Эколого-географическая оценка состояния внутренних водоемов

Дмитриев, Василий Васильевич

Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему
Эколого-географическая оценка состояния внутренних водоемов
ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Эколого-географическая оценка состояния внутренних водоемов"

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

рп; од

На правах рукописи } у эдэд

ДМИТРИЕВ ВАСИЛИЙ ВАСИЛЬЕВИЧ

ЭКОЛОГО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ВНУТРЕННИХ ВОДОЕМОВ

11.00.11 - охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

АВТОРЕФЕРАТ диссертация на соискание ученой степени доктора географических наук

Санкт-Петербург 2000

Работа выполнена на кафедре гидрологии суши факультета географии и геоэкологии и в лаборатории моделирования и диагностики геосистем НИИ географии Санкт-Петербургского государственного университета

Официальные оппонент:

Доктор географических наук, профессор В. А.Шелутко Доктор биологических наук, профессор В.В.Гальцова Доктор географических наук, профессор А.П.Алхимепко

Ведущая организация: Санкт-Петербургский технический университет

Защита диссертации состоится « 15 » тоня 2000 г. в /2_ час. на заседании Диссертационного Соаета Д.063.57.16 до защите диссертаций на соискание ученой степени доктора наук в Санкт-Петербургском государственном университете по адресу: Санкт-Петербург, 10-я линия В.О., д.ЗЗ, ауд.74.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного университета по адресу: Университетская наб., д.7/9.

Отзывы на автореферат просьба присылать по адресу: 199178, Санкт-Петербург, 10-я линия В.О., д.ЗЗ, факультет географии и геоэкологии СПбГУ, ученому секретарю Диссертационного Совета Г.И.Мосоловой.

Автореферат разослал « ^ » 2000 г.

Ученый секретарь Диссертационного Совета, доцент, кандидат географических наук

Г.И.Мосолова

У * г, °

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность проблемы. Проблемы оценки состояния и устойчивости экологических систем и связанная с ними проблема экологического нормирования состояния и антропогенных воздействий на природные системы в последнее десятилетие 1ВЛЯЮТСЯ приоритетными в эколого-географических исследованиях. Без обсуждения проблем оценки состояния экосистем и оценки воздействия на них не обходится в последние годы ни одна конференция или симпозиум по проблеме охраны природы я рационального использования окружающей человека природной среды. Эти вопро-;ы обсуждались, например, на заседании проблемного Совета по направлению «Эко-тогическое нормирование» Федеральной программы «Экология России» в 1991 г. в '.Ростове-на-Дону; на научно-координационном международном совещании "Эколо-■ическое нормирование: проблемы и методы" в г.Пущино в 1992 г., на которых автор шссертацик выступал с пленарными докладами и др. В резолюции совещания в '.Пущино констатируется, что в природоохранной тематике целесообразно расшире-ше и углубление фундаментальных и прикладных исследований по проблеме эколо-ического нормирования. Наиболее перспективными направлениями исследований тзваны: разработка системы тттетральных параметров для слежения за реакциями косистем на антропогенные воздействия; изучение свойств экосистем (устончи-ость) в отношении антропогенных факторов; разработка принципов определения юроговых и критических величин параметров состояния экосистем и на этой основе азработка методик определения допустимых атропогенных нагрузок на природные ерриториальные комплексы. В решении Международного симпозиума «Экологиче-кая экспертиза и критерии экологического нормирования» в г.Санкт-Петербурге в 995 г. (п.2) признается, что «экспертиза качества окружающей среды и связанного с им состояния здоровья населения часто базируются на формальных гигиенических ормативах, а не на правилах, принципах и законах экологии, недостаточно разрабо-аны представления об экологических нормативах». Разработка методологических снов оценки состояния и воздействия на природные экосистемы потребовала объе-инения усилий многих научных коллективов. В 1988 и 1999 гт. в ГХИ опубликова-ы сборники «Экологическое нормирование и моделирование антропогенных воз-

действий на водные экосистемы» (под ред. А.М.Никанорова), с 1991 г. во ВНИИ природы (г.Москва) действует семинар, целью которого является разработка методологических основ экологического нормирования, опубликован сборник «Оценка состояния и устойчивости экосистем» (1992). Авторы этих изданий признают, что задачи оценки текущего состояния природной среды и экологического нормирования антропогенного воздействия на природные экосистемы представляют собой самые важные экологические проблемы, в тоже время весьма сложные и мало разработанные. Поскольку не существует единой методологии экологической регламентации и экологического нормирования, эти научные направления пока ориентируются на решение задач не столько практйческих, сколько научно-исследовательских, поисковых.

Отметим в условно-хронологическом порядке отечественных ученых, внесших заметный вклад в становление и решение проблем экологической регламентации и нормирования природных систем. Это С.С.Шварц, Н.С.Строганов, В.Д.Федоров, А.П.Левич, Д.А.Криволуцкий, Ф.А.Тихомиров, Е.А.Федоров, Ю.А.Израэль, А.Ф.Алимов, Ю.Г.Пузаченко, М.Д.Гродзинский, О.Ф.Садыков, Т.Д.Александрова, А.М.Степанов, А.Д.Арманд, В.Г.Драбкова, Б.Г.Скакальский, В.С.Николаевский, Ю.И.Леплинский, Т.С.Самойлова, Морозов Н.П. В.А.Красилов, В.А.Абакумов, Е.Л.Воробейчик, М.Г.Фарафонтов, Г.Т.Фрумин и др. Однако, несмотря на представительность библиографии, следует обратить внимание на отсутствие до настоящего времени в экологической литературе систематического изложения теории и методов эколого-географической (географо-экологической) оценки состояния водных объектов, содержащего основы регламентации и нормирования воздействий на гидроэкосистемы.

Цель и задачи исследования. Целью работы является разработка методологических основ эколого-географической оценки состояния водоемов и количественных методов ее получения. Поставленная цель определила необходимость решения следующих задач:

1) обосновать и сформулировать понятийный аппарат и основополагающие принципы, позволяющие разработать методы количественной экопого-географи-

еской (.щепки состояния водоемов и ответной реакции их экологических систем на ггешнее воздействие;

2) обобщить многолетний опыт организации и проведения мониторинговых сследований водных экосистем и предложить на этой основе авторскую концепцию эдроэкологического мониторинга;

3) разработать методические основы эколого-географической регламентации и »¡лого-географического нормирования водных геосистем;

4) обосновать необходимость учета в мониторинговой системе оценки скоро-гей и потоков вещества между компонентами водной экосистемы. Разработать мо-;ли (щенки скоростей массообмена для основных звеньев трофических цепей вод-лх экосистем, предложить методы использования моделей оценки скоростей мас-юбмена для эколого-географической оценки водоемов;

5) обосновать целесообразность использования математических моделей для ■того-гсографической оценки водоемов. Разработать модели многокритериального (енивания отдельных свойств водных объектов (трофпость, качество и токсиче-ое загрязнение воды, устойчивость к воздействию, экологическое благополучие, алогическая ценность). Создать серию последовательно усложняющихся имитаци-еных моделей водных экосистем для эколого-географической оценки состояния во-емов и антропогенных воздействий на них;

6) на основе разработанных методов и моделей рассмотреть авторский опыт алогической и эколого-географической регламентации; экологического и эколого-пграфического нормирования воздействий на примере водоемов Северо-Запада ссии.

Исходные материалы. В работе использованы:

- данные гидрологических, гидрохимических, гидробиологических наблюде-й на водных объектах Северо-Запада России, изданные СЗУГКС (СЗБТУ) в виде юллетеней загрязненности вод восточной части Финского залива и Балтийского ря», «Ежегодных гидрохимических данных о качестве вод восточной части Фин->го залива», «Ежегодных гидрохимических данных о качестве морских вод», а же содержащиеся в сборниках «Химический состав вод восточной части Фитгско-залива и загрязненность поверхности Балтийского моря пленкой нефтепродук-

тов», «Ежегодник качества морских вод восточной части Финского залива по гидро биологическим показателям» за период с конца 1960-х по начало 1990-х гг.;

- данные по состоянию водных объектов и водохозяйственной обстановке, из данные Ленкомэкологаей в аналитических обзорах «Экологическая обстановка ] Санкт-Петербурге и Ленинградской области» с 1991 по 1997 г.;

- данные гидрологических, гидрохимических, гидробиологических наблюде ннй на водных объектах Северо-Запада России, выполненных экспедициями Госу дарственного гидрологического института, Зоологического института РАН, Государ ственного научно-исследовательского ид статута озерного и речного рыбного хозяй ства, Научно-исследовательского института географии Санкт-Петербургского госу дарственного университета (НИИГ СПбГУ) и др., опубликованные в тематически сборниках, монографиях и научных статьях в период с конца 1960-х по середин 1990-х гг.;

- материалы комплексных, синхронных экспедиционных наблюдений за биоти ческими и абиотическими компонентами водных экосистем Северо-Запада России выполненных в период с 1972 по 1996 гг. сотрудниками лабораторий химии и за грязнения морских вод; экспериментальной океанологии географического факульте та ЛГУ (1972-1982 гг.); лабораторий охраны окружающей среды; моделирования : диагностики геосистем НИИГ СПбГУ (1983-1987 гг.); кафедр гидрологии суши, гес экологии и природопользования факультета географии и геоэкологии СПбГУ (1993 97 гг.) при непосредственном участии автора диссертации. Эти экспедиции целеш правленно планировались для эколого-географической оценки состояния водны объектов, информационного обеспечения задач имитационного моделирования гце роэкологических систем и оценки воздействия на водные экосистемы. В экспедиция собраны уникальные данные натурных наблюдений, охватывающие годовые цикт развития экосистем с дискретностью наблюдений 5-10 суток в весенне-летний перт од и 15-20 суток в осенне-зимний период. Значительная часть этих материалов заш сена в базы данных натурных наблюдений за состоянием водных экосистем Севере Запада России. За период с 1985 г по 1999 г на основе экспедиционных исследов; ний, опубликованных ежегодных, многолетних и каталожных данных, разовых спр; вечных и научных изданий были разработаны 10 компьютерных баз данных.

Методология и методика исследования. В основу работы положено сочетание [ндуктивного и дедуктивного путей познания, аксиоматического метода исследова-;ий. Дедуюгивный подход на первом этапе проявляется во введении в методологию сследования аксиоматики, постулатов, гипотез, имеющих характер общих утверждений. На втором этапе эта система исходных положений и правил путем логиче-кой дедукции преобразуется в основополагающие утверждения теории - определе-ия и «формулы» эколого-геогрифической оценки с позиций агпропо- и биоцентриз-а и в предметно-методическую основу получения количественных оценок.

Индуктивный подход реализуется в разработке и реализации многокритери-1ЫЮЙ основы получения интегральных показателей состояния водоемов; модель-ом представлении характерных структурно-функциональных особенностей годово-) цикла развития водных экосистем, разработке стратегий отлого-географической ■¡агностики водоемов и оценки воздействия на водные геосистемы.

Методика исследования носит оригинальный характер и основана на много-зитериальном параметрическом представлении портретов экосистем, норм са-пояния и норм воздействия на водные экосистемы на основе мониторинговых дан-лх или результатов имитационного моделирования.

Научная новизна. В ходе работы над темой впервые:

- разработаны методологические основы эколого-географической оценки со-■ояния внутренних водоемов. Авторская концепция и ключевые понятия эко.юго-ографической оценки водного объекта опубликованы в серии монографий и науч-.к статей автора (Дмитриев, 1993; 1994; 1995; 1997; 1999;2000);

- обоснована необходимость увязать между собой гидрологическое направле-1е в географии и гидробиологическое направление в биологии через призму отно-зний в системе «организмы - среда обитания» при выполнении эколого-географи-ских оценок водных объектов (Дмитриев, 1995; 1997; 1999);

- вводится понятие водной геосистемы - фундаментальной структурной едины географического ландшафта, в состав которой входят водные экосистемы и 37шчные экотоны: приводный, придонный, прибрежный и пойменный. Водные гео-:темы подразделены на три основных типа: циклический, транзитный, каскадный.

этой основе разработана концептуальная модель развития водных геосистем (29

параметров, объединенных в 7 групп) от молодых (развивающихся) к зрелым (кли-максным) стадиям. Сформулирован принцип слабого звена для водной геосистемы Разработаны этапы эколого-географической оценки водной геосистемы с позицш системного анализа;

- разработаны методические основы эколого-географической диагностики во доемов на многокритериальной основе применительно к оценке следующих свойси водной экосистемы: продуктивность (трофность), качество и токсическое загряз пение воды, устойчивость (уязвимость) к воздействию, экологическое благополучие экологическая ценность. Показано, что выполненная на многокритериальной основ! диагностика состояния водной геосистемы составляет основу эколого-географи ческой регламентации водного объекта в целом (ДмигриевД994;1995;1999),

- обоснована целесообразность использования математических моделей да: эколого-географической оценки водоемов, получения экологических нормативов да водной геосистемы в целом или входящих в ее состав наиболее уязвимых экосистем Предложены методы и модели оценки скоростей массообмена для эколого-географи ческой диагностики водоемов. Разработана серия последовательно усложняющихс

. многокомпонентных пространственно-однородных и резервуарных гидроэкологиче ских моделей, отражающих различную степень и детализацию структур но-фу н кии с нальной организации водных экосистем циклического и транзитного типов (Дмитри ев, 1986; 1987; 1994Д995; 1997; 1999).

В прикладном аспекте новыми являются полученные автором результаты экс лого-географической оценки состояния и ответной реакции на воздействия локал! ных и региональных водных экосистем Северо-Запада России.

Основания для выполнения исследований. Работы по оценке состояния водны экосистем и оценке антропогенного воздействия на них на основе математическог моделирования проводились автором диссертации в период с 1972 по 1999 гг. в с вяз с выполнением плановых НИР и исследований по российским и международным и; учным программам и грантам, в том числе:

- «Провести комплексные натурные исследования гидрологического и гидр< химического режима водной системы Ладожское озеро - река Нева - Невская губа разработать прогноз ее изменений под влиянием планируемых водохозяйственнь

[ероприятий». Разработка математической модели экосистемы Невской губы и вос-очной части Финского залива и анализ возможных ее изменений под влиянием пе-ераспределением стока, перспективного сброса сточных вод и сооружений по защи-г г.Ленинфада от наводнений (задание 0.85.01.09 плана ГКНТ СССР, 1981-1985 гг., га. исполнитель);

- «Выполнить комплексные исследования природы Балтийского моря, взаимо-гйствия гидросферы и атмосферы, изучить гидрофизические поля моря, степень за-жзнения вод и организмов, разработать основные принципы математического мо-глирования экосистемы Балтийского моря, разработать климатическую имитациоп-ую модель экосистемы и верифицировать ее на основе натурных данных» (задание 74,01.12.05, 1981-1985 гг., отв. исполнитель от НИИГ СПбГУ);

- ((Разработка имитационной математической модели экосистемы озера Иль-;нь» (задание 09.01.Н73 плана ГКНТ СССР, 1986-1990 гг., отв. исполнитель);

- « Разработка базового варианта информационно-экологической системы «Се-:ро-Запад» (тема И. 1.014 КНТП «Экология России», 1991 г., отв. исполнитель);

- «Разработка методик основ экологического нормирования», федеральная fTTTI «Экология России» (раздел «Экологическое нормирование», 1991-1993 гг., 1учный руководитель от головной организации - НИИГ СПбГУ);

- «Разработка методологии экологического нормирования антропогенного воз-йствия на водные экосистемы», «Разработка имитационных математических моде-й водных экосистем», федеральная КНТП «Экологическая безопасность России» азделы 5.4.7.1 и 1.5.1 - контракт 1.5.32; 5.4.8.3., 1993-1995 гг., научный руководи-пь тем от НИИГ СПбГУ);

- «Разработка методики оценки экологического состояния и устойчивости к тропогенным нагрузкам водных объектов суши применительно к Северо-Западу ссии» (программа «Университеты России», 1993-95 гг., исполнитель программы);

- «Теория и методы математического моделирования в оценке состояния и ус-йчивости геосистем регионального уровня» (темы 8.3.95-8.3.99 ЕЗН НИИГ 16ГУ, 1995-99 гг., научный руководитель) и др.;

- фантам РФФИ: 94-04-13510 (1995-96 гг.); 96-05-65170 (1996-97 гг.); 98-05550 (1998-99 гг.); 98-05-65184 (1998-99 гг.); международным грантам: INTAS 96-

1917; INTAS 1917-99 (1997-2000 гг.) - исполнитель; грант ISSEP №1289d (1997 г. персональный).

Практическая значимость и внедрение. Представленные в работе: методологи эколого-географической оценки водоемов, методы эколого-географической диагнс стики водоемов на многокритериальной основе, методы и модели оценки скоросте массообмена для эколого-географической диагностики водоемов; имитационны многокомпонентные гидроэкологические модели представляют собой предмете методическую основу и рабочий инструмент для оценки состояния водоемов и аи тропогенных воздействий иа их экосистемы.

Результаты научных исследований по теме диссертации были внедрены в пе риод с 1985 по 1999 гг. в виде научных отчетов и авторских публикаций в Министер стае экологии и природных ресурсов России; Объединенном научном совете «Эколс гия и природные ресурсы» Санкт-Петербургского научного центра РАН; Госкомитс те по охране окружающей среды г. Санкт-Петербурга и Ленинградской области; ряд академических институтов РАН (Зоологический институт, Институт озероведеши Государственный гидрологический институт, Государственный гидрохимически институт, Институт радиотехники и электроники); научно-исследовательских инсп тутов (ВНИИ охраны природы и заповедного дела, Государственный научно-иссл{ довательский институт озерного и речного рыбного хозяйства; Научно-исследовг тельский институт географии, Научно-исследовательский институт земной кор: Санкт-Петербургского государственного университета) и др.; проектных организ; ций (Ленморниипроект, НПО «Поток», и др.).

На основе проведенных научных исследований автором в период с 1986 п 1999 гг. разработаны и внедрены в учебные планы факультета географии и геоэкол( гни (кафедры гидрологии суши; геоэкологии и природопользования) СПбГУ уче( ные курсы: «Экологическое нормирование и оценка устойчивости водных экоа стем», «Методы оценки качества природных вод», «Моделирование круговорота bí щества в водных экосистемах», «Гидроэкологическое прогнозирование», «Кинетю обменных процессов в водных экосистемах», «Теория квалиметрических шкал: «Полевые гидроэкологические исследования» и др. Международным признание

рклада автора в развитие эколого-географических научных исследований явилось присуждение ему персонального гранта ISSEP по Наукам о Земле в 1997 г.

Созданные на основе разработанных подходов методики и модели, могут успешно применяться: при разработке проектных предложений по ведению хозяйственной деятельности, обусловливающей увеличение антропогенного воздействия на водные объекты суши (разделы «Оценка воздействия на окружающую среду»); при решении оптимизационных эколого-экономических задач в области природо- и водопользования; при разработках программ мониторинга и управления водными экосистемами, определении критических режимов их функционирования и выбора оптимальных проектов для улучшения экологической обстановки в регионе.

Lake Ladoga (St.Petersburg, 1993); III международной конференции «Региональная информатика-94» (Санкт-Петербург, 1994); Конференции «Географические информационные системы. Теория и практика» (Санкт-Петербург, 1994,1995); Международного симпозиума «Методы охраны атмосферы и водной среды. Регулирование и долгосрочное планирование природоохранных мероприятий» (Санкт-Петербург, 1994); Международном симпозиуме "Методы и средства мониторинга состояния окружающей среды МСОС-95" (Санкт-Петербург, 1995); Научно-технических конференций Санкт-Петербургского университета растительных биополимеров «Охрана окружающей среды от загрязнения промышленными выбросами ЦБП» (Ленинград-Санкт-Петербург, с 1983 по 1995 гг.); Международной конференции "Фундаментальные и прикладные проблемы охраны окружающей среды (ПООС-95)" (Томск, 1995); Всероссийском совещании «Экологические проблемы Севера Европейской территории России» (Апатиты, 1996); Первой международной конференции «Проблемы ноосферы и устойчивого развития» (Санкт-Петербург, 1996); Всероссийской научной конференции «Современная география и окружающая среда» (Казань, 1996); International ecological congress (Voronezh, 1996); Second International Symposium on: Functioning of Coastal Ecosystems in Various Geographical Regions. Land-Ocean Interaction in the Coastal Zone (Sopot, 1996); Международном конгрессе "Маркетинг и проблемы информатизации предпринимательства" (Санкт-Петербург, 1996); X ландшафтной конференции «Структура, функционирование, эволюция природных и антропогенных ландшафтов» (Москва, 1997); VI и VII научных конференциях «Университеты в канун тоетьего тысячелетия: ноосфера, экология, образование» (Санкт-Петербург, 1998, 1999); Conference on marine environment in nort west of Russia («Marín-1») (St-Petersburg, 1998); Baltic Sea SciencejConference «The Changing Coastal Oceas foundation for ans: from Assessment tu Prediction» (Rostock-Warnemuende, Germany, 1998); Научно-практических конференций «Мониторинг и прогнозирование чрезвычайных ситуаций» (Санкт-Петербург, 1998, 1999); 3-rd Internacional Lake Ladoga symposium. Monitoring and sustainable management of Lake Ladoga and other large lakes (Petrozavodsk, 1999); Всероссийской научной конференции «Экологические и метеорологические проблемы больших городов и промышленных зон» (Санкт-Петербург, 1999),

Публикации. Результаты диссертации опубликованы в более 100 научных публикациях, в том числе в авторской монографии «Диагностика и моделирование водных экосистем» и в трех коллективных монографиях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав и выводов, изложена на 4)9 страницах, включает 42 рисунка и 77 таблиц и библиографию из 279 наименований.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ.

Во введении обоснованы: актуальность работы, ее научная новизна, практическая значимость; конкретизированы методология и методика, цель и задачи исследования; указаны: основания для выполнения исследований; апробация работы и ее внедрение.

В первой главе рассматриваются методологические основы эколого-географи-ческой оценки водоемов. Приводятся терминология и авторские определения, водоем рассматривается как объект гидрологической и эколого-географической оценки.

Во второй главе раскрывается авторское видение перспектив развития гидроэкологического мониторинга как информационной базы исследования и эколого-географической оценки водоемов.

В третьей главе изложены методические основы эколого-географической диагностики водоемов применительно к исследованию следующих свойств водной экосистемы: продуктивность (трофность), качество и токсическое загрязнение воды, устойчивость (уязвимость) к воздействию, экологическое благополучие, экологическая ценность.

В четвертой главе обоснована необходимость учета в мониторинговой системе оценки скоростей и потоков вещества между компонентами водной экосистемы. ~1риводятся разработанные автором модели оценки скоростей массообмена для ос-говных звеньев трофических цепей водных экосистем и методы их использования (ля эколого-географической оценки водоемов.

