авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 6 |

Баланс углерода – критерий оценки состояния региональной природно-хозяйственной системы

-- [ Страница 2 ] --

В соотношении глобального и регионального в круговоротах углерода прослеживаются те же закономерности, что и в пространственно-временных структурах – геосистемах, части которых они соединяют: глобальные факторы определяют общие особенности частных циклов в пределах всей географической зоны, а локально действующие факторы обусловливают специфические особенности. Глобальные процессы испытывают обратное воздействие процессов регионального масштаба. Результатом хозяйственной деятельности в регионе, является состояние углеродного цикла – замкнут он или разомкнут.

При анализе изменений естественных ландшафтов важно рассматривать регионально-зональный аспект и особенно местные круговороты, изменения которых всегда более значительны (Рябчиков, 1972). Хозяйственная деятельность не может быть абсолютно независимой от природных условий и в некоторой степени подчиняется пространственно-временным закономерностям. Ее «макроструктура» определяется факторами, определяющими зонально-поясную структуру экосферы. «Азональный» фактор – геологическое строение региона через рельеф также влияет на степень освоенности территории и, соответственно – на уровень нарушения баланса углерода.

Объектом исследования является состояние окружающей среды региональной природно-хозяйственной системы (мезорегиона). П-ХС – относительно однородная внутригосударственная структура. Ключевой термин – «природно-хозяйственная система» (П-ХС) рассматривается в работах (Мильков, 1973; Балацкий, Мельник, Яковлев, 1984; Швебс, 1987; Кочуров, Иванов, 1987; Реймерс, 1990; Швебс, Позаченюк, 1995; Кочуров, 2001). Главный признак П-ХС – единство территории, тесное взаимодействие между собой составляющих их подсистем и целостность выполняемых функций.

ГЛАВА 2. Естественно-исторические (природные) условия и факторы, воздействующие на геоэкологическую ситуацию в природно-хозяйственной системе

Географическое положение Республики Башкортостан. Республика Башкортостан (РБ) расположена на Южном Урале и прилегающей к нему с запада части Восточно-Европейской равнины, называемой Предуральем. На востоке она занимает узкую возвышенно-равнинную полосу – Башкирское Зауралье. Площадь республики 143,6 тыс. кв. км. Протяженность территории с севера на юг 550 км, с запада на восток – 450 км. Общая протяженность границ 2500 км. РБ расположена между 51о 31’ с.ш. и 56о 25’ с.ш., 53о 10’ в.д. и 60о 00’ в.д.

Геологическое строение, тектоника и рельеф. Характерное для региона разнообразие геологического строения и рельефа обусловлено сложной тектоникой. Здесь выделяют 5 крупных структурно-тектонических зон (Олли, Романов, 1959; и др.). Специфика рельефа подчеркивается сочетание двух типов мегарельефа – горного и обрамляющих его с запада и востока, равнин. Большая западная часть представляет собой сложнорасчлененную платформенную равнину. Абсолютные высоты поднятий – плато и возвышенностей, составляют 300 – 500м, понижений – от 70 до 300м. Восточная Башкирия – это преимущественно средне- и низкогорья. Лишь на крайнем востоке и юге горы сменяются плоскогорьями и цокольными равнинами. Территория делится на горный Южный Урал и равнинно-мелкосопочное Зауралье.

Климатические условия и факторы, воздействующие на геоэкологическую ситуацию. Климат РБ определяется положением территории внутри континента и влиянием мегарельефа, следствием чего являются значительные суточные и годовые амплитуды температуры воздуха, непостоянство в выпадении осадков. Наиболее заметны эти особенности в горных районах. Субмеридианально ориентированные хребты Южного Урала способствуют проявлению барьерного эффекта и потому наветренные ландшафты Западного Башкортостана (Максютов, 1979) лучше увлажняются и получают дополнительное количество адвективного тепла.

Сезонное распределение барических образований влияет на распределение и режим ветров. Зимой усиление влияния западного отрога азиатского антициклона приводит к преобладанию южных и юго-западных ветров. Летом режим ветра связан преимущественно с воздействием отрога азорского антициклона, преобладают северные, северо-западные и западные ветры. В годовом цикле на большей части территории в приземном слое атмосферы преобладают юго-западные ветры, но из-за особенностей мега- и макрорельефа они трансформируются в южные.

