Научные основы оценки, диагностики и прогнозирования радиоэкологического состояния территорий (стр. 6 )

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате исследования выполнена цель и решены задачи работы, а именно, разработана концепция оценки, диагностики и прогнозирования радиоэкологического состояния территорий на основе взаимосвязанности природных процессов и осуществлена ее реализация в геоинформационных системах.

1. Взаимосвязанность природных процессов составляет основу концепции оценки, диагностики и прогнозирования радиоэкологического состояния территорий, основные положения которой состоят в следующем:

- радиоэкологическое состояние это функционирование (существование) природной или природно-антропогенной (геотехнической) системы в условиях воздействия радиационного фактора на систему в целом и ее отдельные компоненты;

- радиационный фактор это радиационный фон на территории, в пределах которой существует и развивается природная или геотехническая система;

- радиационный фон территории складывается из природного радиационного фона и радиактивного загрязнения, обусловленного антропогенным фактором;

- радиоустойчивость биогеоценозов (экосистем) определяется нами как способность систем выдерживать радиационные нагрузки без нарушения типичной структуры и типичного функционирования в соответствии с ландшафтно-зональными условиями; задаваемыми регламентом критериев, таких как: а) адресные показатели (координаты; названия региона, зоны, провинции, местности и т. д.); б) показатели ландшафтно-зональных условий (типы климата, водной миграции, почвы, растительности и др.); в) показатели радиоактивного загрязнения (активность, доза); г) показатели внутренней и пространственной структуры биогеоценозов (биоразнообразие, ярусность, мозаичность, экогенетические ряды и др.); д) показатели функционирования биогеоценозов (продукция, биомасса, репродуктивные характеристики, жизненность, организационные критерии и др.); е) показатели радиобарьерной функции биогеоценозов (содержание и запас радионуклидов в биогеогоризонтах);

- типичное ландшафтно-зональное состояние территории и слагающих ее природных и геотехнических систем составляет биосферный потенциал территории и определяет эколого-географическую регламентацию радиационного воздействия на биосферу в целом, и природные системы, в частности.

2. Концепция оценки, диагностики и прогнозирования радиоэкологического состояния территорий, разработанная на основе взаимосвязанности природных процессов, реализована в геоинформационных системах с использованием методов моделирования радиоэкологического состояния в виде алгоритмов получения эмпирической и расчетной информации по единой унифицированной схеме и представлена системой оценки геоэкологической, геодинамической, функциональной и радиобарьерной структуры территории в виде автономных модулей ГИС как совокупности аппаратно-программных средств, методов и информации, организованных в строго определенной последовательности процедур и этапов, таких как:

- распознавание геотопологической структуры территории по определителю сукцессионной системы путем выбора конкретного ботанико-географического района (БГР) и руководящих видов;

- распознавание парцелл с установлением характерного времени парцелл травостоя – как элементов геодинамической структуры конкретной экосистемы;

- определение возраста древостоя (при наличии в описании древостоя) для каждой из древесных пород по видовой принадлежности древесной породы, диаметру и высоте – как элемента геодинамической структуры;

- распознавание ЭК с определением характерного времени и возраста древостоя (при его наличии) – как элементов геодинамической структуры конкретной экосистемы;

- определение запаса фитомассы парцелл травостоя – как элементов функциональной структуры;

- определение максимального запаса фитомассы ЭК – как элементов функциональной структуры;

- осуществление расчета реального запаса стволовой древесины реальной экосистемы с учетом возраста древостоев – как элемента функциональной структуры;

- осуществление расчета содержания и запаса радионуклидов в биогеогоризонтах экосистемы – как элемента радиобарьерной структуры территории.

