Эколония
Экологические пирамиды
Функциональные взаимосвязи
Пирамида чисел отображает отчетливую
закономерность, обнаруженную Элтоном:
количество особей, составляющих последовательный
ряд звеньев от продуцентов к консументам,
неуклонно уменьшается (рис. 5.6). В основе
этой закономерности лежит, во-первых,
тот факт, что для уравновешивания массы
большого тела необходимо много маленьких
тел; во-вторых, от низших трофических
уровней к высшим теряется количество
энергии (от каждого уровня до предыдущего
доходит лишь 10% энергии) и, в-третьих —
обратная зависимость метаболизма or размера
особей (чем мельче организм, тем интенсивнее
обмен веществ, тем выше скорость роста
их численности и биомассы).
Однако пирамиды численности будут сильно
различаться по форме в разных экосистемах,
поэтому численность лучше
Рис.
5.6. Упрощенная схема пирамиды Элтона
(по Г. А. Новикову, 1979)
приводить в табличной форме, а вот — биомассу
— в графической. Она четко указывает
на количество всего живого вещества на
данном трофическом уровне, например,
в единицах массы на единицу площади —
г/м2 или на объем — г/м3 и т. д.
В наземных экосистемах действует
следующее правило пирамиды биомасс:
суммарная масса растений превышает
массу всех травоядных, а их масса
превышает всю биомассу хищников.
Это правило соблюдается, и биомасса всей
цепочки изменяется с изменениями величины
чистой продукции, отношение годового
прироста которой к биомассе экосистемы
невелико и колеблется в лесах разных
географических зон от 2 до 6%. И только
в луговых растительных сообществах она
может достигать 40—55%, а в отдельных случаях,
в полупустынях — 70—75 %.
На рис. 5.7 показаны пирамиды биомасс некоторых
биоценозов.
Как видно из рисунка, для океана
приведенное выше правило пирамиды
биомасс недействительно — она
имеет перевернутый (обращенный) вид.
Для экосистемы океана характерна тенденция
накапливания биомассы на высоких уровнях
у хищников/Хищники живут
Рис. 5.7. Пирамиды биомассы некоторых биоценозов (по Ф. Дре, 1976) : П — продуценты; РК — растительноядные консументы; ПК — плотоядные консументы; Ф — фитопланктон; 3 — зоопланктон (крайняя справа пирамида биомассы имеет перевернутый вид)
Отсюда понятно, что еще более совершенным отражением влияния трофических отношений на экосистему должно быть правило пирамиды продукции (или энергии): на каждом предыдущем трофическом уровне количество биомассы, создаваемой за единицу времени (или энергии), больше, чем на последующем. Пирамида продукции отражает законы расходования энергии в трофических цепях. На рис. 5.8 показана пирамида энергий (Ю. Одум, 1986).
Рис. 5.8. Пирамида энергий
для Силвер-Спрингс,
в ккал /м2год (по Ю. Одуму)
(заштрихованные части прямоугольника
и цифры в скобках
энергия, аккумулированная в биомассе):
Р — продуценты;Н — травоядные; С — плотоядные;
ТС — хищные рыбы; D р деструкторы
В конечном итоге все три правила
пирамид отражают энергетические отношения
в экосистеме, а пирамида продукции
(энергии) имеет универсальный характер.
В природе, в стабильных системах биомасса
изменяется незначительно, т. е. природа
стремится использовать полностью валовую
продукцию. Знание энергетики экосистемы
и количественные ее показатели позволяют
точно учесть возможность изъятия из природной
экосистемы того или иного количества
растительной и животной биомасссы без
подрыва ее продуктивности.
Человек получает достаточно много
продукции от природных систем, тем
не менее основным источником пищи для
него является сельское хозяйство. Создав
агроэкосистемы, человек стремится получить
как можно больше чистой продукции растительности,
но ему необходимо тратить половину растительной
массы на выкармливание травоядных животных,
птиц и т, д., значительная часть продукции
идет в промышленность и теряется в отбросах,
т. е. и здесь теряется около 90% чистой продукции
и только около 10% непосредственно используется
на потребление человеком.
В природных экосистемах энергетические
потоки также изменяются по своей интенсивности
и характеру, но этот процесс регулируется
действием экологических факторов, что
проявляется в динамике экосистемы в целом.
Правило пирамид энергии
Если количество энергии, продукции, биомасс или численности организмов на каждом трофическом уровне изображать в виде прямоугольников в одном и том же масштабе, то их распределение будет иметь вид пирамид.
Таблица 3
Продуктивность основных экосистем земного шара (по Н. Ф. Реймерсу, 1990)
Правило
пирамид энергии можно
Рис. 4
Пирамиды энергии и продукции для экосистем суши и океана - а и биомасс для экосистем океана — б
Количество продукции, образующейся в единицу времени на разных трофических уровнях, подчиняется тому же правилу, которое характерно для энергии: на каждом последующем уровне количество продукции меньше, чем на предыдущем (рис. 4а). Более того, суммарное количество вторичной продукции (как и содержащейся в ней энергии), образующейся на разных трофических уровнях, меньше первичной продукции. Эта закономерность абсолютна и легко объясняется исходя из правила передачи энергии в цепях питания. Следует также иметь в виду, что различия в количестве энергии, содержащейся в единице веса (объема) отдельных видов продукции, невелики: 1 г (сухой вес) растительной и животной продукции содержит чаще всего от 3 до 5 калорий энергии.
Пирамиды биомасс сходны с таковыми для энергии и продукции, но только для сухопутных экосистем. Для водных экосистем закономерности соотношения биомасс на различных трофических уровнях имеют свою специфику. Здесь пирамида биомасс как бы перевернута (рис. 4б), то есть биомасса животных, потребляющих растительную продукцию, больше биомассы растительных организмов. Причина этого - резкие различия в продолжительности жизни организмов сравниваемых уровней. Первый уровень (продуценты) представлен в основном фитопланктоном с крайне коротким периодом жизни (несколько дней или часов), второй -более долгоживущими организмами - зоопланктоном или другими животными, питающимися фитопланктоном и зоопланктоном (рыбы, моллюски, киты и т. п.). Они накапливают биомассу годами и десятилетиями.
Пирамида чисел свидетельствует, что количество организмов, как правило, уменьшается от основания к вершине. Это правило не абсолютно и применимо в основном к цепям питания, не включающим редуцентов. Примером может служить пищевая цепь: насекомые и их личинки - насекомоядные животные - хищники.
http://www.bibliotekar.ru/
- Загрязнители атмосферы и их источники в нефтяной и газовой промышленности.
Существует два основных источника загрязнения атмосферы: естественный и антропогенный. Естественный – это вулканы, лесные пожары, пыльные бури, выветривание, процессы разложения растений и животных. Источником антропогенного загрязнения атмосферы различными веществами являются теплоэнергетика, нефтегазопереработка, промышленность, транспорт и др.
В течение длительного периода времени — уже около 40 лет — природа севера Западной Сибири находится под интенсивным воздействием нефтегазового комплекса. На Тюменскую область приходится около 6 % общемировой добычи нефти, 90 % российского природного газа. Нет сомнений, что именно деятельность нефтегазовой отрасли Западной Сибири является залогом экономического развития страны и стабильной социально-политической ситуации. В таких условиях длительная консервация месторождений углеводородов в районах Крайнего Севера, за что ратуют отдельные экологи, невозможна. Однако следует признать, что разработка многочисленных месторождений сопряжена с различными видами интенсивного воздействия на окружающую природную среду. Разведочное и эксплуатационное бурение скважин, прокладка сборных и магистральных трубопроводов, возрастающее в связи с этим строительство дорог, обустройство вахтовых поселков приводят к отторжению части земельного фонда, механическим нарушениям ландшафтов, химическому, тепловому и шумовому загрязнению, замене коренных экосистем производными. Факторы антропогенного воздействия не ограничиваются перечисленными; существует еще целый ряд серьезных источников дестабилизации экологического состояния территории. Это и рост численности населения, и разработка древесины, особенно в Приуралье, и интенсивное движение транспорта с вытекающими из этого негативными последствиями и еще многое другое. Говоря об экологических проблемах Обского бассейна, следует отметить, что мало найдется районов даже в масштабах всех континентов, которые бы осваивались современной техникой в столь бурном темпе.
