Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Применение имитационного моделирования для определения эффективности водоохранных мероприятий на сельскохозяйственном водосборе

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Применение имитационного моделирования для определения эффективности водоохранных мероприятий на сельскохозяйственном водосборе"

^ к ^енивдрадский ордена Ленина и ордена Трудового Красного знамени государственный университет

На правах рукописи

МЕЙНЕР АНДРУС ФШКООВИЧ

ПРИМЕНЕНИЕ ИМИГАЦИЗННЭГО ШДЕЛИРОВАКИЯ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭФФШИВЖСГИ ВОДООХРАННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ НА СЕЛЬСЮЖ)ЗНЙСТВЕННОМ ВОДОСБОРЕ

Специальность II.00.11 - Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

АВТО РЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Ленинград 1990

I /

Работа выполнена на кафедре экономической географии Тартуского университета.

Научные руководители: профессор,доктор географических наук

С.Я.Ныммик

кандидат экономических наук Х.В.Луйк

Официальные оппоненты: профессор, доктор физико-математических наук В.Г.Морачевский профессор, доктор географических наук И.Я.Елехцин

Ведущая организация: Институт экономики АН ЭСТОНИИ

Защита состоится " г.

в Й'.^7часов на заседании специализированного ссвета Д.063.57.16 по защите диссертации ученой степени доктора географических наук при Ленинградском государственном университете по адресу: 199178,Ленинград,10-я Линия В.О., д.ЗЗ, ауд.68, факультет географии и геоэкологии. •

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке Ленинградского государственного университета.

Автореферат разослан ЖХЯТ&Зр^, 1990 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат географических наук

/ I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЬОТН

^ I Актуальность исследования. В улучшении состояния окружаю-"¿?ей среда стали в последние года важным вопросом проблемы повышения эффективности природоохранной деятельности.

Исходя из этого Управлением охраны природы Министерства лесного хозяйства и охраны природа ЭСОР (ныне Министерство окружающей среды ЭССР) в 1981 году была поставлена цель разработки научных основ банка данных некоторых природных ресурсов. В дальнейшем (с 1986 г.) эта тематика вошла в состав обширной научно-исследовательской программы по совершенствованию экономического механизма территориального управления охраны окружающей среды. Одним из направлений этих исследований было намечено созданйе операционных систем математического происхождения,позволяющих эффективно использовать обширную информации-па охране природа и природопользованию.

В разделе водоохранной тематики такая система стала разрабатываться в виде имитационной модели неточечного биогенного загрязнения, которая является ядром данной диссертации.

Цель и задачи исследования. Цель работы - составить математическую модель неточечного биогенного загрязнения, которая позволяет повысить эффективность управления качеством поверхностных вод и устанавливать обоснованные приоритеты между разными водоохранными мероцриятиями. Конкретный результат предусматривался получить на примере водосбора зал.Матсалу.В ходе работы решались следующие задачи: выявление временной и пространственной динамики формирования неточечной биогенной нагрузки на залив Матсалу, в том числе наиболее точное определение годовой нагрузки азота и фосфора;создание имитационной модели выноса азота и фосфора из обрабатываемых почв водосборной территории на основе моделирования почвенного баланса этих элементов; реализация территориальной схемы формирования биогенной нагрузки, включающей все площадные источники поступления биогенов; разработка интегрированного программного продукта для персональных компьютеров, помогающего улучшить управление неточечным загрязнением; расчет сценарных вариантов возможных водозащитных мероприятий на водосборе залива Матсалу и определение приоритетности их внедрения на основе эколого-эконоыической эффективности.

Объект и предмет исследования заключается в следующем: водосбор рассматривается вами как специфическая геосистема вмещая ряд характерных особенностей*. В случае преобладания аграрного производства ландшафтная структура приобретает признаки агроландшгфга который характеризуется химической, физической и биологической перестройкой природных условий. В связи с этим изменились лянупафгно-геохиыические штоки ряда «элементов,в том 'числе азота и фосфора. Это вызвало появление проблемы неточечного биогенного загрязнения водоемов. Для предотвращения нето-^ечного загрязнения нужны средства, позволяицие через быструю Обратную связь оперативно принимать и коррегировать решения о защитных мероприятиях.