3. Типичное ландшафтно-зональное состояние территории и слагающих ее природных и геотехнических систем составляет биосферный потенциал территории и определяет эколого-географическую регламентацию радиационного воздействия на биосферу и природные системы, реализованную в виде модулей ГИС «Радиоэкологический стандарт территории». Разработан регламент критериев радиоэкологического стандарта территории, который в общем виде определяет набор параметров, характеризующих местоположение, состав, строение и функционирование территории как совокупности экосистем и содержит следующие позиции: позиционирование, видеопортрет, геоэкологическое описание, типы режимов факторов, геотопологическую структуру, радиационные характеристики, биобарьеры, дозы на биоту, индекс радиационной опасности. Разработан технологический регламент, определяющий перечень и последовательность процедур и операций, составляющих технологию по оценке и созданию радиоэкологического стандарта территории и содержит следующие процедуры: создание цифровых карт основ, создание атрибутивных баз данных, оптимизация сети обследования путем наложения серии карт, создание крупномасштабных ЦКО территории ПЗРО, создание атрибутивных баз данных, проведение полевых работ, выполнение пробоподготовки, выполнение измерений, ввод информации в БД, выполнение расчетов и вычислений, разработка БД и ГИС, разработка радиоэкологического стандарта территории. Созданные модули ГИС «Радиоэкологический стандарт территории» содержат информацию о типичном радиоэкологическом состоянии территории в соответствии с ландшафтно-зональными условиями и представляют собой фундаментальную основу экологического нормирования природопользования.

4. Разработана концепция прогнозирования радиоэкологического состояния территорий на основе главного постулата наук о Земле: о взаимосвязанности и сопряженности природных процессов.

Концепция базируется на фундаментальных знаниях:

- о количественном элементном составе живого вещества биосферы Ковальский, 1974, Покаржевский, 1985, Глазовский, 1987, Перельман, 1961, Алексахин, Нарышкин, 1977);

- о пределах радио - и хемочувствительности (Криволуцкий, 1983, Соколов и др., 1989, Никаноров и др., 1985, Катков, 1985, Поликарпов, Егоров, 1986);

- о приемах оценки состояния окружающей среды в виде систем биоиндикации, биомониторинга, биотестирования, как систем оценки качества среды обитания и ее отдельных характеристик по состоянию биоты в природных условиях (Бударков и др., 1998, Цыганов, 1983),

- о толерантности биоиндикаторов как ключевом понятии в биоиндикации (Ботаническая география…,1986, Одум, 1975, Цыганов, 1983).

Критерием зональной радиотолерантности установлено нормальное состояние объекта, выявленное в типичном плакорном местообитании, отражающем зональные условия. Показателями радиотолерантности установлены: 1) диапазон значений содержания или накопления радионуклидов в биоиндикаторах от минимума до максимума, 2) положение диапазона на общей шкале значений (содержания или накопления радионуклидов). Минимум – минимально измеренная активность, или реально рассчитанное наименьшее значение коэффициента накопления; максимум – реально измеренное наибольшее значение активности или реально рассчитанное наибольшее значение коэффициента накопления. На основе расчета и анализа более 4000 матриц связей радиационных показателей биоиндикаторов с их экологическими свитами по каждому фактору среды установлена зависимость накопительной способности биоиндикаторов от условий среды, установлены диапазоны или пределы радиотолерантности видов. Собранная информация и проведенный анализ позволили впервые установить на фоновом типично ландшафтно-зональном уровне радиотолерантность видов растений и их экологических свит, тем самым создать нормативно-базовую информацию в виде каталогов биоиндикаторов для решения разнообразных задач природопользования. Каталоги биоиндикаторов с конкретными значениями радиационных показателей и сопряженных характеристик факторов среды составили фундаментальную базу данных.

Система представляет собой аппаратно-программный комплекс, содержит базы данных о толерантности 2300 видов растений к 10 прямодействующим факторам среды, о состоянии более 116 объектов в диапазонах природных факторов в интервале широт 440 и 570 с. ш.; функционирует в режиме реального времени; позволяет осуществлять диагностику на любой территории в пределах лесной и степной зон; позволяет прогнозировать содержания радионуклидов в почве и растениях без отбора проб и выполнения измерений – только на основе визуального определения числа и обилия видов растений.

5. Результаты исследования внедрены в практику природопользования при обращении с радиоактивными отходами в виде составных модулей баз данных и СУБД и использованы при разработке технологии оперативного картографирования, технологии биомониторинга радиоэкологического состояния, технологии радиоэкологической сертификации качества среды, технологии создания биогеоценотических барьеров, развиваемых в ЦЭГР ГУП МосНПО «Радон». Результаты исследований в виде отдельных модулей ГИС внедрены в системы природопользования при обращении с РАО в спецкомбинаты «Радон» на территории РФ. Получены 35 заявок на выполнение работ по внедрению и созданию ГИС технологий от 9 » на период гг.