Экологическое состояние территории зависит в равной степени от силы техногенной нагрузки и от особенностей природной среды региона. В этом отношении следует особо отметить тот факт, что природные комплексы севера Западной Сибири отличаются низкой устойчивостью к антропогенному воздействию. Интенсивное вмешательство газодобывающего комплекса в “чуткие”, по определению В. В. Крючкова [1976], тундровые ландшафты породило множество экологических проблем. Особенно велика опасность механических нарушений земель в зоне распространения многолетнемерзлых грунтов, где даже незначительные нарушения почвенного и растительного покрова вызывают активизацию экзогенных термоэрозионных процессов. В результате проявления термоэрозии территории земель, потерянных для дальнейшего хозяйственного использования, оказываются значительно больше первоначально нарушенной площади. По опасности активизации современных экзогенных процессов север Западной Сибири отнесен к территориям с особо сложными эколого-геологическими условиями [Ершов и др., 1993].
Развитие
нефтегазодобывающего комплекса и
связанные с этим изменения в
экосистемах явились причиной деградации
территорий традиционного
Государственная
политика освоения природных ресурсов
Тюменского Севера в предыдущие десятилетия
сводилась к реализации принципа:
“минимум затрат средств на добычу
сырья и максимальная экономия средств
на природоохранные мероприятия”.
Рассматривая экологическую ситуацию
в Тюменской области в
Сейчас можно с уверенностью сказать, что усилия, затраченные структурами управления, природоохранными и общественными организациями не пропали даром. Экологической катастрофы регионального масштаба удалось избежать. Значительно усилился контроль за соблюдением норм природопользования, проекты освоения месторождений подвергаются строгой экологической экспертизе.
Однако и в настоящее время уровень техногенного воздействия остается очень высоким, потенциально опасным для существования многих экосистем.
О масштабах и уровне воздействия, оказываемого на окружающую среду нефтегазовым комплексом, говорят следующие цифры. Количество пробуренных скважин на территории Тюменской области составляет около 200 тысяч, протяженность магистральных и сборных трубопроводов только на территории ХМАО — 70 тыс. км Даже если соотнести эти цифры с площадью Тюменского Севера, можно констатировать факт весьма интенсивного вмешательства человека в некогда дикие, нетронутые места.
Крайне негативное воздействие оказывает загрязнение окружающей среды, связанное с аварийными прорывами трубопроводов, разливами буровых растворов, утечками из шламовых амбаров, сжиганием попутного газа в факелах. От буровых площадок, вахтовых поселков, транспортных средств поступают твердые и жидкие загрязнители: буровые растворы, пластовые воды, промывочные жидкости, ГСМ, углеводородный конденсат, метанол, органические кислоты, поверхностно-активные вещества. Стабильно высоким остается уровень аварийности на трубопроводах. Значительное число их отслужило нормативный срок и требует замены (см. рис. 19). Коррозия металла — наиболее частая причина аварий.
Одной из главных экологических проблем является высокая аварийность на предприятиях нефтегазодобывающего комплекса, сопровождающаяся залповыми выбросами в окружающую среду нефти и нефтепродуктов. Наиболее крупные выбросы происходят в результате аварий на трубопроводах.
В 1980-е гг. ежегодно фиксировалось 150–260 аварий, в середине 1990-х — 1703–3137, в 1997 г. произошло 2014 аварий (табл. 24, 25). По данным недропользователей (нефтедобывающих организаций), на территории ХМАО в год из-за аварийных разливов теряется несколько тысяч тонн нефти (рис. 20). Эти данные, очевидно, занижены в несколько раз. К примеру, в 1993 г. по журналам первичного учета аварий с экологическими последствиями, ведущимся во всех подразделениях объединения “Красноленинскнефтегаз” (ныне ОАО “Кондпетролеум”), было установлено, что объемы потерь нефти в результате аварий, а также загрязненная площадь были обобщены Центральной инженерно-технологической службой, уменьшены ровно в 10 раз и представлены в комитеты по охране природы [Обзор..., 1997]. По мнению специалистов Тюменского областного комитета охраны окружающей среды, ежегодно в результате аварийных разливов в окружающую среду поступает 20–25 тыс. т нефти.
