Усі уроки до курсу «Екологія». 11 клас

УРОК 36. ОПТИМІЗАЦІЯ «ПРИРОДНОГО КАРКАСА» ТЕРИТОРІЇ

Цілі уроку: закріпити поняття « оптимізація »; сформувати уявлення про природний і екологічний каркас території; розвивати знання про пріоритети ландшафтно-екологічної оптимізації території; обґрунтувати територіальну структуру природних угідь; дати уявлення про нормування антропогенних навантажень; розвивати просторове мислення; виховувати дбайливе ставлення до природи.

Обладнання й матеріали: довідники, ілюстрації із зображенням природних і антропогенних ландшафтів, атласи України для 9 класу, карта області (АРК), контурна карта області (АРК), таблиця «Класифікація ступенів антропогенного навантаження земель».

ХІД УРОКУ

I. Організаційний етап

II. Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності учнів

  • 1. Які види земельних угідь ви знаєте?
  • 2. Як ви розумієте етапність оптимізації геосистем?
  • 3. Чим можна пояснити найвищий пріоритет природоохоронної й антропоекологічної функцій геосистем?
  • 4. Яке співвідношення природних і антропогенних угідь є характерним для вашої області (республіки)?

На сьогодні ступінь перетворюваності території України дуже велика. Існуючі мережі особливо охоронюваних природних територій не в змозі підтримувати екологічну рівновагу в силу своєї недостатньої розвиненості й спрямованості на збереження, у першу чергу, ділянок природної природи. Вирішити це завдання можна шляхом створення територіальної системи, яка складається з ділянок з різними режимами природокористування, включаючи землі, основним призначенням якої є забезпечення цілісності природного каркаса території.

III. Вивчення нового матеріалу

1. Проблема оптимальної організації природного каркаса ландшафту

Природний каркас території — це сукупність найбільш активних і взаємозалежних в екологічному відношенні просторових елементів (великі озера й болота, річки й річкові долини, лісові масиви), від яких залежить життєстійкість природного середовища для цієї території. Він складається з елементів трьох типів. Середовищетвірна функція виконується вузлами природного каркаса (біоцентрами). До них належать місця формування стоку, скупчення озер, найбільші болота, ареали інтенсивного підземного стоку, великі лісові масиви. Транспортну функцію виконують транзитні коридори — основні магістралі обміну речовиною й енергією, які пов’язують території вузлів у єдину геодинамічну систему. У першу чергу, це долини річок і ланцюжки озер. Середовищезахисну роль відіграють буферні території як зони охорони транзитних коридорів. Цю функцію, насамперед, виконують лісові масиви.

Від функціонування елементів природного каркаса залежить здатність території підтримувати свою екологічну рівновагу.

На фоні природного каркаса формується каркас, створений людським суспільством. Це демоекономічний каркас, який складається з індустріальних центрів, великих і малих міст і єднальних транспортних магістралей. Функціонування демоекономічного каркаса неминуче впливає на природний, який утрачає свою цілісність, у результаті чого з’являється небезпека порушення екологічного балансу.

Послабити антропогенний вплив на природні комплекси й установити компроміс між природним і демоекономічним каркасом допоможе створення екологічного каркаса. Це єдина територіальна система, яка включає ділянки природних ландшафтів, що підлягають особливій охороні, території й об’єкти природно-заповідного фонду, курортні й лікувально-оздоровчі, рекреаційні, водозахисні, полезахисні території й об’єкти інших типів, які визначаються законодавством країни. Основне призначення екологічного каркаса території — відтворення й підтримка цілісності природного каркаса території, його захист від негативного впливу демоекономічного каркаса.

Проблема оптимальної організації природного каркасу ландшафту включає такі завдання: виявити оптимальне процентне співвідношення природних і господарських угідь; визначити мінімально необхідну площу окремого біоцентру; спланувати оптимальну біоцентрично-мережеву систему.

Мінімальний розмір біоцентру можна встановити з біоекологічної, фізико-географічної й агроекологічної точок зору. З біоекологічних позицій, оптимальна площа біоцентру має бути такою, щоб забезпечувалось ефективне самовідтворення популяцій і гарантувалось їх існування протягом невизначено тривалого часу. Для цього необхідні площі в кілька сотень тисяч квадратних кілометрів, що зараз для більшості регіонів нереально. Тим не менш, для різних угруповань існують деякі критичні значення площі, нижче якої різко зменшується їх видова насиченість. За даними європейських ландшафтних екологів, для багатьох типів рослинності такою площею є 200 м2. Цю величину орієнтовно можна прийняти за мінімально необхідну площу окремого біоцентру. Проте стійкість популяційної структури угруповань таких ареалів мала, і завжди є високий ризик їх деградації.

