События

Мы в социальных сетях:

Facebook Twitter Telegram


Главная > К ВОПРОСУ ВЕДЕНИЯ МОНИТОРИНГА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА БАЗЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БИОИНДИКАЦИОННЫХ МЕТОДОВ И ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ

К ВОПРОСУ ВЕДЕНИЯ МОНИТОРИНГА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА БАЗЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БИОИНДИКАЦИОННЫХ МЕТОДОВ И ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ

Аннотация
Ушбу мақолада атроф-муҳит ва табиат ресурслари мониторингини юритишдаги муаммолар ёритилган. Мониторинг тизимларини яратиш ва юритишда биоиндикация услубларини ва ГАТ-технологияларини қўллаш имкониятлари намойиш этилган. 
 
Summary
This article highlights the problems of conducting monitoring of environment, natural resources and others. The possibilities of the use of methods of bioindication and GIS technologies in the development of monitoring systems.
 
При  определении стратегии природоохранной деятельности большое значение имеет инвентаризационный этап эколого-географического картографирования. Для практической деятельности особо важным  является мониторинг окружающей среды, включающий фиксацию (в том числе, и на разнообразных тематических картах) итогов наблюдений и контроля состояния природной среды, а также оценку и прогноз развития природных и природно-антропогенных геосистем. 
 
При реализации экономических реформ и стратегии территориального развития Республики Узбекистан проблемы совершенствования системы управления рациональным использованием и охраной природных ресурсов и комплексного анализа природно-экономического потенциала территорий становятся одними из первоочередных.
 
Успешная реализация стратегии территориального развития возможно лишь при наличии полной, достоверной и современной на сегодняшний день информации о состоянии территориальных образований и расположенных на них природных и техногенных объектов, их развитии и преобразовании, и данные об их фактическом использовании и потенциальных возможностях.
 
Решение вышеобозначенных проблем требует создания развитой информационной системы мониторинга, которая позволит не только оценивать состояние тех или иных природных ресурсов, но и определять динамику их изменений, что в свою очередь позволит разрабатывать стратегию по наиболее оптимальным путям их использования, минимизации экологического ущерба от негативного воздействия на окружающую среду, здоровье населения  и др.
Сама понятие «мониторинг» подразумевается как «система повторных наблюдений элементов окружающей среды в пространстве и времени с определенными целями  и заранее подготовленными программами» . 
В Республике Узбекистан для сельскохозяйственного производства и здоровья населения наряду с мониторингом земельных ресурсов важное значение имеют гидрологический мониторинг и мониторинг качества атмосферного воздуха. В нашей республике их осуществляет Служба мониторинга загрязнения атмосферного воздуха Узгидромета. Проведение регулярных стационарных наблюдений связано с высокими затратами на оборудование и расходные материалы, что ограничивает возможности их более широкого и повсеместного использования. 
 
В этой ситуации полезно привлечение биоиндикационных методов мониторинга как источника всеобъемлющей информации [6,7]. Предлагаемые методы  по биоиндикации ни в коей мере не заменяют приборную и инструментальную инспекцию аналитического контроля и замеров загрязняющих веществ  в окружающей среде, однако, могут существенно дополнить  показатели по наличию загрязнения и его степени.
 
Поскольку сообщества живых организмов замыкают на себе все процессы, протекающие в экосистеме, ключевым компонентом мониторинга окружающей среды является мониторинг состояния биосферы или биологический мониторинг, под которым понимают систему наблюдений, оценки и прогноза любых изменений в биотических компонентах, вызванных факторами антропогенного происхождения и проявляемых на организменном, популяционном или экосистемном уровнях.
 
По определению Н.Ф. Реймерса [8] мониторинг биологический – слежение за биологическими объектами (наличием видов, их состоянием, появлением случайных интродуцентов и т.д.) и оценка качества окружающей среды с помощью биоиндикаторов.
 
Главной задачей биоиндикации является разработка методов и критериев, которые могли бы адекватно отражать уровень антропогенных воздействий с учетом комплексного характера загрязнения и диагностировать ранние нарушения в наиболее чувствительных компонентах биотических сообществ. Биоиндикация, как и мониторинг, осуществляется на различных уровнях организации биосферы: макромолекулы, клетки, органы, организмы, популяции, биоценоз [9]. Использование метода биоиндикации позволяет решать задачи экологического мониторинга в тех случаях, когда совокупность факторов антропогенного давления на биоценозы трудно или неудобно измерять непосредственно.
 
