воду, не содержащую токсических примесей,
для контрольной культуры тест-объектов. Она должна быть средней
жёсткости (от 2,5 до 5,3 экв/л) и нейтральной реакцией среды (рН = 7). Вода
должна отстояться в чистом сосуде при естественном освещении и доступе
атмосферного воздуха в течении 3-х суток.
Для проведения биотестирования берут шесть одинаковых чистых
сосудов объёмом 200 мл. В первые три сосуда добавляют воду из
исследуемого источника (опыт), в оставшиеся - чистую воду (контроль). В
каждый сосуд выпускают по 10 экз взрослых дафний. Наблюдения за ходом
эксперимента проводят через 24 ч, 48 ч, 72 ч и 96 часов. Каждый раз
отмечают количество оставшихся живых дафний в каждом из опытных и
контрольных сосудов. Результаты исследований заносят в специальный
бланк.
Вода считается остро токсичной, если в течение 96 ч с момента начала
эксперимента в ней гибнет 50 % и более дафний по сравнению с контролем.
Установлено, что порогом острой токсичности в пересчёте на стандартный
загрязнитель - бихромат калия (К2Cr2О7) является концентрация от1 мг/л до
1,5 мг/л.
115
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
12 Экологическая экспертиза
Согласно статье 1 Федерального закона от 23 ноября 1995 г. «Об
экологической экспертизе», экологическая экспертиза — это установление
соответствия намечаемой хозяйственной и иной деятельности экологическим
требованиям и определение допустимости реализации объекта экологической
экспертизы
в
целях
предупреждения
возможных
неблагоприятных
воздействий этой деятельности на окружающую природную среду и
связанных с ними социальных, экономических и иных последствий
реализации объекта экологической экспертизы.
12.1 Принципы экологической экспертизы
Экологическая экспертиза согласно действующему законодательству
основывается на следующих принципах:
-
презумпции
потенциальной
экологической
опасности
любой
намечаемой хозяйственной и иной деятельности;
-
обязательности
проведения
государственной
экологической
экспертизы до принятия решений о реализации объекта экологической
экспертизы;
- комплексности оценки воздействия на окружающую природную
среду хозяйственной и иной деятельности и его последствий;
- обязательности учета требований экологической безопасности при
проведении экологической экспертизы;
-
достоверности
и
полноты
информации,
представляемой
на
экологическую экспертизу;
-
независимости
экспертов
экологической
экспертизы
при
осуществлении ими своих полномочий в области экологической экспертизы;
116
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
- научной обоснованности, объективности и законности заключений
экологической экспертизы;
- гласности, участия общественных организаций (объединений), учета
общественного мнения;
-
ответственности
участников
экологической
экспертизы
и
заинтересованных лиц за организацию, проведение, качество экологической
экспертизы.
12.2 Виды экологической экспертизы
Законом «Об экологической экспертизы» предусмотрены два вида
экологической экспертизы: государственная и общественная.
Государственная экологическая экспертиза организуется и проводится
специально уполномоченными государственными органами в области
экологической
экспертизы
в
порядке,
установленном
действующим
законодательством. Государственная экологическая экспертиза проводится
на федеральном уровне и на уровне субъектов Российской Федерации.
Объектами обязательной экологической экспертизы на федеральном
уровне являются:
- проекты правовых актов Российской Федерации нормативного и
ненормативного
характера,
реализация
которых
может
привести
к
негативным воздействиям на окружающую природную среду, нормативнотехнических и инструктивно-методических документов, утверждаемых
органами
государственной
власти
Российской
Федерации,
регламентирующих хозяйственную и иную деятельность, которая может
оказать воздействие на окружающую природную среду, в том числе
использование природных ресурсов и охрану природной среды;
- материалы, подлежащие утверждению органами государственной
власти Российской Федерации и предшествующие разработке прогнозов
117
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
развития и размещения производительных сил на территории Российской
Федерации, в том числе:
-
проекты
комплексных
и
целевых
федеральных
социально-
экономических, научно-технических и иных федеральных программ, при
реализации которых может быть оказано воздействие на окружающую
природную среду:
- проекты генеральных планов развития территорий свободных
экономических зон и территорий с особым режимом природопользования и
ведения хозяйственной деятельности;
- проекты схем развития отраслей народного хозяйства Российской
Федерации, в том числе промышленности;
- проекты генеральных схем расселения, природопользования и
территориальной
организации
производительных
сил
Российской
Федерации;
- проекты схем расселения, природопользования и территориальной
организации производительных сил крупных регионов и национальногосударственных образований;
- проекты межгосударственных инвестиционных программ, в которых
участвует Российская Федерация, и федеральных инвестиционных программ;
- проекты комплексных схем охраны природы Российской Федерации;
- технико-экономические обоснования и проекты строительства,
реконструкции, расширения, технического перевооружения, консервации и
