Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы и иных источников информации 7
Глава 2. Характеристика природных условий района исследования 14
Глава 3. Материал и методика 20
3.1. Обоснование территориальной структуры наблюдений 20
3.2. Характеристика территориальной структуры электрических сетей 25
3.3. Направления исследований и объём выполненных работ 29
3.4. Методы полевых исследований 33
Глава 4. Результаты исследований 39
4.1. Орнитофауна районов исследований 39
4.2. Систематизация птиц по характеру взаимодействия с ЛЭП 41
4.3. Динамика населения птиц вне объектов электрических сетей 53
4.4. Динамика встречаемости птиц на ЛЭП 62
4.5. Общие показатели гибели птиц на ЛЭП 65
4.6. Динамика гибели птиц в различных местообитаниях 68
4.7. Зависимость показателей гибели птиц от конструктивно-технических характеристик опор ЛЭП 80
Глава 5. Обоснование птицезащитных мероприятий 83
5.1. Экологическая концепция электросетевой среды 83
5.2. Стратегия защиты птиц от поражения электротоком на ЛЭП 96
5.3. Эколого-экономическое обоснование птицезащитных мероприятий 101
Глава 6. Собственный опыт проведения птицезащитных мероприятий и оценка эффективности их выполнения 108
ВЫВОДЫ : 113
Литература 116
Приложения 129
Благодарности 136
- Обоснование территориальной структуры наблюдений
- Орнитофауна районов исследований
- Стратегия защиты птиц от поражения электротоком на ЛЭП
Введение к работе
Изучение характера и последствий взаимодействия объектов живой природы с элементами и системами техногенной среды представляет как научный, так и практический интерес, поскольку относится к области наиболее важных глобальных проблем выживания человечества.
Актуальность настоящей работы обусловлена обострением противоречий в системе «Человек - Техника - Природа», которое в современных условиях приобретает всеобщий угрожающий характер (Ильичёв и др., 1995), что, в свою очередь, предопределяет антикризисную направленность современных фундаментальных и прикладных экологических исследований.
Одной из наиболее значимых характеристик современной техносферы является высокая энергонасыщенность её объектов. Бурное развитие систем энергоснабжения привело к изменению облика многих территорий и возникновению «электросетевой среды» - одной из разновидностей техногенных ландшафтов (рис. 1). Вместе с тем, многофакторное влияние ЛЭП на природную среду изучено недостаточно.
Сооружение электрических линий и создание их разветвлённой пространственно-сетевой структуры в ряде случаев сопряжено с физической трансформацией, деструкцией, загрязнением природной среды, выведением естественных экосистем из состояния динамического равновесия, ослаблением либо утратой ими свойств саморегуляции.
Гибель животных при контакте с техническими устройствами и биоповреждения в технике — две стороны общей эколого-технологической проблемы, требующей для своего решения системного подхода, объединения уси- лий специалистов экологического и инженерно-технического профилей.
Появление и повсеместное распространение воздушных-электрических сетей в открытых ландшафтах приводит к существенной перестройке структуры населения птиц и видового состава орнитофауны. Поскольку это явление имеет тенденцию ярко выраженного роста, то организация и осуществ- ление орнито-экологического мониторинга в системе «птицы и ЛЭП» становится весьма актуальной задачей в рамках прогнозирования экологических последствий строительства ЛЭП.
Рис. 1. Электросетевая среда /техногенный «лес»/ (юго-восток Татарстана) и фрагмент опоры ЛЭП (ВЛ 10 кВ) с погибшим молодым тетеревятником на траверсе (Ульяновская область).
Поражение птиц электрическим током на ЛЭП носит глобальный характер и с начала 70х годов является одной из актуальных проблем охраны птиц (Ferrer М, Janss G.F.E., 1999).
