Оценка состояния антропогенной нагрузки и устойчивости экосистем Табасаранского района Республики Дагестан

ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ АНТРОПОГЕННОЙ НАГРУЗКИ И УСТОЙЧИВОСТИ ЭКОСИСТЕМ ТАБАСАРАНСКОГО РАЙОНА РЕСПУБЛИКИ ДАГЕСТАН

2011 Ахмедова Л.Ш., Гусейнова Н.О., Мирзабалаев P.M.

Дагестанский государственный университет

Проблема необходимости нормирования антропогенной нагрузки на окружающую среду в интересах повышения качества жизни людей была сформулирована более четверти века назад. Но основная трудность в ее реализации заключается в отсутствии региональных критериев нормирования антропогенно-техногенных нагрузок. В целях преодоления этих трудностей разработана система экологических норм и правил, основанная на расчетах эколого-техногенной емкости экосистем. Предложенная методика нормирования антропогенных нагрузок наиболее эффективна на районном уровне реализации, чему и посвящена настоящая статья.

The problem of the necessity of rationing the anthropogenous loading on the environment for the interests of the improvement of people’s living quality was formulated more than 25 years ago. But the basic difficulty in its realisation consists is in the absence of the regional criteria of rationing the anthropogenous technogenic loadings. With a view of overcoming these difficulties the system of ecological norms and rules based on the calculations of ecologo-technogenic ecosystems capacity is developed. The offered methods of rationing the anthropogenous loadings are the most effective at the regional level of realization. The article deals with these problems.

Ключевые слова: антропогенная нагрузка, экологическая емкость, энерго-

демографический индекс устойчивости.

Keywords: anthropogenous loading, ecological capacity, energo-demographic stability index.

Необходимость в нормировании антропогенной нагрузки на окружающую среду в интересах повышения качества жизни людей была сформулирована более четверти века назад. Со временем актуальность проблемы все более возрастала. Главная проблема в ее решении заключается в отсутствии региональных критериев нормирования антропогенно-техногенных нагрузок. В целях преодоления этих трудностей разработана система экологических норм и правил, основанная на расчетах эколого-техногенной емкости экосистем

[2].

Выход за пороги емкости биосферы в результате роста численности населения и использования невозобновимых ресурсов земных недр составляет главную причину современных экологических проблем в республике. Поэтому стратегия экоразвития на всех

трех уровнях анализа (биосфера - страна - регион) должна заключаться в системе субординированных мероприятий по вхождению в разрешенные пределы емкости среды.

В основу данного подхода положен экологически аргументированный

критерий В. Г. Горшкова [3], согласно которому для стационарной биосферы доля деструкции всеми позвоночными суши не должна превышать 1% первичной продукции. Это равноценно потреблению 10% продукции на 10% поверхности суши, или 100% продукции на 1% площади, однако по всей суше оно не должно превышать 1%. В территориальных экосистемах значения деструкции могут располагаться во всем диапазоне значений от 0 до 100%.

Поскольку антропогенная нагрузка меняется по территории, стратегия экоразвития региона должна строиться

на основе оценок потенциалов потребления в распределенных параметрах с тем, чтобы суммарная нагрузка не превышала емкость всей анализируемой территории.

Опираясь на ранее изложенные методические подходы [2], рассмотрим элементы модели в следующей последовательности:

- естественные ресурсы энергии и биопродукции земель;

- потенциалы энерго- и биопотребления, т.е. емкость экосистем и ее территориальная дифференциация;

- фактическая антропогенная

нагрузка на экосистемы и ее динамика в зависимости от численности населения;

- индексация антропогенной нагрузки и районирование территории по этому показателю.

Конечная цель заключается в структурировании единой имитационнобалансовой модели территории. Как пример реализации данной модели на практике нами исследован

Табасаранский район Республики Дагестан, расположенный в Южном Дагестане.

Согласно структуре модели на первом этапе необходимо вычислить экологическую емкость экосистем территории.

Таблица 1

Динамика численности и плотности населения Табасаранского района [8]

Годы N. тыс. чел п, чел/км2

1991 43,00 53,50

1992 43,30 53,90

1993 44,00 54,80

1994 44,70 55,70

1995 45,40 56,50

1996 46,60 58,00

1997 47,50 59,10

1998 47,80 59,50

1999 48,20 60,00

2000 50,50 62,90

2001 50,80 63,30

2002 54,60 67,98

2003 54,80 68,20

2004 54,70 68,10

2005 54,80 68,20

2006 54,90 68,40

2007 54,70 68,10

2008 54,60 67,98

Исходные данные: высота местности (Ь,м) - 620 м; геогр. широта (ф°) - 41°57; площадь территории (8, км2) - 803,1 км2; сумма физиологически активных

температур (14актив,"С) - 2940,8'’С;

годовое количество осадков (Р, мм) -512 мм; сумма средних суточных значений дефицита влажности воздуха (с1, мб) - 1674 мб; численность и плотность населения (К, чел.; п, чел/км2), данные по динамике численности и плотности населения района

представлены в таблице.

Определяем энергетическую базу экосистем района, основанную на данных актинометрических

исследований и номограмме [2]: годовые суммы суммарной радиации, суммы радиации за безморозный период и суммы фотосинтетически активной радиации за этот период [9].

Алгоритм решения следующий:

Требуется рассчитать все три

величины в районе с. Хучни. По атласу и климатическому справочнику находим следующие данные: Н=597 м; ф°=41°55'; суммарная радиация - 117,03

ккал/(см2 год); безморозный период -212 дней.

Решение: 1. Вычисляем

продолжительность безморозного

периода в %: 1=212/365-100=58,08%.

2. Переводим справочную годовую сумму суммарной радиации по системе СИ в удобную для последующих расчетов размерность:

0=117,03 ккал/(см2 год) х 4,1868- Ю10 кДж/(км2 год)=4,82- 1012 кДж/(км2 год).

3. Вычисляем сумму суммарной радиации за безморозный период: 0 =0,58-4,82-1012=2,8-1012 кДж/(км2год).

4. Рассчитаем сумму

фотосинтетически активной радиации за безморозный период:

ФАР'=0,52x2,8-1012= 1,45 кДж/(км2 год).

Следовательно, энергетическая база экосистем Табасаранского района выглядит следующим образом: средние показатели солнечной радиации

(0ср)= 161,5-103кВт/км2, или

4,82- 1012кДж/(км2год); суммарная

солнечная радиация на всю площадь района (О:,)=3870.9 кДж/год; суммарная солнечная радиация за безморозный

период (0')=2.8-10 - Дж/(км“год); фотосинтетически активная радиация (Офар)= 1,45 • 1012 кДж/(км2 • год).

На основе этих данных вычислим энергетический потенциал

продуктивности земель по методике,

изложенной в работах Шашко и Лосева. Все вычисления занесены в таблицу 2.

Р =

0,0120;

0,01x1,45-ю1

19-103

14,5 • 10 19•103

= 763,2т/км2.

Таблица 2

Среднегодовые показатели сумм суммарной радиации, ФАР и потенциальной продуктивности земель Табасаранского района

Нас. пункт Высота, м Безморозный период Суммарная радиация, 10г/кДж/км2 Потенциальная продуктивность

ДНИ % годовая безморозный период ФАР'1012 Рэ\ т/км2

с. Хучни 597 212 58,08 3870,9 2,8 1012 1,45 763,2

На втором этапе определим

биоклиматический потенциал

продуктивности земель Табасаранского района по схеме методики [10]:

Алгоритм решения выглядит

следующим образом:

1КУ=Р/1с1=512/1674=0,31;

2. Кр = \%(20КУ) = 0,79 ;

3. БКП = Кр^ >10 =

Ъраз

2940 Г

= 0,79-----— = 2,32;

1000°

4. Бк=55 БКП=55-2,32=127,7;

, р; = кБк = 0,023 • 127,7 = 2,93 8да / га

J . ?

или 294 т/

На третьем этапе вычислим экологическую емкость земель Табасаранского района по схеме: \.р;=0,0\р; =

= 0,01 • 294да / км2  2,94т / км2  год =

= 2940кг/км2 год, нормированная плотность населения при этом:

2. °п=Ру70Рь=2940 кг/(км2год):280

кг/(чел год)=10,5 чел/км2,

то есть отношение экологической емкости к норме биопотребления;

3. нормированная антропогенная нагрузка вычисляется как произведение нормированной плотности населения на норму биопотребления:

0р _о . Ор ГА- п ' IV

т/(челтод)=2,94 т/км2;

4. переведем полученные данные в единицы энергетической мощности через эквивалент 19-103 МДж/т:

°Рь=Ю,5 чел/км2 • 0,280

2,94 т/км2 • 19-103 МДж/т=55,9-103 МДж/ км2.

В качестве примера реализации региональных критериев нормирования антропогенно-техногенных нагрузок приведем вычисление антропогенной нагрузки на экосистемы Табасаранского района (Справочные данные по состоянию на 2008 год):

=п-Рь = 67,98 • 0,280»;/чел  год =

= 10,03т/км1 = д -19,03т/км2 =

= 19 -10*МДж/м -19,03т/км2 =

= 361,7МДж / км2.

Отсюда индекс устойчивости экосистем Табасаранского района будет равен

т 19,03т/км2 ,

^<1=—---------- = 6,47.

2,94т/км ~

Перепроверим полученные данные через плотность населения:

1^=67,98 чел/км2: 10,5 чел/км2=6,47 и по энергетике:

1,с|=3 61, 7М Дж/км2:5 5, 9М Дж/км2=6,47. Как видим, по всем трем схемам результаты расчета совпадают, демонстрируя нам превышение допустимой нагрузки почти в 6,5 раза по территории района. Следовательно, методика определения антропогенно-техноген-ных нагрузок на экосистемы территории через энерго-

демографический индекс устойчивости оправдывает себя в полной мере.

Таким образом, для достижения большей объективности в оценке меры антропогенной нагрузки отдельного района на биосферу необходимо исходить из потенциалов

биопродуктивности и численности

населения, проживающего в пределах государственно-административных границ. В решении этой проблемы возможны два подхода: первый -

суммирование оценок по природным зонам района, второй - оценка антропогенной нагрузки относительно емкости среды по отдельным зонам с

Примечания

последующим их суммированием по району. Второй подход нам представляется предпочтительным во всех аспектах решения фундаментальной проблемы стабилизации экологической ситуации в районе и ее возврата в рамки допустимых пределов антропогенных нагрузок.

1. Акимова Т. А., Хаскин В. В. Экология. М. : Юнити, 2001. 566 с. 2. Ахмедова Л. Ш. Методы измерения и оценки устойчивости геосистем: Учебно-метод. пособие. Махачкала : АЛЕФ, 2008. 100 с. 3. Горшков В. Г. Физические и биологические основы устойчивости жизни. М. : ВИНИТИ, 1995. XXVIII. С. 472. 4. Израэль Ю. А., Груза Г. В., Катцов В. М., Мелешко В. П. Изменения глобального климата. Роль антропогенных воздействий // Метеорология и гидрология. 2001. №

5. С. 5-21. 5. Лосев А. П. Сборник задач и вопросов по агрометеорологии. Л. : Гидрометеоиздат, 1988. 144 с. 6. Поздняков Д. В., Тикунов В. С., Федотов А. П. Разработка и картографирование интегральных показателей устойчивого развития стран мира // Вестник Московского университета. Сер. 5. География. 2003. № 2. С. 19-29. 7. Одум Ю. Основы экологии / пер. с англ. М., 1975. 740 с. 8. Сб. ЦСУ по РД Госкомстата «Социально-экономическое положение Республики Дагестан (Январь-декабрь 1991-2008 гг.)». Махачкала, 2009. 9. Справочник по климату СССР. Вып. 15. Ч. II. Л. : Гидрометеоиздат, 1970. С. 352. 10. Шашко Д. И. Агроклиматические ресурсы СССР. Л. : Гидрометеоиздат, 1985. С. 247.

Статья поступила в редакцию 28.05.2011 г.