Критерии оценки экологического состояния гео- и экосистем.

В качестве критериев могут выступать показатели исходно­го состояния наблюдаемых объектов, их естественные (фоновые) характеристики, а также различные нормативные показатели, характеризующие допустимые меры воздействия человека на при­родные системы.

Критерии оценки экологического состояния можно разделить на покомпонентные (частные) и комплексные (суммарные, ин­тегральные). Они должны выражать наиболее существенные при­знаки состояния компонентов природной среды и их закономер­ных сочетаний в виде территориальных и аквальных гео- и экоси­стем. Необходимость использованияпокомпонентных критериев связа­на с тем, что во многих случаях оценить природный комплекс в целом очень трудно, не оценив его отдельных сторон. Потреб­ность же в комплексных показателях возникает тогда, когда необ­ходимо дать оценку состояния гео- и экосистем не по одному свойству, а по сочетанию одновременно нескольких свойств. Оп­тимальным следует считать совместное использование покомпо­нентных и комплексных критериев.

В настоящее время в практике оценочных исследований в каче­стве признаков для сравнения чаще всего применяют норматив­ные показатели — санитарно-гигиенические и экологические кри­терии.

Санитарно-гигиенические критерии устанавливают исходя из требований экологической безопасности населения (т.е. приме­нительно к здоровью человека). К ним в первую очередь относят­ся:

• нормы предельно допустимых концентраций (ПДК) загрязня­ющих веществ в воздухе, водах, почвах и продуктах питания. ПДК - это мак­симальная концентрация веществ, не влияющая негативно на здо­ровье людей настоящего и последующих поколений при воздей­ствии на организм человека в течение всей его жизни

• нормы предельно допустимых выбросов (ПДВ) в воздух;

• нормы предельно допустимых сбросов (ПДС) в водоемы.

ПДВ и ПДС – это максимальные объемы поступающих веществ в единицу времени (соответственно в воздух и водоемы), которые не ведут к превышению их ПДК в сфере влияния источника загрязнения.

В каждом конкретном случае эти объемы рассчитывают исходя из производственных мощностей изучаемого источника загрязнения и данных о вредных последствиях выделяемых ингредиентов. В настоящее время разработано большое число нормативов допусти­мого содержания веществ и энергии различного происхождения (химических, физических, биологических). Только ПДК химиче­ских веществ установлено в воде около 1500, в атмосферном воз­духе — более 450, в почве — более 100.

Степень загрязнения природной среды принято оценивать по кратности превышения ПДК, ПДВ и ПДС, классу опасности (ток­сичности) веществ, допустимой повторяемости концентраций заданного уровня, количеству загрязняющих веществ. В случае од­новременного присутствия нескольких загрязняющих веществ (что весьма распространено) используются так называемые суммар­ные показатели. Так, при наличии веществ с одинаковой степе­нью вредности суммарный показатель загрязнения С_s может быть определен по следующей формуле:

С_s = S C _i / ПДК _i

Где С _I — фактическая концентрация i -го загрязнителя.

Санитарно-гигиенические критерии, несмотря на широкое их применение в практике природопользования, лишь частично от­вечают требованиям экологической оценки. Значения ПДК тер­риториально не дифференцированы, они не учитывают влияния реальной физико-географической ситуации (климат, геохими­ческие условия, состав природных вод и др.). При их разработке часто не принимаются во внимание процессы превращения за­грязняющих веществ при переходе из одной среды в другую, их миграционные свойства, способность накапливаться в отдель­ных компонентах экосистем и вызывать вторичное загрязнение. Наконец, санитарно-гигиенические нормы, установленные при­менительно к организму человека, не учитывают свойств других организмов. Допустимые для человека уровни загрязнения могут привести к нарушению состояния многих видов растений и жи­вотных, а соответственно их сообществ и экосистем в целом. По­следствия антропогенных изменений природы связаны не только с загрязнением среды, но и с другими формами трансформации (например, механическим нарушением структуры гео- и экосис­тем). В связи с этим для оценки состояния окружающей среды наряду с ПДК, ПДВ и ПДС необходимо использовать и экологи­ческие критерии.