В пятой главе рассматривается эколого-географическая оценка водоемов с ис-юльзованием математического моделирования, стратегия оценки воздействия на 10дные экосистемы.

В шестой главе приводятся результаты экологической и эколого-географи-ческой регламентации, обобщен авторский опыт экологического и эколого-географи-ческого нормирования воздействий на водные геосистемы на примере водоемов Северо-Запада России.

В заключении сформулированы основные выводы, полученные в результате выполнения диссертационной работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Методологические аспекты эколого-географической оценки природного объекта. Оценкой будем называть отношение субъекта (исследователя) к объекту оценивания (в нашем случае - водоем, водный объект, водная экосистема, водная геосистема), установление значимости для субъекта этого объекта в целом или отдельных его свойств на основе их соответствия определенным уровням или нормам. Оцениваемым свойством водного объекта чаще всего является качество воды, устойчивость экосистемы, трофический статус водоема, экологическое благополучие акватории, и т.д. При этом исходные характеристики, определяющие уровень оцениваемого свойства, могут быть весьма многочисленны (число их зачастую доходит до многих десятков наименований) и образовывать весьма сложные системы, структурированные множеством функциональных и корреляционных взаимосвязей.

Установление значимости многопараметрических природных объектов и их свойств и получение количественных значений оцененных параметров сопряжено с использованием таких понятий, как показатель, признак, критерий, совокупность, комплекс, система и производных от них, например, комплексная оценка, многокритериальная оценка и др. (Дмитриев, 1994). Экологическим критерием будем называть признак, на основании которого проводится оценка, определение или классификация экологических систем, процессов и явлений.

Формой и начальным этапом выражения отношения субъекта к объекту оце кивания служит диагностический анализ (диагностика) водного объекта, которьп включает в себя рекогносцировочное выявление достоинств (положительная значи мость) и недостатков (отрицательная значимость) объекта; его отдельных свойств интервалов их естественного колебания, структуры и режимов функционирования н;

основе анализа параметров состояния и их ]фитических значений. Диагностический анализ (диагностика) водного объекта (его свойств) чаще всего сводится к установ-пениго отличительных особенностей и элементов его режимов, продуктивности, спо-:обности сохранять свои свойства и функционировать в условиях антропогенных зоздействий и изменения качества среды в целом, применительно к запросам человека или гидробионтов. В качестве критериев оценивания применяются режимные, чриродозащитные, антропожологические и хозяйственные критерии.

Состояние системы - характеристика системы на определенный момент ее функционирования. Состояние природной системы всегда можно описать вектором или кортежем, если учитываются также величины, не имеющие численных значе-шй) состояния системы. Такой вектор назовем «портретом природной системы». Анагокритериалыюй оценкой значимости объекта или его свойств будем называть 1ектор значений нормированных показателей этого объекта (его свойств) или ре-ультат свертки информации о состоянии объекта (его свойствах) в виде некоторой ^функции (обобщенной функции желательности). Многокритериальная оценка [редполагает необходимость проведения процедуры свертывания информации, что юзволяет преодолеть "проклятие размерности". Как правило, свертывание информации, представляет собой целенаправленный процесс, базирующийся на четко сформированных принципах выбора или конструирования наиболее информативных временных - индексов состояния (воздействия). Введенный нами в географо-кологическую литературу термин «многокритериальная оценка» (Дмитриев, 1994, 995) отражает методологическую основу оценки состояния и воздействия на при-одные, в том числе и водные экосистемы, с помощью построения сводных (инте-пальных) показателей по совокупности критериев оценивания. Этим термином от-ажается еще одна особенность еовремешюго этапа исследования природных систем переход от качественных классификаций и типизации к разработке нумеричесгсих свалиметрических) шкал для достаточно большого перечня критериев, характери-лощих природные системы и их свойства.

Понятие нормы сопряжено с философской категорией меры. Мера — есть оцен-1, выявление значимости. Мера - не просто качественно оцененное количество, но •>едел, за которым изменение количества впечет за собой изменение качества объ-

с кто и наоборот. Мера дает возможность оцепить всякое единство количественных и качественных показателей природного объекта, нормой оценивается лишь определенное их единство. Для этого субъектом задаются критические уровни объекта (свойства), переход через которые вызывает качественную перестройку природной системы и потерю (утрату) ею некоторых важных с точки зрения субъекта оценивания свойств. Поскольку и мера, и норма предполагают наличие субъекта оценивания, то именно субъект формирует классификации систем (свойств), для выявления их ценности. Оценка состояния природной системы с этих позиций есть соотнесение ее свойств с нормой (нормами) по величинам обобщенных (интегральных) показателей состояния. Введем принцип множественности норм, который запишем в виде триады: 1) формирование классификации субъектом для оценки исследуемого свойства —> 2) для каждого класса состояния системы субъектом задаются границы (критические уровни) -> 3) внутри каждого класса определяется норма данного класса. Отказ от принципа множественности норм может повлечь за собой снижение разнообразия природных систем и биоразнообразия в угоду ангропоцентристской позиции субъекта оценивания (человека).

Целью географического исследования является получение комплексной оценки или оценок с антропоцентристских позиций. Основным содержанием такой оценки является покомпонентное или комплексное физико-географическое районирование земной поверхности или свойств геосистем различного уровня иерархии, зонирование территорий и акваторий по величине интегральных показателей состояния среды и биоты, выявление условий (уровней, значимости) рационального использования, охраны и улучшения природной среды.

Экологическая регламентация есть определение нормы состояния экосистемы на основе анализа параметров состояния, интервалов их естественного колебания, выявления пороговых и критических величин параметров, при которых сохраняется портрет экосистемы. Экологическое нормирование, основано не на оценке природо-пользователями качества наземных и водных природных объектов, а на оценке внутренних свойств и возможностей экосистем сохранять свое состояние или утрачивап его при внешнем воздействии на них (Дмитриев, 1993; 1994; 1995). При оценке воздействия определяются экологические нормативы допустимой антропогенной на

грузки на биогеоценозы на основе экологических регламентов. Под оценкой воздействия автором понимается количественная (многокритериальная) оценка ответной реакции экосистемы в целом на антропогенное воздействие на основе получения ан-пропогенно трансформированного портрета экосистемы.

Понятия «экологическая оценка», «эколого-географическая оценка», «геогра-Ьо-экологическая «щенка» неоднократно обсуждались автором диссертационной ра-юты в период с 1994 по 1999 гг. (Дмитриев, 1994; 1995; 1999). В диссертации приво-1ится ряд определений автора, сформулированных с позиций субъекта математика, еографа, эколога (с учетом биоцентризма, антропоцентризма и совмещения подходе). Под эколого-географичесшт ситуациями автором понимаются различные противоречивые) состояния природной среды (противоречие связано с невозможно-тью увязать воздействие хозяйственной деятельности на биоресурсы и экологиче-кие потребности общества), валоше для здоровья, условий жизни и деятельности еловека или сохранения видового разнообразия биосферы.

Методологические аспекты эколого-географической оценки водного объекта. .итропоцентризм исследователя предопределяет использование санитарно-ггиенических регламентов и норм для выполнения оценки. Биоцентристская пози-ия неразрывно связана с экологической регламентацией и экологическим пормиро-птем. В работе определены два ключевых термина: норма состояния водной эко-ютемы и норма воздействия на нее (Дмитриев, 1993; 1994). В любом подходе необ->димо вычленить наиболее информативные характеристики состояния экосистем 1И их свойств, учесть их естественную динамику и определить пороговые уровни хногениого воздействия, при которых водная система способна сохранять в преде-IX каждого класса квазипостоянными свою структуру, функциональные особеино-и и гомеостатические механизмы, а также свойства водной среды, в которой она звивается. Проблема оценки состояния в этом случае сводится к обоснованному бору информативных признаков, нахождения градаций или шкал (трофности, ка-ства воды и др.) для этих признаков и определения алфавитов классов, однозначно ражающих состояние и тенденцию развития экосистемы при различных антропо-иных нагрузках. В итоге разрабатывается объективная многокритериальная систе-оценки и выявления типов водных экосистем (Дмитриев, 1994). Эта система явля-

стся основой для проведения свертки информации, получения интегральной количественной оценки состояния экосистемы и ответа на вопрос, изменится ли это состояние по совокупности всех параметров оценивания после внутреннего или внешнегс воздействия на нее.

Автором получены универсальные «формулы» экологической и эколого-географической оценки водного объекта (рис.1). Универсальность «формулы», представленной на рис.1, в том, что при использовании биоцентристсрой позиции на проблему оценки природной системы, она пригодна для любого типа наземных и водных геосистем. Использование терминов экологическая оценка и эколого-географи-ческая оценка зависит от того, каким исходным термином оперирует исследователь водная (наземная) экосистема или водная (наземная) геосистема (водный объект водный геокомплекс).

Экологическая оценка

Эколого-географнческая оценка

Экологическая регламентация

Эколого-географическая регламентация

Экологическое нормирование

Эколого-географическое нормирование

Рис.1. Формализация понятий экологическая и эколого-географаческая оценка вод ного объекта с биоцентристских позиций.

Отличие по вертикали в правых частях рисунка обусловлено использование,\ системы экологических или системы эколого-географических природных компонентов субъектом, выполняющим оценку. Сложение в правых частях рис. 1 не являете; формальным, поскольку экологическое нормирование реализуется на основе экологи ческих регламентов, а эколого-географическое нормирование - на основе эколого географических регламентов. При этом исследователь рассматривает все классы со стояния водных экосистем с позиций индикаторных (показательных) организмов, ха рактеризующих каждый класс (системы сапробности, токсобности, сапротоксобно ста и др.). Экологические нормативы получаются с учетом принципа слабого звене для каждого класса экосистем,

Антропоцентристская позышш на проблему оценки природной системь (рис.2) предполагает использование санитарно-гигиенических регламентов для по

лучения нормы состояния экосистемы. При этом для субъекта представляет шггерес, как правило, один класс геосистем, понимаемый им как «оптимальный» для человека. В другом случае субъектом вводятся, например, рыбохозяйственные регламенты и состояние водной экосистемы рассматривается с позиций ресурсного для человека 1вена. Принцип слабого звена для получения нормативов заменяется принципом ресурсного звена водной экосистемы.

Эколого-географическая оценка

Экологическая оценка

Са ннтарно-гигненнческяя регламентация

Гсографо -санитарно-гигиеническая регламентация

Санитарно-гигиеническое нормирование

Географе -санитарно-гнгненнческая нормирование

'ис.2. Формализация понятий экологическая и эколого-географическая оценка вод-юго объекта с антропоцентристских позиций.

Автором введено понятие водной геосистемы, под которой понимается фун-аментальная структурная единица географического ландшафта, объединяющая в гбе, геоморфологические, климатические, гидрологические природные геокомпо-енты и живые организмы на определенном участке водной поверхности Земли. В эстав водной геосистемы входят водные экосистемы, абиотическая среда которых зрактеризуется определенным сочетанием элементов гидрологического режима и имического состава вод, особой морфометрией (батиметрией) и климатическими араметрами. В состав водной геосистемы, кроме того, входят граничные экотоны: пюодный, придонный, прибрежный, пойменный, отличающиеся специфичным соевом биоты и абиотической среды. Особое место в водной геосистеме может зани-эть человек, как пользователь ее водных и биологических ресурсов. В то же время ■ловск не является компонентом водной экосистемы, поскольку вода не является [я него средой жизни. В работе конкретизируются транзитный, каскадный и цик-ческий типы водных геосистем. Рассмотрены основные стадии системного анализа 1Имешггельно к исследованию дашгых типов водной геосистемы. На основе кон-птуальной модели развития водной геосистемы, разработанной автором, выявлены повные различия молодых (развивающихся) и зрелых (финитных) стадий водной

геосистемы с точки зрения основных параметров ее режимов и состояния ее экосистем (29 параметров, разбитых на 7 групп). Условия функционирования водных геосистем характеризуются "нормой состояния" на основе системы критериев, позволяющих выделить границы различных состояний водных экосистем, и "нормой воздействия"- отклонением условий среды от нормы, не вызывающим развития необратимых изменений и не выводящим экосистемы за пределы их норм. В нашем случае субъект формирует не класс, а классификацию или классификации систем дш оценки различных свойств системы: качества, устойчивости, благополучия, продуктивности и т.д. водных объектов (с учетом принципа вариантности). При этом исследователь не ограничивается рассмотрением только одного, наиболее предпочтительного именно для пего класса (самых чистых вод, самых продуктивных сообществ самых устойчивых систем, самых благополучных экосистем, самых ценных акваторий), а рассматривает весь спектр изменения признаков, всю область состояний, ограниченную извне критическими точками, т.е. меру системы. В каждой классификации для каждого класса вводятся границы количественных изменений параметров -меры классов по каждому параметру. Эти меры - есть "нормы состояния" каждогс класса, по каждому параметру. На основе многокритериальной оценки находится обобщенная функция яселательности - вектор состояния системы для левой и правой границ каждого класса. Значение вектора (интегрального показателя состояния) ■ есть мера, определяемая по всем параметрам одновременно, эта мера, ограниченна) критическими значениями интегрального показателя, и есть норма класса по совокупности параметров оценивания. Выход системы за пределы данного класса оценивается по величине сводного (интегрального, обобщенного) показателя состояния. Е этом случае, по-видимому, возможна оценка нормы как «среднее ± мера варьирования» внутри каждого класса по величине обобщенного показателя состояния. Диагностический анализ (диагностика) водного объекта в этом случае должна начинать« с выявления параметров и классов состояния и заканчиваться получением норм состояния. Таким образом, выполненная на многокритериальной основе диагностик состояния водной геосистемы составляет основу эколого-географической регламен тации водного объекта в целом. Разница между эколого-географической диагности кой и эколого-географической оценкой водного объекта заключается в том, что i

оценку включен этап эколого-географического нормирования водной геосистемы. Автором сформулирован принцип слабого звена доя водной геосистемы. Нагрузка, допустимая для наиболее уязвимой водной экосистемы, допустима для водной геосистемы (водного объекта) в целом. В данной трактовке соблюдается принцип эмерджентности сложных природных систем, а свойства системы в целом не сводятся к свойствам одного какого-либо ее элемента (уязвимого, слабого, и т.п.). В данном определении соблюден также системологический принцип иерархичности (интегра-тивных уровней) сложных систем. И, наконец, данная формулировка увязана с законом разновременности развития (изменения) подсистем в больших системах. Значение обсуждаемого принципа для рационального водопользования состоит в том, что он «запрещает» абсолютное однообразие нормативов для водных экосистем водоемов, зачастую создаваемое человеком на значительной по площади водной акватории, а в области управления водным объектом «требует» неравномерного внимания к его различным водным экосистемам.

Поэтому действие эколого-географического норматива имеет географические (региональные) и биогеоценотические ограничения, он применим лишь для некоторой области региональной или экологической типизации водных экосистем. Так, для водной геосистемы, находящейся в пределах одного региона или водосборного бассейна, но имеющей разную трофностъ (олиго-, мезо-, эвтрофность) входящих в нее водных экосистем, экологический норматив антропогенного поступления в среду, например, фосфора будет различным для разных экосистем. Норматив для водоема п целом определяется нормативом для наиболее уязвимой его экосистемы. При многокомпонентном воздействии получение эколого-географических нормативов основывается на многокритериальной оценке результата воздействия с учетом весомости отдельных критериев. При изменении приоритетов водопользования необходим пересмотр нормативов.

Необходимость увязать между собой гидрологическое направление в географии и гидробиологическое направление в биологии через призму отношений в системе «организмы - среда обитания» при выполнении жолого-географическш оценок юдных объектов обусловливает появление новой ветви в системе наук о Земле - гид-юокологической. Гидроэкология (водная экология) должна исследовать эти отноше-

ния в системе «водный объект - живые организмы» с биоцентристских или антропо-цегпристских позиций. Биоцентристский подход диктует использование экологических и эколого-географических регламентов и нормативов, антропоцентристский подход - географо-санитарно-гигиенических регламентов и нормативов. Получение экологических и эколого-географических оценок является неотъемлемой частью гидроэкологических исследований.

Автором обобщены признаки, на основании которых возможна оценка экологического состояния водных объектов в виде 7 групп, учитывающих географические и биолимнологические особенности функционирования их водных экосистем и характер антропогенного воздействия на них. Доказано, что экол ого -географ иче екая оценка водоемов должна включать в себя количественную оценку живых организмов, среды их обитания и интенсивностей обмена веществом (энергией) между ними с учетом их вероятных изменений во времени и пространстве под влиянием естественных факторов и антропогенных воздействий. Приводится авторский (Дмитриев, 1994) вариант создания биоцентристской системы критериев. Полученные связи между компонентами водных экосистем, находящихся на различных ступенях естественного развития и испытывающих разное антропогенное воздействие, позволили сделать методологически важные для структурно-функциональной организации водных экосистем выводы. Показано, например, что связь числа видов, индексов видового разнообразия в водных экосистемах с индексами, отражающими качество вод, трофность и другие свойства имеет точку перегиба и является левоассиметричной. Достижение экологического благополучия водной экосистемой, в качестве которого могут быть выбраны различные оттенки о-т-трофии и о-от-сапробности предшествует достижению наиболее продуктивного или, что более прозрачно, наиболее загрязненного состояния. Важным также является то, что благополучные (с наибольшим числом видов и высоким разнообразием биоты и абиотических условий среды) водные экосистемы не являются наиболее устойчивыми к эвтрофизации и загрязнению. Достижение ими высокой устойчивости к внешнему и внутреннему воздействию обеспечивается физико-географическими параметрами водоема.

Экологический мониторинг как информационная база исследования водоемов. Приводится авторская блок-схема гидроэкологического мониторинга, под которым

понимается система наблюдений, оценки и прогноза состояния водных экосистем (портретов водных экосистем). Диагностический мониторинг водных экосистем включает в себя систему слежения и систему оценки. Система оценки - составная часть (второй этап) экологического мониторинга, предназначенная дня получения количественной оценки состояния, нсаддитивных свойств и степени антропогенной трансформации водной экосистемы. Прогностический мониторинг водных экосистем обеспечивает оценку: нормы воздействия на водную экосистему; изменения ее портрета после воздействия; прогноз функционирования системы; изменения ее неаддитивных свойств на близкую или отдаленную перспективу без учета или с учетом внешнего воздействия. Таким образом, прогностический мониторинг также связан с системой слежения и системой оценки.

Даны особенности системы слежения, и системы оценки существующей мониторинговой сети программы ОГСНК в части водных объектов суши. Сформулированы предложения по совершенствованию системы слежения и системы оценки, нацеленные на экосистемный уровень исследования и на выявление антропогенных трансформаций на этом уровне с позиций многокритериального оценивания. На первом этапе выполнения диагностического мониторинга необходимо получить многокритериальные оценки исследуемого свойства, выявить важнейшие связи и взаимоотношения между компонентами экосистемы для получения зависимостей трофно-сти, качества вод и др. от эколого-географических условий, факторов и характеристик водоема. Такая работа выполняется с использованием информационных баз данных с учетом определения длительности и полноты временных рядов, составленных для станций рассматриваемого водоема, дискретности наблюдений и распределения данных как внутри года, так и на всем периоде (интервале) наблюдений. Затем на многокритериальной основе вводятся регламенты, норма состояния, определяются портреты состояния водной экосистемы. Оценка состояния водной экосистемы получается при сопоставлении портретов состояний с нормами по величинам сводных показателей. Системой оценки предусматривается осуществление всех форм оценок: статистический анализ, оценка функциональных связей на основе моделей отдельных процессов, расчет индексов состояния водной экосистемы в целом, регламентов, норм, получение портретов экосистем и т.д.

На втором этапе, при оценке воздействия определяется экологически допустимая антропогенная нагрузка на водные экосистемы и геосистемы на основе экологической регламента!^ии и получения портрета антропогенно трансформированной водной экосистемы. При этом возможны, по крайней мере, три подхода к получению оценки воздействия. Первый подход распространяется на функциональные особенности, формирующие портрет водной экосистемы. При этом сравниваются между собой скорости транслокации и трансформации вещества в экосистеме до (чистый эксперимент) и после воздействия (эксперимент с нагрузками). Для реализации этого подхода, в одном случае, необходимы многофакторные эксперименты по изменению скоростей обменных процессов в условиях внешнего воздействия на систему или на ее слабые звенья. В другом случае натурные эксперименты заменяются модельными экспериментами, имитирующими различные сочетания внешних воздействий. Второй подход состоит в сравнении двух портретов водных экосистем, полученных на основе экологических моделей {«чистый» портрет сравнивается с антропогенно трансформированным портретом). Третий подход состоит в сравнении изменения гомеостатических свойств водной экосистемы (устойчивости) до и после воздействия. Во всех подходах реализуется многокритериальная оценка для скоростей процессов, портретов экосистем и исследуемых свойств экосистемы.

Разрабатываются математические модели водных экосистем для целей экологического нормирования. На моделях воспроизводится перспективная экологическая ситуация, строятся антропогенно трансформированные портреты экосистемы, оценивается воздействие на экосистему в целом по величинам обобщенных индексов и определяется оптимальное состояние водной экосистемы. На основе мониторинг а в целом реализуется управление функционированием водной экосистемы.

Приводится авторский опыт в организации и проведении гидроэкологического мониторинга, разработке ГИС-технологии и баз данных для целей мониторинга.

Методические основы эколого-географической диагностики водоемов. Диагностированию подлежат следующие свойства водной экосистемы: продуктивность (трофность), качество воды, токсическое загрязнение воды, устойчивость (уязвимость) к воздействию, экологическое благополучие, экологическая ценность и др. Принцип вариантности норм обусловливает необходимость обоснования набора па-

раметров, отражающих исследуемое свойство водной экосистемы в соответствии с целью и задачами исследования. При этом названные выше свойства водной экосистемы могут диагностироваться по одиночке или в полном наборе в зависимости от цели и задач исследования. Принцип множественности норм предполагает введение классификаций для получения норм состояния каждого класса исследуемого свойства на многокритериальной основе. Общая стратегия создания методик для эколого-географической диагностики водоемов представлена на рис.3. Левая половина схемы отражает последовательность дейс твий при создагши методики и отвечает на вопрос «что делать», правая половина рисунка раскрывает содержание каждого этапа и отвечает на вопрос «как делать». До 9-го этапа исследователь не работает с натурной информацией, но как следует из схемы, ее сбор проводится в соответствии с этапами 1-4. С 5-го этапа в работу «включается» система оценки (математическая модель). Эценка состояния экосистемы проводится на основе метода сводных показателей. Чорма состояния для классов оценивания (этап 8) и для исследуемой экосистемы этап 10) определяется на основе одного из двух подходов. В первом подходе иссле-Ю вате ль не учитывает приоритетности исходных параметров, характеризующих вы-5ранное свойство. Во втором подходе для задания весов используются экспертные щенки или применяется байесовская модель рандомизации неопределенности (Хо-!анов, 1996).