С точки зрения оценки роли атмосферной циркуляции в загрязнении окружающей среды РБ, помимо направления в приповерхностном слое атмосферы на уровне флюгера важное значение имеет режим ветра в более высоких слоях. Перенос на высотах 1000 м и 1500 м также неблагоприятен. Преобладание юго-западного, западного, южного ветров на высоте 1000 м и северного, северо-западного и западного – на 1500 м, способствует трансграничному переносу в пределы РБ выбросов промышленно развитых регионов практический всей ЕТР.

Поверхностные воды. Речная сеть РБ почти полностью образована системой Белой. Ее притоки собирают воды с большей части территории РБ. Поэтому загрязнители, попавшие в воды рек, в основном не выносятся за пределы РБ, остаются здесь.

Почвы. В почвенном покрове РБ представлен большой набор типов и подтипов от дерново-подзолистых почв до южных черноземов, горно-лесные почвы. Провинциальной особенностью почв являются тяжелый механический состав, карбонатность почвообразующих пород и некоторые другие. Важное значение с геоэкологической точки зрения имеет тяжелый механический состав: он определяет повышенную способность поглощать и удерживать биохимически активные загрязняющие вещества.

Растительность. Пограничное положение РБ на стыке Европы и Азии, особенности рельефа, обусловили высокое систематическое разнообразие флоры и фауны, сложное строение растительного покрова. В его структуре проявляется горизонтальная зональность и вертикальная поясность. Распространены интразональные сообщества лугов и болот.

Ландшафты. Ландшафтная структура территории РБ достаточно сложна. Здесь представлены равнинные и горные ландшафты, относящиеся к восточноевропейским, западносибирским и Казахстанским типам (Исаченко, Шляпников, 1989). Ландшафты равнин, плато, речных долин и озерных котловин отличаются условиями, благоприятными для сельского хозяйства и в целом для хозяйственной деятельности, сильно освоены, зачастую разрушены.

Специфика природных условий региона характеризуется целым рядом особенностей, обусловленных географическим положением, мега- и макрорельефом, спецификой циркуляции атмосферы, строения речной сети, почвенного покрова, существенно влияющих на формирование геоэкологической ситуации.

ГЛАВА 3. Использованная информация и методика работы

Информационную базу диссертации составили материалы исследований 1976-2008 гг: Полевыми исследованиями были охвачены территории Башкирского государственного заповедника (БГЗ), западные предгорья Южного Урала, главным образом в пределах Ишимбайского района, Бугульминско-Белебеевской возвышенности в пределах Туймазинского района, центральной части Южного Урала в районе среднегорного массива Иремель, территория Башкирского Зауралья. Полевые данные в общей сложности представлены выборкой из 748 описаний площадок 10х10м, 883 укосами, 840 из которых взяты на 4-х стационарных площадках в БГЗ; при проведении работ по картированию ландшафтов произведено описание 11 почвенных разрезов, на 7 точках проведены микроклиматические наблюдения.

Использованы фондовые материалы Башкирского территориального управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды: данные о среднесуточных температурах и суммах осадков за период с 1913 по 1995 гг., о среднегодовых температурах и годовых суммах осадков за 1965-2005 гг.; материалы Государственного учета лесного фонда (ГУЛФ) Агентства по лесному хозяйству РБ в разрезе лесхозов о площадях основных лесообразующих пород, динамике площади лесов Гослесфонда (ГЛФ) за 1990-2007 г.г.; Государственного комитета РБ по земельным ресурсам и землеустройству: данные о распределении земельного фонда сельских муниципальных районов РБ; Государственного комитета РБ по статистике данные о: количестве коммерческих и традиционных видов топлива, использованных в народном хозяйстве республики в 1990-2006 гг., данные переписи населения 2002 г, о численности скота во всех формах собственности (в головах КРС) на 01.01.2005г.; материалы администраций 10 сельских муниципальных районов из 21 названных нами «переходными», о распределении скота во всех формах собственности в разрезе общественных и личных хозяйств; материалы администраций этих же районов о наличии и распределении земель по формам собственности, категориям, угодьям и пользователям также в разрезе хозяйств; материалы ГУП «Башземоценка» - картосхемы распределения хозяйств этих районов и исходная информация для государственной кадастровой оценки земель сельхозназначения; данные Министерства природопользования, лесных ресурсов и охраны окружающей среды о массе промышленных выбросов и сбросов загрязняющих веществ в окружающую среду; о численности населения по всем сельским населенным пунктам Башкортостана.

