Экологические аспекты проведения экологических мероприятий по реконструкции водных объектов

Введение……………………………………………………………
Глава 1. Зарастающие водные объекты и антропогенные воздействия на них………………………………………………………………………
1.1 Особенности исследований зарастающих водных объектов и их мониторинг………………………………………………………………

1.2. Факторы, определяющие зарастание водотоков и водоемов…………
1.3. Концепция экосистемного инжиринга и средообразующая роль высшей водной растительности……………………………………………
1.4. Классификация зарастающих водостоков и водоемов………..……
1.5. Классификация антропогенных воздействий на зарастающие водные объекты. ……………………………………………………………
1.6. Негативные экологические последствия зарастания водных объектов………………………………………………………………………
Глава 2. Формирование химического состава грунтового комплекса и механических характеристик зарастающих водных объектов……………
2.1. Механизмы формирования донных отложений и рельеф дна……
2.2. Типы донных отложний и их пространственная дифференциация…
2.3. Гранулометрический состав. …………………………………………..
2.4. Водно-физические свойства. …………………………………………..
2.5. Обменные катионы и ионы водорастворимых солей…………….…
2.6. Органическое вещество. ……………………………………………..
2.7. Биогенные элементы……………………………………………….…
Глава 3. Реконструкция зарастающих водных объектов…………….…
3.1. Гидроэкологические критерии хозяйственного использования зарастающих водостоков и водоемов………………………………….…
3.2. Особенности реконструкции и обустройства зарастающих мелководий……………………………………………………………..….…
Заключение……………………………………………………………………
Список условных обозначений……………………………………………
Перечень использованных источников…………………………………………..

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность темы. Интенсивное зарастание, заиление и заболачивание в последние десятилетия многих рек и водоемов, как результат все усиливающейся антропогенной нагрузки на природную среду, распространение инвазивных видов макрофитов и изменение климата, особенно остро обозначило проблему наличия знаний о гидроэкологических процессах в зарастающих водных объектах и факторах их обусловливающих. Мелководные зарастающие зоны, как правило, имеют наибольшую биологическую продуктивность и могут занимать площадь от нескольких сот квадратных метров (пруды, дренажные канавы) до десятков тысяч квадратных километров (устьевые области рек). В силу специфичности формирующегося здесь экокомплекса, именно эти зоны, с одной стороны являются основной «кухней» формирования качества воды и биопродуктивности водотоков и водоемов, а с другой – наименее изучены, из- за труднодоступности, сложности происходящих там процессов и невозможности применения традиционных методов исследования водных объектов. Зарастающие зоны часто называют «почками природы» из-за их способности к фильтрации, метаболизму и снижению уровня загрязняющих веществ.
Существует ряд примеров, когда отсутствие знаний о закономерностях функционирования природного комплекса зарастающих водных объектов влечет за собой неоправданные затраты и даже человеческие жертвы. Разные стадии зарастания, различия в гидродинамической активности водных масс и видовом составе высшей водной растительности (ВВР) вызывают диаметрально противоположные отклики в экосистеме водных объектов - от улучшения экологического состояния и качества воды в водоеме или водотоке до полной потери рыбопродуктивности и изменения самой экосистемы. Так, вселение водного гиацинта (Eichhornia crassipes) стало причиной экологического бедствия во многих южных странах из-за его быстрого распространения, создания большой биомассы и заполнения всей водной толщи мелководных озер [Villamagna, Murphy, 2010], хотя тот же самый водный гиацинт способствует разложению многих опасных антропогенных загрязнителей и, при определенных условиях, дает возможность существенно улучшить качество воды водоемов и водотоков. Известен пример, когда распространение растительности, завезенной в бассейн р. Сепик (о. Новая Гвинея), привело к полному зарастанию озер и проток, исчезновению рыбы, голоду среди местного населения и их вынужденной миграции.
Происходящие в зарастающих водных объектах процессы одни из самых сложных в природной среде и являются предметом исследования на стыке многих научных дисциплин: гидрологии, геоморфологии, гидродинамики, гидробиологии, гидрохимии, геоэкологии и биогеохимии. Исследуя качество воды в зарослях ВВР и ее влияние на экосистему, авторы нередко приходят к прямо противоположным выводам и рекомендациям. Наиболее развитыми являются направления гидроботанических исследований, очистки воды с помощью искусственных ветлендов и экспериментальные исследования гидравлических характеристик в заросшем русле, где растительность моделируется путем создания искусственной шероховатости. Значительно менее разработаны направления классификации и типизации разнотипных природных и искусственно созданных зарастающих водных объектов с учетом климатических закономерностей, формирования химического состава вод и донных отложений в водоемах и водотоках естественного функционирования при различных условиях гидродинамической активности водных масс, а также вопросы формирования донных отложений при различном видовом составе ВВР и их влияние на состав вод внутри растительной ассоциации и в целом в водном объекте. Практически не разработано направление по созданию научных основ комплексного использования зарастающих водных объектов, методов улучшения их экологического состояния, реконструкции и экологической реабилитации.