Предлагаемый подход к многокритериальной оценке трофности, качества и за-рязнения воды, устойчивости к воздействию, благополучия и других свойств вод-гых экосистем рассматривается как решение задачи многомерной статистической лассификации параметров или признаков, их характеризующих, при наличии обу-атощих выборок в виде существующих классификаций данных свойств. Основу бучающих классификаций составляют нумерические и квалиметрические шкалы, тражаюпгие изменение признаков (критериев оценивания) по классам состояний.

В соответствии со схемой рис.3 в работе подробно рассмотрены этапы диагно-гики трофности, качества воды, токсического загрязнения воды, устойчивости /язвимости) к воздействию, экологического благополучия. Во всех случаях приведе-ы полученные автором квалиметрические шкалы интегральных (сводных) показа-шей для всех описанных классификаций. Предложен подход и система критериев

Рис.3. Унификация подходов к методическому обеспечению эколого-географическо! диагностики водоемов.

для определения экологической ценности водоема (водного ресурса).

Оценка скоростей обменных процессов в водных экосистемах. Получение изменения портрета экосистемы при внешнем воздействии на нее требует оценки скоростей массообмена в экосистеме. Автором разработаны модели оценки скоростей массообмена для основных звеньев трофических цепей водных экосистем: фитопланктон, зоопланктон, ассоциированные с детритом бактерии, мальки и молодь рыб, бентос, а также модели трансформации вещества в абиотической среде. Предложены методы использования моделей для эколого-географической диагностики водоемов (оценка факторов, влияющих на скорости обменных процессов; оценка самоочищения водоемов по времени осветления воды зоопланктоном и по анализу внутригодовой динамики деструкционно-продукционного отношения).

Эколого-географическая оценка водоемов с использованием математического моделирования. Прогностический мониторинг водных экосистем позволяет оценить норму воздействия на экосистему, изменение ее портрета после воздействия и дать прогноз функционирования системы, изменения ее неаддитивных свойств на близкую или отдаленную перспективу без учета или с учетом внешнего воздействия.

Целесообразность использования математических моделей для эколого-географической оценки водоемов обусловлена стремлением исследователей к получению экологических нормативов для водной геосистемы в целом или входящих в ее состав наиболее уязвимых экосистем. При этом доза-эффектные эксперименты для экосистемы проводятся не на природном объекте, а на его «'заменителе» — математической экологической модели, адекватной по структуре, функциональным связям и географическим особенностям реальному природному прототипу. Адекватность модели реальной экосистеме должна быть доказана до того, как исследователь проводит на модели эксперименты по увеличению внешней нагрузки на водоем.

устойчивости, благополучия и др.) по величине интегрального показателя. Если ни один компонент системы не утрачен и по величине интегрального показателя, полученного на многокритериальной основе, система не вышла за пределы имевшегося (до воздействия) класса, то делается вывод о допустимости воздействия на водную геосистему. Этапы реализации описанной процедуры приводятся на рис.4. Указанная на рисунке последовательность выполнения этапов обусловливает включение в систему оценки гидроэкологического мониторинга блока ог)енки воздействия.

Рассматриваются: 15 и 16-компонентная модели биогеохимических циклов углерода, азота, фосфора и динамики кислорода в мелководной пространственно-однородной экосистеме; двухрезервуарная по вертикали 30-компонентаая модель, отражающая характерную для большинства глубоководных водоемов вертикальную стратификацию вод; трехрезервуарная по вертикали 35-компонентпая модель водно-донной экосистемы; двухрезервуарная 72-компонентная модель функционирования водно-донных экосистем циклического и транзитного тапов; 15-компонентные модели вертикальной и горизонтальной турбулентной диффузии неконсервативных субстанций.

Практическая реализация эколого-географической оценки водоемов на основе разработанных подходов. Эколого-географическая оценка выполнялась автором но материалам экспедиционных исследований 1972-1992 гг. В их число входят: комплексные экологические исследования 1972 -1973; 1975 гг. годового цикла развития водной экосистемы Глубоководного района восточной части Финского залива в районе Международного заповедника «Березовые острова» (г.Приморск, пролив Бьерке-зуцд); комплексные эколого-географические исследования озера Ильмень (1985-1987 гг.) и водных объектов северо-западного Приладожья (1995-1997 гг.) и др. В рамках таких исследований были разработаны базы данных водных экосистем Лужской и Копорской губы, Северного курортного района, Мелководного и Глубоководного районов восточной части Финского залива; акватории, прилегающей к г.Ломоносову; прибрежного района западной части Финского залива; оз.Ильмень; северо-западного Приладожья и др.

Результаты экологической и эколого-географической регламентации водоемов в работе иллюстрируются следующими типами задач.

1 Описаннс структуры и поведения водной 'жосукпсмм в наегсшмсм »• прсдекатаиис се структуры и повеления в будущем.

2 Сохранение состояния и ресурсов системы.

3 Допижение системой новых состояний.

4 Определение границ гомеоечача водной жосиекмы.

5. выявление степени антропогенной трансформации системы после вочдействия на нес.

6. Определение нормы пмдействия на экосиасму

7. Выявление ;ioiiviiHMnio ягшюйстия на »«»«систему

1, Определение основных характеристик и свойств системы 2 Определение ipauim экосистема (геосистемы). 3. Выбор основных компонентов н процессов, подлежащих моделированию.

4 Вьаеление факторов, лнмятир>юших первичную продушим

5 Оценка сдепенн внешнего воздействия на экосистему

6. Построение диаграмм потоков вещества 8 чкосистемс (геосистеме)

1. Выбор вида модели или моделирующего комплекса (стохастическая или детерминированная модель, совмещение подходов). Обоснование необходимости процедуры рандомизации детерминированной модели, 2- Выявление )\птня ¿Гн.чра1 ировання для модели н необходимости афс-гировання компонентов

3. Выбор способов моделировании массообмепа и трансформации вещества. Формализация законов н правдоподобных гипотез о зависимое^ ингснсивноетей массообмепа и трансформации естества от системных и внесистемных компоненте и факторов.

4. Определение и задание параметров в эмпирических завися мостя к п 1.

5. Выбор способов отражения геопросграпства в модели."

6. Выбор модели учета внешнего воздействия на экосистему.

7. Выб"р начальных и фаничкмх условия

4, Исследование адекватности модели 1

1 Выбор статист чески х критериев соответствия молелируоч&лх И измеренных И! а чтений компонентов (итеиеивностей процессов)

2. Идентификация параметров модели.

3. Верификация параметров модели

4. Тсстирокакис модели на внешние нагрузки,

1. Оценка чувствительности модели к заданию параме1ров.

2. Опенка поведения модели при изменении способов моделирования отдельных свойств или параметров.

3. Проверка за&оиа сохранения вещества в модели

6. Экспериментирование с моделью

I. Планирование модельных экспериментов. 2 Получение модельного портрета экосистемы до воздействия.

3. Получение модельного портрета экосистемы цосле вотденсгаия.

4. Выполнение многокритерналыгых оценок для экспериментов и их сравнение.

Рис.4, Этапы оценки воздействия на водную экосистему на основе экологической модели.

1). Многокритериальная оценка качества вод. Оценка выполнена для отдельных районов южной акватории Финского залива от г. Ломоносова до мыса Кургаль-ского. Данные многолетних наблюдений по группе гидрологических характеристик позволяют отнести всю анализируемую акваторию, кроме взморья у г. Ломоносова, к I-H классам качества с очень чистыми и чистыми водами. Воды вблизи Г.Ломоносова могут быть признаны умеренно-загрязненными (III класс), а по состоянию на 1989 год - загрязненными (IY класс). Начиная с 1986 г. умеренно-загрязненными (Ш класс) могут считаться и воды в южной части Мелководного района. По набору гидрохимических показателей акватория также может быть отнесена к 1-11 классам качества с очень чистыми и чистыми водами. Однако, у г. Ломоносова и в южной части Мелководного района по состоянию на 1989 г. наметилась тенденция к ухудшению качества вод с переходом их в III класс умеренного загрязнения. При оценке качества вод по данным многолетних наблюдений над гидробиологическими характеристиками районы могут быть отнесены к 1У классу качества с загрязненными водами. Расчет сводных показателей по годам показал, что в последние годы наблюдалась явная тенденция к ухудшению качества вод.

2). Многокритериальная оценка трофности водных экосистем. Оценивается трофностъ отдельных районов южной акватории Финского залива от г. Ломоносова до мыса Кургальского. Анализ гидрологических показателей первого уровня обобщения показывает, что рассматриваемые акватории изначально предрасположены к эвтрофии в силу своей мелководности и невысокой прозрачности (в большей степени - акватория у г.Ломоносова, в меньшей - Копорская губа). Функционирование этих систем в значительной степени определяется биологически доступными фосфором и азотом, поступающими с водосборной территории. Однако гидрохимическая ситуация свидетельствует о том, что данные акватории должны находиться в стадии перехода от мезотрофии к эвтрофии или в начальной стадия эвтрофии. Анализ гидробиологических показателей указывает на то, что продукционные возможности сравниваемых акваторий высоки и соответствуют эвтроф-ному уровню (кроме южной части Мелководного района, который близок к переходному состоянию от мезотрофии к эвтрофии). С учетом того, что оценка

трофности выполнялась по 9-летнему ряду наблюдений (1981-1990), можно утверждать, что за этот период трофический статус данных акваторий следует оценивать как эптрофный. Несмотря на высокие продукционные способности акваторий, группа биомассовых показателей характеризует их как мезотрофные с разными оттенками мезотрофии. Такое несоответствие с выводами, полученными выше, объясняется недостатками проведения гидроэкологического мониторинга, отмечешплми в работе, а также свойством естественной деэвтрофикации, присущим транзитным водным экосистемам. Второй уровень обобщения дает основание утверждать, что изменение приоритетов оцсшшашш принципиально не меняет полученных результатов.

3). Выявление пороговых и критических состояний водных геосистем. На многокритериальной основе применительно к оценке трофности Ладожского озера построена 2-уровенная классификация, отражающая переходные состояния: от олиго-грофии к мезотрофии (I) и от мезотрофии к эвтрофии (II). Для характеристики переходных состояний задаются критические значения 19 парамезгров, при которых система сохраняет свои свойства (трофность). Выполнена многокритериальная оценка состояния системы по критическими значениям для условия равновесности исходных тараметров. Получены значения интегрального показателя, характеризующие пере-юдное от олнготрофии к мезотрофии состояние водной экосистемы н переход от мезотрофии к эвтрофии. Для проверки близости водных экосистем Ладожского вера к переходному состоянию (по уровню трофии) необходимо проводить расчеты тля локальных районов озера на основе данных гидроэкологического мониторинга то всем 19 параметрам. Полученный результат сравнивается с полученными значе-зиями сводного показателя, характеризующими переходные состояния по совокуп-гости критериев.

4). Многокритериальная оценка токсического загрязнения воды и грунтов. )ценка выполнена для акватории восточной части Финского залива, В качестве кри-■ериев оценки были использованы 23 показателя, характеризующие токсическое за-рязнение воды и 6 показателей, характеризующих загрязнение донных отложений щя классов токсичности: 1-«фон», И-«фон-ПДК», Ш-«ПДК-10ПДК», 1У-«10ПДК-100 1ДК», У-«>100ПДК».

Рассчитанные значения сводных показателей для трех групп поллютантов (1-тяжелые металлы; 2-пестициды; 3-детергенты, фенолы, нефтепродукты) по средним многолетним данным позволяют отнести акваторию, прилегающую к г.Ломоносову к IV классу загрязнения. Сводные показатели максимальных значений за многолетний период исследований для первой и третьей групп загрязнителей свидетельствуют о том, что на акватории Невской губы в районе г.Ломоносова вполне вероятны ситуации, когда загрязнение вод характеризуется V классом загрязненности. Токсичность акватории оценивалась на многокритериальной основе и по отношению к отдельным гвдробионтам. Величины сводных показателей для первой и третьей групп поллютантов свидетельствуют о нетоксичном характере вод по отношению ко всем гидробионтам. В то же время для 2-й группы (пестициды) сводный показатель превышает нижнюю границу токсичных концентраций для фито- и зоопланктона. Таким образом, для этих организмов вода может оказаться токсичной. Оценка величины сводных показателей максимальных значений для 1-й и 3-й групп, указывает на то, что в этом случае водная акватория приобретает черты токсичности и по этим группам загрязняющих веществ. Получены данные, свидетельствующие о тенденции к снижению загрязненности водной акватории по группе пестицидов. Анализ многолетней изменчивости свидетельствует о существенном загрязнении портовой акватории г.Санкт-Петербурга по 3-й группе токсикантов, это подтверждается заметным увеличением (в 3-4 раза) значений сводного показателя. В итоге, если в 1985-1987 годах акватория СПМТП характеризовалась 1У-м классом загрязненности, то с 1988 года она перешла в V класс загрязненности, вода данной акватории по сводному показателю токсична для фито-, зоопланктона и рыб. Эти сводные показатели в 1.5-9 раз превышают аналогичные критерии для района г.Ломоносова и Невской губы.

Многокритериальная оценка токсического загрязнения грунтов как источника вторичного загрязнения водной среды проводилась с учетом токсичности и подвижности микроэлементов. Для задания приоритетов (весов) использовались: ряд токсичности тяжелых металлов и ряд подвижности микроэлементов. Соотнесение значений сводных показателей со значением сводного показателя фоновых концентраций позволило получить оценку загрязненности поверхностного слоя грунтов (О-

15 см) в районе г.Крогаптадт-г.Ломоггосов. Для грунтон этого района величина значения сводного показателя в 6-8 раз превышает его значение для фоновых условий. Наиболее загрязненными являются гавани г.Кронштадта, (14-16-кратное превышение значения сводного показателя для фоновых условий). Анализ результатов показал, что в районе гЛомоносова сводный показатель подвижности превышает значение сводного показателя для фоновых условий в среднем в 6 раз. Анализ пространственной изменчивости этого показателя свидетельствует о том, что к северу от г.Ломоносова происходит его увеличение, а максимальные его значения отмечаются в районе Военной гашиш г.Кронштадта. Таким образом, на исследуемой акватории отмечается увеличение содержания н подвижности токсикантов в грунтах по мере удаления к северу от Ломоносовского побережья.

5). Оценка устойчивости водных объектов Северо-Запада России к изменению параметров естественного и антропогенного режимов. Оценка устойчивости и уязвимости 58 водных объектов Северо-Запада России (24 озера, 5 водохранилищ, 29 рек) к изменению параметров физико-географических условий, гидрологического режима, трофности (ддя озер и водохранилищ), качества воды (для рек) выполнена по методикам, приведенным в работе, а также в публикациях автора (Дмитриев, 1995). Проведенные расчеты сводных показателей устойчивости олиго-, мезо-, эв-трофных и различающихся по качеству воды экосистем позволили автору в 19951997 гг. сделать следующие обобщения:

1) олпготрофиые и чистые водные объекты Северо-Запада России характеризуются минимальными значениями и наименьшим интервалом изменения сводных показателей состояния и устойчивости экосистем к антропогенному эвтрофировашпо и загрязнению. Эти водные системы, как правило, наименее устончнвы к антропогенному эвтрофировапию и загрязнению как по гидрологическим, гидроморфологическим, климатическим параметрам, так и по параметрам, характеризующим трофность или качество воды. В этой группе выделяются две подгруппы. К первой относятся, главным образом, бессточные, крупные, глубокие водоемы, отличающиеся незначительными колебаниями уровня, наличием сезонной стратификации, пониженным водообменом, значительным периодом ледостава, многолетним характером

регулирования условий водообмена, оптимальными температурными условиями. Ко второй подгруппе относятся водоемы, обладающие альтернативными признаками. Если водоем относится к первой подгруппе, то он может оказаться устойчивым к воздействию, несмотря на сформулированное выше обобщение.

2) мезотрофные водоемы к загрязненные водные объекты сравнительно устойчивы к антропогенному эвтрофнровашио и снижению качества воды. Степень их устойчивости определяется преобладанием признаков первой подгруппы олиготрофных и чистых водных объектов в суммарной оценке.

3) эвтрофные водоемы н грязные водные объекты характеризуются наибольшими значениями сводных показателей устойчивости и являются наиболее устойчивыми к процессам антропогенного эвтрофирования и загрязнения, несмотря на значительную в ряде случаев изменчивость величин сводных показателей, характеризующих морфологические признаки, гидрологический и температурный режим, условия водообмена и др.

6). Оценка устойчивости водоемов к закислению. На примере малых озер северо-западного Приладожья рассматривается многокритериальная оценка устойчивости к закислению по 10 параметрам, объединенным в две группы. Устойчивость оз.Суури к закислению для периода середины 1995 гг. оценена как передняя» -«выше средней». Определены факторы, обусловливающие достаточно высокую устойчивость озера к закислению.

7). Оценка скоростей обменных процессов и определяющих их факторов для эколого-географической регламентации водоемов. Выполнены: оценка факторов среды, лимитирующих первичную продукцию (оз.Ильмень, Глубоководный район восточной части Финского залива); оценка самоочищения водной экосистемы по фильтрационной активности и времени осветления воды зоопланктоном (оз. Ильмень, восточная часть Финского залива); оценка самоочищения водной экосистемы по деструкционно-продукционному отношению (мелководные районы восточной части Финского залива).

На основании оценки лимитации первичной продукции биогенами в оз.Ильмень получено, что: 1) в течение года основным биогенным лимитантом является фосфор. Его недостаток снижает максимальную интенсивность первичного био-

синтеза в 1,7-3 раза; 2) влияние азота сказывается гораздо меньше, чем фосфора; недостаток азота снижает продуктивность в 1,05-1,47 раза; 3) кремний практически не лимитирует развитие первичных продуцентов (снижение продукционных возможностей в 1,02-1,21 раза); 4) железо снижает максимальную интенсивность биосинтеза в 1,02-1,44 раза. Недостаток в воде азота, кремния, железа сильнее проявляется в летние месяцы года.

По показателям биогенного лимитирования для Глубоководного района сделаны следующие выводы: 1) во время весеннего пика развития фитопланктона основным биогенным лимитантом также является фосфор, однако степень его влияния подвержена колебаниям; 2) во время весеннего пика развития фитопланктона воздействие азота сказывается гораздо меньше, чем фосфора, но в конце июня оно становится сравнимым с влиянием фосфора и даже превосходит его (в конце июля); 3) весной и в первую половину лета, т.е. во время интенсивного развития фитопланктона, кремний практически не лимитирует развитие первичных продуцентов.

Оценка самоочищения водных экосистем по фильтрационной активности зоопланктона, выполненная для локальных мелководных акваторий восточной части Финского залива и для оз.Ильмень на основе средних многолетних условий по температуре воды, содержанию в воде фито-, зоо-, бактериопланктона и детрита по модели, предложенной автором, показала, что время осветления воды зоопланктоном (7) внутри года в заливе изменяется от 1,7 суток в июле до 59 суток в декабре. В период с июля по сентябрь время осветления воды не превышает 5 суток, а с мая по начало октября - 10 суток. В остальные месяцы года время осветления воды превышает 50 суток. Засорение фильтрационного аппарата организмов-зоопланктеров обилием пищи может по проведенным оценкам отмечаться в мае и июне. Показано, что быстрее всего вода осветлялась зоопланктоном в 1983 г. в июле в районе г.Ломоносова и г.Сестрорецка (до 6 суток), медленнее всего - в районе Стрельны и Лахты (до 30 суток). Оценка пространственных аспектов изменения параметра Т для весеннего периода функционирования водной геосистемы оз.Ильмень (конец мая) для 1986 г. показал, что в зависимости от района озера время осветления воды зоопланктоном изменялось от 1,5-3 до 50 сут. и более. Среднее значение параметра Т для всего озера 20 мая составило 11 суток, а 31 мая уже 4,6 сут.

На основе упрощенной модели деструкционно-продукционных отношений выявлены минимумы самоочищагащен способности мелководных районов восточной части Финского залива в апреле (мае) и августе (сентябре) - в период открытой воды, н в декабре-январе. Зимой процесс деструкции органического вещества невысок и большая величина деструкционно-продукционного отношения обусловлена очень низкой продукцией. В эти периоды, в целом, допустимы минимальные антропогенные нагрузки на мелководные экосистемы восточной части Финского залива.

Оценка деструкционно-продукционного отношения в целом показала, что в современных условиях мелковЬдные транзитные экосистемы восточной части Финского залива сохраняют высокую самоочищающую способность (Д/Р >1), при этом в ее внутригодовой динамике присутствуют четко выраженные максимумы и минимумы, которые необходимо учитывать при планировании внешних воздействий на водные экосистемы. Снижение транзитных свойств в локальных прибрежных участках акваторий создает предпосылки для антропогенного эвтрофирования водных экосистем.

Результаты экологического и эколого-географического нормирования воздействий на водоемы в работе иллюстрируют следующие типы задач.

1). Оценка влияния токсикантов на интенсивности обменных процессов в водных экосистемах. Оценки выполнены для мелководных районов восточной части Финского залива. При оценке принимались во внимание результаты лабораторного эксперимента Т.В.Замараевой и А.А.Рудковой (1989) по фитотоксическому действию на одноклеточные водоросли при совместном влиянии нескольких стрессовых факторов (температура воды, рН, различных концентрациях 1%, РЬ, Сё и их смесей). Эти данные использовались для построения сводного показателя токсического загрязнения воды смесями токсикантов Нд, РЬ, С<1 при оценке их влияния на продукционные способности мелководных экосистем восточной части Финского залива. На первом этапе исследовался токсический эффект воздействия двух смесей при различном сочетании условий среды (температура и рН) по результатам эксперимента. Анализ полученных результатов свидетельствует о том, что токсическое действие двух водных растворов на рост водорослей по величине сводных показателей доста-

точно близкое и соответствует "очет. грязным" (VI класс загрязнения) водным объектам. На втором этапе полученные величины сводного показателя сопоставляются со сводными показателями токсичности для разных групп гидробионтов. Результат сопоставления свидетельствует о токсичности воды для всех групп гидробиоитов. На третьем этапе из экспериментальных данных найдено, что удельная скорость роста планктонных водорослей при загрязнении воды смесями токсикантов в интервале температур 13,5 -19,5 и рН 7,6-7,8 будет составлять 0,40-0,57 от скорости в случае отсутствия токсикантов.

