Подходы к интегральной оценке и ГИС-картографированию устойчивости и экологического благополучия геосистем. Интегральная оценка экологического благополучия речных систем

Даниэль Рафаэлевич Амаро Медина; Василий Васильевич Дмитриев

doi:10.21638/spbu07.2019.201

Авторы

Даниэль Рафаэлевич Амаро Медина Санкт-Петербургский государственный университет, Российская Федерация, 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7–9
Василий Васильевич Дмитриев Санкт-Петербургский государственный университет, Российская Федерация, 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7–9 https://orcid.org/0000-0003-3849-1186

DOI:

https://doi.org/10.21638/spbu07.2019.201

Аннотация

Рассматриваются теоретико-методологические положения и опыт применения методов интегральной оценки для характеристики экологического благополучия (ЭБ) речных систем. Обсуждаются вопросы построения многоуровневых и многокритериальных классификаций ЭБ, этапы и результаты оценочных исследований. Оценка ЭБ может выполняться на основе биоцентризма в исследовании речной системы или антропоцентрического подхода, учитывающего планирование человеком использования водного объекта в различных целях с учетом сохранения средо- и ресурсовоспроизводства. Это обусловливает аксиологическую основу и выбор необходимых и достаточных критериев и приоритетов оценивания. Оценочные шкалы ориентированы на покомпонентную оценку, индикаторный подход; использование неполной, неточной, нечисловой информации в оценочных исследованиях. Делается вывод о том, что ЭБ является примером эмерджентного свойства системы, объединяющего ее способность продуцировать органическое вещество в соответствии с естественно-исторической фазой развития, сохранять высокое качество и разнообразие среды и биоты, высокую устойчивость к изменению параметров естественного и антропогенного режимов, высокую скорость самоочищения и низкую – загрязнения и ацидификации, и сохранять системные свойства длительное время. При оценке ЭБ речных систем должны учитываться также предыстория воздействия на систему, масштабы и риски самого воздействия и возникновения опасных гидрологических явлений, свойства водосбора и их изменчивость. Акцентом исследования является разработка моделей интегральной оценки состояния речных систем, их интегративных свойств, характеризующихся возникновением новых функциональных единиц систем, которые отражают их целостность, являются основой их систематики, и позволяют сравнивать состояние систем в пространстве и времени. Интегральная оценка предполагает учет неопределенности; наличие этапов, связанных с объединением в одно целое ранее разнородных оценок, учет вклада различных индикаторов и подсистем в сводную оценку. Построение интегральных показателей ЭБ рассмотрено на гипотетических примерах систем «река-водосбор», а также на основе оценки ЭБ реки (р.Мста) и ее водосбора.

Ключевые слова:

интегральная оценка, экологическое благополучие, речная система, система «водоток-водосбор», устойчивость экосистемы

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Библиографические ссылки

Литература

Александрова, Л. В., Васильев, В. Ю., Дмитриев, В. В., Мякишева, Н. В., Огурцов, А. Н., Третьяков, В. Ю., Хованов, Н. В., 2000. Многокритериальные географо-экологические оценки состояния и устойчивости природных и урбанизированных систем. ВИНИТИ 2342V00. https://clck.ru/G5sC2.

Многолетние данные о режиме и ресурсах поверхностных вод суши, 1986. Бассейны рек Балтийского моря, Онежского и Ладожского озер, 1(5). Гидрометеоиздат, Ленинград.

Воробейчик, Е. Л., Садыков, О. Ф., Фарафонтов, М. Г., 1994. Экологическое нормирование техногенных загрязнений наземных экосистем (локальный уровень). Наука, Екатеринбург.

Дмитриев, В. В., Мякишева, Н. В., Хованов, Н. В., 1996. Многокритериальная оценка экологического состояния и устойчивости геосистем на основе метода сводных показателей. Качество природных вод. Вестник СПбГУ. Сер. 7. Геология, география 3, 40–52.

Дмитриев, В. В., Панов, В. Е., Пряхина, Г. В., 2010. Экологическое состояние водных объектов: Учебно-методическое пособие. ВВМ, Санкт-Петербург.

Дмитриев, В. В., Федорова, И. В., Бирюкова, А. С., 2016. Подходы к интегральной оценке и ГИС-картографированию устойчивости и экологического благополучия геосистем. Ч. IV. Интегральная оценка экологического благополучия наземных и водных геосистем. Вестник СПбГУ. Сер. 7. Геология, география 2, 37–53.

Зуева, Н. В., Гальцова, В. В., Дмитриев, В. В., Степанова, А. Б., 2007. Использование структурных характеристик сообществ макрофитов как индикатора экологического состояния малых рек Ленинградской области. Вестник СПбГУ. Сер. 7. Геология, география 4, 60–71.

