Реферат: Особенности эколого-геохимического районирования ландшафтов городской территории
Название: Особенности эколого-геохимического районирования ландшафтов городской территории Раздел: Рефераты по экологии Тип: реферат Добавлен 20:00:28 28 октября 2005 Похожие работы Просмотров: 688 Комментариев: 15 Оценило: 4 человек Средний балл: 4.3 Оценка: неизвестно Скачать
Беляев Владимир Александрович – кандидат географических наук, доцент кафедры физической географии Ярославского государственного педагогического университета, Иванова Татьяна Георгиевна – кандидат географических наук, доцент кафедры физической географии Ярославского государственного педагогического университета
Современные крупные города являются одним из ключевых объектов исследования взаимодействия природы и общества. Именно в них так функционально переплетаются и пространственно перекрываются разнообразные экологические проблемы.
Существует ряд подходов к изучению экологического состояния городской среды. Под подходом в географической науке понимают стратегию исследования, которая опирается на специфические понятия, принципы, методы. Необходимо отметить следующие подходы в изучении урбанизированных территорий (1):
статистическо-отраслевой — дает представление о состоянии городской среды (ГС) в виде множества различных показателей, он является начальным этапом многих исследований, выполняемых в рамках других подходов, однако не показывает целостности состояния городской среды;
статистико-комплексный — позволяет осуществить комплексную оценку ГС, в основе данного подхода лежит факторная экология города;
статистико-функциональный, служит основой для разработки прогноза преобразования ГС, с помощью вычислений, позволяет свести различные показатели в единое целое;
индикативно-интегральный — на основании отдельного показателя(индикатора)можно судить о ГС в целом, открывает возможность свести изучение сложного объекта к простому измерению;
проблемно-комплексный — позволяет рассматривать целостность состояния городской среды через комплекс проблем.
Наиболее значимым на современном этапе изучения городской среды является проблемно-комплексный подход — он отражает исследования города, направленные на выявления, изучение и разработку рекомендаций по устранению комплексов, проблемных ситуаций, вызванных загрязнением окружающей среды.
Сущность данного подхода позволяет наиболее полно дать характеристику пространственно-временной неоднородности городской среды. С методической точки зрения можно выделить три этапа в данной характеристике:
выявление горизонтальной неоднородности среды;
выявление вертикальной неоднородности среды;
временные изменения среды.
Первый этап определяет районирование исследуемой территории, второй — объемное изменение, третий — прогнозирование.
Проанализируем особенности первого этапа — этапа районирования. Наиболее важным для экологического исследования городской территории является эколого-геохимическое районирование. Как и при любом природном районировании в задачу эколого-геохимического районирования городской территории входит:
выявление геосистем с индивидуальными свойствами их строения;
обоснование их целостности;
определение вещественного состава;
выявление причинно-следственных связей местных техногенных факторов и геохимическим состоянием природных систем.
Целью эколого-геохимического районирования является изучение общего механизма перераспределения элементов в различных ландшафтах, выявление тех причин от которых зависит фактическое содержание химических элементов в отдельных компонентах природных сред и их влияние на биоту.
Такое районирование в условиях города сопряжено с большими трудностями. Городские ландшафты возникают, как правило, на месте одной или нескольких смежных геосистем. Для них характерна общая история антропогенного освоения, сходство современных антропогенных воздействий по всему ареалу систем. Городские ландшафты развиваются и функционируют на одном типе поверхностных отложений со сходными условиями дренажа. В их пределах почвенный покров претерпел морфологические нарушения сходной направленности, под определенной растительной группировкой сходного состава. Принципиальное значение при характеристике городских ландшафтов имеет фактор, который определяет внутреннюю структуру ландшафта и определяется соотношением открытых почвогрунтов, занятых и незанятых растительностью, промышленными и жилыми сооружениями, искусственными покрытиями.
Если в естественных ландшафтах потоки вещества и энергии в большинстве случаев сбалансированы, то в городских ландшафтах широко представлены потоки однонаправленные, например, аномальная концентрация рассеянных элементов в почвенногрунтовой толще или накопление органического вещества в почвах не сбалансированное процессами разложения, выноса и т.п.
Современный геохимический пресс ( локальный, региональный, глобальный ) города усиливает пестроту дифференциации территории. Необходимо отметить, поскольку в ландшафтах города ведущим фактором ландшафтогенеза выступает техногенез, то внутренняя структура ландшафта города обусловливается его внутрифоновыми вариациями и неоднородностью исходного природного ландшафта.
Поэтому, эколого-геохимическое районирование территории представляет собой сложную схему, в которой техногенная направленность «наложена» на унаследованные природные поверхности.
Классификация городских ландшафтов представляет также сложную картину. В целом городские ландшафты могут быть разделены на несколько основных типов: селитебные, промышленные, транспортные, ландшафты водно-зеленого диаметра, коммунально-складские, аграрные и др. Внутри данных типов могут быть выделены подтипы например, ландшафты водно-зеленого диаметра могут быть поделены на ландшафты пригородных рекреационных лесов, зеленой зоны речных долин, бульварно-парковой зоны, зоны дачных участков и т.п.
Особенности эколого-геохимического районирования обусловливаются: особенностями функционального зонирования города; трансформированными природными компонентами городских ландшафтов; техногенными факторами.
Оценочные показатели территории могут включать — структурные единицы ландшафтов, суммарный показатель загрязнения, модуль техногенного геохимического давления, индекс экологической опасности (2,3).
Исходя из основных оценочных показателей, на территории города Ярославля в результате исследований проведенных кафедрой физической географии педагогического университета, выделены следующие типы эколого-геохимических зон.
Первый тип включает в себя сельскохозяйственную функциональную зону. По условиям миграции химических элементов он относится к транссупераквальному и супераквальному ландшафтам. По микроклиматическим процессам это зоны относительного проветривания, возвратно-циркуляционных и свала воздушных потоков. Рельеф — моренное плато, пойма и первая терраса р. Волги. Модуль техногенного давления варьирует от 2 до 6 т на кв.км в год. Индекс экологической опасности допустимый.
Второй тип включает селитебную функциональную зону. Рельеф — первая и вторая террасы р.Волги. По условиям миграции химических элементов его можно отнести к супераквальному и трансэлювиальному ландшафтам. По микроклиматическим процессам это зоны хорошо проветриваемые или зоны застойных воздушных масс. Модуль техногенного давления-8-13 т на кв. км. в год. Коэффициент суммарного загрязнения -18-30.Индекс экологической опасности — умеренно опасный.
Третий тип включает в себя промышленную и селитебную функциональные зоны. По условиям миграции химических элементов он относится к элювиальным, транссупераквальным ландшафтам с возвратно-циркуляционными, воздушными потоками. Рельеф — моренное плато, пойма, первая и вторая надпойменные террасы р.р. Волги и Которосли. Модуль техногенного давления изменяется от 16 до 30 т кв.км. в год. Коэффициент суммарного загрязнения -40-90. Индекс экологической опасности — опасный.
Четвертый тип относится к промышленной и селитебной функциональным зонам. По условиям миграции химических элементов это супераквальный, транссупераквальный и элювиальный ландшафты. По микроклиматическим процессам это зоны свала воздушных потоков и застойных воздушных масс. Рельеф представлен второй надпойменной террасой р.р. Волги и Которосли и мореной напора. Модуль техногенного давления составляет 20-145 т. кв.км.в год. Коэффициент суммарного загрязнения-42-224. Индекс экологической опасности — сильно опасный.
Таким образом, эколого-геохимическое районирование ландшафтов городской территории позволяет учитывать комплексную природную и антропогенно-техногенную обстановку, сложившуюся в результате исторического развития.
Блануца В.И. Районирование городской территории,возможности и ограничения при разных подходах к изучению городской среды // География и природные ресурсы. — 1991 . — N 2, стр. 27-36.
Глазовская М.А. Ландшафтно-геохимические системы и их устойчивость к техногенезу. — М.:Наука, 1976 .
Сает Ю.Е., Ревич Б.А. Эколого-геохимические подходы к разработке критериев нормативной оценки состояния городской среды //Изв.АН СССР, серия географ. — 1988 .- N 4, стр. 37 — 46.
Источник статьи: http://www.bestreferat.ru/referat-76229.html
Геохимия ландшафтов
Атмотехногенное загрязнение снежного покрова. Его изучение позволяет выявить два типа геохимических аномалий — локальные аномалии, довольно точно отражающие пространственную дифференциацию продуктов техногенеза, техногенную специализацию промышленных зон и отдельных источников, количественную характеристику выпадающих на поверхность земли веществ техногенного происхождения и региональные… Читать ещё >
Геохимические исследования основаны на изучении распределения, миграции и распространения элементов или их соединений в горных породах, водах, атмосфере, растительности и т. д. Они состоят из определения геохимического фона, выявления геохимических аномалий и сравнения их с фоновыми или с предельно допустимыми значениями. Как наука геохимия оформилась в начале ХХ века, одним из её основателей был русский учёный В. И. Вернадский , также большой вклад внёс А. Е. Ферсман . Методы геохимии ландшафтов активно использовались в 1960;е годы для поисков полезных ископаемых. Затем они стали применяться в медико-географических исследованиях, а в последние десятилетия — в решении проблем охраны окружающей среды. Геохимические аномалии и зоны загрязнения характеризуется величиной коэффициента концентрацииКсi:
где Сi — концентрация загрязняющего вещества в почве, Сфi — фоновая концентрация загрязняющего вещества, мг/кг почвы. Загрязнение обычно бывает полиэлементным, и для его оценки рассчитывают суммарный показатель загрязнения, представляющий собой аддитивную сумму превышений коэффициентов концентраций над фоновым уровнем:
где Ксi — коэффициент концентрации элемента, n — число элементов сКс > 1. Величину суммарного показателя загрязнения почв используют для оценки уровня опасности загрязнения территории города. Значения суммарного показателя загрязнения до 16 соответствуют допустимому уровню опасности для здоровья населения; от 16 до 32 — умеренно опасному; от 32 до 128 — опасному; более 128 — чрезвычайно опасному.
2. Фоновый геохимический мониторинг природной среды
Для целей фонового геохимического мониторинга особенно адекватными являются методы геохимии ландшафта, обеспечивающие целостное геохимического изучение природных систем. Основными методами являются 1) метод кларков; 2) изучение геохимической структуры ландшафта; 3) метод биогеохимических циклов.
1. Метод кларков — исследования, связанные с оценкой распространённости химических элементов в различных природных средах — от глобальных геосфер до элементарных ландшафтов. Для исследований чаще всего применяют кларки литосферы, кларки гидросферы и кларки живого вещества. В последнем случае различают содержание элементов в расчёте на сырую (живую) массу, на массу сухого органического вещества и на золу, то есть на массу минерального вещества живых организмов.
2. Изучение геохимической структуры ландшафтов (ландшафтно-геохимический анализ). Фоновая геохимическая структура складывается из радиальной и латеральной структур, характеризующих соотвественно вертикальную и горизонтальную дифференциацию ландшафтов.
3.Изучение радиальной геохимической структурой. Первым этапом ландшафтно-геохимического анализа территрии является изучение геохимической дифференциации вертикального профиля различных элементарных ландшафтов, то есть изучение геохимических взаимодействий в системах почвы-горные породы, почва-воды, почва-растительность, растительность-атмосфера и т. д.
3. Использование методов геохимии ландшафтов для оценки состояния окружающей среды
Ландшафтно-геохимические методы используются на всех стадиях оценки состояния локальных и региональных природно-антропогенных геосистем.
Эколого-геохимическая оценка городской среды проводится в три этапа:
1. Оценка геохимического фона и природного потенциала города. На данном этапе изучаются геохимические характеристики фоновых (ненарушенных) участков, а также природные факторы загрязнения и самоочищения геосистем.
2. Инвентаризация техногенных источников загрязнения. Это определение количества техногенных источников, их мощности, количественного и качественного состава загрязняющих веществ.
3. Ландшафтно-геохимический анализ. Заключается в изучении конкретного распределения загрязняющих веществ в природных средах.
Для каждого компонента ландшафта, где происходит депонирование, — снега, почв, растений — применяются свои способы исследований:
А) Атмотехногенное загрязнение снежного покрова. Его изучение позволяет выявить два типа геохимических аномалий — локальные аномалии, довольно точно отражающие пространственную дифференциацию продуктов техногенеза, техногенную специализацию промышленных зон и отдельных источников, количественную характеристику выпадающих на поверхность земли веществ техногенного происхождения и региональные аномалии. Б) Биогеохимия городской среды . Биогеохимическая оценка включает определение уровней содержания тяжёлых металлов и других поллютантов в растениях города относительно регионального биогеохимического фона, выбор индикаторных видов и органов растений для опробования, выявление ареалов загрязнения растений вокруг промышленных и коммунальных источников. В) Загрязнение почвенного покрова. Его изучение фиксирует более статичные, чем в воздухе, снеге и растениях, очаги загрязнения. Г) Техногенные потоки в водах и донных отложениях. Определяются концентрации и элементный состав загрязнителей в канализационных промышленных и бытовых стоках, в каналах, отстойниках, других водоёмах. Д) Медико-геохимические исследования. Являются одним из заключительных этапов эколого-геохимических исследований и направлены на изучение влияния техногенных факторов на состояние здоровья населения.
4. Этапы развития и основныеположения геофизического метода
Геофизика ландшафтов — наука о физических свойствах, процессах и пространственно-временной организации геосистем как функционально-целостных объектов. Главным подходом к исследованию функционирования геосистем является изучение трёх главных его звеньев — влагооборота, минерального обмена и энергооборота. Существует также ряд специальных направлений геофизики ландшафтов, изучающие отдельные физические аспекты функционирования геосистем. К ним можно отнести:
— оптику ландшафта — учение о взаимодействии солнечного излучения с геосистемами суши;
— радиофизическое направление, объектом изучения которой являются радиогеосистемы.
— локальные территориальные геосистемы с идентичной по всей своей протяжённости.
— направление, изучающее энергетику почвообразования и другие.
Q — суммарная радиация, которая слагается из прямой (I) и рассеянной (Q = I + S).
То есть радиационный баланс — это та часть поступающей в геосистему солнечной энергии, которая была усвоена геосистемой и включилась во внутригеосистемный и межгеосистемный круговорот.
Дальнейшее преобразование поглощённой солнечной энергии ® описывается уравнениями теплового баланса:
R = L (E + T) + PA + P + F ± A + BZ — LC,
где L — скрытая теплота парообразования (? 0,06 ккал/см 3 ),
E + T — суммарное испарение, где Е — физическое испарение, Т — транспирация растениями,
PA — затраты тепла на турбулентный обмен с атмосферой, Р — теплообмен в деятельный слой (растительный покров),
А — поток тепла в почву или из почвы,
F — затраты теплоты на фотосинтез,
BZ — вынос тепла со стоком, С — конденсация водяных паров.
Водный и вещественный балансы
Уравнение водного баланса геосистем имеет следующий вид:
Где Х1 — атмосферные осадки в жидкой фазе, Х2 — атмосферные осадки в твёрдой фазе (снег); r — роса, Sb — поверхностный сток, Sn — внутрипочвенный сток, U — подземный сток, Bx — аккумуляция влаги в годовом приросте биомассы, W — накопление влаги в геосистеме, либо расход запасов, накопленных в предыдущий момент времени, Е — физическое испарение, Т — транспирация, g — фильтрационный поток поток воды из геосистемы и поток глубинных напорных вод (19, «https://referat.bookap.info»).
Балансовое уравнение вещества в геосистеме:
где Mx — приход вещества с атмосферными осадками; Mp — приход вещества с воздушными потоками (турбулентным теплообменом), Mt — приход вещества автохтонного происхождения, с современными тектоническими движениями, G — приход (вынос) вещества с подземными водами, Hn — вынос вещества с поверхностным стоком, Hs— вынос вещества со внутрипочвенным стоком, Hu — вынос вещества с подземным стоком, Hp — вынос вещества с воздушными потоками, Hr — вынос вещества с транспирацией, Hg — гравитационные (обвально-осыпные потоки).
6.Теоретические основы изучения динамики геосистем
Объект исследования ландшафтоведения — природные территориальные комплексы — представляют собой целостные пространственно-временные системы со сложным строением.
Динамика ПТК — это изменение ПТК, носящее обратимый характер, то есть периодические колебания показателей структуры и состава ПТК вокруг одного какого-то среднего значения.
Развитие ПТК — это более узкое понятие, чем динамика. Развитие — это направленные, закономерные и необратимые изменения в ПТК. К причинам развития ПТК относят внешние и внутренние. К внешним причинам относят основные источники поступления в ПТК вещества и энергии (энергия Солнца, атмосферная циркуляция, эндогенные потоки, соседние ПТК) Внутренние причины обусловлены наличием в ПТК компонентов с разными свойствами, что приводик к возникновению между ними потоков вещества и энергии.
Инвариант — это совокупность это совокупность устойчивых отличительных черт системы, придающих ей качественную определенность и специфичность, позволяющих отличить данную систему от всех остальных.
7. Методика выявления внутригодовых состояний ПТК
Каждое состояние ПТК характеризуется многими свойствами компонентов и различными процессами.
Таких свойств и процессов огромное количество и выявить их все не представляется возможным. Но поскольку большинство их обусловлено и контролируется наличием тепла (энергии) и влаги, то при характеристике состояния ПТК необходимо и достаточно изучить две эти составляющие.
Выявление внутрисуточных состояний ПТК. Для точного определения границ и свойств внутрисуточных состояний организовывают ежедневные и ежечасные наблюдения, в которых учитываются: температура и влажность воздуха, осадки, скорость ветра, облачность, атмосферные явления, температура почвы на поверхности и на глубинах .Все эти показатели затем наносят на график, отражающий сопряжённые изменения всех компонентов ПТК. Готовый график анализируется с целью выявления границ внутрисуточных состояний ПТК.
Выявление суточных состояний ПТК . Программа работ аналогична выявлению внутрисуточных состояний. Наиболее точно границы и свойства суточных состояний можно установить проделав такую же работу.
Если такая точность не нужна, то наблюдения по той же программе можно проводить не каждый час, а раз в 3 часа, при этом обязательно использование самописцев — термографов и гигрографов. Обрабатывается материал так же аналогично.
Выяв ление погодных состояний ПТК. При выявлении погодных состояний ПТК главными являются комплексные систематические наблюдения, которые проводятся на опорных точках за всеми компонентами ПТК. Одновременно используются данные о водно-воздушном режиме территории с ближайших к исследуемому ПТК метеоплощадок и метеостанций.
Выявление внутрисезонных и сезонных состояния ПТК . Внутрисезонные и сезонные состояния должны изучаться лишь в пределах одной фазы и подфазы развития для отделения вычленения изменений, вызванных именно сезонными причинами. Для того, чтобы выявить границы внутрисезонных и сезонных состояний и определить их свойства надо провести анализ погодных состояний на притяжении изучаемого и прилежащего и нему сезонов.
Выявление годовых состояния ПТК. Годовые состояния ПТК складываются из суммы сезонных состояний. Программа работа такая же, как при выявлении внутрисезонных и сезонных состояний.
Методика выявления многолетних состояний, смен ПТК. Диагностическими признаками полной (со сменой инварианта) и неполной смен ПТК, фаз и подфаз развития ПТК и их антропогенной изменённости служат различные свойства компонентов ПТК, главными из которых являются рельеф и отложения, тип и степень увлажнения, глубина залегания и особенности грунтовых вод, почвы и состав растительных сообществ. Анализ всего собранного материала для выявления многолетных состояний, смен и антропогенной изменённости проводится в следующей последовательности.
1. Установление последней полной смены ПТК. С этой целью выявляется
2. Установление последней неполной смены ПТК, фазы и подфазы его развития. геохимический аномалия загрязнение городской
3. Установление антропогенной изменённости ПТК.
Источник статьи: http://referat.bookap.info/work/127763/Geoximiya-landshaftov