В настоящее время применительно к району предполагаемого строительства морского порта в г.Ломоносове по сводному показателю токсического загрязнения воды тяжелыми металлами на поверхности данную акваторию можно отнести к IV классу загрязнения. В тоже время при определенных условиях, учитывая токсичность и подвижность микроэлементов в фунтах данного района, можно ожидать увеличения содержания токсикантов в воде до величин сопоставимых с величиями, рассматриваемыми в эксперименте. Содержание токсикантов при таких усло-$иях должно составлять несколько ПДК (в отдельных случаях до 10 ПДК), а по ¡водному показателю токсического загрязнения состояние акватории будет идентифицироваться, как "очень грязное" (VI кл.). В этом случае удельная ско->ость первичного продуцирования органики может уменьшиться для рассмот->снпых диапазонов температуры, рН и концентрации токсичных смесей в 1,751,5 раза. Такое снижение продуцирования органики фитопланктоном в сочетают с усиливающейся лимитацией его роста освещенностью приведет к сниже-шю продукционных возможностей водной экосистемы.

2). Рекогносцировочная оценка сводных показателей токсического загрязне-мя. при перспективном техногенном воздействии на водоем, Оценка выполнена в вязи со строительством портовых сооружений (акватория у г.Ломоносова). Резуль-аты проведенных расчетов позволяют сделать вывод о том, что токсичность водной реды при планируемом воздействии (дноуглубительные работы) увеличится незна-ительно: значение сводного показателя токсичности по группе тяжелых металлов по группе "нефть - детергенты - фенолы" повысится на несколько (первых) процен-

тов. Данные изменения, лежат в пределах межгодовой изменчивости, не связанной со строительством порта в г.Ломоносове.

3). Модельные оценки учета внешнего воздействия на продуктивность водоема на основе проточной имитационной пространственно-однородной модели. Оценки выполнены для Невской губы и мелководных районов восточной части Финского залива в связи с исследованием влияния проточиости на продуктивность водной экосистемы. Из модельных экспериментов следует, что увеличение проточности до значений коэффициента условного водообмена Кув = 68 повышает трофность водоема. В "непроточных" экспериментах статус водоема соответствует мезотрофному, а в "проточных" - эвтрофному типу по классификации Г.Г.Винберга. Это объясняется, прежде всего, снижением лимитации первичной продукции биогенами с увеличением проточности водоема. При этом такие факторы, как температурный и ветровой режим могут усиливать или ослаблять эффекта лимитации первичной продукции фосфором, азотом и другими биогенами (это же действие могут оказывать эффективные концентрации микроэлементов).

Проточность повышает также величину отношения биомассы консументов к биомассе продуцентов. Согласно результатам натурных исследований, подобная деформация трофической структуры экосистемы отмечена для Невской губы. Это традиционно связывают с нагрузкой транзитной экосистемьг аллохтонным органическим веществом, которое включается в биотический круговорот с помощьго бактерий и зоопланктона. Однако это имеет место при значительном поступлении свежего органического вещества, перерабатываемого зимогенной микрофлорой и специфической фауной. В "проточных" экспериментах рассмотренной модели реализовано условие равенства биомасс планктона (и масс плаикгоногенного детрита) на входе и выходе из водоема. За счет смешивания с "речными" водами происходит изменение содержания РОВ. Бактериальное разложение последнего в модели имигируется неявно, как реакция первого порядка. Следовательно, выявленное при помощи численных экспериментов изменение трофической структуры экосистемы связано не с питанием консументов и редуиешгов поступающей свежей органикой, а с увеличением продуктивности экосистемы.

4). Оценка приоритетности факторов воздействия на водную экосистему на эснове двухрезервуарной подно-допной 35-компонентной модели. Оценка выполнена для западного района Невской губы. По расчетам на модели можно сделать вывод об относительной независимости водной экосистемы западной части Невской губы от донной экосистемы этого района. Однако роль бентоценоза в дест-эукции содержащегося в водно-дониой экосистеме детрита велика: на долю бентоса приходится около 50 % переработанного детрита. При этом детрит практически не накапливается на дне, т.е. олигохеты и бактериобентос перерабатывают весь поступающий сверху детрит. Для изучения возможных реакций экосистемы на возрастающее антропогенное воздействие был проведен ряд численных экспериментов. Эни имитировали влияние на систему экологических факторов (теплового и светового режимов), увеличения содержания растворенной и взвешенной органики и биоге-юв. Сравнение этих экспериментов с эталоном («чистый» портрет экосистемы) тозволило сделать вывод о том, что на водно-донную экосистему в наибольшем :тепенп влияет увеличение мутности и содержания детрита в воде.

5). Оценка воздействия на водную экосистему на основе двухрезервуарной 30-юмпонеятной модели. Рассмотрена лимитация первичной продукции экологическими факторами в Глубоководном районе восточной части Финского залива. На моде-7И показано, что лимитация первичной продукции фитопланктона в северной 1астн Глубоководного района (район г.Прпморска) осуществляется, главным »бразом, минеральным фосфором. Его влияние на функционирование водной эко-;истемы сказывается во все сезоны. При этом в верхних слоях воды значимость фосфора для развития планктонного сообщества в 5-20 раз существеннее, чем в придон-шх слоях. В северной части Глубоководного района весной по результатам модели-ювания лимитация первичной продукции азотом в поверхностных слоях значитель-ю уступает лимитации фосфором. Лишь на 20-ти метровой глубине эта воздействия юпоставимы между собой. В конце июля влияние дефицита азота становится !лизким к влиянию дефицита фосфора, а временами даже превосходит его, Влияние световых условий по модельным оценкам в слое 0-10 м незначительно ска-|ывается на величине первичной продукции. Сделан вывод о том, что увеличение ¡иогеиион нагрузки на экосистему может индуцировать кратковременное раз-

витке кислородного дефицита и постепенное, локальное возникновение ана эробных условий в придонном слое, способствующих вторичному загрязнении вод. Особенно наглядно это может проявиться в условник теплого н маловетре ного года (биологического лета-осени).

6). Оценка воздействия на водную экосистему на основе двухрезервуарной 72 компонентной водно-донной модели. На модели были проведены численные экспе рименты, имитирующие: образование поверхностной нефтяной пленки, и, как след ствие, уменьшение газообмена с атмосферой; поступление в водную среду дополни тельных количеств биогенных элементов. В первом случае интенсивность газообме на была уменьшена на треть. Во втором случае по результатам «эталонного» вариан та модели, имитирующего современное, «естественное» функционирование экоси стемы пролива Бьеркезунд были вычислены средние за год количества компонентов содержащиеся в верхнем слое. От этих величин были взяты половинные значения I равномерно распределены в течение года в качестве ежесуточных «добавок», такж< равномерно распределяемых в верхнем слое (1,5-кратное увеличение нагрузки). Та ким образом, в течение года ежесуточные «добавки» Сорг, Ыор!, Рор1, N'-N114, N-N02 N-N03, Р-РО4 в данном эксперименте постоянны. Величины этих «добавок» сущест венно превышают ориентировочные значения поступления компонентов в состав! промышленно-бытовых и судовых стоков, рассчитанные по данным предприятий аналогов. Результаты экспериментов показывают, что эти воздейс твия не приводят 1 коренному изменению кислородного режима. Минимальные значения кислорода 6,( мгО/л в верхнем слое и 3,5-3,6 - в нижнем наблюдаются в августе-сентябре. Продук циошше характеристики экосистемы практически остаются без изменений: увеличе' ние годовой продукции в экспериметге с добавлением органики и биогенов по от ношению к эталонному варианту составляет доли процента, среднегодовая и макси мальная биомасса синезеленых водорослей остаются практически неизменными также как и время наступления максимума их развития. Годовое отношение деструк ции к продукции для экосистемы в целом также одинаково и составляет 4,5, что сви детельствует о том, что экосистема пролива работает на «привозном сырье» из восточной части Финского залива. Можно сделать вывод, эксплуатация планируемо! промышленной зоны не должна привести к смене трофического статуса экоси-

стемы иролнва к ее эвтрофнрованшо.

Для определения подверженности экосистемы восточного участка пролива Бьеркезунд антропогенному эвтрофнрованшо на модели был проведен т.н. «экстремальный» численный эксперимент, имитирующий увеличение в три раза при равномерном распределении в течение года «добавок» соответствующих компонентов в жос»<стему. В эксперименте продукционные характеристики экосистемы увеличи-шсь. Это привело к снижению ее самоочищающей способности, оцениваемой по И/Р-отношению в период открытой воды на 33%. Ни содержание в воде сннезеленых юдорослей, ни кислородный режим не претерпели существенных изменений.

В следующих экспериментах был реализован непроточный вариант функ-щонирования экосистемы. Остальные параметры были оставлены без изменений, 'езультаты сравнения «эталонного» и «экстремального» непроточных вариантов функционирования модельной экосистемы показали, что в этом случае продукцион-гые возможности верхнего слоя экосистемы в варианте с нагрузками увеличились гриблизительно в 4 раза. Самоочищающая способность водной экосистемы снизить в верхнем слое в 3 раза, а в нижнем - в 1,7 раза.

7). Многокритериальная оценка качества воды по результатам моделирова-[ия; На оекове экспериментов с двухрезервуарной 72-компонентной водно-донной годелыо выполнена многокритериальная оценка качества воды по результатам мо-елирования на основе построения интегрального показателя качества по парамет-ам классификации А.А.Былинкиной и соавторов. В непроточных вариантах в летне месяцы года в варианте без нагрузок качество воды по величине интегрального оказателя к концу лета снижается от I до Ы1 классов в верхнем слое и от II до IV ласса в нижнем слое (левые границы классов). Увеличение нагрузки на водную эко-ястему снижает качество воды в верхнем сое до III класса в начале лета и IV клас-i в кон/ю лета и незначительно сказывается на снижении качества вод нижнего юя.

8). Оценка воздействия на водную экосистему на основе модели вертикальной /рбулентиой диффузии неконсервативных субстанций. Рассматривается акватория ¡верной части Глубоководного района. В основном модельном варианте в верхнем юе воды продукционные процессы преобладают над деструкционными, а в при-

донном слое имеет место обратная картина. В делом же в водном столбе деструкция превышает первичную продукцию в 1,67 раза, что свидетельствует о некотором «запасе» самоочищающей способности экосистемы.

Рассмотрены результаты одного из реализованных на модели экстремальных вариантов функционирования экосистемы, в котором детритная нагрузка увеличена в 2 раза, а концентрации растворенных органических (С, 14, Р) и минеральных (N114, N02, N03) РО4) соединений увеличена в 1,5 раза по сравнению с основным вариантом модели, рассмотренным выше.

Повышение антропогенных нагрузок на экосистему привело в верхних слоях ь существенному возрастанию в вегетационный период биомасс всех компоненте! биоценоза. Одновременно на 10 - 20% увеличились и продукционные способности компонентов биоты. В совокупности с повышенной антропогенной нагрузкой экосистемы взвешенным и растворенным органическим веществом это обусловило весьм; существенное уменьшение концентрации растворенного кислорода во всей толще воды в лстне-осешган период. Поскольку модель исключала учет адвективногс поступления кислорода в экосистему, в придонном слое воды запасы кислорода по степенно снижались до минимума, и на 277-е сутки решения (начало октября) здео создались анаэробные условия. Если предположить, что за период с 1972-73 гг., дл; которого выполнены идентификация и верификация модели, по настоящее время уж( произошло 1,5-2- кратное увеличение антропогенной нагрузки на экосистемы север ной час™ Глубоководного района по органическому веществу и биогенам, то уж< сегодня в отдельных районах акватории в придонных горизонтах в конце лета начале осени могут формироваться временные, ограниченные по пространств; локальные участки с опасными для аэробов-гидробнонтов условиями жизни.

9). Опенка воздействия на водную экосистему на основе модели горизонталь ной турбулентной диффузии неконсервативных субстанций. Рассматривается мелко водная проточная экосистема Невской губы по профилю от устья р. Невы в направ лении о-ва Котлин вдоль стрежневой зоны стоковых течений. Имитируется измене ние скоростей течения, мутности, содержания детрита и минерального фосфора в во де).

В варианте с нагрузкой принято двукратное увеличение концентрации детрита и 1,5-кратное повышение концентрации фосфора. Данные моделирования показывают, что при увеличении нагрузки на экосистему интенсифицируются продукционные процессы у компонентов биоценоза. Возрастают интегральные за год Р/В-коэффициенты у фитопланктона на 40-50%, а у бактерий- на 20%; ассимиляция пищи зоопланктерами возрастает на 10%. Увеличиваются интегральные за год оценки биомасс живых компонентов биоценоза: у фитопланктона - на 20-25%, у зоопланктона - на 90-100%, у бактерий - на 5% . Показано, что при значительном увеличении мутности воды, заметно снижается первичная продукция, увеличивается биогенный фон. Это создаёт предпосылки для локального повышения темпов эвтрофирования экосистемы при последующем снижении мутности и повышении прозрачности воды. Повышение антропогенной нагрузки приводит к увеличению биомассы компонентов биоценоза на всей акватории Невской губы. При этом снижение скорости течения в стрежневой зоне может вызвать образование локальных ареалов повышенной концентрации биотических и абиотических компонентов экосистемы в районе острова Котлин. Такие ареалы полузамкнутого (замкнутого) типов простираются на восток на расстояние до 10-15 км. Численные эксперименты с моделью показали, что очаги загрязнений могут образовываться при снижении скорости течения. При увеличении антропогенных нагрузок на водную экосистему транзитного типа в ней происходит повышение продуктивности и снижение :амоочищающей способности. Ослабление скорости течения в транзитной экосистеме, ещё более усиливает эти процессы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные выводы диссертационной работы сводятся к следующему:

1. Разработаны методологические основы эколого-географической оценки со-:тояния внутренних водоемов. Для этого выполнено научное обобщение ретроспек-гивы и современного состояния проблемы; критическое осмысление терминов и по-мтий, связанных с эколого-географической оценкой природных систем. На этой базе )азработана авторская концепция и ключевые понятия эколого-географической оцен-

к и водного объекта. Субъект - исследователь имеет возможность выбора биоцентристской или антропоцентристской позиции, которая определяется целью исследования. Антропоцентризм предопределяет использование санитарно-гигиенических регламентов и норм для выполнения оценки. При этом для субъекта представляет интерес один класс водных объектов, понимаемый им как «оптимальный» для человека. Биоцентристская позиция неразрывно связана с экологической регламентщи-ей и экологическим нормированием. Субъект формирует классификации объектов (свойств), ценность которых им выявляется (сопоставляется).

2. Предложены универсальные «формулы» экологической и эколого-географи-ческой оценки водного объекта:

- с позиции биоцентризма. Экологическая оценка = Экологическая регламентация + Экологическое нормирование. Эколого-географическая оценка = Эко-лого-географическая регламентация + Эколого-географическое нормирование.

- с позиций антропоцентризма'. Экологическая оценка = Санитарно-гигиеническая регламентация + Санитарно-гигиеническое нормирование. Эколого-географическая оценка = Географо-санитарпо-гигиеническая регламентация + Гео-графо-санитарно-гигиеническое нормирование.

Использование понятий экологическая оценка и эколого-географическая оценка зависит от того, каким исходным термином оперирует исследователь: водная экосистема или водная геосистема (водный объект, водный геокомплекс).

3. Вводится понятие водной геосистемы - фундаментальной структурной единицы географического ландшафта, объединяющей в себе, геоморфологические, климатические, гидрологические природные геокомпонентьг и живые организмы на определенном участке водной поверхности Земли. В ростав водной геосистемы входят водные экосистемы, и граничные экотоны: приводный, придонный, прибрежный и пойменный, отличающиеся специфичным составом биоты и свойствами абиотической среды. Водные геосистемы подразделяются на три основных типа: циклический, транзитный, каскадный. Рассмотрены параметры состояния водных геосистем и тенденции, которых следует ожидать в их развитии от молодых к зрелым стадиям.

4. Определены этапы жолого-географической оценка водной геосистемы с позиций системного анализа. Выделено шесть основных этапов, указаны отличитель-

1ые особенности, результаты каждого этапа и их соотношение с оценкой состояния -и и оценкой воздействия на водный объект.

5. Состояние водной экосистемы в любой момент времени оценивается вектором состояния или портретом водной экосистемы. Сравнение различных состоя-шй проводится на многокритериальной основе по величинам нормированных показателей с учетом весомости (значимости) критериев оценки объекта (его свойства). 1од многокритериальной оценкой значимости водного объект или его свойства по-шмается вектор значений нормированных показателей этого объекта (его свойства) 1ли результат свертки информации о состоянии объекта (его свойствах) в виде неко-орой d-функции (обобщешюй функции желательности).

6. Рассматриваются методологические основания экологической реглачен-пации и экологического нормирования водного объекта. Вводятся понятия норма состояния водной экосистемы и норма воздействия на водную экосистему. Разработан шгоритм получения нормы состояния водной экосистемы. Оценка состояния водно-о объекта с этих позиций есть соотнесение его свойств с нормой (нормами) по вели-1инам обобщенных (интегральных) показателей состояния. Показано, что выполнения на многокритериальной основе диагностика состояния водной геосистемы составляет основу эколого-географической регламентации водного объекта в целом, 'ассмотрены этапы и виды эколого-географической диагностики водоема.

Ответная реакция на внешнее воздействие оценивается как на покомпонент-гом уровне, так и на многокритериальной основе. Портрет экосистемы до воздействия сравнивается с портретом экосистемы после воздействия. При этом делается ывод о допустимости воздействия на водоем на основании того, сохранен ли инвариант водной геосистемы. В качестве инварианта предложено рассматривать при-гадлежность к определенному классу состояния системы (трофности, качества воды, стойчивости, благополучия и др.) на многокритериальной основе по величине литерального показателя. Если ни один компонент системы не утрачен и по величине [нтегрального показателя система не вышла за пределы имевшегося (до воздейст-ия) класса, то делается вывод о допустимости воздействия на водную геосистему.

Сформулирован принцип слабого звена для водной геосистемы: нагрузка, ;опустимая для наиболее уязвимой водной экосистемы, допустима для водной reo-

системы (водного объекта) в целом. При оценке воздействия норматив для водоема в целом определяется нормативом для наиболее уязвимой его экосистемы.

7. Обоснована необходимость увязать между собой гидрологическое направление в географии и гидробиологическое направление в биологии через призму отношений в системе «организмы - среда обитания» при выполнении эколого-геогра-фических оценок водных объектов. Это обусловливает появление новой ветви в системе наук о Земле - гидроэкологической. Гидроэкология (водная экология) должна исследовать отношения в системе «водный объект - живые организмы» с биоцентристских или антропоцентристских позиций. Биоцентристский подход диктует использование экологических и эко.юго-географических регламентов и нормативов, антро-поцентристский подход - географо-санитарно-гигиенических регламентов и нормативов. Предложен авторский вариант выбора системы критериев для эколого-географической регпаментации водоема. На основе полученных автором связей между компонентами водных экосистем, находящихся на различных ступенях естественного развития и испытывающих разное антропогенное воздействие, сделаны методологически важные для структурно-функциональной организации водных экосистем выводы.

8. Вводится авторское определение гидроэкологического мониторинга, под которым понимается система наблюдений, оценки и прогноза состояния водных экосистем или система наблюдений, оценки и прогноза портрета водной экосистемы. Разработана авторская концепция гидроэкологического мониторинга. Обобщены требования к гидроэколотическому мониторингу, указаны недостатки системы слежения и системы 01{енки ОГСНК и возможности ее использования для достижения целей гидроэкологического мониторинга. Рассмотрен 20-летний опыт автора в организации и проведении мониторинговых наблюдений на водных объектах; создании баз данных натурных наблюдений; разработке компьютерных экспертных и обучающих систем для целей диагностики и прогноза состояния водных геосистем, их использования в научных и учебных целях.

9. Разработаны методические основы эколого-географической диагностики водоемов применительно к оценке следующих свойств водной экосистемы: продуктивность (трофность), качество и токсическое загрязнение воды, устойчивость

Уязвимость) к воздействию, экологическое благополучие, экологическая ценность. 1олучение норм состояния и оценка состояния водных экосистем для указанных :войств реализуется на многокритериальной основе с использованием метода свод-1ых показателей.

10. Обоснована необходимость учета в мониторинговой системе оценки ско-юстей и потоков вещества между компонентами водной экосистемы. Прогнозирова-1ие изменения портрета экосистемы при внешнем воздействии на нее требует щенки скоростей массообмена в экосистеме. Разработаны модели оцетт скоростей юссообмена для основных звеньев трофических цепей водных экосистем. Предло-кены методы использования моделей оценки скоростей массообмена для эко.юго-еографической диагностики водоемов.

11. Обоснована целесообразность использования математических моделей для колого-географической оценки водоемов, получения экологических нормативов для одной геосистемы в целом или входящих в ее состав наиболее уязвимых экосис тем, 'азработана серия последовательно усложняющихся многокомпонентных простран-твенно-однородных и резервуарных гидроэкологических моделей, отражающих азличную степень и детализацию структурно-функциональной организации водных косистем циклического и транзитного типов. Предложена стратегия и разработаны тапы оценки воздействия на водные экосистемы на основе экологических моделей.

12. Проведены алгоритмические реализации моделей для годовых циклов раз-ития водных экосистем. На основе мониторинговых исследований на водоемах и рганизаций баз данных выполнены идентификационная и верификационная проце-уры, проведено тестирование моделей на внешние воздействия. В экспериментах с юделями исследуется реакция экосистем на увеличение поступления минеральных и рганических взвешенных и растворенных веществ при различных сценариях изме-ений региональных климатических и антропических факторов.

13. Рассмотрен авторский опыт экологической и эколого-географической сгламентации на примере внутренних водоемов Северо-Запада России, а также для окальных участков акватории восточной части Финского залива в связи с оценкой: ачества и токсического загрязнения вод, донных отложений; оценкой трофического эстояния экосистем, их эвтрофизации; оценкой устойчивости к воздействию (изме-

некие параметров естественного режима; эвтрофизация, загрязнение, закисление), оценкой критических режимов функционирования водных экосистем. Для этих же районов выполнена оценка скоростей обменных процессов и определяющих их факторов. На примере оценки трофности предложен авторский подход к обосновании: выделения критических уровней (рубежей, порогов) для водных экосистем в целом.

14. Обобщен авторский опыт экологического и эколого-географнческогс нормирования воздействий на водоемы. Рассмотрены три подхода к оценке воздействия. Во всех подходах реализуется многокритериальная оценка для скоростей процессов, портретов экосистем и исследуемых свойств экосистемы. На основе экспериментов с имитационными моделями выполнено нормирование воздействий для локальных участков акватории восточной части Финского залива. Рассматриваются следующие типы воздействий: увеличение биогенной нагрузки, увеличение поступления органических веществ, ограничение газообмена через водную поверхность, изменение проточности, мутности и т.п.