Натчпая новизна. Создана имитационная модель процесса неточечного загрязнения. Разработана цроградаа для ЭВМ, которая является составной частью региональной инфосистемы природопользования, создаваемой при Министерстве окружающей среды ЭССР.Вйс-крыт характер формирования неточечного загрязнения,что позволяет долее точно планировать водоохранные мероприятия на разных водосборах. Определена азотная,л фосфорная нагрузка на зал.Матеалу. Найден экологический эффект возможных водоохранных мероприятий и подсчитаны затраты на их'осуществление.

Практическая ценность. Составлены рекомендации и подготовлена методика для осуществления водоохранных мероприятий на основе ожидаемого экологического эффекта и экономических затрат. Это позволяет оптимизировать издержки охраны вод и добиваться согласования интересов сельскохозяйственного производства и охраны природы.

Фактический материал. Для получения фактических данных для диссертации выполнялись следующие работу: на основе картографической съемки с крупномасштабных сельскохозяйственных карт (1:25000) создана база данных землепользования, почвенных условий и хозяйственной принадлежности всех элементарных водосборов (общее число - 345) всего водосбора.зал.Матеалу; из фондов УТМС ЭССР внпвсаны и проанализированы метеорологические данные всех метеостанций и метеопостов (всего 14) водосборной территории зал.Матеалу за период I976-I986J изучен статистический материал показателей земледелия колхозов к совхозов водосбора зал.Матеалу (всего 36), при чем более подробно хо

яяйств, прилегающих непосредственного ж заливу; выявлены цены на механизмы, минеральные удобрения, химикаты, продукцию, топливо и пр., необходимые расчеты экономических затрат возможных изменений агротехнологин для предотвращения загрязнения вод; в течении 1985-1987 2'г. нп водомках, впадающих в зал. Матсалу было замерено 69 расходов (метод гидрологической вертушки) и взято 424 водных проб, по который в гидрохимической лаборатории ГОШ "Эстмелиопроекта" сделано 8904 химических анализов(в каждой пробе анализировался 21 гидрохимический показатель) .

Апробация работы и публикации. Результаты исследования по теме диссертации в 1985-1989 гг. докладывались и обсуждались на следующих научных встречах: международные - советско-финский симпозиум по определению загрязняющей нагрузки на Балтийское море (Таллинн 1937); советско-шведской встречи экспертов по защите экосистем ог сельскохозяйственного загрязненая(Мат-салу с кий заповедник, 1987; Стокгольм 1988); конференция по применению системного анализа в природопользовании Балтийского региона (Гданьск 1988,); 8-й международный симпозиум по проблемам экология (Земплинска Сирава, Чехословакия 1988); 5-я международная конференция по управлению речными бассейнами(Рова-киеми,Финляндия 1989),' всесоюзные и межреспубликанские Одесса 1985; Минск 1986; Новороссийск 1987, 1908; Таллинн 1988; Москва 1989; республиканские - Тарту 1985; Таллинн 1986; Лихула 1937; Тарту 1983, 1989; Таллинн 1988; Рыуге 1988. В октябре 1988 г. по теме диссертации сделан доклад на научном семинаре отдела математического моделирования в экологии и медицине Вычислительного центра АН СССР. Общее число выступлений ¿С, иг них 7 международных. ..

По результатам диссертации опубликовано 4 научных работ, гч -зисы докладов изданы на 9 конференциях. В составе коллектива • авторов к изданию подготовлена монография (Таллинн, изд."Валгус").

Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 163 страницах машинописного текста, иллюстрируется 32 рис, и 23 таблицами, состоит из введения, 4-х глав, заключения, приложений ( 23 страницы) и списка использованной литературы из 339 наименований (на русском языке 172 ,-на эстонском ¡-о, на иностранных 117 ).