В нашей стране широкое распространение получили разработанные институтом «Сельэнергопроект» (г. Москва) трёхфазные воздушные линии электропередачи В Л 6-10кВ на железобетонных опорах со штыревыми изоляторами, где в качестве заземляющих элементов используется продольная арматура стоек (опор). Стойки типа СНВ-2,7 производятся из вибрированно-го железобетона прямоугольного сечения с предварительно напряжённой арматурой. Металлическую траверсу образуют сваренные между собой горизонтальный и вертикальный уголки с приваренными к ним крюками и шты-
5 рями (Арайс, Сталтматис,1974). При этом взаимное расположение электропроводов образует треугольное сечение. Именно этот вид конструкций опор оказался наиболее опасным для жизни птиц (рис. 2). Орнитоцидная агрессивность электролинии обусловлена её заземлением, связывающим металлические элементы опоры (траверсу и арматуру) в единую цепь. Поражение электрическим током происходит в момент замыкания цепи, когда в промежутке между заземляющим элементом и электрическим проводом оказывается одна или несколько птиц. Расстояние между проводом и углом заземлённой траверсы составляет порядка 15-25 см, что сопоставимо с размером тела (и размаха крыльев) относительно небольшой птицы. Значительно реже происходит замыкание птицами цепи между проводами, поскольку промежуток между фазами весьма значителен.
Рис 2. Вид опоры В Л 10 кВ с заземлённой металлической траверсой типа П 10-56 (облегчённая модификация исходной траверсы М-1). Условные обозначения: - промежуток между траверсой и электропроводом, наиболее часто замыкаемый птицами; - заземляющий проводник, связывающий металлическую траверсу с арматурой железобетонной опоры.
Проблема массовой гибели птиц от электрического тока на объектах распределительных электрических сетей В Л 6-10 кВ, несмотря на её сложность и масштабность, в отличие от других проблем антропогенной элиминации птиц (гибели от столкновения с проводами, транспортными средствами и т.п.), имеет определённые преимущества в плане перспектив её решения (поскольку уже в значительной мере разработаны научное и правовое обеспечение, экономические, инженерные, планировочные решения).
Специфика темы исследования обусловлена своеобразием электросетевой среды как новой техносферной реальности и остротой проблемы массовой гибели птиц от электрического тока на ЛЭП в условиях умеренных географических широт.
Целью настоящей работы является изучение явления гибели птиц от электрического тока на ЛЭП в Среднем Поволжье и разработка экологического обоснования системы птицезащитных мероприятий на примере Ульяновской области и Республики Татарстан.
Основными задачами настоящего исследования являются: анализ видового состава и обилия птиц в районах размещения электрических сетей; систематизация птиц региона по характеру их взаимодействия с ЛЭП и степени риска гибели от электротока; выявление зависимости показателей гибели птиц на ЛЭП от условий окружающей среды, сезонно-фазового состояния орнитоценозов, видоспеци-фических характеристик птиц, а также от конструктивно-технических особенностей электролиний; разработка экологической концепции электросетевой среды и стратегии защиты птиц от поражения электрическим током на ЛЭП; разработка экономического обоснования и практических рекомендаций по снижению орнитоцидной электроопасности ЛЭП; оценка эффективности выполнения экспериментальных птицезащитных мероприятий на модельных участках электрических сетей.
Обоснование территориальной структуры наблюдений
В настоящей работе принята следующая территориальная структура соподчинённых единиц наблюдений: «регион - полигон - ключевой участок -контрольный участок». Значение каждого из элементов структурного ряда принято в соответствии с описаниями, приведёнными в изданиях «Охрана ландшафтов»: Толковый словарь.- М: Прогресс, 1982.- 272 с. и Э.Б. Алаев «Социально-экономическая география»: Понятийно-терминологический словарь- М: Мысль, 1983 - 350 с).
Выбор региона исследований обусловлен как субъективными, так и объективными закономерными факторами и критериями. К числу субъективных факторов относятся приуроченность места жительства автора (Татарстан, Ульяновская область), случайное обнаружение проблемы гибели птиц на ЛЭП в данном районе, физическая доступность объектов исследования (возможности автора самостоятельно охватить исследованиями конкретную достаточно большую территорию). К числу основных (объективных) критериев выбора границ исследования относятся наличие проблемы гибели птиц на ЛЭП и абсолютная неизученность её в Среднем Поволжье (в отличие от Нижнего Поволжья, где оценка гибели птиц ранее проводилась другими авторами ввиду высокой концентрации и гибели на ЛЭП редких хищных птиц, а также от Вержнего Поволжья, где острота проблемы существенно ниже ввиду высокой лесистости территории).