Экологические критерии — структурно-функциональные пока­затели гео- и экосистем, характеризующие их естественное или измененное состояние.

Для части из них установлены экологиче­ские нормативы — максимальные величины нагрузок на гео- и экосистемы, при которых их основные структурно-функциональ­ные характеристики (продуктивность, интенсивность биологического круговорота, видовое разнообразие, устойчивость и др.) не выходят за пределы естественных изменений.

Они призваны определить область и границы допустимого состояния природных систем и дозволенного воз­действия на них со стороны человека. Установлены нормативы сельскохозяйственного, лесохозяйственного, рекреационного воз­действия на гео- и экосистемы, но они имеют преимущественно производственную, а не экологическую направленность (нормы выпаса скота, внесение удобрений и пестицидов, величины рек­реационных нагрузок на ландшафты и др.). Слабо разработаны нормативы допустимых преобразовательных воздействий (распаш­ка, мелиорация, застройка земель), почти отсутствуют норматив­ные показатели, характеризующие функционирование гео- и эко­систем в условиях различных антропогенных нагрузок.

Покомпонентные экологические критерии используют для оценки состояния воздуха, почв, вод, биоты. К ним относятся такие показатели, как содержание диоксида углерода в атмосфер­ном воздухе и биогенных веществ в водах водоемов, процент де­градированных земель, содержание гумуса в почвах, лесистость территорий, видовое разнообразие растений и животных и мно­гие другие. По их колебанию можно с большой достоверностью установить изменения природных систем под влиянием как есте­ственных, так и антропогенных факторов.

К комплексным экологическим критериям относятся показа­тели, характеризующие состояние гео- и экосистем в целом. Они могут быть получены на основе суммирования покомпонентных критериев или путем нахождения общесистемных индикаторов. Один из способов получения суммарного показателя (X_s) пред­ставляет собой расчет по следующей формуле:

X_s = 1 / п S х _I К _I

где п — число покомпонентных критериев; х _I — показатель ком­понента (в относительных величинах); К _I — массовый коэффици­ент показателя.

Поиск общесистемных индикаторов состояния антропогенно­го изменения природной среды — сложная и еще нерешенная задача. Предложен ряд показателей, количественно характеризу­ющих структуру и функционирование гео- и экосистем:

• интенсивность биологического круговорота, оп­ределяемая как отношение массы ежегодной биологической про­дукции к общей биомассе;

• естественная способность гео- и эко­систем к самоочищению, обусловленную особенностями взаимо­связей и скоростью биологического круговорота;

• энерго-вещественный баланс природных систем и др.

В условиях городских геосистем показателем экологического состояния окружающей среды может служить здоровье населения (уровень младенческой смертности, врожденные аномалии развития новорожденных, заболеваемость детей и взрослых и др.).

Рассмотренные критерии дают возможность оценить степень и направление изменений природных комплексов и их компонен­тов как во времени, так и в пространстве. Временные (динамиче­ские) показатели характеризуют скорость нарастания неблаго­приятных изменений природной среды (например, скорость на­копления тяжелых металлов в почве, скорость прироста площадей эрозии и др.). Пространственные критерии характеризуют разме­ры ареалов, в пределах которых проявляются антропогенные на­рушения природных комплексов и их компонентов. Они могут быть выражены как относительными показателями (например, процент площади земель, выведенных из землепользования), так и абсо­лютными величинами (например, в виде площадей деградиро­ванных территорий).

Для оценки состояния окружающей среды с помощью рассмот­ренных критериев необходимо ранжировать их величины по не­скольким градациям относительно неизмененных или, наоборот, полностью нарушенных объектов исследования. Затем каждой гра­дации присваивается определенная степень благоприятности или неблагоприятности последствий изменения природных систем исходя из конкретных условий изучаемой территории.