Весь текст будет доступен после покупки

Глава 1. Зарастающие водные объекты и антропогенные воздействия на них
1.1 Особенности исследований зарастающих водных объектов и их мониторинга

Разработка системы наблюдений для зарастающих и заболачивающихся водных объектов сопряжена со значительными трудностями. Это вызвано, прежде всего тем, что зарастающие мелководья являются чрезвычайно гетерогенной системой со множеством обособленных экологических ниш, даже в пределах мелководья одного типа [Казмирук B., Казмирук T., 2001]. Применение традиционных методов исследования водных объектов здесь затруднительно, а во многих случаях невозможно. Достаточно отметить, что мелководья обычно располагаются на водоеме неравномерно, отдельными районами, зачастую малодоступными. Большинство мелководий на 70 % и более покрыто зарослями труднопроходимой ВВР. Ближе к берегу заросли переходят в сплавины, плавни и топи. В результате слабого водообмена гидрохимические характеристики на расстоянии порядка 5-10 метров могут изменяться в несколько раз. Наиболее неоднородными являются физико- химические характеристики донных отложений и насыщение воды кислородом.
В случае производства работ по реконструкции зарастающих водных объектов приходится иметь дело с природно-техногенной системой. При этом необходим учет влияния на природную среду элементов технологических циклов. В районе производства работ градиенты концентраций возрастают в несколько раз. Искажаются естественные масштабы природных процессов. Компоненты природной среды демонстрируют различный отклик на техногенное вмешательство.
Разработке общей унифицированной структуры исследований для зарастающих водных объектов также препятствуют существенные различия в терминологии и трактовке основных понятий, описывающих, как сами зарастающие зоны, так и происходящие в них гидроэкологические процессы. Это можно проследить на примере термина «ветленд» (реже «ветланд»), происходящего от английского слова «wetland», которое, в свою очередь, состоит из двух английских слов: «wet» - мокрый и «land» - земля. Вместе с тем, что такое «wetland» существует около 50 определений и нет единого мнения даже в официальной юридической и научной англоязычной литературе [Wetland conservation…, 1990]. Как уже было отмечено, в мировой литературе этот обобщающий термин используется для широкого спектра переходных местообитаний между типично-водными и типично-сухопутными экотопами от пресноводных болот до соленых маршей и мангровых зарослей. Кроме того, существует целый класс искусственных ветлендов, для описания которых используются термины «artificial wetland», «constructed wetland», «treatment wetland».
В основном международном документе по охране ветлендов – «Конвенции о ветлендах имеющих международное значение главным образом в качестве мест обитания водоплавающих птиц» (Convention on Wetlands of International, especially as Waterfowl Habitats) ветленды определяются как территории маршей, фенов, торфяных болот или водоемов, естественных или искусственных, постоянно или временно затопленных, со стоячей водой или проточных, пресных, солоноватых или соленых, включая морские акватории, глубина которых в отливе не превышает 6 м.