Значительное количество необходимой информации извлечено в результате анализа картографических произведений: атласов, специальных и топографических карт от М 1:100 000 до М 1: 1000 1000, космические снимки Landsat 7 и др.

В качестве источников фактического материала использованы также различные издания, содержащие необходимые количественные данные: программы, справочники, статистические сборники, справочные материалы из отдельных изданий и научных публикаций, ссылки на которые даны в тексте.

Использованные методы. В процессе полевых работ применялись методы комплексных физико-географических и геоботанических исследований, стационарные и полустационарные наблюдения, рекогносцировочные обследования. Камеральная обработка полученных данных производилась с использованием общепринятых статистических, графических, картографических методов.

Расчетную часть диссертации составили вычисления: мощности поступающей в П-ХС солнечной радиации по имеющимся данным о радиационных балансах отдельных регионов и по формуле расчета теплоэнергетических ресурсов местности; годовой потребности населения и животных в ресурсах пищи и кормов; величины биомассы, полной нетто-первичной продуктивности растительности (НПП) и запасов почвенного гумуса и их изменений в результате хозяйственного освоения территории РБ по сравнению с состоянием в допромышленный период, баланса углерода в П-ХС, эмиссии углерода почвами и индустриальной эмиссии, запасов углерода в геосистемах, его стока в геосистемы и изменений в связи с хозяйственным освоением территории РБ, расчеты нагрузки сельскохозяйственного производства на геосистемы. В связи с тем, что сток углерода был определен косвенными методами: по полной нетто-первичной продукции (НПП) сельхозугодий по части продукции растительности, отчуждаемой с урожаем; рассчитан по формуле (Горшков, 1980); рассчитан по приросту биомассы растительности (Родин, Базилевич, 1965); по годичному связыванию углерода в ботанико-географических формациях (Мокроносов, 1994, 1999). Корректность результатов контролировалась параллельными расчетами разными методами, с использованием баз данных, полученных принципиально разными методами.

Данные м/с Чишмы за 1913-1995 гг. обработаны в Башкирском территориальном управлении по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. При обработке массового материала применялись стандартные статистические методы: расчет средних арифметических, расчеты коэффициента корреляции; однофакторный дисперсионный анализ, расчеты доверительных границ средних арифметических, коэффициентов корреляции, силы влияния факторов.

ГЛАВА 4. Характеристика геоэкологического состояния природно-хозяйственной системы

Покомпонентная характеристика геоэкологического состояния включает описание состояния атмосферы и условий ее загрязнения, структуры землепользования, состояния почвенного покрова (степени развития эрозии, масштабов процессов подкисления, техногенного нарушения почв), обеспеченности населения жизненным пространством, состояния лесной растительности, состояния флоры и фауны, загрязнения поверхностных вод.

Характеристика геоэкологического состояния природно-хозяйственной системы по балансу углерода. Материально-энергетические потоки в природных системах, П-ХС, зависят от базовых климатических факторов – количества поступающей солнечной энергии, осадков. В П-ХС используется также некоторое количество энергии сжигаемого топлива.

По годовой остаточной радиации рассчитана мощность получаемой территорией энергии, произведены дифференцированные расчеты на основе имеющихся данных о радиационных балансах геоморфологических районов РБ, подсчитаны теплоэнергетические ресурсы климата по формуле Тк=52,6хtп+1910 МДж/м3/год, tп – температура почвы (Карнацевич, 2002). Установлено, что адвективное тепло увеличивает теплоэнергетические ресурсы примерно на 23-24%, сглаживает географические различия между регионами в обеспеченности энергией: по данным расчетов по радиационым балансам наиболее обеспеченное Зауралье получает почти на 20% больше солнечной энергии, чем Южный Урал. По обеспеченности теплоэнергетическими ресурсами с учетом адвективного тепла, различия между наиболее обеспеченной Бугульминско-Белебеевской возвышенностью и Южным Уралом составляет 11% (табл. 1).

Оценка баланса углерода предполагает выявление изменений содержания углерода в результате освоения территории. Рассчитаны биомасса и нетто-первичная продукция (НПП) доиндустриальной и современной растительности и запасов гумуса в почвах до сельскохозяйственного освоения и в современных почвах. При расчете биомассы доиндустриальной растительности использованы данные об общих биомассах основных типов растительности (Родин, Базилевич, 1965), величину НПП рассчитали по формуле: Р1=aх/k (Горшков, 1980).

Таблица 1. Сравнение мощности энергии, получаемой регионами Башкортостана по данным радиационного баланса (R0) и показателю Тк

Геоморфологические районы и группы районов Суммарная мощность, 109 Вт
по радиационному балансу по показателю Тк
Камско-Бельское увалистое понижение 3008-3243 3894-4138
Уфимское плато 437 577-591
Юрюзано-Айское холмисто-грядовое понижение 462 582-590
Бугульминско-Белебеевская платообразная возвышенность 467-501 654-681
Грядово-холмистая возвышенность Приуральского Общего Сырта 292 363-370
Зауральский пенеплен и Таналык-Баймакское понижение 474-540 637-648
Южный Урал 1690 2311-2341
Всего 6830-7165 9018-9359

НПП современной растительности в целях контроля точности рассчитали двумя способами: по массе отчуждаемой части продукции растительности и аналитически, по приведенной выше формуле. Несовпадение результатов немногим превысило 3%. Результаты расчетов основных статей материального баланса П-ХС приведены, табл. 2.

Таблица 2. Важнейшие характеристики материального баланса природно-хозяйственной системы Башкортостана

Основные статьи баланса Кол-во сухой массы, в 103 т
Исходные показатели (потребности): населения в пище домашнего скота в кормах общая (суммарная) в пище и кормах 943 8107 9050
Отчуждаемая биомасса: зерно корма с ЕКУ корма с пашни корма с земель ГЛФ круглая древесина общая масса, прямо отчуждаемая в антропогенный канал Полное количество отчуждаемой продукции, с учетом недобранной части 3837 1306 3171 1386 1618 11318 25296
Нетто-первичная продукция растительности: зернового поля всех видов кормовых угодий прирост лесов Суммарная нетто-первичная продукция растительности 7674 19543 51988 79205

В работе дано подробное описание методики расчетов. Общее представление о содержании органического углерода в резервуарах и изменениях в связи с деятельностью человека дает табл. 3.

С учетом обеспеченности земельными ресурсами, урожайности сельхоз культур, кормовых угодий на пашне, естественных кормовых угодий (ЕКУ) и на землях Государственного лесного фонда, обеспеченности климатическими ресурсами, численности, возрастной и половой структуры населения, поголовья домашнего скота, запасов и прироста древесины, объема рубок, массы и структуры используемых топливных ресурсов, радиационного баланса, рассчитана потребность в П-ХС в материально-энергетических ресурсах.

Таблица 3.Основные параметры баланса органического углерода (Сорг) в природно-хозяйственной системе Башкортостана и его изменения в результате хозяйственного освоения

Статья баланса Содержание углерода, 106 т
в допромышленную эпоху в современную эпоху
Общее содержание в биомассе 1230/100 558/45,0*
Содержание в биомассе лесов 1181/100 475/40,0*
Содержание в НПП 43,3/100 35,6/82,0*
Потери с отчуждаемой частью НПП - 11,4
Общее содержание в почвенном гумусе 3100/100 2900/94,0*
Потери за год в результате дегумификации - _2,5/0,09**_
Валовое содержание в биомассе и почвах 4430/100 3458/78,0
Содержание в биомассе степной (травянистой) растительности 48,3/100 83,2/172,3


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 6 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.