Основные публикации по теме диссертации.

Содержание диссертации опубликовано более чем в 100 работах, в том числе в авторской монографии и трех коллективных монографиях. Основными из них являются:

1. Влияние различных экологических факторов на интенсивность первичного биосинтеза // Вестн. Ленингр. ун-та. Сер. Геология и география. 1978. N 27, Вып. 4. С.104-107 (в соавторстве с Третьяковым В.Ю.)

2. Имитационная модель круговорота вещества в водной экосистеме Финского залива // Географические аспекты изучения Мирового океана: Тезисы докл. VIII съезда Геогр. о-ва СССР. Л.,1985, с.43-45 (в соавторстве с Кулешом В.П., Сергеевым Ю.Н.).

3. Имитация годового хода компонент водной экосистемы // Охрана окружающей среды от загрязнения промышленными выбросами ЦБП: Межвуз. сб. Л., 1986, с.42-46.

4. Моделирование развития водной и водно-донной экосистем Невской губы и восточной части Финского залива // Охрана окружающей среды от загрязнения про-

ышленными выбросами ЦБП. Межвуз. сб. Л.Д987, с. 13-17 (в соавторстве с Третья->вым В.Ю.).

5. Принципы построения математической модели экосистемы Невской губы и 'Сточной части Финского залива // Исследования водной системы Ладожское озеро з.Нева - Невская губа и восточная часть Финского залива. Л., 1988. (Труды ГГИ. >in. 1), с. 105-111 (в соавторстве с Кулешом В,П., Сергеевым Ю.Н.).

6. Моделирование годового цикла функционирования водной экосистемы Ильмень / Сб. науч. трудов ГосНИОРХ, 1989, Вып.302, с.85-92 (в соавторстве с етъяковым В.Ю., Васильевым В.Ю.).

7. Имитационная пространственно-неоднородная модель водной экосистемы вской губы / Сб. науч. трудов ГосНИОРХ, 1989, Вып.302, с. 126-140 (в соавторстве Сергеевым Ю.Н., Кулешом В.П.).

8. Оценка современного состояния и перспектив эвтрофирования восточной ;ти Финского залива на основе моделирования круговорота вещества в водной хжстеме / Вестник ЛГУ, 1990, сер.7, вып. I, №7, с.50-62. (в соавторстве с Сергеем Ю.Н.).

9. Влияние изменений температуры среды и светового режима на функциони-шние водной экосистемы // Расчетные гидрологические характеристики: Между-[. сб. научн. трудов Ленитггр. гидромет. ин-та, Л., 1991. Вып.110, с.94-98.

10. Имитация эвтрофирования мелководных экосистем восточной Балтики // »экология Балтийского региона: Межвуз.сб. Л., 1992, с.51-60 (в соавторстве с Сер-вым Ю.Н.).

11. Экологическое нормирование состояния и антропогенных воздействий на (родные экосистемыУ/Вестник СПбГУ, сер.7, 1994, вып.2 (№14), с.60-70.

12. Диагностика и моделирование водных экосистем. СПб, 1995, 215 с.

13. Методика диагностики состояния и устойчивости водных экосистем // Эко-э-географический анализ состояния природной среды: проблема устойчивости экосистем. СПб., 1995. С.41-67.

14. Диагностика состояния водных экосистем южного побережья Финского за-а от г.Ломоносова до м.Кургальского / География и современность. Межвуз.

сборник научных тр. Вып.7, СПбГУ, 1995, с.35-50 (в соавторстве с Васильевы; В.Ю., Мякишевой Н.В., Третьяковым В.Ю.).

15. Основные этапы становления школы имитационного моделирования экс логических систем в учебно-научном центре географии и геоэкологии Санкт Петербургского университета / География и современность. Межвуз.сборник нау-ных тр. Вып.7, СПбГУ, 1995, с.60-79 (в соавторстве с Сергеевым Ю.Н.)

16. Многокритериальная оценка экологического состояния и устойчивост геосистем на основе метода сводных показателей. I. Качество природны вод.//Вестник СПбГУ, сер.7., вып.З (N21), 1996. С.40-52. (в соавторстве с Мякишевс Н.В., Ховановым Н.В.).

17. Многокритериальная оценка экологического состояния и устойчивост геосистем на основе метода сводных показателей. II.Трофический статус водны экосистем.//Вестник СПбГУ, сер.7., вып.1 (N23), 1997. С.51-67 (в соавторстве с Mi кшневой Н.В., Третьяковым В.Ю., Ховановым Н.В.).

18. Пространственно-неоднородная по вертикали модель водной экосистем восточной части Финского залива // Сб. науч. трудов ГосНИОРХ. 1989. Вып.ЗО с.115-125 (в соавторстве с Кулешом В.П., Сергеевым Ю.Н.).

19. Моделирование развития водных экосистем в условиях антропогенного э: трофирования // География и современность: Межвуз. сб. Л., 1990. Вып.5, с. 149-16 (в соавторстве с А.И.Шишкиным).

20. Методика оценки экологического состояния и устойчивости к антропоге: ним нагрузкам водных объектов суши применительно к Северо-Западу России Программа «Университеты России. География, М., 1993, с.32-40 (в соавторстве Вуглинским B.C.).

21. Диагностика состояния, устойчивости водных экосистем и гидроэколог, ческое нормирование на основе теории моделирования дефицита информации Экологические проблемы Севера Европейской территории России. Тезисы доклад всероссийского совещания. Апатиты, 1996, с. 116-117.

22. Диагностика состояния водоемов, наземной растительности и почвешю покрова геосистем карельского Приладожья. I. Диагностика состояния водных об ектов // Известия Русского географического общества. 1996, Т.128, Вып.1; II. Диагн

гика состояния почвенного и растительного покрова, устойчивость геосистем к ан-юпогешгому воздействию // Известия Русского географического общества.,1996, .128, Вып.2., с.49-54, (в соавторстве с Васильевым В.Ю., Горбовской Л.Д., Огурцо->im А.Н и др.)

23. Пространственно-неоднородная имитационная модель водной экосистемы ¡ера Ильмень / Экосистема озера Ильмень и его поймы, СПб, 1997, с. 151-247 (в со-п-орстве с Кулешом В.П., Сергеевым Ю.Н.).

24. Гидрохимический релсим озера Ильмень / Экосистема озера Ильмень и его >ймы, СПб, 1997, с.41-71 (в соавторстве с Бойцовым A.B., Васильевым В.Ю., Гор->вской А.Д. и др.).

25. Биоценоз озера Ильмень / Экосистема озера Ильмень и его поймы, СПб, 197, с.72-96 (в соавторстве с Сергеевым Ю.Н., Третьяковым В.10.).

26. Диагностика, экологическое нормирование и оценка устойчивости водных осистем к антропогенному воздействию // Океанология б Санкт-Петербургском шверситете. СПб,1997, с. 196-211.

27. Многокритериальная оценка экологического состояния и устойчивости осистем на основе метода сводных показателей. IV.Токсическое загрязнение воды, унтов и влияние поллютантов на удельные скорости обменных процессов в водных осистемах / Вестник СПбГУ, Сер.7, 1999, вып.1 (№7), с.40-53 (в соавторстве с урцовым А.Н., Третьяковым В.Ю., Васильевым В.Ю.).

28. Оценка экологического состояния водных объектов суши,'/ Экология. Безо-сность. Жизнь, Гатчина, 1999, выл.8, с.200-217.

29. Интегральная оценка экологического состояния и качества среды город-их территорий, СПб, 1999, 253 с (в соавторстве с Алимовым А.Ф., Флоринской VI, Ховановым Н.В. и др.).

30. Гидроэкологические работы на озере // Учебное пособие кафедры гидроло-и суши СПбГУ по полевым гидрологическим практикам для студентов I и II курв. СПб, 2000, с.84-115.

31. Экологическое состояние вод восточной части Финского залива в районе ждународного заказника «Березовые острова» / Итоговая сессия ученого Совета

Российского государственного гидрометеорологического университета. 25-26 января 2000 г., СПб, 2000, с.129-131.

32. Spatial-temporal variation of entropy and comparative assessmtnt of stability of Ladoga, Onega and Ilmen lakes' aquatic ecosystems /^'international Lake Ladoga Symposium. Ecological problems of Lake Ladoga, 1993, St. Petersburg, Russia, p.54.

33. The spatial-temporal variation of entropy, and a comparative assessment of the stability of the aquatic ecosystems of large and small NW Russian lakes, JOENSUU, 1995, pp 259-265.

34. A Procedure of Assessing Inland Water Bodies Ecological Status and Resistance to Anthropogenic Impact as Applied to Russias North-West / Geography. M„ 1995, pp 3037 (в соавторстве с Vuglinsky V.S.).

35. Parametrization of cascade geosistems and coevolution of it's biotic and abiotic and components with man-made load. International ecological congress September 22-28, Voronezh, Russia, Proceedings and abstracts. Section: Science and the Environment., 1996, pp.84-85 (в соавторстве с Kuiesh V.P., Tretyakov V.Yu).

Типография ООО «ПОЛЭКС», В О. Средний пр, д.4 Закал №67 от 28.04.2000, чираж 100 зет.

Содержание диссертации, доктора географических наук, Дмитриев, Василий Васильевич

ВВЕДЕНИЕ.

I. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭКОЛОГО-ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ

ОЦЕНКИ ВОДОЕМОВ.

1.1. Географическая и экологическая оценки: терминология и основные определения.

1.2. Методологические аспекты эколого-географической оценки водного объекта.

1.3. Водоем как объект гидрологической и эколого-географической оценки.53 г. ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ КАК ИНФОРМАЦИОННАЯ БАЗА

ИССЛЕДОВАНИЯ ВОДОЕМОВ.

2.1. Организация и проведение мониторинговых наблюдений за состоянием водных экосистем.

2.1.1. Особенности мониторинга водных экосистем.

2.1.2. Характерные особенности годового цикла развития водной экосистемы.

2.1.3. Разработка методик гидрохимических определений.

2.2. Проведение мониторинговых наблюдений на водных объектах.

2.3. ГИС-технология и базы данных для целей гидроэкологического мониторинга.

3. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭКОЛОГО-ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ВОДОЕМОВ.

3.1. Стратегия эколого-географической диагностики водоемов.

3.2. Оценка трофического статуса водных экосистем.

3.3. Оценка качества природных вод.

3.4. Оценка устойчивости и уязвимости водоемов к антропогенному воздействию.

3.5. Оценка экологического благополучия и экологической ценности водоемов.

4. ОЦЕНКА СКОРОСТЕЙ ОБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ В ВОДНЫХ

ЭКОСИСТЕМАХ.

4.1. Баланс массы и уравнения баланса скоростей массообмена.

4.2. Графические интерпретации баланса масс и баланса скоростей.

4.3. Массообмен между гидробионтами и средой обитания.

4.3.1. Фитопланктон.

4.3.2. Зоопланктон.

4.3.3. Бактериопланктон.

4.3.4. Бентос и рыбы.

4.4. Обмен и трансформация вещества в абиотической среде.

4.4.1. Растворенное органическое вещество.

4.4.2. Расход кислорода на окисление РОВ и нитрификацию.

4.4.3. Газообмен с атмосферой через водную поверхность.

4.4.4. Антропогенное поступление органических и минеральных веществ.

5. ЭКОЛОГО-ГЕОГ РАФИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВОДОЕМОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ.

5.1. Стратегия оценки воздействия на водную геосистему.

5.2. Выбор моделей и представление в них геопространства.

5.3. Компоненты моделей и моделируемые процессы.

5.4. Пространственно-однородные модели водных экосистем.

5.5. Пространственно-неоднородные модели водных экосистем.

5.6. Многокритериальные оценки состояния водных экосистем.

6. ЭКОЛОГО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВОДОЕМОВ НА ОСНОВЕ РАЗРАБОТАННЫХ ПОДХОДОВ.

6.1. Экологическая и эколого-географическая регламентация водоемов.

6.2. Экологическое и эколого-географическое нормирование воздействий на водоемы.

Введение Диссертация по географии, на тему "Эколого-географическая оценка состояния внутренних водоемов"

Актуальность проблемы. Проблемы оценки состояния и устойчивости экологических систем и связанная с ними проблема экологического нормирования состояния и антропогенных воздействий на природные системы в последнее десятилетие являются приоритетными в эколого-географических исследованиях. Без обсуждения проблем оценки состояния экосистем и оценки воздействия на них не обходится в последние годы ни одна конференция или симпозиум по проблеме охраны природы и рационального использования окружающей человека природной среды. Эти вопросы обсуждались, например, на заседании проблемного Совета по направлению «Экологическое нормирование» Федеральной программы «Экология России» в 1991 г. в г.Ростове-на-Дону; на научно-координационном международном совещании "Экологическое нормирование: проблемы и методы" в г.Пущино в 1992 г., на которых автор диссертации выступал с пленарными докладами и др. В резолюции совещания в г.Пущино констатируется, что в природоохранной тематике целесообразно расширение и углубление фундаментальных и прикладных исследований по проблеме экологического нормирования. Наиболее перспективными направлениями исследований названы: разработка системы интегральных параметров для слежения за реакциями экосистем на антропогенные воздействия; изучение свойств экосистем (устойчивость) в отношении антропогенных факторов; разработка принципов определения пороговых и критических величин параметров состояния экосистем и на этой основе разработка методик определения допустимых антропогенных нагрузок на природные территориальные комплексы. В решении Международного симпозиума «Экологическая экспертиза и критерии экологического нормирования» в г. Санкт-Петербурге в 1995 г. (п.2) признается, что «экспертиза качества окружающей среды и связанного с ним состояния здоровья населения часто базируются на формальных гигиенических нормативах, а не на правилах, принципах и законах экологии, недостаточно разработаны представления об экологических нормативах». Разработка методологических основ оценки состояния и воздействия на природные экосистемы потребовала объединения усилий многих научных коллективов. В 1988 и 1999 гг. в ГХИ опубликованы сборники «Экологическое нормирование и моделирование антропогенных воздействий на водные экосистемы» (под ред. А.М.Никанорова), с 1991 г. во ВНИИ природы (г.Москва) действует семинар, целью которого является разработка методологических основ экологического нормирования, публикуется сборник «Оценка состояния и устойчивости экосистем» (1992). Авторы этих изданий признают, что задачи оценки текущего состояния природной среды и экологического нормирования антропогенного воздействия на природные экосистемы представляют собой самые важные экологические проблемы, в тоже время весьма сложные и мало разработанные. Поскольку не существует единой методологии экологической регламентации и экологического нормирования, эти научные направления пока ориентируются на решение задач не столько практических, сколько научно-исследовательских, поисковых.

Отметим в условно-хронологическом порядке отечественных ученых, внесших заметный вклад в становление и решение проблем экологической регламентации и нормирования природных систем. Это С.С.Шварц, Н.С.Строганов, В.Д.Федоров, А.П.Левич, Д.А.Криволуцкий, Ф.А.Тихомиров, Е.А.Федоров, Ю.А.Израэль, А.Ф.Алимов, Ю.Г.Пузаченко, М.Д.Гродзинский, О.Ф.Садыков, Т.Д.Александрова, А.М.Степанов, А.Д.Арманд, В.Г.Драбкова, Б.Г.Скакальский, В.С.Николаевский, Ю.И.Леплинский, Т.С.Самойлова, В.А.Красилов, В.А.Абакумов, Е.Л.Воробейчик, М.Г.Фарафонтов, Г.Т.Фрумин и др. Однако, несмотря на представительность библиографии, следует обратить внимание на отсутствие до настоящего времени в экологической литературе систематического изложения теории и методов эколого-географической (географо-экологической) оценки состояния водных объектов, содержащего основы регламентации и нормирования воздействий на гидроэкосистемы.

1) обосновать и сформулировать понятийный аппарат и основополагающие принципы, позволяющие разработать методы количественной эколого-географической ог^енки состояния водоемов и ответной реакции их экологических систем на внешнее воздействие;

2) обобщить многолетний опыт организации и проведения мониторинговых исследований водных экосистем и предложить на этой основе авторскую концепцию гидроэкологического мониторинга;

3) разработать методические основы эколого-географической регламентации и эколого-географического нормирования водных геосистем;

4) обосновать необходимость учета в мониторинговой системе оценки скоростей и потоков вещества между компонентами водной экосистемы. Разработать модели оценки скоростей массообмена для основных звеньев трофических цепей водных экосистем, предложить методы использования моделей оценки скоростей массообмена для эколого-географической оценки водоемов;

5) обосновать целесообразность использования математических моделей для эколого-географической оценки водоемов. Разработать модели многокритериального оценивания отдельных свойств водных объектов (трофностъ, качество и токсическое загрязнение воды, устойчивость к воздействию, экологическое благополучие, экологическая ценность). Создать серию последовательно усложняющихся имитационных моделей водных экосистем для эколого-географической оценки состояния водоемов и антропогенных воздействий на них;

6) на основе разработанных методов и моделей рассмотреть авторский опыт экологической и эколого-географической регламентации; экологического и эколого-географического нормирования воздействий на примере водоемов Северо-Запада России.

Исходные материалы. В работе использованы:

- данные гидрологических, гидрохимических, гидробиологических наблюдений на водных объектах Северо-Запада России, изданные СЗУГКС (СЗБТУ) в виде «Бюллетеней загрязненности вод восточной части Финского залива и Балтийского моря», «Ежегодных гидрохимических данных о качестве вод восточной части Финского залива», «Ежегодных гидрохимических данных о качестве морских вод», а также содержащиеся в сборниках «Химический состав вод восточной части Финского залива и загрязненность поверхности Балтийского моря пленкой нефтепродуктов», «Ежегодник качества морских вод восточной части Финского залива по гидробиологическим показателям» за период с конца 1960-х по начало 1990-х гг.;

- данные по состоянию водных объектов и водохозяйственной обстановке, изданные Ленкомэкологией в аналитических обзорах «Экологическая обстановка в Санкт-Петербурге и Ленинградской области» с 1991 по 1997 г.;

- данные гидрологических, гидрохимических, гидробиологических наблюдений на водных объектах Северо-Запада России, выполненных экспедициями Государственного гидрологического института, Зоологического института РАН, Государственного научно-исследовательского института озерного и речного рыбного хозяйства, Научно-исследовательского института географии Санкт-Петербургского государственного университета (НИИГ СПбГУ) и др., опубликованные в тематических сборниках, монографиях и научных статьях в период с конца 1960-х по середину 1990-х гг.;

- материалы комплексных синхронных экспедиционных наблюдений за биотическими и абиотическими компонентами водных экосистем Северо-Запада России, выполненных в период с 1972 по 1996 гг. сотрудниками лабораторий химии и загрязнения морских вод; экспериментальной океанологии географического факультета ЛГУ (1972-1982 гг.); лабораторий охраны окружающей среды; моделирования и диагностики геосистем НИИГ СПбГУ (1983-1987 гг.); кафедр гидрологии суши; геоэкологии и природопользования факультета географии и геоэкологии СПбГУ (199397 гг.) при непосредственном участии автора диссертации. Эти экспедиции целенаправленно планировались для эколого-географической оценки состояния водных объектов, информационного обеспечения задач имитационного моделирования гидроэкологических систем и оценки воздействия на водные экосистемы. В экспедициях собраны уникальные данные натурных наблюдений, охватывающие годовые циклы развития экосистем с дискретностью наблюдений 5-10 суток в весенне-летний период и 15-20 суток в осенне-зимний период. Значительная часть этих материалов занесена в базы данных натурных наблюдений за состоянием водных экосистем Северо-Запада России. За период с 1985 г по 1999 г на основе экспедиционных исследований, опубликованных ежегодных, многолетних и каталожных данных, разовых справочных и научных изданий были разработаны 10 компьютерных баз данных.

Методология и методика исследования. В основу работы положено сочетание индуктивного и дедуктивного путей познания, аксиоматического метода исследований. Дедуктивный подход на первом этапе проявляется во введении в методологию исследования аксиоматики, постулатов, гипотез, имеющих характер общих утверждений. На втором этапе эта система исходных положений и правил путем логической дедукции преобразуется в основополагающие утверждения теории - определения и «формулы» эколого-географической оценки с позиций антропо- и биоцентризма и в предметно-методическую основу получения количественных оценок.

Индуктивный подход реализуется в разработке и реализации многокритериального подхода для получения интегральных показателей состояния водоемов; модельном представлении характерных структурно-функциональных особенностей годового цикла развития водных экосистем, разработке стратегий эколого-географи-ческой диагностики водоемов и оценки воздействия на водные геосистемы.

Методика исследования носит оригинальный характер и основана на многокритериальном параметрическом представлении портретов экосистем, норм состояния и норм воздействия на водные экосистемы на основе мониторинговых данных или результатов имитационного моделирования.

Научная новизна. В ходе работы над темой впервые:

- разработаны методологические основы эколого-географической оценки состояния внутренних водоемов. Авторская концепция и ключевые понятия эколого-географической оценки водного объекта опубликованы в серии монографий и научных статей автора (Дмитриев, 1993; 1994; 1995; 1997; 1999;2000);

- обоснована необходимость увязать между собой гидрологическое направление в географии и гидробиологическое направление в биологии через призму отношений в системе «организмы - среда обитания» при выполнении эколого-географи-ческих оценок водных объектов (Дмитриев, 1995; 1997; 1999);

- вводится понятие водной геосистемы - фундаментальной структурной единицы географического ландшафта, в состав которой входят водные экосистемы и граничные экотоны: приводный, придонный, прибрежный и пойменный. Водные геосистемы подразделены на три основных типа: циклический, транзитный, каскадный. На этой основе разработана концептуальная модель развития водных геосистем (29 параметров, объединенных в 7 групп) от молодых {развивающихся) к зрелым (кли-максным) стадиям. Сформулирован принцип слабого звена для водной геосистемы.

Разработаны этапы эколого-географической оценки водной геосистемы с позиций системного анализа;

- разработаны методические основы эколого-географической диагностики водоемов на многокритериальной основе применительно к оценке следующих свойств водной экосистемы: продуктивность (трофность), качество и токсическое загрязнение воды, устойчивость (уязвимость) к воздействию, экологическое благополучие, экологическая ценность. Показано, что выполненная на многокритериальной основе диагностика состояния водной геосистемы составляет основу эколого-географической регламентации водного объекта в целом (ДмитриевД994; 1995; 1996; 1997; 1998);

- обоснована целесообразность использования математических моделей для эколого-географической оценки водоемов, получения экологических нормативов для водной геосистемы в целом или входящих в ее состав наиболее уязвимых экосистем. Предложены методы и модели оценки скоростей массообмена для эколого-географи-ческой диагностики водоемов. Разработана серия последовательно усложняющихся многокомпонентных пространственно-однородных и резервуарных гидроэкологических моделей, отражающих различную степень и детализацию структурно-функциональной организации водных экосистем циклического и транзитного типов (Дмитриев, 1986; 1987; 1994; 1995; 1997).

В прикладном аспекте новыми являются полученные автором результаты эколого-географической оценки состояния и ответной реакции на воздействия локальных и региональных водных экосистем Северо-Запада России.

Основания для выполнения исследований. Работы по оценке состояния водных экосистем и оценке антропогенного воздействия на них на основе математического моделирования проводились автором диссертации в период с 1972 по 1999 гг. в связи с выполнением плановых НИР и исследований по российским и международным научным программам и грантам, в том числе:

- «Провести комплексные натурные исследования гидрологического и гидрохимического режима водной системы Ладожское озеро - река Нева - Невская губа и разработать прогноз ее изменений под влиянием планируемых водохозяйственных мероприятий». Разработка математической модели экосистемы Невской губы и воеточной части Финского залива и анализ возможных ее изменений под влиянием перераспределением стока, перспективного сброса сточных вод и сооружений по защите г.Ленинграда от наводнений (задание 0.85.01.09 плана ГКНТ СССР, 1981-1985 гг., отв. исполнитель);

- «Выполнить комплексные исследования природы Балтийского моря, взаимодействия гидросферы и атмосферы, изучить гидрофизические поля моря, степень загрязнения вод и организмов, разработать основные принципы математического моделирования экосистемы Балтийского моря, разработать климатическую имитационную модель экосистемы и верифицировать ее на основе натурных данных» (задание 0.74.01.12.05, 1981-1985 гг., отв. исполнитель от НИИ! СПбГУ);

- «Разработка имитационной математической модели экосистемы озера Ильмень» (задание 09.01.Н73 плана ГКНТ СССР, 1986-1990 гг., отв. исполнитель);

- « Разработка базового варианта информационно-экологической системы «Северо-Запад» (тема П. 1.014 КНТП «Экология России», 1991 г., отв. исполнитель);

- «Разработка методик основ экологического нормирования», федеральная КНТП «Экология России» (раздел «Экологическое нормирование», 1991-1993 гг., научный руководитель от головной организации — 11ИИГ СПбГУ);

- «Разработка методологии экологического нормирования антропогенного воздействия на водные экосистемы», «Разработка имитационных математических моделей водных экосистем», федеральная КНТП «Экологическая безопасность России» (разделы 5.4.7.1 и 1.5.1 - контракт 1.5.32; 5.4.8.3., 1993-1995 гг., научный руководитель тем от НИИГ СПбГУ);

- «Разработка методики оценки экологического состояния и устойчивости к антропогенным нагрузкам водных объектов суши применительно к Северо-Западу России» (программа «Университеты России», 1993-95 гг., исполнитель программы);

- «Теория и методы математического моделирования в оценке состояния и устойчивости геосистем регионального уровня» (темы 8.3.95-8.3.99 ЕЗН НИИГ СПбГУ, 1995-99 гг., научный руководитель) и др.;

- грантам РФФИ: 94-04-13510 (1995-96 гг.); 96-05-65170 (1996-97 гг.); 98-0565550 (1998-99 гг.); 98-05-65184 (1998-99 гг.); международным грантам: INTAS 96

1917; INTAS 1917-99 (1997-2000 гг.) - исполнитель; грант IS SEP №1289d (1997 г. -персональный).

Практическая значимость и внедрение. Представленные в работе: методология эколого-географической оценки водоемов, методы эколого-географической диагностики водоемов на многокритериальной основе, методы и модели оценки скоростей массообмена для эколого-географической диагностики водоемов; имитационные многокомпонентные гидроэкологические модели представляют собой предметно-методическую основу и рабочий инструмент для оценки состояния водоемов и антропогенных воздействий на их экосистемы.

Результаты научных исследований по теме диссертации были внедрены в период с 1985 по 1999 гг. в виде научных отчетов и авторских публикаций в Объединенном научном совете «Экология и природные ресурсы» Санкт-Петербургского научного центра РАН; Госкомитете по охране окружающей среды г.Санкт-Петербурга и Ленинградской области; ряде академических институтов РАН (Зоологический институт, Институт озероведения, Государственный гидрологический институт, Государственный гидрохимический институт, Институт радиотехники и электроники); научно-исследовательских институтов (ВНИИ охраны природы и заповедного дела, Государственный научно-исследовательский институт озерного и речного рыбного хозяйства; Научно-исследовательский институт географии, Научно-исследовательский институт земной коры Санкт-Петербургского государственного университета) и др.; проектных организаций (Ленморниипроект, НПО «Поток», и др.).

На основе проведенных научных исследований автором в период с 1986 по 1999 гг. разработаны и внедрены в учебные планы факультета географии и геоэкологии СПбГУ учебные курсы: «Экологическое нормирование и оценка устойчивости водных экосистем», «Методы оценки качества природных вод», «Моделирование круговорота вещества в водных экосистемах», «Гидроэкологическое прогнозирование», «Кинетика обменных процессов в водных экосистемах», «Теория квали метрических шкал», «Полевые гидроэкологические исследования» и др. Международным признанием вклада автора в развитие эколого-географических научных исследований явилось присуждение ему персонального гранта IS SEP по Наукам о Земле в 1997г.

Созданные на основе разработанных подходов методики и модели, могут успешно применяться: при разработке проектных предложений по ведению хозяйственной деятельности, связанной с увеличением антропогенного воздействия на водные объекты суши (разделы «Оценка воздействия на окружающую среду»); при решении оптимизационных эколого-экономических задач в области природо- и водопользования; при разработках программ мониторинга и управления водными экосистемами, определении критических режимов их функционирования и выбора оптимальных проектов для улучшения экологической обстановки в регионе.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и опубликованы в материалах следующих съездов, симпозиумов, конференций и совещаний: Итоговых сессий Ученого совета факультета географии и геоэкологии СПбГУ (Санкт-Петербург, 1994,1995,1997); Итоговых сессиях Ученого совета РГГМУ (1999, 2000); VIII, IX, X съездов Географического общества (Киев, 1985; Казань, 1990; Санкт-Петербург, 1995); Симпозиума по химическим основам биологической продуктивности мирового океана и морей СССР (Москва, 1976); XVII заседании Межведомственного комитета СССР по охране Балтийского моря совместно с Национальной координационной группой по исследованию Балтийского моря (Таллин, 1985); Всесоюзной конференции «Рациональное природопользование в районах избыточного увлажнения (Калининград, 1989); Координационного совещания «Математическое моделирование в гидроэкологии» (Ленинград, 1990); Конференции «Экологические проблемы рационального использования и охраны водных ресурсов Северо-Запада европейской части РСФСР (Вологда, 1990); заседании Проблемного Совета по направлению «Экологическое нормирование» Федеральной программы «Экология России» (Ростов-на-Дону, 1991); Научно-координационном международном совещании "Экологическое нормирование: проблемы и методы" (Пущино, 1992); V-й конференции по географии и картографированию океана «Региональная организация и управление морехозяйственными комплексами страны» (Санкт-Петербург, 1992); Советско-финского семинара по экологии Балтийского моря (Санкт-Петербург, 1992); I-st Internacional Ladoga symposium. Ecological problem of Lake Ladoga (St.Petersburg, 1993); III международной конференции «Региональная информатика-94» (Санкт-Петербург, 1994); Конференции «Географические информационные системы. Теория и практика» (Санкт-Петербург, 1994,1995); Международного симпозиума «Методы охраны атмосферы и водной среды. Регулирование и долгосрочное планирование природоохранных мероприятий» (Санкт-Петербург, 1994); Международном симпозиуме "Методы и средства мониторинга состояния окружающей среды МСОС-95" (Санкт-Петербург, 1995); Научно-технических конференций Санкт-Петербургского университета растительных биополимеров «Охрана окружающей среды от загрязнения промышленными выбросами ЦБП» (Ленинград-Санкт-Петербург, с 1983 по 1995 гг.); Международной конференции "Фундаментальные и прикладные проблемы охраны окружающей среды (ПООС-95)" (Томск, 1995); Всероссийском совещании «Экологические проблемы Севера Европейской территории России» (Апатиты, 1996); Первой международной конференции «Проблемы ноосферы и устойчивого развития» (Санкт-Петербург, 1996); Всероссийской научной конференции «Современная география и окружающая среда» (Казань, 1996); International ecological congress (Voronezh, 1996); Second International Symposium on: Functioning of Coastal Ecosystems in Various Geographical Regions. Land-Ocean Interaction in the Coastal Zone (Sopot, 1996); Международном конгрессе "Маркетинг и проблемы информатизации предпринимательства" (Санкт-Петербург, 1996); X ландшафтной конференции «Структура, функционирование, эволюция природных и антропогенных ландшафтов» (Москва, 1997); VI и VII научных конференциях «Университеты в канун третьего тысячелетия: ноосфера, экология, образование» (Санкт-Петербург, 1998, 1999); Conference on marine environment in nort west of Russia («Marin-1») (St-Petersburg, 1998); Baltic Sea Science Conference «The Changing Coastal Oceas foundation for ans: from Assessment tu Prediction» (Rostock-Warnemuende, Germany, 1998); Научно-практических конференций «Мониторинг и прогнозирование чрезвычайных ситуаций» (Санкт-Петербург, 1998, 1999); 3-rd Internacional Lake Ladoga symposium. Monitoring and sustainable management of Lake Ladoga and other large lakes (Petrozavodsk, 1999); Всероссийской научной конференции «Экологические и метеорологические проблемы больших городов и промышленных зон» (Санкт-Петербург, 1999).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав и выводов, изложена на 419 страницах, включает 42 рисунка и 77 таблиц и библиографию из 279 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов", Дмитриев, Василий Васильевич

Основные выводы диссертационной работы сводятся к следующему:

1. Разработаны методологические основы эколого-географической оценки состояния внутренних водоемов. Для этого выполнено научное обобщение ретроспективы и современного состояния проблемы; критическое осмысление терминов и понятий, связанных с эколого-географической оценкой природных систем. На этой базе разработана авторская концепция и ключевые понятия эколого-географической оценки водного объекта. Оценка водного объекта рассматривается с позиций субъекта-математика, географа и эколога. Обсуждается соотношение географической и экологической составляющих в оценке водного объекта. Субъект - исследователь имеет возможность выбора биоцентристской или антропоцентристской позиции, которая определяется целью исследования. Антропоцентризм предопределяет использование санитарно-гигиенических регламентов и норм для выполнения оценки. При этом для субъекта представляет интерес один класс водных объектов, понимаемый им как «оптимальный» для человека. Биоцентристская позиция неразрывно связана с экологической регламентацией и экологическим нормированием. Субъект формирует классификации объектов (свойств), ценность которых им выявляется (сопоставляется).

2. Предложены универсальные «формулы» экологической и эколого-географи-ческой оценки водного объекта:

- с позиции биоцентризма: Экологическая оценка = Экологическая регламентация + Экологическое нормирование. Эколого-географическая оценка = Эко-лого-географическая регламентация + Эколого-географическое нормирование.

- с позиций антропоцентризма: Экологическая оценка = Санитарно-гигиеническая регламентация + Санитарно-гигиеническое нормирование. Эколого-географическая оценка - Географо-санитарно-гигиеническая регламентация + Гео-графо-санитарно-гигиеническое нормирование.

3. Вводится понятие водной геосистемы - фундаментальной структурной единицы географического ландшафта, объединяющей в себе, геоморфологические, климатические, гидрологические природные геокомпоненты и живые организмы на определенном участке водной поверхности Земли. В состав водной геосистемы входят водные экосистемы, абиотическая среда которых характеризуется определенным сочетанием элементов гидрологического режима, химического состава вод, особой морфометрией (батиметрией), климатическими параметрами и граничные экотоны: приводный, придонный, прибрежный и пойменный, отличающиеся специфичным составом биоты и свойствами абиотической среды. Водные геосистемы подразделяют^ ся на три основных типа: циклический, транзитный, каскадный. Рассмотрены параметры состояния водных геосистем (29 параметров, объединенных в 7 групп) и тенденции, которых следует ожидать в их развитии от развивающихся к зрелым стадиям.

4. Определены этапы эколого-географической оценки водной геосистемы с позиций системного анализа. Выделено шесть основных этапов, указаны отличительные особенности, результаты каждого этапа и их соотношение с оценкой состояния или оценкой воздействия на водный объект.

5. Состояние водной экосистемы в любой момент времени оценивается вектором состояния или портретом водной экосистемы. Сравнение различных состояний проводится на многокритериальной основе по величинам нормированных показателей с учетом весомости (значимости) критериев оценки объекта (его свойства). Под многокритериальной оценкой значимости водного объекта или его свойства понимается вектор значений нормированных показателей этого объекта (его свойства) или результат свертки информации о состоянии объекта (его свойствах) в виде некоторой ё-функции (обобщенной функции желательности). Многокритериальная оценка предполагает необходимость проведения процедуры свертывания информации, что позволяет преодолеть "проклятие размерности1' при эколого-географической оценке водоемов. Предлагаемый подход к многокритериальной оценке трофности, качества и загрязнения воды, устойчивости к воздействию, благополучия и других свойств водных экосистем рассматривается как решение задачи многомерной статистической классификации параметров или признаков, их характеризующих, при наличии обучающих выборок в виде существующих классификаций данных свойств.

Основу обучающих классификаций составляют нумерические и квалиметрические шкалы, отражающие изменение признаков (критериев оценивания) по классам состояний.

6. Разработаны методические основы эколого-географической диагностики водоемов применительно к оценке следующих свойств водной экосистемы: продуктивность (трофность), качество и токсическое загрязнение воды, устойчивость (уязвимость) к воздействию, экологическое благополучие, экологическая ценность. Получение норм состояния и оценка состояния водных экосистем для указанных свойств реализуется на .многокритериальной основе с использованием метода сводных показателей.

7. Рассматриваются методологические основания экологической регламентации и экологического нормирования водного объекта. Вводятся понятия норма состояния водной экосистемы и норма воздействия на водную экосистему. Разработан алгоритм получения нормы состояния водной экосистемы. Оценка состояния водного объекта с этих позиций есть соотнесение его свойств с нормой (нормами) по величинам обобщенных (интегральных) показателей состояния. Показано, что выполненная на многокритериальной основе диагностика состояния водной геосистемы составляет основу эколого-географической регламентации водного объекта в целом. Рассмотрены этапы и виды эколого-географической диагностики водоема. Разница между эколого-географической диагностикой и эколого-географической оценкой водного объекта заключается в том, что в оценку включен этап эколого-географи-ческого нормирования водной геосистемы.

Ответная реакция на внешнее воздействие оценивается как на покомпонентном уровне, так и на многокритериальной основе. Портрет экосистемы до воздействия сравнивается с портретом экосистемы после воздействия. При этом делается вывод о допустимости воздействия на водоем на основании того, сохранен ли инвариант водной геосистемы. В качестве инварианта предложено рассматривать принадлежность к определенному классу состояния системы (трофности, качества воды, устойчивости, благополучия и др.) на многокритериальной основе по величине интегрального показателя. Если ни один компонент системы не утрачен и по величине интегрального показателя система не вышла за пределы имевшегося (до воздействия) класса, то делается вывод о допустимости воздействия на водную геосистему.

Сформулирован принцип слабого звена для водной геосистемы: нагрузка, допустимая для наиболее уязвимой водной экосистемы, допустима для водной геосистемы (водного объекта) в целом. Значение этого принципа для рационального водопользования состоит в том, что он «запрещает» абсолютное однообразие нормативов для экосистем водоемов, зачастую создаваемое человеком на значительной по площади водной акватории, а в области управления водным объектом «требует» неравномерного внимания к его различным экосистемам. При оценке воздействия норматив для водоема в целом определяется нормативом для наиболее уязвимой его экосистемы.

8. Обоснована необходимость увязать между собой гидрологическое направление в географии и гидробиологическое направление в биологии через призму отношений в системе «организмы - среда обитания» при выполнении эколого-геогра-фических оценок водных объектов. Это обусловливает появление новой ветви в системе наук о Земле - гидроэкологической. Гидроэкология (водная экология) должна исследовать отношения в системе «водный объект - живые организмы» с биоцентристских или антропоцентристских позиций. Биоцентристский подход диктует использование экологических и эколого-географических регламентов и нормативов, антро-поцентристский подход - географо-санитарно-гигиенических регламентов и нормативов. Получение экологических и эколого-географических оценок является неотъемлемой частью таких исследований. Предложен авторский вариант выбора системы критериев для эколого-географической регламентации водоема. На основе полученных автором связей между компонентами водных экосистем, находящихся на различных ступенях естественного развития и испытывающих разное антропогенное воздействие, сделаны методологически важные для структурно-функциональной организации водных экосистем выводы. Показано, что достижение экологического благополучия водной экосистемой, в качестве которого могут быть выбраны различные оттенки олиго-мезотрофии и олиго-мезосапробности предшествует достижению наиболее продуктивного или, что более прозрачно, наиболее загрязненного состояния. Благополучные (с наибольшим числом видов и высоким разнообразием биоты и абиотических условий среды) водные экосистемы не являются наиболее устойчивыми к эвтрофизации и загрязнению. Достижение ими высокой устойчивости к внешнему и внутреннему воздействию обеспечивается физико-географическими параметрами водоема.

9. Вводится авторское определение гидроэкологического мониторинга, под которым понимается система наблюдений, оценки и прогноза состояния водных экосистем или система наблюдений, оценки и прогноза портрета водной экосистемы. Разработана авторская концепция гидроэкологического мониторинга. Обобщены требования к гидроэкологическому мониторингу, указаны недостатки системы слежения и системы оценки ОГСНК и возможности ее использования для достижения целей гидроэкологического мониторинга. Рассмотрен 20-летний опыт автора в организации и проведении мониторинговых наблюдений на водных объектах; создании баз данных натурных наблюдений; разработке компьютерных экспертных и обучающих систем для целей диагностики и прогноза состояния водных геосистем, их использования в научных и учебных целях.

10. Обоснована необходимость учета в мониторинговой системе оценки скоростей и потоков вещества между компонентами водной экосистемы. Прогнозирование изменения портрета экосистемы при внешнем воздействии на нее требует оценки скоростей массообмена в экосистеме. Разработаны модели оценки скоростей массообмена для основных звеньев трофических цепей водных экосистем. Предложены методы использования моделей оценки скоростей массообмена для эколого-геогра-фической диагностики водоемов.

11. Обоснована целесообразность использования математических моделей для эколого-географической оценки водоемов, получения экологических нормативов для водной геосистемы в целом или входящих в ее состав наиболее уязвимых экосистем. Разработана серия последовательно усложняющихся многокомпонентных пространственно-однородных и резервуарных гидроэкологических моделей, отражающих различную степень и детализацию структурно-функциональной организации водных экосистем циклического и транзитного типов. Рассматриваются: 15 и 16-компо-нентные модели биогеохимических циклов углерода, азота, фосфора и динамики кислорода в мелководной пространственно-однородной экосистеме; двухрезервуарная по вертикали 30-компонентная модель, отражающая характерную для большинства глубоководных водоемов вертикальную стратификацию вод; трехрезервуарная по вертикали 35-компонентная модель водно-донной экосистемы; двухрезервуарная 72-компонентная модель функционирования водно-донных экосистем циклического и транзитного типов; 15-компонентная модель вертикальной турбулентной диффузии неконсервативных субстанций; 15-компонентная модель горизонтальной турбулентной диффузии неконсервативных субстанций. Предложена стратегия и разработаны этапы оценки воздействия на водные экосистемы на основе экологических моделей.

12. Проведены алгоритмические реализации моделей для годовых циклов развития водных экосистем. На основе мониторинговых исследований на водоемах и организаций баз данных выполнены идентификационная и верификационная процедуры, проведено тестирование моделей на внешние воздействия. В экспериментах с моделями исследуется реакция экосистем на увеличение поступления минеральных и органических взвешенных и растворенных веществ при различных сценариях изменений региональных климатических и антропических факторов.

13. Рассмотрен авторский опыт экологической и эколого-географической регламентации на примере внутренних водоемов Северо-Запада России, а также для локальных у частков акватории восточной части Финского залива в связи с оценкой: качества и токсического загрязнения вод, донных отложений; оценкой трофического состояния экосистем, их эвтрофизации; оценкой устойчивости к воздействию (изменение параметров естественного режима; эвтрофизация, загрязнение, закисление); оценкой критических режимов функционирования водных экосистем. Для этих же районов выполнена оценка скоростей обменных процессов и определяющих их факторов. На примере оценки трофности предложен авторский подход к обоснованию выделения критических уровней (рубежей, порогов) для водных экосистем в целом.

14. Обобщен авторский опыт экологического и эколого-географического нормирования воздействий на водоемы. Рассмотрены три подхода к оценке воздействия. Первый подход распространяется на функциональные особенности, формирующие портрет водной экосистемы. При этом сравниваются между собой скорости транслокации и трансформации вещества в экосистеме до (чистый эксперимент) и после воздействия (эксперимент с нагрузками). Второй подход состоит в сравнении

396 двух портретов водных экосистем, полученных на основе имитационных экологических моделей («чистый» портрет сравнивается с антропогенно трансформированным портретом). Третий подход состоит в сравнении изменения гомеостатиче-ских свойств водной экосистемы (устойчивости) до и после воздействия. Во всех подходах реализуется многокритериальная оценка для скоростей процессов, портретов экосистем и исследуемых свойств экосистемы. На основе экспериментов с имитационными моделями выполнено нормирование воздействий для локальных участков акватории восточной части Финского залива. Рассматриваются следующие типы воздействий: увеличение биогенной нагрузки, увеличение поступления органических веществ, ограничение газообмена через водную поверхность, изменение про-точности, мутности и т.п.

Для получения нормы состояния и оценки воздействия на водные экосистемы в условиях дефицита информации и неопределенности суждений о приоритетах оценивания различных свойств водных объектов адаптирован метод рандомизированных сводных показателей (МРСП). На основе МРСП при оценке воздействия рассматривается влияние токсического загрязнения на локальные водные экосистемы восточной части Финского залива.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Библиография Диссертация по географии, доктора географических наук, Дмитриев, Василий Васильевич, Санкт-Петербург

1. Абакумов В.А. Руководство по гидробиологическому мониторингу пресноводных экосистем. СПб, 1992, 318с.

2. Айзатуллин Т.А., Шамардина И.П. Математическое моделирование экосистем континентальных водотоков и водоемов // Общая экология. Биоценология. Гидробиология. М., 1980. Т.5. (Итоги науки и техники ВИНИТИ АН СССР), с. 154-228.

3. Алекин O.A., Драбкова В.Г., Коплан-Дикс И.С. Проблема эвтрофирования континентальных вод // Антропогенное эвтрофирование природных вод. Черноголовка, 1985, с.25-34.