6. Результаты исследования использовались при выполнении проектов «Программы совершенствования средств и методов производства при обезвреживании РАО за 19в ГУП МосНПО «Радон»; «Программы оказания ГУП МосНПО «Радон» научной, практической и технической помощи » на гг», Федеральной целевой программы «Интеграция» (проект М0226) на географическом факультете МГУ им. в период гг.; методические разработки использованы в международном российско-китайском проекте по исследованию уезда Сыпин и города Сыпин в Китае, в практических занятиях студентов естественно-географического факультета Бурятского государственного университета.

Основные опубликованные работы:

Картографические издания

1 Россия. Карта районирования территории России по степени экстремальности развития эколого-геоморфологических ситуаций [Карты] : [Тематическая карта] / картографические работы, дизайн и подготовка к изданию Институт географии РАН в 2005 г., авторский макет ЭМ БИ» в 2006 г., картографическая основа Роскартография в 2003 ; соавторы: , , , – 1: 9 000 000, 90 км в 1 см – М.: , 2006. – На 1 листе.

Статьи в журналах перечня ВАК (науки о земле)

2 Markelov D. A. Zinc Accumulation by the Slime Mold Fuligo septica (L.) Wiggers in the Former Soviet Union [Текст] / Zhulidov D. A., Robarts R. D., Zhulidov A. V. , Markelov D. A., etc. // Journal Environmental Quality – 2002. – №31 – C. .

3 Маркелов радиоэкологических стандартов зональных биомов как основа рационального природопользования [Текст] / // Проблемы региональной экологии. – 2008. – .№ 2. – С. 144-149.

4 Маркелов ГИС «Эколого-географический, радиационный, химический стандарт природного комплекса Москвы – основа регулирования антропогенного загрязнения [Текст] / // Проблемы региональной экологии. – 2008. – .№ 3. – С. 190-194.

5 ГИС технология прогнозирования радиоактивности растений и почвы [Текст] / // Проблемы региональной экологии. – 2008. – .№ 4. – С. 113-120.

6 Маркелов распознавания экологического ареала территории на основе биоиндикации типов режимов факторов [Текст] / // Проблемы региональной экологии. – 2008. – .№ 4. – С. 168-171.

7 Маркелов оценки экологического состояния территории [Текст] / , // Вестник РУДН. Серия «Экология и безопасность жизнедеятельности». – 2008. – №2. – С. 106-111.

8 Маркелов биомониторинга для диагностики радиоэкологического состояния объектов и территории [Текст] / , // Вестник РУДН. Серия «Экология и безопасность жизнедеятельности». – 2008. – №2. – С. 112-123.

9 Маркелов концепции радиотолерантности лесных сообществ как биобарьеров при радиационном воздействии [Текст] / // Экология урбанизированных территорий. – 2008. – .№ 3. – С. 12-23.

Статьи в рецензируемых журналах:

10 Маркелов оценки радиоэкологического состояния территории на основе зональной радиотолерантности биоиндикаторов [Текст] / // Аридные экосистемы. – 2004. – .№ 22-23. – С. 145-153.

11 Маркелов экологического состояния земель (почвы) по биосферным функциям [Текст] / , // Вестник Бурятского университета. Сер. 3, География, Геология – 2006. – №6. – С. 201-211.

12 Маркелов природопользования с учетом биосферного потенциала земель [Текст] / , // Вестник Бурятского университета. Сер. 3, География, Геология – 2006. – №7. – С. 162-171.

13 Маркелов и барьерная функция санитарно-защитной зоны пункта обезвреживания РАО по данным, полученных с помощью геоинформационных технологий [Текст] / , , и др. // Медицина труда и промышленная экология. – 2006. – .№ 2. – С. 42-48. (журнал Перечня ВАК по медицине)

Монографии

14 Маркелов особенности биоразнообразия и радиоэкологического состояния растительных сообществ [Текст] / – М.: Географический факультет МГУ им. , 1999. – 58 с.

15 Маркелов состояние территорий (оценка, диагностика, прогнозирование) [Текст] / - М.: ИАЦ «Энергия», 20с.

