4. Оценка устойчивости экосистем и экологических рисков

Выявление возможных экологических рисков и экологически неблагополучных (потенциально опасных) территорий в районе будущего строительства является одной из основных задач ОВОС.

4.1. Рельеф

Основным видом воздействия на рельеф при строительстве газопровода будут нарушения естественного состояния земной поверхности и почвы, приводящие к изменениям литогенной основы ландшафтов и возможной активизации геоморфологических процессов, что, в свою очередь, вызывает изменение или уничтожение всего природного комплекса в целом.

Лено-Ангарское плато, по территории которого проходит северная часть трассы газопровода до г. Саянска, подвергалось длительному воздействию процессов денудации, которые обусловили густое и глубокое расчленение местности. В то же время на участке г. Саянск – г. Иркутск рельеф территории представлен волнистыми и плоскими поверхностями, слабо наклоненными к долине р. Ангары и Братскому водохранилищу.

Оценивая относительную потенциальную устойчивость отдельных компонентов рельефа, можно сказать, что она наименьшая у крутых склонов. Здесь при нарушении почвенно-растительного покрова возможна активизация процессов смыва и эрозионного расчленения, а на отдельных подмываемых участках вероятны оползневые процессы. Более устойчивы пологие склоны, на которых отмеченные процессы возможны в ослабленном виде из-за меньшей крутизны и высоты.

В районе трассы газопровода Ковыкта – Саянск – Иркутск механическое повреждение трубы может быть вызвано сейсмическим событием (район относится к зоне с высокой сейсмической опасностью), локальным тектоническим смещением в Тыпча-Чиканской шовной зоне. Высока вероятность повреждения трубы мерзлотными деформациями грунта, так как она будет укладываться в слое сезонного промерзания грунта (на участках сезонного промерзания) или в слое сезонного оттаивания (в пределах островов многолетнемерзлых пород). Крупные острова многолетней мерзлоты распространены в долинах рек Тыпты, Куйты, Унги и Залари, где мерзлотные (криогенные) процессы уже вызывали деформацию зданий и сооружений (поселки Тыреть и Залари). В последние годы (с начала 90-х годов прошлого века) риск мерзлотных нарушений возрастает в связи с наметившейся деградацией высокотемпературной (-0,1÷-0,3 о С) мерзлоты в условиях отмечающегося потепления климата.

Не исключается вероятность повреждения трубопровода при смещении оползней (берега Братского водохранилища, склоны долин рек Оки, Иркута), а также формировании карстовых воронок (в зоне водохранилища, в долинах Оки, Унги, Залари, Ноты, Белой, в районе поселков Кутулик, Забитуй). В районе Черемховского месторождения угля помимо карста возможны обрушения кровли над отработанными шахтами. В долинах рек Китой и Унги следует учитывать риск повреждения трубы, связанный с просадочно-суффозионными и другими процессами, обусловленными специфическими свойствами рыхлых грунтов (тиксотропное разупрочнение при техногенных нагрузках). Механическое повреждение трубы возможно на участках крутых склонов, при пересечении глубоких логов. Особенно уязвимы зоны сочленения крутых и пологих склонов, зоны контакта грунтов с разными свойствами и различным поведением, абразионные берега Братского водохранилища. Долины крупных рек (Лена, Илга, Ока, Унга, Залари, Белая, Китой, Иркут) отличаются повышенной опасностью нарушения трубопровода вследствие русловых деформаций, которые усиливаются во время паводков, наводнений. На малых и средних реках вероятность деформаций грунта и нарушения трубопровода повышается на участках развития наледей, в местах выходов родников (зоны разгрузки подземных вод).

Учитывая вышеперечисленные факторы геоморфологического риска, разработаны критерии его оценки по пятибалльной шкале (I-V). Степень риска повышается от V к I.

I. Очень высоким риском отличаются крутые и очень крутые склоны, на которых отмечается развитие гравитационных процессов (обвалы, оползни, осыпи), овражной эрозии. Он характерен также для поверхностей с активным проявлением карстовых, эрозионных, криогенных и суффозионных процессов в зоне влияния Братского водохранилища, в долинах Унги и Залари. Сюда же следует отнести абразионные берега водохранилища.

II. Высокий риск характерен для долин крупных рек (Тутура, Лена, Илга, Ока, Белая, Китой), где он связан с русловыми деформациями, криогенными процессами в пределах низинных болот, оползневыми, эрозионными и карстовыми процессами на склонах.

III. Умеренный риск. Еще более возрастает геоморфологический риск в пределах узких глубоких логов, в долинах временных водотоков, где периодически во время снеготаяния и ливневых дождей проходят бурные водные потоки, обладающие высокой эрозионной опасностью. Особенно опасны зоны сочленения крутых склонов логов и долин с их днищем, где отмечаются выходы родников, вероятно развитие наледей и мерзлотных процессов. Третьей степенью геоморфологического риска (III балла) характеризуется также район Черемховского угольного месторождения с высокой антропогенной нарушенностью рельефа, развитием техногенных просадок грунта и карстовых процессов. В районе Черемхово получили умеренное развитие эоловые процессы, активизирующиеся в отдельные годы.

IV. Слабый риск. Риск несколько повышается на пологих и слабопокатых склонах крутизной до 7 о, а также на речных террасах. Здесь возможно проявление водной эрозии, солифлюкции, карстовых и суффозионных процессов. На бортах и склонах террас возможно формирование оползней и оврагов.

V. Очень слабый риск. Риск минимален на участках трассы, идущих по уплощенным водоразделам. Тем не менее, при нарушении почвенно-растительного покрова здесь возможно развитие эоловых процессов и суффозии, вероятен слабый смыв и дорожная эрозия по логам и водосборным понижениям.

Особо следует отметить участок перехода через Братское водохранилище в районе Балаганска. Это один из самых сложных и динамичных участков планируемой трассы. Братское водохранилище отличается от других водоемов Ангарского каскада значительной величиной колебаний уровня (до 10 м). На обоих берегах в красноцветных песчаниках кембрия широко распространены оползни, один из которых (Балаганский) возник на левом берегу в 1993 г. Многие оползни активизировались в последнее время. Очень активна абразия, так как высота волн при северо-западных ветрах достигает 3 м. За период эксплуатации водохранилища берег в районе Балаганского расширения отступил на 50-100 м (до 7-8 м/год), на некоторых участках – на 180-200 м.

В то же время на правом берегу Балаганского расширения многие участки абразии не подвергаются. Кроме того, окружающие Балаганское расширение участки плато интенсивно карстуются с образованием множества воронок, поноров, даже пещер; активно развиваются суффозионные процессы. Все эти процессы могут активизироваться при проведении строительных работ.

Для снижения (предотвращения) последствий строительно-монтажных работ, связанных с прокладкой трубопровода, будет предусмотрен комплекс работ, включая рекультивационные. Это позволит укрепить эрозионно опасные и оползневые участки.

На участке от п. Тыреть до ст. Халярты трасса пересекает на 51 км крутой правый склон долины р. Унга, с вероятным развитием склоновой эрозии. Целесообразно рассмотреть перенос трассы в коридор нефтепровода с 49,5 по 51 км. Это спрямит трассу и позволит осуществить подъем по менее крутому участку правого склона долины р.Унги.

Наиболее опасными процессами являются морозное пучение и просадки грунтов. В процессе работ выявлены участки современного проявления криогенных процессов, непосредственно пересекаемые проектируемой трассой газопровода. Это участки в долинах рек Сухая и Мокрая Бурунга (74-76 км); Тутура (99-102 км, в районе урочища Наумовка); Тунак (227,5-228 км); правый берег р. Унги (49-51 км); р. Ноты (108-112 км). В районе урочища Наумовка активные проявления термокарста могут привести к наиболее сильным негативным последствиям для газопровода. В целом, долина р. Тутуры является неблагоприятной относительно развития криогенных процессов.

Рассматриваемая территория в пределах долины рек Унги, Залари также неблагоприятна в мерзлотном отношении. Особо выделяется долина р. Унги, где встречаются участки с многолетнемерзлыми породами, пучением грунта, термокарстом и развитием наледей. Нарушение мерзлотных условий при техногенном воздействии могут ускорить динамику криогенных процессов. Термокарстовые процессы выявлены в долине р. Ноты в створе прохождения трассы магистрального нефтепровода Омск – Иркутск (Глава I Технического отчета по ИЭИ, рисунки I.4.1-20 и I.4.1-21).

По литературным источникам вдоль трассы газопровода выделяются 6 участков развития карстовых процессов. Наибольшую опасность для инженерных сооружений представляют провалы. В настоящее время они отмечаются в зоне подпора подземных вод Братского водохранилища на поверхности террас и в днищах суходолов. Глубина таких воронок может превышать 5 м.

В период полевых исследований в двухкилометровой полосе трассы карстовых форм выявлено не было. Тем не менее, такие процессы имеют высокую вероятность проявления, что может негативно сказаться на устойчивости инженерных сооружений при строительстве и эксплуатации газопровода.

В Черемховском районе и в районе Тыретского солерудника особую опасность могут представлять вероятные техногенные деформации грунтов, связанные с нарушением устойчивости сводов отработанных угольных и соленосных шахт. В двухкилометровой полосе прохождения газопровода такие образования не были выявлены.

4.2. Гидрологические объекты

Строительство и эксплуатация газопровода будет оказывать влияние на водные объекты в местах перехода и зонах влияния. Основные риски для водных объектов при строительстве газопровода связаны со следующими факторами:

• повышение мутности водоемов и водотоков;
• механическое изменение продольного профиля русла, повреждения поймы;
• наличие техногенного загрязнения Братского водохранилища (донные отложения);
• заболачивание и изменение гидрологического режима болот.

Оценка распространения пятен дополнительной мутности и загрязненных донных отложений.

При траншейном методе строительства переходов через водные объекты будет выполнен значительный объем земляных работ, включающих в себя срезку крутых береговых склонов, разработку траншей на русловых, береговых и пойменных участках, засыпку траншей, укрепление берегов и склонов, устройство водоотводящих канав, перемычек, планировку береговых строительных площадок.

Процесс механизированной разработки береговых и русловых траншей обычно сопровождается существенным увеличением концентрации взвешенных минеральных частиц грунта в воде на участке реки достаточно большой протяженности. Так, по некоторым данным, илистые частицы в паводок могут переноситься на расстояния, кратные 100÷500 глубин русла. Особенно характерны сильное взмучивание воды и значительное распространение загрязнения при устройстве траншей в глинистых грунтах.

В горных районах севера трассы значительную роль в заилении русел рек на участках строительства может сыграть активизация процессов плоскостной и линейной эрозии на склонах долин и береговых склонах.

Единственным путем кардинального решения проблемы, способным обеспечить соблюдение требований нормативных документов, является правильный выбор гидрологического сезона проведения строительных работ. Наиболее оптимальным временем строительства подводных переходов практически на всех реках является период зимней или летней межени.

Практика расчетов размеров зон распространения дополнительной «технологической» мутности в ходе строительства переходов через малые и средние реки по трассам БТС, Россия-Китай, Ангарск-Перевозная, нефтепроводов Сахалина и др. показывает, что на реках этого класса взмучиваемые наносы с диаметром частиц больше 0,05 мм оседают в пределах первых 500 метров вниз по течению от створа производства работ, создавая в конце участка осаждения дополнительный наилок толщиной в пределах 0,1÷1,0 мм. В то же время, в ходе производства работ происходит значительное повышение мутности воды частицами с диаметром 0,05÷0,001 мм. Эта дополнительная технологическая мутность превышает, как правило, ПДК, но не превышает естественной мутности воды во время весенних половодий и паводков. При этом она может распространяться на значительные расстояния (до 4÷10 км). Однако время воздействия этой мутности на конкретный участок реки крайне кратковременно (2÷8 часов).

Таким образом, совокупность вышеприведенных факторов свидетельствует о том, что в процессе строительства подводных переходов через малые и средние реки дополнительное взмучивание в большинстве этих рек будет кратковременным, а размеры зон технологического заиления рек будут незначительными.

Особенности геологического строения речных русел, гранулометрический состав донных наносов, масштабы и морфологическое строение рек и предусматриваемая проектом технология строительства переходов через реки позволяют сделать вывод о том, что при строительстве переходов в меженный период донные наносы, дополнительно поступающие в русла рек в ходе строительства, не будут иметь больших объемов и будут распространяться только в пределах строительных площадок.

Оценка последствий нарушения продольного профиля русла, рельефа и почвенно-растительного покрова пойм и долин, вызванного прокладкой трубопроводов

В результате разработки траншей и отсыпки временных насыпей, а также складирования отвалов грунта, извлеченного из траншеи, и работы колесной и гусеничной техники почвенно-растительный покров на поймах рек и склонах долин будет нарушен в пределах полосы отвода земель под строительство. Проектом предусматривается нормативная 50-ти метровая полоса отвода земель. В ходе строительства будут нарушены и береговые откосы, которые срезаются землеройной техникой.

Нарушение почвенно-растительного покрова на склонах долины и берегах рек приведет к интенсификации склоновой эрозии и развитию оврагов, а нарушение системы вторичных ложбин стекания на пойменных массивах – к временному или постоянному подтоплению территории. Особенно этот процесс может активизироваться в долинах малых рек, отнесенных нами по своим гидроморфологичским характеристикам к первому типу.

Прокладка трубопровода по пойменным болотным массивам и торфяникам, т.е. нарушение структуры болотно-торфяной залежи, без учета линий стекания и без оборудования соответствующих систем пропуска воды, приведет к подтоплению территории и изменению физико-механических свойств торфяной массы по обеим сторонам трубопровода с соответствующим изменением условия существования растительных сообществ.

Проектом должно быть предусмотрено соблюдение всех экологических требований к производству земляных работ на поймах и береговых участках переходов, изложенных в строительных нормах на земляные сооружения (РД 51-2-95 , Пособие к РД 51-2-95, СП 108-34-97). Все эти требования, правила и рекомендации позволяют организовать процесс прокладки трубопроводов на поймах рек с наименьшим ущербом для пойменных массивов и русел рек. Кроме того, они предусматривают проведение обязательной рекультивации земель и рельефа, которая должна проходить в два этапа: этап технической рекультивации и этап биологической рекультивации.

Одним из путей снижения негативных последствий от нарушения почвенно-растительного покрова является выбор правильного сезона строительства и назначение максимально коротких сроков строительства перехода для скорейшего осуществления рекультивации земель.

Ртутное загрязнение Братского водохранилища в районе пересечения его трассой газопровода

Наиболее загрязненной является верхняя (Ангарская) часть водохранилища, включая район перехода, где в донных отложениях аккумулировано почти три четверти из более 76 т ртути, поступившей в Ангарскую часть водохранилища из техногенных источников, и установлены самые высокие ее концентрации.

После закрытия цеха ртутного электролиза в 1998 году в распределении ртути в Братском водохранилище произошли принципиальные изменения. Содержание ртути в воде Братского и Усть-Илимского водохранилищ, начиная с 2001 года, стало в среднем ниже, чем ПДК водоемов рыбохозяйственного назначения. Соответственно уменьшился сброс ртути в Усть-Илимское водохранилище и уровень содержания ртути в нем. Тем не менее, на этом фоне постоянно отмечаются аномалии, связанные с деятельностью крупных предприятий («ХимпромУсолье», Иркутский авиазавод, Ангарский завод химреактивов и др.), а также локальные аномальные значения в других частях Братского водохранилища, природа которых не всегда ясна.

Имеющиеся результаты определения форм ртути в воде Братского водохранилища свидетельствуют о том, что их соотношения существенно изменяются от основного источника загрязнения («Усольехимпром», река Ангара) вниз по течению. В зоне переноса от источников загрязнения до зоны выклинивания подпора преобладает ртуть, связанная с тонкой взвесью. Содержание газообразных форм здесь находится в пределах 1-3%. Ртуть, сорбированная на тонкой взвеси, превалирует в зоне основного седиментационного барьера, включая Балаганское расширение. Здесь основная ее масса выводится из водной толщи и отлагается в донном осадке района максимального загрязнения. На этом участке отмечается и максимум газообразных форм ртути в воде. Данная часть водохранилища характеризуется также максимальным загрязнением рыбы, что свидетельствует о высокой интенсивности процесса метилирования ртути.

Донные отложения – главная депонирующая среда ртутного загрязнения в водохранилищах. Им также принадлежит ключевая роль в загрязнении водных организмов металлоорганическими соединениями ртути, поскольку в поверхностном слое донных отложений происходит микробиологическая трансформация неорганических форм ртути в ее метилированные формы, прежде всего, в наиболее опасную монометилртуть.

Запасы ртути, поступившей в донные отложения Братского водохранилища из техногенных источников, оцениваются величиной порядка 65 тонн. Это около 97% всей ртути, находящейся в донных осадках водохранилища. 95% этой массы находится в верхней части Братского водохранилища в районе Свирск – Балаганск.

Рыба , как одно из замыкающих звеньев трофических цепей водных экосистем, относится к числу наиболее объективных индикаторов ртутного загрязнения водоемов. Поскольку ~85-95% ртути, содержащейся в рыбе, приходится на долю ее наиболее токсичной монометилформы, рыба является также показателем интенсивности процессов метилирования ртути в водных экосистемах и потенциального риска здоровью населения, использующего рыбу в пищу.

Степень загрязнения рыбы ртутью прямо связана с ртутным загрязнением донных отложений водоемов. Так, налицо общее увеличение содержания ртути в рыбе в 6-15 раз в ряду: Байкал и Иркутское водохранилище, Усть-Илимское водохранилище и нижняя часть Братского водохранилища, верхняя часть Братского.

После закрытия цеха ртутного электролиза на комбинате «Усольехимпром», наметилась тенденция к снижению средней концентрации ртути в рыбе. Это в большей степени проявилось у «мирных» видов рыб (лещ, карась, плотва) и в меньшей – у окуня. Вместе с тем, эта тенденция нестабильна, в первую очередь, в верхней части Братского водохранилища, где загрязнение рыбы ртутью по-прежнему весьма высоко. Таким образом, верхнеангарская часть Братского водохранилища остается главным проблемным районом.

Формы нахождения ртути в донных осадках водохранилища.

Основная масса ртути в донных осадках находится в связанной (сорбированной на тонких частицах) форме. Транспорт и латеральное распределение Hg в донных осадках водохранилища, в первую очередь, определяются характером переноса и седиментации различных по размеру частиц в водной среде и процессами обмена взвесь – вода на фоне постоянного дополнительного поступления чистой взвеси из притоков и за счет абразии берегов, а также частичного взмучивания загрязненного осадка. В связи с этим для донных осадков водохранилища характерна высокая дисперсия ее концентрации, особенно сильно проявленная в наиболее загрязненной верхней части.

Результаты, полученные при ИЭИ на трассе газопровода в 2005 г.

По имеющимся данным район Братского водохранилища в месте его пересечения трассой, как и вся верхняя часть Братского водохранилища, относится к высоко техногенно загрязненным ртутью водоемам. Здесь в донных отложениях аккумулировано почти три четверти из 76 т ртути, поступившей в Ангарскую часть водохранилища из техногенных источников, и установлены самые высокие ее концентрации. Резкое снижение ртутной эмиссии после прекращения ртутного электролиза на комбинате «Усольехимпром» (1998 г.) привело к снижению среднего содержания ртути в воде Братского и Усть-Илимского водохранилищ до уровня, меньшего, чем ПДК рыбохозяйственных водоемов, а также к некоторому уменьшению загрязнения донных отложений в слабо загрязненных частях водохранилищ и рыбы. Однако верхняя часть Братского водохранилища (Усолье-Сибирское – Усть-Уда) остается наиболее неблагополучным участком, к которому приурочена зона максимального ртутного загрязнения донных отложений и рыбы.

Заболачивание и изменение режима болот

Проектируемый газопровод КГКМ-Саянск-Иркутск на значительном протяжении проходит по поймам, первым надпойменным террасам и склонам долин малых и средних рек. В этих местах линии стока болотных вод практически всегда направлены в сторону реки, т.е. под углом 90º к трубе газопровода, что неизбежно вызывает возможности подтопления территории. Примером таких рек могут быть Тутура, Тыпта, Кулундуй и другие.

Заболачивание всегда приводит к смене растительных ассоциаций, в результате которой менее влаголюбивая растительность замещается более влаголюбивой. Подтопление территории приводит к тем же нарушениям и смене растительных ассоциаций, но на более значительных площадках. Наличие на болотных массивах спародической мерзлоты при подтоплении ведет к образованию ореолов протаивания и просадки поверхности.

При прокладке газопровода в траншее в заболоченных лесах и болотных массивах с последующей его засыпкой слабопроницаемым грунтом возможно поднятие грунтовых вод. В этих условиях, в зимний период происходит увеличение гидродинамического напора, обусловленное промерзанием склонов долины, что приводит к выходу воды на поверхность и образованию родников и высачиванию воды на склонах. Выход воды на поверхность приводит к развитию наледных явлений. При больших массах скопившегося льда возможно повреждение трубопровода.

При подтоплении территории линейными сооружениями возможно загрязнение болотных вод путем смыва загрязняющих компонентов с участков загрязненного рельефа местности. Загрязняющие компоненты могут образоваться при эксплуатации или ремонте технических средств, используемых при прокладке нефтепровода, при нарушении технологии строительства, заправке автотракторной и другой техники горюче-смазочными материалами и др.

Наиболее распространенным техногенным воздействием является механическое нарушение естественного покрова болот. При нарушении сплошности деятельного слоя и ликвидации верхней части мохового покрова изменяются условия теплообмена на поверхности поврежденного участка болот. В зимних условиях при отрицательных температурах усиливается процесс промерзания, увеличивается объем влаги, мигрирующей к фронту промерзания, что приводит к образованию линз льда и пучению, а при протаивании – к резкому перемещению талого слоя и трубы газопровода вниз.

На значительно увлажненных участках, в период промерзания залежи, особенно в первый бесснежный период зимы, под трубой газопровода возможны образования значительных по длине линз льда. Вследствие того, что трубы пригружены, они не будут подвергаться деформации. Растущая линза льда уплотняет грунт и образует полость, заполненную льдом. Но в летний период, при протаивании линзы, труба под действием пригруза провисает, заполняет полость и может деформироваться.

4.3. Почвы

Устойчивость почв к техногенному воздействию

Строительство и эксплуатация объектов окажет непосредственное механические и физические воздействия на почвенный покров (планировка площадок, земляные работы, прокладка трубопроводов, устройство фундаментов, дорог, и т.д.). Механическое воздействие включает изъятие из напочвенного покрова и нарушение верхнего слоя почв.

Механические нарушения почвенного покрова вызывают ухудшение физических свойств почв, развитие или усиление процессов оглеения и тиксотропности, замедление окислительно-восстановительных ферментативных реакций, ухудшение количественных показателей водного стока, его стабильности, ухудшения качества грунтовых вод и т.д. Уничтожение или повреждение органогенных горизонтов почв (А0, Ад) в условиях таежного ландшафта ведет к изменению кислотно-щелочного равновесия и, соответственно, условий миграции и аккумуляции химических элементов. Нарушения растительно-почвенного покрова способствуют активизации плоскостной и линейной эрозии. Если почвы маломощные, то под воздействием оказывается весь почвенный профиль. В том случае, когда площадные и линейные сооружения образуют барьеры на пути миграции внутрипочвенного стока, сток начинает осуществляться по поверхности, способствуя развитию линейной эрозии.

Альфегумусовые почвы (подзолы, подбуры) территории исследования характеризуются небольшой мощностью почвенного профиля, средней уплотненностью. Супесчаные разности почв при этом отличаются невысокой уплотненностью. Устойчивость альфегумусовых почв к механическим воздействиям – низкая, а для супесчаных разностей – очень низкая.

Органо-аккумулятивные почвы горно-таежных ландшафтов (дерновые лесные, дерново-карбонатные) формируются на рыхлых отложениях разного гранулометрического состава как карбонатных (карбонатная морена, коренные карбонатные глины, карбонатные песчаники и т.д.), так и на щебнистых и малощебнистых элюво-делювиях различных некарбонатных плотных пород. Органо-аккумулятивные почвы горно-таежного пояса обычно имеют суглинистый состав, водопрочную структуру и, следовательно, высокую устойчивость к механическим воздействиям. Органо-аккумулятивные почвы лесостепных ландшафтов (серые лесные, черноземы) представлены короткопрофильными почвами (в среднем 25 см) крутых склонов и почвами пологих склонов и днищ со среднеразвитым профилем (30-80 см), в отдельных случаях мощность черноземов достигает 100-120 см. По гранулометрическому составу преобладают суглинистые разновидности. По сравнению с горно-таежными почвами уплотненность почв меньше, а оструктуренность выше. Черноземы отличаются высокой водопрочностью почвенных агрегатов. Степень устойчивости органо-аккумулятивных почв лесостепных ландшафтов к механическим воздействиям варьирует в зависимости от условий местоположения и характера подстилающих пород от удовлетворительной до средней. Очень низкой устойчивостью к механическим нарушениям отличаются литогенные, торфянисто-перегнойные и мерзлотно-таежные почвы.

От свойств и режимов почв в значительной мере зависит не только их экологическая значимость и устойчивость, но и химический состав речных и грунтовых вод. Почва выполняет функции сорбционного барьера, защищающего акватории от загрязнений.

Химическое загрязнение почв территории предполагаемого размещения трубопровода возможно только при аварийных ситуациях и их ликвидации, при соблюдении технологического регламента должно иметь локальный характер. Однако, не следует забывать, что в условиях, благоприятных для миграции вещества (склоновых, пойменных), химическое загрязнение почв может приобрести площадные формы.

По устойчивости к техногенному воздействию почвы исследуемой территории можно разделить на 3 группы:

• неустойчивые – органогенно-щебнистые примитивные, дерновые литогенные, подзолы, мерзлотно-таежные, торфянисто-перегнойные, дерново-подзолистые глееватые и огленные почвы;
• среднеустойчивые – подбуры, подзолистые, дерновые лесные, дерново-карбонатные оподзоленные и маломощные, светло-серые лесные, черноземы маломощные и выщелоченные, аллювиальные дерновые, лугово-болотные и болотные почвы;
• устойчивые – дерново-карбонатные среднеразвитые суглинистые, дерновые лесные суглинистые, дерново-подзолистые и дерновые буроземные остаточно-карбонатные, серые и темно-серые лесные, лугово-черноземные, аллювиальные дерново-луговые почвы.

Современное воздействие на почвенный покров. Нарушенность.

В настоящие время основными факторами воздействия на исследуемой территории являются пожары, вырубка, линейные коммуникации, отдельные площадные сооружения преимущественно хозяйственно-бытового предназначения. Вид, степень и длительность воздействия обуславливает характер нарушенности почв и почвенного покрова в целом.

Для отдельных участков территории наблюдается формирование искусственных почв с полной сменой исходного состояния и невозможностью его возврата естественным путем (площадки кустового бурения, окрестности крупных населенных пунктов).

В зоне наибольшего освоения отмечаются техногенные разрушенные почвы, для которых характерно сплошное нарушение верхних и даже минеральных горизонтов на площади более 75%, обнажение каменистых субстратов, развитие гравитационных и эрозоионных процессов, полное уничтожение или снятие почвенного покрова с обнажением и отсыпкой грунтов, формирование искусственного органогенно-минерального слоя из хозяйственно-бытовых отходов, порубочных остатков и перемешанных почво-грунтов, химическое загрязнение и преобразование почв.

Горно-таежные почвы в северной части предполагаемой трассы не представляют большой ценности с позиций земледелия, и их отчуждение не нанесет заметного ущерба почвенному покрову ни с позиций охраны природы, ни с позиций будущего возможного сельскохозяйственного освоения. К тому же, без осуществления серьезных противоэрозионных мероприятий и систематического применения удобрений земледелие здесь малоперспективно.

Антропогенная (техногенная) нарушенность почв в зоне предполагаемого землеотвода в пределах Иркутско-Черемховской равнины связана, прежде всего, с агрохозяйсвеным использованием земель. На пахотных угодьях в результате плоскостного смыва и дефляции часть почв эродирована. Локальное проявление линейной эрозии наблюдается вдоль транспортных путей. Загрязнение почвенного покрова имеет локальный характер и сосредоточено в основном в селитебных зонах, вдоль крупных линейных коммуникаций, вблизи свалок бытовых и промышленных отходов, мест скопления техники и хранения ГСМ, нефтебазах и т.п.

Негативные экологические последствия для почвенного покрова при строительстве трубопровода будут связаны с механическим повреждением и уничтожением верхних горизонтов почв (а непосредственно по трассе почвенного профиля полностью) как в результате прямого воздействия техники, так и в результате активизации экзогенных процессов и пожаров; при эксплуатации – с нарушением почвенного покрова в результате развития экзогенных процессов на нарушенных участках и вдоль линейных коммуникаций, а также пожаров. Основным источником химического воздействия на почвенный покров на стадии эксплуатации могут являться аварии и их ликвидация, горение газовых факелов.

Объекты трубопроводной системы (линейная часть трубопровода, газораспределительные станции, резервуарный парк, вспомогательные сооружения) – являются потенциальными источниками воздействия на почвенный покров. На этапе строительства в пределах зон воздействия этих объектов следует расположить пункты эпизодических мониторинговых наблюдений, приуроченные к основным источникам воздействия и к участкам аварийных ситуаций и сверхнормативных воздействий. В дальнейшем (на период эксплуатации) на базе первых должны формироваться стационарные пункты режимных мониторинговых наблюдений.

По комплексу аномальных показателей выделяются следующие наиболее неблагоприятные участки: заболоченная долина Тутуры ниже устья Чикана; переход через Лену; долина р. Тыпта от р. Чуварды до р. Балыхты; переход через Братское водохранилище; Саянск – долина Оки; перход через р. Унгу; р-н к югу от Черемхово в ~1-1,5 км севернее д. Заморская; р-н пос. Тайтурка; участок в ~3 км южнее пересечения тракта на Б. Елань.

4.4. Растительный покров

Растительный покров – наиболее ранимый компонент ОС, воздействия на который оказываются в первую очередь и являются наиболее заметными. Для Иркутской области, в пределах которой будет осуществляться строительство трубопровода, воздействие на растительность в первую очередь связано с вырубкой леса.

Критериями значимости растительности выступают:

· Экологические условия:

1 – очень неблагоприятные (5-5а класс бонитета),

2 – неблагоприятные (4 класс бонитета)

3 – средние (3 класс бонитета),

4 – благоприятные (2 класс бонитета),

5 – очень благоприятные (1 класс бонитета).

· Ресурсная ценность:

1 – очень высокая (1 класс бонитета с запасами древесины 350 м 3 и выше),

2 – высокая (2 класс бонитета с запасами древесины 250 - 350 м 3 на га),

3 – средняя (3 класс бонитета с запасами древесины 150-250 м 3 на га),

4 – низкая (4 класс бонитета с запасами древесины 100-150 м 3 на га),

5 – очень низкая (5-5а класс бонитета с запасами древесины 50-100 м 3 на га).

Устойчивость растительности

Устойчивость растительности к механическим воздействиям при строительстве трубопровода в первую очередь определяется влиянием автотранспорта и строительной техники на сохранность подроста и возобновления на вырубках. Влияние механических воздействий на лесное сообщество зависит от количества преобладающей породы в составе древостоя и полноты древостоя. Общеизвестно, что при максимальной густоте древостоя, где более сложны условия для перемещения техники, степень механических повреждений оставляемых семенных куртин, подроста и возобновления самая высокая.

Другим важным фактором, влияющим на устойчивость к механическим повреждениям, является наличие в составе древостоя того или иного вида доминирующей породы и ее способности к интенсивному восстановлению. Так, по данным Санкт-Петербургской лесотехнической академии и НИИ лесного хозяйства, наиболее часто и легко повреждается ель, которая наиболее чувствительна к повреждениям, потому что они приводят к заражению ее гнилями, причем скорость распространения их по стволу выше, чем у других пород. Наиболее плохо восстанавливаются после вырубок и гарей сосняки горно-каменистые, бадановые, злаково-разнотравные, березняки разнотравно-вейниковые.

Не менее важным фактором являются пожары. Определение классов пожарной устойчивости лесов произведено на основе карт пожарной опасности. Использовалась шкала распределения типов леса и лесных участков по классам пожарной опасности для лесов Иркутской области, где степень пожарной опасности определена для каждого типа леса и категории лесных земель.

Устойчивость к пирогенным воздействиям оценивается по наличию в составе древостоя главной лесообразующей породы, характеру травяно-кустарничкового яруса, типу леса, сомкнутости древостоя, захламленности: 1 класс горимости – пирогенная устойчивость очень низкая, 2 класс горимости – низкая, 3 класс горимости – средняя, 4 класс горимости – высокая, 5 класс горимости – очень высокая.

Наиболее подвержены пожарам кедровые леса с густым подростом, или вертикально сомкнутым пологом, хвойные молодняки, захламленные гари Лено-Ангарского плато; сухие сосновые лишайниковые, толокнянковые нагорные леса побережий Братского водохранилища. Пониженной пожарной опасность характеризуются сосновые и осиново-березовые разнотравные, травяно-осоковые и багульниковые леса Иркутско-Черемховской равнины, приречные ельники, насаждения ивы и тополя.

Оценка экологического риска

Как суммарная составляющая всех анализируемых параметров (главной лесообразующей породы, группы возраста, класса бонитета, экологической значимости, ресурсной значимости, устойчивости к пирогенным воздействиям, устойчивости к механическим воздействиям) выводилась балльная оценка уровней экологических ограничений для групп лесных выделов (типов леса) и нелесной растительности: I - наиболее высокая, II - высокая, III- средняя, IV - низкая, V - наиболее низкая.

Отнесение к тому или иному уровню экологического риска проводится следующим образом.

I балл экологического риска

· Леса орехово-промысловой зоны

· Запретные полосы лесов, защищающие нерестилища ценных промысловых рыб

· Защитные полосы лесов вдоль железнодорожных магистралей

· Защитные полосы лесов вдоль автодорог федерального, республиканского и областного значения

· Леса, имеющие противоэрозионное значение

· Леса 1 и 2 зон округов санитарной охраны промышленных предприятий

· Лесопарковая зона и ее лесохозяйственная часть (кроме гарей, вырубок, березняков и осинников)

· Кедровые и пихтовые леса, производные от них, восстановительные серии и стадии (кроме гарей, вырубок, березняков и осинников)

· Участки степей

· Болота в водоохранных зонах

II балла экологического риска

· Еловые и лиственничные, леса

· Гари, вырубки в орехово-промысловой зоне

· Гари, вырубки в кедровых лесах вне орехово-промысловой зоны

· Березняки и осинники в зонах различных категорий защитности

· Луга и болота вне зон охраны

III балла экологического риска

· Сосновые леса, в том числе лесные культуры сосны

IV балла экологического риска

· Березняки и осинники в лесах II-III группы

· Сельскохозяйственные угодья

V баллов экологического риска

· Гари, вырубки

· Техногенные земли

4.5. Животный мир

Животный мир – наиболее мобильный компонент ОС. Воздействие на животный мир и риски для животного мира неотделимы от таковых в отношении местообитаний животных (то есть комплекса природных условий – рельефа, почв, растительности, водных объектов).

С учетом полученных сведений о животном мире (млекопитающие, птицы, рептилии, земноводные), экологии популяций и изучения объемов строительных работ – воздействия на животный мир, согласно прогнозов может проявляться в виде следующих отрицательных факторов:

• в результате отчуждения земель под строительство газопровода и в связи с загрязнением окружающей среды произойдет изменение среды обитания охотничье-промысловых животных и фоновых, рекреационно-значимых и редких видов;
• в связи с трансформацией свойственных биотопов прогнозируется изменение видового и качественного состава млекопитающих, особенно хозяйственно ценных видов (соболь, лось, северный олень, кабарга и др.);
• создание просеки для строительства трассы ограничит переходы ценных охотничье-промысловых животных (лось, изюбрь, медведь, косуля, соболь);
• в связи с загрязнением биотопов солевыми растворами, горюче-смазочными и химическими материалами возможны заболевания и гибель зверей;
• проведение строительных работ по укладке газопровода вызовет определенный фактор беспокойства, который окажет негативное воздействие на воспроизводство охотничьих животных, выращивание потомства и уровень прироста зверей и птиц;
• создание вдольтрассового проезда и боковых технологических проездов к трассе, увеличение количества техники (автомашины, вездеходы, тракторы), людей и собак активизирует пресс незаконной охоты на группу ценных видов охотничье промысловых животных;
• создание трассы газопровода и дороги для обслуживания сооружения улучшит условия для распространения волка на всей протяженности трассы и улучшит пресс хищничества волка на популяции диких копытных (косуля, изюбрь, лось, кабарга);
• прокладка трассы через крупные лесные массивы, где расположены сезонные стации диких животных, создаст ограничение суточных и сезонных перемещений зверей, что вызовет дефрагментацию местообитаний;
• в результате производства строительных и эксплуатационных работ произойдет гибель диких животных, что окажет негативное влияние на уровень биоразнообразия в районах строительства трассы газопровода.
• строительство трассы, а особенно эксплуатация сооружения, окажет негативное воздействие на размещение популяций редких видов зверей.

· в результате проведения вырубок для подъездных путей, дорог вдоль трассы газопровода и прокладки трубы увеличивается потенциальная опасность возникновения пожаров и незаконных вырубок хвойных лесов, что привлечет гибель диких животных, особенно рептилий, и трансформацию темнохвойных и смешанных биотопов, формирование вторичных лесов, малоценных для лесного и охотничьего хозяйства.

Из положительных факторов, которые возможно окажут воздействие на популяции диких животных, можно прогнозировать следующие:

· вырубка темнохвойных и смешанных биотопов, особенно на участках трассы с бедной кормовой базой для копытных, вследствие появления восстановительной стадии развития древесных и кустарниковых форм с обильным подростом обеспечит биотехнический эффект в районах охотхозяйств, расположенных по трассе газопровода;

• создание осветленных участков по трассе газопровода обеспечит условия для организации кормовых полей с целью подкормки диких копытных особенно на участках миграций и переходов зверей.

· в период строительства и последующий период эксплуатации газопровода представится реальная возможность организации комплексного экологического мониторинга на полигонах, расположенных непосредственно по трассе газопровода.

Млекопитающие

Рассматривая размещение ландшафтно-фаунистических комплексов по участкам прохождения трассы газопровода КГКМ – Саянск – Иркутск, в проекте выделена группа наиболее ценных фаунистических сообществ, приуроченных к долинным экосистемам, особенно в средних и верхних участках гидросети и водораздельных темнохвойных биотопах с доминированием кедра. Они отличаются наиболее богатым видовым составом, высокой численностью, особенно охотничье-промысловых животных (соболь, белка, лось, изюбрь, кабарга, северный олень, рысь, росомаха, медведь, лисица, глухарь, рябчик). Эти участки представляют собой популяционные «ядра», формируют интенсивное размножение видов в условиях оптимума и расселение в соседние биотопы. Поэтому в самых ценных, высокопродуктивных угодьях необходимо прокладку трассы проводить с соблюдением всех мер безопасности и с выполнением рекомендаций по охране животного мира.

Следует отметить, что коренная темнохвойная тайга Лено-Ангарского плато уже претерпела существенные изменения, особенно в давно освоенных человеком долинах рек Лены, Тутуры, Орлинги, Чичапты, по их притокам и на прилегающих к ним склонах. Но наиболее существенные трансформации проявились при разведочном бурении и комплексе подготовительных работ при освоении газоконденсатного месторождения (прокладка дорог, расчистка профилей). Видовая структура фаунистических комплексов и пространственное распределение диких животных на территории пускового комплекса (месторождения) в настоящее время является сильно- и средне- нарушенными.

В результате проектно-изыскательских работ были выделены особо-ценные защитные участки, которые требуют охраны и разработки специальных мероприятий по сохранению диких животных (переходы диких животных, гнездовые стации, уникальные природные комплексы). Подобные участки, а также гнездовые стации и концентрации биотопов редких животных и растений выделены на карте экологической политики (Приложение III.1).

Уникальные природные комплексы. Выделены в Жигаловском районе, находятся на Ковыктинском плато, включая верховья рр. Чикан, Орлинга. Этот уникальный участок кедрово-пихтовой, лиственнично-кедрово-пихтовой, кедрово-елово-пихтовой и лиственнично-елово-березовой тайги является «экологическим ядром» для обитания популяций соболя, лося, изюбря и северного оленя на всем Лено-Ангарском плато. Поэтому воздействие промышленного освоения на флору и фауну таких уникальных участков необходимо минимизировать, проводя охранные и воспроизводственные мероприятия, осуществляя научно-практические работы по осуществлению экологического мониторинга и прогноза состояния численности охотничьих животных. Также важно установить ограничение промышленной деятельности, охоты, доступ населения, техники и собак в зоны, где находятся и функционируют экологические ядра таежных популяций соболя, лося, изюбря, северного оленя, кабарги.

Мероприятия по организации переходов для диких животных

Переходы – многолетние переходы диких копытных через водораздельные пространства в период сезонных, суточных перемещений для кормежки, водопоя, минерального питания, прохождения гона, выращивание молодняка, защиты от хищников и браконьеров. Всего на территории районов прохождения трассы (Лено-Ангарское (Ковыктинское) плато) выделены 12 переходов лося, изюбря, медведя, соболя, которые необходимо учитывать при строительстве трассы газопровода КГКМ – Саянск – Иркутск.

При строительстве газопровода и автодороги будут выдерживаться следующие параметры. Труба укладывается в траншею в скальных породах на глубину 0,8 м. В рыхлых грунтах, обводненных, на заболоченных участках - глубина заложения – 1,2 м. Сверху трубы перекрываются бетонным балластом. Ширина просеки под строительство газопровода составляет 25 м.

От оси газопровода до края автомобильной дороги «Ковыкта – Жигалово» - 75 м. Таким образом, 13,5 м от оси газопровода – просека, между просеками газопровода и существующей автодороги областного значения общего пользования «Магистральный - Ковыкта – Жигалово» предусмотрена лесопокрытая защитная полоса, шириной 62 м.

Для обеспечения сохраннеия миграционных путей животных мероприятия по обустройству переходов необходимо осуществлять в комплексе – для существующей автодороги (на которой такие переходы отсутствуют) и проектируемого газопровода. Данное положение полностью соотвествует рекомендациям местных специалистов-охотоведов, высказанных на встрече с представителями ОАО «ВСГК» 14.10.2005 г.

Ширина просеки под автомобильную дорогу – 80-100 м. Ширина отсыпанного грунтового полотна дороги – 10-12 м.

Таким образом, общая ширина техногенного объекта, то есть просеки под газопровод и автодороги составляет около 120 м. Между автомобильной дорогой и просекой газопровода остается лесной массив шириной 62 м. Это является достаточной буферной полосой для укрытия диких животных перед переходом через трассу.

Важный вопрос об обсутройстве переходов для диких животных и пушных зверей был проанализирован с учетом предложений со стороны И.Н. Алферова, руководителя Жигаловского зверпромхоза.

Учитывая опыт автомагистрали Жигалово – Магистральный, где дорогой были нарушены вековые переходы диких копытных, медведя, соболя, - при строительстве газопровода КГКМ – Саянск – Иркутск, необходимо вополнить все необходимые работы по восстановлению переходов зверей и их обустройству.

1. На трассе газопровода образуются открытые полосы по 13 м с каждой стороны от трассы трубопровода, ширина которого 1 м. С обеих сторон от трассы оставляется место под подъездную дорогу (5 м). В местах переходов диких животных, согласно рекомендаций, необходимо провести лесовосстановительные работы вдоль дороги на полосе шириной 200 м. рпи этом рекомендуется использовать в качестве посадочного материала местные виды ив. Основной метод посадки – посадка черенками. Перед посадкой в ямы желательно подсыпать плодородный почвенно-грунтовый слой.

2. На трассе автодороги образуются открытые полосы шириной по 50 м с каждой стороны от трассы дороги шириной 10 м. Таким образом общая ширина просеки под дорогу составит 110 м. В местах переходов диких животных рекомендуется проводить лесовостстановительные работы по вышеуказанной схеме в полосе вдоль дороги шириной 200 м.

3. В процессе эксплуатации газопровода и автодороги необходимо осуществлять мониторинг за процессом лесовосстановления, при этом рекомендуется не допускать подроста леса высотой более 8-10 м. Это обеспечит защитные свойства лесовосстановительной полосы перехода, а также обеспечит соблюдение техники безопасности при экплуатации трассы.

Вдоль трассы во внутренней полосе шириной20 м – не допускать подроста леса выше 8-10 м.

Во внешней полосе просеки (25 м), высота подроста леса не ограничивается.

Согласно мнений старожилов Жигаловского района, охотников и охотоведов (И.Н. Алферов, Л.Б. Лаптев), автомагистраль Жигалово-Магистральный перерезала пути вековых переходов крупных популяций лося, изюбря, северного оленя правобережья верховий реки Лены. Трасса газопровода, которая планируется вдоль автодороги также нарушит вековые переходы зверей, и это переведет к нарушению естественных информационно-популяционных и генетических связей среди крупных популяций диких животных.

Поэтому на местах переходов зверей, которые уточнены с учетом мнений местных охотников и охотоведов, планируются следующие мероприятия:

• очистить места переходов вдоль трассы автомагистрали и газопровода от завалов, вывороченных пней, строительного мусора в пределах 50 м со стороны леса,
• засыпать грунтом водоотводные кюветы, предварительно уложив в них трубы;
• произвести отсыпку ям и рытвин в окрестностях и на территории переходов;
• организовать устройство облесенной полосы перехода для животных шириной не менее 200 м, на участках техногенного препятствия (просеки турбопровода и автомобильной дороги).
• высота угла откоса в полосе перехода должна быть не более 1-2 0 . На автодороге перед участками миграционных путей необходимо установить дорожные знаки «дикие животные», ограничивающие скорость движения до 25 км/час, ограничение подачи звуковых сигналов;
• регламентировать движение автотранспорта в период миграции животных;
• необходимо провести установку аншлагов и регулярно проводить эколого-просветительские работы среди персонала, строителей и рабочих по обслуживанию трассы;
• зачистку трубопровода проводить в летнее время, в июле, в период минимальной миграции диких животных;
• необходимо организовать службу экологического надзора для организации важного этапа экологического мониторинга на трассе газопроовда и Ковыктинского газового комплекса;
• в период массовых миграций диких животных необходимо организовать рейдовые выезды для профилактики браконьерства и гибели диких животных на дорожном полотне в местах переходов.

Переходы для животных должны быть сопряженными во всем коридоре коммуникаций «автодорога-ЛЭП-газопровод».

Птицы

Для большинства видов птиц в зоне строительства и буферной зоне не зарегистрировано уникальных местообитаний, критически важных для гнездования или пребывания местных популяций, так как в районе проведения ТП имеется достаточно большое число эквивалентных биотопов.

Проведение вырубок на просеке трубопровода сделает невозможным обитание таежных птиц непосредственно на вырубке. В то же время прокладка просеки улучшит кормовую базу и возможности кормодобывания птиц, предпочитающих чередование леса и открытых участков (тетерев (Lyrurus tetrix), лесной и пятнистый коньки, малая пестрогрудка (Bradypterus thoracicus), соловей-красношейка, обыкновенная чечевица (Carpodacus erythrinus), дубровник – гнездовые и кормовые биотопы; канюк (Buteo buteo), хохлатый осоед, рябчик (Tetrastes bonasia) – кормовые биотопы).

На участке Ковыкта – Новая Уда в таежных районах дополнительные просеки с сопутствующим увеличением посещаемости людьми будут способствовать процессу «тривиализации» орнитофауны, который в последнее время медленно происходит вслед за промышленным освоением новых территорий, увеличением доступности лесов для человека с помощью автотранспорта, масштабными рубками и пожарами. Этот процесс представляет собой проникновение подтаежных видов европейско-сибирского комплекса (лесной конек, соловей-красношейка, большой пестрый дятел, белошапочная овсянка) в районы темнохвойной горной тайги на фоне снижения численности видов, населяющих коренные таежные, особенно темнохвойные, сообщества и не гнездящихся в нарушенных и вторичных лесах. В числе последних – обыкновенный глухарь, иглохвостый стриж (Hirundapus caudacutus), сибирский дрозд, серый снегирь (Pyrrhula cineracea), желтобровая овсянка, у которых прогнозируемо уменьшение численности. В качестве коридоров проникновения служат просеки, гари, вырубки. Несмотря на предполагаемое увеличение общего видового разнообразия за счет проникновения европейско-сибирских видов, снижение численности бореальных (в первую очередь сибирских) видов следует считать нежелательным, так как действие современных изменений климата и антропогенных факторов совпадает и имеет кумулятивный негативный эффект по отношению к таежным экосистемам Сибири.

Строительство трубопровода через мелкие водотоки на болотах, заболоченных лугах и пастбищах может ухудшить поверхностный и подпочвенный сток воды, привести к переувлажнению территории и превращению луговой растительности в болотную, а степной и лугово-степной – в луговую. Это снижает ценность участков для хищных птиц, питающихся мелкими грызунами (канюк, балобан), так как переувлажнение приводит к увеличению высоты травостоя и ухудшению возможности поиска и ловли грызунов хищниками.

Наиболее сложной представляется оценка возможного воздействия фактора беспокойства на большинство крупных редких видов птиц, особо чувствительных к нему (черный аист, скопа, большой подорлик), так как их реакция будет зависеть от конкретной ситуации, складывающейся в период прокладки и эксплуатации ТП. Поэтому в данном аспекте можно лишь рекомендовать жестко соблюдать мероприятия по обеспечению экологической безопасности, предусмотренные в проекте обоснования инвестиций, в частности проведение максимально возможного объема работ в зимний период и др.

Для исключения фактора беспокойства необходимо в период с апреля по август включительно не производить строительных работ (как минимум по вырубке просек, а желательно и по прокладке трубы) в долине р. Тутура, в первую очередь на указанном участке обитания большого подорлика между дер. Грехово и Якимовка (90-96 км ТП Ковыкта-Саянск).

Орел-могильник достаточно толерантен к ряду антропогенных факторов, но для его гнездования необходимы крупные хвойные деревья в соседстве с участками высокого обилия основного кормового объекта, длиннохвостых сусликов (в условиях Иркутской области эти участки представлены пастбищами). На вышеуказанном участке дер. Норы Прокладка этиленопровода и нефтепровода, идущих параллельно проектируемой трассе ТП Саянск-Ангарск, а также обновление их перехода через р. Ока в 2002-2003 гг., не привели к исчезновению гнездового участка орла. Поэтому строительство ТП может не оказать отрицательного воздействия, но лишь в случае строгого соблюдения следующих рекомендаций по режиму строительства:

· - в целях уменьшения фактора беспокойства, в период с апреля по июль включительно не производить работ по вырубке просеки и прокладке трубопровода на указанном участке;

· - при работах на 361-363 км строго соблюдать меры противопожарной безопасности (очистка просеки от стволов и веток и др.);

· - после прокладки трубопровода обеспечить рекультивацию участков луга на 363-364 км ТП Ковыкта-Саянск и 13-14 км ТП Саянск-Ангарск для возобновления на них выпаса скота населением дер. Норы, так как при этом способе использования участка на нем высока численность и доступность сусликов и он играет роль основного кормового угодья для данной пары орлов.

На участке ТП Саянск-Ангарск на уже существующих здесь ЛЭП напряжением 10 кВ с железобетонными опорами и оголовками типа М1, М8, Т4-10 (ниже – ЛЭП-10) в пределах буферной зоны ТП зарегистрирована гибель птиц среднего размера (ворона, пустельга (Falco tinnunculus)) от электрошока на оголовках опор в районе с. Ухтуй, с. Забитуй и пос. Тельма. По данным наших специальных учетов в 1985-2003 г., гибель птиц на ЛЭП-10 на полях, обширных лугах и пастбищах в лесостепных районах юга Иркутской области равна в среднем 3,0 особи/км в год. Хотя 81 % погибших птиц составляет черная ворона (Фефелов, 1988), в целом зарегистрирована гибель 13 видов, включая 4 вида соколобразных (в т. ч. редкие виды Красной книги РФ – балобан) и 4 вида сов (в т. ч. редкие виды Красной книги РФ – филин ); смертность особо охраняемых видов составляет 0,03 особи/ км в год.

Поэтому в случае прокладки ЛЭП-10 вдоль трассы ТП необходимо на указанных участках, ценных для редких птиц (296-320 км ТП Ковыкта-Саянск, 212-218 км ТП Саянск-Ангарск), не использовать конструкцию железобетонных опор с оголовками типа М1, М4, М8, Т4-10 (опоры П10-7б, П10-5б и т. п.) (с металлической траверсой и изоляторами штыревыми или на прикрепленных к металлической траверсе крюках), которые представляют чрезвычайно высокую опасность для присаживающихся птиц. Рекомендуется использование либо ЛЭП с оголовками типа М1, но с деревянной траверсой, либо ЛЭП иной конструкции (с висячими изоляторами или с бестраверсным креплением изоляторов на незаземленных крюках, монтирующихся непосредственно в опору), например, с бестраверсными деревянными опорами, разработанными ОАО "РОСЭП" (бывший НИИ «Сельэнергопроект») и рекомендованными Департаментом электрических сетей согласно циркуляру № 11-02/1-05 от 03.10.2001.

4.6. Ландшафты

Проведенная в предыдущих пунктах оценка устойчивости и рисков в отношении отдельных компонентов экосистем позволяет осуществить комплексную оценку устойчивости (чувствительности) и экологических рисков для ландшафтов территории намечаемого строительства.

К ландшафтам с наибольшей степенью экологического риска (I) отнесены ландшафты условий ограниченного развития, высокочувствительные к антропогенным нагрузкам, средостабилизирующие. Они представлены южносибирскими и байкало-джугджурскими среднегорными и низкогорными горнотаежными ландшафтами с зеленомошным покровом, в основном темнохвойными кедровыми, иногда с пихтой, елью, лиственницей, а также таежными пихтово-елово-кедровыми с лиственницей, кедрово-лиственничными с примесью ели и лиственничными зеленомошными ландшафтами межгорных понижений, долин, равнин и днищ котловин.

Ко второй и третьей категории риска (II, III) отнесены ландшафты редуцированных условий развития (криомиорфных, литоморфных, гидроморфных). Это, к примеру, ландшафты, относящиеся к любому типу, но располагающиеся на крутых или каменистых склонах, заболоченных участках, или в условиях карста или мерзлотных пород. К примеру, к третьей категории степени экологического риска отнесены степные ландшафты (91-97). Особое внимание в этой группе следует уделять склоновым центральноазиатским ландшафтам горного типа (95-97).

К четвертой категории (IV) отнесены ландшафты условий оптимального развития. В эту группу входят среднегорные и низкогорные горнотаежные лиственничные, березово-лиственничные, лиственничные с сосной ландшафты байкалоджугджурского и южносибирского типов (19-21, 23; 28, 29, 32, 34; 40-42; 60-78). Среди ландшафтов местоположений межгорных понижений, долин, равнин и днищ котловин к этой категории относятся также таежные байкалоджугджурские; лиственничные с елью и пихтой, а также южнотаежные сосновые.

Эти ландшафты широко освоены. Леса данных территорий относятся в основном к эксплуатационным лесам второй и третьей группы. Они в большей степени подвержены вырубкам и пожарам.

В эту же категорию отнесены ландшафты понижений, долинные, равнин подтаежные, выполняющие лесохозяйственные, сельскохозяйственные, селитебные, рекреационные функции. Они представлены лиственничными с примесью сосны остепненными и степными ландшафтами байкалоджугджурского и южно-сибирского типов; подгорными остепненно-луговыми, лугово-степными ландшафтами южносибирского типа, а также лиственничными и сосновыми крупнотравными, иногда осиново-березовыми травяными ландшафтами среднесибирского типа. Все эти ландшафты испытывают большую антропогенную нагрузку, их роль особо велика в сохранении благоприятного режима жизнедеятельности населения. Они выполняют защитную и техногенно-барьерную функции.

К пятой категории степени экологического риска (V) относятся модифицированные ландшафты (мелколиственные, вырубленные, нарушенные пожарами, техногенные), расположенные в оптимальных для своего восстановления экологических зонах.

5. Характеристика антропогенной нарушенности природной среды по трассе газопровода

В целом можно выделить следующие районы по степени нарушенности:

Ковыктинский район (от участка промысла до р. Тутура) .

Район занимает Ковыктинское плато, являющееся краевой частью более обширного Лено-Ангарского плато. Это наиболее малонарушенный район трассы, характеризующийся доминированием фоновых таежных темнохвойных экосистем высокой экологической значимости.

Нарушения природной среды в данном районе связаны со следующими факторами:

• Геологоразведочная деятельность – прокладка сети сейсмопрофилей, лесных дорог, организация буровых площадок и стоянок транспорта;
• Строящаяся автодорога Жигалово – КГКМ – Магистральный (расчистка коридора, разработка карьеров, строительство насыпи и кюветов);
• Воздействие пожаров

Таким образом, в районе преобладают исходные экосистемы с наличием разреженной сети техногенных комплексов, а также вторичных экосистем по гарям. Гари являются наиболее масштабным и опасным фактором нарушенности для экосистем района. В 2003-2004 гг. в районе появились новые массивы гарей, отмеченные на картах растительности. Большинство гарей приурочено к коридору автодороги (и, соотвественно, коридору будущего газопровода).

Наиболее трансфрмированными являются территории промплощадок. Фактически это техногенные пустоши с пионерным восстановлением трав. По периферии площадок часто отмечается усыхание древостоя, суховершинность и ветровальные явления. Очевидно, это также связано с изменением параметров среды при строительстве, а также со стоками из амбаров и термическим влиянием факелов.

На старых законсервированных площадках сформировались вторичные травяно-кустарниковые экосистемы с молодняками древесных пород (мелколиственных и хвойных, в зависимости от ландшафтного расположения площадки).

Сеть нарушенных территорий района в целом компактный, локализованный характер: практически во всех случаях техногенные территории не окружены шлейфом отдельных нарушений, а примыкают к естественным ненарушенным сообществам. Такой локализации способствуют следующие обстоятельства:

• густая таежная растительность и сильно расчлененный рельеф, не дающие возможности свободного проезда и даже прохода вне инфраструктуры;
• преимущественно устойчивые каменистые грунты;
• грамотное размещение большинства объектов инфраструктуры (вершины водоразделов) и обустройство их насыпями и проч.;

· локальное распространение многолетнемерзлых пород.

Восстановительные процессы в районе также в большинстве случаев проходят успешно, поскольку темнохвойнотаежные леса, господствующие здесь, имеют значительный потенциал естественного возобновления, чему способствует относительно большое количество влаги, получаемое территорией. Однако восстановление темнохвойной тайги чаще всего идет через формирование мелколиственных длительно-производных сообществ.

Тутурско-Тыптинский район (от перехода трассы через р. Тутура до пос. Балыхта) .

Этот район прохождения трассы приурочен к сопряженным долинам рек – Тутуры и Илги-Тыпты (притоков р. Лены). Следует отметить, что это участок Жигаловского тектонического разлома.

Район характеризуется экстенсивным хозяйственным освоением, в основном сельскохозяйственного и лесозаготовительного направления. Участки сельхозугодий расположены в основном по долинам рек - в основном это расчистки таежных лесов (так называемые «горные пашни» и пойменные луга. Вдоль рек проходят и основные автодороги и ЛЭП.

Кроме того, на склоновых и вершинных поверхностях водоразделов отмечаются вырубки, восстанавливающиеся в основном вторичными мелколиственными породами.

Современный спад сельсохозяйственного производства вызвал массовый заброс сельхозугодий в районе и образование залежей. на залежах сформировались суходольные луга, а на наиболее старых залежах – молодняки хвойно-мелколиственных пород. На многих участках залежей отмечается развитие линейной эрозии, мешающей естественному восстановлению растительного покрова.

Таким образом, в пределах района выделяются фоновые таежные участки, агроценозы, селительные земли и земли транспорта, а также восстанавливающиеся участки залежей и вырубки.

Удинский район (от пос. Балыхта до перехода через Братское водохранилище) .

Данный район характеризуется локальными нарушениями природной среды, имея частичное сходство с Ковыктинским. Однако нарушения ОС в Удинском районе связаны в первую очередь с лесопромышленным освоением.

Район в значительной части лишен транспортной сети, на участке Новая Уда – р. Толкича есть только отдельные лесовозные трассы и ЛЭП.

Однако повсеместно в районе велика площадь вырубок. Они занимают до 70% водоразделов, в особенности – по берегам Удинского залива. На вырубках отмечается удовлетворительное возобновление древесных пород и формирование смешанных хвойно-медколиственных и мелколиственных молодняков травяного и травяно-мохового типа.

Однако на части территории трасса пересекает малонарушенные лесные масивы.

На участке Новая Уда – Игжей появляются горные пашни, превращенные в залежи. Побережье Братского водохранилища занято сельхозугодьями, эрозионные процессы единичны.

Балаганско-Окинский район (от перехода через Братское водохранилище (пос. Балаганск) до перехода через р. Ока) .

Братское водохранилище, разделяющее Удинский и Балаганско-Окинский районы, является крупнейшим природно-техногенным объектом во всем районе прохождения трассы трубопровода, оказывающим существенное влияние на рельеф, водный баланс, мезоклимат своих побережий.

Наибольшее воздействие испытывает береговая линия, постоянно размываемая волновыми процессами. Так, берег в районе перехода представляет собой крутой уступ с относительно выположенным участком по месту укладки трубы. Для прибрежных вод характерны мутьевые потоки, возникающие вследствие эрози и абразии берегов.

Для Балаганско-Окинского района характерны преимущественно локальные нарушения ОС, сходные с Тутурско-Тыптинским районом. Фон территории образуют леса – первичные таежные и вторичные мелколиственныеи хвойно-мелколиственные по старым вырубкам и гарям.

Сеть поселений редкая, приуроченная к рекам. Основное освоение – по краям района, побережья Братского водохранилища и реки Оки. Здесь преобладают агроценозы, в том числе заброшенные (залежи). В центре района отмечается чередование вырубок, сельхозугодий и лесных массивов.

На полях по побережью Братского водохранилища отмечаются проявления эрозии, в том числе несколько крупных растущих оврагов.

Окрестности ОАО «Саянскхимпласт»

Этот небольшой район – пример сформированного техногенного ландшафта в районе трассы. Здесь наблюдается практически повсеместная замена естественных сообществ промышленными территориями и агроценозами (до 80 % территории).

В этом районе отмечены основные превышения концентраций загрязняющих веществ как в почвах и воде, так и в воздухе. Большую потенциальную опасность для ОС представляют техногенные резервуары-отстойники и хранилища отходов.

Саянско-Иркутский район

Это очень крупный район, занимающий всю южную половину трассы. Несмотря на очевидную внутреннюю неоднородность в отношении ландшафтного облика и социально-экономического освоения, этот район в целом имеет высокую степень трансформированности природной среды. Антропогенные (техногенные) комплексы (агроценозы, промышленные территории, вырубки, коридоры коммуникаций) занимают на большей части района более 60%, местами достигая 90% площади.

В данном районе находятся наиболее крупные промышленные центры и населенные пункты Иркутской области – Зима, Черемхово, Свирск, Усолье-Сибирское, Ангарск, Иркутск, Шелехов. Значительная часть района – от Черемхово до Иркутска находится в пределах зоны атмосферного влияния Байкальской природной территории.

Трасса трубопровода в пределах данного района пройдет в основном в коридорах трасс коммуникаций. Генеральным направлением является федеральная автодорога М 53 («Московский тракт»), на большом протяжении коридор будущего газопровода совмещен с существующим коридором нефтепровода и этиленопровода. Коридор, очищенный от леса, занят вторичными травяными сообществами.

Наиболее техногенно измененными являются ландшафты района г. Черемхово. Здесь отмечены участки с коренным преобразованием ландшафта – терриконы и шламонакопитель (окрестности с. Заморская), являющиеся источниками превнесения техногенных элементов в ландшафт.

При этом ряд участков характеризуется относительно высокой сохранностью исходных экосистем. как лесных, так и лесостепных. Это березовые рощи – колки, сосновые и смешанные хвойно-мелколиственные леса. Однако и на эти участки оказывается значительное воздействи как природных, так и техногенных факторов. К первым относятся воздействия пожаров и ветровальные явления; ко вторым – прокладка дорог и коммуникаций, вырубки. На пашнях местами заметны проявления карста.

Другим типом малонарушенных территорий в данном районе являются участки речных пойм с лесо-луго-болотными комплексами. Многие из них частично используются в сельском хозяйстве для кошения и выпаса.

Любая экосистема приспосабливается к изменениям внешней среды, находится в постоянной динамике. Суточная, сезонная и многолетняя периодичность внешних условий и проявление внутренних ритмов организмов отражаются в цикличности всего сообщества – биоценоза.

Суточные циклы наиболее резко выражены в условиях климата высокой континентальности, где значительная разница между дневными и ночными температурами. (Например, в песчаных пустынях Средней Азии в жаркий полдень многие животные прячутся в норы, или ведут ночной образ жизни)

Сезонная цикличность выражается в том, что на определенный пе­риод из биоценоза «выпадают» группы животных и даже целые популяции, впадающие в спячку, в период диапауз или оцепенений, при исчезновении однолетних трав, опаде листвы и т. п.

Многолетняя цикличность проявляется благодаря изменениям климата. Многолетняя периодичность в изменении численности биоценоза, вызванная резко неравномерным выпадением осадков по годам, с периодическим повторением засух, хорошо иллюстрируется повторением массовых размножений животных, например саранчовых (налеты саранчи).

Периодически повторяющуюся динамику называют циклическими изменениями (флуктуации), направленную динамику – развитие. Развитие – изменение с внедрением новых видов, смена видов.

Экосистема, как и биосфера в целом, может изменяться в пространстве и во времени. Покой и устойчивость экосистемы относительны. Простое сообщество сменяется более сложным, с богатым биологическим разнообразием. Усложняется пространственная и трофическая структура, что делает экосистему более устойчивой. Последовательность сообществ, сменяющих друг друга, называется сукцессией.

Сукцессия (Н. Ф. Реймерс (1990)) – последовательная смена биоценозов, преемственно возникающая на одной и той же территории (биотопе) под влиянием природных факторов или воздействия человека.

В более узком смысле, сукцессия – это последовательность сообществ, сменяющих друг друга в данном районе.

Стабилизированную экосистему называют климаксом. В этом состоянии система находится тогда, когда в ней на единицу энергии приходится максимальная биомасса

Различают первичную и вторичную сукцессии.

1) Первичная сукцессия – происходит, если формирование сообществ начинается на первоначально свободном субстрате.

Первичная сукцессия позволяет проследить формирование сообществ с самого начала (на образовавшейся отмели при отступлении моря и изменении русла реки, на склонах послей оползней).

Пример первичной сукцессии – зарастание еловым лесом новых территорий на севере страны.

Ельник – это уже последняя климаксная стадия развития экоси­стемы в климатических условиях севера, т. е. уже коренной биоценоз. Вначале же здесь развиваются березняки, ольховники, осинники, под пологом которых растут ели. Постепенно они перерастают березу и вытесняют ее, захватывая пространство. Семена обеих древесных пород легко переносятся ветром, но если даже они прорас­тут одновременно, береза растет намного быстрее – к шести–десяти годам ель едва достигает 50–60 см, а береза – восьми–десяти метров. Под уже сомкнутыми кронами берез возникает уже свой микроклимат, обилие опада листьев способствует формированию особых почв, поселяются многие животные, разнообразный травянистый покров. А ель продолжает расти в столь благоприятной обстановке, и, наконец, береза не выдерживает конкуренции с ней за пространство и свет и вытесняется елью.

2) Вторичная сукцессия – это последовательная смена одного сообщества, существовавшего на данном субстрате, другим, более совершенным для данных абиотических условий.

Вторичная сукцессия является, как правило, следствием деятельности человека. Например, описанная выше смена растительности при формировании ельника чаще происходит в результате вторичной сукцессии, возникающей на вырубках ранее существовавшего леса. Вторичная сукцессия заканчивается стабильной стадией сообщества через 150–250 лет, а первичная длится 1000 лет.

Существует два вида изменения экосистем. Первый связан с возникновением биоценоза на бесплодном субстрате – песчаных наносах, камнях, застывшей вулканической лаве – первичная сукцессия. Второй вид изменений связан с пожарами, вырубками – вторичная сукцессия.

Основной причиной смены экосистем является изменение условий жизни видов вследствие их собственной жизнедеятельности.

Первые поселившиеся на бесплодном субстрате сообщества организмов называют пионерами. К их числу относят бактерии и лишайники. В процессе своей жизнедеятельности они выделяют вещества, которые способствуют превращению материнской породы в почву, созданию некоторого запаса растворимых питательных веществ. На почве, не богатой питательными элементами, поселяются моховидные растения, вытесняя лишайники. Мхи удерживают влагу, что создает условия для размножения и расселения цветковых травянистых, а затем и древесных растений. Отмершие части растений служат пищей для живущих в почве мелких животных, грибов, бактерий. Таким образом, увеличивается видовое разнообразие, возрастает биомасса, усложняется пространственная и трофическая структура сообществ. Нестабильные неустойчивые сообщества постепенно переходят в более устойчивые, обеспечивая состояние экосистемы, близкое к равновесному.

Второй вид изменений происходит на месте существовавших ранее сообществ, которые были разрушены в результате пожара, вырубки или других причин. Следовательно, данное изменение отличается от первого тем, что уже имеется почва и некоторые организмы.

Дубрава, ковыльная степь, ельники темнохвойной тайги – это примеры длительно существующих, устойчивых экосистем, которые образовались постепенно в результате естественной смены сообществ. Пустоши, сырые луга, мелкие водоемы, если их предоставить самим себе, быстро изменяются. Они постепенно зарастают другой растительностью, заселяются животными иных видов и превращаются в экосистемы иного типа. На месте болота может вырасти лес; луга зарастают порослью кустарников и т.п.

Существуют о гетеротрофные сукцессии. Например, отмершее дерево.

Устойчивость – способность экосистемы сохранять свою структуру и функциональные свойствапри воздействии внешних факторов, способность возвращаться в исходное состояние. Устойчивыми будут экосистемы в климаксовой стадии. Дубрава, ковыльная степь, тайга – пример упругих экосистем. Но и среди природных (зональных) экосистем есть различия в устойчивости. Лиственные леса более пластичны, чем хвойные. Степь устойчивее тундры. Все сукцессионные стадии – неустойчивые экосистемы, которые стремяться к устойчивости.

Главным условием устойчивости является видовое разнообразие. Устойчивость определяется соответствием видового разнообразия экосистемы условиям жизни и степенью развитости этих экосистем.

Видовое разнообразие обеспечивает функции экосистемы засчет:

1. Взаимной дополнительности видов. Н-р. В лесу виды делят свет по ярусам, в почве виды делят пищу, разделение труда у животных: время активности, место выведения потомства и т.д.)

2. Взаимозаменяемость видов. Со схожими экологическими требованиями виды могут заменять друг друга в выполнении функций. Н-р, насекомые опылители, разные виды елей, пихты.

3. Регуляторные свойства. Саморегуляция на свойствах обратной связи. Чем разнообразнее виды, тем больше у жертвы хищников.

4. Надежность обеспечения. Главная функция – создание органического вещества, его разрушение и регуляция численности обеспечивается многими видами, которые страхуют деятельность друг друга. Н-р, разлагать целлюлозу в почве могут бактерии, грибы, клещи, дождевые черви

Глобальная экологическая проблема – снижение видового разнообразия, которое грозит устойчивости всей биосферы. Важно не допустить снижения видового разнообразия до такого уровня, который отразится на устойчивости биосферы.

К неустойчивым относятся все антропогенные системы.

Агроэкосистемы. Пути повышения их устойчивости и урожайности .

Устойчивую регуляцию численности отдельных видов может осуществлять только сложное сообщество. Одно из современных направлений в сельском хозяйстве – поддержание как можно большего видового разнообразия на полях и их окружении. Из-за изъятия урожая агроценозы не в состоянии поддерживать круговорот веществ. Почва быстро истощается, если не вернуть в нее биогенные элементы в виде минеральных и органических удобрений. Поддерживать устойчивый биологический круговорот веществ можно при экологически грамотном создании агроэкосистем.

Агроэкосистемы – это такие сознательно спланированные человеком территории, на которых сбалансировано получение сельскохозяйственной продукции и возврат ее составляющих на поля. Высокое биологическое разнообразие поддерживается за счет специально спланированного ландшафта: чередование полей, лугов, перелесков, создание живых изгородей, лесополос, водоемов и т.п. Большую роль в поддержании разнообразия видов на полях играет правильная организация севооборотов, чередование культур во времени и в пространстве. Наиболее передовым направлением современного сельского хозяйства является переход от принципов противоборства с природой к принципам сотрудничества с ней. Это означает максимальное следование экологическим законам в сельскохозяйственной практике.

Аутэкология изучает взаимоотношения представителей одного вида с окружающей его средой. Опирается на исследование процессов адаптации видов к окружающей среде.(факторальная экология). Экология человека тоже изучает влияние (нормирование) факторов среды, ее экстремальных воздействий на организм.

Окружающий нас живой мир состоит из организмов, которые постоянно воспроизводят себя. Одна тля может за лето оставить более 300 млн. потомков. Заложена способность размножаться беспредельно. Но беспредельного роста численности нет, главный ограничитель- нехватка ресурсов. Для растений – минеральных солей, углекислого газа, воды, света. Для животных – пищи, воды. запасы этих ресурсов сдерживают размножение. Второй ограничитель – влияние различных неблагоприятных условий, замедляющий рост и размножение. Рост растений зависит от погоды. Размножение водных обитателей тормозится низким содержанием кислорода в воде. Кроме того, происходит отсев и гибель уже произведенных зародышей илимолодых особей. Например, не все желуди прорастают. Высокой плодовитостью отличаются виды, у которых очень велика гибель особей в природе.

Закон – результаты развития организма определяются соотношением его внутренних особенностей и особенностей той среды, в которой он находится.

Эволюционно возникшее приспособление организмов к условиям среды, выражающееся в изменении их внешних и внутренних особенностей – адаптация. Принцип Ле-Шателье: «Эволюция любой системы идёт в направлении снижения потенциальной опасности». Согласно этому принципу, эволюция организма способствует его адаптации к изменяющимся внешним воздействиям.

Экологические факторы – это определённые условия и элементы среды, которые оказывают специфическое воздействие на организм.

Экологические факторы: 1- абиотические. 2 –биотические. 3- антропогенные.

Абиотические факторы – совокупность факторов неорганической среды, влияющих на жизнь и распространение животных и растений

Абиотические факторы

В 1884 французский химик А. Ле Шателье сформулировал принцип (впоследствии он получил имя ученого), согласно которому любые внешние воздействия, выводящие систему из состояния равновесия, вызывают в этой системе процессы, пытаются ослабить внешнее воздействие и вернуть систему в исходное равновесное состояние. Сначала считалось, что принцип Ле Шателье можно применять к простым физических и химических систем. Дальнейшие исследования показали возможность применения принципа Ле Шателье и к таким крупным систем, как популяции, экосистемы, а также к биосферы. Так, например, принципа Ле Шателье подчиняется экосистема Мирового океана. Его биота поглощает до половины углекислого газа в атмосфере и тем компенсирует повышенное поступление антропогенного углекислого газа. Но биота суши уже выведена из состояния, когда она подчинялась этому принципу, и в наше время наземные экосистемы в сумме выделяют больше углекислого газа, чем в доантропогенну эру.

Устойчивость организмов, популяций или экосистем оказывается в самом факте их существования в течение длительного времени. Но биосистемы не существуют вечно. Как смерть отдельных особей, так и вымирания видов является естественным процессом. В ходе эволюции, когда определенные виды вымирают и им на смену приходят другие, более приспособленные к условиям существования, видовое разнообразие биосферы растет. Другое дело, когда вымирание организмов и разрушения экосистем иногда становятся следствием катастрофических природных или антропогенных нарушений (извержения вулканов, наводнения и т.п.).

Иногда популяции и виды уничтожаются человеком непосредственно, а отчасти уничтожают опосредованно, когда под влиянием антропогенной деятельности среда меняется таким образом, что становится совершенно непригодным для существования любого организма. Такое опосредованное уничтожение биологического разнообразия человеком в современную эпоху является основным. Запрет охоты, например, не сохраняет от вымирания сокола-сапсана, если полностью разрушены его места жительства и уничтожена естественная кормовая база.

Для оценки устойчивости экосистем и биосферы в отношении естественных катастроф и антропогенных нарушений целесообразно применить понятие об экологическом резерв экосистемы, введенное Ю.А. Израэлем (1989); экологический резерв экосистемы - это разница между предельно допустимым отклонением и фактическим состоянием экосистемы. Она указывает на размеры той буферной зоны, в пределах которой возможны изменения, не разрушают экосистему. К сожалению, методов оценки экологического резерва экосистем разного типа пока нет. Во многих случаях экологический резерв экосистем оценивается интуитивно, "на глаз". Научные разработки в этом направлении очень актуальны. Развитие - общее свойство материи, охватывает все ее формы от живых структур к человеческому обществу - социума.

Новым этапом в развитии социума, к которому подошло человечество на рубеже XXI в., Является формирование экологического общества. Оно требует отказа от общепринятой ориентации на рост материального богатства как единой цели общества. Этот этап уже не может осуществляться как стихийное развитие. Он может быть реализован только системой сознательных действий сознательного развития социума: как каждая отдельная человек, так и общественные объединения различных рангов вплоть до государства должны осознавать, что они являются частными биосферы и участвуют в ü "регулировании.

Вопросы для самопроверки

Кто и когда ввел термин "экосистема"?

1. IA Тенсли в 1935 году.

2. В. Сукачеву 1942 году.

3. Ч. Элтон в 1934 году.

4. М. Дылис в 1968 году.

5. Ю. Одум в 1928 году.

Под экосистемой понимают

1. Комплекс организмов и среды их обитания.

2. Комплекс организмов и среды их обитания со всеми взаимосвязями.

3. Комплекс организмов и среды их обитания со всеми взаимосвязями и взаимодействие между ними.

4. Совокупность популяций разных видов.

5. Совокупность организмов в конкретном участке биотопа.

Кто и когда ввел термин "биогеоценоз"?

1. А.Тенсли в 1935 году.

2. В. Сукачев в 1942 году.

3. Ч. Элтон в 1934 году.

4. М. Дылис в 1968 году.

5. Ю. Одум в 1928 году.

В каком случае термины "экосистема" и "биогеоценоз" являются синонимами?

1. В любом случае.

2. Только когда речь идет о наземных образования.

3. Эти два термина не являются синонимами.

4. Только когда речь идет о водные системы.

Как условия биотопов экосистемы влияют на видовой состав соответствующего группировки?

1. Чем разнообразнее условия биотопов, тем более, в соответствующем биоценозе.

2. В экосистеме виды независимые от условий биотопа.

3. Однородные условия биотопов определяют количество видов биоценозов.

4. Однородные условия биотопов экосистемы определяют видовое разнообразие.

5. Видовое разнообразие не является свойством группировки, так и не зависит от биотопа.

Как видовое разнообразие влияет на количество особей в популяциях разных видов?

1. Видовое разнообразие зависит от количества хищников.

2. Видовое разнообразие является отражением количества особей в популяциях.

3. Чем больше видов содержит экосистема, тем меньше лица в насчитывают популяции видов.

4. Чем меньше особей популяций видов экосистемы, тем меньшее количество популяций.

5. Правильный ответ отсутствует.

Что определяет устойчивость экосистемы?

1. Большое видовое разнообразие увеличивает экологическую устойчивость экосистемы.

2. Экологическая устойчивость - это признак свойственна только биосфере.

3. Количество видов экосистемы не влияет на экологическую устойчивость.

4. Устойчивость экосистемы определяется не количеством видов.

5. Устойчивость определяется численностью хищников.

Могут самопидтримуватись искусственные экосистемы, созданные человеком?

1. Могут самопидтримуватись при поддержке человеком их целостности.

2. Не могут самопидтримуватись, они неустойчивы по своей природе.

3. Могут самопидтримуватись при определенных абиотических условий.

4. Могут самопидтримуватись при определенных биотических условий.

5. Правильный ответ отсутствует.

Могут отдельные компоненты экосистемы существовать автономно?

1. Такое возможно только при определенных условиях.

2. Никакая часть экосистемы не может существовать без другой.

3. Уровень поддержания экосистемы группировками дает автономность ее компонентам.

4. Отдельные компоненты могут быть автономными от других в экосистеме.

5. Правильный ответ отсутствует.

Возможные последствия исчезновения вида из состава экосистемы?

1. Исчезновение вида, его популяций ведет к нарушению экосистемы.

2. Исчезновение вида, его популяций ведет к нарушению структуры экосистемы.

3. Исчезновение вида невозможно, поскольку популяции могут заселять большие площади.

4. Один вид не может нарушить структуру экосистемы.

5. Правильный ответ отсутствует.

Как называется совокупность сообществ живых организмов экосистемы?

4. Биотоп.

5. Биомасса.

Какие составляющие биоты?

1. Первичные продуценты.

2. Макроконсументы.

3. Микроконсументы.

4. Деструкторы.

5. Правильный ответ отсутствует.

В какой составляющей экосистемы происходят физические взаимное?

1. естественном среде.

3. зооценоз.

4. фитоценоз.

5. микробоценозу.

В какой составляющей экосистемы происходят взаимное между живыми организмами?

1. естественном среде.

2. В биоте в целом.

3. Только зооценоз.

4. Только фитоценозе.

5. Только микробоценозу.

Чем отличаются живые организмы от неживого вещества?

1. Аккумулируют энергию.

2. рассеивают энергию.

4. Получают энергию извне.

5. Ни один живой организм не может производить энергию.

Чем отличается неживая вещество от живых организмов?

1. Аккумулирует энергию.

2. Рассеивает энергию.

3. Различия заключаются по способу использования энергии.

4. Получает энергию извне.

5. Ни одна неживая вещество не может производить энергию.

Какой первый этап использования внешней энергии?

1. Аккумуляция в виде органических веществ.

3. Аккумуляция происходит продуцентами.

4. Аккумуляция происходит консументами.

5. Аккумуляция происходит редуцентами.

Первичная продукция - это:

1. Продукция продуцентов.

2. Аккумуляция в виде органических веществ в результате фотосинтеза.

3. Продукция консументив.

4. Продукция редуцентов.

5. Правильный ответ отсутствует.

Какие из групп организмов являются продуцентами органического вещества?

1. хемосинтетики.

2. фотосинтетики.

3. Термосинтетикы.

4. Гидросинтетикы.

5. Техносинтетикы.

Какой процент энергии Солнца достигает поверхности Земли?

Какой процент связанной энергии идет на поддержание жизненных процессов?

К биомассы экосистемы относятся:

1. Изготовители.

2. фаготрофы, макроконсументы.

3. Микроконсументы, сапротрофы.

4. мезотроф.

5. олиготрофы.

Что является резервом органической продукции на первичном энергетическом уровне?

1. Биомасса растений.

2. Биомасса растений, первичная продукция.

3. Биомасса всех живых организмов.

4. Биомасса консументив.

5. Биомасса редуцентов.

Какие организмы относятся к первичным консументив?

1. численности.

2. Миофагы.

3. Энтомофаги.

4. Батрахофагы.

5. ихтиофагов.

Какой из перечисленных видов позвоночных животных относится к консументов II порядка?

5. Баклан большой.

Почему детритофаги не является завершающим звеном трофической цепи?

1. Потому, что они творят особый трофическая цепь.

2. Основным компонентом их питания является органический отпад.

3. Питаются органическим отпадом как растений, так и животных.

4. Детритофаги является конечным звеном в последовательном трофической цепи.

5. Правильный ответ отсутствует.

Какие организмы называются редуцентами?

1. Какие завершают цикл разрушения органических веществ.

2. Выделяют в окружающую среду только неорганические вещества.

3. Выделяют в окружающую среду только азот.

4. Выделяют в окружающую среду неорганические вещества, готовые к использованию другими организмами.

5. Правильный ответ отсутствует.

Сколько сухого органического вещества производят зеленые растения?

1. 150 млн т.

2. 150-200 млрд т.

3. 150-200 млн т.

4. 250 млн т.

5. 1 млрд т.

Что называют валовой продукции экосистемы?

1. Прирост биомассы.

2. Прирост биомассы продуцентов.

3. Прирост биомассы за единицу времени.

4. Прирост биомассы консументов всех уровней.

5. Прирост биомассы консументов и редуцентов.

Какая часть продукции экосистемы является чистой продукцией?

1. Какая образовалась в результате фотосинтеза.

2. Какая образовалась более количество, необходимое для поддержания жизни в экосистеме.

3. Какая аккумулируется в почве.

4. Какая находится на высших трофических уровнях.

5. нет правильного варианта.

В каких единицах выражается показатель биомассы?

1. В килограммах.

2. В граммах.

3. В мегатоннах.

4. В единицах массы или энергии.

5. В единицах массы или энергии на единицу площади или объема.

Что влияет на скорость прироста биомассы в экосистемах?

1. Скорость обменных процессов.

2. Температура.

3. Влажность.

4. Освещенность.

5. Темпы накопления энергии.

Какие из предложенных типов экосистем будут иметь наибольший показатель биомассы?

1. Тундра и высокогорья.

2. Тропический лес.

3. Болота.

4. Культивируемые земли.

Какие из предложенных типов экосистем иметь наименьший показатель биомассы?

1. Тундра и высокогорья.

2. Тропический лес.

3. Болота.

4. Пустыни и полупустыни.

5. Вечнозеленые леса умеренного пояса.

Какое из предложенных определений творит определения первичной продукции?

1. Биомасса растений.

2. Биомасса всех автотрофов.

3. Биомасса автотрофов, включая подземные органы, летучие вещества, энергию на определенной площади за определенное время.

4. Биомасса хемотрофы, включая подземные органы, летучие вещества, энергию на определенной площади за определенное время.

5. Биомасса гетеротрофов, включая подземные органы, летучие вещества, энергию на определенной площади за определенное время.

Как образуется вторичная продукция?

1. В результате потребление энергии продуцентов консументами.

2. Вследствие потребления энергии продуцентов редуцентами.

3. Вследствие потребления энергии продуцентов консументами и редуцентами.

4. Вторичная продукция образуется только на втором трофическом уровне.

5. Правильный ответ отсутствует.

В чем заключается суть однонаправленности потока энергии в экосистеме?

1. Любая экосистема получает энергию извне, но вернуть ее не может.

2. Единственным источником энергии для экосистем является Солнце.

3. Вследствие дыхания часть энергии возвращается.

4. Аккумулированная энергия высвобождается экосистемой в виде вулканов.

5. Однонаправленность потока энергии - отражение II закона термодинамики.

От чего зависит экологическая эффективность экосистемы?

3. Чистой продукции.

4. валовой продукции.

5. вторичной продукции.

Какой из предложенных вариантов отражает сущность "пирамиды Ч. Элтона"?

1. Количественные оценки трофических уровней экосистемы указывают на существование определенной закономерности.

2. Ниже трофический уровень зависит от высшего.

3. Количественные параметры высшего трофического уровня зависят от низшего.

4. Существует зависимость между количественными параметрами консументов.

5. нет правильного ответа.

Какие из предложенных вариантов отражают закон "пирамиды Ч. Элтона"?

1. Количество особей, образующих последовательную цепь, постоянно уменьшается.

2. Количество особей трофического уровня зависит от количества потребленной энергии.

3. Энергия накапливается на каждом трофическом уровне в виде биомассы.

4. Энергия никуда не исчезает, а только переходит из одного состояния в другое.

5. Количество особей определенного трофического уровня зависит только от количества принимаемой пищи.

Типы пирамид были определены после установления "пирамиды Ч. Элтона"?

1. Пирамида количестве.

2. Пирамида масс.

3. Пирамида энергии.

4. Пирамида продукции.

5. Пирамида вторичной продукции.

Какие из предложенных вариантов отражают правило Ю. Одум?

1. Данные пирамиды чисел прнводять к преувеличению роли малых организмов.

2. Данные пирамиды масс приводят к преувеличению роли крупных организмов.

3. Данные пирамиды чисел имеют только теоретическое значение.

4. Данные пирамиды масс имеют только теоретическое значение.

5. правильных вариантов нету.

Какой процент составляет эффективность цепи питания?

2. Около 10%.

От чего зависит строение цепей питания?

1. От эффективности эксплуатации.

2. От эффективности ассимиляции.

3. От присутствия в экосистеме консументов разных групп.

4. От валовой продукции.

5. От вторичной продукции.

К чему приводит полифагия?

1. К увеличению возможностей аккумулирования энергии.

2. К ослаблению конкуренции.

5. К увеличению конкуренции.

К чему приводит стенофагия?

1. К уменьшению возможностей аккумулирования энергии.

2. К ослаблению конкуренции.

3. К увеличению чистой продукции в экосистеме.

4. К увеличению валовой продукции.

5. К увеличению конкуренции.

Кем и когда был сформулирован принцип устойчивости экосистем?

1. В 1884 году Колесом.

2. В 1927 году Ковальчуком.

3. В 1994 году Брайтоном.

4. В 1884 году А. Ле Шателье.

5. В 1947 роциЧ. Элтоном.

Сформулируйте из предложенных вариантов принцип А. Ле Шателье:

1. Любые внешние воздействия выводят систему из состояния равновесия.

2. Вызывают в этой системе процессы, пытаются ослабить внешнее воздействие.

3. Ведут к возвращению системы в состояние равновесия.

4. Вызывают в системе процессы, пытаются ослабить внешнее воздействие.

5. Ведут к полной перестройке экосистемы.

Экологический резерв экосистемы - это:

1. Любые внешние воздействия, выводящие систему из состояния равновесия.

2. Разница между предельно допустимым отклонением и фактическим состоянием экосистемы.

3. Отклонение экосистемы от фактического состояния.

4. Размеры буферной способности экосистемы.

5. Показатель видового насыщения экосистемы.

В экологической литературе термин «экологическая устойчивость» используется в следующих значениях:

1) способность экосистемы сохранять при внешнем воздействии исходное состояние в течение некоторого времени - инертность системы (резистентная устойчивость, буферность);

2) способность экосистемы переходить из одного состояния равновесия в др., сохраняя при этом внутренние связи – пластичность системы;

3) способность экосистемы возвращаться в исходное состояние после временного внешнего воздействия - восстанавливаемость системы (упругая устойчивость, эластичность).

Первые два понятия трактуются как адаптационная устойчивость, третье – как регенерационная. Если та или иная функция экосистемы под воздействием возмущения отклоняется от «нормы», степень этого отклонения показывает относительную устойчивость системы, а время, необходимое для восстановления «нормы», - ее относительную упругость.

Существует несколько разных механизмов обеспечения экологической устойчивости:

1) постоянство достигается благодаря действию отрицательных обратных связей, сохраняющих экосистему в устойчивом состоянии (гомеостаз). В этом случае действует принцип Ле Шателье-Брауна: при внешнем воздействии, выводящем систему из состояния устойчивого равновесия, равновесие смещается в том направлении, при котором эффект внешнего воздействия ослабляется;

2) экологическая устойчивость обеспечивается избыточностью функциональных элементов. Напр., если в состав сообщества входят несколько популяций автотрофных организмов, каждая из которых имеет свой оптимум температуры для фотосинтеза, то фотосинтез сообщества в целом будет слабо изменяться при колебании температуры в определенных условиях. В этом случае устойчивость экосистемы прямо связана с ее видовым разнообразием;

3) адаптация - перестройка структурных элементов системы без существенного изменения ее функций. Перестройка может быть и необратимой, например, в процессе эволюции.

Популяции или виды в целом развиваются в экосистемах в окружении других видов. При изучении палеоботаники «былых биосфер» Вернадский показал, что в процессе эволюции жизни на Земле структура биогеоценозов существенно менялась и усложнялась (вначале хемотрофы, затем фототрофы и т.д.). С появлением первых фототрофов (водорослей) процесс формирования первичных экосистем закончился, и цепь круговорота веществ замыкается, но были избыточные биогенные продукты → появились гетеротрофы и т.д., но эти экосистемы были неустойчивы, быстро появлялись и распадались (т.е. микроорганизмы быстро размножались – быстрая смена поколений) → эволюция ускорялась.

Возникновение многоклеточных организмов сопровождалось увеличением устойчивости экосистем. При выходе растений на сушу → много новых местообитаний → быстрая эволюция → огромное количество органического вещества оказывалось не потребленным и выводилось из биотического круговорота в виде дошедших до нас угля, нефти и т.д. пока не появилось достаточное количество консументов.

Середина мела – появились травянистые растения и однолетники → разное ускорение кругов биогенных веществ, т.к. было много животных и грызунов. Важным успехом было образование биотического круговорота – создание таких жизненных сред, в которых одна и та же порция вещества может многократно использоваться. Это стало возможным, когда возникла триада: продуцент → консумент → редуцент. Дальнейшее направление эволюции экосистем вело к уменьшению потребления вещества из биотических круговоротов и интенсификации миграции химических элементов (у животных это появление теплокровности, т.к. млекопитающие затрачивают на создание своей биомассы всего 1% потребляемых ими веществ; у растений это – появление однолетников). В процессе развития жизни происходит усложнение экосистем.

Основной интегрирующий фактор в жизни биогеоценоза – пищевые взаимоотношения. Определенная сложная структура биогеоценоза оказывается необходимой предпосылкой для поддержания его устойчивости. Наиболее хрупкие и неустойчивые экосистемы с наименьшим числом компонентов (тундра). Наиболее устойчивы экосистемы тропического леса, где потоки вещества и энергии многократно дублируются (очень много видов и малая численность каждого) – выдерживает потерю процента составляющих их компонентов без ущерба для функционирования.

Но, сейчас считают, что решающими в устойчивости экосистем факторами являются не число видов, а экологические особенности видов. Например, при современной антропогенной нагрузке преимущество в экосистеме получают короткоживущие виды (эфемеры) успевающие в результате быстрой смены поколений приспособиться к меняющимся условиям.

Итак, устойчивость экосистем поддерживается благодаря сбалансированному воспроизведению каждого из множества ее компонентов – популяций. Устойчивость обеспечивается в процессе взаимодействия видов между собой на фоне комплекса физических факторов.

Все экосистемы являются реальной средой для межвидовых взаимоотношений, → постоянные взаимодействия всех компонентов биогеоценоза оказываются причиной изменения биогеоценоза и других экосистем → преобразование биосферы.

Смена биогеоценозов – сукцессия. Климаксовое сообщество – в равновесии с окружающей средой устойчиво.

Общие черты изменения биогеоценозов:

1) все биотические системы динамичны и подвижны, чутко реагируют на влияние внешней среды;

2) в процессе развития экосистемы наблюдается удлинение цепей питания, увеличение числа трофических уровней → происходит дифференциация потоков вещества и энергии (узкая пищевая специализация видов);

3) в результате удлинения цепей питания увеличивается время удержания вещества и энергии (появляется круг долгоживущих организмов).

Лекция №3. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ, ФАКТОРЫ ИХ УСТОЙЧИВОСТИ

3.1 Популяция как структурная и функциональная единица экосистемы

Все живые организмы существуют только в форме популяций.

Популяцией называют совокупность особей одного вида, способная к самовоспроизведению, более или менее изолированная в пространстве и во времени от других аналогичных совокупностей того же вида.

Другое определение популяции - популяция - это группировка особей одного вида, населяющих определенную территорию и характеризующихся общностью морфобиалогического типа, специфичностью генофонда и системой ус тойчивых функциональных взаимосвязей (, 1985, 1988 )

Каждая популяция имеет определенную структуру: возрастную (соотношение особей разного возраста), пространственную- распределение особей в пространстве (колонии, семьи, стаи и т. п.). половую (соотношение особей по полу), этологическую или поведенческую.. Основные параметры популяции - ее численность и плот­ность.

Численность популяции - это общее количество особей на данной территории или в данном объеме.

Популяции могут быть более или менее многочисленными: у одних видов они представлены десятками экземпляров, у других - десятками тысяч.

Для того, чтобы сравнить численность одной и той же популя­ции в разные отрезки времени, например, в разные годы, пользуются таким относительным показателем , как плотность популяции.

Плотность популяции - численность популяции, отнесенная к единице занимаемого ею пространства или среднее число особей на единицу площади или объема.

В конкретный момент времени численность особей в популяции отражает ее рождаемость и смертность. В зависимости от соотношения этих показателей говорят о балансе популяции. Если рождаемость выше, чем смертность, то популяция численно растет и наоборот.

Рождаемость популяции - численно выраженная способность популяции к увеличению, или количество особей, родившихся за определенный период.

Эта способность зависит от множества факторов: соотношения в популяции самцов и самок, количества половозрелых особей, плодовитости, числа поколений в году, обеспеченности кормом, влияния погодных условий и др.

Смертность популяции - это количество особей, погибших за определенный период.

Она бывает очень высокой и изменяется в зависимости от ус­ловий среды, возраста и состояния популяции. У большинства видов смертность в раннем возрасте всегда бывает выше, чем у взрослых особей. Однако встречаются и такие виды, у которых смертность приблизительно одинакова во всех возрастах или преобладает у осо­бей старших возрастов.

Факторы смертности очень разнообразны. Она может быть вы­звана влиянием абиотических факторов (низкие и высокие темпера­туры, ливневые осадки и град, избыточная и недостаточная влаж­ность и др.) биотическими факторами (отсутствие корма, инфекци­онные заболевание, враги и т. д.), в том числе и антропогенными (за­грязнение окружающей среды, уничтожение животных, вырубка де­ревьев и др.).

Учитывая численность популяции, всегда имеют дело с выжившими на данный момент вре­мени особями. Поэтому фактической характеристикой состояния популяции является выживаемость. Под выживаемостью понимается доля особей в популяции, доживших до определенного момента вре­мени или до возраста размножения.

У большинства видов продолжительность жизни самок намно­го больше, чем самцов.

Например, если при очень благоприятных условиях популяция дает вспышку размножения, то начинают складываться условия кон­куренции между особями. Тогда для популяции выгодно, чтобы часть особей перестала размножаться, и рост численности замедлился. Та­кие механизмы в природе работают очень четко.

Идет процесс саморегуляции - популяция всегда стремится достичь оптимального уровня своей численности.

На рисунке ниже приведены кривые роста популяции.

Рисунок 1 - Кривые роста популяции:

A-j-образная кривая экспоненциального роста;

Б - s-образная кривая;

В - экспоненциальный рост и такое же падение численности;

М и К - нижний и верхний пределы возможной численности.

Мы сталкиваемся с этим в реальной жизни. Например, ведем борьбу с грызунами с помощью ядов. Стопроцентного уничтожения вредителей никогда не удается достичь. Кто-то засел в норе, кто-то был за пределами зон обработки. И вот эти уцелевшие единичные представители через некоторое время, усиленно размножаясь, восста­навливают численность популяции.

Следовательно, всегда существует предельно высокая (К) и низкая (М) численность и плотность популяции, переступить которые для популяции возможно, тогда наступает вымирание.

После достижения предела К наступает массовая гибель особей, возвращающая численность популяции к некоторому нижне­му пределу, после чего нарастание может начаться вновь (рис. В). Подобные колебания численности популяции около среднего значения типичны для многих животных и называются предельной биотической нагруженностью среды .

Итак, тип динамики популяции отражает соответствие требо­ваний организма реальным условиям окружающей среды. Антропо­генные воздействия способны существенно влиять на динамику попу­ляций, отклоняя сложившиеся исторически типы от установившейся нормы.

Популяция выступает как форма существования вида и ее основная функция заключается в обеспечении устойчивого выживания и воспроизведения вида в данных конкретных условиях.

Популяция является элементарной единицей эволюционного преобразования вида.

Популяция выступает в качестве функциональной субсистемы конкретного биогеоценоза; ее функция -участие в трофических цепях - определяется видоспецифическим типом обмена. Устойчивое выполнение этой функции основывается на адаптивности популяции, способности к поддержанию популяционного гомеостаза

3.2 Понятие «экосистема» и «биогеоценоз»

Основным объектом изучения экологии являются экологические системы (экоситстемы).

Термин экосистема был впервые введен в экологию английским ботаником А. Тенсли в 1935 году.

Экосистем а – сообщество живых организмов и среды их обитания, объединенных между собой круговоротом веществ и энергии

Несколько позже, в 1942 году был введен термин биогеоценоз российским экологом По представлениям Сукачева биогеоценоз представляет собой совокупность биоценоза и биотопа.

Биоценоз – совокупность взаимодействующих между собой живых организмов разной системной принадлежности, совместно обитающих на каком-либо участке суши или водоема , состоящее из продуцентов, консументов, редуцентов

Биотоп - территория с присущими ей абиотическими факторами, занятая определенным биоценозом

Понятие «Экосистема» приложимо как к относительно простым искусственным системам (аквариум, пшеничное поле, космический корабль), так и к сложным комплексам живых организмов и среды их обитания (Озеро, лес, океан). По месту нахождения экосистемы делятся на наземные (луг, степь, лес), и водные (озеро, пруд, море). По размерам экосистемы делятся на микро экосистемы (ствол гниющего дерева), макроэкосистемы (болото, дубрава, пустыня) и глобальная экосистема (биосфера).

В каждой локальной наземной экосистеме есть абиотический компонент - биотоп,

Экотоп – участок с одинаковыми ландшафтными, климатическими, почвенными условиями.

Экосистема представляет собой необходимую форму существования жизни. Любой организм способен развиваться только в экосистеме, а не изолированно. В свою очередь каждый биогеоценоз (экосистема) соподчинен и взаимосвязан с другими. Более мелкие и простые экосистемы входят в крупные и сложные и все вместе составляют общую систему жизни – биосферу, которая является глобальной экосистемой или глобальным биогеоценозом.

Экосистема - это система, образуемая биотическим сообществом и абиотической средой, которые объединены между собой круговоротом веществ в энергии.

Биомасса" href="/text/category/biomassa/" rel="bookmark">биомассу через сырой или сухой вес, но можно выражать и в
энергетических единицах.

Биогеоценоз характеризуется определенными взаимоотношениями организмов, их приспособленностью к биотопу, биологической продуктивностью. Закономерности заключаются в увеличении видового разнообразия, усложнении цепей питания, усилении взаимовыгодных связей.

Чем больше видовое разнообразие природной экосистемы, тем система более устойчива к различным воздействиям.

Функционирование биоценоза осуществляется в определенных условиях среды и ограничивается определенным пространством, которое называется биотоп . Совокупность биоценоза и биотопа называют биогеоценозом . Биогеоценоз – это природная экосистема. Биогеоценоз всегда связан с какой – либо частью земной поверхности и термин применим к природным экосистемам.

Биотоп - местообитание, занятое одним и тем же сообществом. Примеры биотопов – лесопарк, прибрежная отмель, склон оврага.

Сообщества взаимодействующих живых организмов представляют собой определенную систему, достаточно устойчивую, связанную многочисленными внутренними связями, с относительно постоянной структурой и взаимообусловленным набором видов. Такие системы принято называть биотическими сообществами , или биоценозами (что в переводе с латыни и означает "биологическое сообщество"), а системы, включающие живых организмов и среду их обитания, - экосистемами .

Таким образом, экосистема - это совокупность взаимодействующих видов растений, животных, грибов, микроорганизмов, взаимодействующих между собой и с окружающей их средой таким образом, что такое сообщество может сохраняться и функционировать необозримо длительное время. Биотическое сообщество (биоценоз) состоит из сообщества растений (фитоценоз), сообщества животных (зооценоз), сообщества микроорганизмов (микробиоценоз). Все организмы Земли и среда их обитания также представляют собой экосистему высшего ранга - биосферу . Биосфера также обладает устойчивостью и другими свойствами экосистемы.

С этим связана известная "экологическая поговорка" Б. Коммонера: "Природа знает лучше ". Иными словами, изменять что-то в природных сообществах и при этом не знать точно, как "работает" природа, - кажется не самым разумным подходом.

Вернемся к взаимодействию видов, составляющих биоценоз. Эти виды связаны многочисленными связями, поэтому изменение численности или исчезновение одного вида может необратимо сказаться на других видах. Между видами отмечают как пищевые (связанные с использованием в пищу одних видов другими), так и непищевые связи.

Биосфера - сумма экосистем, включающая все живые орга­низмы, взаимосвязанные с физической средой Земли.

Основополагающим объектом изучения экологии является взаимодействие пяти уровней организации материи: живые организмы, популяции, сообщества, экосистемы и экосфера.

Переходная область между двумя смежными экосистемами называется экотон .

Главные экосистемы суши, такие, как леса, степи и пустыни, называются наземными экосистемами, или биомами. Экосистемы гидросферы называются водными экосистемами.

Примерами таких экосистем являются пруды, озера, реки, открытый океан, коралловые рифы и т. п. Все экосистемы Земли составляют экосферу.

Экосфера – совокупность живых и неживых организмов (биосфера), взаимодействующих друг с другом и со своей неживой средой обитания (энергией и химическими веществами) в планетарном масштабе.

Состав экосистемы представлен абиотическими компонента­ми неживой природы и биотическими компонентами живой при­роды.

Наиболее важные для жизни химические элементы, необходимые в больших количествах, называются макроэлементами (С, О, Н, N, P, S, Ca, Mg, K, Na).

Элементы, необходимые для жизни в малых или следовых количествах – микроэлементы (Fe, Cu, Zn, Cl).

3.3.1 Биотические компоненты экосистем.

Основные типы организмов, которые формируют живые, или биотические , компоненты экосистемы, принято подразделять по преобладающему способу питания на продуцентов, консументов и редуцентов.

1) Продуценты (автотрофы) - это организмы, производящие органические соединения из неорганических. Продуценты (в большинстве своем зеленые растения) создают органические вещества в процессе фотосинтеза или хемосинтеза. Эти органические вещества используются продуцентами как источник энергии и как для клеток и тканей организма.

Фотосинтез - превращение зелеными растениями лучистой энергии Солнца в энергию химических связей и органические вещества. Световая энергия, поглощаемая зеленым пигментом (хлорофиллом) растений, поддерживает процесс их углеродного питания. Реакции, в которых поглощается световая энергия, на­зываются эндотермическими (эндо - внутрь). Энергия солнечного света аккумулируется в форме химических связей.

Хемосинтез – преобразование неорганических соединений в питательные органические вещества в отсутствие солнечного света, за счет энергии химических реакций.

Только продуценты способны сами производить для себя пищу. Более того, они непосредственно или косвенно обеспечивают питательными элементами консументов и редуцентов.

2) Консументы (гетеротрофы) – организмы, получающие питательные вещества и необходимую энергию, питаясь живыми организмами - продуцентами или другими консументами.

Животные питаются органическим веществом, используя его как источник энергии и материал для формирования своего тела. Т. е. зелёные растения продуцируют пищу для других организмов экосистемы. К консументам относятся рыбы, птицы, млекопитающие и человек.

Животные, питающиеся непосредственно растениями, называются первичными консументами (растительноядные). Их самих употребляют в пищу вторичные консументы (хищники). Бывают консументы третьего, четвёртого и более высоких порядков. Заяц ест морковь - первичный консумент, лиса, съевшая зайца, - вторичный консумент.

В зависимости от источников питания консументы подразделяются на три основных класса:

- фитофаги (растительноядные) – это консументы 1-го порядка, питающиеся исключительно живыми растениями. Например, птицы едят семена, почки и листву.

- хищники (плотоядные) – консументы 2-го порядка, которые питаются исключительно растительноядными животными (фитофагами), а также консументы 3-го порядка, питающиеся только плотоядными животными.

- эврифаги (всеядные), которые могут поедать как растительную, так и животную пищу. Примерами являются свиньи, крысы, лисы, тараканы, а также человек.

3) Редуценты (миксотрофы) – организмы, получающие питательные вещества и необходимую энергию питаясь останками мертвых организмов (животных, растений). Эти организмы (бактерии, грибы, простейшие) в процессе жизнедеятельности разлагают органические остатки до минеральных веществ.

Существует два основных класса редуцентов:

- детритофаги – это организмы, которые питаются мёртвыми растительными и животными остатками (опавшие листья, фекалии, мёртвые животные - это называется детрит).

Это шакалы, грифы, гиены, черви, раки, термиты, муравьи, дождевые черви, грибы, бактерии и т. д. Их главная роль - питаясь мёртвой органикой, детритофаги разлагают её. Отмирая, сами становятся частью детрита.

- де структоры – разлагают мертвую органическую материю на простые неорганические соединения (процесс гниения и разложения). Примером могут служить грибы и микроскопические одноклеточные бактерии.

По типу питания все продуценты являются автотрофами - сами производят органические вещества из неорганических. Консументы и редуценты по типу питания являются гетеротрофами - питаются органическим веществом, произведенным другими живыми организмами.

Автотрофы создают уровень первичной продукции и являются первичными продуцентами. Они утилизируют внешнюю энергию солнца, создают массу органического вещества (биомассу), являются основой существования жизни вообще и биоценоза в частности. Живые организмы рождаются, растут и развиваются. В ходе этих процессов меняется их биомасса (масса тела этих организмов).

Количество создаваемой автотрофами биомассы называется первичной продукцией . Общее количество биомассы называют валовой продукцией , а прирост биомассы – чистой продукцией . Часть энергии идет на поддержание жизни, на дыхание самих растений и теряется для сообщества. Потери на дыхание составляют 40-70% от валовой продукции. Разница между валовой продукцией и дыханием как раз составляет чистую продукцию. Т. о. чистая продукция является скоростью наращивания биомассы, доступной для потребления гетеротрофами.

Количество биомассы, создаваемое на уровне консументов, называют вторичной продукцией .

3.4 Биологическая продуктивность экосистемы

Биологическая продуктивность экосистемы – скорость образования первичной продукции, т. е. количество биомассы, образующейся в единицу времени.

Продуктивность экологической системы - это скорость, с которой продуценты усваивают лучистую энергию в процессе фотосинтеза и хемосинтеза, образуя органическое вещество, ко­торое затем может быть использовано в качестве пищи.

3.4.1 Уровни производства органического вещества

Различают разные уровни продуцирования, на которых создается первичная и вторичная продукция.

Органическая масса (биомасса), создаваемая продуцентами в единицу времени, называется первичной продукцией

Прирост за единицу времени массы консументов -вторичной продукцией .

Первичная продукция подразделяется как бы на два уров­ня - валовую и чистую продукцию.

Валовая первичная продук­ ция - это общая масса валового органического вещества, соз­даваемая растением в единицу времени при данной скорости фотосинтеза, включая и траты на дыхание.

Растения тратят на дыхание от 40 до 70% валовой продук­ции. Меньше всего ее тратят планктонные водоросли - около 40% от всей использованной энергии. Та часть валовой про­дукции, которая не израсходована «на дыхание», называется чистой первичной продукцией : она представляет собой величи­ну прироста биомассы растений и именно эта продукция потребляется консументами и редуцентами.

Т. о. чистая продукция является скоростью наращивания биомассы, доступной для потребления гетеротрофами

Все живые компоненты экосистемы - продуценты, консу­менты и редуценты - составляют общую биомассу (живой вес) сообщества в целом или его отдельных частей, тех или иных групп организмов.

Биомассу обычно выражают через сы­рой и сухой вес, но можно выражать и в энергетических едини­цах - в калориях, джоулях и т. п., что позволяет выявить связь между величиной поступающей энергии и, например, средней биомассой.

На образование биомассы расходуется не вся энергия, но та энергия, которая используется, создает первичную продукцию и может расходоваться в разных экосистемах по-разному. Ес­ли скорость ее изъятия консументами отстает от скорости при­роста растений, то это ведет к постепенному приросту биомас­сы продуцентов и возникает избыток мертвого органического вещества. Последнее приводит к заторфовыванию болот, за­растанию мелких водоемов, созданию большого запаса под­стилки в таежных лесах и т. п.

В стабильных сообществах практически вся продукция тратится в трофических сетях и биомасса остается посто­янной.

НАЗЕМНЫЕ И ВОДНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ

Рисунок 1 Классификация экосистем

3.5 Функционирование экосистем

Функционирование экосистем обеспечивается взаимодействием трех основных составляющих: сообщества, потока энергии, кру­говорота веществ.

1. Сообщество - система совместно существующих на некото­ром участке земли или в пределах какого-либо объема простран­ства (почвы, воды) автотрофов и гетеротрофов.

Получение ресурсов и избавление от отходов происходят в рамках кругооборота всех элементов. Мы видим, как четко взаимодействуют растения, консументы и детритофаги, поглощая и выделяя различные вещества. Органика и кислород, образуемые при фотосинтезе в растениях, нужны консументам для питания и дыхания. А выделяемый консументами СО и минеральные вещества мочи - необходимы растениям.

2. Существование экосистемы возможно благодаря постоянному притоку энергии извне - таким источником энергии, как правило, является солнце, хотя не для всех экосистем это справедливо. Устойчивость экосистемы обеспечивается прямыми и обратными связями между ее компонентами, внутренним круговоротом веществ и участием в глобальных круговоротах.

3. Чем больше биомасса популяции, тем ниже занимаемый его трофический уровень (99 % на энергию).

Энергия - одно из основных базовых свойств материи - спо­собность производить работу, в широком смысле энергия - сила. Энергия - источник жизни, основа и средство управления всеми природными системами. Энергия - движущая сила мироздания.

Фундаментальные законы термодинамики имеют универсаль­ное значение в природе. Понимание этих законов чрезвычайно важно для обеспечения эффективного подхода к проблемам при­родопользования.

Первый закон термодинамики - закон сохранения энергии: энергия не создается и не исчезает, а превращается из одной формы в другую. Энергия Солнца превращается в энергию пищи путем фотосинтеза.

Второй закон термодинамики : любой вид энергии, в конечном счете, переходит в форму, наименее пригодную для использования и наиболее легко рассеивающуюся. Для всех энергетических про­цессов характерен процесс перехода от более высокого уровня организации (порядка) к более низкому (беспорядку).

Перенос энергии пищи в процессах питания от растений че­рез последовательный ряд живых организмов называется пище­вой, или трофической, цепью . Существует несколько уровней трофических цепей:

Зеленые растения - продуценты;

Первичные консументы (травоядные животные);

Вторичные консументы (хищники);

Третичные консументы (хищники, поедающие первичных хищников).

На каждом новом уровне до 90% потенциальной энергии сис­темы рассеивается, переходя в теплоту.

Все вещества на нашей планете находятся в процессе биохимического круговорота веществ.

3.5.1 Круговорот веществ в природе - основной способ существо­вания и развития живых существ. Солнечная энергия обеспечива­ет на Земле два круговорота веществ: большой, или геологиче­ский (абиотический), и малый, или биологический (биотиче­ский).

Безопасность окружающей среды" href="/text/category/bezopasnostmz_okruzhayushej_sredi/" rel="bookmark">безопасность экологическая становится неотъемлемой частью жизнедеятельности каждого человека, государств, народов и всего мирового сообщества в целом.

Термины «стабильность » и «устойчивость » в экологии обычно рассматриваются как синонимы, и под ними понимается способ­ность экосистем сохранять свою структуру и функциональные свой­ства при воздействии внешних факторов.

Более целесообразно, однако, разграничивать эти термины, по­нимая под «стабильностью » данное выше определение, а под «ус­тойчивостью » - способность экосистемы возвращаться в исход­ное (или близкое к нему) состояние после воздействия факторов, выводящих ее из равновесия. Кроме этого, для более полной ха­рактеристики реакции экосистем на внешние факторы целесооб­разно пользоваться в дополнение к названным еще двумя термина­ми: «упругость » и «пластичность ».

Упругая система способна воспринимать значительные воздей­ствия, не изменяя существенно своей структуры и свойств. Вмес­те с тем при определенных (запороговых) воздействиях такая сис­тема обычно разрушается или переходит в новое качество.

Пластичная система более чувствительна к воздействиям, но она под их влиянием как бы «прогибается» и затем относительно быстро возвращается в исходное или близкое к исходному состоя­ние при прекращении или уменьшении силы воздействия.

Примером упругих экосистем являются климаксные (например, хвойные леса в лесной зоне, коренные тундровые сообщества, типчаково-ковыльные степи и т. п.). Пластичными экосистемами для лесной зоны являются лиственные леса как промежуточные ста­дии сукцессий. Они, например, выносят в несколько раз больше рекреационных (связанных с посещением населения) и других (па­стьба скота, разного рода загрязнения) нагрузок, чем климаксные экосистемы, в которых эдификаторами выступают хвойные виды.

При рассмотрении стабильности и устойчивости как синонимов, обычно считается, что эти качества тем значительнее, чем разно­образнее экосистемы. Данное положение является настолько уни­версальным, что формулируется как закон: разнообразие - сино­ним устойчивости (автор Эшби). С этой точки зрения тундровые и пустынные экосистемы рассматриваются как малоустойчивые (не­стабильные), а тропические леса, максимально богатые по видо­вому составу, - как самые устойчивые (стабильные).

С этих же позиций к неустойчивым и низкостабильным относят агросистемы, создаваемые человеком и представленные обычно одним преобладающим видом растений, интересующим человека. С этой же точки зрения как неустойчивые и нестабильные следует рассматривать сосновые леса на бедных песчаных или щебнистых почвах. Их древесный ярус представлен в таких условиях од­ним видом (сосной), беден в них и напочвенный (травяной, мохо­вой) покров.

Однако если экосистемы, приведенные выше в качестве приме­ров, рассматривать с позиций названных выше различии устойчиво­сти и стабильности, то они попадают в разные категории (табл. 4).

Устойчивость, стабильность и другие параметры экосистем за­висят часто не столько от структуры самих сообществ (например, их разнообразия), сколько от биолого-экологических свойств видов-эдификаторов и доминантов, слагающих эти сообщества.

Так, высокая стабильность и значительная устойчивость, как видно из табл. 4 , присущи сосновым лесам на бедных песчаных почвах, несмотря на малое видовое разнообразие этих экосистем. Это связано, во-первых, с тем, что сосна довольно пластична, и поэтому на изменение условий, например уплотнение почв, она ре­агирует снижением продуктивности и редко - распадом экосисте­мы. Однако и в последнем случае, в силу бедности субстрата пи­тательными веществами и влагой, ее молодое поколение не встре­чает серьезной конкуренции со стороны других видов, и экосисте­ма довольно быстро вновь восстанавливается в том же виде эдафического (почвенного) климакса.

Таблица 1

Характеристики устойчивости и стабильности отдельных эко­систем

* по основным звеньям: фитоценозам и почвам

Иные параметры устойчивости и стабильности характерны для сосняков на богатых почвах, где они могут сменяться еловыми лесами, обладающими более сильными эдификаторными свойства­ми. Здесь, несмотря на значительное разнообразие (по видовому составу, ярусности, трофической структуре и т. п.), экосистемы со­сновых лесов характеризуются низкой стабильностью и низкой ус­тойчивостью. Сосна в данном случае выступает как промежуточ­ная стадия сукцессионного ряда. Ей удается занимать и удержи­вать какое-то время такие местообитания только в силу каких-то необычных обстоятельств. Например, после пожаров, когда унич­тожаются более сильные конкуренты (ель, лиственные древесные породы).

Главная » Английский алфавит » Устойчивость экосистем к негативному воздействию прокладки трубопровода от ковыктинского месторождения, антропогенное воздействие. Методы оценки устойчивости озерных экосистем