Введение к работе
Актуальность темы.
В последнее время проблема накопления тяжелых металлов в атмосфере, почвах и водах в естественных н антропогенно-модифицированных ландшафтах характерна для многих стран мира, в том числе и для России.
Почву можно рассматривать как интегральный индикатор многолетнего процесса загрязнения окружающей среды, дающий представление о качестве связанных с почвами жизнеобеспечивающих сред - воздуха и вод. Воздействие тяжелых металлов на окружающую среду постоянно усиливается по мере возрастания масштабов и интенсивности хозяйственной деятельности человека, и знание закономерностей пространственного распределения тяжелых металлов становится актуальной необходимостью.
Для исследования пространственного содержания тяжелых металлов в почвах применяются различные анатитические методы. В то же время не существует универсального метода, позволяющего осущесгвлять полиэлементную оценку территории и учитываюшего многообразие факторов, воздействующих на почву, которая, в свою очередь, является достаточно сложной системой.
В связи с этим, необходимость учета большого количества факторов при отсутствии априорной информации о возможном распределении тяжелых металлов в почвенном покрове, предопределяет важность и актуальность задачи по разработке метода группировки почвенных данных для оценки содержания тяжелых металлов на основе кластерного анализа.
Цели и задачи исследования. Целью данной работы является разработка метода прогнозируемой оценки содержания тяжелых металлов в почвах па примере Предволжья Республики Татарстан.
В соответствии с поставленной целью сформулированы следующие задачи:
-
Создание базы данных по физико-химическим показателям почв, суммарным выбросам загрязняющих веществ и экологическому состоянию Предволжья Республики Татарстан.
-
Разработка метода группировки почвенных данных для оценки содержания тяжелых металлов на основе лингвистической кластеризации и последовательной процедуры оценивания и нечетких чисел.
-
Разработка программного комплекса для реализации метода группировки почвенных данных.
-
Выявление и анализ закономерностей содержания тяжелых металлов в почвах зонального ландшафта (на примере Предволжья Республики Татарстан) с помощью разработанного метода.
-
Экстраполяция результатов, полученных методом группировки почвенных данных для оценки содержания тяжелых металлов в почвах с известными физико-химическими показателями и известными факторами антропогенного воздействия для районов РТ - Апастовского и Кайбицкого.
Научная новизна работы.
- Разработан новый метод группировки почвенных данных для оценки
содержания тяжелых металлов в почве на основе кластерного анатиза с применением
последовательной процедуры оценивания и нечетких чисел.
- На основе разработанного метода группировки почвенных данных выявлены
закономерности содержания тяжелых метатлов в почвах зонального ландшафта, и
результаты экстраполированы на почвы с известными физико-химическими
показателями и известными факторами антропогенного воздействия на примере
Предволжья РТ.
Практическая значимость работы.
Предлагаемый метод позволяет значительно сокращать объемы полевых, эксперимеитатьных и лабораторных исследований в области почвоведения и, тем самым, экономить трудовые и финансовые ресурсы. Программный комплекс, разработанный по результатам исследований, используется при экспертизе мероприятий по охране лесов Красноярского края в Центре по проблемам экологии и продуктивности лесов Российской Академии Наук.
Апробация работы.
Основные положения диссертационной работы быти доложены на 3-ей республиканской научной конференции "Актуальные экологические проблемы РТ" (Казань, 1997). на 16 всемирном почвенном конгрессе (Франция; 1998), на 10 международной конференции по охране почв (США; 1999), на Ш научной конференции по тяжелым металлам (Польша, 2000).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ. Из них 3 статьи, 5 публикаций на международных конференциях, 1 депонированная научная работа.
Структура и объем работы. Работа состоит из введения, шести глав, выводов, приложения и списка использованной литературы. Диссертация изложена на 13 f страницах машинописного текста, включая 5*5 таблиц, 1? рисунков. Список использованной литературы содержит157работ отечественных и зарубежных авторов.