Статьи, доклады и тезисы в трудах и материалах симпозиумов

16 Маркелов содержания радионуклидов в почве и растениях на основе зональной радиотолерантности биоиндикаторов / Семипалатинский испытательный полигон. Радиационное наследие и проблемы нераспространения: Материалы II Международной конференции. - Институт радиационной безопасности и экологии НЯЦ РК. 6-8 сентября 2005 г. - Том 1. - Курчатов: 2005.- С. 146-157.

17 Маркелов нормирование природопользования / , , и др. / Семипалатинский испытательный полигон. Радиационное наследие и проблемы нераспространения: Материалы II Международной конференции. Институт радиационной безопасности и экологии НЯЦ РК. 6-8 сентября 2005 г.- Том 1. - Курчатов: 2005. - С. 122-145.

18 Маркелов и моделирование систем биодоочистки и реабилитации территорий/ , , и др./ Семипалатинский испытательный полигон. Радиационное наследие и проблемы нераспространения: Материалы II Международной конференции. Институт радиационной безопасности и экологии НЯЦ РК. 6-8 сентября 2005 г. - Том 1.- Курчатов: 2005.- С. 205-215.

19 Маркелов структуры ГИС «Радиоэкологическое состояние эталонов природы – особо охраняемых природных территорий (ООПТ) Москвы и Московского региона»/ , , … и др. // Охрана окружающей среды и обращение с радиоактивными отходами научно-промышленных центров: Труды ГУП МосНПО «Радон»: Итоги научной деятельности за 2004 г. – М.: «IBDG», 2006. - Вып.12. – С. 63-71.

20 Маркелов и создание базы данных радиоэкологических параметров для сертификации качества среды при обращении с радиоактивными отходами/ , , … и др // Охрана окружающей среды и обращение с радиоактивными отходами научно-промышленных центров: Труды ГУП МосНПО «Радон»: Итоги научной деятельности за 2004 г. – М.: «IBDG», 2006. - Вып.12. –С. 78-84.

21 Маркелов базы данных биогеоценотических барьеров для целей природопользования при обращении с радиоактивными отходами Москвы и Московского региона / , …, и др. // Охрана окружающей среды и обращение с радиоактивными отходами научно-промышленных центров: Труды ГУП МосНПО «Радон»: Итоги научной деятельности за 2004 г. – М.: «IBDG», 2006. - Вып.12. – С. 85-90.

22 Маркелов прогнозирования радиоактивности почвы и растений /Экологические проблемы регионального мониторинга окружающей среды. Сборник научных трудов Московского регионального отделения Российской академии естественных наук (РАЕН) по экологическому мониторингу окружающей среды. – М: Изд. Российской академии естественных наук, 2006. – С.35-48.

23 Маркелов технологии обеспечения радиоэкологической безопасности на основе биоиндикации./ , , и др. /Экологические проблемы регионального мониторинга окружающей среды. Сборник научных трудов Московского регионального отделения Российской академии естественных наук (РАЕН) по экологическому мониторингу окружающей среды. – М: Изд. Российской академии естественных наук, 2006– С.25-34

24 Маркелов радиоэкологического состояния природного комплекса Москвы на основе геоинформационных технологий /, , … и др./ Экологические проблемы регионального мониторинга окружающей среды. Сборник научных трудов Московского регионального отделения Российской академии естественных наук (РАЕН) по экологическому мониторингу окружающей среды. – М: Изд. Российской академии естественных наук, 2006– С.89-94.

25 Маркелов программа «Оценка экологического состояния территории» / Тяжелые металлы и радионуклиды в окружающей среде. Материалы IV международной научно-практической конференции. Семипалатинский государственный педагогический институт, 19-21 октября 2006 г. - Т. 2. - Семипалатинск, 2006. - С. 587-591.

26 Маркелов барьерной функции биогеоценотических барьеров для ПЗРО России / 1, 1, 1, 1, 1, и др./ Тяжелые металлы и радионуклиды в окружающей среде. Материалы IV международной научно-практической конференции. Семипалатинский государственный педагогический институт, 19-21 октября 2006 г. - Т. 2. - Семипалатинск, 2006 - С. 374-382.

27 Маркелов качества среды промышленных площадок предприятий по биосферному потенциалу / , , , и др. / Тяжелые металлы и радионуклиды в окружающей среде. Материалы IV международной научно-практической конференции. Семипалатинский государственный педагогический институт, 19-21 октября 2006 г. - Т. 2. - Семипалатинск, 2006- С. 72-79.