ликвидации организаций и иных объектов хозяйственной деятельности
Российской Федерации и другие проекты независимо от их сметной
стоимости,
ведомственной
принадлежности
и
форм
собственности,
осуществление которых может оказать воздействие на окружающую
природную среду в пределах территории двух и более субъектов Российской
Федерации, в том числе материалы по созданию гражданами или
юридическими лицами Российской Федерации с участием иностранных
118
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
граждан
или
иностранных
юридических
лиц
организаций,
объем
иностранных инвестиций в которых превышает пятьсот тысяч долларов;
- технико-экономические обоснования и проекты хозяйственной
деятельности, которая может оказывать воздействие на окружающую
природную среду сопредельных государств или для осуществления которой
необходимо
использование
общих
с
сопредельными
государствами
природных объектов, или которая затрагивает интересы сопредельных
государств,
определенные
Конвенцией
об
оценке
воздействия
на
окружающую среду в трансграничном контексте;
-
материалы
по
созданию
организаций
горнодобывающей
и
перерабатывающей промышленности, предусматривающие использование
природных ресурсов, которые находятся в ведении Российской Федерации;
- проекты международных договоров;
- иные виды документации, обосновывающей хозяйственную и другую
деятельность, которая способна оказывать прямое или косвенное воздействие
на окружающую природную среду в пределах территорий двух или более
субъектов Российской Федерации, и др.
Специально уполномоченными государственными органами в области
экологической
экспертизы
уполномоченный
на
то
являются
государственный
федеральный
орган
в
специально
области
охраны
окружающей природной среды — Государственный комитет Российской
Федерации по охране окружающей среды и его территориальные органы,
которые имеют исключительное право на проведение государственной
экологической экспертизы и осуществляют соответствующие функции через
свои
подразделения,
специализированные
в
области
организации
и
проведения экологической экспертизы.
К полномочиям названного органа относятся:
- разработка порядка и регламента проведения государственной
экологической экспертизы;
119
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
-
организация
экспертизы
и
проведение
государственной
соответствующих объектов,
в
том
экологической
числе
формирование
экспертных комиссий;
- установление правил определения срока и условий действия
положительного заключения государственной экологической экспертизы;
- разработка, пересмотр и утверждение нормативно-технических и
инструктивно-методических
документов,
обеспечивающих
реализацию
Федерального закона «Об экологической экспертизе» в части проведения
государственной экологической экспертизы;
-
научное
и
методологическое
обеспечение
государственной
обеспечения
государственной
экологической экспертизы;
-
организация
информационного
экологической экспертизы и другие права и обязанности, предусмотренные
статьей 7 Федерального закона «Об экологической экспертизе».
13 Порядок проведения государственной экологической
экспертизы
Государственная экологическая экспертиза проводится при условии
обязательного
заказчиком
соответствия
материалов
экологической
формы
требованиям
экспертизе»,
государственной
и
содержания
Федерального
установленному
экологической
представленных
экспертизы
закона
порядку
и при
«Об
проведения
наличии
в составе
представленных материалов:
-
документации,
экспертизе
в
объеме,
подлежащей
который
государственной
определен
экологической
в установленном
порядке,
и содержащей материалы оценки воздействия на окружающую природную
120
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
среду
хозяйственной
и
иной
деятельности,
которая
подлежит
государственной экологической экспертизе;
- положительных заключений и документов согласования органов
федерального надзора и контроля с органами местного самоуправления,
получаемых в установленном порядке;
- заключений федеральных органов исполнительной власти по объекту
в
случае
его
рассмотрения
указанными
органами
и
заключений
общественной экологической экспертизы в случае ее проведения;
- материалов обсуждений объекта государственной экологической
экспертизы
с
гражданами
и
общественными
организациями
(объединениями), организованных органами местного самоуправления.
Установлено также, что государственная экологическая экспертиза
проводится
при
условии
ее
предварительной
оплаты
заказчиком
документации, подлежащей государственной экологической экспертизе.
Начало срока проведения государственной экологической экспертизы
устанавливается не позднее чем через один месяц после ее оплаты и приемки
комплекта необходимых материалов и документов. Срок проведения
государственной экологической экспертизы определяется в зависимости от
сложности объекта. Однако он не должен превышать шести месяцев.
Государственная экологическая экспертиза проводится экспертной
комиссией, образованной специально уполномоченным государственным
органом в области экологической экспертизы. Результатом проведения
государственной
отвечающее
экологической
установленным
экспертизы
требованиям.
является
ее
заключение,
Повторное
проведение
государственной экологической экспертизы осуществляется на основании
решения суда или арбитражного суда.
121
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
14
Осуществление
и
формирование
государственной
экспертной комиссии
Формирование экспертной комиссии, утверждение ее персонального
состава,
назначение
руководителя
осуществляются
соответствующим
государственным
органом
в
и
ответственного
специально
области
секретаря
уполномоченным
экологической
экспертизы.
Формирование экспертной комиссии осуществляется при участии ее
руководителя.
15
Правовой
статус
эксперта
государственной
экологической экспертизы
Экспертом
специалист,
государственной
обладающий
рассматриваемому
к проведению
экологической
научными
вопросу,
и практическими
привлеченный
государственной
экспертизы
в
экологической
является
познаниями
установленном
экспертизы.
по
порядке
Экспертом
государственной экологической экспертизы не может быть представитель
заказчика
документации,
подлежащей
государственной
экологической
экспертизе, или разработчика объекта государственной экологической
экспертизы, гражданин, состоящий с
указанным заказчиком
или с
разработчиком в трудовых или иных договорных отношениях, а также
представитель юридического лица, состоящего с указанными заказчиком или
с разработчиком в таких договорных отношениях.
122
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Эксперт государственной экологической экспертизы имеет право:
- заявлять специально уполномоченному государственному органу о
необходимости
представления
заказчиком
на
государственную
экологическую экспертизу дополнительных материалов для всесторонней и
объективной оценки объектов государственной экологической экспертизы;
-
формулировать
экологической
особое
экспертизы,
мнение
которое
по
объекту
прилагается
государственной
к
заключению
государственной экологической экспертизы.
Эксперт обязан:
- осуществлять всесторонний, полный, объективный и комплексный
анализ представляемых на государственную экологическую экспертизу
материалов с учетом передовых достижений отечественной и зарубежной
науки и техники, определять их соответствие нормативным правовым актам
Российской Федерации в области охраны окружающей природной среды,
нормативным правовым актам субъектов Российской Федерации в области
охраны
окружающей
природной
среды,
нормативно-техническим
документам и предоставлять заключение по таким материалам;
- соблюдать требования законодательства Российской Федерации и ее
субъектов об экологической экспертизе;
-
соблюдать
установленные
специально
уполномоченным
государственным органом в области экологической экспертизы порядок и
сроки проведения государственной экологической экспертизы;
- обеспечить объективность и обоснованность выводов своего
заключения по объекту экологической экспертизы;
- участвовать в подготовке материалов, обосновывающих учет при
проведении
государственной
экологической
экспертизы
заключения
общественной экологический экспертизы, а также поступившие от органов
местного
самоуправления,
общественных
организаций
и
граждан
аргументированные предложения по экологическим аспектам хозяйственной
123
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
и иной деятельности, являющейся объектом государственной экологической
экспертизы;
-
обеспечивать
сохранность
материалов
и
конфиденциальность
сведений, представленных на государственную экологическую экспертизу.
16
Требования
предъявляемые
к
заключению
государственной экологической экспертизы
Заключение
содержать
государственной
обоснованные
выводы
экологической
о
экспертизы
допустимости
должно
воздействия
на
окружающую природную среду хозяйственной и иной деятельности, которая
подлежит государственной экологической экспертизе, и о возможности
реализации объекта государственной экологической экспертизы. Оно должно
быть одобрено квалифицированным большинством списочного состава
экспертной
комиссии
и
соответствовать
заданию
на
проведение
экологической экспертизы, выдаваемому специально уполномоченным
государственным
органом
в
области
экологической
экспертизы.
К
заключению должны быть приложены особые обоснованные мнения ее
экспертов,
не
согласных
с
принятым
этой
экспертной
комиссией
заключением.
Заключение
подписывается
руководителем
государственной
экспертной комиссии, ее ответственным секретарем и всеми членами
комиссии. Оно не может быть изменено без их согласия. Заключение,
подготовленное экспертной комиссией, после его утверждения специально
уполномоченным государственным органом в области экологической
экспертизы приобретает статус заключения государственной экологической
экспертизы.
Положительное
заключение
государственной
экологической
экспертизы является обязательным условием финансирования и реализации
124
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
объекта государственной экологической экспертизы. Такое заключение
имеет юридическую силу в течение срока, определенного специально
уполномоченным государственным органом в области экологической
экспертизы, проводящим конкретную государственную экологическую
экспертизу. Оно теряет юридическую силу в случае:
- доработки объекта государственной экологической экспертизы по
замечаниям проведенной ранее государственной экологической экспертизы;
-
изменения
условий
природопользования
специально
уполномоченным на то государственным органом в области охраны
окружающей природной среды;
- реализации объекта государственной экологической экспертизы с
отступлениями от документации, получившей положительное заключение
государственной экологической экспертизы, и в случае внесения изменений в
указанную документацию:
-
истечения
срока
действия
положительного
заключения
государственной экологической экспертизы;
- внесения изменений в проектную и иную документацию после
получения положительного заключения государственной экологической
экспертизы.