П. ОСШВШЕ (»ДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Сельскохозяйственный водосбор. Географическим объектом данного исследования является ландшафтный комплекс, который: функционирует ь условиях сельскохозяйственной освоенности; ограничивается водоразделом и инеет единую гидрографическую сеть; испытывает биогеохимические движение веществ согласно водному движению. Ддя таких объектен можно считать характерным утечку разных веществ в водную среду, которая в последствии теряет свои качества выражаясь в загрязненности грунтовых и поверхностных вод. Проблема сельскохозяйственного водосбора гумидной зоны состоит в том, что интенсификация аграрного производства нарушает ритм нормального функционирования агроэкосистеи и аг-роландшафта в целом: упрощение видового состава и структурной разнообразности, убыстрение водного и биогеохимическсго круговорота, а также применение токсических веществ и механических воздействий сникает стабильность и буферные способности ландшафта. В следствие этого наблюдается конфликт с водопользованием, который именуется проблемой неточечного (площадного, диффузного) загрязнения. Для обеспечения нормального развития сельского хозяйства необходимо соблюдать ландыафтно-экологичг-ские принципы организации территория, рассматривать водосбор как геоэкологическую систему. В борьбе с неточечкым загрязнением наиболее важным является определение пространственных различий и временной динамики формирования загрязняющей нагрузки. Значительно усложняет работу обсйоятельстьэ, что в роли ингредиентов обычно выступают вещества, широко распространённые в природе (в частности оиогенныо элементы), а их миграция происходит в рассредоточенных потеках и очень низких концентрациях. Все эти особенности процесса неточечного загрязнения создшот предпосылки для его математического моделирования с цьлыо создания имитационных моделей, которые позволяли бы испытывать разные альтернативные управления природопользованием водосбора. В конце главы дается обзор водосборных моделей наиболее известных в СССР и мире в целом.

Имитационная модель выносе, биоуеноь из обрабатываемой почвы. Подход моделирования азотного и фосфорного круговорота в пахотном слое полевой почвы основан на концепции точечной модели

(гомогенной ячейки). Это означает, что моделируя почвенные прочие

цессы автор рассматривает пространственные различия почвенного покрова(которые учитываются на последнем этапе реализации модели в вчде разных комбинаций начальных параметров). Такой метод формализации реальной природы позволяет сконцентрироваться на создании имитационного аппарата качестЕэнных процессов почвенного баланса биогенов.

Исходя из общего уровня точности расчетов, который, в своя очередь, зависит от количества исходных данных, модель соковару на уравнениях алгебраического типа, которые расчитывают динамику биогенов в почве в течение модельного года с декадным шагом. Точечная модель реализуется в виде двух независимых программ баланса минерального азота(и минерального фосфора) находящегося в пахотном слое (20 см) иоделируеыого участка. Основные балансовые уравнения построены на основе концептуальных схем круговорота этих элементов и сводятся к принципиально-мувиду: аБк+Г(Пк-Вк) (1)

где Бт{ обозначает количество бисгенов(соответственно минерального азота или минерального фосфора) в почве в момент к; П -поступление: азота(осадки, минеральный азот в органических удобрениях, оросительная вода, минеральные удобрения, минерализа-цид) и фосфора (минер.фосфор в органкческих удобрениях, оросительная вода, минеральные удобрения, минерализация); Вк - вынос азота (питание растений, денитрификация, с твердым стоком, выщелачивание, с поверхностным стоком) и фосфора(питание растений, с твердым стоком, выщелачивание, с поверхностным стоком). Единица измерения зсех величин - кг/га.

Составляющие приведенных балансов можно разделить на процессы ихода, выхода и трансформации. Описание входов основано на про-стомрасчете использующий данные с концентрации и общей массе вещества. Выходы и трансформация рассчитываются более сложным образом. Уравнение минерализации органического вещества зависит от наличия органического азота, температуры и влажности почвы.