4. Алимов А.Ф. Экология наука биологическая // Экология, 1990, №1, с.3-7.

5. Алимов А.Ф., Андреев O.A., Астраханцев Г.П. и др. Невская губа — опыт моделирования. СПб., 1997, 375 с.

6. Алимов А.Ф., Балушкина Е.В., Умнов A.A. Подходы к оценке состояния водных экосистем//Экологическая экспертиза и критерии экологического нормирования (теоретические и прикладные аспекты). СПб., 1996, с.37-47.

7. Алимов А.Ф., Голубков С.М. Функциональное значение зообентоса в экосистеме Невской губы // Невская губа гидробиологические исследования. Л., 1987, с.30-45.

8. Алимов А.Ф., Голубков С.М., Финогенов Н.П. Сообщества зообентоса открытой части Невской тубы // Невская губа гидробиологические исследования. Л., 1987, с. 45-60.

9. Алимов А.Ф., Дмитриев В.В., Флоринская Т.М. и др. Интегральная оценка экологического состояния и качества среды городских территорий, СПб, 1999, 253 с.

10. Анохин Ю.А., Горстко А.Б., Дамешек Л.Ю. Математические модели и методы управления крупномасштабным водным объектом / Под ред. Н.Константинова. Новосибирск, 1987, 198 с.

11. Арманд А.Д. Механизмы устойчивости геосистем // Факторы и механизмы устойчивости геосистем. М., 1989, с.33-46.

12. Ащепкова Л.Я., Гурман В.И., Кожова О.М. Энергетическая модель пелагического сообщества оз. Байкал // Модели природных систем. Новосибирск, 1978, с.51-57.

13. Балушкина Е.В. Функциональное значение личинок хирономид в континентальных водоемах. Л., Наука, 1987, 179 с.

14. Беляцкая-Потаенко Ю.С. Интенсивность газообмена у водных бактерий // Микробиология. 1962. Т.31, вып. 1, с. 39-48.

15. Бессонов Н.М., Привезенцев Ю.А. Рыбохозяйственная гидрохимия. М.,1987, 157 с.

16. Бигон М., Харпер Дж., Таунсенд К. Экология. Особи, популяции и сообщества: В 2-х т. Пер. с англ. М. Мир, 1989, т. 1., 667 с.

17. Бобров A.A. Эколого-экономическая устойчивость регионов России. М., 1999, 93 с.

18. Бойцов A.B., Васильев В.Ю., Горбовская А.Д., Дмитриев В.В. и др. Гидрохимический режим озера Ильмень / Экосистема озера Ильмень и его поймы, СПб, 1997, с.41-71.

19. Бойцов A.B., Дмитриев В.В., Кулеш В.П., Сергеев Ю.Н. Моделирование водной экосистемы озера Ильмень // География и современность. 1992, вып.6, с. 2042.

20. Бульон В.В. Первичная продукция планктона внутренних водоемов // Тр. Зоол. ин-та АН СССР. 1983, т.98, 149 с.

21. Ваганов П. А., Им М.С. Экологический риск. СПб, 1999, 114 с.

22. Васильев В.Ю., Дмитриев В.В., Мякишева Н.В. и др. Диагностика состояния водных экосистем южного побережья Финского залива от Г.Ломоносова до м.Кургальского / География и современность. Межвуз. сборник научных тр. Вып.7, СПбГУ, 1995 с.35-50.

23. Винберг Г.Г. Первичная продукция водоемов. Минск., 1960, 329 с.

24. Винберг Г.Г., Яровицина Л.И. Размножение бактерий и поглощение кислорода в среде // Микробиология. 1946. Т. 15, Вып.6. с.25-34.

25. Виноградский С.Н. Микробиология почвы: Проблемы и методы М., 1952,660 с.

26. Воробейчик Е.Л., Садыков О.Ф., Фарафонтов М.Г. Экологическое нормирование техногенных загрязнений наземных экосистем. Екатеринбург, 1994, 280 с.

27. Вотинцев К.Н., Мещеряков А.И., Поповская Г.И. Круговорот органического вещества в оз.Байкал. Новосибирск, 1975, вып.4, 189 с.

28. Вуглинский B.C., Дмитриев В.В. Методика оценки экологического состояния и устойчивости к антропогенным нагрузкам водных объектов суши применительно к Северо-Западу России // Программа «Университеты России. География, М., 1993, с.32-40.

29. Гак Д.З. Бактериопланктон и его роль в биологической продуктивности водохранилищ. М., 1975, 250 с.

30. Гальцова В.В. Мейобентос в морских экосистемах на примере свободно живущих нематод/ЛГруды ЗИН АН СССР т.224, 1991, 240 с.

31. Гальцова В.В., Вайнпгтейн Б.Г., Кулангиева JT.B. Применение биотестирования для оценки интегральной токсичности морских и речных вод и донных осадков // Итоговая сессия ученого совета РГГМУ, СПб, 1999, с. 142-144

32. Гальцова В.В., Коровин В.П., Ляхин Ю.И. Гидробиологические исследования Финского залива Балтийского моря в рамках проекта ЮНЕСКО «Балтийский плавучий университет», СПб, 1999, дел. ВИНИТИ №2484-В99, . 1 с.

33. Горбунов К.В. Влияние зарегулирования Волги на биологические процессы в ее дельте. М., 1976,217 с.

34. Громов Б.В. Павленко Г.В. Экология бактерий. Л., 1989, 235 с.

35. Гурарий В.И., Шайн A.C. Комплексная оценка качества воды // Проблемы охраны вод. Харьков, 1975. Вып. Б., с 56-67.

36. Гутельмахер Б.Л. Питание пресноводных планктонных ракообразных // Успехи совр. биол. 1974. Т.78, вып.2 (5), с.294-312.

37. Гутельмахер Б.Л., Алимов А.Ф. Количественные закономерности фильтрационного питания водных животных // Общие основы изучения водных экосистем. Л., 1979, с.30-51.

38. Гутельмахер Б.Л., Петрова H.A. Продукционная характеристика планктонных водорослей // Антропогенное эвтрофирование Ладожского озера. Л., 1982, с. 131138.

39. Дедю И.И. Экологический энциклопедический словарь. Кишинев, 1990, 406с.

40. Дмитриев В.В. Пространственное распределение органического и минерального азота в Северном море в летний период 1974 года / Симпозиум по химическим основам биопродуктивности Мирового океана и морей СССР, Ростов-на-Дону, 1976, с.51-52.

41. Дмитриев В.В. Общий органический азот в водах Северного и Балтийского морей/УВестник ЛГУ, сер.7, 1977, вып.2 (№12), с. 114-122.

42. Дмитриев В.В. Имитация годового хода компонент водной экосистемы // Охрана окружающей среды от загрязнения промышленными выбросами ЦБП: Меж-вуз. сб. Л., 1986, с.42-46.

43. Дмитриев В.В. Моделирование круговорота вещества в водных экосистемах умеренных широт. Диссертация на соискание уч. степени канд. геогр. наук, Л., ЛГУ, 1987, 286 с.

44. Дмитриев В. В. Вопросы теории моделирования морских экосистем // Физическая океанология и проблемы биологической продуктивности. Междуведомственный сборник, 1992, с.40-50.

45. Дмитриев В.В. От оценки качества природных вод к экологическому нормированию состояния и антропогенных воздействий на водные экосистемы // Охрана окружающей среды от загрязнения промышленными выбросами ЦБП. Межвуз. сб. Л.,1993, с. 15-23.

46. Дмитриев В.В. Экологическое нормирование состояния и антропогенных воздействий на природные экосистемы // Вестник СПбГУ, сер.7, 1994, вып.2 (№14), с.60-70.

47. Дмитриев В.В. Методика диагностики состояния и устойчивости водных экосистем // Эколого-географический анализ состояния природной среды: проблема устойчивости геоэкосистем. СПб., 1995. С.41-67.

48. Дмитриев В.В. Методика диагностики состояния и устойчивости природных экосистем к антропогенному воздействию в условиях дефицита информации // Фундаментальные и прикладные проблемы охраны окружающей среды. Томск, 1995, т.4, с. 147.

49. Дмитриев В.В. Гидроэкологический мониторинг: реалии, возможности, перспективы // Международный симпозиум «Методы и средства мониторинга состояния окружающей среды МСОС-95», СПб, 1995, с. 18-21.

50. Дмитриев В.В. Диагностика и моделирование водных экосистем. СПб, 1995, 215 с.

51. Дмитриев В.В. Диагностика, экологическое нормирование и оценка устойчивости водных экосистем к антропогенному воздействию // Океанология в Санкт-Петербургском университете. СПб, 1997, с. 196-211.

52. Дмитриев В.В. Оценка экологического состояния водных объектов суши// Экология. Безопасность. Жизнь, Гатчина, 1999, вып.8, с.200-217.

53. Дмитриев В.В. Гидроэкологические работы на озере // Учебное пособие кафедры гидрологии суши СПбГУ по полевым гидрологическим практикам для студентов I и II курсов. СПб, 2000, с.84-115.

54. Дмитриев В.В., Мерзлый О.В., Панфилов Д.Л., Федорова И.В. Стратегия экологической индексации в решении проблем экологического нормирования // Университеты в канун третьего тысячелетия: ноосфера, экология, образование. СПб, 1998, с.48-50.

55. Дмитриев В.В., Мякишева Н.В., Хованов Н.В. Многокритериальная оценка экологического состояния и устойчивости геосистем на основе метода сводных показателей. I. Качество природных вод.//Вестник СПбГУ, сер.7., вып.З (N21), 1996. С.40-52.

56. Дмитриев В.В., Кулеш В.П., Сергеев Ю.Н. Имитационная модель круговорота вещества в водной экосистеме Финского залива // Географические аспекты изучения Мирового океана: Тезисы докл. VIII съезда Геогр. о-ва СССР. Л.,1985, с.43-45.

57. Дмитриев В.В., Кулеш В.П., Сергеев Ю.Н. Пространственно-неоднородная по вертикали модель водной экосистемы восточной части Финского залива i i Сб. науч. трудов ГосНИОРХ. 1989. Вып.302, с.115-125.

58. Дмитриев В.В., Кулеш В.П., Сергеев Ю.Н. Пространственно-неоднородная имитационная модель водной экосистемы озера Ильмень / Экосистема озера Ильмень и его поймы, СПб, 1997, с. 151-247.

59. Дмитриев В.В., Сергеев Ю.Н. Имитация эвтрофирования мелководных экосистем восточной Балтики // Геоэкология Балтийского региона: Межвуз.сб. Л., 1992, с.51-60.

60. Дмитриев В.В., Сергеев Ю.Н., Кулеш В.П. Имитационная пространственно-неоднородная модель водной экосистемы Невской губы / Сб. науч. трудов Гос-НИОРХ, 1989, Вып.302, с. 126-140.

61. Дмитриев В.В., Сергеев Ю.Н., Третьяков В.Ю. Биоценоз озера Ильмень / Экосистема озера Ильмень и его поймы, СПб, 1997, с.72-96.

62. Дмитриев В.В., Третьяков В.Ю. Влияние различных экологических факторов на интенсивность первичного биосинтеза // Вестн. Ленингр. ун-та. Сер. Геология и география. 1978. N 27, Вып. 4. С. 104-107.

63. Дмитриев В.В., Третьяков В.Ю. Моделирование развития водной и водно-донной экосистем Невской губы и восточной части Финского залива // Охрана окружающей среды от загрязнения промышленными выбросами ЦБП. Межвуз. сб. Л.,1987, с. 13-17.

64. Дмитриев В.В., Третьяков В.Ю., Васильев В.Ю. Моделирование годового цикла функционирования водной экосистемы оз.Ильмень / Сб. науч. трудов ГосНИ-ОРХ, 1989, Вып.302, с.85-92.

65. Дмитриев В.В., Третьяков В.Ю., В.П.Кулеш и др. Оценка устойчивости и чувствительности водных экосистем к антропогенному эвтрофированию // Известия Русского Географического общества, 1995, т. 127, вып.4, с. 16-26.

66. Дмитриев В.В., Третьяков В.Ю., В.П.Кулеш и др. Оценка устойчивости природных экосистем к антропогенному воздействию // Вестник СПбГУ, Сер.7, 1995, вып.2 (№14), с.49-57.

67. Дмитриев В.В., Шишкин А.И. Моделирование развития водных экосистем в условиях антропогенного эвтрофирования // География и современность: Межвуз. сб. Л., 1990. Вы 11.5, с. 149-165 .

68. Дончева A.B., Марковская A.B., Семенова Л.А. Методика оценки интенсивности техногенных воздействий на природную среду и степени экологической опасности отраслей промышленности// Географическое обоснование экологических экспертиз. М. 1985, 251 с.

69. Драбкова В.Г, Зональное изменение интенсивности микробиологических процессов в озерах. Л. 1981.

70. Драбкова В.Г., Прыткова М.Я., Якутако О.Ф. Восстановление экосистем малых озер. СПб, 1994, 143 с.

71. Елсукова Е.Ю. Эколого-географическая оценка Валаамского архипелага с применением фитоиндикационных методов. Автореферат дисс. на соиск. уч.ст. канд. геогр. наук, СПб, 1999, 24 с.

72. Жекулин B.C. Введение в географию. Л., 1989, 272 с.

73. Заварзин Г. А. К понятию микрофлоры рассеяния в круговороте углерода // Журн. общ. биол. 1970, т.31, № 4, с.48-56.

74. Замараева Т.В., Рудкова A.A. Изучение зависимости скорости роста одноклеточных водорослей от температуры, кислотности среды и концентрации тяжелых металлов // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. JI., 1989, т. 12, с. 119-132.

75. Зенин A.A., Белоусова Н.В. Гидрохимический словарь. JL, 1988, 239 с.

76. Израэль Ю. А и др. Кислотные дожди. Л., 1983, 208 с.

77. Израэль Ю.А., Цыбанъ A.B. Антропогенная экология океана. Л., 1989, 528 с.

78. Илышцкий А.П., Королев A.A., Худолей В.В. Канцерогенные вещества в водной среде. М., 1993, 222 с.

79. Инкина Г. А. Бактерии, ассоциированные с частицами взвеси, и бактериальные микроколонии в воде озер // Продукционно-гидробиологические исследования водных экосистем. Л.Д987, с.126-135.

80. Исаченко А. Г. Ландшафтоведение и физико-географическое районирование. М., 1991, 366 с.

81. Исаченко Г. А. Методы полевых ландшафтных исследований и ландшафт-но-экологическое картографирование. СПб., 1999, 112 с.

82. Камлток Л.В. Энергетический обмен у свободноживущих плоских и кольчатых червей и факторы, его определяющие // Журнал общей биологии, т.35, №6, 1974, с.54-65.

83. Климат Ленинграда. Под ред. Ц.А.Швер, Е.В.Аптыкиса, Л.С.Евтеевой., Л.,1982, 252 с.

84. Комарова Т.С., Сергеев Ю.Н., Дробышев Б.Ф. и др. Внутригодовая изменчивость концентраций биогенных элементов и растворенных в воде газов в восточной части Балтийского моря //Вестник Ленингр. ун-та. 1976. № 18, с. 118-128.

85. Кондратьев К.Я., Филатов H.H., Зайцев Л.В. Оценка водообмена и зон загрязнения водоемов по данным космической съемки. ДАН СССР, 1989, 304, 4, с.829-832.

86. Кондратьев К.Я., Романюк Л.П. Проблемы окружающей среды и всемирный банк / Известия Русского географического общества, 1996, т. 128, вып.2, c.l -11.

87. Кузнецов С.И., Саралов А.И., Назина Т.Н. Микробиологические процессы круговорота углерода и азота в озерах. М., 1985, 213с.

88. Куни Ф.М., Аджемян Л.Ц. и др. Статистическая термодинамика нелинейных необратимых процессов // Термодинамика и кинетика биологических процессов. М.,1975, с.67-80.

89. Ладожское озеро. Критерии состояния экосистемы. / Под ред. Н.А.Петровой, А.Ю.Тержевика, СПб, 1992, 328 с.

90. Ланская Л.А. Культивирование водорослей // Экологическая физиология морских планктонных водорослей. Киев, 1971, с. 5-21.

91. Лаптева H.A., Кузнецов С.И. Автохтонная микрофлора пресных водоемов // Микробиологические и химические процессы деструкции органического вещества в водоемах. Л., 1979 (Тр. Ин-та биологии внутренних вод; Вып.37(40)), с.68-79.

92. Левина О.В. Скорость энергетического обмена некоторых пресноводных переднежаберных моллюсков // Экология,. 989, N1, с.30-41.

93. Логинова Е.В. Эколого-географическая оценка состояния поверхностных вод Минской городской агломерации (МГА). Автореферат дисс. на соиск. уч.ст. канд. геогр. наук, Минск, 1999, 19 с.

94. Лукьянова В.П. Бентос оз.Ильмень, его продукция и использование рыбами. Диссертация на соискание уч.етепени канд. биол. наук. Л., ГосНИОРХ, 1974, 179с.

95. Лукьянова В.П. Донная фауна озера Ильмень // Изв. ГосНИОРХ, 1974, т.86, с. 15-27.

96. Мазур И.И., Молдаванов О.И., Шишов В.Н. Инженерная экология. Общий курс в двух томах. М., 1996.

97. Макарова C.B. Динамика структурных показателей фитопланктона восточной части Финского залива в многолетнем аспекте. Диссертация на соискание уч.степени канд.биол.наук, СПб., ГосНИОРХ, 1999, 24 с.

98. Марчук Г. И. Математическое моделирование в проблеме окружающей среды. М., 1982, 320 с.

99. Меняющийся мир: географический подход к изучению. Советско-американский проект / Под ред. Дж.Р.Матер, Г.В.Сдасюк, М., 1991, 391 с.

100. Моисеенко Т.И., Яковлев В.А. Антропогенные преобразования водных экосистем Кольского Севера. Л., 1990, 219 с.

101. Морозов Н.П. Концепция экологического нормирования при ведении хозяйственной деятельности //Экологическое нормирование: проблемы и методы. Тезисы научно-коорд. совещ. Пущино, 13-17 апреля 1992, М., 1992, с.94-96.

102. Огурцов А.Н., Дмитриев В.В. Модель трансформаци вещества озерной экосистемы на уровне гидрохимический режим кормовая база - ихтиоценоз // Труды ГОСНИОРХа, 1989,с.93-100.

103. Одум Ю. Основы экологии / Пер. с 3-го англ. изд. под ред. Н.П. Наумова. М., 1975, 740 с.

104. Орлов В.Г., Трушевский В.Л. Экологические аспекты водопользования. СПб, 1999, 183 с.

105. Осипов Т.К. Комплексная оценка и управление потоками биогенных веществ в природно-аграрных системах (в связи с антропогенным эвтрофированием водоемов). Дисс. на соск. уч. ст. доктора геогр. наук. 1994, СПб, 491 с.

106. Остапеня А. П. Трансформация энергии пищи некоторыми видами планктонных ракообразных (Cladocera) //Журн. общ. биол. 1968. Т.29, вьпт.З, с. 172-176.

107. Оценка состояния и устойчивости экосистем. Под ред. В.А.Красилова и соавт. М., 1992, 127 с.

108. Павельева Е.Б., Чернова Г.Б., Белова М.А. Численность и биомасса бакте-рио-планктона // Невская губа: Гидробиологические исследования. /Под ред.

109. Г.Г.Винберга, Б.Л.Гутельмахера. Л., 1987.(Тр.Зоол. ин-та АН СССР. Т.151.), с.102-116.

110. Патин С.А. Влияние загрязнения на биологические ресурсы и продуктивность Мирового океана. М., 1979, 304 с.

111. Петита Т.С., Монаков A.B., Павлютин А.П. и др. Роль детрита и гумуса в питании и балансе энергии веслоногого рачка Undinula darnini Scott // Биологическая продуктивность южных морей. Киев, 1974, с. 153-160.

112. Петрова H.A. Фитопланктон Ладожского озера // Растительные ресурсы Ладожского озера. Л., 1986, с.73-130.

113. Печуркин И.С. Развитие и эволюция видов и звеньев системы и устойчивость круговорота веществ в замкнутых экосистемах. Красноярск, 1989, 25 с.

114. Пешеходько В.М., Титлянов Э.А. Прижизненное выделение органических веществ морскими макрофитами в нормальных и экстремальных условиях II Взаимодействие между водой и живым веществом. Т.2. М., 1979, с.70-75.

115. Проблемы эколого-географической оценки состояния природной среды / Под ред. П.П.Арапова и Ю.П.Селиверстова. СПб, 1994, 96 с.

116. Протасова H.H. Свет как фактор регуляции фотосинтеза и роста растений // Рост растений и дифференцировка. М., 1981, с.245-254.

117. Пузаченко Ю.Г. Проблемы устойчивости и нормирования // Структурно-функциональная организация и устойчивость биологических систем. Днепропетровск, 1990, с. 122-147.

118. Разумов A.C. Микробиальный планктон воды // Тр. Всесоюз. гидробиол. о-ва. 1962. Т. 12, с.75-87.

119. Раймонт Д. Планктон и продуктивность океана. 2-е изд. М.Д983,Т.1,568 с.

120. Рамм В.М. Абсорбция газов. М, 1976, 654 с.

121. Реймерс Н.Ф. Природопользование: Словарь-справочник. М., 1990, 638 с.

122. Родина А.Г. Бактерии как пища животных // Природа. 1949., N 10, с.23.

123. Романенко В.Д. Экологическая оценка воздействия гидротехнического строительства на водные объекты., Киев, 1990, 256 с.

124. Росновский И.Н. Устойчивость почвы: техногенно-механические аспекты. Новосибирск, 1993, 170 с.

125. Садьтков О.Ф. Экологическое нормирование: проблемы и перспективы // Экология. 1989, №3, с.3-11.

126. Светлосанов В. А. Устойчивость и стабильность природных экосистем // Итоги науки и техники. Серия «Теоретические и общие вопросы географии». М., 1990, с.56-74.

127. Свирежев Ю.М., Логофет Д.О. Устойчивость биологических сообществ, М., 1978, 190 с.

128. Севастьянов Д.В. Лимногенез и эволюция озер горных ландшафтов Внутренней Азии. Автореферат докт. дисс. , СПб, 1996, 40 с.

129. Секи X. Органические вещества в водных экосистемах. Л., 1986, 198 с.

130. Сергеев Ю.Н. Моделирование экологических систем // Основы геоэкологии. СПб, 1994, с.297-349.

131. Сергеев Ю.Н. Проблема математического моделирования многокомпонентной ф из и ко б иол о гичес кой системы моря / Вестник ЛГУ, 1972, сер.7, №24, с.115-125.