При
наличии
экологической
Несоблюдение
отрицательного
экспертизы
требования
реализация
обязательного
заключения
ее
государственной
объекта
проведения
запрещается.
государственной
экологической экспертизы проекта международного договора является
основанием для признания его недействительным.
В случае отрицательного заключения государственной экологической
экспертизы заказчик вправе представить соответствующие материалы на
повторную
государственную
экологическую
экспертизу при
условии
переработки с учетом замечаний, изложенных в отрицательном заключении.
Заключения государственной экологической экспертизы могут быть
оспорены в судебном порядке.
125
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
17 Порядок проведения общественной экологической
экспертизы
Общественная экологическая экспертиза проводится по инициативе
граждан
и
общественных
организаций,
а
также
органов
местного
самоуправления общественными организациями, основным направлением
деятельности которых является охрана окружающей природной среды, в том
числе организация и проведение экологической экспертизы, и которые
зарегистрированы
в
установленном
законодательством
Российской
Федерации порядке.
Такая экспертиза может проводиться в отношении тех же объектов, что
и государственная экологическая экспертиза, за исключением объектов,
сведения о которых составляют государственную, коммерческую или же
охраняемую законом тайну.
Общественная экологическая экспертиза проводится до проведения
государственной экологической экспертизы или одновременно с ней и
касаться тех же объектов, что и государственная экспертиза, за исключением
указанных выше.
Общественные
организации,
осуществляющие
общественную
экологическую экспертизу в установленном законом порядке, имеют право:
- получать от заказчика документацию, подлежащую экологической
экспертизе, в установленном законом объеме;
-
знакомиться
с
нормативно-технической
документацией,
устанавливающей требования к проведению государственной экологической
экспертизы;
- участвовать в качестве наблюдателей через своих представителей в
заседаниях экспертных комиссий государственной экологической экспертизы
и участвовать в проводимом ими обсуждении заключений общественной
экологической экспертизы.
126
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
17.1 Условия проведения общественной экологической экспертизы
Общественная экологическая экспертиза проводится при условии
государственной регистрации заявления общественных организаций о ее
осуществлении. Орган местного самоуправления в семидневный срок со дня
подачи заявления о проведении общественной экологической экспертизы
обязан его зарегистрировать или отказать в регистрации. Заявление, в
регистрации которого не было отказано в указанный срок, считается
зарегистрированным со всеми вытекающими последствиями.
17.2 Основания отказа в государственной регистрации заявления о
проведении общественной экологической экспертизы
В государственной регистрации заявления о проведении общественной
экологической экспертизы может быть отказано в случае, если:
- общественная
экологическая
экспертиза
ранее
была
дважды
проведена в отношении объекта общественной экологической экспертизы;
- общественная экологическая экспертиза проводилась в отношении
объекта, сведения о котором составляют государственную, коммерческую
или иную охраняемую законом тайну;
- порядок государственной регистрации общественной организации не
соответствует установленному законом;
- устав общественной организации, организующей и проводящей
общественную экологическую экспертизу, не соответствует установленным
требованиям;
- не выполнены требования к содержанию заявления о проведении
общественной и экологической экспертизы.
127
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Указанный перечень оснований отказа в государственной регистрации
заявления
о
проведении
общественной
экологической
экспертизы,
предусмотренный статьей 24 Федерального закона «Об экологической
экспертизе», является исчерпывающим. Следовательно, по иным основаниям
не может быть отказано в государственной регистрации заявления о
проведении общественной экологической экспертизы.
Заключение общественной экологической экспертизы приобретает
юридическую силу после его утверждения специально уполномоченным
государственным органом в области экологической экспертизы. В этих
случаях на руководителя и членов экспертной комиссии общественной
экологической экспертизы распространяются установленные законом формы
ответственности за допущенные правонарушения.
18
Порядок
финансирования
государственной
экологической экспертизы
Финансирование государственной экологической экспертизы, в том
числе ее повторного проведения, осуществляется за счет средств заказчика
документации, подлежащей государственной экологической экспертизе, в
полном соответствии со сметой расходов и порядком ее проведения,
определяемыми осуществляющим экологическую экспертизу специально
уполномоченным государственным органом.
Финансирование
общественной
экологической
экспертизы
осуществляется за счет собственных средств общественных организаций
(объединений), общественных экологических и других фондов, целевых
добровольных денежных взносов граждан и организаций, а также за счет
средств, выделяемых в соответствии с решением соответствующих органов
местного самоуправления.