Моделирование нитрификации основано на определении скорости нитрификации в зависимости от условий температуры и увлажненности почвы. Прибавка нитратного азота в почву затем определяется на основе общего вноса аммонийного азота н скорости'нитрификации.

Процесс минерализации органического фосфора списывается аналогично, визою блока нитрификации в программе фосфорного круговорота присутствует блок связывания растворимого фосфора почвенным поглотительным комплексом.

Принято, что в течении периода вегетации растения потребляют биогены пропорционально приросту биомассы, который рассчитывается по уравнению логистического роста. Вынос биогенов из почвы через потребление растениями расчитывается на основе прироста биомассы и конечного содержания азста и фосфора в разных частях растений.

Дополнительной функцией данного блока модели является определение величины органически связанного азота и фосфора, которые вносятся s почву в виде пожнивных остатков после уборки урожая.

Расчет потерь минерального азота вследствие денитрификации зависит от содержания минерального азота и гумуса в почве, и температуры воздуха. Выщелачивание подвижных форм биогенов используется экспоненциальная зависимость. В расчете азотного баланса она имеет следующий вид:

LCHND - NMIN • N!K0 (1 - exp (SK0EF • PERCJ) U)

LCHND - количество выцелачизасмого подвижного (нитратного) азо-NMIN -минеральный азот в почве,кг/га; та,кг/га;

NIKQ - удельная часть нитратного азота-; SK0EF эмпирический коэффициент учета почвенного механачес-PERC - просачившаяся вода,мм. кого состава;

Расчет потерь растворенных форм биогена в следствие выноса поверхностным стоком основан на определении двух основных переменных: концентрации потенциально выносимого биогена в почве и величине поверхностного стока. Эти переменные определяются через сложную имитацию биогенного и водного балансе, почвы:

WDND = DISKO • ((NMIN • NIKO)/LITR) • ROFFD (3)

WDPD = DISKO-((PMIN • D1SPK0)/LITR) • ROffD (4)

где:

WDNP/wppp - вынос подвижного азота и фосфора, кг/га; NMl.M, pmin - минеральный азот и фосфор з почве,кг/га; WIKO - доля нитратного азота; D15PKO - доля растворенного фосфора; LITR - количество воды в пахотном слое почвы,л/га; RPFFD -поверхностный сток,мы; DISKO - пересчетный коэффициент.

Расчет выноса связанных форм биогенов основан также на оп-

ределении динамических переменных содержания неподвижного минерального биогяна в почве и величины эрозионного(твердого) стока. Последний определяется но эмпирической формуле Уилмей-ера и Спита именуемый т.н."универсальным уравнением потерь почвы" ( и51£). Количество смытого материала зависит в нем от поверхностного стока(л/сек х га), поверхностного стока(км) и коэффициентов эродируеыости данного типа почвы, топографической обстановки, севооборота и применения противоэрозионных мер. Считывая условия водосборов, где модель может пс?циально применяться, такой уровень точновти расчета эрозионных процессов является вполне достаточным.

На обнове приведенных уравнений в последствии была написана программа для модели имитации выноса биогена из почвы. Для этого использовался язык ©РТРАН-77, и компиляторы Раян-Мэкфарлейна (1984 г.) и Маикрософта(версия 4.01). Объем рабочих модулей азотной и фосфорной программы не превышает 80 кбайт. В качестре рабочего компьютера предусмотрено использовать персональные БВМ с 16-разрядным процессором и основной памятью 640 кбайт.

. Моделирование выноса биогенных элементов с сельскохозяйственного водосбора. Реализация разработанной модели СНЕМ происходила в условиях водосбора залива Матсалу.