В 1997 г. было проведено опробование почвы и донных отложений озер в районе разведочной буровой на границе Ямало-Ненецкого и Ханты-Мансийского автономных округов, район ВБУ “Водораздел Нумто”. Участок слабо затронут деятельностью человека, и буровая здесь была единственным источником воздействия. Однако проведенные исследования позволили выявить повышенное (до 125 мг/кг грунта) содержание нефтепродуктов в донных отложениях расположенных поблизости озер, что, в соответствии со шкалой нормирования нефтепродуктов в донных отложениях Обь-Иртышского бассейна [Уварова, 1989], относится к категории “загрязненных грунтов”. Таким образом, даже одна буровая в условиях слабого контроля — весьма опасный объект.
Ущерб, наносимый природной среде, выражается в накоплении в почвах и донных отложениях токсических веществ, ухудшении качества воды, деградации экосистем и, главное, в резком снижении их биопродуктивности. Так, при аварии на напорном нефтепроводе ДНС “Алехинский” — КПС “Лянторский” нефть вылилась в р. Вать-Явин, распространилась на 170 км по р. Пим до устья и попала в р. Обь: загрязнение Оби нефтью, растворенной в воде и смываемой с прибрежной полосы, привело в результате к массовой гибели рыбы в зимний период 1997–1998 гг. из-за накопления нефти в зимовальных ямах и живунах [Обзор…, 1998]. Это лишь один пример из многих.
Одним из основных источников загрязнения атмосферы являются факела для сжигания попутного газа. Ежегодно в факелах Сибири сгорает до 19 млрд. м3 попутного газа, загрязняя продуктами сгорания (тяжелые металлы, ПАУ, оксиды углерода, азота и др.) прилегающие территории. В пунктах контроля за состоянием атмосферы (Нефтеюганск, Сургут, Нижневартовск) в 1993 г. отме-чено превышение среднегодовых уровней концентраций по диоксиду азота до 2 ПДК (разовые максимальные уровни до 12 ПДК), по формальдегиду — до 6, по фенолу — до 4 ПДК [Обзор…, 1997].
Таким образом, Тюменская область — поставщик парниковых газов: окислов азота и углерода антропогенного происхождения, а также углеводородов, в основном метана (до 90 %), источниками которого являются не только добывающая и перерабатывающая промышленность, но и болота.
На предприятиях
нефтегазового комплекса
К числу
основных источников загрязнения следует
отнести установки
Немаловажным источником загрязнения является самоходный и нефтеналивной флот, так как в летний период северные реки, и в первую очередь Обь,— главные транспортные артерии при перевозке грузов.
Значительное количество загрязненных стоков поступает вмагистральные реки региона транзитом из Казахстана, Челябинской, Свердловской, Курганской, Новосибирской, Омской, Томской, Кемеровской областей и Алтая.
Наиболее интенсивное загрязнение рек отмечается в районах с развитой нефтяной промышленностью: Нижневартовском, Сургутском, Нефтеюганском, Кондинском, Октябрьском.
Таким образом, можно констатировать, что степень воздействия человека на природу севера Западной Сибири остается очень высокой, и будет оставаться таковой еще долгое время. Учитывая низкую устойчивость экосистем севера к техногенным воздействиям, данную территорию следует отнести к зоне высокого экологического риска.
Необходимость снижения экологической опасности нефтегазодобычи нашла свое выражение в соответствующих нормативно-правовых документах. Согласно “Положению об оценке воздействия на окружающую среду РФ” (1994 г., п. 28, Приложение к “Положению”) и закону Тюменской области “О нефти и газе” (1999 г., ст. 40), разведка и добыча нефти и газа относятся к экологически потенциально опасным видам хозяйственной деятельности, при подготовке обосновывающей документации на которые оценка их воздействия на окружающую среду (ОВОС) проводится в обязательном порядке.
5.2. Индикаторы экологической ситуации
Водно-болотные
угодья особенно сильно подвержены антропогенному
воздействию и являются своеобразными
индикаторами экологической обстановки
всей территории севера Западной Сибири.