В США существуют несколько различных трактовок термина «ветленд», принятых на федеральном и региональном уровнях. Даже различные ведомства США имеют различные определения. Согласно федеральному Циркуляру 39, принятому еще в 1956 г., ветленды - это понижения в земной поверхности покрытые мелководьями, иногда временными или прерывистыми. Федеральная служба США по изучению, охране и регулированию рыбных ресурсов и дикой природы (U.S. Fish and Wildlife Service) имеет свое определение ветлендов, согласно которому это территории, где избыток воды является доминирующим фактором, определяющим характер развития почвы, а также животных и растительных сообществ, живущих на поверхности и внутри этой почвы. Это континуум сред, где интегрируются наземные и водные экосистемы [Cowardin et al., 1979]. Корпус армейских инженеров США (U.S. Army Corpus of Engineers) в 1987 г. принял свое определение ветлендов как территории насыщенные поверхностными или подземными водами с частотой и продолжительностью в нормальных условиях достаточной для нормального развития растительности, приспособленной для произрастания на пересыщенной водой почве. Это определение в настоящее время считается официальным на федеральном уровне США. Вместе с тем штаты Массачусетс и Нью-Йорк имеют свои трактовки.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Агрохимические методы исследования почв. - М.: Наука, 1965. - 436 с.
2. Антропогенное воздействие на малые озера. - Л.: Наука, 1980. - 174 с.
3. Байдин, С.С. Стадийность развития устьевой области реки / С.С.Байдин // Т р. ГОИН. - 1971. - Вып.104. - С.5-30.
4. Бармин, А.Н. Экотонные биоценозы дельты реки Волги в условиях глобального изменения климата / А.Н.Бармин, М.М.Полин // Изменения состояния окружающей среды в странах содружества в условиях текущего изменения климата. - М.: Медиа-ПРЕСС, 2008. - C.176-183.
5. Богословский, Б.Б. Озероведение / Б.Б.Богословский. - М.: Изд-во МГУ, 1960. - 335 с.
6. Водно-болотные угодья России. Т.3. Водно-болотные угодья, внесенные в Перспективный список Рамсарской конвенции. - М.: Wetlands International Global Series No 3, 2000. - 490 с.
7. Водно-болотные угодья России. Т.4. Водно-болотные угодья Северо-Востока России. - М.: Wetlands International Global Series, 2001. - 296 с.
8. Голубева, И.Д. Растительность островов и мелководий Куйбышевского водохранилища, Ч.II. / И.Д.Голубева, В.Г.Папченков, Т.Л.Шпак. - Казань: Изд-во Казанского ин-та биологии КНЦ АН СССР, 1990. - 128 с.
9. Гудков, Д.И. Водные экосистемы Чернобыльской зоны отчуждения: динамика радионуклидного загрязнения и дозовые нагрузки на гидробионтов / Д.И.Гудков, М.П.Кузьменко, С.И.Киреев, А.Б.Назаров // Радиоэкология Чернобыльской зоны. – Славутич, 2006. - C.74-77.
10. Данилов-Данильян, В.И. Глобальные климатические изменения и водные проблемы России и мира / В.И.Данилов-Данильян // Век глобализации. - 2020. - N4. - С.65-78.
11. Денисова, И.А. Особенности развития высшей водной растительности в озерах с различным уровнем трофии / И.А.Денисова // Изменение структуры экосистем озер в условиях возрастающей биогенной нагрузки. - Л., 1988. - С.119-132.
12. Еськов, Б.Г. Водно-физические свойства донных отложений Черного моря, водохранилищ и стариц в бассейне Днепра / Б.Г.Еськов, А.Ю.Митропольский. - К.: Ин-т геол. наук АН УССР, 1978. - 64 с.
13. Зверев, В.П. Энергетика гидрохимических процессов седиментогенеза / В.П.Зверев. - М.: Недра, 1983. - 134 с.
14. Инструкция по разведке торфяных месторождений. - М.: Мингео РСФСР, 1973. - 42 с.
15. Казмирук, В.Д. Средообразующая роль высшей водной растительности в формировании экосистемы зарастающих мелководий водохранилищ / В.Д.Казмирук // Современные проблемы водохранилищ и их водосборов. Т.II. - Пермь, 2009. - С.289-294.
16. Кравчук, Е.С. Потенциальное влияние зарослей макрофитов на численность акинет синезеленых водорослей в литорали водоема / Е.С.Кравчук, Т.В.Анисимова // Сибирский экологический журнал. - 2012. - T.19, N4. - C.579-583.

Весь текст будет доступен после покупки