Морской залис Матсалу находится на западном побережье Эстонской ССР и является центральным объектом Матсалусного Государственного заповедника, представляющего одно из 12 водно-болотных угодий международного значения в СССР. Площадь- залива 50 км"% средняя глубина 1,5 м. Восточная часть залива покрыта зарослями тростника и других макрофитов. Через впадающие реки в залив поступает зе. год в среднем 950 млн.ы3 пресной воды, что превышает объем самого залива в 8 раз. По данным 1986 г. общая годовая нагрузка на залив составляет 2880 т азота и 172 т фосфора. В результате площадь тростников увеличилась с 16,3 км^ в 1951 г. до 31,7 км2 в 1976 году и в мелководьях проявляются признаки сильной эвтрофикации, в том числе зимних заморов. Основная причина' ускорения эвтрсфикации - поступление с речным стоком избыточного количества биогенных веществ с водосбора. Более 80% биогенной нагрузки формируется весной и осенью за счет неточечного загрязнения. Водосбор располагается на территории Западно-Эстонской низменности и Север;-Эстонского плато, его площадь 3594 км2. Главной-составляющей этой территории является водосбор реки Ка-

р

зари(3210 км ). Длина реки 112 км, падение £1,7 м, среднегодовой расход р.Казари составляет 27,4 м3/сек, концентрация азота 2,1 мг N/л, фосфора 0,17 мгР/л. Преобладают глинистые и известковые равнины. В почвенном покрове доминируют переувлажненные тяжелые почвы, доля па'лни составляет 22%, сенокосы и пастбища 12$ территории водосбора.

Общая численность населения на водосборе всего залива 42,5 тыс.человек, промышленность представлена мелкими цехами легкой и продовольственной промышленности. На водосборе залива имеется 120060 га обрабатываемых земель, 219 животноводческих ферм с поголовьем более 55 тысяч условных голов и 52 населенных пункта, имеющие канализированные дома.

Таблица I

Сравнение расчетной и измеренной биогенной нагрузки на водосборе р.Казари в 1986 г.

Нагрузка Азот фосфор

т/год % т/год Ъ

Измеренная 2063 100 127 100

Расчетная 2172 105 107 85

в том числе:

полк 1505 83

естественные унодья 460 10

точечные источники 207 14

Первым этапом пространственной реализации модели является формализация водосбора. В нашем случае это означает дезагрегацию водосбора до модельных объектов - гомогенных ячеек, внутри которых территориальные различия не рассматриваются. Далее все полевые ячейки, или т.н. элементарные ареалы загрязнения(ЭАЗ) модели розались точенной моделью, а остальные(неудобряемые) ячейки учитывались на основе данных мониторинга (или литературных источников). При пространствеьной реализации модели в дополнениях нужда -ется и сами точечная модель. Основным вопросом оказывается туг учитывание буфферных способностей реального ландшафта. Для этого в модель вводятся коэффициенты переноса.

Последкяя часть главы посвящена валидации модели выноса бис-

генов на основе сравнения территориального расчета и измерения биогенной нагрузки водосбора(ТабЛ).

Определение эффективности водоохранных мероприятий. Определение экологс-экономической эффективности водоохранных мероприятий основано на прогоне имитационной модели загрязняющего процесса, причем защитные меры вводятся в виде ограничений или характерных параметров начальных данных. Б итоге поручается набор т.н. сценарных вариантов, которые показывают ожидаемый экологический эффект опробованных мероприятий. Прибавляя стоиность каждого мероприятия, можем получись ряд предпочтения защитных мероприятий, который найден сопоставлением экологического эфф-екта(на сколько уменьшается загрязнение) и экономических затрате во сколько обходится приведение в действие). Подробно обсуждаются все типы водоохранных.мероприятий. Выводятся:гидро-технические(склоны, русла), агротехнические(обработка почв, выбор севооборота, удобрение) и биотехнические(водоохранные полосы, 'биоплато,.макрофитные русла) методы.

На основе модели, учитывая результаты экспертного опроса, были изучены экологические последствия осуществления всех основных защитных мероприятий. Результатом имитации являются 15 сценариев формирования биогенной нагрузки (таб.2).