З фізико-географічної точки зору, мінімальний розмір ділянки з природною рослинністю (насамперед лісовою) має бути такий, щоб вона могла впливати на мезоклімат. Цей фактор має особливе значення для регіонів з недостатнім зволоженням. За даними М. І. Будико та О. О. Дроздова, для різних ландшафтних зон розмір лісових масивів, за якого вони впливають на збільшення атмосферних опадів, коливається від кількох до десятків квадратних кілометрів. Біоцентри площею менші за 1 км2 практично не змінюють мезоклімату регіону.

З агроекологічної точки зору, біоцентр має оптимізувати прилеглі поля за рахунок птахів, комах, рептилій, які живуть у ньому. При цьому можна й не вимагати від такого біоцентру стійкості його популяційної структури. Так, ділянки з насадженою природною рослинністю площею 0,5-1 га в степовому ландшафті забезпечують біологічний захист і запилення агроценозів у радіусі 2 км. Біоцентри меншої площі такої оптимізуючої ролі не відіграють.

2. Нормування антропогенних навантажень

Відповідно до законодавства України, нормування якості природного середовища виконується з метою встановлення гранично допустимих норм антропогенних впливів, які гарантують екобезпеку населення, забезпечують раціональне використання та відтворення природних ресурсів в умовах постійного розвитку господарської діяльності. При цьому під впливом розуміють антропогенну діяльність, що пов’язана з реалізацією економічних, рекреаційних, культурних інтересів і вносить фізичні, хімічні, біологічні зміни в природне середовище. Кінцева мета нормування — забезпечення науково обґрунтованого поєднання економічних та екологічних інтересів. Визначена, таким чином, мета нормування антропогенного навантаження передбачає наявність граничних умов (нормативів) як на сам вплив, так і на чинники середовища, що відображають цей вплив і відгуки на нього екосистем.

Розробка нормативів і нормування ведеться у трьох основних напрямах: санітарно-гігієнічне, екологічне, науково-технічне.

Санітарно-гігієнічні нормативи — найбільш розвинута й поширена система норм, правил і регламентів для оцінювання стану навколишнього середовища. Вони встановлюються в інтересах охорони здоров’я людини і збереження генетичного фонду деяких популяцій рослинного і тваринного світу. Встановлені й затверджені нормативи є обов’язковими на всій території України. Для питної води гранично допустимі концентрації (ГДК) деяких шкідливих речовин були затверджені ще 1939 року. Наразі число встановлених ГДК для водних об’єктів різного призначення наблизилося до 2000.

Для атмосферного повітря 1952 року були введені ГДК стосовно 10 речовин, наразі їх уже близько 100. Існують також ГДК забруднюючих речовин ґрунту тощо.

Завданням екологічного нормування є забезпечення нормального функціонування екосистем у цілому, у тому числі й здоров’я людини, тобто збереження встановленої рівноваги в природі в рамках можливої саморегуляції. Збереження екологічної рівноваги визначається не індивідуальною реакцією окремих особин, а розгорнутою в часі та просторі реакцією всієї спільноти екосистеми. У цьому разі екологічні нормативи потрібно розробляти на локальному й регіональному рівнях, забезпечуючи тим самим екологічну рівновагу в глобальному масштабі.

Гранично допустимі концентрації шкідливих речовин в екосистемах за аналогією з ГДК можна називати ЕДК — екологічно допустимі концентрації шкідливих речовин в екосистемах довкілля, що надходять з різних антропогенних джерел і не порушують гомеостатичні механізми саморегуляції екосистем. На підставі ЕДК можна розрахувати екологічно допустимі навантаження (ЕДН), які не мають перевищувати екологічної ємності екосистем. Встановлення екологічно допустимих навантажень є тим заходом, який дозволить забезпечити баланс екологічних і соціально-економічних інтересів людини, а отже, є інструментом стійкого розвитку суспільства. Оцінювати ємність екосистем з допомогою ЕДК найбільш зручно на прикладі поверхневих вод, оскільки вода, на відміну від атмосфери, — жорстко локалізоване природне тіло.

Крім екологічно допустимого навантаження українськими фахівцями було запропоновано техногенне навантаження, що характеризується модулем техногенного навантаження (МТН). Під МТН розуміють обсяг стічних вод і твердих відходів промислових і комунальних об’єктів, які внесені по адміністративних одиницях (областях), що вимірюються в тисячах тонн на квадратний кілометр за рік. Для Київської області максимальний МТН становить 1000 тис. т км2 на рік. До техногенно напружених областей належать також Донецька, Дніпропетровська й Запорізька, МТН у яких становить 100-1000 тис. т км2. Середні показники МТН (10-50 і 50-100 тис. т км2 за рік) мають Львівська, Івано-Франківська, Хмельницька, Вінницька, Одеська, Черкаська, Полтавська, Харківська, Луганська, Херсонська області й Автономна Республіка Крим. Мінімальні показники МТН (1-10 тис. т км2 за рік) спостерігаються для Волинської, Рівненської, Житомирської, Чернівецької, Тернопільської, Закарпатської областей.

