Дмитриев Василий Васильевич, заведующий лабораторией СПбГУ, доцент, член-корреспондент МАНЭБ

ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ СУШИ (часть II).

Уязвимость водной экосистемы

Дмитриев Василий Васильевич, заведующий лабораторией СПбГУ, доцент, член-корреспондент МАНЭБ

В восьмом выпуске информационно-исследовательского сборника нами обобщены некоторые классификации и типизации, используемые в гидроэкологическом мониторинге водных объектов суши, для характеристики сапробности, качества воды, выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия. Там же приведены пять практических работ для освоения теоретического материала, которые могут быть положены в основу подготовки самостоятельных гидроэкологических исследований.

В настоящей статье, предназначенной как для преподавателей, так и для старшеклассников, подготовленных к работе на водных объектах, речь пойдет о возможности оценки уязвимости водного объекта по физико-географическим, климатическим условиям и параметрам его гидрологического, гидрохимического и гидробиологического режимов к внешним воздействиям.

Под уязвимостью водной экосистемы будем понимать ее неспособность сохранять квазипостоянными свои свойства и параметры режимов в условиях действующих на нее внешних и внутренних нагрузок. Тогда устойчивыми к изменению параметров режимов будут экосистемы, способные сохранять указанные свойства на определенном временном интервале функционирования.

Важно уяснить, что уязвимая водная экосистема при антропогенном или техногенном воздействии на нее может достаточно быстро деградировать и потерять присущие ей уникальные природные свойства. Слабо уязвимая экосистема может достаточно долго противостоять внешнему воздействию, проявляющемуся в изменении параметров режимов водного объекта, и тем самым быть устойчивой к внешним воздействиям и нагрузкам. При этом высокая устойчивость экосистемы не должна ассоциироваться у исследователя с ее экологическим благополучием, хотя уязвимость (устойчивость) водной экосистемы может учитываться (как параметр) при оценке степени ее благополучия. Как мы увидим, повышенной уязвимостью к эвтрофированию обладают небольшие по величине и(или) низкопродуктивные экосистемы водоемов; повышенной уязвимостью к загрязнению обладают небольшие по величине и (или) сравнительно чистые экосистемы. И наоборот, повышенной устойчивостью к эвтрофированию обладают крупные и (или) высокопродуктивные экосистемы водоемов, находящиеся в оптимальных условиях формирования водности; повышенной устойчивостью к загрязнению обладают крупные и (или) высокозагрязненные экосистемы или экосистемы, находящиеся в оптимальных условиях формирования качества воды. Таким образом, слабо уязвимыми к изменению какого-либо свойства могут оказаться экосистемы, уже в значительной степени обладающие (наделенные) этим свойством. Именно поэтому устойчивыми к загрязнению могут оказаться грязные экосистемы, а устойчивыми к эвтрофированию – эвтрофные и гиперэвтрофные экосистемы, это и не позволяет назвать их экологически благополучными.

Не надо думать, что оценка уязвимости или устойчивости к изменению свойств экосистемы сводится только к учету одного какого-либо свойства. Она получается как результат учета многих свойств, характеризующихся большим набором параметров оценивания, среди которых физико-географические и климатические условия и характер антропогенного воздействия являются определяющими. Исследование этих свойств и их изменчивости расширяет кругозор исследователя, обусловливает необходимость формирования у него эколого-географического мышления.

Необходимо также заметить, что уязвимость (устойчивость) водных экосистем циклического (озера, слабопроточные водоемы, пруды) и транзитного (реки, сильно проточные водоемы) типов обусловлена разными природными механизмами. Устойчивость первого типа можно назвать “адаптационной”, устойчивость второго типа – “регенерационной”. Если в первом случае важнейшим свойством природной системы является ее способность сохранять исходное состояние или плавно переходить в другое состояние, сохраняя при этом внутренние связи (инертность, пластичность), то во втором случае на первое место выходит способность системы многократно восстанавливать свои свойства, возвращаться в исходное состояние после временного внешнего воздействия (восстанавливаемость). К этому можно добавить, что биотические и абиотические составляющие экосистемы по механизмам устойчивости также различаются между собой. Устойчивость первых достигается физико-механическими и химическими процессами переноса, разбавления, сорбции, миграции вещества; устойчивость вторых обусловлена способностью адаптации организмов к воздействию, как в результате внутренней резистентности биохимической организации, так и за счет способности к биохимическому разложению токсичных соединений и изменению удельных скоростей обменных процессов в экосистеме под влиянием воздействия.

Параметры уязвимости и устойчивости водных экосистем объединены нами в экспертную балльно-индексную систему, которая учитывает региональные особенности водных объектов и дает возможность в пределах изменения заложенных в них параметров провести сравнительную оценку уязвимости водных экосистем к воздействию. Если свойства водного объекта различаются по пространству и это дает основание говорить о физико-географическом, гидрологическом, гидрохимическом и гидробиологическом районировании в пределах определенной территории (акватории), то можно провести зонирование водосборной территории или акватории водоема по баллам уязвимости (устойчивости) и выделить наиболее уязвимые и устойчивые его районы.

Целью данной работы является оценка уязвимости водоемов к изменению параметров режимов на основе балльно-индексного метода, основу которого составляют различные классификации: А.М. Владимирова и др., 1991; В.В. Снакина и дp., 1992; А.Л. Ресина и др.,1992; В.В. Дмитриева, 1995-1997.

Оценка уязвимости водоемов к антропогенному эвтрофированию и к загрязнению проводится путем последовательного суммирования индексов для соответствующих признаков оценивания, разрядов и баллов по таблицам; получения суммарной балльной оценки и нахождению в итоге класса и подкласса уязвимости водоема (таблицы 1-7). Таким образом, сначала необходимо последовательно просуммировать индексы (табл.1-3), затем разряды, в соответствии с примечаниями к каждой таблице. После этого по сумме разрядов (табл.4) найти баллы уязвимости (семейство уязвимости), прибавить к ней баллы трофности или баллы качества вод (род уязвимости) и по полученной сумме баллов найти класс и подкласс уязвимости водоема (комбинация семейств и родов). Уязвимость по антропогенному эвтрофированию и по качеству воды (загрязнению) необходимо оценивать раздельно, не смешивая эти понятия.

Рассмотрим подробно этапы оценивания. Сначала находим значения индексов (1;2;3 или 4) по каждому из трех признаков по табл.1, суммируем все три найденные значения индекса и по примечанию к таблице находим разряд водоема по физико-географическим и морфометрическим признакам.

Таблица 1

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: