9. Учение об экосистемах. Типология экосистем. Динамика и устойчивость экосистем. Экосистемы и геосистемы.

Экосистема – система живых организмов и окружающих их неорганических тел, связанных между собой потоками энергии и круговоротом вещ-в. Экосистема и биогеоценоз - понятия близкие, но не синонимы. Биогеоценоз – это экосистема в границах фитоценоза. Экосистема понятие гибкое. Так к ней можно отнести и пруд и Мировой океан; от пня в лесу и лесного массива, например, тайги. В связи с этим выделяют: микроэкосистемы (подушка лишайника), мезоэкосистемы (пруд, озеро, степь), макроэкосистемы (континенты, океан), глобальная экосистема (биосфера Земли), или экосфера – интеграция всех экосистем мира.

Динамика экосистемы. Изменение в экосистемных сообществах м.б. циклическими и поступательными. Циклические – периодические изменения, при которых биоценоз возвращается к исходному состоянию.

Суточные циклы – связаны с изменение температуры, света, влажностью, изменением состояния и активности организмов.

Сезонная цикличность – изменение экологического фактора в течении года и количественное соотношение отдельных видов. На определенный период некоторые группы или даже целые популяции впадают в спячку. Это в слабой форме выражено даже в тропических лесах.

Многолетняя цикличность – проявляется благодаря флуктуации климата или другими внешними факторами. Изменение численности биоценоза, вызванная повторяющимися засухами или неравномерным выпадением осадков по годам (повторение массовых размножений - саранчи), м.б. связана с особенностями развития растений - эдификаторов (буковый лес, из-за плотной кроны плохое развитие растительности нижних ярусов, но как только бук упадет - бурный рост молодых деревьев и крона восстанавливается. Происходит обновление букового леса. Поступательное изменение – это изменения, приводящие к смене одного сообщества другим. Последовательность сообществ (зоо-, микробо-, фито-, микоценозов), сменяющих друг друга во времени на одной и той же территории под влиянием природных факторов или воздействия человека, носит название сукцессии, а их переходные состояния - последовательных стадий (стадии развития). Последовательный ряд сменяющих друг друга в сукцессии сообществ называется сукцессионной серией (опустынивание степей, образование болот, зарастание озер). Делят на природные, антропогенные, аутогенные и аллогенные. Природные сукцессии происходят под действием естественных причин, антропогенные обусловлены деятельностью человека. Аутогенные (самопорождающиеся) возникают вследствие внутренних причин (изменение среды под действием сообщества). Аллогенные (порожденные из вне) вызваны внешними причинами (изменение климата). Различают первичные и вторичные сукцесии. Первичные – развиваются на субстрате не занятом живыми организмами (на скалах, обрывах, в новых водоемах). Вторичные - на месте уже существующих биоценозов после их нарушения (в результате вырубки, пожара, вспашки, извержения вулкана). Сукцессионные изменения происходят до тех пор, пока не сформируется стабильная экосистема, производящая максимальную биомассу на ед. энергетического потока. Сообщество, находящееся в равновесии с окружающей средой, наз климаксным. Развивающееся сообщество преобразует и само место обитания.

Гомеостаз экосистем – совокупность мех-ов направленных на устранение или макс. ограничение действия факторов нарушающих равновесие экосист. Экосистема способная к отн. гомеостазу, значит она, устойчива.

Устойчивость экосистем - способность экосист. сохр. или восстанавливать гомеостаз (устойчивые экосист. – климаксные сообщества к ним относятся буковые леса, в городах – рощи, аллеи, насаждения). Климакс – стабильное сост., достигнутое в рез-те развития сооб-ва, заверщения сукцессии.

Климаксные сообщества характер-я завершенностью приспособления к комплексу факторов ср., устойчивым равновесием м/у биотическими потенциалами входящих в сообщество популяций и сопротивлением ср.

Экосистемы и геосистемы.. Понятия "экосистема" и "геосистема" имеют как общие черты, так и определенные смысловые различия. Под экосистемой подразумевается сообщество живых существ и среда их обитания, объединенные в единое функциональное целое, возникающее на основе взаимозависимостей и причинно-следственных связей между отдельными природными компонентами. Геосистема – совокупность взаимосвязанных природных компонентов, относительно ограниченных в пространстве и функционирующих как единое целое. Таким образом, оба термина обозначают объективно существующие природные комплексы, состоящие из взаимосвязанных и взаимодействующих между собой компонентов. Сходство между гео- и экосистемами выражается в общем наборе природных компонентов, общности их свойств и механизмов функционирования. Различия связаны, прежде всего, с направленностью изучаемых связей и характером пространственных границ. Т.е. сходство понятий экосистемы и геосистемы объективно, поскольку речь идет об одном и том же объекте, различие же субъективно, поскольку речь идет о разных взглядах на этот общий объект. В экосистемах абиотические компоненты по отношению к биотическим рассматриваются как факторы, их связи между собой считаются второстепенными, особое внимание уделяется трофическим цепям и другим связям внутри биоты. Понятие экосистемы не ограничено определенными пространственными рамками: оно может быть отнесено и к болотной кочке, и к участку леса, и к биосфере в целом. В геосистемах все компоненты природы, как биотические так и абиотические, рассматриваются как равнозначные, обязательным свойством геосистем является наличие внешних границ, благодаря которым они обособляются в пространстве. Синонимом экосистемы является биогеоценоз, синонимом геосистемы – природно-территориальный комплекс. Термин "экосистема" употребляется, главным образом, в биологических науках, термин "геосистема" – в географических. В рамках последних также предлагается именовать экосистемами те геосистемы, в которых биота играет большую роль, т.е. считать экосистемы разновидностью геосистем. При всей неоднозначности применяемых терминов, эко- и геосистемы, прежде всего, являются природными комплексами.

11-28 из 3 части.

13. 2 часть. 1.Влажный смог лондонского типа/дымовой/восстановительный - сочетание тумана с примесью дыма и газовых

отходов производства.

Образуется во влажную погоду за счет взаимодействия диоксида серы, водяных паров, частиц сажи.

Очень врдено воздействие оказывает на легкие.

2. Ледяной смог аляскинского типа - смог, образующийся при низких температурах

из пара отопительных систем и бытовых газовых выбросов.

За счет замерзания водяных паров образуются кристаллы льда в сочетании с сажей и газообразными соединениями.

3.Радиационный туман - туман, который появляется в результате радиационного

охлаждения земной поверхности и массы влажного приземного воздуха до точки

росы.

Обычно радиационный туман возникает ночью в условиях антициклона при

безоблачной погоде и легком бризе.

Часто радиационный туман возникает в условиях температурной инверсии,

препятствующей подъему воздушной массы.

В промышленных районах может возникнуть крайняя форма радиационного тумана

- смог.

4. смог лос-анджелесского типа/ фотохимический/ окислительные – образ-ся за счет взаимодействия оксидов азота с углеводородами и водяным паром под воздействием солнечной радиации. Эти процессы активно развиваются в условиях Т и СТ типа при температуре 25 С и выше. Следовательно образуется ряд вторичных загрязяющих веществ: пероскиацетилметрат (ПАН), пероксибензоилнитрат(ПНБ), перекись водорода Н2О2, азон О3.

В холодную погоду смог оседает виде клейкой массы.

В условиях У климата этот тип смог малохарактерен.

Фотохимический смог может вызвать поражение дыхательных путей, рвоту,

раздражение слизистой оболочки глаз и общую вялость. В ряде случаев в

фотохимическом смоге могут присутствовать соединения азота, которые

повышают вероятность возникновения раковых заболеваний.

Фотохимический смог ПОДРОБНО:

Фотохимический туман представляет собой многокомпонентную смесь газов и

аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения. В состав основных

компонентов смога входят озон, оксиды азота и серы, многочисленные

органические соединения перекисной природы, называемые в совокупности

фотооксидантами. Фотохимический смог возникает в результате фотохимических

реакций при определенных условиях: наличии в атмосфере высокой концентрации

оксидов азота, углеводородов и других загрязнителей, интенсивной солнечной

радиации и безветрие или очень слабого обмена воздуха в приземном слое при

мощной и в течение не менее суток повышенной инверсии. Устойчивая

безветренная погода, обычно сопровождающаяся инверсиями, необходима для

создания высокой концентрации реагирующих веществ.

Смог наблюдается обычно при слабой турбулентности (завихрение воздушных потоков) воздуха, и следовательно, при устойчивом распределении температуры воздуха по высоте, особенно при инверсиях температуры, при слабом ветре или штиле.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Состояние поверхностных вод в Удмуртии.

Гидрологические посты:

• ГП-l Гавриловка (р. Сива);

• ГП-l Ижевск (р. Позимь);

• ГП-l Ижевск (р. Иж);

• ГП-l Полом (р. Чепца);

• ГП-l Глазов (р. Чепца);

• ГП-l Игра (р. Лоза);

• ГП-l Грахово (р. Адамка);

• с. Каракулино (Нижнекамское водохранилище);

• Гп-l Сарапул (р. Кама)

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

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

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

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

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

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

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

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

Профилактические мероприятия вкл.:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Биопродуктивность популяций и биоценозов (в тетрадке).

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

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

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

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

Реликтовые и эндемичные виды и территориальное размещение редких видов

реликтовые виды - виды ранее широко распростр, а в наше время заним. небольшие территории. Название дается по времени широкого распространения( Выхухоль - неогеновый реликт в бассейне р Волги и Урала)

эндемики - местные виды. Вид обитания только в этом регионе, на данной территории.сумчатые - энд. Австралии,ливанский кедр - Ливия, зеленый попугай - австралия. в красной книге эндемики относятся к 3-ей категории.

территориальное размещение редких видов в области с развитой инфраструктурой и с повышенной антропогенной нагрузкой редких видов больше, а в труднодоступных местах - меньше.

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

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

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

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

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

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

5. Совершенствование международной деятельности в сохранении редких видов;

6. Развитие научных исследований в области сохранении редких видов.

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

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

ИЛИ

Стратегия охраны и восстановления видов.

5.03.80 - Всемирная стратегия охраны природы.Разраб по инициативе МСОП WWF и др организаций.

основ. задача стратегии - осущ постепенный переход от защиты отдельных видов к спасению макс.количества наход. под угрозой ПР. Красная книга - неотъемлемая часть стратегии она действует на 3-х организационных уровнях:

1-международная красная книга МСОП, опред стратегические задачи охр. животных и растений.

2- национальные красные книги опред конкретные природоохр мероприятия к опред государству

3- региональные кр книги выполнение пропаганд.функции.

В РФ развита своя "стратегия охраны и восстановления редких видов"(от 1997) - вышел первый национальный доклад по сохр. биоразнообразия РФ. Направления этой стратегии: 1) увеличение доли площади запов-в и нац парков до 3 % площ. РФ (Финляндия – 10% терр-и по ООПТ), 2) Формирование единой системы управления с сохранением биоразнообразия. В рамках этого направления готовятся красные книги регионов и осущ-ся ведение монит-га за состоянием популяций редких видов растений и жив-х. 3) Совершенствование законодат-й базы, разраб и принятие новых законов (з-н об ООПТ май 1995г), 4) Созд-е отраслевых действий, сохр-е видов и стратегий межотраслевой координации. (н/р сокращ-е использ-я пестицидов в с/х из-за внедрения новых технологий.), 5) Соверш-е междунар-й деят-ти РФ в области сохран-я редких видов. Участие в международных конвенциях по биоразнообразию.6) Развитие научных исслед-й в области сохранения редких видов. Исследования по систематике растений и животных, изучается экология редких видов. 7) Развитие идеи открытости информации о состоянии редких видов. Осущ-ся поддержка неправит-х организаций и издание журналов по проблемам биоразнообразия 8) Разработка и внедрение экологич-х финансовых механизмов сохр-я редких видов. Система платежей, штрафов, поощрений.

Охрана редких видов осущ-ся на ООПТ (в порядке ослабленияя): 1)гос. природ заповедники-самый жёсткий режим охраны, 2) нац. парки3).гос. природ заказники, 4) памятники природы, 5) природные парки, 6) дендропарки и ботанические сады, 7) леч-оздоровит. и курортные территории.