Таким образом, биоиндикацию можно определить как совокупность методов и критериев, предназначенных для поиска информативных компонентов экосистем, которые могли бы:
 
• адекватно отражать уровень воздействия среды, включая комплексный характер загрязнения, с учетом явлений синергизма действующих факторов;
 
• диагностировать ранние нарушения в наиболее чувствительных компонентах биотических сообществ и оценивать их значимость для всей экосистемы в ближайшем и отдаленном будущем.
 
Построение модели экосистемы начинается, как правило, с организации оперативного и непротиворечивого доступа к массивам первичных данных экспедиционных исследований. 
 
К настоящему времени накопилось достаточно информации об индикационной роли древесных растений. Прежде всего, это связано с воздействием загрязняющих веществ на листовой аппарат, благодаря способности листьев осаждать из воздуха наибольшее количество примесей. 
 
Биоиндикационные методы оценки состояния окружающей среды позволяют проводить интегральную оценку «здоровья среды», под которой в самом общем смысле понимается состояние (качество) среды, необходимое для обеспечения здоровья человека и других видов живых существ. 
 
Важным также является изучение механизмов адаптации лесных экосистем к неблагоприятным внешним условиям, проведение мониторинга в целях выявления признаков снижения устойчивости.
 
В окружающей природной среде нередко присутствуют не один, а несколько токсичных компонентов.  При этом довольно часто возникает синергизм в их действии на живые организмы, при котором суммарный эффект превышает действие, оказываемое каждым компонентом в отдельности. Иными словами концентрация каждого отдельного компонента комплекса загрязнителей, фиксируемая с помощью физико-химических методов, может казаться неопасной для живых организмов, тогда как их совокупное влияние  является  угрожающим.
 
Этот синергизм не учитывается физико-химическими методами изучения загрязненности  природной среды, однако он выявляется при использовании биоиндикации.
 
Разумеется, биомониторинг не подменяет и не вытесняет физико-химических методов исследования состояния природной среды. Однако его использование позволяет существенно повысить точность прогнозов сдвигов.
 
Одним из преимуществ использования ГИС является возможность проведения анализа картографической информации совместно с атрибутивной информацией, что позволяет проводить более глубокий и комплексный анализ территории.
 
На основе собранных материалов полевых исследований была сформирована база данных, которая была привязана к цифровой карте районирования. При указании населенного пункта на карте, подгружается атрибутивная информация по данному пункту из базы данных.
 
Установлено, что хвоя сосны обыкновенной наиболее чувствительна к загрязнению атмосферного воздуха поэтому это растение входит в основной список растительных биоиндикаторов уровня загрязнения атмосферного воздуха. Повышенная чувствительность хвоинок связана с длительным сроком жизни хвои, активным поглощением газов, а также снижением массы хвои. Хвойные растения удобны тем, что могут служить биоиндикаторами круглогодично. К тому же сосна обыкновенная    (Pinus Silvestris) достаточно распространенное растение в г. Ташкенте и других городах Узбекистана, неприхотлива к местным климатическим условиям почвам и влаге. Валовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных и передвижных источников в г. Ташкенте  характеризуют общую антропогенную нагрузку на атмосферный воздух. Тенденция сокращения выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух, наблюдаемая в последнее время объясняется некоторым спадом производства в отдельных секторах экономики, за счет реформирования и реконструкции предприятий промышленности.
 
Актуальность исследования состоит в том, что появляется возможность методом биоиндикации определить реакцию хвои сосны на комплекс экологических факторов городской среды, что имеет первостепенное значение для выявления степени угнетения отдельных деревьев.
 
Цель исследования: провести биоиндикацию загрязнения атмосферного воздуха в Ташкентского вилоята по жизненному состоянию сосны обыкновенной.
 
Как показали наблюдения, в основных городах Ташкентского вилоята, хвоя сосны в норме должна вегетировать 3-4 года в загрязненной атмосферном воздухе обладая «памятью» хвоя своей реакцией отражает загрязнения за длительный период на хвоинках, как мы не однократно наблюдали   при загрязнении атмосферы появляются отмирающие участки (некрозы, хлорозы), по степени присутствия или отсутствия которых мы определяли уровень загрязнения атмосферного воздуха.
 
Известно  что различные растения-биоиндикаторы выявляют самые различные поллютанты. Хвоя сосны обыкновенной, как показали наши полевые наблюдения    весьма чувствительна к диоксидам серы   и оксидам азота, а также к сероводороду, углеводородам и пыли, а значит к комплексу этих соединений в целом. 
 
На  основании  анализа  результатов  исследований следует сделать следующие выводы: Проведено исследование по биоиндикации и биотестированию негативных воздействий на атмосферный воздух  некоторых промышленных городов Ташкентской области различных поллютантов по состоянию растения сосны обыкновенной (Pinus Silvestris) широко распространенной в этом регионе.
 
При этом удалось модифицировать традиционные методы биотестирования применительно к субъективным местным условиям и получить ценные данные, основанные на биотические показатели, что весьма важно для здоровья населения.
 
Показана принципиальная возможность использования живого организма Сосна обыкновенная как растение биоиндикатора экологического качества атмосферного воздуха. 
 
С целью более тщательного анализа переноса загрязняющих атмосферу компонентов была разработана трехмерная модель местности Ташкентской области. Были привлечены к анализу статистические материалы, на основе которых были разработаны розы ветров на исследуемую территорию.
 
На основе анализа результатов полевых обследований , проведенных по исследуемому региону, в среде ArcGIS разработана цифровая карта районирования территории Ташкентской области по степени загрязнения атмосферного воздуха на основе метода биоиндикации (рис.2). Районирование проводилось по системе шкалирования, по которой оценивался  уровень загрязнения атмосферы (см.табл.).
 
На обследованных населенных пунктах в числителе указана категория, в которую подпадает данный населенный пункт в соответствии с табл., а в знаменателе процент поврежденной хвои. При разработке цифровой карты необходимр учитывать розу ветров. Анализ розы ветров показал, что в Алмалыке в среднем за год преобладает западно-восточный перенос, а в Ангрене преобладает юго-западный - северо-восточный перенос. При этом  загрязняющие атмосферу компоненты из Алмалыка могут попадать в Ангрен и наоборот. В остальных населенных пунктах роль розы ветров несущественна. 
Проведенные исследования показали, что биоиндикационные методы могут быть успешно использованы при мониторинге окружающей среды и экологических исследованиях.

                                                                                                                                                                                                                                  Авторы:

Б.КУРБАНОВ, 
Н.АСКАРХОДЖАЕВ, 
Х.МАГДИЕВ, 
Б.КУРБАНОВ,
Национальный центр геодезии и картографии
 
Список использованной литературы
1. Munn R.E. Global environmental monitoring system. – SCOPE Report, 1973. – Toronto, 1973, N 3. 130 p.
2 Виноградов Б.В. Преобразованная Земля. (Аэрокосмические исследования). – М.: Мысль, 1981. – 295 с. 
3. Виноградов Б.В.  Аэрокосмический  мониторинг.  –  М.: Наука, 1984. – 320 с.)
4. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. М.: Наука, 1984. 560 с.
5. Герасимов И.П. Научные основы современного мониторинга окружающей среды // Изв. АН СССР. Сер. геогр. 1975. № 3. С. 13-25.1975.
6. Курбанов Б.Т., Аскарходжаев Н.А. К вопросу анализа загрязнения атмосферного воздуха с использованием биоиндикаторов на базе ГИС-технологий//Современные энерго- и ресурсосберегающие, экологически устойчивые технологии и системы сельскохозяйственного производства. Сборник научных трудов. (выпуск 10). Рязань 2013. С..357-365. 
7. Курбанов Б.Т., Аскарходжаев Н.А.  К вопросу решения проблемы оценки состояния атмосферного воздуха с использованием биоиндикаторов на базе ГИС и ДЗЗ. Материалы Международной научно-практической конференции “Проблемы комплексного обустройства техноприродных систем”. Часть IV. «Экология окружающей среды». Москва 2013. С.183-189.
8. Реймерс Н.Ф. Природопользование: Словарь-справочник.- М.: Мысль, 1990.- 637 с.
9. Биоиндикация: теория, методы, приложения / Под ред. Г.С. Розенберга. – Тольятти: Изд-во Интер-Волга, 1994. – 266 с.
10. Андреева Е Н., Баккал И. Ю., Горшков В. В., Лянгузова И. В., Мазная Е. А., Нешатаев В Ю., Нешатаева В. Ю., Ставрова Н. И., Ярмишко В. Т., Ярмишко М. А. Методы изучения лесных сообществ - СПб.: НИИХимии СПбГУ, М54 2002. - 240 с.
 
 
 
 

2017-03-13

Фотогалерея

ntesting mood

Территориальные комитеты