Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Об истории изучения геоэкологических особенностей территории бассейна балтийского моря 7
Глава II. Характеристика бассейна балтийского моря 16
2.1. Физико-географические условия 16
2.2. Геологические условия 23
2.3. Гидрохимические условия 27
2.4. Морская и прибрежная территория стран, имеющих выход в Балтийское море 30
2.5. Гидролого-климатические особенности водосбора 46
Глава III. Экосистемы бассейна балтийского моря 51
3.1 Флора и фауна Балтийского моря 51
3.2. Пищевые цепи экосистемы Балтийского моря 59
Глава IV. Виды загрязнения и охрана региона балтийского моря 61
4.1. Виды загрязнения региона Балтийского моря 61
4.2. Охрана региона Балтийского моря 90
Глава V. Методы составления карт-моделей и расчеты коэффициентов антропогенной нагрузки и потенциальной экологической опасности 98
5.1. Методы составления карт-моделей 98
5.2. Расчеты коэффициентов антропогенной нагрузки и потенциальной экологической опасности 100
Глава VI. Геоэкологические особенности водосборного бассейна балтийского моря 103
6.1. Социально-административные особенности территории водосбора 103
6.1.1. Территориально-административное деление 103
6.1.2. Численность, плотность и занятость населения 108
6.2. Коэффициент антропогенной нагрузки на водные ресурсы 110
6.3. Хозяйственно-экономические показатели территории водосбора. 113
6.3.1. Сельскохозяйственное производство 113
6.3.2.Распределение и характер промышленного производства 119
6.3.3. Коэффициент потенциальной экологической опасности промышленного производства для морских акваторий 126
6.4. Геоэкологические особенности и объем поступления загрязняющих веществ в акваторию Балтийского моря 132
Заключение 141
Литература 143
- Об истории изучения геоэкологических особенностей территории бассейна балтийского моря
- Геологические условия
- Пищевые цепи экосистемы Балтийского моря
- Охрана региона Балтийского моря
Введение к работе
Актуальность исследования. Современная геоэкологическая ситуация в бассейне Балтийского моря достаточно сложная и определяется, в первую очередь, чистотой речного стока - основного водного источника пополнения моря.
Балтийское море - солоноватый водоем с выраженной стратификацией водных масс и ограниченным водообменом с внешними морями.
Бассейн Балтийского моря охватывает территорию 14 развитых европейских государств: России, Швеции, Норвегии, Финляндии, Эстонии, Латвии, Литвы, Польши, Германии, Дании, Беларуси, Украины, Чехии, Словакии, - на которой проживает около 85 млн. человек. Бассейн Балтийского моря уже в течение многих десятилетий подвергается интенсивному антропогенному воздействию. Балтийское море используется в рыбохозяйственных целях, для транспортного судоходства, туризма и отдыха, и является «конечным резервуаром» для всевозможных сточных вод. Концентрированию химических загрязняющих веществ способствует длительный период обновления вод (по разным оценкам, 30-50 лет) и небольшой объем моря. В связи с этим, загрязнение бассейна Балтийского моря привлекает внимание исследователей региона: географов, геологов, биологов, океанологов, геоэкологов.
Цель исследования: выявить геоэкологические особенности бассейна Балтийского моря. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: - собрать и систематизировать научный, литературный и картографический материалы; - разработать методику создания карт-моделей по оценке геоэкологических особенностей бассейна Балтийского моря; - построить карты-модели о геоэкологических особенностях бассейна Балтийского моря; - дать анализ современному уровню загрязнения бассейна Балтийского моря. Объектом исследования является современная геоэкологическая ситуация в бассейне Балтийского моря. Предмет исследования. Методы оценки геоэкологических особенностей бассейна Балтийского моря с использованием карт-моделей. Использованная информация. Для сбора информации автор выезжала на побережье Балтийского моря (Калининград, Санкт-Петербург), где изучала материалы различных научных ведомств: Атлантическое отделение Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН (Калининград), Атлантический научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии, РГУ имени Иммануила Канта, НИИ Географии, Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН (С.-Петербург) и др. Геоэкологическая оценка была выполнена на основе математической модели, разработанной д.г.н. Д.Я.Фащуком на примере Черного моря (Фащук, 1997). Научная новизна работы: - впервые картографически отображены геоэкологические особенности бассейна Балтийского моря; - впервые дан комплексный анализ геоэкологической ситуации на территории бассейна Балтийского моря. В процессе исследования использовались следующие методы: математический, сравнительно-географический, статистический, геохимический, системно-аналитический и др. Практическая значимость работы. Полученные результаты могут быть использованы при мониторинге морских экосистем, для прогноза развития возможных кризисных ситуаций, при разработке природоохранных мероприятий, для дальнейших исследований данной территории, а также в учебном процессе для студентов эколого-географического профиля. Апробация работы. Материалы диссертации доложены на IV Межвузовской научно-практической конференции «Устойчивое развитие и географическое образование» (Москва, 2004), на VI Межвузовской научно-практической конференции «Содержание географического образования» (Москва, 2006), на научных конференциях МГОУ (апрель, 2005, 2006). Основные положения, выносимые на защиту: - характеристика современной ситуации на территории водосборного и водного бассейнов Балтийского моря; - применение картографического метода для оценки геоэкологических особенностей бассейна Балтийского моря; - комплексный анализ геоэкологических особенностей бассейна Балтийского моря. Объём и структура работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и литературы (177 наименований). Объем исследования 159 страниц текста, 13 рисунков и 12 таблиц.