Контрольный- сценарий(1) дал биогенную нагрузку от неточечных источников загрязнения 1957 т/год по азоту и 110 т/год по фосфору.' Наиболее сильно снижается нагрузка в сценариях, где имитировалось увеличение площадей нормовых трав(У1), применение тукосеменных сеяяок(ЭД), замещения части минеральных удобрений на органические(IX) и соответственно их комбинации. Однако даже сценарий ХШ, т.н. субоптимальный, не снижает общей нагрузки более чем на 231, и лишь в сценариях с уменьшением доз минеральных удобрений(Х1У и ХУ) нагрузка (особенно по азоту) снижается заметно.

Последняя челть главы посвящена определению стоимости реализации приведенных защитных мероприятий и выявлению экологс-экономической эффективности их применения. При нахождении оптимального решения исходным считалось положение, что наилучшее защитное мероприятие должно давать по возможности максимальный экологический эффект при наименьших затратах на осуществление.

При определении стоимости (затрат на осуществление или недополучение доходов) реализации защитных мероприятий на водос-

Таблица 2

Результаты расчета экологического эффекта и экономических затрат(доходов) от осуществления защитных мероприятий модельных сценариев

Номер Краткое название Снижение нагрузкиЭкономические затра сцена- сценария по адо1.у по ф^ру (доход),тыс.руб.-

* в год внедрен, в теч

Юлет

___перио,

I. Контрольный - - - -

п. Внесение органичес-

ких удобрений толь- 5,6 3,6 -5610 -5610

ко веснок и осенью

ш. Внесение орг.удоб- 1,0 0 0

рений только зимой -4,6

1У. Внесение мин.удоб-

рений осенью,мин.Р 0

удобрений весной -28,3 4,8 0

У. Вся посевная пло-

щадь под зерновыми -30,2 -157,0 +5941 +594К

У1. Вся посевная пло-

щадь под травами 18,8 8,9 -395? -3957(

УП. Локальное внесение +I388i

удобрений .5,8 24,4 + 119

УШ. Водоохранные полосы 6,6 10,5 - 530 - 53С

IX. Замещение части ми-

нер.удобрений орг. 24,3 -1383 "-I383C

удобрениями 9,3

X. Комбинированный: 14,5 16,4 - 919 - 5521

УШ т.п.+IX л.п.

XI. Комбинированный: 20,5 12,9 -3558 -7940

У1 т.п.+IX л.п.

Xii. Комбинированный:

нулевая обработка ПОЧВ 'Т.п.-tlx л.п.

5,6 5,5 -3038 -18599

хш. Оубоптимальный с

сохранением доз.удо- '24,5 26,1 -12142 -2971

брений

Х1У. Уменьшение доз.шш. удобрений

19,9 6,4 -2343 -23430

ХУ. Уменьшение доз.мин.

удобрений 50% 39,4 9,1 -4396 -43980

Очистные сооружения 2,5 9,2 -1210 -шо.

Т. п. - тяжелые, почв^ ; А. п. - Лё'псц-е почв*i

5оре залива Ь4атсалу использовались действующие цены на минеральные удобрения, сельскохозяйственную продукцию, строительство навозокранилищ, топливо, гербициды и пр.

основные вывода

1. Для повышения эффективности охраны природы требуется создание операционных систем, которые на основе современной информационной технологии сочетают в себе элементы математического имитационного моделирования, географических инфосистем и систем способствующих принятию решений.

2. Сельскохозяйственный водосбор является специфическим объектом географо-э^ологического исследования обладающим рядом закономерностей, связанных с понятиями агроландшафт, биогеохимия, водосбор, земледелие и неточечное загрязнение.

3. Для изучения сельскохозяйственного неточечксго биогенного загрязнения поверхностных вод хорошо подходит ые^-од имитационного моделирования. Это связано а наличием значительней пространственной и временной разнообразности формирования биогенной нагрузки, а также с раесредоточенностьв источников к миграцией ингредиентов в концентрациях близких к природному фону, что представляет определенные трудности их измерению.

4. Создание работающей и достоверной модели невозможна при отсутствии достаточной независимой информации о гидрологическом и гидрохимическом режиме изучаемой речной системы. В случае отсутствия стационарных пунктов таких измерений, начало программы мониторинга должно опережать этап идентификации 'модели на компьютере как минимум на один год.