Разработка территориальной структуры наблюдений в пределах региона осуществлялась, исходя из цели и задач исследования, и обусловлена требованием обеспечения репрезентативности результатов - изучения орнитоком-плексов в типичных местообитаниях, так и задачей локализации критичных проблемных ареалов - изучения орнитокомплексов в районах высокой концентрации птицеопасных электрических сетей. В первом случае представле ны распределительные сети систем регионального расселения, во втором -нефтепромыслового комплекса.
В основу выбора полигонов, ключевых и контрольных участков положены широтно-зональный и ландшафтно-бассейновый принципы (рис. 5). Таким образом, структура сети наблюдений представлена вертикальной осью продольного профиля долины р. Волга и горизонталью сборного поперечного ландшафтного профиля - разреза Приволжской возвышенности, речной долины, Низкого и Высокого Заволжья (Закамья).
Из всего перечня физико-географических округов, предложенных для Среднего Поволжья А.В. Ступишиным (1964), настоящими исследованиями охвачены наиболее типичные округа и районы, совокупность которых определяет фоновый облик региона:
1) остепнённых плакорных поверхностей среднего пояса Приволжской возвышенности с высокой освоенностью сельским хозяйством чернозёмных почв (Средне-Свияжсксий агроклиматический район);
2) лесостепных ландшафтов двухъярусного рельефа с облесённостью верхнего плато и с чернозёмными почвами на нижнем плато при высокой их сельскохозяйственной освоенности (Карсунско-Сенгилеевский агроклиматический район);
3) лесостепных ландшафтов Низменного Заволжья с преобладанием чернозёмных почв при высокой сельскохозяйственной освоенности;
4) лесостепных ландшафтов нижнего и среднего плато Высокого Заволжья со значительной освоенностью чернозёмных почв (Мензелинский агроклиматический район);
5) лесостепных районов Бугульминского плато со значительной облесённостью верхнего плато и со значительной сельскохозяйственной освоенн-ностью остепнённого нижнего плато (Бугульминский агроклиматический район).
Орнитофауна районов исследований
Основу видового состава птиц Среднего Поволжья составляют лесостепные виды с включением на севере видов подзоны среднетаёжных лесов, а на юге — представителей степных экосистем (Ивлиев, 1991).
В настоящее время происходит стирание зональных границ и взаимное проникновение видов различных зон на фоне общей аридизации климата и процесса антропогенного опустынивания (Аськеев, 2001; Галушин, Велик, Зубакин, 2001; Ивлиев, 2001).
С учётом изменений, произошедших в орнитокомплексах региона, а также новых данных о видовом составе птиц, авиафаунистический список Среднего Поволжья представлен 332 видами из 19 отрядов, включая Гагаро-образных - Gaviiformes (2), Поганкообразных - Podicipediformes (5), Веслоногих - Pelicaniformes (3), Листообразных - Ciconiformes (10), Фламингооб-разных - Phoenicopteriformes (1), Гусеобразных - Anseriformes (33), Соколо-образных - Falconiformes (31), Курообразных - Galliformes (6), Журавлеоб-разных - Gruiformes (11), Ржанкообразных - Charadiiformes (63), Голубеобразных - Columbiformes (8), Кукушкообразных - Cuculiformes (2), Совообраз-ных - Strigiformes (13), Козодоеобразных - Caprimulgidae (1), Стрижеобраз-ных - Apodiformes (1), Ракшеобразных - Coraciformes (4), Дятлообразных -Piciformes (8) и Воробьинообразных (132) - Passeriformes (Ивлиев, 1991; Аб-рахина и др., 1993; Бородин, 1994; Аськеев, 1999; Салтыков с соавт., 2001).
По данным И.В. и О.В. Аськеевых (1999), сводный список орнитофауны территории, занимаемой в настоящее время Республикой Татарстан, составленный на основе различных исследований периода последних 250 лет, включает 321 вид птиц. Из них к категориям гнездящихся относится 198 видов, транзитных - 52, залётных - 71, зимующих - 93. Систематический состав птиц включает 19 отрядов (включая отряды воробьинообразных /130 видов из 21 семейства/, ржанкообразных /59 видов/, гусеобразных /32/, соколо 40 образных /31/). В составе гнездящихся доминируют воробьинообразные (94 вида), ржанкообразные (27), соколообразные (18), гусеобразные (11).
