Забезпечення екологічної безпеки розвитку і функціонування водних і наземних екосистем Широколужанського масиву Карпатського біосферного заповідника

Размещено на http://www.allbest.ru/

УКРАЇНСЬКИЙ НАУКОВО-ДОСЛІДНИЙ ІНСТИТУТ

ЕКОЛОГІЧНИХ ПРОБЛЕМ

УДК 504.064.3:574(502.72)

ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЕКОЛОГІЧНОЇ БЕЗПЕКИ РОЗВИТКУ І ФУНКЦІОНУВАННЯ ВОДНИХ І НАЗЕМНИХ ЕКОСИСТЕМ ШИРОКОЛУЖАНСЬКОГО МАСИВУ КАРПАТСЬКОГО БІОСФЕРНОГО ЗАПОВІДНИКА

Спеціальність 21.06.01 - Екологічна безпека

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

ЦАРЬКОВА ЮЛІЯ ВАСИЛІВНА

Харків 2008

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Державній службі заповідної справи Міністерства охорони навколишнього природного середовища України та Київському національному університеті будівництва і архітектури Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник доктор біологічних наук, професор Удод Віра Михайлівна, Київський національний університет будівництва і архітектури, професор кафедри охорони праці та навколишнього середовища

Офіційні опоненти доктор технічних наук, професор Шеренков Ігор Аркадієвич, Харківський державний технічний університет будівництва та архітектури, завідувач кафедри безпеки життєдіяльності та інженерної екології

кандидат технічних наук Варламов Євгеній Миколайович, Український науково-дослідний інститут екологічних проблем, завідувач лабораторією засобів і методів моніторингу та контролю навколишнього природного середовища

Захист відбудеться 24.04. 2008 р. о _10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д.64.812.01 в Українському науково-дослідному інституті екологічних проблем за адресою: 61166, м. Харків, вул. Бакуліна, 6.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Українського науково-дослідного інституту екологічних проблем (61166, м. Харків, вул. Бакуліна, 6)

Автореферат розісланий 21.03. 2008 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Т.Ф. Жуковський

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Посилення за останні роки впливу природно-антропогенного фактору на функціонування водних і наземних екосистем створює екологічну небезпеку не лише їх розвитку, а й існуванню самої людини. Стихійні лиха, що охопили у 1998, 2001 рр. Закарпаття, засвідчили, що одним із напрямів їх попередження є подальша оптимізація природокористування на територіях природно-заповідного фонду з обмеженим режимом лісокористування на всіх територіях водозборів і басейнів основних річок області. Заповідні території - це національне багатство держави і важливий природний ресурс. Як складова екологічної та національної безпеки України їх збереження та розвиток є актуальною стратегічною задачею природо- та ресурсокористування. Тому екологічну оцінку цих територій можна вважати інтегральним критерієм чи мірою безпеки природних систем, що запобігає появі незворотних процесів, пов'язаних з дією природних або антропогенних факторів. Одним із основних механізмів забезпечення екологічної безпеки заповідних територій є проведення екологічного моніторингу і шляхів його реалізації. Вирішенню даної проблеми присвячена дисертаційна робота, оскільки попередження негативних наслідків на території заповідного об'єкту (Карпатський біосферний заповідник) за рахунок покращення системи екологічного моніторингу сприятиме безпечному розвитку і функціонуванню водних і наземних екосистем.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами.

Дисертаційна робота «Забезпечення екологічної безпеки розвитку і функціонування водних і наземних екосистем Широколужанського масиву (ШМ) Карпатського біосферного заповідника (КБЗ)» виконана безпосередньо автором у рамках Гранту Президента України для обдарованої молоді на тему: «Збереження ландшафтних і природних властивостей заповідних територій України на прикладі дослідження водних екосистем Карпатського біосферного заповідника» (відповідно до розпорядження Президента України від 12.01.2004 р. № 6/2004-рп).

Мета і задачі дослідження. Метою роботи є забезпечення екологічної безпеки розвитку водних (р. Лужанка і р. Тересва) і наземних (ШМ КБЗ) екосистем за рахунок вдосконалення системи проведення екологічного моніторингу. екосистема лужанка тересва водний

Для досягнення поставленої мети сформульовані наступні задачі:

1) за екосистемним принципом зробити оцінку впливу природних і техногенних чинників за довгостроковий період (1963-2004 рр.) на якість води річок Лужанка і Тересва у процесі динамічного розвитку водних і наземних екосистем; 2) встановити причини і потенційно-можливі наслідки взаємообумовлених змін водних і наземних екосистем ШМ КБЗ; 3) встановити основні наукові закономірності динамічного розвитку водних і наземних екосистем; 4) подати пропозиції щодо покращення управління природокористуванням заповідними територіями (на прикладі КБЗ) для забезпечення їх екологічно-безпечного розвитку.

Об'єкт дослідження - водні екосистеми (річки Лужанка і Тересва) та їх вплив на наземні екосистеми ШМ КБЗ.

Предмет дослідження - вдосконалення екологічного моніторингу водних екосистем ШМ КБЗ з метою забезпечення екологічної безпеки їх розвитку.

Методи дослідження. Для оцінки впливу природних та антропогенних факторів на якість води досліджуваних річок застосовані методики щодо розрахунку індексу забрудненості води (ІЗВ); екологічної оцінки якості поверхневих вод суші України - екологічний індекс (ЕІ); визначення іонної сили (ІС) водних розчинів; математичне прогнозування за допомогою моделювання статистичними методами.

Наукова новизна дисертаційної роботи.

Вперше за екосистемним принципом зроблено оцінку якості води річок Лужанка і Тересва у процесі динамічного розвитку природних систем ШМ КБЗ (1963-2004 рр.). Встановлено, що під впливом гідрометеорологічних факторів відбулося якісне та кількісне виснаження досліджуваних річок.

На основі декомпозиційного аналізу системи матеріальних балансів різних категорій руслових поверхневих вод науково обґрунтовано причини і потенційно-можливі наслідки взаємообумовлених змін водних і наземних екосистем ШМ під впливом дії гідрометеорологічних факторів (вперше визначено ІЗВ, ЕІ і причини змін за довгостроковий період). На прикладі запропонованої системної моделі розглянуті наслідки цих впливів.

Встановлено особливості змін розвитку водних і наземних екосистем ШМ КБЗ і фактори, що призводять до порушення екологічно безпечного їх функціонування.

Показано, що екологічна безпека функціонування водних і наземних екосистем може бути забезпечена за рахунок вдосконалення системи екологічного моніторингу з комплексним визначенням ІЗВ, ЕІ та запропонованої методики «ІС». Використовуючи вдосконалену систему проведення екологічного моніторингу розроблена схема поточного управління природокористуванням.

Практичне значення отриманих результатів.

Для збереження водорегулюючих властивостей лісових насаджень ШМ КБЗ та прилеглих територій, забезпечення оптимальних ґрунтових умов, запобігання процесів вилугування, вторинного засолення, ерозії автором запропоновано і впроваджено технічні рішення (акт впровадження від 29.12.2006 № 980) в основі яких лежать заходи лісової біологічної рекультивації до складу якої входить комплекс заходів, які забезпечують створення сприятливого водно-повітряного та поживного режимів ґрунту для лісових культур. Використано два етапи меліоративних заходів, а саме: внесення мінеральних добрив (нітроамофос) та проведення природоохоронної фітомеліорації (з використанням природних рослинних бар'єрних зон).

Практичне значення дисертаційної роботи:

- впроваджено на регіональному рівні методику «ІС» та картографічну модель оцінки якості води р. Лужанка і р. Тересва для ШМ (акт впровадження від 05.12.2006 № 845), заходи лісової біологічної рекультивації (акт впровадження від 29.12.2006 № 980);

- запропоновано на державному рівні відкриття гідрометеопосту та гідрохімічного створу з проведенням спостережень на річці Лужанка (лист від 14.03.2006 р. № 154 до Держгідрометслужби МНС України);

- впроваджено в учбовий процес методичні рекомендації «Біосферні центри культурно-екологічної мережі та здійснення екологічного моніторингу на їх території (на прикладі КБЗ)» для вивчення дисципліни «Заповідна справа».

Особистий внесок здобувача. Дисертаційна робота виконана особисто здобувачем. В основу покладено узагальнення результатів спостережень за 1963-2004 рр., отриманих Держгідрометслужбою МНС України, наукових досліджень КБЗ та особистих досліджень.

Автором одноосібно розроблено і реалізовано методичну схему комплексних досліджень якості води річок Лужанка і Тересва, виявлено і проаналізовано закономірності формування хімічного складу води, рівня забрудненості води річок, запропонована екологічна оцінка стану досліджуваних річок, здійснено довгострокове прогнозування якості води річок Лужанка і Тересва. Особисто автором запропоновано заходи щодо покращення системи природокористуванням в КБЗ.

Аналіз причин і потенційно-можливих наслідків взаємообумовлених змін водних і наземних екосистем за екологічним принципом виконані автором самостійно під науковим керівництвом д.б.н., проф. Удод В.М. (КНУБА, кафедра охорони праці і навколишнього середовища).

Апробація результатів дисертації. Головні положення дисертації доповідалися та обговорювалися на 4 наукових конференціях: 65-ій науково-практичній конференції КНУБА (Київ, 2004); 67-ій науково-практичній конференції КНУБА (Київ, 2006); І-ій міжнародній науково-практичній конференції «На шляху до сталого розвитку регіонів. Екологічні та соціально-економічні аспекти» (Полтава, 2004); ХІІІ міжнародній науково-практичній конференції «Экология и здоровье человека. Охрана воздушного и водного бассейнов. Утилизация отходов» (Харків, 2005). Результати досліджень доповідалися та обговорювалися на Науково-технічній раді КБЗ.

Публікації. За матеріалами дисертаційної роботи опубліковано 10 наукових праць: 6 статей у фахових виданнях ВАК України (у тому числі 4 одноосібні), 3 публікації у тезах і матеріалах конференцій, 1 методичні рекомендації.

Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота складається із вступу, 5 розділів, висновків, списку використаних джерел, що включають 179 найменувань (16 сторінок) та 6 додатків (21 сторінка). Повний об'єм дисертації - 197 сторінок, з яких основний текст - 125 сторінок. Робота містить 75 рисунків, 26 таблиць (з них 14 таблиць та 7 рисунків на 35 окремих сторінках).

Основний зміст роботи

У вступі обґрунтовано актуальність роботи, зв'язок дисертації з науковими програмами, планами та темами, сформульовано мету, об'єкт, предмет та задачі дослідження, методи дослідження, визначено наукову новизну та практичне значення отриманих результатів, а також особистий внесок автора.

У першому розділі розглянуто основні напрямки вивченості якості води басейну р. Тиси.

Оскільки річки є найважливішими компонентами розвитку і функціонування природних систем, то вода виступає як один із найголовніших факторів, які змінюють вигляд ландшафтів та впливають на якість життя живих організмів. У зв'язку з цим логічною є увага до річок, а також до визначення змін, що відбуваються з ними. Розглядаючи річкову мережу КБЗ, слід зазначити, що вона належить до басейну Тиси. Аналіз літературних джерел показав, що вивчення якості води річок басейну Тиси проводилося переважно лише за такими напрямками: 1) природні умови та природно-ресурсний потенціал [Кубишкін Г.П., 1958; Геренчук К.І., 1981; Яцик А.В., 1991]; 2) короткий гідрохімічний склад води основних річок [Василевський Г.А., 1970; Геренчук К.І., 1981]; 3) головні гідрологічні особливості річок [Пастернак П.С., 1988; Мережко О.І., 1999; Паламарчук М.М, 2001; Вишневський В.І., 2003; Киндюк Б.В., 2003].

Розглядаючи гідрологічну мережу, власне ШМ, слід зазначити, що в літературних джерелах вона висвітлена лише основними характеристиками р. Лужанка та р. Тересва (довжина річки, площа басейну, похил, залісненість водозбору тощо).

Певну роботу, щодо детальнішої гідрологічної характеристики річки Лужанка, потоків і потічків масиву, було започатковано і, в значній мірі, виконано працівниками КБЗ лише у 2003 р. Виходячи з цього, аналіз стану вивченості басейну р. Тиси (в районі КБЗ) здійснено у такій послідовності: 1) гідрологічна характеристика Закарпаття;

2) гідрологічна характеристика ШМ КБЗ; 3) характеристика гідрохімічного стану басейну р. Тиса (у районі КБЗ).

Річка Лужанка найбільша у ШМ і належить до малих річок, бере початок на висоті 1300 м н.р.м. на південно-західних схилах Полонинського хребта (хр. Квасний Верх). На заповідний масив припадає ? 33% загальної довжини річки та ? 38% від величини басейну.

Для дослідження за гідрологічними показниками на р. Лужанка діяв єдиний, протягом тривалого часу (з 01 січня 1956 р. по 01 жовтня 1988 р.), гідрологічний пост Держгідрометслужби України у с. Нересниця Тячівського району. Гідрохімічний створ діяв з 1963 р., проте був закритий раніше - у 1985 р. На даний час спостереження за гідрологічними показниками проводять лише на посту КБЗ, який відкритий з 01 січня 1983 р. у с. Широкий Луг Тячівського району. Виконують їх за скороченою програмою (рівень води, температура води, температура повітря над водою). Також, періодично, починаючи з 2003 р., відбираються проби для гідрохімічного аналізу. Слід особливо зазначити, що гідрохімічні дослідження у КБЗ почали проводитися лише з 2002 р. (аналіз атмосферних опадів), а гідрохімічні дослідження водних об'єктів з 2003 р.

Річка Тересва утворюється при злитті річок Брустурянка (Брустуранка) та Мокрянка біля смт. Усть-Чорна. Тересва є найбільшою правою притокою Тиси у східному Закарпатті.

На р. Тересва гідропост Держгідрометслужби України у с. Нересниця діє з 04 червня 1948 р. по теперішній час.

Хімічний склад води річок Закарпатської області формується під впливом високої зволоженості та поширення бідних солями флішових порід, твердих вулканічних порід, стійких до вивітрювання, що обумовлює слабку мінералізацію поверхневих вод. Незначним джерелом надходження солей в річкові води є гірські ґрунти Карпат. Разом з цим на склад річкових вод певний вплив надають підземні води. Глибокими річковими долинами в багатьох місцях розкриваються водоносні горизонти палеогену, утворюючи численні джерела мінеральних вод, що надходять в руслову мережу. Присутні мінеральні джерела і на території ШМ. Хімічний склад води змінюється протягом року залежно від переважання у річковому стоці вод різних генетичних типів: поверхневих, ґрунтових, підземних.

Аналіз даних наукової літератури показав, що відсутні відомості про вплив та наслідки впливу руслового поверхневого стоку на ландшафти природних систем. Тобто, у літературних джерелах, відсутня інформація щодо порушення екологічно-безпечного розвитку природних систем КБЗ і, власне, ШМ.

У другому розділі показано як на основі розробленої автором спеціальної комплексної програми організації наукової роботи (програмно-цільової структури дослідження) реалізовано мету дослідження. Структура досліджень вимагала розробки та вивчення наступних питань: збір і опрацювання наукової інформації про еколого-гігієнічний стан водних екосистем КБЗ; по результатам екологічного моніторингу з'ясування змін гідрологічних і гідрохімічних показників води річок Лужанка і Тересва за довгостроковий період спостереження 1963-1985, 2003-2004 рр.; визначення ІЗВ та ЕІ річок Лужанка та Тересва; встановлення наукових закономірностей змін гідрохімічного складу річок в залежності від витрат води в поверхневих водоймах; визначення впливу гідрохімічного складу води річок на властивості ландшафтів заповідних територій; вибір математичних моделей прогнозу якості води річок Лужанка і Тересва та створення схеми поточного управління станом заповідних територій.

Досліджувалися абіотичні і біотичні фактори та їх вплив на річки й ландшафти.

Автором самостійно проведено наступну експериментальну роботу: екологічні спостереження та особисті дослідження якості води р. Лужанка за період 2003-2004 рр.; аналіз отриманих даних та встановлення відповідних закономірностей їх розвитку; аналіз статистичних даних якості води річок Лужанка та Тересва за період 1963-1985, 2003-2004 рр.; гідрохімічний контроль за якістю води досліджуваних річок за літній період 2004 р.; статистична обробка даних з метою отримання прогнозу якості води р. Лужанка та Тересва до 2010 р.; визначено залежності між та іонами кальцію і натрію для підтвердження кальцієвої групи води; визначено взаємозв'язок між витратами води та Уu досліджуваних річок; визначено взаємообумовлений вплив між ландшафтами заповідних територій та водними екосистемами.

Для виконання поставлених завдань створено інформаційну базу фактографічних даних, для якої використали результати, отримані Держгідрометслужбою за період 1963-1985 рр. у с. Нересниця, КБЗ у с. Широкий Луг за 2003-2004 рр. та дані, отримані автором, літом 2004 р. у с. Нересниця. Для оцінки впливу природних та антропогенних факторів на якість води річок Лужанка та Тересва були використані наступні методики: 1) ІЗВ; 2) екологічна оцінка якості поверхневих вод суші України - ЕІ; 3) визначення ІС водних розчинів; 4) математичне прогнозування за допомогою моделювання статистичними методами.

Третій розділ присвячено результатам проведеного екологічного моніторингу водних об'єктів ШМ КБЗ.

Зважаючи на те, що водні об'єкти тісно пов'язані з усіма екологічними складовими біосфери, визначення їх екологічного стану є важливим компонентом у забезпеченні екологічно безпечного розвитку природних систем. Особливо важливим є моніторинг водних систем саме на заповідних територіях, тому що стійкий розвиток наземних екосистем повинен забезпечити збереження біо- і ландшафтного різноманіття.

Це обумовлює визначати, поряд з результатами екологічного моніторингу водних екосистем, рівень змін прилеглих територій і ландшафтів та запропонувати заходи із зменшення їх наслідків. Вибір досліджуваних річок, пов'язаний із принципом парності об'єктів, припускає проведення комплексних досліджень як на території заповідника, так і на прилеглій чи сусідній території, для порівняння факторів впливу антропогенних та природних чинників.

Для характеристики екологічного стану річок на території КБЗ, необхідні тривалі дослідження, які дадуть змогу зробити оцінку та прогноз стану навколишнього середовища та розробити відповідні природоохоронні заходи.

Важливою компонентою цих заходів є визначення взаємообумовленого впливу між гідрологічним та гідрохімічним складом води річок і властивостями природних ландшафтів. На даний час є відомості про стан водних об'єктів КБЗ, які характеризуються лише деякими основними гідрологічними (рівень води, температура води, температура повітря над водою) та гідрохімічними (загальна мінералізація, основні іони, рН, жорсткість води) показниками.

Першочергово проведено аналіз якості води річок за гідрохімічними показниками, які наведено у таблиці 1.

Таблиця 1

Узагальнені гідрохімічні показники для визначення якості води за 1963-1985, 2003-2004 рр

Показники	Р. Лужанка	Р. Тересва	Показники	Р. Лужанка	Р. Тересва
1	2	3	1	2	3
*Мінералізація, мг/дм3	81,3-335,0	64,9-380,3	*Азот нітратний (по NO3), мг/дм3	0,01-2,33	0,01-3,7
*НСО3-, мг/дм3	40,9-199,8	37,8-174,0	*Азот нітритний (по NO2), мг/дм3	0,001-0,5	0,001-0,34
*SO42-, мг/дм3	1,0-120,1	0,5-86,0	*Кремній, мг/дм3	0,8-19,2	0,1-26,0
*Cl-, мг/дм3	0,8-63,8	0,6-48,2	*Залізо загальне, мг/дм3	0,01-13,6	0,01-13,4
*Ca2+, мг/дм3	12,4-51,1	14,2-44,3	*Мідь, мг/дм3	0,001-0,02	0,001-0,025
*Mg2+,мг/дм3	0,6-23,1	0,6-23,7	*Цинк, мг/дм3	0,002-0,03	0,003-0,02
*Na+, мг/дм3	0,7-54,0	0,5-97,5	*Cr 6+, мг/дм3	0,001-0,013	0,001-0,017
*Розчинений кисень, мгО2/дм3	5,8-24,7	1,13-16,3	*Нафтопродукти, мг/дм3	0,03-0,68	0,02-1,01
*Насичення киснем, %	58,0-252,0	7,0-135	*Феноли (летючі), мг/дм3	0,001-0,03	0,001-0,04
*рН	6,72-8,45	6,7-8,5	*СПАР, мг/дм3	0,01-0,19	0,01-0,23
*Завислі речовини, мг/дм3	2,1-1190,0	11,7-611,0	*БСК5, мгО2/дм3	1,02-5,2	0,8-6,27
Загальна жорсткість, ммоль/дм3	1,4-8,02	0,88-5,58	Перманганатна окислюваність, мгО/дм3	1,0-14,4	0,7-28,0
*Кольоровість, град	2,0-64,0	1,0-84,0	*Біхроматна окислюваність мгО/дм3	1,3-78,7-	1,6-60,3
*Фосфор фосфатів, мг/дм3	0,001-0,552	0,001-0,228	Фтор, мг/дм3	0,0-0,1	0,0-0,1
Фосфор загальний, мг/дм3	0,005-0,458-	0,01-0,317	Пестициди (г-ГХЦГ), мкг/дм3	0,0-0,005	0,0-0,006
*Азот амонійний, мг/дм3	0,02-2,28	0,04-3,75

Примітка: показники якості води за 2003-2004 рр. для р. Лужанка

За даними табл. 1, зроблено розрахунок ІЗВ досліджуваних річок, який становить для р. Лужанка 0,19-2,1 (дуже чиста - помірно забруднена), р. Тересва - 0,42-2,86 (чиста - забруднена).

За довгостроковий період можна констатувати наступне: по-перше - найбільші зміни відбуваються з мінеральним складом води річок (для високої Уu характерні низькі витрати і навпаки); по-друге - перевищення гранично-допустимих концентрацій (ГДК) для основних забруднювачів води можна охарактеризувати наступним чином:

р. Лужанка (96 усереднених досліджуваних проб)	р. Тересва (135 усереднених досліджуваних проб)
8 випадків для БСК5;	30 випадків для БСК5
28 випадків для азоту амонійного	50 випадків для азоту амонійного
30 випадків для азоту нітритного	59 випадків для азоту нітритного
12 випадків для фенолів	21 випадок для фенолів
7 випадків для нафтопродуктів	17 випадків для нафтопродуктів
5 випадків для СПАР	11 випадків для СПАР

Це дало можливість констатувати, що ІЗВ для р. Тересва зазвичай вищий, ніж для р. Лужанки, що зумовлено переважно тим, що вона протікає по антропогенному ландшафту, який містить значно більше дифузних джерел забруднення. Як виняток, в певні роки (1981, 1982 рр.) ІЗВ в р. Лужанці в незначній мірі перевищив ІЗВ р. Тересва, внаслідок невеликого збільшення (порівняно до наявної концентрації в річках) таких забруднювачів як нафтопродукти та феноли, а також узагальненого показника БСК₅.

Також, використовуючи дані табл. 1, вирахувано ЕІ (абіотична складова водних екосистем). Дані були згруповані у три блоки: сольового складу (І₁), еколого-санітарних показників (І₂), специфічних речовин токсичної дії (І₃) по середнім і найгіршим показникам. Сумарною оцінкою якості води досліджуваних річок став інтегральний індекс (І_е).

Кожен окремий блок дає можливість певною мірою проаналізувати стан водних екосистем, що особливо важливо при відсутності показників інших блоків. Зважаючи на це вперше визначено як блокові індекси, так інтегральний індекс для досліджуваних водойм. Так, за результатами визначення І₁, вода р. Лужанка відмінна, дуже чиста - добра, чиста; для р. Тересва також відмінна, дуже чиста - добра, чиста, крім 1981 р. - задовільна, слабо забруднена. Вода обох річок прісна, гіпогалинна, лише у 1981 р. для р. Тересва - олігогалинна. Клас гідрокарбонатний, група, в переважній більшості, кальцієва, ІІ-ІІІ типу. Проте, в окремі роки, при найгірших значеннях показників група змінюється з кальцієвої на натрієву: для
р. Лужанка (1969, 1984 рр.); р. Тересва (1967, 1984, 1985 рр.). В одиничному випадку група води для р. Лужанка переходить у магнієву (1968 р.). Даний перехід відбувається у періоди як з підвищеними витратами води, так і в меженні періоди (середнє багаторічне значення витрат води для визначення підвищеної чи пониженої водності становить для р. Лужанки - 4,44 м³/с; для р. Тересва - 34,3 м³/с). Як приклад вибірково наведені зміни мінерального складу води при змінах витрати води у 1970 і 1984 рр. (рис.1, 2).

За хлоридним забрудненням вода для обох річок дуже чиста, відмінна - досить чиста, досить добра, крім 1969 р. для р. Лужанка при найгірших показниках - помірно забруднена, посередня. За сульфатним забрудненням вода дуже чиста, відмінна - досить чиста, досить добра, крім 1979 р. для р. Лужанка - вода помірно забруднена, посередня.

Середньорічні значення індексів І₂ для річок Лужанка та Тересва характеризують воду для середніх значень як добру, чисту - задовільну, слабо забруднену; для найгірших значень задовільну, слабо забруднену - посередню, помірно забруднену. Погіршення якості води у 1981 р. спричинили одиничні високі концентрації завислих речовин (для р. Лужанка 1190 мг/дм³, для р. Тересва 611 мг/дм³) при підвищеній водності.

Аналізуючи третій блок показників (І₃) встановлено, що вода змінюється від чистої, доброї до слабо забрудненої, посередньої, а для найгірших показників до помірно забрудненої, посередньої.

Інтегральний індекс (І_е) для р. Лужанка становить 1,42-2,7 ч 1,45-3,41; р. Тересва 1,79-2,7 ч 1,85-2,7 (ІІ-IV категорії) - вода добра, чиста - задовільна, слабо забруднена.

Зміна екологічної групи води, відповідно до літературних відомостей та припущень автора, може призводити до вилугування ґрунтів і порід, що негативно позначається на структурі ландшафтів.

Рис. 1 Зміна іонного складу у 1970 р. залежно від витрат води в: а) р. Лужанка, б) р. Тересва

Оскільки натрієва вода є нетиповою для даних водойм, для підтвердження кальцієвої групи води, також вперше для р. Лужанка і р. Тересва досліджено взаємозв'язок між головним іоном (гідрокарбонат-іоном) та іонами кальцію і натрію (рис. 3, 4).

Проведений кореляційний аналіз між головним іоном () та іоном кальцію (див. рис. 3) показав, що між ними існує досить тісний зв'язок, що дає змогу розрахувати іон кальцію при визначеному гідроксид іоні за формулами:

р. Лужанка ; р. Тересва

Також вперше, методом статистичного аналізу, досліджено взаємозв'язок між головним іоном та загальною мінералізацією, що підтверджує гідрокарбонатний клас водойм (рис. 5, 6). Перехід води до натрієвої у певні періоди (як меженні, так і повенево-паводкові) ймовірно зумовлені надлишковим надходженням натрію з водозбірної площі, а також підняття його з глибинних шарів.

Відповідно до рис. 5, 6 автором, з точністю до 15%, розраховано головний іон та загальну мінералізацію:

для р. Лужанка: ; ;

; ;

для р. Тересва: ; ;

;

Аналізуючи дані рисунків та співставляючи ці цифри з витратами води у річках, можна констатувати, що у складний гідрометеорологічний період для річок відбувається порушення динамічної рівноваги. На пріоритетному рівні автором встановлено, що можлива зміна ІС під час переходу води з гідрокарбонатно-кальцієвої до гідрокарбонатно-натрієвої, а іноді і гідрокарбонатно-магнієвої у періоди як з підвищеними витратами води, так і в меженні періоди. Дослідженнями автора зроблено припущення і підтверджено на практиці, що в період переходу води до Na-групи відбувається зміна ІС води, а це, в свою чергу, призводить до порушення динамічної рівноваги між головним іоном та загальною мінералізацією.

Такі зміни, відповідно до літературних даних, відбуваються внаслідок зменшення впливу електростатичних полів і збільшення рухомості іонів. Тому вперше запропоновано використовувати методику «ІС» як експрес-метод визначення змін екологічної групи води.

Залежність мінералізації від головного іону має антибатний (рівновісний) характер, проте зміна витрат води у річках може призвести до порушення цього характеру (рис. 7).

Графічна різниця між даними прямими (рис.7) - рівень дії «екстремальних» (гідрометеорологічних) природних факторів і чим більша відстань між ними, тим сильніше змінюється ІС води.

Результатом досліджень стали наступні рішення: 1) вдосконалити систему проведення екологічного моніторингу водних і наземних екосистем ШМ КБЗ за рахунок комплексного визначення ІЗВ, ЕІ та запропонованої експрес-методики «ІС» для індикації змін наземних екосистем під впливом руслового поверхневого стоку; застосування методів статистичного аналізу для визначення змін наземних екосистем під впливом руслового поверхневого стоку; довгострокового прогнозу якості води досліджуваних річок з використанням моделювання статистичними методами; 2) запропоновано картографічну модель оцінки якості водних екосистем ШМ КБЗ, що взято до уваги КБЗ; 3) подано рекомендації щодо відкриття гідрометеопосту та гідрохімічного створу з проведенням спостережень на річці Лужанка.

Запропоновані рішення лягли в основу розробки схеми поточного управління природокористуванням (рис.8). Така система управління екосистемами забезпечує екологічно безпечний розвиток природних систем, що сприятиме збереженню біо- і ландшафтного різноманіття.

Таким чином, оцінка стану води р. Лужанка (КБЗ) та р. Тересва (прилегла територія до КБЗ) за довготривалий період показує, що відбуваються кількісні та якісні зміни якості води річок, які впливають на прилеглі ландшафти заповідних територій, про що йде мова у четвертому розділі.

Багаторічна циклічність розвитку гірських екосистем відбувається завдяки флуктуаціям клімату, перш за все за рахунок повеней та паводків. Першопричиною їх виникнення є атмосферні опади, що спричиняють підйом рівня води та збільшення витрати води в річці. Підтвердженням цьому можуть бути проаналізовані автором статистичні дані про атмосферні опади у районі КБЗ та зміни витрат води у річках Лужанка і Тересва за період 1963-2004 рр. В цей період фіксується зміна гідрологічних і гідрохімічних показників водних екосистем у просторі і часі, що позначається на стані прилеглих до них ландшафтів. Причиною цього явища є те, що у період проходження повеней та паводків, змінюється русловий поверхневий стік поверхневих вод під впливом ґрунто-поверхневих та ґрунто-підґрунтових вод.

Аналіз даних наукової літератури показав, що під час складних гідрометеорологічних умов у гірських наземних екосистемах спочатку відбувається акумуляція води на поверхні ґрунту при випадінні атмосферних опадів, потім відбувається витрата води на інфільтрацію і, насамкінець, акумуляція води на поверхні ґрунту.

Вихідним матеріалом для оцінки впливу мінеральних речовин на природні властивості наземних екосистем є матеріальний баланс хімічних забруднюючих речовин різних категорій руслових поверхневих вод. Декомпозиційний підхід, що являє собою розділення іонного руслового поверхневого стоку на окремі складові представлено наступним чином: R_з = R_атм + R_п-гр + R_п.в. + R_пр.в. + R_антр., де R_з - сумарний іонний стік; R_атм - атмосферні складові винесення мінеральних речовин; R_п-гр - поверхнево-ґрунтовий стік мінеральних речовин (є результатом вилугування порід); R_п.в. - підземний стік мінеральних речовин, який утворюється внаслідок вивітрювання порід і мінералів, розчинення осадових порід; R_пр.в. - надходження мінеральних речовин та солей при інфільтрації поверхневих вод, при фізичній і хімічній ерозії, при біохімічних процесах; R_антр. - вплив господарської діяльності людини на склад поверхневого стоку та його інфільтрація у ґрунти тощо.

Русловий поверхневий стік, згідно уявлень автора, приводить до таких змін ландшафтів: крім вилуговування порід і ґрунтів, відбувається їх ерозія, засолення, а тверді наноси змінюють вигляд ландшафтів. Оскільки проведені дослідження дали підставу дійти до висновку, що русловий поверхневий стік також може призвести до вилугування ґрунтів, автором запропонована гіпотеза, що пояснює певним чином зміни, які можуть відбуватися у ґрунтах. Основою цієї гіпотези є те, що гідрохімічні зміни у воді річок (перехід води від кальцієвої до натрієвої групи при домінуючому іоні ) сприяють утворенню солей (Na₂CO₃, K₂CO₃), що призводить до вилугування порід та ґрунтів.

Для збереження водорегулюючих властивостей лісових насаджень ШМ КБЗ та прилеглих територій, забезпечення оптимальних ґрунтових умов, запобігання процесів вилугування, вторинного засолення, ерозії автором запропоновано і впроваджено технічні рішення (акт впровадження від 29.12.2006 № 980) в основі яких лежать заходи лісової біологічної рекультивації до складу якої входить комплекс заходів, які забезпечують створення сприятливого водно-повітряного та поживного режимів ґрунту для лісових культур. Зокрема, - внесення мінеральних добрив (запропоновано використання нітроамофосу) та проведення природоохоронної фітомеліорації (використання рослинних бар'єрних зон для закріплення берегових ґрунтів).

Для з'ясування причин порушення екологічно безпечного розвитку природних систем запропонована системна модель можливих шляхів впливу гідрометеорологічних факторів на розвиток водних і наземних екосистем (рис. 9). Взаємодія між елементами системи має причинну спрямованість. Саме тому виділення екологічних факторів середовища в окремі блоки, в даному випадку, було зроблено для зручності формального розгляду. У дійсності всі елементи системи знаходяться в одному загальному середовищі - біосфері.

На рис. 9 загальний контур системи має позитивний знак за рахунок можливих змін у наземних і водних екосистемах під впливом гідрометеорологічних факторів, що надалі призводить до порушення стабільного розвитку природних систем. Але, враховуючи циклічність динамічного розвитку екосистем, вплив повеней та паводків у часі значно коротший дії екологічних факторів, тому система повертається до стійкого розвитку і контур системи матиме загальний негативний знак, що свідчить про здатність системи до саморегуляції та самовідновлення.

Так, як річки є віддзеркаленням якості руслового поверхневого стоку, який може впливати на ландшафти заповідних територій, то виникає потреба в прогнозуванні якості води річок. Результати проведеного прогнозування хімічного складу води досліджуваних річок розглянуті у п'ятому розділі. Для цього вибрано статистичний метод, який використовують у випадках з низьким і середнім рівнем забруднення річок за прогнозний період. За допомогою лінійних залежностей знайдено прогнозні рівняння зміни загальної мінералізації у часі (рис. 10).

Для р. Лужанка Уu =169,80+2,9075t, для р. Тересва Уu =116,59+6,2325t, де Уu - загальна мінералізація, t - період, що дорівнює 1,2,3…20,21. Підтвердженням точності рівняння, зокрема, для р. Лужанка, слугує фактична мінералізація, яка відрізняється від прогнозної на 7%.

Також, використовуючи залежність між витратами води та Уu знайденні рівняння, які дозволяють з досить високою точністю (похибка не перевищує 30%) вирахувати Уu залежно від витрати води. Для р. Лужанка ; для р. Тересва . Аналогічно перевірено залежність між витратами води і іоном кальцію, що також дозволяє вирахувати значення іонів кальцію від витрат води. Для р. Лужанка ; для р. Тересва .

Висновки

1. Встановлено, що здійснення екологічного моніторингу на заповідних територіях є невід'ємною складовою забезпечення екологічно-безпечного розвитку природних і природно-техногенних систем.

2. Вперше за екосистемним принципом зроблено оцінку якості води річок Лужанка і Тересва у процесі динамічного розвитку природних систем ШМ КБЗ. В результаті визначено ІЗВ, який становить для р. Лужанка 0,19-2,1, р. Тересва - 0,42-2,86, а також ЕІ, який становить для р. Лужанка 1,42-2,7ч1,45-3,13, р. Тересва - 1,79-2,7ч1,85-3,64. Клас для обох річок гідрокарбонатний, тип ІІ-ІІІ, група, в переважній більшості, кальцієва, яка в певні періоди переходить до натрієвої.

3. На основі декомпозиційного аналізу системи матеріальних балансів різних категорій руслових поверхневих вод науково обґрунтовано причини (гідрометеорологічні) і потенційно-можливі наслідки взаємообумовлених змін водних і наземних екосистем ШМ під впливом дії гідрометеорологічних факторів. На прикладі запропонованої автором системної моделі розглянуті наслідки цих впливів:

- при зміні якості води досліджуваних річок відбувається порушення динамічної рівноваги між головним іоном () і загальною мінералізацією (Уu), що призводить до переходу води з кальцієвої у натрієву групу, а це, в свою чергу, стає причиною вилугування ґрунтів;

- методом статистичного аналізу, встановлено, що натрієва група води є нетиповою для досліджуваних річок і в звичайних умовах розвитку річок повертається до кальцієвої групи;

- при переході води з кальцієвої у натрієву групу спостерігається зміна іонної сили;

- вперше для досліджуваних річок запропоновані рівняння залежності концентрації Уu та іону кальцію від різних витрат води.

4. Вперше для заповідних територій розкрито особливості змін розвитку водних (мінерального складу води з переходом її з кальцієвої у натрієву групу) і наземних екосистем ШМ КБЗ і фактори, що призводять до порушення екологічно безпечного їх функціонування. Для збереження водорегулюючих властивостей лісових насаджень ШМ КБЗ та прилеглих територій, забезпечення оптимальних ґрунтових умов, запобігання процесів вилугування, вторинного засолення, ерозії автором запропоновано і впроваджено технічні рішення (акт впровадження від 29.12.2006
№ 980 ) в основі яких лежать заходи лісової біологічної рекультивації до складу якої входить комплекс заходів, які забезпечують створення сприятливого водно-повітряного та поживного режимів ґрунту для лісових культур. Зокрема, - внесення мінеральних добрив (запропоновано використання нітроамофосу) та проведення природоохоронної фітомеліорації (використання рослинних бар'єрних зон для закріплення берегових ґрунтів).

5. Показано, що екологічна безпека функціонування водних і наземних екосистем може бути забезпечена за рахунок вдосконалення системи проведення екологічного моніторингу. Використовуючи вдосконалену систему проведення екологічного моніторингу та запропонованих технічних рішень розроблена схема поточного управління природокористуванням, картографічна модель оцінки якості води р. Лужанка і р. Тересва для ШМ (акт впровадження від 05.12.2006 № 845) та подано рекомендації щодо відкриття гідрометеопосту й гідрохімічного створу з проведенням спостережень на річці Лужанка (лист від 14.03.2006 р. № 154).

6. Для річок Лужанка і Тересва визначено прогнозне рівняння, що виражає загальну тенденцію зміни концентрацій мінералізації в часі. Правильність вирахуваного рівняння та його довірчих меж підтверджено фактичною мінералізацією в р. Лужанка за 2005 р., яка відрізняється від вирахуваної аналітично на 7%. Знайдено гіперболічно-степеневу залежність для розрахунку концентрації мінералізації води залежно від витрат води в річках, яка має високу точність розрахунку.

Список опублікованих праць за темою дисертації

1. Царькова Ю.В. Визначення оцінки якості та екологічного індексу для водних об'єктів Карпатського біосферного заповідника (КБЗ) //Зб. наук. праць «Екологія і ресурси». К.: ІПНБ, 2004. № 9. С. 101-107.

2. Царькова Ю.В. Шляхи вирішення нагальних проблем водних об'єктів Карпатського біосферного заповідника //Зб. наук. праць «Екологія і ресурси». К.: ІПНБ, 2005. № 11. С. 147-152.

3. Царькова Ю.В. До питання оптимізації природокористування в Карпатському біосферному заповіднику //Зб. наук. праць «Екологія і ресурси». К.: ІПНБ, 2005. № 12. С. 143-146.

4. Удод В.М., Царькова Ю.В. Екологічний моніторинг якості води деяких річок Карпатського біосферного заповідника (КБЗ) //Зб. наук. праць «Екологія і ресурси». К.: ІПНБ, 2006. № 13. С. 81-85.

5. Удод В.М., Трофімович В.В., Царькова Ю.В. Оцінка впливу гідрохімічного складу води річок на наземні екосистеми (на прикладі Карпатського біосферного заповідника) //Науково-технічний збірник «Проблеми водопостачання, водовідведення та гідравліки». К.: КНУБА, 2006. № 7. С. 19-34.

6. Царькова Ю.В. Екологічна безпека функціонування водних і наземних екосистем Карпатського біосферного заповідника (Широколужанський масив) //Зб. наук. праць «Екологія і ресурси». К.: ІПНБ, 2007. № 16. С. 81-90.

7. Царькова Ю.В. Екологічна оцінка якості водних об'єктів Карпатського біосферного заповідника // Зб. наук. праць Матеріали І-ої міжнародної науково-практичної конференції «На шляху до сталого розвитку регіонів. Екологічні та соціально-економічні аспекти». Полтава, 2004. С. 108-111.

8. Удод В.М., Царькова Ю.В. Збереження ландшафтів і природних властивостей заповідних територій України //Тези доповідей 65-ї науково-практичної конференції, Ч.2, К.: КНУБА, 2004. С. 82-83.

9. Удод В.М., Царькова Ю.В. Екологічна та гідрографічна характеристика річок басейну Тиса у районі розташування Карпатського біосферного заповідника //ХІІІ Міжнародна науково-практична конференція «Экология и здоровье человека. Охрана воздушного и водного бассейнов. Утилизация отходов». Т.ІІ. Х.:, 2005. С. 65-67.

10. Біосферні центри культурно-екологічної мережі та здійснення екологічного моніторингу на їх території (на прикладі Карпатського біосферного заповідника) /Уклад. Удод В.М., Трофімович В.В., Царькова Ю.В. К.: КНУБА, 2006. 52 с.

Особистий внесок здобувача в роботах, опублікованих у співавторстві, складається в: [4] - зроблена екологічна оцінка якості води річок шляхом вирахування ІЗВ води та визначено екологічні класи забрудненості води; [5] - на основі проведеного моніторингу подано аналіз змін якості води річок залежно від різних генетичних категорій вод; [8] - обґрунтовано основні зміни, які можуть відбуватися з наземними екосистеми при зміні якості води водних екосистем; [9] - подана екологічна характеристика річок басейну Тиси у районі розташування Карпатського біосферного заповідника; [10] - наведено результати екологічної оцінки якості вод досліджуваних річок та здійснено прогнозування статистичним методом.

Анотація

Царькова Ю.В. «Забезпечення екологічної безпеки розвитку і функціонування водних і наземних екосистем Широколужанського масиву Карпатського біосферного заповідника» -Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 21.06.01 - екологічна безпека. - Український науково-дослідний інститут екологічних проблем, Харків, 2008.

У даній дисертаційній роботі показано, що екологічна безпека функціонування водних і наземних екосистем може бути забезпечена за рахунок вдосконалення системи проведення екологічного моніторингу шляхом комплексного визначення ІЗВ, ЕІ та запропонованої автором методики «ІС», що дозволяє встановити можливі зміни наземних екосистем.

Вперше за екосистемним принципом зроблено оцінку якості води річок Лужанка і Тересва у процесі динамічного розвитку природних систем ШМ КБЗ за довгостроковий період при наявності достатнього фактографічного матеріалу. Визначено ІЗВ для р. Лужанка 0,19-2,1 та р. Тересва - 0,42-2,86, а також ЕІ для р. Лужанка 1,42-2,7ч1,45-3,13 та р. Тересва - 1,79-2,7ч1,85-3,64. Показано, що зміни якості води залежать від витрат води і встановлено, що найбільші зміни відбуваються з мінеральним складом води. Досліджено, що можлива зміна ІС під час переходу води з гідрокарбонатно-кальцієвої до гідрокарбонатно-натрієвої у періоди як з підвищеними витратами води, так і в меженні періоди, а це, в свою чергу, може сприяти вилугуванню ґрунтів.

Запропоновані наступні технічні рішення, які мають сприяти оздоровленню гірських екосистем та забезпеченню екологічної сталості щодо біологічного та ландшафтного різноманіття. Для збереження водорегулюючих властивостей лісових насаджень ШМ КБЗ та прилеглих територій, забезпечення оптимальних ґрунтових умов, запобігання процесів вилугування, вторинного засолення, ерозії автором запропоновано і впроваджено технічні рішення в основі яких лежать заходи лісової біологічної рекультивації до складу якої входить комплекс заходів, які забезпечують створення сприятливого водно-повітряного та поживного режимів ґрунту для лісових культур. Зокрема внесення мінеральних добрив (запропоновано використання нітроамофосу) та проведення природоохоронної фітомеліорації (використання рослинних бар'єрних зон для закріплення берегових ґрунтів).

Ключові слова: екологічна безпека, моніторинг, оцінка якості води, ІЗВ, ЕІ, методика «ІС», лісова біологічна рекультивація, нітроамофос, природоохоронна фітомеліорація.

Аннотация

Царькова Ю.В. «Обеспечение экологической безопасности развития и функционирования водных и наземных экосистем Широколужанского массива Карпатского биосферного заповедника». -Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук за специальностью 21.06.01 - экологическая безопасность. - Украинский научно-исследовательский институт экологических проблем. Харьков, 2008.

В данной диссертационной работе показано, что экологическая безопасность функционирования водных и наземных экосистем Широколужанского массива Карпатского биосферного заповедника может быть обеспечена за счет усовершенствования системы проведения экологического мониторинга путем комплексного определения ИЗВ, ЭИ и предложенной автором методики «ИС», что позволяет установить возможные изменения наземных экосистем.

Поскольку реки являются самыми важными компонентами развития и функционирования природных систем, то вода выступает как один из самых главных факторов, которые изменяют вид ландшафтов и влияют на качество жизни живых организмов. В связи с этим логическим является внимание к рекам, а также к определению изменений, что происходят с ними.

Впервые, по экосистемному принципу, сделана оценка качества воды исследуемых рек в процессе динамического развития природных систем за долгосрочный период при наличии достаточного фактографического материала. Определен ИЗВ для р. Лужанка 0,19-2,1 и р. Тересва - 0,42-2,86, а также ЭИ для р. Лужанка 1,42-2,7 ч1,45-3,13 и р. Тересва - 1,79-2,7ч1,85-3,64.

Путем декомпозиционного анализа системы материальных балансов разных категорий русловых поверхностных вод исследованы причины и потенциально-возможные последствия взаимообусловленных изменений водных и наземных экосистем ШМ под воздействием гидрометеорологических факторов. Также была предложена системная модель возможных путей влияния гидрометеорологических факторов на развитие водных и наземных экосистем для выяснения причин нарушения экологически безопасного развития природных систем.

Установлено, что при нарушении динамического равновесия возможны изменения ИС во время перехода воды с кальциевой в натриевую группу при разных расходах воды. Такой переход может способствовать выщелачиванию наземных экосистем. Выходя из проделанных опытов сделано предположение и подтверждено на практике, что в период перехода воды к Na-группе происходит снижение ИС воды, а это, в свою очередь, приводит к нарушению динамического равновесия между главным ионом и общей минерализацией. Такие изменения происходят в результате уменьшения влияния электростатических полей и увеличения подвижности ионов. Поэтому впервые предложено использовать методику «ИС» как метод индикации определения изменений экологической группы воды.

Для сохранения водорегулирующих свойств лесных насаждений ШМ КБЗ и прилегающих территорий, обеспечения оптимальных почвенных условий, предотвращения процессов выщелачивания, вторичного засоления, эрозии автором предложены и внедрены технические решения в основе которых лежат мероприятия лесной биологической рекультивации в состав которой входит комплекс мероприятий, которые обеспечивают создание благоприятного водно-воздушного и питательного режимов почвы для лесных культур. В нашем случае было использовано два этапа мелиоративных мероприятий, а именно: внесение минеральных удобрений (предложено использование нитроаммофоса) и проведение природоохранной фитомелиорации. Кроме того, автор считает, что одним из способов регуляции наводнений и паводков является использование, в частности, гидротехнических мероприятий и сооружений в сочетании с фитомелиоративными мероприятиями (травянистые кулисы), которые целесообразно использовать на прилегающей к ШМ КБЗ территории. Соответственно нормативным документам предложено на прибрежных земельных участках создать кольматующие лесополосы или полосы из посевов многолетних трав. Прибрежные защитные полосы установить (в меженный период) по обе стороны берегов рек и вокруг водоемов вдоль урезу воды в ширину: 50 м для малых рек, ручьев и потоков площадью менее 3 га; 25 м для средних рек, водоемов площадью свыше 3 га. Если крутизна склонов превышает 3⁰, минимальная ширина прибрежной защитной полосы удваивается. В качестве фитомелиорантов предлагается посадка таких древесных пород как ольха серая (Alnus incana (L.) Moench) или ольха черна (Alnus glutinosa (L.) Gaertn). Роль данных защитных насаждений заключается в том, что при поступлении с паводковыми водами различных загрязняющих веществ, продуктов эрозии, твердых частиц они будут забирать на себя большинство загрязнителей, поскольку будут выполнять роль фильтровальной бумаги.

Для выяснения причин нарушения экологически безопасного развития природных систем была предложена системная модель возможных путей влияния гидрометеорологических факторов на развитие водных и наземных экосистем. Взаимодействие между элементами системы имеет причинную направленность. Именно поэтому выделение экологических факторов среды в отдельные блоки, в данном случае, было сделано для удобства формального рассмотрения. В действительности все элементы системы находятся в одной общей среде - биосфере.

Путем анализа часовых рядов автором впервые установлено аналитическое выражение количественной закономерности для рек Лужанка и Тересва, которая выражает общую тенденцию изменения концентраций минерализации во времени и определенное прогнозное равнение, а также найдена гиперболическо-степенная зависимость для расчета концентрации минерализации воды и иона кальция в зависимости от расходов воды в реках, которая имеет высокую точность расчета.

Ключевые слова: экологическая безопасность, мониторинг, оценка качества воды, ИЗВ, ЭИ, методика «ИС», лесная биологическая рекультивация, нитроаммофос, природоохранная фитомелиорация.

Annotation

Tsar'kova Y.V. «Providing of ecological safety of development and functioning of water and ground ecosistem of the Shirocolouganscogo array of the Carpathians biosphere preserve». -Roucopis.

The thesis submitted to obtain the Candidate of science degree, technical, on speciality 21.06.01 -ecological safety. - Ukrainian research institute of ecological problems, Kharkiv, 2008.

It is shown in the given dissertation work, that ecological safety of functioning of water and ground ekosistem can be well-to-do due to perfection of the system of conducting of the ecological monitoring by the complex determination IZV, EI and offered by us method of «ІF», that allows to set the possible changes of ground ekosistem.

...