Оценка состояния и устойчивости экосистем, 1992. Изд-во Института охраны природы и заповедного дела, Москва.

Ресурсы поверхностных вод СССР, 1972. 2. Карелия и Северо-Запад. Гидрометеоиздат, Ленинград.

Семенченко, В. П., Разлуцкий, В. И., 2011. Экологическое качество поверхностных вод. Беларуская навука, Минск.

Сергеев, Ю. Н., Кулеш, В. П., Дмитриев, В. В., 1997. Экосистема озера Ильмень и его поймы. Изд-во С.-Петерб. ун-та, Санкт-Петербург.

Ткачук, С. В., 2012. Обзор индексов степени комфортности погодных условий и их связь с показателями смертности. Гидрометеорологический научно-исследовательский центр Российской Федерации, Москва.

Хованов, Н. В., 1996. Анализ и синтез показателей при информационном дефиците. Изд-во С.-Петерб. ун-та, Санкт-Петербург.

Gilvear, D. J., Heal, K. V., Stephen, A., 2002. Hydrology and ecological quality of Scottish river ecosystems. The science of the Total Environment, 131–159.

Grizzetti, B., Pistocchi, A., Liquete, C., Udias, A., Bouraoui, F., van de Bund, W., 2017. Human pressures and ecological status of European river. Scientific resorts. https://doi.org/10.1038/s41598-017-00324-3.

Hovanov, N., Hovanov, K., Yudaeva, M., 2009. Multicriteria estimation of probabilities on basis of expert non-numeric, non-exact and non-complete knowledge. European Journal of Operational Research, 857–863.

Logan, P., 2001. Ecological quality assessment of river and integrated catchment management in England and Wales. Scientific and legal aspects of biological monitoring in fresh water, 25–32.

Noga, T., Stanek-Tarkowska, J., Pajączek, A., Kochman, N., Peszek, Ł., 2014. Ecological assessment of the San River water quality on the area of the San Valley lands capepark. Journal of Ecological Engineering15, 12–22. https://doi.org/10.12911/229989922998993.1125453.

Schofield, N. J., Davies, P. E., 1996. Measuring the health of our rivers. Water, 39–43.

Utete, B., 2013. Ecological integrity of a Peri-Urban River System, Chiraura River in Zimbabwe. Journal of Water Resourses and Ocean Sciences 2, 56–61. https://doi.org/10.11648/j.wros.20130205.11.

Watanabe, T., 1986. Saprophilous and eurysaprobic diatom taxa to organic water pollution and diatom assemblage index (DAIpo). Diatom 2, 23–73.

Yadav, N. S., Sharma, M. P., Kumar, A., 2015. Ecological health assessment of Chambal River, India. Journal of Material and Environmental Science 6(3), 613–618.

References

Aleksandrova, L. V., Vasiliev, V. Ju., Dmitriev, V. V., Mjakisheva, N. V., Ogurcov, A. N., Tretiakov, V. Ju., Hovanov, N. V., 2000. Mnogokriterial’nye geografo-ekologicheskie otsenki sostoianiia iustoichivosti prirodnykh iurbanizirovannykh system [Multi-criteria geographical and ecological assessments of the status and steadiness of natural and urbanized systems]. Dmitriev, V. V., Hovanov (eds). VINITI, 2342V00. https://clck.ru/G5sC2. (In Russian)

Basseiny rek Baltiiskogo moria, Onezhskogo i Ladozhskogo ozer [The basins of the rivers of the Baltic Sea, Lake Onega and Ladoga], 1986. Mnogoletnie dannye o rezhime i resursakh poverkhnostnykh vod sushi, [Long-term data on the regime and resources of surface land waters] 1(5). Gidrometeoizdat Publ., Leningrad. (In Russian)

Dmitriev, V. V., Fedorova, I. V., Birykova, A. S., 2016. Podkhody k integral’noi otsenke i GIS-kartografirovaniiu ustoichivosti i ekologicheskogo blagopoluchiia geosistem. Chast’ IV. Integral’naia otsenka ekologicheskogo blagopoluchiia nazemnykh i vodnykh geosistem [Approaches to assessment and GIS mapping of sustainability and environmental well-being of geosystems. Part IV. Integrated assessment of ecological wellbeing of terrestrial and aquatic ecosystems]. Vestnik of Saint Petersburg University. Series 7. Geology, geography 2, 37–53. (In Russian)

Dmitriev, V.V., Myakisheva, N.V., Hovanov, N.V., 1996. Mnogokriterial’naia otsenka ekologicheskogo sostoianiia iustoichivosti geosistem na osnove metoda svodnykh pokazatelei. Kachestvo prirodnykh vod [Multi-criteria assessment of ecological status and geosystem steadiness based on the summarizing indicators method. The quality of natural water]. Vestnik of Saint Petersburg University. Series 7. Geology, geography 3, 40–52. (In Russian)

Dmitriyev, V. V., Panov, V. Ye., Pryakhina, G. V., 2010. Ekologicheskoe sostoianie vodnykh ob”ektov: Uchebno-metodicheskoe posobie [Ecological state of water bodies: Teaching aid]. VVM Publ., St. Petersburg. (In Russian)

Gilvear, D. J., Heal, K. V., Stephen, A., 2002. Hydrology and ecological quality of Scottish river ecosystems. The science of the Total Environment, 131–159.