28 Маркелов банка методов оценки токсичности почв / , , , и др./ Тяжелые металлы и радионуклиды в окружающей среде. Материалы IV международной научно-практической конференции. Семипалатинский государственный педагогический институт, 19-21 октября 2006 г. - Т. 2. - Семипалатинск, 2006- С. 501-511.

29 Маркелов системы эколого-географических, радиационных, биогеохимических стандартов геосистем СИЯП как основы устойчивого развития региона и прогноза его биосферного функционирования / ,, … и др./Тяжелые металлы и радионуклиды в окружающей среде. Материалы IV международной научно-практической конференции. Семипалатинский государственный педагогический институт, 19-21 октября 2006 г. - Т. 2. - Семипалатинск, 2006- С. 245-251.

30 Маркелов оценки геоэкологической структуры территории как арены миграции и аккумуляции тяжелых металлов и радионуклидов на примере г. Астаны / , , и др./Тяжелые металлы и радионуклиды в окружающей среде. Материалы IV международной научно-практической конференции. Семипалатинский государственный педагогический институт, 19-21 октября 2006 г. - Т. 2. - Семипалатинск, 2006 - С.368-372.

31 Маркелов «Эколого-географический, радиационный, химический стандарт европейской территории Российской Федерации – основа прогноза и предотвращения антропогенного загрязнения окружающей среды» / Геохимия биосферы: Доклады Международной научной конференции. Москва, 15-18 ноября 2006 г. Смоленск: Ойкумена, 2006. – С. 223.

32 ГИС технологии радиоэкологической безопасности: аппаратно-программные средства и геоинформационное обеспечение / , и др./ Геохимия биосферы: Доклады Международной научной конференции. Москва, 15-18 ноября 2006 г. Смоленск: Ойкумена, 2006– С. 221-223

33 Маркелов создания геоинформационной системы для целей рационального природопользования (города, района, региона) на основе интеграции новейших аппаратно-программных средств ГИС и глобальной спутниковой навигационной системы / , и др./Материалы VII Международного симпозиума «Проблемы экоинформатики»декабря 2006г. Москва, Россия). – М., 2006– С.219-223.

34 Маркелов ГИС «Распознавание геодинамической структуры экосистем» /, , и др./ Материалы VII Международного симпозиума «Проблемы экоинформатики»декабря 2006г. Москва, Россия). – М., 2006е – С. 99-103.

35 Маркелов структуры многофункциональной ГИС «Радиоэкологическая безопасность территорий РФ /, , … и др. // Охрана окружающей среды и обращение с радиоактивными отходами научно-промышленных центров: Труды ГУП МосНПО «Радон»: Итоги научной деятельности за 2005 г. – М.: «IBDG», 2007. - Вып.13. – с. 58-66.

36 Маркелов биомониторинга природопользования при обращении с радиоактивными отходами /, , … и др.// Охрана окружающей среды и обращение с радиоактивными отходами научно-промышленных центров: Труды ГУП МосНПО «Радон»: Итоги научной деятельности за 2005 г. – М.: «IBDG», 2007. - Вып.13– с.67-73

37 Маркелов структуры радиоэкологического сертификата качества среды при обращении с РАО /, … и др.// Охрана окружающей среды и обращение с радиоактивными отходами научно-промышленных центров: Труды ГУП МосНПО «Радон»: Итоги научной деятельности за 2005 г. – М.: «IBDG», 2007. - Вып.13– с.74-83.

38 Маркелов барьерной функции сообществ как биогеоценотических барьеров /, … и др. // Охрана окружающей среды и обращение с радиоактивными отходами научно-промышленных центров: Труды ГУП МосНПО «Радон»: Итоги научной деятельности за 2005 г. – М.: «IBDG», 2007. - Вып.133– с.84-92.

39 ГИС технологии радиоэкологической безопасности территорий/, , и др. / Геоэкологические проблемы современности: межвуз. сб. науч. тр. - вып. 9. - Владимир: ВГПУ - 2007.– с.

40 Маркелов радиоэкологической стандартизации территории. /, , и др./ Геоэкологические проблемы современности: межвуз. сб. науч. тр. - вып. 9. - Владимир: ВГПУ - 2007.– с.