По данным В.Г. Ивлиева (1991), список птиц Среднего Поволжья по состоянию на 1991 г. включал 315 видов из 19 отрядов, что составляло 43% от фауны бывшего СССР. Наибольшим числом видов были представлены отряд воробьинообразных - 123 вида (39,1%), ржанкообразных - 61 вид (19,4%), гусеобразных - 31 вид (9,8%) и соколообразных - 30 видов (9,5%). Большинство птиц относится к гнездящимся (73,7%). Доля залётных видов составила 13,3%, пролётных - 10,8%. Максимальное разнообразие видов отмечено на водоёмах и в лесах региона. Пополнение списка гнездящихся в Среднем Поволжье птиц происходит за счёт обитателей околоводных и урбанизированных ландшафтов (большая белая цапля, лебедь-шипун, кольчатая горлица, обыкновенный ремез, горихвостка-чернушка). Структура фауны птиц представлена пятью экологическими орнитокомплексами: дендрофильных (106 видов), околоводных (122 вида), луго-полевых (47 видов), синатропных (11 видов), эвритопных (29 видов).
В пределах полигона «Восточное Закамье» нами отмечено 134 вида птиц, относящихся к 16 отрядам. В гнездовое время в лесных стациях зафиксировано 78 видов, а в открытых местообитаниях - 67. Самый многочисленный в систематическом отношении отряд воробьинообразных - Passeriformes был представлен 74 видами, принадлежащими к 16 семействам, что составило 55,2% от общего числа встреченных в данном районе видов. По числу видов в отряде преобладали следующие семейства: славковые - 16, дроздовые — 11, вьюрковые - 8, врановые - 6 видов. Из неворобьиных птиц наиболее пол- но представлены отряды: дятлообразные — 6 видов, курообразные — 5, голубеобразные — 4, кукушкообразные - 1, козодоеобразные - 1. По числу видов доминировали соколообразные - 16 и ржанкообразные - 9.
В пределах полигона «Ульяновский» в период исследований нами отмечено 188 видов, относящихся к 15 отрядам. Самый многочисленный в систематическом отношении отряд воробьинообразных - Passeriformes был представлен 86 видами.
Сравнительная характеристика фаунистического состава, полученная на основе материалов маршрутных учётов птиц в открытых ландшафтах двух полигонов (вне ЛЭП) в летом-осенью 2000 г. показывает близкие показатели видового разнообразия (66 и 60 видов) на фоне умеренных значений видового сходства (0,56).
В целом фауна птиц полигонов «Восточное Закамье» и «Ульяновский» включает наиболее типичные виды Среднего Поволжья и представляет собой относительно единый региональный комплекс.
За весь период наблюдений (1981-1983, 1998-2000, 2002 гг.) в регионе, включая северный и южный контрольные участки, нами зарегистрировано 198 видов птиц, относящихся к 17 отрядам. Региональный список птиц с указанием видов, отмеченных автором, приведён в таблице 4.2.1.
Стратегия защиты птиц от поражения электротоком на ЛЭП
. Основные положения птицезащитной стратегии Прелагаемая нами стратегия защиты птиц от поражения электротоком на ЛЭП (стратегия предотвращения орнитоцидных электроповреждений) разрабатывается в рамках предполагаемой в перспективе общей стратегии защиты биологических систем от техноповреждений. Ниже приводятся основные положения птицезащитной стратегии.
1) Рассматривая взаимное влияние электрических сетей и орнитоцено-зов, следует учитывать системный характер взаимодействия - их структурно-функциональную включённость в обменные процессы (циклы энергии, вещества и информации) техно-экосистем на различных иерархических уровнях.
2) Взаимодействие птиц с ЛЭП обусловлено возможностью либо необходимостью освоения последних как структурных элементов искусственных экологических ниш, создаваемых в дополнение, либо взамен «изымаемых» человеком компонентов естественной среды обитания.
3) Взаимодействия птиц с ЛЭП носят сложный системный характер, что : обуславливает его рассмотрение как многофакторного и поливекторного явления формирования электросетевого орнитоценоза с широким спектром устойчивых и случайных кратковременных связей. При этом следует учитывать защитную /от врагов, неблагоприятных погодных факторов/, субстратную (гнездовую, миграционную, трофическую, сигнальную, релаксационную) привлекательность конструкций ЛЭП для птиц.