Grizzetti, B., Pistocchi, A., Liquete, C., Udias, A., Bouraoui, F., van de Bund, W., 2017. Human pressures and ecological status of European river. Scientific resorts. https://doi.org/10.1038/s41598-017-00324-3.

Hovanov N., Hovanov K., Yudaeva M., 2009. Multicriteria estimation of probabilities on basis of expert non-numeric, non-exact and non-complete knowledge. European Journal of Operational Research, 857–863.

Hovanov, N. V., 1996. Analiz i sintez pokazatelei pri informatsionnom defitsite [Analysis and synthesis of the indicator in conditions of information deficit]. St. Petersburg University Press, St. Peterburg. (In Russian)

Kareliia i Severo-Zapad [Karelia and North-West], 1972. Resursy poverhnostnyh vod SSSR 2 [USSR Surface Water Resources]. Gidrometeoizdat Publ., Leningrad. (In Russian)

Logan, P., 2001. Ecological quality assessment of river and integrated catchment management in England and Wales. Scientific and legal aspects of biological monitoring in fresh water, 25–32.

Noga, T., Stanek-Tarkowska, J., Pajączek, A., Kochman, N., Peszek, Ł., 2014. Ecological assessment of the San River water quality on the area of the San Valley lands capepark. Journal of Ecological Engineering 15, 12–22. https://doi.org/10.12911/229989922998993.1125453.

Otsenka sostoianiia i ustoichivosti ekosistem [Assessment of the status and steadiness of the ecosystems], 1992. Institut okhrany prirody i zapovednogo dela Publ., Moscow. (In Russian)

Schofield, N. J., Davies, P. E., 1996. Measuring the health of our rivers. Water, 39–43.

Semenchenko, V. P., Razlutskiy, V. I., 2011. Ekologicheskoe kachestvo poverkhnostnykh vod [Ecological quality of the surface water]. Belaruskaya navuka Publ., Minsk. (In Russian)

Sergeev, Ju. N., Kulesh, V. P., Dmitriev, V. V., 1997. Ekosistema ozera Il’men’ i ego poimy [Ecosystem of the Ilmen lake and its floodplains]. St. Petersburg University Press, St. Petersburg. (In Russian)

Tkachuk, S.V., 2012. Obzor indeksov stepeni komfortnosti pogodnykh uslovii I ikh sviaz’ s pokazateliami smertnosti [Review of weather comfort indexes and their connection with mortality rates]. Gidrometeorologicheskii nauchno-issledovatel’skii tsentr Rossiiskoi Federatsii Publ., Moscow. (In Russian)

Utete, B., 2013. Ecological integrity of a Peri-Urban River System, Chiraura Riverin Zimbabwe. Journal of Water Resourses and Ocean Sciences 2, 56–61. https://doi.org/10.11648/j.wros.20130205.11.

Vorobeychik, Ye. L., Sadykov, O. F., Farafontov, M. G., 1994. Ekologicheskoe normirovanie tekhnogennykh zagriaznenii nazemnykh ekosistem (lokal’nyi uroven’) [Ecological rationing of anthropogenic pollution of terrestrial ecosystems (local level)]. Nauka Publ., Yekaterinburg. (In Russian)

Watanabe, T., 1986. Saprophilous and eurysaprobic diatom taxa to organic water pollution and diatom assemblage index (DAIpo). Diatom 2, 23–73.

Yadav, N. S., Sharma, M. P., Kumar, A., 2015. Ecological health assessment of Chambal River, India. Journal of Material and Environmental Science 6(3), 613–618.

Zueva, N. V., Galtsova, V. V., Dmitriev, V. V., Stepanova, A. B., 2007. Ispol’zovanie strukturnykh kharakteristik soobshchestv makrofitov kak indikatora ekologicheskogo sostoianiia malykh rek Leningradskoi oblasti [Using of the structural characteristics of macrophyte association as indicator of the ecological status of small rivers of Leningradsky District]. Vestnik of Saint Petersburg University. Ser. 7. Geology, geography 4, 60–71. (In Russian)