128
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
19
Виды
нарушений
законодательства
РФ
об
экологической экспертизе
Федеральным законом «Об экологической экспертизе» предусмотрены
следующие виды нарушений законодательства заказчиком документации,
подлежащей экологической экспертизе, и другими заинтересованными
лицами:
- непредставление документации на экологическую экспертизу;
- фальсификация материалов, сведений и данных, представляемых на
экологическую экспертизу, а также сведений о результатах ее проведения;
- принуждение эксперта экологической экспертизы к подготовке
заведомо ложного заключения;
- создание препятствий организации и проведению экологической
экспертизы;
-
уклонение
государственным
от
органам
представления
в
области
специально
уполномоченным
экологической
экспертизы
и
общественным организациям, организующим и проводящим экологическую
экспертизу, необходимых материалов, сведений и данных;
- реализация объема экологической экспертизы без положительного
заключения государственной экологической экспертизы;
-
осуществление
соответствующей
хозяйственной
документации,
и
которая
иной
деятельности,
получила
не
положительное
заключение государственной экологической экспертизы.
Нарушениями законодательства РФ об экологической экспертизе
руководителями специально уполномоченных государственных органов и
руководителями экспертных комиссий государственной экологической
экспертизы являются:
129
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
- нарушение установленных Федеральным законом «Об экологической
экспертизе» правил и порядка проведения государственной экологической
экспертизы;
- нарушение правил формирования и организации деятельности
экспертных комиссий государственной экологической экспертизы;
- неисполнение установленных указанным Законом для специально
уполномоченного
государственного
органа
в
области
экологической
экспертизы обязанностей;
- нарушение установленного порядка расходования перечисленных
заказчиком
документации
средств
на
проведение
государственной
экологической экспертизы;
- несоответствие оплаты выполненных работ их объему и качеству;
- необоснованность материалов по учету выводов общественной
экологической
экспертизы
и
поступивших
от
органов
местного
самоуправления общественных организаций, граждан аргументированных
предложений
по
экологическим
аспектам
хозяйственной
и
иной
деятельности, которая подлежит государственной экологической экспертизе.
Нарушениями
законодательства
РФ
в
области
экологической
экспертизы руководителями экспертной комиссии и ее экспертами являются:
- нарушение требований законодательства РФ об экологической
экспертизе и законодательства субъектов Российской Федерации об
экологической экспертизе, а также законодательства Российской Федерации
об охране окружающей природной среды, стандартов и иных нормативнотехнических документов;
- необоснованность выводов заключения экологической экспертизы;
- фальсификация таких выводов;
- сокрытие от специально уполномоченного государственного органа в
области экологической экспертизы или от общественной организации
(объединения),
организующих
проведение
130
экологической
экспертизы,
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
сведений, исключающих возможность быть экспертом государственной
экологической экспертизы.
Нарушениями законодательства РФ об экологической экспертизе
должностными лицами государственных органов исполнительной власти и
органов федерального надзора и контроля, а также органов местного
самоуправления являются:
- фальсификация сведений и данных о результатах проведения
экологической экспертизы;
- выдача разрешений на специальное природопользование или
неосуществление иной деятельности, которая может оказать прямое или
косвенное
воздействие
на
окружающую
природную
среду
без
положительного заключения государственной экологической экспертизы;
-
организация
неправомочными
на
или
то
проведение
органами,
экологической
организациями
экспертизы
и общественными
организациями (объединениями);
- прямое или косвенное вмешательство в работу специально
уполномоченных
государственных
органов
в
области
экологической
экспертизы, экспертных комиссий и экспертов экологической экспертизы в
целях оказания влияния на ход и результаты проведения государственной
или общественной экологической экспертизы;
- незаконный отказ от государственной регистрации заявлений о
проведении общественной экологической экспертизы.
Нарушениями законодательства РФ об экологической экспертизе
банковскими
организациями,
их
должностными
лицами,
иными
юридическими лицами, а также гражданами являются финансирование и
кредитование объекта экологической экспертизы без положительного
заключения государственной экологической экспертизы.
Указанный перечень нарушений законодательства об экологической
экспертизе, предусмотренных Федеральным законом «Об экологической
экспертизе», не является исчерпывающим. Законодательством Российской
131
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Федерации,
равно
как
и
законодательством
субъектов
Российской
Федерации, могут быть установлены иные виды нарушений законодательства
об экологической экспертизе.