132. Сергеев Ю.Н. Теория и практика имитационного моделирования экосистем урбанизированных регионов // Автореферат докт.дисс. СПб. 1992, 39 с.

133. Сергеев Ю.Н., Дмитриев В.В. Оценка современного состояния и перспектив эвтрофирования восточной части Финского залива на основе моделирования круговорота вещества в водной экосистеме / Вестник ЛГУ, 1990, сер.7, вьш.1, №7, с.50-62.

134. Скакальский Б.Г., Румянцева Э.А. Гидрохимические обоснования водоохранных мероприятий в бассейне реки Невы и Невской губы /Качество вод и научные основы их охраны. Труды V Всесоюзного съезда. Л., 1991, с.289-300.

135. Скопинцев Б.А. Закономерности разложения (минерализации) органического вещества отмершего планктона // Водные ресурсы. 1976.Ы2, с. 150-160.

136. Скрилтунов H.A., Ермак К.И., Иоселев Я.Х. и др. Гидрология устьевой области Невы, М.,1965, 383 с.

137. Словарь терминов и понятий, связанных с охраной живой природы / Н.Ф.Реймерс, А.В.Яблоков / M., 1982, 144 с.

138. Смирнова Л.Ф. Анализ гидролого-гидрохимического режима озера Ильмень и его влияние на состояние запасов рыб в период с 1968 по 1976 г. // Изв. Гос-НИОРХ. 1986.Т. 155, с.92-110.

139. Смирнова Л.Ф. Гидрологический и гидрохимический режим озера Ильмень//Изв. ГосНИОРХ. 1974.Т.86, с.67-80.

140. Смит Л.С. Введение в физиологию рыб / Сокр. пер.с англ. В.И. Лапина. М.,1986, 165 с.

141. Снакин В.В., Мельченко В.Е., Бутовский P.O. и др. Оценка состояния и устойчивости экосистем, М., 1992, 127 с.

142. Сорокин Ю.И. Об агрегированности морского бактериопланктона// Доклады АН СССР, 1970. Т. 192, N 4, с.905-907.

143. Сорокин Ю.И., Чердынцева Л.М. Эффективность и механизм использования растворенного органического вещества в планктонных сообществах //Тр. Ин-та биологии внутр. вод АН СССР. 971 Вып.22 (25), с. 132-139.

144. Спиглазов Л. П. Место бактериальных микроколоний и частиц детрита с ассоциированной микрофлорой в структуре планктонного микробного сообщества оз.Байкал // Круговорот вещества и энергии в водоемах. Иркутск. 1981. Вып.2, с.34-50.

145. Степанова Л.А. Зоопланктон оз.Ильмень и его продукция: Автореф. дис. канд. биол.наук. Л., 1972, 16 с.

146. Страшкраба М., Гнаук А. Пресноводные экосистемы. Математическое моделирование / Пер. с англ. В.А.Пучкина под ред. В.И.Беляева. М.,1989, 373 с.

147. Строганов Н.С. Методика определения токсичности водной среды // Методики биологических исследований по водной токсикологии. М., 1971, с. 14-60.

148. Строганов Н.С. Принципы оценки нормального и патологического состояния водоемов при химическом загрязнении // Теоретические вопросы водной токсикологии. Л., 1981, с. 16-29.

149. Сущеня Л.М. Интенсивность дыхания ракообразных. Киев; 1972, 196 с.

150. Сущеня Л.М. Количественные закономерности питания ракообразных. Минск, 1975, 207 с.

151. Телеш И.В. Состояние изученности зоопланктона Невской губы // Невская губа гидробиологические исследования, Л.,1987, с.58-67.

152. Тийдор Р.Э. Об энергетических возможностях оценки и прогнозирования состояния водоема как экосистемы // Моделирование переноса вещества и энергии в природных системах. Новосибирск, 1984, с. 170 -180.

153. Титлянова A.A. Устойчивость травяных экосистем // Проблемы устойчивости биологических систем, Харьков, 1990, с. 103-И 9.

154. Тихомиров А.М. Температурный режим и запасы тепла Ладожского озера // Тепловой режим Ладожского озера, Л., 1968, с. 144-217.

155. Толковый словарь современной фитоценологии / Б.М.Миркин, Г.С. Ро-зенберг. М.,1983, 178 с.

156. Третьяков В.Ю., Бойцов A.B., Васильев В.Ю. и др. Сезонная динамика содержания биогенных элементов и влияние различных факторов на интенсивность первичного биосинтеза в оз.Ильмень // Актуальные проблемы современной лимнологии. Л., 1988, с.43-47.

157. Третьяков В.Ю., Дмитриев В.В. Влияние различных экологических факторов на интенсивность первичного биосинтеза // Вестн. Ленингр. ун-та. Сер. Геология и география. 1978. N 27, Вып. 4, с. 13-17.

158. Тяжелые металлы в гидробионтах Рижского залива. Биология Балтийского моря / Сейсума З.К., Куликова И.Р., Вадзис Д.Р., Легздиня М.Б. Рига; 1984, 178 с.

159. Умнов A.A. Математическое моделирование биотических потоков вещества и энергии в водных экосистемах. СПб, 1997, 133 с.

160. Успенский В. А. Теорема Геделя о неполноте. М., 1982, 112 с.

161. Федоров В.Д. Проблемы оценки нормы и патологии состояния экосистем. Научные основы контроля качества поверхностных вод по гидробиологическим показателям. Л., 1977, с.6-12.

162. Федоров В.Д. Устойчивость экологических систем и ее измерение // Изв. АН СССР. Сер. биол. 1974, №3, с. 115-129.

163. Финенко 3.3., Ланская Л.А. Рост и скорость деления водорослей в лимитированных объемах воды // Экологическая физиология морских планктонных водорослей. Киев, 1971, с.47-58.

164. Финогенова Н.П. Продуктивность бентоса //Лимнологические исследования в заливе Онежского озера Большое Онего. Труды Зоологического института АН СССР, Л., 1982, с.54-67.

165. Финогенова Н.П. Продуктивность олигохет //Общие основы изучения водных экосистем. Л., 1979, с.86-97.

166. Фрумин Г. Т. Оценка состояния водных объектов и экологическое нормирование. СПб., 1998, 96 с.

167. Функциональные характеристики планктонных сообществ Северного моря//Тр. АтлантНИРО. 1979. Вып. 18, 157 с.

168. Фурсенко М.В. К вопросу об эффективности роста водных бактерий // Основы изучения пресноводных экосистем. Л., 1981, с. 148-153.

169. Хайлов K.M. Экологический метаболизм в море. Киев; 1971, 252 с.

170. Хатчинсон Д. Фотосинтез. М.,1972, 592 с.

171. Хендерсон-Селлерс Б., Маркленд Х.Р. Умирающие озера. Причины и контроль антропогенного эвтрофирования. / Пер. под ред.К.Я.Кондратьева. 1990, 279 с.

172. Хит О. Фотосинтез. М.,1972,462 с.

173. Хлебович Т.В., Винберг F.F. Уровень энергетического обмена у многоклеточных беспозвоночных животных и у простейших // Докл. АН СССР. 1984, т.274, №2, с.211-217.

174. Хлебович Т.В., Телеш И.В. Зоопланктон Невской тубы // Тр.ГГИ, 1988. Вып.1, с.71-77.

175. Хованов Н.В. Математические основы теории шкал измерения качества. Л., 1982. 185 с.

176. Хованов Н.В. Стохастические модели теории шкал. Л., 1986. 80 с.

177. Хованов Н.В. Универсальность линейной свертки отдельных показателей // Методол. и практика оценки качества продукции. Вып.З. Л., 1990. С.70-74.

178. Хованов H.B. Анализ и синтез показателей при информационном дефиците. СПб., 1996. 196 с.

179. Хованов Н.В. Математические модели риска и неопределенности. СПб., 1998. 204 с.

180. Хорн Р. Морская химия. М.,1972, 400 с.

181. Цихон-Луканина Е. А. Трофология водных моллюсков. М.,1987, 143 с.

182. Цыбань A.B. Метод расчета микробной деструкции нефтяных углеводородов // Исследование экосистемы Балтийского моря. Л.,1981 .Вып. 1, с.61 -68.

183. Чеботарев А.И. Гидрохимический словарь. Л., 1978, 308 с.

184. Шаранина И.Н. Изменения в составе фитопланктона р.Невы // Антропогенное эвтрофирование Ладожского озера.Л,,1982, с.215-217.

185. Шелутко В.А. Численные методы в гидрологии. Л., 1983, 154 с.

186. Шишкин Б. А. Современное состояние экосистемы Невской губы и восточной части Финского залива // Тр.ГГИ., 1988, Вып. 1, с.89-97.

187. Шишкин Б.А., Никулина В.Н., Максимов A.A. и др. Основные характеристики биоты вершины Финского залива и ее роль в формировании качества воды // Исследования р.Невы, Невской губы и восточной части Финского залива. Л.,1989, 95 с.

188. Штокман В.Б. Уравнения поля полных потоков, возбуждаемых неоднородным морем // Тр. ДАК СССР. 1946.Т.54, N 5, с.45-53.

189. Шуйский В.Ф. Закономерности лимитирования пресноводного макрозоо-бентоса экологическими факторами// Автореф. дисс. на соиск. уч.ст. докт. биол.наук. СПб., 1997, 50 с.

190. Эгерт М.Б. Планктон оз.Илъмень /ЛГр. Всесоюзн. гидробиол. общ-ва. 1961.Т. 11, с. 153-168.

191. Экологическая обстановка в Санкт-Петербурге и Ленинградской области в 1996 году. Справочно-аналитический обзор., СПб., 1997, 271 с.

192. Экологическая обстановка в Санкт-Петербурге и Ленинградской области в 1997 году. Справочно-аналитический обзор., СПб., 1998, 290 с.

193. Экологическое нормирование и моделирование антропогенного воздействия на водные экосистемы / Под ред. А.М.Никанорова, СПб., 1999, 303 с.

194. Экосистема озера Ильмень и его поймы / Ю.Н.Сергеев, В.П.Кулеш, В.В.Дмитриев и др.; Под ред. Ю.Н.Сергеева, СПб., 1997, 276 с.

195. Экспериментальная водная токсикология. Рига, 1991.Вып. 15, 180 с.

196. Экологическая экспертиза и критерии экологического нормирования (теоретические и прикладные аспекты). Материалы международного симпозиума, СПб., 1996, 133 с.

197. Юрковский А. К. Некоторые соображения о состоянии и направленности изменений в химической и биологической системах Балтийского моря // Рыбохозяй-ственные исследования в бассейне Балтийского моря. Вып. 11.Рига, 1975, с. 17-25.

198. Юрковский А.К., Луке М.П., Павловский Г.А. Углерод органический связанный, растворенный в Балтийском море (1971-1972 гг.) // Рыбохозяйственные исследования в бассейне Балтийского моря. Вып. 11.Рига. 1975, с.34-50.

199. Яблокова О.Г. Метод определения органического азота во взвеси // Океанология. 1974, т. 14. Вып.6., с.68-79.

200. Якушко О.Ф., Емельянов Ю.Н., Романов В.П., Гигевич Г.С., Карташевич З.К. Принципы определения и количественные оценки антропогенных трансформаций в озерных комплексах // Вестник Белгосуниверситета им. В.И.Ленина, сер.2, №2, 1981, с.42-45.

201. Armstrong F.A.J., Butler E.I. //J. Mar. Biol. Ass. U.K. 1968. Vol.48, pp.68-76.

202. Aruga Y. Ecological stadies of photosynthesis and matter prodaction of phytoplankton 2. Photosyntesis of Algae in relation to light inyensity and temperature //BotMag. 1965. Vol.78, p.280-288.

203. Atlas der Elemente des Tidenhubs und der Gezeitenstrome fur die Nord See, den Kanal und Irische See von Gunter Sager., Rostok, 1965, 152 s.

204. Ausgewaltee Methoden der Wasseruntesuchung. Biologische, mikrobiologische und toxikologische Methoden. VEB. G.Fischer Verlag. Jena28., 1972, Bd.2, 240 s.

205. Bakker C„ Pauw N.de. // Hydrobiol. Bull.1974.voL8.

206. Banoub M.W., Williams PL, Le B.J.// Mar.Biol.Ass.U.K.,1973. Vol.53, N3, p.695-703.

207. Beck W.M. Suggested Method for reporting biotic data. Sewage and Industrial

208. Westes, 1955, 27, 10, p. 1193-1197.

209. Bell C.K., Albright L.J. Attached and free-floating bacteria in the Fraser River estuary, British Columbia//Canad. Mar. Ecol. Progr. ser. 1981. Vol.6, N3, p. 134-157.

210. Beverton R.J.H., Holt S.J. On the dynamics of exploited fish populations. London, 1957, 157 p.

211. Bolin B. On the exchange of carbon dioxide between the atmosphere and the sea // Tell us. I960. Vol 12, N3, p.274-281.

212. Braarud T., Gaarder K.R., Grontved J. 11 Rapp. R-V, Reun. Cons. Perm. Int. Explor. Mer. 1953.Vol. 133, p.214-231.

213. Cammen L.M., Walker J. A. Distribution and activity of attached and freelivmg suspended bacteria in the Bay of Fundy if Can. Fish, and Aquat sci.1982. Vol.39,N12, p.345-360'.

214. Canale R., Asce A., Vogel A. Effects of temperature on phytoplancton grouth /7 J,Environ. Eng. Div. Proc. Amer. Soc. Civ. Eng. 1974.'Vol. 100, N1.26.p.,231-241.

215. Colebrook J.M., Robinson G.A. /'/' Conceil permanent international pour Sexploitation le lamer. Rapports et proces-vetbaux. S 961. Vol.2, p.,56-68.

216. Collos Y., Lewin I. Blooms of surf-zone diatoms along the coast of the Olimpic wasifigioiL 4. Nitrate reductase activity in natural populations and laboratorycultures of Chaetoceros araiatat and ActerioneJJa Socialis // Mar.Biol.1974.Vol.25.N3,

217. Cyras Z. Mapa cistoty toku v povodi Labe, Dunaje a Odry. Prace a stodie S.H.U., 1947, V. 64, s. 1-11.

218. Darnel R.M. Trophic spectrum of an estuarine community based on studies of lake Pontchartrain /7 Louisiana Ecology. 1961. Vol.42.N3, p.435-460.

219. Dawes R., Carrigan B. Linear models in decision making // PsycboLBull. .1974.

220. Dmitriev V.V. The spatial-temporal variation of entropy, and a comparative assessment of the stability of the aquatic ecosystems of large and small NW Russian lakes, JOHNSUU, 1995, p. 259-265.

221. Dmitriev V.V. Diagnostics and prognosis of marine ecosystems condition // Conference on marine environment in ncwrt west of Russia (Marin-1). St™Peters burg. Russia 11-13 March 1998, St-P, 1.998, p.59-60.

222. Dombi J/ Basic concepts for a theory of evaluation: the aggregative operator /7 EurJ.Oper.Res. 1982. Vol.10, N3, p.282-293.

223. Elster H.J. 'Uber die limnologische Gnuidlagen der biologtschen Gewasser-Beurteihmg in Mitteleuropa. VerchJnternat. Verein. LimnoLl.6,2. S.759-785.

224. Eppley R.W. Temperature and phytopiancton growth in the sea// Fisb.BuiL 1972.Vol.70,N4, p. 1063-1085.

225. Eppley R. W., Sloan P.R. Growth rates of marine phy to plankton: Correlation with light absorbtion by cell chlorophyll a// J.Physiol. Plant 1966.Vol. 19, p.387-396.

226. Fitzgerald G.P. Some factors in the competition or antagonism among bacteria,algae -and aquatic weeds // J.Phycol. 1969.Vol.5, N4, p. 67-88.

227. Fjerdingstad E. Pollution of streem estimated by benthal phytomicro-organisms. LA saprobic system based on communities of organisms and ecological factors. Internal Revue ges. HydrobioL, 1964. 49, 1, p. 63-131.

228. Fogg G.T., Nalewajko C.,Watt W.D. Extracellular products of phytoplankton photosynthesis //Proc.Roy.Soc. London. 1965. Vol.162, N 989, p.456-470.

229. Forsberg C. Die physiologischen Grundlagen der Gewassereutrophierung //Z.Wasser- und Abwasser Forsch.,1979,.Bd.2,H.2, s. 235-260.

230. Freshwater biomonitoring and benthic macroinvertebrates. Edited by

231. D.M.Rosenberg and V.H.Resh. New York, London. 1992. 488 pp.

232. Goldman J.C., Carpenter E.J. Akinetic approach to the effect of temperatura on algae growth // Limnol. and Octanogr. 1974. Vol.19, N 5, p.756-766.

233. Goodnight C.J.,Whitley L.S., Oligochaetes as indicators of pollution // Proc. 15-th Ind.Waste Conv., PardueeUniv.Extr.Ser. 1961. V. 106. P. 139-142.

234. Heinrich A.K. J. Cons. Peon. Int. Explor. Mer. 1962. Vol.27, p. 161-180.

235. Hellebust I.A. Excretion of some organic compouds by marine phytoplankton // Limnol. and Oceanogr. 1965. Vol. 10, N 2, p. 154-168.

236. Hoeg S, Schellenberger G. Uber Änderungen der Licht texiction in einem eutrofen See und ibre Ursachen // Acta Hidrophysica, XIII, Heft 1, 1968, s. l 1-60.

237. Kolkwitz R., Marsson M. Ökologie der tierischen Saprobien. llíICrO o. £ o Revue ges. Hydrobiol.1908. 2, S. 126-152.

238. Kolkwitz R., Marsson M. Ökologie der pflanzlichen saprobien Berichte der deuschen botanischen Geselschaft. 1908. 26a, 26. S.505-519.

239. Lehman T.T., Botkin D.B.,, Likens G.E. The assumption and rationales of a computer model of phytoplankton dynamics // Limnol. and Oceanogr. 1975. Vol.20, N 3, p.343-364.

240. Maeda O., ichimura S. On the high density of a phytoplankton population found in a lake under ice // Intern., Rev. gesamt. Hydrobiol. 1973. Bd.58, H.5, p.78-90.

241. Milbrmk G. Biological characterization of sediments by standaitized tuhificid bioassays./'/' Hydrobiologia. 1987. V. 155, p.267-275.

242. Nalewajko C. Photosynthesis and excretion in various planktonic algae /7 Limnol. and Oceanogr. 1966. Vol J 1, N 1, p.63-78.

243. Pantle R. und Buck A. Die biologische Überwachung der Gewässer und die Darstellung der Ergebnisse. Gas- und Wasserfach, 1955. 96, 18, 604 ss.

244. Rasmussen I.B., Kalff I. Empirical models for zoobenthic biomass in lakes. Can. J. Fish. Aquat. Sci. V. 44, N 5, 1987, p.990-1001.

245. Rotschein J. Graficke znazonienie vysladkov biologickeho hodnoteniacistoty vod. Veda a vyskum praxi., VLJV, Bratislava, 1962, 9, s. 1 -64.

246. Rotschein J. Biologicke hodnotenie oistoty tokov a jebo graficke zn/ornetiie. Biologia, 1959, 14, s.387-475.

247. Ryabova V.N., Zimin V.L, Zimina L.M., Kudryavtseva A.M. Thermal pollution, and eutrophicatioii the Gulf of Finland in region of Leningrad Nuclear Power Plant//18-th Conference of the baltic oceanographers, 1992, St-Petersbmg, p.54-56.

248. Saether O. Chironomid communities as water quality indicators. Holarclic Ecology. 1979, V.2, p.65-74.

249. Samuel S., Shan P.M., Fogg G.E. Liberation of extracellular products of photosynthesis tropical phytoplankton // J. Mar. Biol. Assoc. U.K. 1969. Vol.51, N 4, p. 122-140'.

250. Shannon C.B. and Weaver W. The Mathematical Theorie of Communication. University of Illinois Press, Urbana, Illinois, 1963, p.51-70.

251. Sladecek V. The reality of three british biotic indeces. Water Research, 1973, 7, 7, p. 995-1002.

252. Smayda T.J. Effects of energy-related activities on the Atlantic continental shelf// Proc. Conf. Brookhaven Nat. Lab. 1976, p. 78-99.

253. Smayda T.J. The suspension and sinking of phytoplankton in the sea // Liinmof and Oceanogr. 1957. Vol.2, N 3, p. 47-60.

254. Steele Т.Н. Environmental control of photosynthesis in the sea. // LioitioL and Oceanogr. 1962. Vol.7. N 2, p. 98-117.

255. Thomas W.H. Effects of temperature and illumination on cell division rates of three species of tropical phytoplankton // J. Phycol. 1966. Vol.2, N 1, p. 127-136.

256. Van der Ploeg S.W.F., Vlijm L. Ecological evaluation, nature conservation and ¿and use planning with particular reference to methods in Netherlands /7 Biological Conservation., 1978, V. 14, p. 197-221.419

257. Vollen weider R.A. Calculation models of photosynthesis-depth curves and some implications regarding day rate estimates in primary production estimates /'/' Met. 1st. ltal. Idrobijl. J965. Vol. 18, p. 143-164.

258. Vuglinsky V.S., Dmitriev V.V. A Procedure of Assessing Inland Water Bodies

259. Ecological Status and Resistance to Anthropogenic Impact as Applied to Russias NorthWest / Geography. M., 1995, p. 30-37.

260. Watanabe T. Saprophilous and eurysaprobic diatom taxa to organic water pollution and diatom assemblage index (DAlpo)//Diatom., 1986, V2, p.23-73.

261. Wiederholm T. Buik sediment bioassays with five species of freshwater oligochaetes.//Water, Air, and Soil Pollut., 1987. V.36, №1-2. p.131-154.

262. Wilhm J.L., Doms T.C. Biological parametrs for water quality criteria. Bioscience, 1968. 18, 6. p. 477-480.

263. Wittmuss A. Scalarizing multiobjcctive optimization problems // Math.Res. '985. Vol.27, p.255-258.

264. Wolters N., Schwartz W. Untersuchungen über Vorkommen und Verhalten von Mikroorganismen, in reinem Grundwasser. Arch. Hydrobioi, 1956, p. 156-165.

265. Woodowiss F.S. The biological system of stream classification used by the Trent Board //Cheiaa. Ind. 1964, № .11, p.443-447.

266. Zelinka M., Marvan P. Zur Prazisinnig der biologishen {Classification der Reincheit flissender Gewässer. Arch .Hydrobioi. ,1961. 57, 3, s.389-407.

Информация о работе

Дмитриев, Василий Васильевич
доктора географических наук
Санкт-Петербург, 2000
ВАК 11.00.11

Диссертация

Эколого-географическая оценка состояния внутренних водоемов - тема диссертации по географии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы