3. Закономерности реакции организмов на токсические воздействия. Взаимосвязь санитарно-гигиенического и экосистемного нормирования.

Цель: научить студентов правильно понимать взаимосвязь санитарно-гигиенического и экосистемного нормирования.

План:

1. Критерии состояния растительности и животного мира и нарушенности экосистем

2. Оценка состояния растительного мира

3. Оценка состояния животного мира

4. Нормирование допустимых воздействий на объекты

флоры и фауны

5. Нормирование в области использования и охраны животного мира

6. Нормативы лесопользования

7. Реакции организмов на токсические воздействия.

8. Реакция популяций на резкие изменения окружающей среды.

Ключевые слова: Оценка состояния животного мира, оценка состояния растительного мира, санитарно-гигиеническое нормирование в РК, санитарно-гигиенические нормативы, производственно-хозяйственные нормативы, экосистемное нормирование, экологическое нормирование, экологическая стандартизация, предельно-допустимые концентрации

1. Критерии состояния растительности и животного мира и нарушенности экосистем

Разработка нормативов воздействия на объекты флоры и фауны требует определения критериев состояния биоты. Биологическая компонента экосистемы, подвергающаяся воздействию в процессе хозяйственной деятельности, должна быть детально охарактеризована в проектной документации. В частности, характеристика растительности должна отражать:

• площади, занимаемые лесами, кустарниками, лугами, болотами, неудобиями;

• зональные особенности растительности на рассматриваемой территории, типы лесов, кустарников, луговой и травянистой растительности;

• промышленную ценность леса, его санитарное состояние;

• наличие редких и реликтовых видов растительности, деревьев, занесенных в Красную книгу Казахстана и региональные Красные книги;

• наличие и площади лесонасаждений, садов, парков, заказников, растительных памятников природы;

• существующее техногенное поражение лесов, кустарников, лугов кислотными дождями, загрязнением атмосферы и поверхностных вод, подтоплением или иссушением территории.

2. Оценка состояния растительного мира

В целом для оценки состояния растительности района проектируемого объекта учитываются характеристики рельефа и почвенного покрова. При этом с учетом местоположения района работ (район, область) должны быть рассмотрены видовой состав и характеристики растительности; площади распространения конкретных видов, га; виды и основные характеристики почв; хозяйственная ценность растительности, а также основные источники техногенноговоздействия на растительность и характер этого воздействия.

Если в районе размещения объекта имеются редкие и исчезающие виды растений, уникальные деревья и растительные сообщества, для них должны быть определены ареалы распространения, статус вида, характер произрастания, необходимые меры охраны.

Растительность весьма чувствительна к нарушениям ОС. Кроме того, она наиболее наглядно отражает изменения экологической обстановки территории в результате антропогенного воздействия. Используемые критерии оценки состояния растительности зависят от географических условий и типов экосистем. При этом учитываются негативные изменения в структуре растительного покрова (уменьшение площади коренных ассоциаций, изменение лесистости), а также на уровне растительных сообществ и отдельных видов и популяций (изменение видового состава, ухудшение ассоциированности и возрастного спектра ценопопуляций доминантов).

Плотность популяции видов-индикаторов - один из важнейших показателей состояния экосистемы, высокочувствительный к основным антропогенным факторам. В результате антропогенного воздействия плотность популяции отрицательных видов-индикаторов снижается, а положительных видов-индикаторов возрастает. Пороговым значением антропогенной нагрузки считается снижение (или повышение) плотности популяции вида-индикатора на 20%, а критическим значением - на 50%.

Важным параметром ценопопуляций является возрастной аспект - доля участия в ценопопуляции особей разных возрастных состояний. Возрастные состояния устанавливаются исходя из комплекса морфологических признаков либо на основе абсолютного возраста в случаях, когда его определение не представляет особых затруднений. Параметр реагирует на разные формы антропогенных воздействий - прямых (выпас, рубки, техногенные воздействия) и опосредованных - через изменение экотопа.

Состояние растительности рассматривается как индикатор уровня антропогенной нагрузки на природную обитания (повреждение древостоев или хвои техногенными выбросами, уменьшение проективного покрытия и продуктивности пастбищной растительности).

Изменение проективного покрытия происходит в результате антропогенного воздействия на растительность, главными из которых являются механическое нарушение фитоценоза (выпас, рекреация и т.д.) и химическое воздействие, приводящее к изменению жизненного состояния видовых популяций через изменение процессов метаболизма и водного баланса.

Уменьшение запаса древесины основных лесообразующих пород свидетельствует о процессе деградации лесных экосистем в результате неудовлетворительной лесохозяйственной деятельности.

Лесные пожары — опасный фактор, приводящий к деградации значительных площадей лесных экосистем. Обширные гари, где лес не восстанавливается в течение не менее 10 лет, являются признаком необратимых изменений в экосистеме. Следует отметить, что в оценках состояния лесных культур должны быть учтены региональные особенности территории, прежде всего - возможность естественного возобновления леса.

Часть критериев состояния агроценозов свидетельствует о неблагополучной экологической обстановке территории в целом: развитие вредителей на посевах, гибель посевов и др. При использовании данных критериев обязательно должны указываться причины гибели посевов, а на карте указываются ареалы таких негативных изменений.

Повреждение растительности заповедников свидетельствует об изменениях в среде обитания, носящих субрегиональный и региональный характер. Изменения качественных и количественных характеристик растительного покрова возможно объективно интерпретировать только в сравнении с естественным (фоновым) состоянием растительных сообществ. В качестве фоновых рассматриваются относительно ненарушенные участки, аналогичные по своим природно-ландшафтным характеристикам исследуемой территории. В целом оценка состояния растительности производится на основе комплекса данных с помощью табл. 1.

Таблица 1

Состояние растительности как индикатора экологического состояния территории [Критерии оценки..., 1992]

Показатели	Экологическое бедствие	Чрезвычайная экологическая ситуация	Относительно удовлетворительное
1	2	3	4
Уменьшение биоразнообразия (индекс разнообразия Симпсона, % от нормы)	Более 50	25 - 50	Менее 10
Плотность популяции вида- индикатора антропогенной нагрузки,	Более (ме нее) 50-	Более (менее) 20- 50	Менее (более) 20
Площади коренных (или квазикорен ных) ассоциаций, % от общей площади	Менее 5	Менее 30	Более 80
Видовой состав естественной травянистой растительности	Уменьшение обилия вторичных видов	Господствующие виды сменились на вторичные	Естественная смена доминантов, субдоминантов и характерных видов
Возрастной спектр ценопопуляций доминантов, возобновление, в отн. единицах	Менее 0,1	0,1 - 0,3	Более 0,5
Лесистость, % от оптимальной (зональной)	Менее 10	Менее 30	Более 90
Запас древесины основных лесообразующих пород, % от нормального	Менее 30	30 - 60	Более 80
Повреждение древостоев техногенными выбросами, % от общей площади	Более 50	30 - 50	Менее 5
Повреждение хвойных пород техно генными выбросами (повреждение хвои), %	Более 50	30 - 50	Менее 5
Заболевание древостоев, %	Более 50	30 - 50	Менее 10
Гибель лесных культур, % от площади лесокультурных работ	Более 70	50 - 70	Менее 5
Площадь гари, не облесившейся в те чение не менее 10 лет	Более 10 тыс. Га	5 - 10 тыс. Га	Отсутствие
Площадь посевов, поврежденных вре дителями, % от общей площади	Более 50	20 - 50	Менее 10
Гибель посевов, % от общей площади	Более 30	15 - 30	Менее 5
Проективное покрытие сухостепной и полупустынной растительности, % от нормальной	Менее 10	10 - 50	Более 80
Продуктивность пастбищной растительности, % от потенциальной	Менее 5	5 - 30	Более 80
Изменение ареалов редких видов	Исчезнове ние ареала -	Разделение и сокращение площади ареала	Отсутствует
Повреждение растительности заповед ников	Вызывающие смены формаций	Вызывающие смены ассоциаций	Фенотепические, не вызывающие смены ассоциаций

В целом причинами антропогенной нарушенности лесных экосистем могут стать такие виды воздействия на лесные экосистемы, как пожары, техногенное, хозяйственной бытовое и рекреационное использование. Под влиянием антропогенных факторов лесные экосистемы могут оказаться нарушенными в разной степени. Пример:

Таблица 2

Шкала нарушенности лесных экосистем [Антипов и др., 2002]

Балл нарушен-	Виды нарушенности
ности	Пожарная	Техногенная (вклю чая рубки)	Рекреационная и хо зяйственно-бытовая
I (ненарушенные)-	Коренные	Ненарушенные	Практически не посе щаемые -
II (слабонару шенные)-	Молодые, возобнов ляющиеся коренными породами -	Снижение полноты, частично пройдены выборочными выруб ками	Тропы, кострища, механические повреждения
III (средненару шенные)	С возобновлением коренными породами
	Временно-производные с частичной сменой лесообразующих пород	Снижение полноты, упрощение ярусности. смена лесообразователя	Смешанный состав, очаговая деградация почв и нижних ярусов
IV (сильнонарушенные)	Возможно возобновление коренными породами		только при условии содействия -
	Вторичные послепожарные длительно устойчиво-производные	Вторичные со смешанной лесообразующей породой	Вторичные леса с упрощенной структурой и составом, уплотнение почв
V (разрушенные)	Восстановление коренными породами невозможно
	Частично или полностью разрушенные	Полная смена состава и структуры леса и почв	Редколесья и травяные сообщества с деградированными почвами
VI (разрушен ные)	Невозобновляемые гари с прогоревшей почвой	Техногенные площадки со снятой почвой	Карьеры, свалки, обочины дорог, пустыри