19.1
Виды
юридической
ответственности
за
нарушение
законодательства об экологической экспертизе
Федеральным законом «Об экологической экспертизе» предусмотрены
четыре вида юридической ответственности за нарушения законодательства
об экологической экспертизе:
- уголовная ответственность лиц, виновных в совершении нарушения
законодательства РФ об экологической экспертизе или в нарушении,
повлекшем за собой тяжкие прямые или косвенные экологические и иные
последствия, в соответствии с УК РФ;
- административная ответственность лиц, виновных в совершении
нарушений,
которые
указаны
в
статье
30
Федерального
закона
(перечисленные выше нарушения), если эти нарушения не влекут за собой
уголовную ответственность;
-
материальная
ответственность
должностных
лиц,
экспертов
экологической экспертизы, консультантов и иных работников, по вине
которых органы экологической экспертизы и заказчик документации,
подлежащей экологической экспертизе, понесли расходы в связи с
возмещением вреда, причиненного неправомерными действиями в области
экологической экспертизы;
- гражданско-правовая ответственность. Граждане и юридические лица,
права которых были нарушены экологической экспертизой, заказчиками
документации,
подлежащей
экологической
экспертизе,
и
иными
заинтересованными лицами в результате неисполнения ими законодательства
Российской Федерации об экологической экспертизе, могут требовать
132
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
возмещения им убытков в установленном гражданским законодательством
Российской Федерации порядке. Моральный вред, причиненный гражданину
неправомерными действиями в области экологической экспертизы, также
подлежит компенсации причинителем вреда в порядке, предусмотренном
гражданским законодательством РФ.
В данном Законе ничего не сказано о дисциплинарной ответственности
рабочих и служащих за нарушения законодательства об экологической
экспертизе. Представляется, что такая ответственность рабочих и служащих,
виновных в совершении указанных правонарушений, также может иметь
место при соблюдении требований, предусмотренных законодательством о
труде.
133
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Список использованных источников
1. Коробкин В. И. Экология: учебник / В. И. Коробкин, Л. В.
Передельский.- 17-е изд., доп. и перераб. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2011. 603 с.
2. Кичигин Н. В. Комментарий к Федеральному закону "Об
экологической экспертизе" (постатейный): от 23 нояб. 1995 г. № 174-ФЗ: в
ред. Федеральных законов от 22 авг. 2004 г. № 174-ФЗ, от 29 дек. 2004 г. №
199-ФЗ: с изм., вступающими в силу с 1 янв. 2007 г. / Н. В. Кичигин, М. В.
Пономарев, А. Ю. Семьянова.- 2-е изд., доп. и изм. - М. : Юстицинформ,
2006. - 192 с.
Ручин, А. Б. Экология популяций и сообществ: учебник / А. Б. Ручин. - М. :
Академия, 2006. - 352 с.
3. Степановских, А. С. Общая экология: учебник / А. С. Степановских.2-е изд., доп. и перераб. - М. : ЮНИТИ-ДАНА, 2005. - 688 с.
4. Экологическая экспертиза: учеб. пособие для вузов / под ред. В. М.
Питулько.- 5-е изд., перераб. и доп. - М. : Академия, 2010. - 524 с.
134
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Приложение А
(справочное)
Основные химические загрязнители атмосферы
Таблица А. 1
Вещество
Хим.
Свойства
Класс
Источники загрязнения
состав
опасности естественные
техногенные
1
2
3
4
5
6
Углекислый газ СО2 Бесцветный газ
-Дыхание
Сжигание
без запаха. Не
организмов,
природного
токсичен.
вулканическая
топлива,
деятельность,
автотранспорт.
пожары.
Угарный газ
CO Бесцветный газ
4
Брожение в
Сжигание
без запаха,
анаэробной среде
природного
обладающий
(болота), электр.
топлива,
кумулятивным
разряды в
автотранспорт.
эффектом.
тропосфере,
Токсичен!
вулканическая
Время
деятельность,
существования
пожары.
в атмосфере 2-4 месяца
Метан и
углеводороды
Оксид серы IV
.
CH4 ; Бесцветный газ
СxHy
без запаха
(гомологи - со
слабым
запахом,
обладают
лёгким
наркотическим
эффектом).
Токсичны!
SO2 Бесцветный газ
с резким
запахом.
Раздражает
дыхательные
пути.
Токсичен!
4
Вулканическая
Автотранспорт,
деятельность,
работа доменных
природные
печей,
газовые
промышленные
месторождения. утечки и выбросы,
разработка
газовых и
нефтяных
месторождений.
3
Вулканическая
деятельность,
135
Сжигание угля,
перегонка и
сжигание нефти,
металлургическое
производство,
производство
серной кислоты,
пластмасс,
резины,
удобрений.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Продолжение таблицы А. 1
1
Сероводород
2
3
H2S Бесцветный газ
с сильным
неприятным
запахом.
Токсичен!
4
2
Оксид азота II
NO Бесцветный газ
со слабым
запахом,
нестойкий.
Токсичен!
3
Оксид азота IV
NO2
2
Деятельность
анаэробных
бактерий
Озон
О3
Газ жёлтого
цвета с резким
неприятным
запахом.
Сильный
раздражитель и
аллерген.
Токсичен!
Бесцветный газ
с характерным
запахом. В
больших
концентрациях
токсичен.
4
Электрические
процессы в
тропосфере.