Для всіх категорій земель визначається ступінь антропогенного навантаження з використанням експертних бальних оцінок. У межах території, для якої вони обчислюються, кожен вид земель отримує відповідний бал, і всі земельні ділянки з однаковим балом об’єднуються в однорідні групи за категоріями.

Класифікація ступенів антропогенного навантаження земель

Ступінь антропогенного навантаження

Бал

Категорія земель

Найвищий

9

Землі промисловості, транспорту, зв’язку, енергетики, оборони та іншого призначення

Дуже високий

8

Землі сільськогосподарського призначення

Високий

7

Землі житлової та громадської забудови

Між середнім і високим

6

Землі водного фонду

Середній

5

Землі історико-культурного призначення

Між низьким і середнім

4

Землі рекреаційного призначення

Низький

3

Землі оздоровчого призначення

Дуже низький

2

Землі лісового фонду

Найнижчий

1

Землі природно-заповідного та іншого природоохоронного призначення

IV. Практична робота

Тема роботи. Модель ландшафтно-екологічної оптимізації земельних угідь своєї місцевості

Мета роботи: провести аналіз моделі ландшафтно-екологічної оптимізації земельних угідь своєї місцевості.

Обладнання й матеріали: картки з теоретичними відомостями для практичної роботи; карти земельних угідь своєї місцевості, які потрібні для виконання роботи.

Хід роботи

  • 1. Скласти картосхему земельних угідь своєї місцевості.
  • 2. Відобразити з допомогою умовних позначень їх стан з точки зору необхідності ландшафтно-екологічної оптимізації.
  • 3. Запропонувати заходи ландшафтно-екологічної оптимізації для земельних угідь своєї місцевості.

Теоретичні відомості для виконання роботи

1. Складання різних картосхем — найважливіша частина наукових досліджень, особливо в краєзнавстві. Фіксуючи матеріали одного з перших етапів досліджень, вона стає керівним документом для наступних. Особлива цінність цього методу визначається й тим, що зі складанням картосхеми нерозривно пов’язані роботи із систематизації природних комплексів. Графічна наочність допомагає правильно встановити їх просторові взаємини.

Картосхема являє собою засіб географічної наочності зі спрощеним зображенням елементів змісту. Вона наочно, естетично й максимально зрозумілим способом представляє будь-які складні географічні дані. Головна відмінність картосхеми від карти — відсутність географічної сітки й схематичне зображення об’єктів. Схематичність виражається в сильній генералізації й картографічному узагальненні: відборі найнеобхідніших об’єктів, утрируванні й відображенні тільки тематичних явищ. Картографічне узагальнення припускає процес збирання відомостей про об’єкти, узагальнення їх накреслень (контурів), виділення характерних деталей, а також кількісних і якісних характеристик з метою відображення найбільш істотних, типових властивостей і характерних рис. На картосхемі усувають другорядні деталі й виділяють істотні, чим підсилюють її наочну й пізнавальну роль.

2. Обґрунтування оптимальної територіальної структури природних угідь ґрунтується на концепції біоцентрично-мережевої системи. В оптимально організованій території всі біоцентри мають бути пов’язані біокоридорами в єдину мережу. Оптимальність цієї мережі оцінюється а-, b- та y-індексами зв’язності. Найбільшої ефективності біоцентрично-мережева система досягає за значення а = 1, b = 1, у = 3. У разі невідповідності параметрів існуючої системи цим значенням слід створити нові біоцентри та біокоридори. Оптимальним місце-розташуванням останніх є балки й лощини. Крім стабілізації біоцентрично-мережевої системи, створені тут лісонасадження та залужені схили виконують також протиерозійну й водозахисну функції.

Території, не зайняті природною рослинністю та забудовою, мають бути диференційовані на угіддя відповідно до природних потенціалів і оцінок стійкості геосистеми до антропогенних впливів. Причому останній критерій має пріоритетне значення перед високим потенціалом геосистеми.

V. Узагальнення, систематизація й контроль знань і вмінь учнів

А. Дайте відповіді на запитання.

  • Дайте визначення поняття «природний каркас території».
  • У чому відмінності між природним і екологічним каркасом території?
  • Які існують шляхи оптимізації природного каркаса території?
  • Які об’єкти виконують у природному каркасі транспортну функцію? Наведіть приклади таких об’єктів, розташованих у вашій області (республіці).
  • Яким є основне завдання екологічного нормування антропогенних навантажень?

Б. Наведіть приклади найбільших біоцентрів вашої області (республіки), району. Нанесіть їх на контурну карту.

VI. Домашнє завдання

Опрацювати теоретичний матеріал за відповідною темою. Підготувати статистичні дані, які характеризують стан довкілля індустріалізованих територій України.