Школьный экологический мониторинг

Микроклиматические наблюдения приземного слоя воздуха позволяют формировать и уточнять представления учащихся об условиях развития биогеоценозов и некоторых особенностях физико-химического режима почвенного покрова.

4.1.3. Почвы

1. Исходной основой для  подразделения почв на типы служит сочетание почвообразующих факторов.

К главным из них относятся:

- литогенная основа (геологическое строение), от которой зависят механический состав и геохимические особенности почвы;

- растительность, обеспечивающая  органическую часть почвы;

- гидротермические (климатические)  условия, определяющие тепловой и водный режим почв.

2. В процессе развития  почвы под воздействием перечисленных факторов формируются горизонты вертикального почвенного профиля. К ним относятся:

- Ао — неразложившиеся остатки растений (хвоя, мхи, дернина);

- At — горизонт накопления гумуса;

- в агроценозах AQ + А] образуют Ап (пахотный горизонт);

- А2 — горизонт вымывания коллоидов;

- В — горизонт вмывания  минеральных и, иногда, органических коллоидов;

-С — почвообразующая порода, т. е. горная порода

(литогенная основа), измененная химическими процессами почвообразования. Кроме того, во многих случаях выделяются переходные (промежуточные ) горизонты AtA2; AtB; A2B; ВС.

3. Наличие и сочетание  тех или иных почвенных горизонтов служит критерием подразделения почв на типы, подтипы, виды. Применительно к территориям школьных микрорайонов севера Европейской России типология почв выглядит следующим образом:

- подзолистый тип: горизонты  AQ+А2 +В + С;

- дерново-поздолистый тип, преобладающий в Европейской России: А0+А1+А2 + В + С; по соотношению горизонтов обычно подразделяется на

подтипы: дерново-сильноподзолистые (Aj < А2), дерново-среднеподзолистые (А!>А2), дерново- слабоподзолистые (вместо А2 выделяется переходный горизонт А2В);

- дерновые почвы: горизонты  AQ+AJ-I-В + С; среди них выделяются свойственные водоразделам дерново- карбонатные почвы, богатые катионами кальция, и пойменные дерновые почвы речных долин;

- серые лесные почвы  (почти повсеместно распаханы, когда-то они развивались под широколиственными лесами): горизонты АП + А1А2+В + С в

агроценозах; A0+Ai + AiA2 + C под естественной растительностью.

Остальные типы почв (болотные, подзолисто-болотные) вряд ли встретятся в пределах школьных микрорайонов; даже при их наличии сомнительно, чтобы они стали объектом почвенных исследований учащихся.

 

4.2 Экологическая оценка исследуемой территории

Важнейшим фактором, влияющим на состояние территории микрорайона школы, является хозяйственная деятельность человека. Поэтому для описания территории дается общая характеристика антропогенных факторов, описываемых множеством параметров. Необходимо учитывать количество жителей на единицу площади, наличие предприятий (и их характер), котельных, источников питьевой воды (и их качество), канализации, транспортной сети, мест свалок (в том числе неразрешенных), высоковольтных линий электропередач, дымовых труб тепловых электростанций и цехов предприятий (и характеристики выбросов из них), водоемов (и их состояние). Кроме того, требуются оценки качества воздуха, определение мест сильной загазованности, уровней шумового загрязнения и радиоактивности.

Задача экологического мониторинга  состоит в ежегодном наблюдении за состоянием территорий. На основе полученных данных можно сделать оценку величины нарушенно экосистем в микрорайоне школы.

Проведение мониторинга  позволяет получать данные за несколько лет, что дает возможность делать оценки скорости изменения площади зон нарушенности. Такие подходы были детально разработаны известным российским ученым Б.В. Виноградовым, предложившим для индикации нарушенности экосистем и природной среды территории две группы признаков:

• признаки неблагополучного состояния (статические)

• признаки неблагоприятных изменений территорий (динамические признаки).

Эти подходы вполне применимы  к микрорайону школы. Программой исследований ШЭМ предусмотрено проведение оценок экологического состояния территории статическим и динамическим способами. Антропогенные факторы, определяющие техногенную нагрузку на микрорайон школы, проявляются через преобразование ландшафта за счет населенных пунктов, близости промышленных зон, наличия лесоразработок, агроценозов, добычи полезных ископаемых, транспортной сети (автомобильных и железных дорог, нефте- и газопроводов). Территории, где такие факторы проявляются, считаются в той или иной степени неблагополучными.

Эта оценка неблагополучия территории складывается из множества ее параметров — ботанических и почвенных, территориальных статических и динамических, природных и антропогенных. На каждой территории эти параметры тесно связаны друг с другом, зависят друг от друга и поэтому могут быть выражены одним обобщающим показателем. Таким показателем неблагополучия может служить доля территории в микрорайоне школы, где экологическое состояние неблагополучно.

По всей территории микрорайона  школы для формирования обобщенного показателя делаются оценки экологического неблагополучия на основе следующих пространственных характеристик:

- площадь зон нарушенности лесных биоценозов;

- площадь зон нарушенности луговых биоценозов;

- площадь земель, выведенных из землепользования (овраги, свалки, отвалы пород, хранилищаотходов и т. д.);

- площадь земель, занятых под населенные пункты, промышленные зоны и транспортные магистрали.

 

Методика  проведения работы

На план местности территории микрорайона школы следует нанести границы нарушенных, выведенных из землепользования и занятых под населенные пункты земельных площадей. Накладывая палетку (сеточку), измерить их площадь, рассчитать долю площади в процентах:

• зоны нарушенности лесных биоценозов от общей

площади лесных биоценозов;

• зоны нарушенности лугов от общей площади луговых

биоценозов;

• земель, выведенных из землепользования, от общей

площади земель в землепользовании;

• земель, занятых под  населенные пункты, от общей

площади земель в микрорайоне  школы.

Экологическая оценка по статическим признакам

Доля (процент) общей нарушенной площади является обобщенной экологической оценкой территории в микрорайоне школы по статическим признакам. Экологическая оценка делается по четырем классам экологического неблагополучия земель:

а) общая площадь нарушенных земель менее 5% — экологическая норма;

б) общая площадь нарушенных земель от 5 до 20% —экологический риск;

в) общая площадь нарушенных земель от 20 до 50% —экологический кризис;

г) общая площадь нарушенных земель более 50% —экологическое бедствие.

Процент нарушенных и выведенных из землепользования земель заносится в соответствующий раздел экологического паспорта.

 

 

Экологическая оценка по динамическим признакам

Обобщенная экологическая  оценка территории в микрорайоне школы по статическим признакам дает ≪экологический портрет≫ микрорайона школы в данном году. Систематические ежегодные наблюдения позволяют отслеживать изменение площадей нарушенных и выведенных из землепользования земель в микрорайоне школы, оценивать скорость нарастания неблагоприятных изменений.

Изменение нарушенной площади  в год (в процентах) является обобщенной экологической оценкой территории в микрорайоне школы по динамическим признакам. Эта экологическая оценка земель по скоростям нарастания неблагоприятных процессов также позволяет отнести территории к одному из четырем классов:

а) скорость нарастания менее 0,5 % в год — экологическая норма;

б) скорость нарастания от 0,5 до 2 % в год— экологический риск;

в) скорость нарастания от 2 до 4 % в год — экологический кризис;

г) скорость нарастания более 4 % в год — экологическое бедствие.

Скорость нарастания нарушенных площадей в микрорайоне школы за год заносится в экологический паспорт. Общий вывод о степени неблагополучия экологического состояния территории микрорайона школы должен делаться на основании обеих обобщенных оценок статической и динамической.

 

4.3 Экологическая оценка природных среди объектов по программе мониторинга

По количественным результатам  единичных исследований не удается  сделать достоверных оценок состояния  природной среды и выявить  тенденции ее изменения. Например, одноразовый отбор проб в разных точках региона и их анализ не может дать достоверной оценки территории, если он не будет подкреплен повторными исследованиями. Только многолетние наблюдения за одними и теми же объектами по отработанным методикам дают возможность накапливать данные, которые позволят делать более достоверные оценки изменений, происходящих в окружающей среде по сравнению с несистемными единичными исследованиями. Поэтому наибольший интерес полученные результаты представляют в том случае, когда они используются для сравнения проб, взятых в разных местах (например, на фоновой территории и на участке, подверженном антропогенной нагрузке), либо в одном и том же месте в разные моменты времени. Исследования по программе школьного экологического мониторинга охватывают биоту, природные среды и источники техногенного воздействия. Если для сельских школ главным направлением исследований является мониторинг биоты, то для городских— мониторинг сред и объектов техногенного воздействия.

Мониторинг  биоты включает в себя оценку биоразнообразия растений и животных, жизненности видов, обилия, встречаемости и изменений в количестве экземпляров видов в ареалах их обитания; определение фенофазы растений; сроков появления и исчезновения бабочек, других насекомых, птиц; фенотипические исследования, например белого клевера, в населенных пунктах и естественных ландшафтах.

При выборе биоиндикаторов, реагирующих на изменения в состоянии окружающей среды изменением своих показателей, основной упор делается на численность видов, особенно редких, приспособленных к существованию в определенных границах внешних воздействий. Кроме того, важным показателем является процентное соотношение разных видов — в ряде случаев это более надежный индикатор загрязнения среды химическими веществами, чем изменение численности одного вида. На ключевых участках в микрорайоне школы по щадящим методикам проводится биодиагностика состояния окружающей среды.

1. Описание фитоценоза (периодичность— 1 раз в год):

- ярусность растительности;

- численность растительных  видов, в процентах;

- обилие растительных  видов, в шкалах 1—5 баллов;

- фенофазы растений;

- жизненность видов, в  шкалах 1 — 3 балла.

2. Описание фауны:

- численность видов почвенной  или припочвенной фауны (2 — 3 раза в летний сезон);

- численность птиц-дуплогнездников (1 раз в летний сезон).

Мониторинг  сред и объектов техногенного воздействия предусматривает определение следующих оценок и показателей.

Оценка степени  загрязнения воздуха (один раз в год):

- по результатам лихенодиагностики;

- по морфологическим и  анатомическим изменениям

хвои сосны, (обесхвоенность крон, повреждение, усыхание хвои, средний прирост и продолжительность жизни хвои, состояние генеративных органов сосны);

- по характеристике движения  транспорта;

- по химическому составу  снегового покрова, кислотности атмосферных осадков;

- по запыленности (скорость  осаждения пыли в сутки).

Оценка степени  загрязнения почв (один раз в год):

- оценка свойств почв  по растениям-индикаторам плодородия, влажности и кислотности почв;

- определение фенотипической  структуры популяций белого клевера;

- определение свойств  почв по видам беспозвоночных животных — индикаторов состояния почв;

- микробиологическая активность  почв (по характеристике дыхания почвы, скорости распада целлюлозы, 2 — 3 раза в летний сезон);

- определение качества  пыльцевых зерен различных растений (томаты, сельскохозяйственные культуры, дикие растения — сорняки, различные деревья).

Оценка степени  загрязнения воды (1-3 раза в год):

по физическим, химическим свойствам воды, растительным индикаторам, биотическому индексу, анализу донных отложений; по плотности популяций видов — биоиндикаторов состояния водоемов с оценкой обилия в баллах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение 

Сам термин «мониторинг» впервые появился в рекомендациях специальной комиссии СКОПЕ (научный комитет по проблемам окружающей среды) при ЮНЕСКО в 1971 году, а в 1972 году уже появились первые предложения по Глобальной системе мониторинга окружающей среды (Стокгольмская конференция ООН по окружающей среде) для определения системы повторных целенаправленных наблюдений за элементами окружающей природной среды в пространстве и времени. Однако такая система не создана по сей день из-за разногласий в объемах, формах и объектах мониторинга, распределении обязанностей между уже существующими системами наблюдений. Такие же проблемы и у нас в стране, поэтому, когда возникает острая необходимость режимных наблюдений за окружающей средой, каждая отрасль должна создавать свою локальную систему мониторинга.