Реферат: Экологический мониторинг
Чтобыпо возможности исключить неблагоприятное влияние человека на природунеобходимо:
Веститекущий учёт изменений в окружающей среде
Научитьсяпрогнозировать развитие этих изменений
Кромеэтого, необходимо знать, какая именно среда оптимальна для жизни человека.Исходным здесь является понятие качества среды, т.е. совокупности параметров,всецело удовлетворяющих как экологической ниши человека, так и научно-техническомуразвитию общества. Для того, чтобы иметь информацию об изменениях в окружающейсреде, надо иметь точку отсчёта, т.е. исходное состояние среды безантропогенного воздействия. Кроме этого, необходимо найти критические илинаиболее чувствительные звенья в экосистемах, которые быстрее и точнее всегохарактеризуют состояние этих систем, а также найти показатель, соответствующийнаиболее сильным воздействующим факторам и указывающий на источник такоговоздействия. Все эти мероприятия входят в систему экологического мониторинга.
Мониторинг– это система наблюдений за изменениями в состоянии окружающей среды, котораяпозволяет прогнозировать развитие этих изменений.
Экологическиймониторинг состоит из нескольких частей:
I звено:
Глобальныймониторинг, в пределах всей биосферы на основе международного сотрудничества.
Объектамиглобального мониторинга являются:
Атмосфера,
Озоновыйэкран
Гидросфера
Растительныеи почвенные покровы
Животныймир на Земле.
Характеризуемыепоказатели для глобального мониторинга:
Радиационныйбаланс
Тепловойбаланс
Газовыйсостав атмосферы и запыление
Загрязнениебольших рек и водоёмов
Круговоротводы на континентах
Глобальныехарактеристики состояния растительности, почв и животного мира
Глобальныебалансы углекислого газа и кислорода
Крупномасштабныекруговороты веществ
II звено:
Национальныймониторинг.
III звено:
Региональныймониторинг.
Объектыдвух звеньев:
Природныеэкосистемы
Агрономическиесистемы
Лесныеэкосистемы
Исчезающиевиды животных и растений
Характеризуемыепоказатели для этих двух звеньев:
Функциональнаяструктура экосистем и её нарушения
Популяционноесостояние растений и животных
Урожайностьсельскохозяйственных культур
Продуктивностьлесонасаждений
IV звено:
Локальныймониторинг в пределах отдельного населённого пункта, отдельного предприятия,отдельной популяции живых организмов.
Объектамилокального мониторинга являются:
Приземныйслой воздуха
Поверхностныеи грунтовые воды
Промышленныеи бытовые выбросы и сбросы
Радиоактивноеизлучение
Отдельныепопуляции живых организмов
Характеризуемыепоказатели:
Концентрациитоксичных веществ
Уровнифизического и биологического воздействия
Моделирование в экологии.
Любаяэкологическая система очень сложна, поэтому изучение процессов, протекающих вней на самой системе требует существенных затрат времени и средств. Получитьполную информацию о системе практически невозможно. В подобных случаях процессыи явления, происходящие в системах, стараются изучать на специально созданныхискусственных объектах, которые в той или иной мере отражают свой свойствоисходных систем.
Моделирование– это воспроизведение характеристик некоторого объекта на другом объекте,специально созданного для его изучения.
Любаямодель проще реального объекта. Она отражает не все его свойства и характеристики,а только те, которые интересны нам в данном исследовании.
Передтем, как использовать модель для изучения объекта необходимо доказать еёподобие или адекватность реальному объекту. Существует много статистическихметодов такого доказательства.
Рассмотримконкретные типы такого моделирования:
Физическоемоделирование — это создание уменьшенных копий реальных объектов и систем.Примером физической модели в экологии является аквариум. Основным недостаткомтакого типа модели является то, что при обратно масштабном переходе, т.е. приувеличении размеров, некоторые закономерности, которые соблюдались на модели,соблюдаться перестают.
Концептуальноемоделирование – это создание блок-схем, взаимодействие подсистемы процессов впределах более сложных систем. Примером являются круговороты веществ.
Графическоемоделирование – это изображение зависимости между переменными в одной из системкоординат, чаще всего в прямоугольной декартовой системе. Примером являютсяграфики изменений численности популяций.
Математическоемоделирование – заключается в формализации поведения систем на основематематических выражений.
Существуютдва принципиально разных подхода к математическому моделированию:
Формализациязаведомо известных процессов, специфика и закономерности которых определенынами на основе наблюдений и экспериментов. Полученные закономерностиизображаются в виде графических моделей, а затем, используя методыкорреллеционного и регрессионного анализа, получают математические модели.Именно таким методом были получены формулы для расчёта предельно допустимоговыброса. Математические модели, в данном случае, представляют собой системыалгебраических уравнений, чаще всего полиномов.
Нужнополучить зависимость у(х).
/>
У
х
Провелиэксперимент, и для некоторых значений «х» получили экспериментальные точки.
Методнаименьших квадратов для получения модели. Согласно этому методу, криваявыбирается так, чтобы />была минимальной, где /> — количествоэкспериментальных точек, /> — экспериментальное значение вточке />, /> — значениемодельной теоретической функции в точке />.
Допустим,в качестве функции /> мы выбрали линейную />, тогда нам нужноопределить значения параметров /> и />.
Чтобыфункция имела минимум, необходимо, чтобы произведение по параметрам равнялосьнулю.
/> />
/>
/> />
Второйподход заключается в выдвижении некоторой гипотезы о поведении системы иподбора математических выражений, описывающих некоторые физические законы,которые удовлетворяют этой гипотезе. Математические модели такого типа чащевсего представляют собой системы дифференциальных уравнений, полных или частныхпроизводных или системы интегральных уравнений, которые чаще всего решаютсячисленно, но иногда аналитически, допустим с помощью преобразований Лапласа.
Список литературы
Дляподготовки данной работы были использованы материалы с сайта isfakultet.narod.ru/