4) При оценке и прогнозировании характера и масштабов гибели птиц следует учитывать принадлежность последних к тому или иному экологическому комплексу и экологической группе, фазовое состояние птиц в рамках их годового и жизненного циклов, анатомо-физиологические, этологические и социо-демографические составляющие риска, которые в конкретных временных и географических рамках могут подвергаться существенному варьированию.
5) Орнитоцидная электроопасность ЛЭП в значительной мере определяется способом крепления электропроводов к опоре, наличием заземления, а также расстоянием от фазового провода до заземлённого элемента и/или расстоянием между двумя фазовыми проводами. Электробезопасными для птиц являются ЛЭП с креплением проводов на подвесных изоляторах-гирляндах (обычно мощностью 35 и более кВ), а также на деревянных незаземлённых опорах (220 В-10 кВ).
6) Исключение либо существенное снижение орнитоцидного действия ЛЭП, как правило, не имеет односложного решения и может быть достигнуто лишь на основе сбалансированного сочетания технических (конструктивно-функциональных), биотехнических (на основе учёта видоспецифических характеристик), проектно-планировочных (на основе принципа биосовместимости и территориальной локализации проблемного явления), нормативно-правовых, экономических и управленческих решений (включая организацию взаимодействия специалистов различного профиля, а также управление поведением птиц как непосредственно, так и через изменение пространственно-временных параметров среды /экологической привлекательности, значимости для жизнеобеспечения птиц/).
запрет строительства новых ВЛ 6-10 кВ, не оснащённых птицезащитны-ми устройствами;
оснащение действующих ВЛ 10 кВ птицезащитными устройствами (в первую очередь на выявленных участках с наибольшей частотой гибели птиц);
испытание опытных образцов птицезащитных устройств;
переход на использование альтернативных безопасных для птиц вариантов опор для ВЛ (в т.ч. деревянных на железобетонных пасынках);
организацию орнитомониторинга электросетевой среды.
внедрение системы компенсационных платежей по нормативам платы за вынужденную временную эксплуатацию электрических сетей без птицезащитных устройств;
организацию в электросетевых подразделениях производственно-монтажных участков и рабочих групп, ответственных за изготовление, установку и эксплуатацию птицезащитных устройств на ВЛ 10 кВ;
улучшение условий гнездования и обитания в целом (охрана существующих и создание искусственных гнездовий, снятие факторов беспокойства и элиминации);
? создание питомников по размножению и выпуску в природу птиц, относящихся к «группе риска» /ЛЭП-зависимых видов/ (хищных и др.). разработку либо подбор птицезащитных устройств и оснащение существующих ЛЭП специальными защитными устройствами (холостыми изоляторами на концах траверсы, изолирующими кожухами и т.д.; внесение конструктивных изменений в типовые проекты оголовков опор ЛЭП, замена железобетонных заземлённых опор с поперечными металлическими траверсами безопасными бестраверсными опорами (крюки изоляторов крепятся непосредственно в теле ж/б опоры), либо деревянными опорами на железобетонных пасынках. В основу создания существующих птицезащитных устройств, предназначенных для монтирования на действующих ЛЭП положены различные подходы:
1) изолирование заземлённых элементов (концевых участков траверсы), проводов и оголовков рабочих изоляторов изолирующими кожухами из по лиэтиленовых труб и др.;
2) установка заградительных элементов /контактно-механических средств/, препятствующих посадке птиц (сетчатые экраны; кожухи; «ерши», «метёлки», выполненные из распущенных отрезков металлического троса; «гребёнки» из диэлектрических материалов или проволоки; вертушки);
3) применение отпугивающих средств пассивного действия /оптических репеллентов/ (выполненных в виде объёмных специальным образом раскрашенных тел — шаров, конусов и др.);
4) применение отпугивающих средств активного действия: - проволочных репеллентов, находящихся под электрическим потенциалом /для их работы используется энергия отбора мощности от ёмкостных делителей напряжения/) (Миронов, 1988); - источников шумовых сигналов (приводимых в действие энергией ветра; карбидных пушек и др.);
Похожие диссертации на Проблема гибели птиц от электрического тока на ЛЭП в Среднем Поволжье и обоснование птицезащитных мероприятий
