ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО ПРОГНОЗА МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В БИОГЕОЦЕНОЗАХ

 

В процессе развития производственных сил происходит концентрация производства на незначительной территории, то есть формируются локальные территориально-промышленные комплексы, которые повышают их эффективность за счёт использования предприятиями общей инфраструктуры, сырьевой, топливной базы, трудовых ресурсов и т.д. [9]. Поэтому выбросы промышленных предприятий наносят огромный ущерб экосистемам, загрязняя атмосферу, водоемы, почвы, растительный покров, что приводит к снижению продуктивности биоценозов и агроценозов [1, 10], т.е. техногенез становится решающим фактором в развитии биосферы [11, 13]. Урбанизированные территории представляют собой особый уникальный тип природно-технических геосистем, в пределах которых в каждом локусе сконцентрировано максимальное разнообразие видов воздействий человека на почву [13]. 
Почвы, находясь на современном анропогенно-технологическом этапе эволюции, изменяют направление функционирования всего комплекса элементарных почвенных процессов. Для антропогенеза характерно возросшее число изменений абиотических (часто не гармоничных) контразональных факторов (механических, гидролого-микроклиматических). Изменение природных экологических связей создает стрессовые ситуации, приводящие к деградации и деструкции в почвах [2]. Причем, чем больше деградация почв, тем больше сорбционная способность [11–13]. Окружающая среда и живой организм – многопараметрические объекты, тесно связанные между собой. По указанной причине на сегодняшний день очень важно определение обусловленности параметров живых организмов теми параметрами окружающей среды, которые наиболее ответственны за отрицательное влияние на человеческий организм [3, 4].
Поскольку параметры окружающей среды определяются посредством либо дискретного, либо непрерывного измерения, при решении проблемы обусловленности можно использовать детерминированные подходы, связанные со спектральными методами, и статистические, связанные с корреляционным и факторным анализами, с моделями нелинейной регрессии [14, 15].
Кроме этого очень важно методически оценить результаты объединений параметров факторным анализом по физическим вкладам в регрессионных моделях этих параметров.
Решение данной задачи позволит значительно упростить определение обусловленности параметров, сделать наиболее оптимальными модели прогноза, сократить время на проведение экспресс-анализа параметров окружающей среды.
Почвы, растительность урбанизированных регионов являются хорошей сырьевой базой для изучения биогеохимического состояния экосистем. Антропогенно изменяющиеся биогеоценозы вызывают необходимость анализировать и оценивать степень загрязнения почв и экосистем в целом.
Цель работы: разработка методики определения обусловленности и параметрического прогнозирования антропогенных факторов окружающей среды.
Поставленная цель определила следующие основные задачи:
- анализ антропогенных факторов окружающей среды;
- разработка методов обработки данных;
- анализ метода главных компонент в факторном анализе для выявления качественных связей между параметрами исследования;
- использование упрощенного алгоритма ступенчатого регрессионного метода для построения полиномиальных моделей параметров;
- экспериментальная проверка моделей прогнозирования [2, 4, 6];
- оценка применимости разработанных методов в других областях.
В частности, в основу методов определения степени химического загрязнения почв положен принцип определения уровня содержания в них химических соединений над аналогичными незагрязнёнными эталонными. Оценка степени загрязнения почв и растений устанавливается по кратности превышения содержания химических элементов в сравнении с Кларками веществ или с их предельно-допустимыми концентрациями. Валовое содержание микроэлементов в почвах на реперных участках определяется спектрографическим методом. На основе сопоставления концентраций химических элементов в почвах-эталонах с аналогичными характеристиками в анализируемых загрязнённых почвах установлены корреляционные связи между ними и выявлено, что достоверную информацию о загрязнении почв несут подвижные формы тяжёлых металлов, способные адекватно отражать реакцию растений на избыток химических элементов в среде обитания [5, 9, 11, 13].
Анализ экологического состояния почв урбанизированной территории определялся по 5 реперным участкам в пределах санитарно-защитных зон предприятий. Для максимально комплексного изучения биологических, физических и химических параметров почв были проведены исследования лекарственных растений. Исследования проводились спектрографическим и спектрофотометрическим методами [6, 7].
В результате подобных исследований получена комплексная оценка геохимического состояния почвы и лекарственных растений в целом [6, 8, 15]. В настоящее время за период 1966–2005 гг. выполнен геохимический анализ почвы; проведены исследования лекарственных растений реперных участков; относительно установленных нормативов и выявлено, что повышенное содержание тяжёлых металлов в растениях при длительном антропогенном воздействии на них снижает их лечебные свойства [1, 6–8] . Учитывая, что параметры биогеосферы могут определяться посредством измерений, предлагается новая методика исследования детерминированных процессов с использованием статистических методов для определения качественных и количественных обусловленностей параметров исследования [12, 14, 15].
Полученные результаты экспериментов могут быть использованы, как информационная база для комплексных ландшафтных наблюдений, а также для разработки принципов и структуры процессов и систем геоэкологического мониторинга, для предотвращения негативного техногенного воздействия и планировании необходимых природоохранных мероприятий для городских территорий [3, 8, 9, 12].

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Базилевич Н.И. Обмен минеральных элементов в различных типов степей и лугов на черноземных, каштановых почвах и солонцах // Проблемы почвоведения. – М.: Изд-во АН СССР, 1962. – С. 148.
2. Блохин Е.В. Экология почв Оренбургской области. – Екатеринбург: УрО РАН, 1997. – 228 с.
3. Вернадский В.И. Труды по биогеохимии и геохимии почв. – М.: Наука, 1992. – 438 с.
4. Виноградов А.П. История минералов земной коры. – М.: Изд-во АН СССР, 1960. – 651 с.
5. Войткевич Г.В., Закруткин В.В.Основы геохимии. – М.: Высш. шк., 1976. – 368 с.
6. Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР. – М.: Высш. шк., 1988. – 312 с.
7. Добровольский В.В. География почв с основами почвоведения. – М.: Просвещение, 1968. – 350 с.
8. Ковалевский А.Л. Биогеохимия растений. – Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1991. – 294 с. 
9. Малов О.В. Автомобильный транспорт и защита окружающей среды. – М., 1982. – 200 с. 
10. Рябинина З.Н. Растительный покров степей Южного Урала (Оренбургская область). – Оренбург: Изд-во ОГПУ, 2003. – 224 с.
11. Самарина В.С. и др. Техногенная метаморфизация химического состава природных вод (на примере эколого-гидрогеохимического картирования бассейна р.Урал, Оренбургская область). – Екатеринбург: Изд-во УрО РАН, 1999. – 435 с.
12. Сапрыкин Ф.Я. Геохимия почв и охрана природы. – Л.: Недра, 1984. – 216 с.
13. Ферсман А.Е. Геохимия. Т. 2. – Л.: ОНТИ-химтеорет, 1934. – 299 с.
14. Фихтенгольц Г. М. Основы математического анализа. – М.: Высш. шк., 1965.
15. Харман Г. Современный факторный анализ. – М.: Статистика, 1972.
 
Т.Н. Васильева

Для того чтобы оставить комментарий вы должны авторизоваться на сайте! Вы также можете воспользоваться своим аккаунтом вКонтакте для входа!