5. Моделирование пространственных процессов целесообразно основывать на дисагрегации разнородного водосбора до гомогенных ячеек, которые имитируются прогоном точечной модели. Временную динамику моделируемых процессов надо учитывать на дискретном уровне, задавая в модели соответствующий требованиям временный шаг.

6. Точечная модель, определяющая качественный уровень совершенства всей модели, не должна быть слишком сложной ибо это усложняет ее использоьание при территориальных расчетах. Нахождение удовлетворяющего уровня сложности модели являзте« ключевым вопросом при достижении компромиссов между желанием наиболее точного учитывання качественных аспектов и недостатком количественном территориачьной) информации.

7. Эффективным методом представления результатов моддли является расчет многочисленных сценарных вариантов развития, задаваемых варьированием начальных данных или введением ограничений, имитирующих влияние защитных мероприятий. Выбор конкретных мер для осуществления проводится на основе прогнозного экологического эффекта и экономических затрат мероприятий, а также учитывая всякие прочие обстоятельства.

8. Основным загрязняющим источником залива Матсалу является сельскохозяйственное неточечное загрязнение. Нагрузка на залив в среднем по водности ■ году составляет примерно 2800 тонн минерального азота 1? 170 тонн общего фосфора (в растворенном виде). Основная часть загрязнения поступает с рекой Казари. Подавляющая доля биогенных стоков в залив приходит во время весеннего половодья и осенних паводков.

9. В случае эвтрофикации водоемов в результате неточечнсго загрязнения нормирование дозволенной нагрузки должно осуществляться через определение специальных экологических предельно допускаемых концентраций(ПДК). Рыбохозяйственные ПДК абсолютно непригодны для борьбы с неточечным загрязнением.

10. Модельные прогоны разных сценариев и сопоставление резуль татов со стоимостью разных защитных мероприятий позволяет заключить, что наиболее эффективный путь уменьшения неточечной биогенной нагрузки с водосбора на залив Матсалу содержит по возможности широкое применение тукосеменных сеялок, умеренное уменьшение доз минеральных удобрений(примерно 2 ЕЙ), создание водоохранных полос, постройка работающих очистных-сооружений, умеренное залужение наиболее загрязняющих площадей.

Это позволит потенциально достигнуть уменьшения нагрузки по азоту ка 45%, а по фосфору на 40%, получая при этом дополнительный доход. Непозвслимым надо считать увеличение непокрытых растительностью территорий особенно до и после вегетационного периода), внесение минеральных удобрений(особенно азотных) осе- ■ нью и разброс навоза на снег и мерзлую почву.

11. Доведение навозохранилищ до нужных требований нуждается в значительных капитаповлажениях. В связи с этим перспективным может оказаться путь частичной деконцентрации сельского хозяйства и переход на смешанную колхозно-хуторскую систему сельскохозяйственного производства. Этому способствует и общее требование уменьшения потерь, длины:• перевозок, а также ряда социа-

льных факторов сельской жизни.

12. радикальное уменьшение неточечного загрязнения возможно лишь при повышении производительности труда - это главный путь увеличения урожайности без дополнительной химизации.

Основные положения диссертации опубликовали в следующих работах:

1. Роосааре Ю., Мейнер А., Каазик Т. Подходы к имитационному моделированию поды водосборного бассейна Матсадуского залива. В сб.: Проблемы современной экологии. Тезисы докл.на Ш ре-спубл.экологической кокф..Тарту,1985.с.2II-2I3.(на эст.языке).

2. Мейнер А.Исходные точки моделирования рассеянного загряз-нения.В 'с<5. '.Прикладное проблемы географии в Эстонской ССР.Тез. докл.П летней шк.молодых reo графов Эстонии.Таллинн,1986.с.134-138(на эст.языке).

3. Мейнер А.Проблемы изучения неточечного загрязнения в условиях большого водосбора.Е сб.:Формирование и охрана ландшафтов Эстонии.Тез.докл.научного совещания.Таллинн,1986,с.33-35 (на эст.языке,рео.на русском).

4. Крысанова В.,Лаур А., Мейнер А. Опыт моделирования состояния окружающей среда в и1атсалуском заливе и на его водосборе. В сб.:Динамика и состояние Экосистем Матсалуского государственного заповедника. Таллинн,"Валгус",1987.с.25-34(на эст.языке) .

5. Крысанова В.П., Лаур A.A., Мейнер А.Ф. Имитационное моделирование биогенных потоков на сельскохозяйственном водосборе. В сб.:Математич^ское моделирование в проблемах рационального природопользования. Тез.докл.обл.XI школы - семинара.Ростов-на-Дону, 1987.с. 142-143.

6. Мейнер А.,Роосааре ©.Применение точечной модели агроэко-системы при имитации выноса био-генов. В сб.:Проблемы современной экологии.Тез.докл.на 1У республ.экол.конф.Тарту,1988.с.81-34 (на эст.языке,рез.на английском).

7. Мейнер А.Водосбор водоема как региональная географическая экосистема. В сб.:Географические проблемы Эстонии. Тезисы докл. Ш летней шк.молод.географов Эстонии.Таллинн,1988.с.72-76(на эст. языке).

8. Крысанова В., Мейнер А., Роосааре Ю.Имитационное моделирование в качестве средства определений роли неточечного источника в загрязнении морского залива. В сб.: Системный подход в изучении

окрух&вщей среды и природопользования Балтийского региона.Те-зисы докл.конф.Гданьск,Польша,1988.с.33(на англ.языке).

9. Васильев А..Крысанова В.,Мейнер А. Опыт п^странстгешой реализации модельных расчетов при имитации неточечного загрязнения.В сб.:Математическое моделирование в проблемах рационального природопользования.Тезисы докл.обл.XD школы-семинара Росто в-на-До:у,1988.с.129-130.

10. Роосааре Ю..Мейнер А..Крысанова В..Васильев А. Изучени влияния интенсивного сельского хозяйства на эвтрофикацию мелководного залива методом имитационного моделирования.В сб.: Экологические и экономические аспекты мелиорации.Тез.докл.УШ всесоюзн.конф.т.1У.Таллинн 1988,с.129-132.

11. Крысанова В.,Лаур А., Мейнер А. Модельный подход к изучению формирования фосфорной нагрузки на водосборе Псковско-Чуд< кого озера.Изв.АН ЭССР.Биология,1989, №38. с.149-156. '

12. Мейнер А. Расщепление времени и пространства при модел] рсвании ландшафтного круговорота вещества. В сб.:Пркродные прс цессы и антропогенные воздействия в ландшафтах Эстонии.Таплиш Тарту,1969.с.64-66(на эст.языке,рецна русском).

13. Крысанова В.,Мейнер А..Роосааре Ю..Васильев А. Примене ние имитационного моделирования для управления речным бассейне В сб.¡Управление речными бассейнами У. Материалы конф.Международной ассоциации по исследованию и управлению загрязнения воf. в Рованиеыи.Финляндия(ред.Х.Лайкари). Оксфорд,Пергамон-Пресс. 1989.с.П5-124.(на англ.языке).

14. Крысанова В..Мейнер А., Роосааре С..Васильев А. Имитаци онное моделирование загрязнения прибрежных вод с сельскохозяйс венного водосбора. Эколодаинал Модиллинг, 1989, № 1-2,с. 7-2.9 (на англ.языке).

15. Имитационное моделирование в системе "Водосбор-река-мор ской залив'Чред.Крысанова В. и Луйк X.) Таллинн,"Валгус",1989, 17,6 п.л.

16. Мейнер А.,Роосааре Ю.Выявление количественных закономер ностей выноса подвижного азота с сельскохозяйственных угодий О.Сааремаа.Публикация фирмы "Регио" №2.Таллинн,1989,31 с.(на эст.языке).

ял* ин. 90.Ю0.