Об истории изучения геоэкологических особенностей территории бассейна балтийского моря
Балтийское море - внутриматериковое море Атлантического океана, соединенное с Северным морем проливами Каттегат и Скагеррак. Балтийское море - самый крупный в мире солоноватый водоем с выраженной стратификацией водных масс и ограниченным водообменом с внешними морями. Балтийское море используется в рыбохозяйственных целях, для транспортного судоходства, для целей туризма и отдыха, а также является «конечным резервуаром» для всевозможных сточных вод. Балтийское море является одним из наиболее чувствительных к загрязнению: — в него поступают воды 250 рек с водосбором, охватывающим территорию промышленных густонаселенных стран ( в бассейне Балтийского моря расположено 14 развитых европейских государств); — концентрированию химических загрязняющих веществ, способствует длительный период обновления вод (по разным оценкам, 30-50 лет) и небольшой объем воды в море [59]; —характерной особенностью Балтийского моря является положительный водный баланс - запас пресной воды намного превышает ее ежегодное испарение; — средний ежегодный суммарный объем пресноводного стока в Балтийское море оценивается в 479 км [59]. Таким образом, состояние гидрологической системы моря оказывается индикатором состояния геосистемы суши. Геоэкологическими исследованиями экосистемы Балтийского моря и его бассейна занимались следующие авторы: Айбулатов Н.А., Алимов А.Ф., Антонов А.Е., Артюхин Ю.В., Ахнофф М., Барышникова Р.В., Беренбейм Д.Я., Большагин П.В., Григорьев А.А., Давидан И.Н., Дулейко В. А., Зекцер И. С, Иванов В.И., Израэль Ю.А., Йонсон Л., Коплан-Дикс И.С, Краснов Е.В., Крылов П.И., Кудерский Л.А., Литвин В.М., Литвинчук Л.Ф., Маркова Л.Я., Маслова М. Д., Матишов Г.Г, Мединец В. И., Морозов Н.П., Нечай СИ., Орленок В.В., Панов В.Е., Петров К.М., Петухов С.А., Румянцева Э.А., Савин Ю.П., Савчук О.П., Скакальский Б.Г., Смирнова А.В., Телеш И.В., Фащук Д.Я., Филатова И. В., Цыбань А.В., Цивьян М.В, Черняк СМ., Чехина И.В., Шапоренко СИ., Щука Т.А., Щукурлаев А. М., Юрковский А.К. и др. Исследованием воздушного бассейна над акваторией Балтийского моря занимались: Чехина И.В., Иванов В.И., Мединец В. И., Юденкова Н.М., Израэль Ю.А., Цыбань А.В., и др. Чехина И.В. для периода 1987—1991 годов выполнила оценку стока азота атмосферных выпадений в бассейне Балтийского моря. Вся территория водосборного бассейна была разбита на регионы, обладающие гомогенными свойствами по способности трансформации и удержания азотсодержащих соединений. Расчеты производились на основе модели, описывающей баланс азота в элементарном регионе. Для каждого такого выдела коэффициент г удержания соединений азота определялся как функция от ряда характеристик региона (биогеохимических, гидротермических и т.д.). По полученным результатам был сделан вывод о необходимости учитывать сток загрязнителей с водосборного бассейна Балтийского моря.
Иванов В.И. (2000 год) исследовал радиоактивное загрязнение атмосферного воздуха над акваторией Балтийского моря. В 1986 году авария Чернобыльской АЭС резко изменила радиационную обстановку на Балтике. Среди долгоживущих радионуклидов, поступивших в атмосферу Чернобыля и достигших акватории Балтики воздушным путем, были в основном цезий-134 и цезий-137. По исследованиям Иванова В.И. наибольшая величина атмосферного поступления цезия-137 отмечена в юго-западной части Ботнического залива и в центральной части Финского залива. Кроме этого, основные потенциально-опасные источники поступления радионуклидов в окружающую среду Балтийского региона сосредоточены в Ленинградской области. Но необходимо учитывать, что и за пределами этой области имеется ряд объектов, которые в аварийных ситуациях могут оказать воздействие на радиационную обстановку Балтики в целом. В первую очередь к этим объектам относятся Игналинская АЭС (Литва), Кольская и Тверская АЭС (Россия), атомный ледокольный флот и объекты Министерства обороны РФ [55]. Антропогенное воздействие на природную среду Балтики по наблюдениям из космоса было выполнено Григорьевым А.А. в 1985 году. В его работе по зимним космическим снимкам делается вывод о площадном загрязнении снежного покрова вокруг крупных городов. Так, например, вокруг города Санкт-Петербурга площадь такой зоны может достигать 1450 км . Весной, образующиеся при таянии снегов талые воды, обогащенные тяжелыми металлами, сернистыми соединениями и другими химическими веществами, стекают в Балтику. О нефтяном загрязнении региона и загрязнении полихлорированными углеводородами писали нижеследующие авторы: Израэль Ю.А., Цыбань А.В. (1989 - 2005 годы), Панов Г.В. (1993 - 1995 годы), Залогин Б.С.(1993 год), Алаев Е.Б., Монина Ю.И. (1990 год), Черняк СМ. (1990 год), Орлова И.Г. (1992 год) и др.
Геологические условия
В отличие от многих районов Мирового океана Балтийское море и породы, слагающие его дно, можно считать довольно хорошо изученными в геолого-геотектоническом отношении. Это связано, прежде всего, с небольшими размерами и внутриконтинентальным расположением моря, которое к тому же в северной и южной частях окаймлено областями, одинаковыми по своему геологическому строению.
В докембрии, то есть более миллиарда лет назад, в ходе различных процессов горообразования произошло формирование кристаллического континентального массива, известного под названием Восточноевропейской платформы. При дальнейшем развитии этот „праконтинент" раскололся вдоль линии, идущей с северо-запада на юго-восток. Юго-западная часть массива со времен палеозоя (240 - 600 млн. лет назад) опустилась на несколько тысяч метров и в течение различных геологических эпох покрылась мощным слоем осадочных пород. Сегодня эта часть принадлежит так называемой Среднеевропейской равнине. Другая часть массива древнего материка, лежащая к северо-востоку от линии разлома, с течением времени также претерпела изменения. В ней можно выделить юго-восточную часть. Она подвергалась продолжительному, но неоднократно прерывавшемуся и поэтому в целом довольно незначительному опусканию. Слой осадков, покрывающий первичные горные породы, имеет здесь гораздо меньшую мощность, чем на Среднеевропейской равнине. Это геотектоническое образование носит название Русской плиты. На ее северо-западной окраине расположена центральная часть Балтики.
Часть древнего континентального массива, лежащая еще дальше к северо-западу, начиная с палеозоя, испытывает медленное, но явное непрерывное поднятие. В основном, в этой части находятся весьма молодые осадочные отложения, относящиеся к ледниковому периоду. Вся эта, более высокая, северо-восточная часть древнего массива, образующая плоскую щитообразную приподнятую область, носит название Балтийского щита. Он служит ложем для северной части Балтийского моря.
Данные особенности геотектонического строения южной, центральной и северной Балтики сказываются на распределении полезных ископаемых в районе моря.
Современные результаты научных исследований позволяют утверждать, что область Балтийского моря затоплялась уже в глубокой древности, прежде всего, в эпоху от кембрия (500 - 600 млн. лет назад) до силура (440 млн. лет назад). А районы, лежащие южнее, подвергались затоплению и в более поздние геологические периоды. Однако эти древние моря очень сильно отличались от нынешней Балтики; современный бассейн моря, в пределах сегодняшней береговой черты, сформировался лишь в четвертичном периоде.
По мере освобождения Прибалтийской низменности ото льда, началось формирование Балтийского моря. Особенности гипсометрии подводных террас, расположенных на разных глубинах моря, а также спорово пыльцевой анализ растительности, произраставшей по берегам Балтийского озера, а затем моря, позволили установить несколько этапов в его развитии.
Вслед за таянием ледника, вся Балтийская впадина была занята обширным пресным Балтийским ледниковым озером, которое просуществовало около 4 000 лет. Озеро через Датские проливы 10 000 лет назад соединилось с бассейном Атлантического океана. В результате трансгрессии возникло
В дальнейшем, связь с океаном нарушается вследствие падения его уровня и возможного поднятия Фенноскандии. В период, протекавший 9 500 - 8 000 лет назад, возникло пресноводное Анциловое озеро. Наполнение Анцилового озера и подъем уровня океана привели к размыву Датских проливов и соединению озера с Северным морем. В итоге начавшейся трансгрессии возникло Литориновое море, просуществовавшее в период около 3 500 — 4 500 лет назад. Следующая стадия развития бассейна - море Лимнеа, уровень которого постепенно падал, приближаясь к современному морю Миа. Современный уровень моря лежит на 6 м ниже Литоринового моря, что привело к заболачиванию прибрежной низменности вокруг Балтийского моря.
По данным К. Войта, в настоящее время уровень Мирового океана, а, следовательно, и входящих в его бассейн морей, поднимается со скоростью 1,5 мм в год или 1,5 м в тысячелетие [33]. В сочетании с тектоническим опусканием побережья региона со скоростью около 1—2 мм в год общий подъем уровня составляет 2,5 - 3,5 м в тысячелетие. Это значит, что на территории Калининградской области берега пребывают в трансгрессивном режиме, то есть море наступает на сушу.
В целом, голоцен подразделяется на пять климатохронологических фаз: пребореальную, бореальную, атлантическую, суббореальную и субатлантическую. Эта схема была разработана в начале XX века скандинавскими учеными на основе палинологических исследований торфяных отложений Скандинавии. Она широко используется для стратификации морских отложений послеледникового Балтийского моря и прилегающих территорий, включая Калининградскую область.
Район Балтийского моря - один из самых подвижных районов на Земле. В качестве основной причины тектонической активности следует назвать гляциоизостазию.
Пищевые цепи экосистемы Балтийского моря
Основными производителями первичного органического вещества в экосистеме Балтийского моря являются продуценты, такие как: фитопланктон, озерный камыш и водоросли. Наиболее интенсивно фотосинтез протекает в прибрежных водах моря. Фотосинтез происходит на небольших глубинах, в результате чего солнечный свет часто проникает до самого дна. Однако, основная энергия пищевых цепей Балтийского моря вырабатывается в открытом море. Здесь этим занимаются планктоновые водоросли, достигающие максимального количества ранней весной. У фитопланктона могут иметься плавательные органы - жгутики. Представители растительного планктона, как правило, одноклеточные, но они могут встречаться в связке друг с другом. Их цветовые пигменты позволяют связывать свет. Коричневые оттенки типичны для осени и ранней весны, зелёные распространяются в середине лета. Диатомовые водоросли и динофиты, наиболее распространённые в начале лета, представляют собой арктические морские виды водорослей. В разгар лета обильно встречаются и виды, наиболее характерные для тёплых морей, а также пресноводные виды. В это время в Балтийском море можно встретить золотистые водоросли Chrysophyceae, зелёные водоросли-хлорофиты, эвгленовые водоросли Euglenophyceae [131].
В качестве первичных консументов можно назвать зоопланктон (веслоногие, дафнии и др.). Самым крупным представителем является ушастая медуза (Aurelia aurita). Зоопланктон питается фитопланктоном и всегда пасется рядом ним. В открытом море планктон плавает пятнами. В местах, насыщенных питательными веществами и кормом, с наиболее оптимальным температурным режимом и солёностью воды, планктон встречается обильнее всего. Но данные условия подвержены частым изменениям, поэтому пятна планктона перемещаются с места на место.
Часть рыб питается зоопланктоном. Отличительной чертой таких рыб является то, что нижняя челюсть длиннее верхней. Хищные рыбы открытого моря, такие как лосось, питаются другими рыбами [94].
В экосистеме побережья Балтийского моря, островов и водных территорий обитает множество разнообразных птиц.
Птицы, питаясь рыбой, относятся к консументам более высокого порядка. На островах гнездятся несколько видов чаек, крачки, а на внешних шхерах — гага обыкновенная, турпан и др. В последнее десятилетие наблюдался рост большого баклана, который теперь гнездится в Финском заливе. Канадская казарка стала гнездиться на берегах Швеции и Финляндии. К консументам ещё более высокого порядка можно отнести хищных птиц, таких как орлан-белохвост.
Охрана региона Балтийского моря
Усилия по сохранению экосистемы Балтийского моря от деградации начались с 1974 года в Хельсинки. Дания, Финляндия, ГДР, ФРГ, Польша, Швеция и СССР подписали Конвенцию об охране морской среды региона Балтийского моря, известную как Балтийская (или Хельсинкская) конвенция. Эта Конвенция была региональной и распространялась на несколько типов загрязнений. Технически она касалась наземного загрязнения, загрязнения с морских судов, затопления отходов, мер по очистке, контроля (мониторинга) и оценки качества окружающей среды.
Конвенция вступила в силу в мае 1980 года. Подготовкой Конвенции занималась межправительственная организация - Комиссия по охране морской среды Балтики — Хельсинкская комиссия (Хелком).
Правительства направляют в эту Комиссию своих представителей. Главным образом, экспертов из управлений охраны природы или учреждений, ведающих вопросами защиты окружающей среды, которые ежегодно собираются в Хельсинки. С 1980 года каждые четыре года проводятся совещания на уровне министров.
Секретариат Хелком, расположенный в Хельсинки, — небольшая организация, сотрудниками которой являются секретари и их помощники по отраслям, природоохранным проблемам и делам целевой группы. Секретариат коллективно подчиняется странам - участницам Конвенции. В Комиссию входят комитеты по охране природы, морским перевозкам, мероприятиям в чрезвычайной обстановке и технологический комитет.
Хелком почти ежегодно дает рекомендации по различным экологическим угрозам. Обычно рекомендации готовит, так называемая, рекомендации Хелком принимаются всеми государствами единогласно, а не просто большинством. Единственная документация - отчеты правительств. Законов, предполагающих проверку выполнения рекомендаций, не существует. Они имеют только консультативный характер, а не законообязывающий.
Важный сектор работы Хелком - анализ сообщений об экологической ситуации на водосборе Балтийского моря. В процессе этой работы от участвующих стран получено огромное количество данных об экологической ситуации. Информация доводится до сведения всех заинтересованных сторон в виде серии докладов.
В 1990 году предпринят пересмотр Конвенции, а в апреле 1992 года стороны подписали новый вариант. Новая Конвенция распространяется на все воды Балтики, даже на внутренние, которые прежде исключались.
Балтийская конвенция от апреля 1992 года несколько строже Конвенции от 1974 года. Например, в отношении использования наилучшей из имеющихся технологий, а также выполнения условия, заключающегося в том, что участвующие стороны будут следовать принципу предосторожности. То есть, они примут предупредительные меры, когда есть основания предполагать, что вещества или энергия, непосредственно или косвенно привнесенные в морскую среду, могут создавать угрозу здоровью человека, наносить вред биологическим ресурсам и морским экосистемам, ухудшать эстетические достоинства ландшафта или препятствовать другим разрешенным способам пользования морем. Даже если нет неопровержимых доказательств о причинной взаимосвязи между этими поступлениями и предполагаемыми последствиями [131].
Декларация по Балтийскому морю была подписана в Роннебю (Швеция) главами правительств и известными политическими деятелями Балтийских государств — Норвегии, Чехии и Словакии и представителем
Комиссии Европейских сообществ. Было изложено свое понимание программы предстоящих природоохранных мероприятий в 19 параграфах, чтобы гарантировать восстановление Балтийского моря, обеспечивая возможность самовосстановления морской среды и сохранения ее экологического баланса. В Декларации говорится, что программа основывается на конкретных национальных планах, а ее ключевые элементы должны были выполняться с 1993 года: — сократить как можно быстрее эмиссии вредных веществ (токсичных, устойчивых и биоаккумулирующихся веществ, тяжелых металлов и биогенов) до уровней, согласующихся с восстановленным экологическим балансом; — требовать внедрения наилучшей из имеющихся технологий во всех важных отраслях (например, в химической промышленности, в производстве удобрений и в целлюлозно-бумажной промышленности) и содействовать строительству и усовершенствованию предприятий очистки коммунально-бытовых стоков; — сократить выбросы загрязняющих атмосферу веществ, обуслов ленные работой автомобильных двигателей, судов, предприятий и т. д.; — расширить сотрудничество в области наук об окружающей среде и экологически обоснованной технологии; — следовать принципу предосторожности, то есть прибегать к эффективным мерам во избежание потенциально вредных последствий от выброса веществ, являющихся устойчивыми, токсичными и подверженными биоаккумуляции; — разработать программу охраны природы;