Причем каждый из типов ВБУ по-своему
подвержен опасности
ВБУ, расположенные
в пойме Оби, в полной мере ощущают
на себе последствия нефтяного
ного загрязнения становятся многочисленные водоемы и водотоки. В работах М. А. Глазовской [1983, 1988] Западная Сибирь представлена в виде единой каскадной ландшафтно-геохимической системы, в которой все ландшафты связаны потоками вещества. В конечном итоге загрязнители с водосборов поступают в основную водную артерию региона — Обь и далее — в Обскую губу и моря Арктики. Таким образом, на территории поймы Оби нефтяное загрязнение оказывает существенное влияние даже на удаленные от нефтедобычи участки.
Одним из
важнейших параметров, характеризующих
уровень экономического развития, а
также степень использования
природных ресурсов, является показатель
водопотребления. Чем выше потребление
воды в абсолютном и процентном выражении,
тем интенсивнее развиты
Можно отметить, что забор воды из поверхностных источников составляет более 1200 млн. м3. Приблизительно половина этого объема возвращается в поверхностные водоемы и водотоки, другая половина уходит на производственные нужды, испаряется в ходе технологических процессов, закачивается в пласты для поддержания давления при нефтедобыче. Наибольшему воздействию подвержена Обь. Для других рек значения забора и сброса воды меньше на 1–2 порядка (см. табл. 28). Довольно интенсивен сброс использованных вод предприятиями г. Тюмени в р. Туру, значительно водопользование в бассейне Тобола и Иртыша. Приведенные данные довольно ярко отражают тот масштаб воздействия, который характерен для Тюменской области на современном этапе развития. Сотни миллионов кубометров воды, прошедшие через трубы городских канализационных сетей, использованные на ТЭЦ или на буровых, по своим химическим параметрам отличаются от естественных, и не признать экологически опасным возрастание объемов водопотребления нельзя. Десятки тысяч тонн загрязняющих веществ, поступающих со стоком,— это серьезное испытание для водных экосистем.
Как отмечалось ранее, в приустьевую часть Оби в среднем в год поступает около 400 км3 воды [Савкин, Орлова, 1983], таким образом, на промышленные нужды в Тюменской области изымается менее 1 % стока.
Общий объем сточных вод, поступающих в бассейн Оби, включая всю территорию Западной Сибири, составляет около 8 км3, или 2 % от объема стока в устье. В Тюменской области, по сравнению с сопредельными территориями, удельный сброс сточных вод относительно невелик (рис. 21). Однако, несмотря на относительно небольшую величину, сточные воды ухудшают качество примерно 100 км3 Обской воды [Малик, 1978]. Таким образом, в той или иной степени загрязнены около 25 % от общего объема стока. Можно констатировать, что уровень антропогенного воздействия на водные экосистемы в Тюменской области весьма высок, и при существующих темпах нефтедобычи он не снизится.
Можно отметить, что забор воды из поверхностных источников составляет более 1200 млн. м3. Приблизительно половина этого объема возвращается в поверхностные водоемы и водотоки, другая половина уходит на производственные нужды, испаряется в ходе технологических процессов, закачивается в пласты для поддержания давления при нефтедобыче. Наибольшему воздействию подвержена Обь. Для других рек значения забора и сброса воды меньше на 1–2 порядка (см. табл. 28). Довольно интенсивен сброс использованных вод предприятиями г. Тюмени в р. Туру, значительно водопользование в бассейне Тобола и Иртыша. Приведенные данные довольно ярко отражают тот масштаб воздействия, который характерен для Тюменской области на современном этапе развития. Сотни миллионов кубометров воды, прошедшие через трубы городских канализационных сетей, использованные на ТЭЦ или на буровых, по своим химическим параметрам отличаются от естественных, и не признать экологически опасным возрастание объемов водопотребления нельзя. Десятки тысяч тонн загрязняющих веществ, поступающих со стоком,— это серьезное испытание для водных экосистем.
Как отмечалось ранее, в приустьевую часть Оби в среднем в год поступает около 400 км3 воды [Савкин, Орлова, 1983], таким образом, на промышленные нужды в Тюменской области изымается менее 1 % стока.