Хлор
Cl2
Жёлтозеленоватый
газ с резким
раздражающим
запахом.
Токсичен!
Фтороводород и HF, Бесцветный газ
другие
HCl,
с резким
галогеноводороды HBr,
запахом.
HI.
Раздражает
дыхательные
пути.
Токсичен!
2
Деятельность
Химическая промикроорганизмов. мышленность,
производство
соляной кислоты,
фреонов.
2
Деятельность Химическая проммикроорганизмов. ть, производство
соляной кислоты,
фреонов,
фосфатов,
апатитов.
Алюминиевое и
креолитовое
производство.
136
5
Вулканическая
деятельность,
анаэробные
сульфобактерии
почвы и морей,
выветривание
почвы, гниение
орг. материи.
Деятельность
анаэробных
бактерий
6
Промышленные
выбросы,
переработка
нефти и газа,
Производство
азотных
удобрений,
сгорании топлива,
произвостве
пластмасс,
автотранспорт.
Производство
азотных
удобрений,
сгорании топлива,
производстве
пластмасс,
автотранспорт.
Медицина,
химическая
промышленность.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Приложение Б
(справочное)
Важнейшие загрязнители почв и земель
Таблица Б. 1
Вещество
1
Ванадий
Марганец
Сурьма
Хром
Медь
Никель
Кобальт
Свинец
Цинк
Кадмий
Мышьяк
Ртуть
Хим.
Соста
в
2
V
Mn
Sb
Cr
Cu
Ni
Co
Pb
Zn
Cd
As
Hg
Класс
опасно
сти
3
4
Для всех металлов
3
характерно быстрое
3
накопление и
2
длительное
2
выведение из почвы.
2
Период
2
полуудаления (ППУ)
2
для некоторых
1
равен:
1
Cd – 13-110 лет;
1
Zn – 70-500 лет;
1
Сu – 310-1500 лет;
1
Pb – 740-5900 лет;
Свойства
Пестициды
Отрицательное воздействие
хлорорганические: на
биоразнообразие
Гексахлоран, ДДТ экосистем,
«вторичные
эффекты», накопление и
устойчивость в почвах,
биологическое накопление.
Высокотоксичны,
устойчивы во внешней
среде,
способны
к
биологическому
накоплению
Пестициды
Крайне токсичны
фосфорорганические: (тетраэтилпирофосфат!), но
Карбофос,
не способны к
тиофос,
биологическому
хлорофос,
накоплению.
тетраэтилпирофосфа
т
137
1
1
Источники загрязнения
естественные техногенные
5
Оседание на
поверхности
почв с пылью
и аэрозолями;
6
Добыча руд;
Чёрная и
цветная
металлургия;
Поступление с Промышленные
аварии;
атмосферными
осадками;
Поступление с
поливными и
талыми
водами;
Вулканическая
активность;
Производство и использование
пестицидов, удобрений,
кормовых добавок; химическая
промышленность.
Производство и использование
пестицидов, удобрений,
кормовых добавок; химическая
промышленность.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Продолжение таблицы Б. 1
1
2
3
Прямая токсичность в
отношении геобионтов,
аккумуляция в
сельхозпродуктах.
С6Н6 Высокотоксичны!
С6Н5СН3
С6Н5ОН
3
Нитраты
Нитриты
NO3NO2-
4
2
Токсичные газы,
накапливающиеся в
почве:
Сероводород,
Аммиак,
Хлор и др.
Н2S
NH3
Cl2
Нефть и
нефтепродукты
Бензол,
Толуол,
Фенол
В значительных
концентрациях
токсичны.
Токсичны,
оказывают резкое
раздражающее
влияние на
организмы.
138
4
2
5
6
Добыча, транспорт и
переработка нефти, аварии
нефтепроизводств.
Химическая промышленность.
4
4
2
4
2
Химическая промышленность,
производство и применение
минеральных удобрений.
Химическая промышленность,
производство соляной и
азотной кислот, аммиака,
фреонов, фосфатов, апатитов.
Алюминиевое и креолитовое
производство, медицина
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Приложение В
(справочное)
Важнейшие загрязнители гидросферы
Таблица В. 1
Вещество
Хим.
состав
1
Ртуть
Метилртуть
Диметилртуть
2
Hg
Токсикант с
2+
CH3Hg накоплением.
(CH3)Hg токсический
эффект
Кадмий
Свинец,
соединения свинца
Свойства
Класс Источники
опасн загрязнения
ости
3
4
5
биологическим
Промышленные
Оказывает 1
аварии,
кумулятивный
производство хлора
и
щелочей,
сжигание
ископаемого
топлива (угля и
нефти), медицина.
биологическим
Цветная
Оказывает 1
металлургия
кумулятивный
Токсикант с
Сd
накоплением.
токсический
эффект
Pb2+
Высокотоксичен. Свинцовые
Pb(HCO3 пластинки и дробинки могут 2
)2
вызвать
вторичное
Pb(OH)2 загрязнение водоёмов.
2+
Тетраэтилсвинец
Pb
(C2H5)4
Крайне токсичен!
ЯД прямого действия
Сурьма,
соединения сурьмы
Sb, Sb3+, Высокотоксична
Sb5+
Sb2O5,
SbCl3
1
Бериллий
Be
Высокотоксичен
1
Таллий,
соединения таллия
Tl+, Tl2O Высокотоксичен
,
TlCl
1
139
1
Литейное
производство,
автотранспорт,
сжигание отходов,
металлургия, охота.
Вулканическая
активность,
ветровая эрозия
Химическая
промышленность,
производственные
аварии.
Полупроводниковая
промышленность,
цветная
металлургия,
сплавы.
Полупроводниковая
промышленность,
цветная
металлургия,
сплавы.
Полупроводниковая
промышленность,
цветная
металлургия,
сплавы.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Продолжение таблицы В. 1
1
Барий
2
Ва, Ba2+ Токсичен
3
4
3
Марганец
Mn,
Mn2+
Токсичен
3
Медь
Cu, Cu2+ В
значительных 3
концентрациях токсична
Цинк
Zn, Zn2+ В
значительных 3
концентрациях токсичен
Пестициды:
инсектициды
фунгициды
гербициды
акарициды
и др.
Хлорорганические
соединения:
Гексахлоран, ДДТ
Отрицательное воздействие на
биоразнообразие экосистем, -«вторичные
эффекты»,
накопление и устойчивость в
почвах,
биологическое
накопление.
Высокотоксичны, устойчивы
во внешней среде, способны к
биологическому накоплению 1
Фосфорорганические
соединения:
Карбофос,
тиофос,
хлорофос,
тетраэтилпирофосфат
Крайне
токсичны
(тетраэтилпирофосфат!), но не
способны к биологическому
накоплению.
1
Нефть и
нефтепродукты
Прямая
токсичность
в4
отношении
гидробионтов,
вторичное
загрязнение
водоёмов (нефтяные плёнки,
замучивание),
изменение
органолептических
характеристик
воды,
аккумуляция в морепродуктах.
140
5
Цветная
металлургия,
химическая
промышленность.
Цветная
металлургия,
химическая
промышленность.
Цветная
металлургия,
сельское хозяйство,
химическая
промышленность.
Цветная
металлургия,
химическая
промышленность.
Производство
применение
пестицидов.
и
Производство
и
использование
пестицидов,
удобрений, кормовых
добавок; химическая
промышленность.
Производство
и
использование
пестицидов,
удобрений, кормовых
добавок; химическая
промышленность.
Добыча, транспорт и
переработка нефти,
аварии
нефтеналивных
судов,
промышленные
сбросы и разливы,
морской
и
сухопутный
транспорт.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Продолжение таблицы В. 1
1
Фенол
Бензол
Дифенил
Формаль-дегид
Бензопирен
Диоксин
хлордиоксин
Мышьяк
Нитраты
Нитриты
ПАВ
Полифосфаты
Триполифосфаты
2
3
4
5
С6Н5-ОН Токсичен,
изменяет 4 Химическая
органолептические
(запах,
промышленность,
вкус) характеристики воды.
переработка
нефти,
производственные
аварии.
С6Н6
Высокотоксичен,
изменяет 2 Химическая
органолептические
(запах,
промышленность,
вкус) характеристики воды.
переработка
нефти,
производственные
аварии.
Ядовит!
2 Химическая
промышленность
(предприятия
органического
синтеза),
производственные
аварии.
СН2О
Ядовит!
2 Химическая
промышленность,
переработка
нефти,
предприятия
орг.
синтеза, медицина.
Крайне токсичен! ЯД прямого 1 Химическая
действия
промышленность,
Переработка
и
сжигание
нефти,
аварии.
и
Крайне токсичен! ЯД прямого 1 Химическая
действия.
Способен
к
промышленность,
биологическому накоплению.
производство
и
применение
гербицидов.
3+
As, As , Мышьяк и его соединения 2 Химическая
As5+
сильноядовиты!
промышленность,
предприятия
органического
синтеза, медицина.
NO3В
значительных 2 Химическая
NO2концентрациях токсичны.
промышленность,
производство
и
применение
минеральных
удобрений, медицина.
Частично
или
полностью
устойчивы в водной среде, 4 Продукты
бытовой
Р3О105- оказывают прямое и косвенное
химии,
химическая
отравляющее действие на
промышленность
водные экосистемы.
141
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
42
Размер файла
942 Кб
Теги
мониторинг, 5244, экспертиза, экологической
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа