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 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 6 |

Баланс углерода – критерий оценки состояния региональной природно-хозяйственной системы

-- [ Страница 3 ] --

Примечание: * - доля % от показателей для допромышленной эпохи; ** - доля от общего содержания в почвенном гумусе

Основными банками органического углерода в геосистемах (ГС) РБ являются растительность (в основном лесная) и почвы. Количественные показатели, составляющие основу баланса углерода в П-ХС, даны (табл. 3, 4).

Таблица 4. Основные характеристики составляющих баланса углерода,
связанного в биомассе природно-хозяйственной системы Башкортостана

Показатели биомасса, 103 т сухой массы Содержание Сорг, 103 т
Общая биомасса, в т.ч.: сельхозугодий кормовых угодий Гослесфонда лесов 1235793 184300 714 1050779 556106 82935 321 472851
Полная НПП, в т.ч.: всех видов кормовых угодий (естественных, на пашне, в Гослесфонде) пашни (за исключением части, используемой для выращивания кормов) лесопокрытых площадей 79205 19544 7674 51988 35642 8794 3453 23395
Количество отчуждаемой массы НПП, в т.ч.: отчуждается с пашни с зерном и кормами возвращается пашне с органическими удобрениями безвозвратные потери НПП 25296 7008 911 24385 11383 3154 410 10973

В распределении запасов Cорг в растительности, почвах и суммарных (в растительности и почвах) запасов, проявляется характерная для территории картина горизонтально-зональной и вертикально-зональной структуры ландшафтов (рис. 1).

Подтверждается закономерность: содержание углерода в почвах горных районов ниже, чем на равнинах (Заварзин, 1994):

равнины, т/га горы, т/га

а) в растительном покрове 12 – 84 113

б) в почвенном покрове 175 – 248 90 – 150

в) суммарный углерод 202 – 343 197 – 288

В результате хозяйственной деятельности баланс Сорг, стал отрицательным. Общее содержание в фитомассе уменьшилось на 55%, содержание в фитомассе лесов – на 60%. В НПП углерода связывается на 18% меньше, чем в доиндустриальный период, 32% которого человек безвозвратно отчуждает. Более чем на 72% возросла масса Сорг, заключенного в травянистой растительности. Это есть результат существенных перемен в структуре растительного покрова, произошедших в результате хозяйственного освоения территории. Современная растительность фиксирует углерод более интенсивно: прежде масса углерода, связываемого в НПП составляла 4% от его общего содержания в биомассе, сейчас она равна 6%.

 артосхема распределения суммарных запасов органического углерода в-0

Рис.1 Картосхема распределения суммарных запасов органического углерода в природно-хозяйственной системе Республики Башкортостан (номер выдела – интервалы величины запасов углерода в т/га).

Безвозвратное отчуждение углерода НПП более, чем в 30 раз превышает уровень, «разрешенный» правилом 1% (табл. 4).

Географические закономерности эмиссии углерода почвами РБ. Эмиссия с поверхности почв во многом зависит от климатического фактора – длительности вегетационного периода (Мокроносов, Кудеяров, 1997; Кудеяров, 1999), т.е. подчиняется географическим закономерностям. На территории П-ХС РБ в ее распределении проявляется общая картина горизонтально-зональной и вертикально-зональной ландшафтной структуры территории (рис. 2): наличие системообразующего центра – гор Южного Урала, включая восточные и западные предгорья и лесистые плато и подчиненных геосистем равнин и возвышенностей Западного Башкортостана и Зауралья. Первые образуют зону пониженной эмиссии C-CO2 в 1,7-3,0 т/га/год. В Бельско-Уфимском междуречье, северной части Бугульминско-Белебеевской возвышенности с серыми лесными почвами, в Зауралье в области распространения обыкновенных и южных черноземов и их засоленных вариантов сформировались зоны с эмиссией в 4,4-6,0 т/га/год. Равнинные и возвышенные территории Камско-Бельского понижения с господством выщелоченных и типичных черноземов, частично Юрюзано-Айское понижение, узкая полоса Зауральского пенеплена в пределах РБ, отличаются самыми высокими значениями эмиссии – в 6,0-9,0 т/га/год.

 Картосхема эмиссии углерода углекислого газа (С-СО2) почвами Республики-1

Рис.2. Картосхема эмиссии углерода углекислого газа (С-СО2) почвами Республики Башкортостан, т/га/год

Расчет индустриальной эмиссии углерода. На антропогенную эмиссию в П-ХС РБ сильно повлиял промышленный спад 90-х гг. (рис.3).

Общий баланс углерода в природно-хозяйственной системе Башкортостана. Основные статьи баланса углерода представлены на схеме (рис.4).

Суммарная эмиссия 93631х103 – 119799х103 т углерода в год. Вклады эмитентов: дыхание почв 64-71%, сжигание топлив – 15-20%, безвозвратное отчуждение части НПП – 9-12%, эрозия 2-3%, выщелачивание почвенных карбонатов – 2%. Суммарная эмиссия превышает сток в 2,6 -3,4 раза.

 Динамика эмиссии углерода от индустриальных источников хема общего-2

Рис. 3.Динамика эмиссии углерода от индустриальных источников

 хема общего баланса углерода в природно-хозяйственной системе Башкортостана. -3

Рис.4 Схема общего баланса углерода в природно-хозяйственной системе Башкортостана.

Лесная растительность связывает 23395х103 т/год (табл. 4), масса индустриальных выбросов – 18500 х 103 т/год, т.е. сейчас сток превышает эмиссию на 20-21%. В рамках требований Киотского (г. Киото,1997) протокола ситуация в РБ сравнительно благополучна или близка к этому состоянию.

Оценка влияния хозяйственной деятельности на окружающую среду по балансу углерода. Количество выбросов углерода и вырабатываемая энергия взаимосвязаны, позволяют количественно оценить интенсивность антропогенного давления на окружающую среду.

Выбросы углекислого газа в РБ (по 2004 году) составили 474 т/км2 и 16,53 т/чел., соответственно. При оценке антропогенного давления на окружающую среду по энергетической нагрузке, учитывается тепловая энергия сожженного топлива (Поздняков и др., 2003) в расчете на единицу площади. Это очень важный показатель, поскольку в основе механизмов дестабилизации окружающей среды лежит энергия, получаемая человеком (Данилов-Данильян и др., 1994; Поздняков и др., 2003). Энергопотребление (Ее) – мощность выработанной первичной энергии на 1 чел (Поздняков и др., 2003), в РБ составляет 5,6х103 Вт/чел. Мощность прямого потребления, т.е. части НПП растительности, прямо отчуждаемой человеком (биопотребление, Еб), составляет 3,9х103 Вт/чел.

Суммарные выбросы углерода (94-120)х106 т/год в 2,6-3,4 раза превышают ассимиляционные возможности всего растительного покрова (36х106 т/год) и в 4-5 раза превышают возможности растительности лесов (24х106 т/год). Это есть мера нарушения природного равновесия. Вывод: согласно результатам изучения баланса углерода, окружающая среда в П-ХС РБ значительно дестабилизирована.

ГЛАВА 5. Пространственно-временная дифференциация природно-хозяйственной системы и оценка состояния окружающей среды Республики Башкортостан в целях управления балансом углерода

Выделение геосистем. Рельеф формирует наиболее существенные особенности природных условий территории: «Рельеф, …создает большие контрасты между геосистемами…» (Исаченко, 1991, с. 11). Он определяет и некоторые особенности хозяйственной деятельности в отраслях, оказывающих на геосистемы фоновые воздействия, такие, как «…богарное земледелие, пастбищное животноводство, охота, лесное хозяйство» (Исаченко, 1991, с.347). Поэтому при выделении геосистем (ГС) в качестве основного критерия дифференциации принят рельеф.

При характеристике геосистем, учитывалась преобразованность ландшафтов, мощность энергопотребления, энергетическая нагрузка на территорию, распаханность, доля естественных кормовых угодий (ЕКУ), нагрузка домашних животных на пашню и на ЕКУ, плотность сельского населения. Первые три показателя дают общее представление о суммарном воздействии на окружающую среду всего хозяйственного комплекса региона. Остальные, включая и плотность сельского населения, являются более частными, они отражают давление на природу сельскохозяйственного производства.

Сельское население оказывает на окружающую среду непосредственное воздействие, имеющее рассеянный (площадной) характер, городское, сконцентрированное на относительно ограниченной территории – опосредованно, через вклад в биопотребление, энергопотребление и энергетическую нагрузку, выбросы в окружающую среду.

Наиболее показательна картина пространственного распределения таких характеристик земледельческой освоенности, как плотность сельского населения и степень распаханности территории. По характеру их распределения в РБ выделяются три крупные структуры соответствующие ландшафтной структуре П-ХС: одна слабоосвоенная, включающая Южный Урал и лесистые Уфимское и Зилаирское плато, две сильноосвоенные, это равнины и возвышенности Западного Башкортостана и Зауральский пенеплен. Выделено 14 геосистем (рис. 5).

Рис.5. Схема геоэкологического районирования Башкортостана

№ и название геосистемы: 1. Тюйско-Бельская; 2. Уфимская; 3. Юрюзанско-Айская; 4. Бугульминско-Белебеевская; 5. Чермасанско-Ашкадарская; 6. Инзерско-Салдыбашская; 7. Зилимско-Зиганская; 8. Общесыртинская; 9. Нугушско-Икская; 10. Южно-Уральская; 11. Зилаирская; 12. Крыктытауско-Ирандыкская; 13. Сакмарская; 14. Таналыкско-Янгельская.

Состояние геосистем. По степени нарушенности и/или сохранности ландшафтов (Данилов-Данильян и др., 1994) различаются пять групп: исключительно сильно преобразованные (трансформировано 97-90% площади) – ГС Чермасанско-Ашкадарская (97%), Общесыртинская (92%), Бугульминско-Белебеевская (91%), Тюйско-Бельская (90%); очень сильно преобразованные (87-80%) – ГС Сакмарская (87%), Юрюзанско-Айская (85%), Таналыкско-Янгельская (82%), Зилимско-Зиганская (81%) и Нугушско-Икская (80%); сильно преобразованные – ГС Инзерско-Салдыбашская (59%), Крыктытауско-Ирандыкская (54%); умеренно преобразованные – ГС Уфимская (45%), Зилаирская (35,5%); относительно слабо преобразованная Южно-Уральская ГС – (25%).

По (Мильков, 1973) почти 62% занимают антропогенные комплексы, где естественные ландшафты нарушены более чем на 75%, около – 20% природно-антропогенные комплексы с естественными ландшафтами, нарушенными на 25–75%, 18,46% территории представляют природные комплексы со степенью сохранности не менее 75%.

Сток углерода в геосистемы. Антропогенные нарушения естественных ландшафтов приводят к снижению способности ассимилировать атмосферный углерод (Голубев, 2006) и особенно – вследствие уничтожения лесной растительности (Горшков, 1980; Данилов-Данильян, Горшков, Арский и др., 1994). Мощности потоков углерода из атмосферы в ГС оценены по приведенному стоку (частное от деления общего стока в ГС на ее площадь); снижение стока вследствие освоения ландшафтов найдено по отклонениям фактических стоков от максимальных в не измененные, «потенциальные» ландшафты (Голубев, 2006). Расчеты производились по показателю годичного связывания углерода (Мокроносов, 1994, 1999). В распределении приведенного стока в П-ХС РБ статистически достоверные различия между географическими совокупностями геосистем в тС/га/год (низко-среднегорий и плато: 1=3,87 2,50, предгорий: 2=3,86 3,36, равнин и возвышенностей: 3=3,77 3,47), а также различия по величине годичного связывания углерода растительностью лесов, не выявлены доверительные интервалы перекрываются. В пределах Башкортостана географические различия приведенного стока и годичного связывания углерода лесами (в пределах доступной нам точности расчетов) не установлены, проявляется тренд возрастания от гор к равнинам.

Обобщённым показателем глубины преобразований природной среды, является изменение стока углерода (Горшков, 1980) – отклонение современного (фактического) стока от максимального. Незначительно снизился сток (4%) в чисто степной Таналыкско-Янгельской ГС, самое большое снижение (на 43%) произошло в ГС Крыктытауско-Ирандыкской и Зилаирской (около 39%). Средняя арифметическая снижения стока по всей совокупности – 77-78% (табл. 5), т.е. суммарный сток в П-ХС РБ сократился по сравнению с доиндустриальным почти на четверть. Это значение близко к величине, найденной по массе отчуждаемой в антропогенный канал части НПП другим способом и равной 80-82%.

Установлена слабая положительная недостоверная связь стока углерода с распаханностью (r1=0,47), преобразованностью ландшафтов (r2=0,40), сохранностью ландшафтов (r3=0,22), рис. 6.

Сравнительная оценка стока углерода в геосистемы РБ и сопредельных территорий Урала. Изучение стока углерода на более обширной территории, включающей, помимо Башкортостана и Средний Урал, показало, что действие закона зональности опосредованно, через сток углерода проявляется как в непо-средственно горном поднятии, так и на равнинах (рис. 7).

Таблица 5

Сравнение фактического стока углерода в геосистемах Башкортостана со стоком в условный ландшафт

Геосистема Ландшафт Площадь геосистемы, тыс.га Площадь ботанико-географических формаций, тыс. га Фактический сток, тыс. т Приведенный сток, т/га/год Максимальный сток,тыс. т Фактический сток в % от максимального
1 Тюйско-Бельская л/с 1885,0 1783.119 6908,899 3,67 8633,3 80.03
2 Уфимская хв 767,5 504,641 2495.733 3,25 3875,875 64,39
3 Юрюзанско-Айская л/с 816,5 727,124 2696,663 3,3 3739,57 72,11
4 Бугульминско-Белебеевская л/с 1637,0 1569,467 5998,728 3,66 7497,46 80,01
5 Чермасанско-Ашкадарская л/с 2486,5 2361,493 8979,049 3,61 11388,17 78,85
6 Инзерско-Салдыбашская л/с 433,0 397,242 1681.27 3,88 1983,14 84.78
7 Зилимско-Зиганская л/с 421,0 370,755 1463.424 3,48 1928,18 75,9
8 Общесыртинская л/с 353,0 339,596 1245.066 3,53 1616,74 77,01
9 Нугушско-Икская л/с 257,0 246,287 889,11 3,46 1177,06 75,54
10 Южно-Уральская Гл/л 2651,0 2078,24 10018,863 3,78 12141,58 82,52
11 Зилаирская Гл/л 1144,0 712,037 3570,69 3,12 5239,52 62,5
12 Крыктытауско-Ирандыкская Гл/лс 519,0 340,935 1345,83 2,59 2377,02 56,62
13 Сакмарская Гл/лс 195,0 181,758 737,348 3,78 893,1 82,56
14 Таналыкско-Янгельская ст 794,5 766,687 3024,383 3,81 3217,725 94.0
14360,0 12379,441 51055,0 65708,44 77,7


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 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.