Общий объем сточных вод, поступающих в бассейн Оби, включая всю территорию Западной Сибири, составляет около 8 км3, или 2 % от объема стока в устье. В Тюменской области, по сравнению с сопредельными территориями, удельный сброс сточных вод относительно невелик (рис. 21). Однако, несмотря на относительно небольшую величину, сточные воды ухудшают качество примерно 100 км3 Обской воды [Малик, 1978]. Таким образом, в той или иной степени загрязнены около 25 % от общего объема стока. Можно констатировать, что уровень антропогенного воздействия на водные экосистемы в Тюменской области весьма высок, и при существующих темпах нефтедобычи он не снизится.
Подсчитано, что нейтрализация стоков лишь одной буровой возможна, если водоприемник имеет площадь водосбора не менее 6–7 тыс. км2 в зоне тундры и 2–3 тыс. км2 в таежной зоне [Коковкин, 1986]. В реальности на территории лицензионных участков нефтедобычи плотность бурения такова, что площадь водосбора для одной буровой составляет несколько десятков километров. Таким образом, для осваиваемых месторождений плотность размещения скважин на 1–2 порядка выше допустимой величины, обеспечивающей природное самоочищение. Следует также отметить, что по сравнению с реками Европейской части России самоочистительный потенциал рек севера Западной Сибири ниже примерно в 10 раз [Курноскина и др., 1989]. Могут возразить, что сейчас при бурении широко используются природосберегающие технологии, предусматривающие гидроизоляцию кустовых площадок, обваловку скважин при бурении и после него, двойные трубы в трубопроводах и т. д. Однако факты свидетельствуют, что даже при соблюдении этих требований предотвратить загрязнение нефтепродуктами не удается, и нефть является главным загрязнителем вод севера Западной Сибири. Подробнее вопрос о нефтяном загрязнении рек и озер Обского Севера будет рассмотрен далее. Здесь же еще раз подчеркнем, что в химическом составе поверхностных вод, донных отложений рек, т. е. основных абиотических составляющих экосистем ВБУ, отражен уровень техногенного воздействия, уровень техногенного “стресса”.
Загрязнение окружающей среды является важной, но не единственной формой антропогенного воздействия. Крайне негативные последствия имеют механические нарушения поверхности — отчуждение части земель под инженерные сооружения, внедорожное движение транспорта, вырубка лесов. Механические нарушения торфяного горизонта почв в условиях ландшафтов севера Западной Сибири, как правило, вызывают протаивание мерзлоты, обводнение, деградацию биоценозов на нарушенных и сопредельных участках. Водно-болотные угодья и в отношении механических нарушений оказываются наиболее чувствительными, беззащитными природными комплексами. Оценка уровня антропогенных нарушений, проведенная в различных регионах России, свидетельствует, что в наибольшей степени нарушены речные поймы и дельты, реки и болота
(Информационные
ресурсы национальной
Важнейшие факторы, определяющие ландшафтостабилизирующую, природоохранную и индикаторную значимость водно-болотных угодий,— широкое распространение в пределах ВБУ (угодья Tp, Ts, U, Vt, X, Xf, Xp-типа) торфяных почв и приповерхностное залегание многолетнемерзлых пород. В силу этого мерзлотостабилизирующая роль ВБУ очевидна. Кроме того, торф, имеющий высокую сорбционную емкость и являющийся накопителем многих веществ, может служить объектом геохимического мониторинга атмосферных эмиссий тяжелых металлов.

- Экомикалық жүйелер типтері
- Эконномическое учение Карла Маркса
- Экономакалык талдаудын адистери мен тасилдери
- Эконометрика
- Эконометрика
- Эконометрика
- Эконометрика и эконометрическое моделирование
- Эколого-экономические аспекты использования и охраны водных ресурсов
- Эколого-экономические аспекты использования и охраны водных ресурсов
- Эколого-экономические аспеты применения средств химизации
- Эколого-экономические проблемы деятельности предприятия
- Эколого-экономические проблемы ЦБП
- Эколого-экономическое значение водных ресурсов
- Эколого-экономическое значение природных ресурсов