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

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

Категории:

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

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

2 категория – сокращающиеся виды, т.е. те виды, численность которых ещё не достигла критического уровня, но это может случится (амурский лесной кот);

3 категория - редкие виды. Виды изначально малочисленные или обитали на небольших территориях. Среди них очень много эндемичных (например: маннулл, скопа, сокол)

4 категория – неопределённые виды. Это виды малоизвесные и неизученные. Н-р: желтоклювая цапля и утка савка

5 категория – восстановленные виды, численность которых восстановилась или восстанавливается (стерлядь, зубр).

20. Биологические индикаторы. Понятие, значение, таксономическое и экологическое разнообразие биологических индикаторов. Основные уровни биологической индикации. Осн. кач-ные и кол-ные признаки, имеющие индикационное значение. Достоинства и недостатки биоиндикации

Общие вопросы. Метод оценки факторов ОС при помощи живых организмов - биоиндикацией.

Формы биоиндикации: специфическая (чёткая определённая реакция на определённый фактор среды.); неспецифическая – в целом сост. ОС. При др. походе различают прямую (фактор ср. действует на биолог. объект непосредственно) и косвенную биоиндикацию (ч/з изменение др. факторов ср.).

Биоиндикаторы – организмы, виды или сообщества пригодные для оценки ОС.

Состояние биоиндикаторов, т.е. организмов, чутко реагирующих на изменения внешней среды, - своеобразный результирующий показатель эколог. обстановки. Критерии выбора биоиндикатора: - быстрый ответ, надёжность (ошибка менее 20%), простота, мониторинговые возможности (постоянно присутствует в природе объект). Типы биоиндикаторов: - чувствительный быстро реагирует знач. отклонением от нормы; - аккумулятивный накапливает воздействия без проявляющих нарушений.

Таксономическое и экологическое разнообразие биологических индикаторов.

Таксономическое разнообразие биоценозов очень велико, возможности выбора значительны. Исследуя ГП, найдя следы др. бактерии можно судить о усл. сущ-я в воде или на суше в прошлые геолог. эры и периоды.

Эколог. разнообразие биологических индикаторов - бактерии, грибы, водоросли, лишайники, мхи, хвойные, насекомые, беспозвоночные.

Основные уровни биологической индикации. Биоиндикация может осуществляться на разных уровнях организации живой материи.

1. Биохимических и физиологических реакций;

2. Морфологические, поведенческие реакции целого организма;

3. Популяционные методы биоиндикации;

4. Биоценотические – на уровне сообществ.

5. Экосистемный.

6. Ландшафтный (биосфеный).

Наиболее полная информация на первых 3^х.

Реакции растений на загрязнения изучались как в естественных, так и в искусственных условиях, в том числе в камерах с регулируемым режимом. При этом был установлен сложный (неоднозначный или нелинейный) характер таких реакций:

• экспоненциальный рост площади поражения листа по мере повышения концентраций фитотоксикантов;

• вытеснение острых реакций хроническими, по мере роста продолжительности воздействия;

• восстановительные процессы при прерывании воздействия (в случае если не превышен определенный порог);

• сложные зависимости характера реакций от геофизических факторов, питания растения, стадии его развития, видовых и сортовых различий.

Использование растительных биоиндикаторов в экологическом картографировании в целом сдерживается характером их распространения. Возможности их выбора резко уменьшаются по мере роста степени нарушенности экосистем и достигают минимума на густонаселенных, сильно загрязненных терр., т.е. там, где потребность в индикаторах максимальна.

Осн. кач-ные и кол-ные признаки, имеющие индикационное значение – положена способность организмов накапливать в тканях и органах ЗВ или их производные, а также биохим. и физиолог-е изменения на уровне популяций.

Достоинства и недостатки биоиндикации.

Достоинства - быстрый ответ, надёжность (ошибка менее 20%), простота, мониторинговые возможности (постоянно присутствует в природе объект), недостатки - значительная изменчивость особей в популяциях, в т.ч. по чувствительности к изм-м в ср..; - способность популяций к эволюц-м измен-м (стойкость к действию пестицидов или проникающей радиацию).