Методологические подходы к оценке экологического состояния городских территорий

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Оренбургский государственный университет»

Методологические подходы к оценке экологического состояния городских территорий

Кузнецов А.С., студент группы 15Био(ба)Бэ,

Галактионова Л.В., кандидат биологических наук, доцент

Экологическая оценка качества городской среды становится предметом изучения как российских, так и зарубежных исследователей в области геоэкологии и экологического управления. Так, Картавой Е.Ф. предложена комплексная оценка потенциала экологической комфортности по различным критериям качества городской среды, учитывая факторы неблагоприятного воздействия (загрязнение воздуха, вод, почв, отходы, шум), компенсирующие (озелененность территории, водные пространства, рекреационный потенциал) и факультативные факторы (планировка, микроклимат) [1]. Мелиховой Т.Л. предложена оценка экологического состояния территории города по ключевым интегральным факторам, которые определяют условия городской среды и охватывают техногенную нагрузку опосредованного влияния, загрязненность, естественность и комфортность [2]. Урбоэкологическое зонирование территорий, по В.В. Владимирову, основывается на комплексной оценке качества компонентов, которые формируют среду (почвенно-растительный покров, воздушный и водный бассейн) по ряду природных и антропогенных факторов [3]. В современных условиях высоких темпов урбанизации и повышения уровня антропогенной нагрузки на окружающую среду, города становятся очагами сосредоточения большого количества населения и локализации эффектов высокого уровня загрязнения всех природных компонентов. Качество природной составляющей урбанизированных территорий является индикатором, характеризующим условия существования человека. В связи с этим возникает необходимость в разработке методов комплексной оценки качества городской среды, которые позволяют свести в общую структуру результаты изучения и оценки качества отдельных природных компонентов.

Оценка экологического состояния территории ? это оценка состояния отдельных компонентов природы и в целом природного комплекса данной территории. В природоохранной практике сложилось три основные методики оценки экологического состояния:

1. Определение экологического состояния территории через оценку состояния ее природных компонентов.

2. Определение экологического состояния территории через оценку негативных процессов (природных, социальных), которые имеют место на данной территории.

3. Смешанный подход с использованием первой и второй методик.

Разносторонность использования территорий делает практически невозможным использование стандартной методики для разработки вопросов охраны окружающей среды различных по природно-экологическим и таксономическим характеристикам территорий. Различные природные зоны и типы хозяйственного использования земель требуют конкретных методик решения природоохранных проблем, но в рамках единого методологического подхода. Однако, следует учитывать, что экологическая оценка различных ресурсов не может быть проведена с применением одинаковых критериев. Одни природные факторы можно оценить с позиций сегодняшнего состояния, выбрать тот или иной метод воздействия на них с учетом стоимости данного процесса в принятых единицах. Другие факторы поддаются оценке только во времени, влияние на них вызывает незначительные изменения, зато меняет их качество, влечет спонтанные явления. Актуальной проблемой является выбор показателей для проведения оценки состояния городов, поселков, районов и областей. На сегодняшний день основным направлением в оценке экологического состояния урбанизированных экосистем является применение методов, основанных на использовании индикаторов и экологических индексов.

Экологическая система индикаторов

Экологическая оценка среды обитания на урбанизированных территориях включает в себя анализ следующих сред и факторов: воздушного бассейна (выявление источников загрязнения и оценка опасности загрязнения среды), водного бассейна, почв (оценка санитарно-гигиенического состояния), растительного мира (оценка степени и качества озелененных территорий), животного мира (оценка видового состава), шумового режима территории (выявление источников шума и оценка уровней шума), а также вибрационного, электромагнитного и температурного воздействия на окружающую среду и т.д. Оценка указанных факторов окружающей среды необходима для принятия управленческих решений по предупреждению недопустимых уровней воздействий. Индикаторы ? это многочисленные, измеряемые значения ряда параметров экологического состояния экосистемы. Эти величины считаются обобщенными показателями, характеризующими состояние и динамику развития экосистем. Одним из важных индикаторов качества городской среды является доля площади озелененных территорий в общей площади города. Существуют и другие индикаторы оценки состояния экосистемы: индикатор эффективности использования ресурсов, индикатор доступности объектов города, индикатор состояния воздушной среды и т.д. Учитывая определенные особенности различных населенных пунктов, система индикаторов может изменяться и расширяться в зависимости от особенностей региона: наличие природных ресурсов, направления промышленности, численности населения, местных традиций и т.п.

Согласно разработкам Шапара А.Г., Емца М.А. и других учёных относительно экологической системы индикаторов, выделено, что к приоритетным относятся показатели, характеризующие нагрузку на окружающую среду и использование природных ресурсов. Сравнение существующих систем индикаторов для оценки состояния территорий, продемонстрировало слабую изученность малых городов, которые характеризуются рядом типичных экологических проблем: значительными выбросами от автотранспорта и промышленных предприятий, которые формируют загрязнение не только атмосферного воздуха, но и почвы; выбросами недоочищенных сточных вод в водные объекты в значительных объемах [4].

В основе способа описания состояния экосистем с использованием экологических индикаторов и индексов лежат экспериментальные методы. Следует отметить, что общей теории, основанной на системных методах, для комплексной экологической оценки состояния городских территорий на данный момент не существует. Конечной целью природоохранных мероприятий является обеспечение такого содержания вредных веществ в воздухе, воде или почве, которое не окажет негативного влияния на качество окружающей среды и на здоровье населения. В мировой практике существует два принципиально разных подхода к решению этой проблемы. Первый - вредные вещества, поступающие от предприятий в окружающую среду, не должны проявлять негативного воздействия на природные экосистемы в целом. Второй - соблюдение экологических нормативов для вредных веществ [5].

Конечная цель нормирования веществ, загрязняющих окружающую среду, заключается в том, чтобы, независимо от режимов природных или антропогенных факторов, максимальная концентрация примесей в воздухе не превышала ПДК в атмосферном воздухе конкретного населенного пункта [6]. ГОСТ 17.2.3.02-78 "Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями" требует определения ПДК для каждого источника загрязнения атмосферы при условии, что выбросы вредных веществ от данного и от совокупности других источников с учетом рассеивания не создадут приземной концентрации вредных веществ, которая превышает значения ПДК [7]. Не должны превышаться предельно допустимые уровни (ПДУ) параметрических загрязнений - акустических, тепловых, электромагнитных, радиоактивных и других вредных факторов. Для, курортных, оздоровительных рекреационных местностей установлены более строгие нормы - значения ПДК снижают на 20%. При загрязнении природной среды выше установленных норм виновные несут административную или уголовную ответственность.

Кроме ПДК важное значение имеют показатели предельно допустимых выбросов (ПДВ) и предельно допустимых экологических нагрузок (ПДЭН) на природную среду. Они характеризуют уровень техногенной или экологической нагрузки, и определяют экологическое состояние, которое может быть обычным, переходным, сложным, критическим. Величины ПДВ устанавливают для каждого предприятия на определенный срок (как правило на 1 год). Их определяют гигиеническими нормативами, которые являются важными критериями качества окружающей среды. Важным этапом в экологическом анализе города является определение показателей, которые должны быть использованы для оценки качества водоемов, атмосферного воздуха, почв. Идеальным вариантом было бы определение всех показателей, для которых установлены ПДК, но в реальных условиях это очень сложно. Поэтому исследователи, как правило, предпочитают использовать небольшое количество показателей. Профессор Клименко М.О. в своей работе предложил показатели (которые разделил на два звена: агрегированные показатели и базовые показатели), по которым можно осуществлять, на его взгляд, оценку экологического состояния города [8]. К агрегированным показателям относятся: показатель состояния атмосферного воздуха, показатель состояния почвенного покрова, показатель загрязнения поверхностных вод, показатель качественного состояния питьевой воды и показатель обращения с отходами. Данный набор показателей может изменяться в соответствии с особенностями городской среды, которое будет исследоваться. Исследовав динамику изменений экологических базовых индикаторов города и агрегированных показателей, можно установить основные направления развития экологической подсистемы города, безопасность проживания населения и выявить основные приоритетные направления действия.

Методы анализа городских экосистем

Новые методы анализа экологического состояния городов были представлены рядом исследователей. Exline и соавт. (1982) подчеркивали их важность, Grove (1997) указывал на конкретные из них, а Vasishth (2002) косвенно описывал некоторые из них, описывая город как многоуровневое, перекрывающееся и вложенное расположение подсистем, систем и надсистем, организованных в иерархической шкале масштаба. Тем не менее, комплексная подборка таких объектов еще не существует. В целом они остаются разбросанными в самых разных предметных аналитических и экспериментальных статьях. Общая характеристика каждого подхода описана ниже.

Системный подход. Системный подход выявляет связь между конкретными явлениями окружающей среды с социальными и природными системами. Системный подход предлагает иерархический метод определяющий отношение каждой составной части к целому.

Биологический анализ. Некоторыми из приемов этого подхода являются расчет баланса веществ, изучение конкуренции и факторов жизни живых организмов, процессов поступления, миграции и аккумуляции поллютантов.

Пространственный анализ. В эту категорию попадают такие принципы, как пространственная неоднородность и масштабная дифференциация вещества и энергии, такие методы, как ландшафтный анализ водосборных бассейнов и моделей городского почвенного покрова, а также такие инструменты, как ГИС и дистанционное зондирование.

Анализ материальных потоков: они включают потоки веществ и энергии, исследование метаболизма живых организмов и обнаружение следовых количеств токсичных веществ.

Инструменты для анализа городских экосистем

В последние годы значительно возросла доступность данных и инструментов в области окружающей среды, что позволяет проводить комплексный и целостный анализ экологического состояния урбоэкосистем. Помимо всеобщего повышения интереса к проблемам охраны окружающей среды, это обусловлено тремя факторами. Во-первых, инструменты компьютерного моделирования становятся все более развитыми и более доступными. Отчасти это связано с доступностью более быстрых и дешевых компьютеров и экспоненциальным интересом к разработке компьютерных приложений, включая инструменты моделирования. Во-вторых, в последние годы географические информационные системы (ГИС) стали мощным инструментом для проведения пространственного анализа. ГИС является основой экологического моделирования. В-третьих, доступность экологических данных за последние годы возросла, что отчасти связано с повсеместным распространением Интернета. Значительные объемы данных об окружающей среде, включая слои ГИС, теперь доступны в Интернете.

Популярные ГИС-пакеты, такие как ARCINFO и ARCView от компании ESRI, теперь доступны в мощных и относительно недорогих настольных версиях. Более того, теперь они включают возможности моделирования и несколько специализированных модулей, связанных с планированием, которые могут быть добавлены к базовому программному обеспечению. ArcView теперь поставляется с простым в использовании языком программирования под названием «Avenue», который можно использовать для построения моделей с настольной ГИС. Ряд сторонних моделей был разработан с использованием Avenue. Кроме того, новые программные пакеты легче интегрировать или связывать друг с другом, поскольку почти все они используют Microsoft Visual Basic в качестве языка макросов. Не только программное обеспечение Microsoft имеет эту возможность; другие разработчики (включая ESRI) теперь также включают эту функцию в свои продукты. Таким образом, возможности использования компьютерных инструментов для решения сложных городских экологических проблем значительно расширились, так как существует большой выбор компьютерных инструментов для создания их инновационных «комбинаций» для применения в реальных условиях [9].

Еще одной причиной, благоприятствующей развитию городского экосистемного подхода, является наличие ресурсов в Интернете. Удивительно большой диапазон данных и моделей теперь доступен в Интернете по номинальной стоимости или даже бесплатно. Ресурсы, доступные в Интернете, расширяются в логарифмическом масштабе. На данный момент Интернет предлагает доступ к большему количеству потенциальных отдельных компонентов методологии городской экосистемы, чем когда-либо прежде.

Профессионалы, проводящие анализ городских экосистем, извлекают неоценимую пользу при использовании новых инструментов для социального и экологического анализа. Эти новые инструменты основаны на компьютерах и требуют определенного уровня компьютерной грамотности: также пригодятся опыт работы с электронными таблицами, управление базами данных, базовые функции ГИС и основы моделирования. Кроме того, знание ряда других компьютерных инструментов, таких как предметно-ориентированные основные приложения (связанные с окружающей средой, транспортом и т.д.), является идеальным, равно как и некоторая степень знаний в области методов ГИС-моделирования и дистанционного зондирования. С обилием инструментов и данных, доступных в Интернете, процесс обучения профессионалов - экологов станет более современным и эффективным.

Экосистемный подход, использующий вышеупомянутые пункты, может хорошо работать в сочетании с инструментами экологической оценки, такими как стратегическая экологическая оценка (СЭО). СЭО часто называют способом оценки экологических последствий предлагаемых общегородских мероприятий, планов и программ. Однако в настоящее время СЭО все еще находится в стадии разработки. Довольно часто методы, используемые для оценки воздействия на окружающую среду (ОВОС), также используются для проведения СЭО. Однако современные методы не подходят для такого рода прогнозных оценок. В связи с этим СЭО остается наименее разработанным и сложным направлением в оценке экосистем городов [10].

Таким образом, применение различных традиционных подходов и методов к оценке экологического состояния городских экосистем в настоящее время должно совершенствоваться за счет использования геоинформационных технологий. Которые значительно сокращают сроки исследований, позволяют осуществлять их в режиме реального времени, расширяют возможности исследователя по прогнозированию изменений качества городской среды в краткосрочной и долгосрочной перспективе.

экологический городской комфортность загрязнение

Список литературы

1 Картава О.Ф. Еколого-гідрогеохімічний аналіз урбанізованих територій (на прикладі м. Луцька) // Автореф. дис. канд. географ. наук. - Чернівці, 2001. - 19 c.

2 Меліхова Т.Л. Ландшафтно-екологічний аналіз території великих міст за станом міського середовища (на прикладі м. Рівного) // Автореф. дис. канд. географ. наук. - К., 2000. - 19 c.

3 Владимиров В.В. Урбоэкология: конспект лекций. - М.: МНЭПУ, 1999. - 204 с.

4 Методичні вказівки з розробки регіональних стратегій сталого розвитку / А.Г. Шапар, М.А. Ємець, П.І. Копач та ін. - Дніпропетровськ: „Моноліт”, 2003

5 Лоїк Г. К. Наступальний процес урбанізації сільськогосподарських землекористувань у передмістях мегаполісів / Г. К. Лоїк, Д. О. Геращенко // Землеустрій і кадастр. - 2008. - № 3. - С. 13-16.

6 ГОСТ 17.1.1.01-77 Охрана природы. Гидросфера. Использование и охрана вод. Основные термины и определения

7 ГОСТ 17.2.3.02-78 Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями. Межгосударственный стандарт

8 Клименко М. О. Оцінка соціо-економічно-екологічного стану селітебної території міських поселень в контексті сталого розвитку / М. О. Клименко, А. М. Прищепа, О. А. Брежицька // Вісник Житомирського національного агроекологічного університету. - 2011. - № 1(28). - С. 95-103.

9 Piracha, Awais & Marcotullio, Peter. (2003). Urban Ecosystem Analysis: Identifying Tools and Methods. 10.13140/RG.2.1.5055.4963.

10 Dusik J., Sadler B. и N. Mikulic, 2001г. Развитие СЭО в Центральной и Восточной Европе, стp. 4958, в: Dusik, J (ed.) (2001г.): Материалы Международных семинаров по общественному участию и оценке здоровья в Стратегический экологической оценке, РЭЦ, ООН/ЕЭК, ВОЗ /Эвро, ноябрь 2001г.

Размещено на Allbest.ru